实验活动5 不同价态含硫物质的转化 教学设计 2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

《不同价态含硫物质的转化》教学设计
课题 《不同价态含硫物质的转化》 单元 5 学科 化学 年级 高一
教材 分析 本节教学内容是人教版高中化学必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》实验活动5《不同价态含硫物质的转化》。对关于含硫物质的学习是知识和用途相结合，理论和实际相结合，着眼于对含硫物质性质的研究。例如二氧化硫是以大气污染物为背景学习其性质，硫酸是以基础化工产品为背景学习其性质。在教材中，突出了“不同价态的硫元素”及“硫的转化”的观点，从硫在自然界中的存在和转化，到实验室实现不同价态含硫物质的相互转化，再到硫的转化在工业生产和环境保护中的体现和应用，多角度多层面介绍硫及其化合物的有关知识。本节课的教学，希望学生能建立从另一种角度学习物质性质的方法，即从转化的角度学习物质的性质，并在学习中体会物质之间转化和物质性质之间的关系。 运用类比预测、启发探究、引导探究、问题探究法，使通过对不同价态硫元素之间转化学习，加深学生对同一元素处于不同价态时相互转化规律的理解，不仅对金属元素知识部分做了对比，更在知识面和思维品质上提高了要求。通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。 本节安排了“硫的转化实验”，“硫元素转化规律”这两部分内容。学生通过学习这部分知识，掌握硫元素的转化过程和化学反应原理，会根据硫元素的化合价变化，根据氧化还原反应原理，实现对应的转化。
教学目标与核心素养 宏观辨识与微观探析：通过新旧知识的联系，培养学生知识迁移、拓展的能力，进一步激发学生学习化学的兴趣和求知欲望，启发学生分析产生有关现象的因果关系和本质联系，从而使学生了解学习和研究化学问题的一般方法和思维过程 证据推理与模型认知：通过揭示问题、讨论释疑、动手实验，学习对比、推断等多种科学探究方法，学会由事物的表象分析事物的本质和变化，提高学生的实验能力、观察能力和对实验现象的分析、推理及归纳总结能力。 科学探究与创新意识：从现象和结构出发，设计探究方案，探究硫的转化过程中的化学反应原理，在探究中互利合作，培养团队精神。 科学精神与社会责任：激发学生透过现象探究本质的兴趣，尊重科学，认真学习科学的学习方法；通过参与探究过程，培养自身严谨的科学态度和辩证分析能力。
重点 难点 硫元素的相互转化。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 步兵战车应用了一种新型才傲的发动机-------绝热陶瓷发动机，可使其不易被红外探测器发现并被红外制导武器所摧毁。那么你知道这种陶瓷在化学上属于什么材料吗？
讲授新课 实验活动5-----不同价态含硫物质的转化 一、硫的转化实验 【实验用品】 试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网（或陶土网）、玻璃管、药匙、棉花、镊子、火柴 浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、Na2S溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、H2SO3溶液、品红溶液 实验1.在两只试管中分别加入1mLNa2S溶液，向其中一支边振荡边滴加H2SO3溶液，另一支边振荡边滴加酸性KMnO4溶液，用浸NaOH溶液的棉团分别塞住两个试管口，观察并记录实验现象。 实验现象：加入H2SO3溶液的试管中，出现淡黄色浑浊。加入酸性KMnO4溶液的试管中，紫红色逐渐消失，并出现淡黄色浑浊。 反应的化学方程式：2Na2S + 3H2SO3== 3S↓+ 3H2O+2Na2SO3 反应的离子方程式：5S2-＋2MnO4-＋16H+==== 2Mn2+＋8H2O＋5S↓ S元素化合价变化：S由-2价和+4价变为0价，-2价S具有还原性，+4价S表现氧化性。 实验2.如下图所示连接仪器装置，向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片，塞上带导管的单孔橡胶塞，加热，观察并记录实验现象。 实验现象：浓硫酸和铜片反应产生气泡，品红溶液颜色逐渐变浅直至褪色。 实验：铜与浓硫酸反应（需要加热） (
▲
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) 原理：Cu +2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O S元素化合价变化：由+6变为+4价，表现氧化性 实验3.将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合，放在石棉网（或陶土网）上堆成条状，用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端，当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察并记录实验现象。 实验现象：刚开始无现象，玻璃棒呈红热状态后，反应迅速，并有黑色固体生成。 硫粉与铁粉加热反应,得到硫化亚铁。 (
▲
==
) Fe + S FeS， S元素化合价变化：由0价变为-2价，表现氧化性。 交流与讨论 1.在上述实验中，含硫物质中硫元素的价态发生了怎样的变化？ 实验1中.在Na2S和H2SO3反应中，Na2S中S的化合价由-2变为0价，H2SO3化合价由+4变为0价；在Na2S和酸性KMnO4的反应中，S的化合价由-2变为0价。 实验2中.浓硫酸中S的化合价由+6变为+4. 实验3中.S的化合价由0价变为-2价。 2.铁粉和硫粉在空气中混合燃烧，可能发生哪些化学反应？ 可能发生铁和氧气、铁和硫、硫和氧气的反应。 3.在实验过程中你遇到了哪些问题？你是如何解决的？ 在实验1中可能遇到实验现象不明显，在操作中要注意充分摇动； 实验2中反应过于剧烈，要注意控制加热温度； 实验3中不能引燃，要把玻璃棒加热到红热状态。 二、硫元素转化规律 1.硫元素的化合价及其化合物 FeS、H2S、HgS中S均为-2价；S单质的化合价为0价；SO2、H2SO3、Na2SO3中S均为+4价；SO3、H2SO4、Na2SO4、 BaSO4中S均为+6价。 2.硫元素的氧化性和还原性 硫元素最高价(＋6)只有氧化性，最低价(－2)只具有还原性 ;中间价(0、＋4)既具有氧化性，又具有还原性。使硫元素由高价态向低价态转化需要加入还原剂,而硫元素低价态向高价态转化需要加入氧化剂。 3.不同价态硫元素间的相互转化 H2S S SO2 H2SO4 4.硫及其化合物之间相互转化 ① 2H2S + SO2 = 3S ↓ +H2O　 (
点燃
====
) ② S + O2 SO2 (
加热
) (
催化剂
)③ 2SO2+O2 　 2SO3　　 ④ SO3 + H2O = H2SO4 ⑤ 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 　 ⑥ H2O+SO2 　 H2SO3　 ⑦2Na2SO3+O2＝2Na2SO4 ⑧2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+2H2O　　　 ⑨BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl　　 相同价态含硫化合物间--酸碱反应规律转化 不同价态含硫化合物间--氧化还原反应规律 课堂练习 1、下列转化需要加入氧化剂才能实现的是（ ） A．H2S SO2 B. H2SO4 SO2 C．SO42- BaSO4 D. SO32- SO2 答案为：A 【解析】A．该反应中S元素化合价由-2价变为+4价，则H2S是还原剂，需要氧化剂才能实现，如氧气，故A正确； B．该反应中S元素化合价由+6价变为+4价，则H2SO4是氧化剂，需要还原剂才能实现，如Cu，故B错误； C．该反应中各元素化合价不变，不发生氧化还原反应就能实现，故C错误； D．该反应中各元素化合价不变，不发生氧化还原反应就能实现，故D错误； 2、下列化学品久置于空气中因发生氧化还原反应而变质的是（ ） A、NaOH B、浓H2SO4 C、Na2SO3 D、Na2SO4 答案为：C 【解析】A．NaOH与空气中的二氧化碳、水反应而变质，没有元素的化合价变化，不发生氧化还原反应，故A不选； B.H2SO4在空气中不发生反应，故B不选； C.Na2 SO3 在空气中被氧气氧化为硫酸钠，有元素的化合价变化，发生氧化还原反应，故C选； D.Na2SO4 在空气中不发生反应，故D不选； 3、下列离子方程式书写正确的是（ ） A、硫化亚铁与盐酸反应S2- + 2H+ == H2S↑ B、SO2通入溴水中 SO2 +Br2 +2H2O==SO42- +2Br- +4H+ C.硫酸和氢氧化钡溶液H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O D、亚硫酸与氢氧化钠溶液混合 H+ + OH -==H2O 答案为：B 4、已知下列氧化剂均能氧化+4价的硫元素，为了除去稀硫酸中混有的亚硫酸，应选用的最合理的氧化剂是（ ） A. KMnO4 B. Ca(ClO)2 C. H2O2 D. Cl2 答案为：C 解析：除杂时不能引入新的杂质其他能够引入杂质的氧化剂都不行,只能是过氧化氢(H2O2)了。 5、将SO2通入BaCl2溶液，未见沉淀，通入另一气体 X仍无沉淀，则X可能是 （ ） A.H2S B.NH3 C.Cl2 D.CO2 答案为：D 【解析】A．SO2通入BaCl2溶液，未见沉淀，通入H2S与二氧化硫反应生成S沉淀，故A不选； B．通入NH3溶液呈碱性，溶液中生成大量的SO32--离子，生成沉淀BaSO3，故B不选； C．Cl2具有氧化性，在溶液中将SO2氧化为SO42-离子，生成沉淀BaSO4，故C不选； D．SO2与CO2都不与BaCl2反应，并且所对应的酸都比盐酸弱，通入SO2与CO2都不会生成沉淀，故D选； 6．下列现象或事实可用同一原理解释的是( ) A．氯水和SO2使品红溶液退色 B．浓硫酸和浓硝酸长期暴露在空气中浓度降低 C．浓硫酸和浓硝酸都可以用铁质容器储运 D．SO2可使品红和酸性高锰酸钾溶液退色 答案为：C 7．某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用如图所示的装置进行实验： 请回答下列问题：实验中他们取6．4 g铜片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应停止，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。 ①写出铜与浓硫酸反应的化学方程式：_______________，实验中若有m g铜参加了反应，则有______mol硫酸被______ (填“氧化”或“还原”)，电子转移数目为______mol。 ②下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是______ (填写字母编号)。 A.酸钠溶液 B．氯化钡溶液 C．银粉 D．碳酸钠溶液 ③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解？你认为原因是_________。 (
加热
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)答案： ①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O m/64 还原 m/32 ②D ③随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，稀硫酸不与铜反应。
课堂小结 含硫物质的相互转化： (
氧化剂
) (
氧化剂
) (
氧化剂
) (
还原剂
)H2S S SO2 H2SO4 (
还原剂
) (
还原剂
)
板书 一、硫的转化实验 二、 硫元素转化规律 1.硫元素的化合价及其化合物 2.硫元素的氧化性和还原性 3.不同价态硫元素间的相互转化 4.硫及其化合物之间相互转化