資源簡介

第五章《硫及其化合物》教學設計
　　一、教材分析
　　《硫及其化合物》是人教版化學必修第二冊第五章《化工生產中的重要非金屬元素》第一節內容。在《普通高中化學課程標準（2017年版）》中，“主題2：常見的無機物及應用”對非金屬及其化合物的要求為：“結合真實情境中的應用實例或實驗探究，了解硫及其重要化合物的主要性質，認識這些物質在生產中的應用和對生態環境的影響。”對物質性質及物質轉化的價值的要求為：“結合實例認識非金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環境保護中的重要價值。”
　　這節內容主要包括：硫、二氧化硫和硫酸的性質，硫酸根離子的檢驗，不同價態含硫物質的轉化。學生可通過實驗探究，學習不同價態含硫物質的轉化。教材重點關注“不同價態的硫元素”及“硫的轉化”，突出了硫及其化合物在科學、技術、社會、環境中的影響、應用及教育價值，這樣有利于學生多角度、多層面地理解硫及其化合物，有利于學生建立價類二維的元素觀，也是滲透宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學態度與社會責任等化學學科核心素養的重要依托。
　　這部分內容是高中化學元素化合物部分的重點，是氧化還原反應及離子反應理論發展的重要載體，是元素周期律的重要體現。其中，二氧化硫被稱為高中化學的明星分子，是各類考查的重點和熱點。
　　二、學情分析
　　在必修第一冊，學生已經以鈉及其化合物、氯及其化合物、鐵及其化合物的學習為例，能從物質分類、離子反應、氧化還原反應的角度認識化學物質，并學習了物質結構和元素周期律，能從周期和族的角度分析物質化學性質的遞變性和相似性。通過化學鍵的學習，學生能夠從微觀視角認識化學物質。
　　學生初步具備了在具體問題情境下評價、改進、設計簡單實驗的能力；初步具備了應用所學知識分析問題和解決問題的能力。
　　學生初步具備了基于具體物質的具體性質和反應的類比思維，基于一類物質的一般性質的概括思維，基于離子的性質和反應的微觀概括思維，基于化合價升降的氧化還原思維。
　　學生從綜合類別通性的酸堿鹽離子反應和價態升降的氧化還原反應的多角度、多層次思維來學習硫及其化合物存在困難，但也存在很大的發展空間。要設計符合學生發展的教學過程，促進學生價類二維的元素觀的形成，幫助學生建構科學合理的認識思路，使認識方式趨向穩定化和內化。
　　三、教學目標
　　1. 了解硫元素在自然界中的多種存在形式，了解含硫物質的主要來源。
　　2. 結合含硫物質在生產、生活中轉化的實例，從物質分類及價態的角度認識含硫物質的通性及氧化還原性，并能了解部分含硫物質的特性。
　　3. 通過不同價態含硫物質的轉化，應用物質分類的思想，運用酸堿反應規律和氧化還原反應規律指導物質轉化。落實陌生氧化還原反應方程式的書寫。
　　4. 能設計實驗探究證實含硫物質的化學性質，逐步提高實驗探究的能力。
　　5.了解含硫物質在生產、生活中的應用及含硫物質帶來的環境問題，特別要了解酸雨的形成過程、危害及防治方法。樹立保護環境的意識。
　　四、教學重點
　　1. 二氧化硫、濃硫酸的性質，硫酸根離子的檢驗。
　　2. 含硫物質之間的相互轉化。
　　3. 可逆反應。
　　五、教學難點
　　1. 濃硫酸的氧化性。
　　2. 設計實驗證明二氧化硫的性質。
　　六、教學過程
　　（一）環節一
　　展示火山噴發的景象照片，說明火山噴發時，會釋放出許多含有硫元素的物質，在火山口還有硫單質出現。
　　【教師引導】介紹硫單質的多種游離態，以正交硫為例，介紹硫單質的物理性質。學生分析硫單質的化學性質，說明分析的理論依據，結合課前給的資料說明文獻依據，并設計實驗獲取實驗依據。
　　【課前資料】古代煉丹時使用硫單質的資料及黑火藥的成分中含有硫單質。
　　【學生活動】從物質類別和價態的角度分析硫單質有氧化性，可以與金屬如鐵、銅發生反應，也可以與非金屬單質如氫氣反應，同時硫也有還原性，可以與氧氣發生反應。
　　【實驗探究】 硫和鐵粉的反應。
　　【設計意圖】
　　引導學生從理論角度、文獻角度、實驗角度學習硫與金屬和非金屬單質的反應，認識硫單質的氧化性和還原性，體會硫單質作為重要的非金屬單質在歷史上的用途，滲透宏觀辨識和微觀探析的核心素養，為后面學習二氧化硫做鋪墊。
　　（二）環節二
　　播放酸雨的視頻，介紹空氣質量報告的主要內容，探究二氧化硫的性質。
　　【教師引導】二氧化硫與酸雨的形成有什么關系？體現了二氧化硫的什么性質？設計實驗證明你的預測。
　　【學生活動1】
　　從物質類別的角度分析二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。
　　從價態的角度分析二氧化硫既有氧化性，又有還原性。
　　設計實驗證明二氧化硫酸性氧化物的通性及還原性。
　　【學生活動2】【實驗探究】
　　把一支充滿、塞有橡膠塞的試管倒立于水槽中，在水面下打開橡膠塞，觀察現象，用pH試紙測定溶液的pH。放置一段時間后，再次測定溶液的pH。（也可以展示課前做好的實驗事實）
　　【學生活動3】【實驗探究】
　　1.學生分析pH變化的原因？
　　2.設計實驗證明。
　　【教師引導】
　　1.通過上面的實驗，請學生說明硫酸型酸雨形成的途徑？主要途徑是什么？同時介紹可逆反應的定義。
　　2.如何防治酸雨的形成？（從二氧化硫的來源和性質的角度思考，從防的角度、從治的角度分析減小酸雨形成的危害）
　　3.通過酸雨形成的途徑，思考對工業生產硫酸有什么啟示？如果以硫磺礦或者黃鐵礦為原料，如何實現工業生產硫酸？
　　【學生活動4】
　　1.分析硫酸型酸雨形成的可能的兩種途徑。并分析過程中的主要途徑。
　　2.結合二氧化硫的來源和性質分析從源頭上或者過程上如何防治酸雨。
　　3.結合工業生產實際分析工業生產硫酸的合理途徑。
　　【問題情境】 不僅在工業生產中有重要的應用，還可用于生活中的某些方面。如在某些食品中可以添加適量的二氧化硫起到漂白、防腐和抗氧化等作用。比如在葡萄酒中添加適量的二氧化硫可以起到殺菌的作用。
　　【實驗探究】 二氧化硫與品紅的反應
　　【設計意圖】
　　學生能利用研究物質性質的一般方法和程序研究二氧化硫，能運用氧化還原反應原理，選擇合適的氧化劑和還原劑，實現不同價態硫元素之間的相互轉化。同時引導學生客觀辯證地看待化學物質，體會化學物質對人類社會發展的巨大促進作用，同時關注不合理地利用化學物質對生活和生產造成的危害，引導學生認識到人類活動對生態環境的影響，激發學生運用化學知識解決環境和資源問題的興趣和熱情，滲透變化觀念與平衡思想、證據意識與模型認知、科學態度與社會責任的核心素養。
　　（三）環節三 濃硫酸的強氧化性
　　【教師引導】硫酸是重要的工業原料，初中階段的學習，我們已經了解了稀硫酸的通性及濃硫酸的吸水性、脫水性和強腐蝕性。實際上，濃硫酸還有強氧化性。
　　【問題情境】常溫下，可以用鐵質或者鋁質的容器來裝運濃硫酸，這是為什么？
　　【教師介紹】鐵和鋁在常溫下遇濃硫酸會發生鈍化。解釋鈍化的現象及應用。
　　【教師引導】銅也可以和濃硫酸反應，請分析銅和濃硫酸反應的產物？設計實驗證明產物？
　　【學生活動】分析產物為硫酸銅、二氧化硫和水。結合二氧化硫酸性氧化物的性質、還原性、氧化性及漂白性設計實驗證明，并注意尾氣處理。關注反應過程中的異常現象，做出分析解釋。
　　【實驗探究】演示學生設計的實驗，學生結合化學用語分析解釋現象。
　　【教師引導】非金屬碳也可以與濃硫酸反應，請設計實驗證明產物，畫出裝置圖，注明試劑及作用。
　　【學生活動】設計實驗，相互討論，匯報完善。
　　【實驗探究】演示黑面包實驗。
　　【學生活動】分析實驗現象，用相應的化學用語解釋。
　　【設計意圖】
　　通過上述環節，學生構建基于實驗的科學探究過程的模型認知：發現問題，提出假設，設計實驗方案，實施實驗方案，觀察現象，獲得證據，歸納得出結論證實或者證偽，再重新反思，修正實驗，繼續研究。在設計實驗解決問題時，要注意設計方案的科學性，可行性，安全性，綠色化學等。在實際工業生產中，還得考慮綜合效益的高低等等。滲透證據意識和模型認知，科學探究和實驗創新的核心素養。
　　（四）環節四 不同價態含硫物質的轉化
　　【問題情境】展示自然界中硫元素的存在示意圖及硫酸工業的流程圖。
　　【教師引導】自然界中存在含硫物質的相互轉化，人類控制實驗條件也能發生上述含硫物質的相互轉化。那么，在實驗室里如何實現不同價態含硫物質之間的相互轉化呢？在此過程中，我們考慮的因素有哪些呢？
　　【學生活動】
　　選擇合適的氧化劑和還原劑完成下面轉化：
　　【教學引導】如果在工業上實現上述轉化過程，還需要考慮哪些因素？
　　【設計意圖】
　　學生從自然界、實驗室、工業生產三個方面認識不同價態硫元素之間的轉化，體會不同價態硫元素之間的相互轉化與相應物質性質的關系，進一步理解元素與物質的關系，體會這種關系在研究元素氧化性和還原性中的重要作用。此外，通過設計實驗解決上述一系列問題，一方面能夠考查學生對知識的掌握和遷移應用能力，明確物質轉化是多途徑的，物質轉化是需要條件的，物質轉化的條件是可控制的。另一方面，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，明確在設計化學實驗時，應該遵循科學性，可行性，安全性和綠色化學等原則。滲透證據意識和模型認知，實驗探究和創新意識的核心素養。
　　七、板書設計
　　一、研究物質的一般方法：
　　二、基于實驗的科學探究過程：
　　科學性，可行性，安全性，綠色化學
　　三、硫元素價類二維圖

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