实验活动5 不同价态含硫物质的转化-教学设计

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高一 学期 (春季)
课题 不同价态硫元素的相互转化
教学目标
1. 通过学习不同价态的硫元素对应物质的性质整理出它们之间的关联性。 2. 通过整理解决它们之间的转化。
教学内容
教学重点： 1. 同一元素不同价态的价类二维图。 2. 同一元素不同价态的物质之间的转化。 教学难点： 1. 不同价态的硫转化时的氧化剂和还原剂的使用。 2. 氧化还原反应中的归中反应和歧化反应的应用。
教学过程
环节一：复习导入 视频素材：【BBC人类星球-采硫人】 目的：让学生认识自然界中游离态硫的真实面目。 学生观看视频并阅读教材P7“资料卡片”，总结自然界中含硫物质： 自然界中硫的存在与转化 1、硫的存在 硫元素广泛存在于自然界中，是植物生长不可缺少的元素，组成生命体的蛋白质中就含有硫。 游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中；岩层深处和海底的无氧环境中，以硫化物形式存在；在地表附近，由于受氧气和水的长期作用，转化为硫酸盐。 火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫可进一步氧化成三氧化硫，遇水分别形成亚硫酸和硫酸。 2、自然界硫的循环 有机体中的硫元素可通过生物作用转化为硫化氢进入无机界，以完成硫在自然界中的循环。二氧化硫是一种重要的大气污染物，大气中二氧化硫含量过高，溶于雨水导致酸雨，会造成诸多环境问题，除了自然活动向大气输送二氧化硫，人类的工业生产活动、森林火灾是大气二氧化硫的主要来源。含硫矿石冶炼、化石燃料燃烧等等。 【学生思考并回答】： 何种措施可以减少酸雨的发生？我们的生活中有哪些措施是为了减少含硫氧化物的排放？ 答：燃煤脱硫、开发新能源、禁烟花爆竹、禁秸秆焚烧等。 通过之前几个课时内容的学习，我们知道含硫物质种类多样，价态多变，接下来我们一起回顾硫元素的常见价态及其物质，帮助我们进一步深化氧化还原反应的学习。 环节二：知识回顾 学生完成学案内容【硫的常见价态及物质】 将刚才完成的内容展示在价类二维图中： 含硫物质众多，不同物质之间的转化关系比较复杂，拨开现象看本质，在价类二维图中展示之后，我们能看出：相同价态含硫物质之间的相互转化可以通过复分解反应来实现；而不同价态含硫物质之间的转化则需要通过氧化还原反应来实现。 自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。这种转化在人工条件下也能发生，硫酸的工业生产就是人类通过控制化学反应条件而实现的含硫物质的相互转化。那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？ 我们首先需要掌握硫元素在发生氧化还原反应时的一些规律。 环节三：不同价态含硫物质的转化 同种元素氧化还原规律： (1)邻位价态原则 当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降。 (2)同种元素相邻价态粒子不反应 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应，即使两者氧化性、还原性区分明显。 (3)归中律 当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态产物，如-2价S的化合物与+4价S的化合物在酸性环境中生成S单质，S单质与浓硫酸反应生成SO2。 掌握上述氧化还原规律后，结合硫的常见价态及其物质，我们知道-2价作为硫元素的最低价态，其化合物只具备还原性且还原性极强，+6价作为硫元素的最高价态，参加氧化还原反应应只体现强烈的氧化性，而0、+2价作为中间价态，在反应中有可能体现氧化性，也有可能体现还原性。 不同价态含硫物质的相互转化中，从含低价态硫的物质向含高价态硫化合物的转化时氧化反应，欲使之实现，需要使用氧化剂，通过过去的化学学习，我们接触了许多的常用氧化剂，如氧气、氯气等卤素单质、高锰酸钾、浓硫酸等；而从高价态含硫化合物向含低价态硫的物质的转化则为还原反应，需要使用还原剂，常见的还原剂有如活泼金属单质、氢气、HI、H2S等。 对硫及其化合物有了这样的分析之后，请同学们相互讨论，完成教材P8【探究】活动，设计实验实验你感兴趣的含硫物质的转化过程，并预测现象。 环节四：不同价态含硫物质转化的实验设计 开始之前，请同学们阅读教材P8【方法引导】内容，了解化学实验设计需要注意什么问题。 化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。例如，设计“不同价态含硫物质的转化”实验，当确定了要实现的转化关系后，需要明确转化前后的含硫物质时哪些，通过怎样的反应（氧化/还原）实现转化，用到的氧化剂或还原剂是什么，等等。 进行化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。 【探究】学生汇报，教师指导 请同学们把自己设计的转化方案所涉及的反应方程式一并书写出来。 【思考】实验室没有现成的H2S气体和亚硫酸溶液怎么办？ 硫化氢制备原理（强酸制弱酸）、二氧化硫溶于水等。 环节五：课堂小结 通过本节课的学习讨论，同学们对于认识含硫物质之间的相互转化应该有一些总结。希望同学们能够对氧化还原反应的规律有更加深刻的认识，把对氧化还原反应的掌握从硫展开去，能从化合价角度预测物质性质，依据假设设计试验方案，推测产物及现象。下面用一张图展示含硫物质之间的转化关系： 课后安排： 1、将上述转化关系图中设计的化学方程式（是离子反应的写离子方程式）书写出来； 2、完善实验方案设计（包括实验仪器与试剂、实验步骤、注意事项等），准备下次实验。