資源簡介

第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第一節 硫及其化合物
第一課時 教案
【教學目標和核心素養】
宏觀辨識和微觀探析：從不同層次認識S及SO2的性質的多樣性，形成“結構決定性質，性質決定用途”的觀念，從宏觀和微觀相結合的角度分析和解決問題。
證據推理與模型認識：基于組成和用途對于S和S02的性質提出假設,通過實驗加以證實。
實驗探究與創新意識:從問題和假設出發，設計探究方案，探究SO2的性質，在探究中學會合作。
科學精神和社會責任：在探究中增養嚴謹科學的研究精神:肯定SO2對人類生活做出的巨大貢獻，但是要各觀分析其對環境和人類健康造成的負面影響，做出正確的價值判斷，積極尋找化學在解決環境問題中的作用，培養可持續發展觀念和綠色化學的意識。
【教學重難點】
硫及其化合物的相互轉化關系的實驗設計與評價。硫及其化合物各代表物性質的綜合運用。
【教學方法】
類比，問題引導
【教學過程】
〖引入〗：觀看多媒體，播放有關酸雨的資料片或者圖片，其中涉及酸雨危害森林、河流、湖泊、古建筑物、工廠設備等的內容，及不法商販利用硫燃燒來熏蒸漂白饅頭、黃色銀耳等的鏡頭及對人體的危害。
〖教師〗從剛才的短片我們知道淡黃色的硫燃燒可以生成二氧化硫，要學習這種新物質，我們應該從哪些方面入手呢？請大家根據剛才的短片和生活見聞來推測硫和二氧化硫有哪些性質。
板書
一、硫（S）
展示：單質硫圖片或實物
1.硫的物理性質
淡黃色固體，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。
2.存在形式：在自然界中硫既有游離態，又有化合態存在。舉例說明
3.硫的化學性質 硫的常見價態、0、、
思考：單質硫可能具有什么樣的性質？能與什么樣的物質發生反應呢？
（1）氧化性
與銅反應：
思考：為什么不是價銅？
回憶：S與鈉、鋁、鐵的反應
與氫氣反應：
（2）還原性
與氧氣反應：演示燃燒視頻？
（1）與堿反應
與氫氧化鈉的反應：
提示：歧化反應的特點，如比例問題，電子轉移問題，另外注意離子方程式的寫法
4、用途：
用于制取硫酸
引入：單質硫與氧氣反應可以得到二氧化硫，它是一種與我們日常生活息息相關的物質，例如草編織物的漂白，某些商人的漂白饅頭，再比如酸雨等，那二氧化硫到底是什么樣的物質呢？
板書：二、二氧化硫（）
，應從哪幾方面入手？[講解]首先研究其物理性質
讓學生思考了解物理性質應注意什么，觀察，聞氣味（注意操作方法）
1.物理性質：無色有刺激性氣味的氣體，密度大于空氣，易液化，有毒。
[引言]那么在水中的溶解性如何？怎樣通過實驗證明？
[投影]易溶于水
實驗視頻：二氧化硫的水溶性實驗
思考：從哪里入手研究的化學性質？它可能具有哪些化學性質？
[板書]
二、二氧化硫的化學性質
[引言]剛才有同學認為是酸性氧化物，如何通過實驗證明？實驗視頻：二氧化硫的酸性
思考：出現該現象的原因是什么？
1.是酸性氧化物
（1）跟水反應
〖實驗〗：將充滿SO2的試管倒立于盛水的大燒杯中，仔細觀察試管內的變化
〖學生〗小組成員相互討論，找出水不能充滿整支試管的可能原因：
〖學生〗一同學板書SO2 + H2O == H2SO3
方程式“==”應改為““，因為二氧化硫與水的反應為可逆反應。
〖教師〗強調可逆反應的特點（板書）：同條件、不同方向、同時并存。中間為可逆號。
〖提問〗H2 +O2 ==H2O，H2O== H2 +O2是可逆反應嗎？二氧化硫溶于水，其成分是否只有H2SO3？
〖學生〗不是可逆反應，
〖教師提問〗從組成上看二氧化硫和二氧化碳相似，它是不是酸性氧化物呢？我們如何用實驗來驗證 請同學們根據現有的藥品和儀器設計實驗，并將你的設計思路講給同學們聽聽。
強調：二氧化硫是使石蕊試液變紅，不褪色。
（2）和堿的反應
SO2+NaOH=NaHSO3 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
思考：該反應的情況與誰相似？
思考：中S元素化合價為價，處于中間價態，由此推斷還可能有哪些性質？如何通過實驗證明？
2、氧化性
3、還原性
回憶：在學習氧化還原反應時，我們列舉過一些常見的氧化劑和還原劑，其中二氧化硫就是常見的還原劑之一。因此它能與多種強氧化性物質反生反應，例如：高錳酸鉀、三價鐵離子、氯氣等。
強調：將二氧化硫氣體通入上述溶液中的現象
實驗視頻 二氧化硫的漂白性
將氣體通入品紅試液，然后再加熱
[提示]觀察溶液顏色變化
[提問]比較和氯水、、的漂白有何不同？與活性炭有何區別？與上述表現還原性有何區別？
4、漂白性
〖學生〗學生分組討論、設計實驗，并動手驗證，組內一同學代表發言。
學生甲：我們將二氧化硫的水溶液中滴加品紅，結果品紅褪色，再加熱結果溶液又變紅，由此我們知道二氧化硫具有漂白性，且漂白性是不穩定的，是可逆的。而氯水中次氯酸的漂白是不能再復色的，是不可逆的。
〖教師〗工業上常用SO2來漂白紙漿、毛、絲、草帽辮等，也可用于殺菌消毒。但SO2漂白的原理是它與有色物質反應生成不穩定的無色物質，這種無色物質見光遇熱易分解，從而使有色物質恢復原色。所以用SO2漂白的紙漿制成紙，印刷成報紙后，存放時間長的時候會變黃色。該反應實質是非氧化還原反應，這種漂白結果是暫時的。
而上學期所學的HClO的漂白，則是利用了HClO的強氧化性，將有色物質氧化成無色物質，其反應實質是氧化還原反應，故漂白效果是永久的，加熱不會恢復原色。所以一些不法廠商利用SO2的這一性質來加工食品，使其增白。食用這樣的食品，會對人體的肝、腎等有嚴重損害，并有致癌作用。
思考：濕潤的氯氣、二氧化硫都具有漂白性，若二者混合，通過品紅試液，會有什么現象出現？
5、二氧化硫對大氣的污染
[引言]是有毒氣體，對環境危害很大。
[講解]是主要的大氣污染物之一，對人、動物、植物、建筑物危害很大。
視頻展示對環境危害
[講解]一旦污染空氣，危害非常嚴重，而且這種污染也很難消除。為了我們唯一的家園，為了人類自己，保護環境。
酸雨的定義以及成因。
三、三氧化硫（）
標況固態，與水反應生成硫酸，是硫酸的酸酐。
四，硫化氫（H2S ）
常溫下為無色有臭雞蛋氣味的劇毒氣體，溶于水成為氫硫酸（二元弱酸）
氧氣不足： 2H2S + O2 = 2S + 2H2O
氧氣充足： 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
作業：
板書設計：
一、硫
1、硫的存在
2、硫的物理性質：
物理性質：黃色晶體，俗稱硫黃，質脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2
3、硫的化學性質：
Fe ＋ S △= FeS
2Cu ＋ S △ = Cu2S
H2 ＋ S △ = H2 S
S + O2 點燃 = SO2
二、二氧化硫（SO2）
物理性質：無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水(1∶40)，易液化(－10℃)。
化學性質：（1）與水反應
（2）酸性氧化物：SO2＋H2O H2SO3 （可逆反應）
（3）氧化性和還原性 （4）漂白性第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第一節 硫及其化合物
第二課時 教案
【教學目標和核心素養】
宏觀辨識和微觀探析：
從稀硫酸的化學性質及硫酸的結構出發，掌握濃硫酸的性質（吸水性、脫水性和強氧化性）；從宏觀和微觀相結合的角度分析和解決問題。
證據推理與模型認識：
學會通過觀察、思考發現問題.通過實驗加以證實。
實驗探究與創新意識:
從問題和假設出發，通過學生分組討論、實驗探究，培養學生分析問題、解決問題能力、實驗操作的能力，培養團隊合作精神。
科學精神和社會責任：
對學生進行“現象與本質”、“量變與質變”等辯證唯物主義觀點的教育；激發學生的愛國熱情和培養他們的環保意識；及培養學生嚴謹求實的科學態度和勇于求異的創新精神。
【教學重難點】
重點： 濃硫酸的吸水性、脫水性和強氧化性。
難點 ：濃硫酸的強氧化性
【教學方法】
實驗探究式教學法、啟發式。
【教學過程】
硫酸(H2SO4)-------現代工業之母
硫酸在化學、冶金、醫藥、染料等有極為廣泛的應用。生產10t青霉素要消耗2.5t硫酸，生產1t有機玻璃要消耗3t硫酸，生產1kg金屬鋯，要消耗20t硫酸。有人稱硫酸是化學工業生產的“發動機”。世界上常把硫酸的產量作為衡量一個國家工業發達程度的標志。
硫酸是一種用途廣泛的化工產品，在初中已學過它的一些性質，這一節我們將繼續學習硫酸的其它性質。
[提問]稀硫酸具有哪些化學性質？為什么具有這些性質？
[復習投影] 描述下列的實驗(見附圖)現象，并說明稀H2SO4的性質。
硫酸的電離方程式：
有關反應的離子方程式：
紫色石蕊變紅
Zn+H2SO4--- Zn＋2H＋ = Zn2＋＋H2↑
Fe2O3+H2SO4---- Fe2O3＋6H＋ = 2Fe3＋＋3H2O
NaOH+H2SO4----- OH－＋H＋ = H2O（紅色消失）
Na2CO3+H2SO4--- CO32-＋2H＋= H2O + CO2↑
[設問]實驗室制氫氣時選用稀硫酸或鹽酸，而不用濃硫酸，為什么？
[板書] 第一節 硫及其化合物
二、硫酸
[引言] 濃硫酸和稀硫酸在性質上有什么區別呢？
[板書]（一）硫酸的物理性質
純硫酸是無色粘稠的油狀液體(常用的濃硫酸質量分數為98.3%)。純硫酸難揮發,沸點338℃(高沸點酸)。密度：質量分數為98.3%的硫酸的密度為1.84g/cm3 (高密度酸)。能以任意比與水混溶（濃硫酸溶解時放出大量的熱）。
設疑：濃硫酸溶解時放出大量的熱，如何稀釋濃硫酸呢？
學生：思考，回答：
把濃硫酸沿著燒杯壁緩慢注入水中并用玻璃棒不斷攪拌散熱。（酸入水）
老師：化學上都是將密度大的液體加入到密度小的液體中。
（二）濃硫酸的特性
1、難揮發性—制揮發性酸
[提問]在實驗室里常用濃硫酸干燥氣體，說明濃硫酸有什么性質？
[板書] 2、吸水性
用途：干燥劑（一般是吸收現成的水分子）
可干燥與它不反應的氣體：
如：O2、H2、N2、Cl2、CO2、SO2、HCl 等
不能干燥：NH3、H2S、HBr、HI等還原性氣體。
3、脫水性（炭化）
觀看視頻實驗：潮濕的紙屑、棉花、木屑中分別滴入幾滴濃硫酸。
現象：三種物質都發生了變化，生成了黑色的物質。
[演示實驗]：在200mL燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。然后再加入15mL溶質的質量分數為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實驗現象。
現象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的物質，有刺激性氣味氣體生成。
分析：蔗糖含C、H、O元素，分子式為C12H22O11，濃硫酸讓有蔗糖H、O元素按水的組成（2﹕1）從有機物中“脫離”出來，結合成水分子，生成了黑色的C。體現了濃硫酸的脫水性。
說明：<1> 脫水性是濃硫酸的特性之一。
<2>物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程。反應時，濃硫酸按水分子中氫、氧原子數的比為奪取有機物中的氫原子和氧原子。
<3> 可被濃硫酸脫水的物質一般為含氫、氧元素的有機物，其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質被脫水后生成了黑色的炭（炭化）。
思考：濃硫酸對皮膚有很強的腐蝕性，若不慎沾上，怎樣處理？
學生：立即用大量水沖洗，在患處涂上3%~5%的NaHCO3，嚴重者送醫院。
小結：
1、吸水性：是指吸收水分或奪取結晶水合物中的結晶水，形成一系列穩定的硫酸水合物，但是被干燥的物質本質未變。
2、脫水性：是指將有機物中的氫、氧元素的原子按水的組成（2:1）脫去，生成水分子。
思考： 蔗糖炭化現象中刺激性氣味的氣體是怎么形成的，生成的是什么氣體？
[講解] 濃硫酸使蔗糖脫水炭化后，又吸水放熱，使其繼續被濃H2SO4氧化。
[板書] 4、強氧化性
A、 [實驗] 銅與濃硫酸反應，并檢驗生成的氣體？
[觀察現象] 加熱時產生的氣體能使品紅，溶液褪色。溶液底部有灰黑色固體析出。冷卻稀釋后溶液呈藍色。
（濃）
強調：銅是還原劑，濃硫酸是氧化劑，濃硫酸既表現出氧化性又體現出了酸性。
生成的氣體使品紅溶液褪色，證明是SO2，應用堿液吸收尾氣，防止污染空氣。
對比討論出：稀硫酸的弱氧化性表現在它電離的H＋，而濃硫酸的強氧化性表現在硫酸分子中＋6價的硫上。
[板書]：氧化大多數金屬：生成物中金屬顯高價，同時生成二氧化硫。
[講述] 常溫下，Al，Fe遇濃硫酸發生鈍化。學生閱讀課文有關內容。教師啟發鈍化在實際中的應用：鋁鐵容器盛裝濃硫酸。
B、濃硫酸與木炭反應，
分析上述反應中元素化合價的變化情況，指出氧化劑和還原劑。
木炭是還原劑，濃硫酸是氧化劑，濃硫酸表現出強氧化性。
思考：請設計實驗證明濃硫酸與炭反應的三種產物，畫出實驗裝置圖。
蔗糖炭化中的刺激性氣味就是濃硫酸與木炭反應生成的二氧化硫。
討論：通過剛才的學習我們了解濃硫酸具有強的氧化性，請利用氧化還原反應規律分析為什么濃硫酸作干燥劑時不能干燥H2S、HI、HBr氣體？
小結：<1> 濃硫酸有強氧化性，包括還原性很弱的銀在內的很多物質，都能在一定條件下被濃硫酸氧化。
<2> 濃硫酸在作氧化劑時，主要是+6價硫的原子得電子，被還原為含低價硫元素的物質，一般不會有+1價氫被還原，即一般不會生成氫氣。
（三）硫酸的用途
閱讀教材，了解硫酸的用途
[課堂小結] 這節課我們重點探究的濃硫酸的化學特性。因為量變導致質變，所以濃硫酸體現的以下與稀硫酸不同的特性：吸水性、脫水性、強氧化性。
[作業] 課后習題
板書設計：第一節 硫及其化合物
二、硫酸
（一）硫酸的物理性質
（二）濃硫酸的特性
1難揮發性—制揮發性酸
2吸水性
3脫水性
4強氧化性
（濃）
（三）硫酸的用途第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第一節 硫及其化合物
第三課時 教案
【教學目標和核心素養】
宏觀辨識和微觀探析：
掌握硫酸根離子的檢驗；認識含硫物質可以實現相互轉化，從宏觀和微觀相結合的角度，認識到各物質轉化的化學本質。
證據推理與模型認識：
能從物質類別和元素價態變化的視角，說明硫及其化合物的轉化路徑，設計實驗進行初步驗證，并能分析、解釋有關實驗現象。
科學探究與創新意識:
能與同伴合作進行實驗探究，如實觀察、記錄實驗現象，能根據實驗現象形成初步結論。在探究中互相合作思考，培養團隊意識，養成合作探究的習慣。
科學精神和社會責任：
在實驗中培養動手能力，形成理論結合實際的價值觀念，能運用硫及其化合物知識分析討論生產、生活中簡單的化學問題(如環境保護等)，認識化學科學對社會可持續發展的貢獻。認識到化學在現代工業中的實際應用，積極運用新技術，在未來的學習中，要實現理論和實際結合，成為一名化工工程師。
【教學重難點】
1.硫酸根離子的檢驗:
2.含硫物質的轉化。
板書：一、的檢驗
1.實驗探究（教師演示實驗）
實驗操作
實驗現象 先產生白色沉淀，加入鹽酸后沉淀不溶解 先產生白色沉淀，加入鹽酸后沉淀不溶解 產生白色沉淀，加入鹽酸后沉淀溶解
實驗結論 與反應生成不溶于鹽酸的白色沉淀，離子方程式：SO42- + Ba2+ = BaSO4↓ 與反應生成白色沉淀BaCO3 ，可溶于鹽酸
檢驗SO42-可能用到的方法：
① 現象（產生白色沉淀）現象（沉淀不消失）
結論：可能含有、、。
② 現象（產生白色沉淀）現象（沉淀不消失）
結論：可能含、。
③ 現象（產生白色沉淀）現象（沉淀不消失）
結論：可能含、。
④ 現象（產生白色沉淀）現象（沉淀不消失）
結論：可能含、、、。
同學歸納歸納的檢驗方法。
教師：在中學化學里常常先用鹽酸把溶液酸化，以排除、、等可能造成的干擾，再加入溶液，根據是否有白色沉淀出現來闡明原溶液中是否有存在。（不要用硝酸，硝酸會把亞硫酸根氧化為硫酸根而干擾實驗。）
2.檢驗的正確操作方法：
被檢液取清液有無白色沉淀產生（判斷有無）。先加稀鹽酸的目的是:排除CO32- 、SO32- 、Ag+等離子的干擾。
因此在實驗室里，通常將溶液先用稀鹽酸酸化，然后加人溶液來檢驗的存在。——注意藥品加入的先后順序。
真實情景思考：
現在我們炒菜用的精鹽又細又白，你知道精鹽是由粗鹽經過什么樣的程序制得的嗎？粗鹽經溶解、過濾和蒸發后還含有硫酸鹽及CaCl2、MgCl2等雜質。如何進行粗鹽提純嗎？
強調：為使雜質離子完全除去，要加入過量的試劑。后續試劑要能夠將前面所加過量的試劑除去，由此可知碳酸鈉溶液要在氯化鋇溶液之后加入。
通常加入試劑的幾種順序：
①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→鹽酸
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→鹽酸
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→鹽酸
資料卡片：硫酸鹽
硫酸鹽 結晶水合物的俗名 主要用途
生石膏 熟石膏 制粉筆、模型、塑像等
芒硝 制玻璃、造紙工業
皓礬 收劍劑、防腐劑、顏料
——重晶石 醫療上用作“鋇餐”
綠礬 補血劑、制藍黑墨水
藍礬、膽礬 制農藥、鍍銅液
明礬 凈水劑
二、不同價態含硫物質的轉化
1、自然界中硫的存在和轉化
閱讀課本：總結硫的存在和轉化
（一）硫的存在：
（1）游離態： 火山噴口附近、地殼的巖層內。
硫化物：黃鐵礦FeS2、黃銅礦 CuFeS2
（2）化合態
硫酸鹽：石膏CaSO4·2H2O、芒硝Na2SO4·10H2O
（二）硫的轉化：
2、實驗室不同價態含硫物質的轉化
I、轉化原理
（1）硫元素常見價態及其轉化關系
（2）通過氧化還原反應實現不同價態含硫物質的互相轉化。
（3）低價態的硫向高價態轉化時需加入 氧化劑，高價態的硫向低價態轉化時需要加入還原劑。
II、實驗設計，方法引導：
設計實驗實現不同價態硫轉化，遵循的原則是科學性、可行性、安全性和綠色化學。
Ⅲ、硫單質及其化合物之間的轉化規律
（1）鄰位價態原則
不同價態的硫的轉化是通過氧化還原反應實現的。
（2）相鄰價態的粒子不發生氧化還原反應，如S和H2S、S和SO2、SO2和濃硫酸之間不發生氧化還原反應（可用濃硫酸干燥SO2）。
（3）歸中規律
當硫元素的高價態粒子與低價態粒子反應時，一般生成中間價態。如2H2S+SO2===3S+2H2O。
2Na2S＋Na2SO3＋3H2SO4===3Na2SO4＋3S↓＋3H2O。
（4）含硫物質的連續氧化規律
小結：本節課通過學生自主設計實驗，探究硫元素之間的相互轉化，設計實驗進行初步驗證，并能分析、解釋有關實驗現象。加深理解從而牢固地掌握含硫物質的相互轉化，提升了學習化學的興趣
作業。課后習題
板書設計：
一、的檢驗
被檢液取清液有無白色沉淀產生（判斷有無）。先加稀鹽酸的目的是:排除CO32- 、SO32- 、Ag+等離子的干擾。
二、不同價態含硫物質的轉化
1、自然界中硫的存在和轉化
2、實驗室不同價態含硫物質的轉化

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