人教版（2019）高中化学必修第二册 5.1.1 硫和二氧化硫 教案（表格式）

课题 必修第二册第五章第一节第1课时 硫和二氧化硫
教学目标
1.通过借助“工业制硫酸”的情境，认识和理解硫单质和二氧化硫的性质。 2.通过分析硫的原子结构，建构硫元素的价类二维图，推断硫元素化学性质并进行证实。 3.结合实验探究，了解硫和二氧化硫的物理性质和化学性质。 4.通过二氧化硫与水、与氧气反应的学习，初步建立可逆反应的概念。
教学重点： 1.硫及其化合物的性质与相互转化。
2.可逆反应。 教学难点： 1．硫的氧化性。 2.二氧化硫的还原性、漂白性。
教学过程
本节课以“工业制硫酸”为情境，贯穿整个课堂教学过程。第一步是由硫单质制备SO2，完成硫单质性质和硫元素的价类二维图的探究。第二步是由SO2制备H2SO4，分别从SO2→H2SO3→H2SO4的制备路径和SO2→SO3→H2SO4的制备路径分析和探究SO2的还原性，并引出可逆反应的概念和书写方式。第三步是讨论制酸废气中的SO2的回收处理问题，探究SO2的酸性氧化物的性质和氧化性。第四步是探究硫熏产生SO2漂白有色物质的原理。以“学习（评价）任务+问题”的形式开展课堂教学，共设置3个学习任务+1个评价任务。课堂采用了手持平板投屏技术、密闭性微型实验技术和手持pH计、氧气传感器技术。课堂形式为“教师引导与展示+小组探究与展示+小组互评”。 【教学情境】展示“工业制硫酸”的三个步骤及装置图，激起学生们对硫和二氧化硫的性质探究的兴趣。 学习任务一 认识硫单质转化为SO2的反应 （1）问题1：硫单质是怎样的一种物质？ 教师活动：老师展示装有硫单质的试剂瓶，师生共同说出硫单质的颜色和室温下的状态。老师继续补充硫单质的熔沸点（熔点：112.8℃，沸点444.6℃）和溶解度（难溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳。） （2）问题2：硫单质具有哪些化学性质？ 教师活动：引导学生从硫的原子结构示意图和常见化合价的角度，完成硫元素的价类二维图。 学生活动：1.学生分组完成硫元素的价类二维图，学生代表上台展示。 2.类比氧气与金属单质和非金属单质反应，硫单质同样具有类似性质。学生讲出硫单质可以和哪些单质反应。 （3）问题3：在工业制硫酸的“燃烧”步骤中，硫表现什么性质？ 学生活动：学生回答工业制硫酸的第一步中，硫表现出了还原性。 设计意图：引出硫单质的教学，让学生建构起硫元素的价类二维图，掌握硫单质的氧化性和还原性，为后面的含硫物质的化学性质的学习奠定基础。 学习任务二 认识SO2氧化制硫酸 （1）问题1：SO2→H2SO4，有哪些转化路径？ 教师活动：老师引导学生利用硫元素的价类二维图进行分析和预测。 学生活动：学生分组讨论并展示最终方案。共得出3种路径，如下图所示。 设计意图：利用硫元素的价类二维图，找到两种或三种由SO2转化为H2SO4的路径。并以此引出SO2的还原性和可逆反应的教学。 （2）问题2：SO2→H2SO3→H2SO4 ，该路径是否可行？ 教师活动：老师给出资料：通常情况下，1体积的水可以溶解40体积的SO2。 学生活动：学生分组实验活动： 实验目的：探究SO2与水反应是否生成了亚硫酸。 分小组讨论并展示：选用实验用品，并设计实验方案。可选择的实验用品：装有SO2的塑料瓶、装有蒸馏水的50mL注射器、5mL注射器、小烧杯、玻璃棒、pH试纸、蒸馏水、装有紫色石蕊试剂的密封的西林瓶。 小组1：用5mL注射器将SO2气体抽出，注射入装有紫色石蕊溶液的西林瓶中，观察现象。 小组2：将蒸馏水注射入装有SO2的塑料瓶中，再用5mL注射器将水溶液抽出，注射入小烧杯中，用玻璃棒蘸取溶液到pH试纸上，观察pH试纸颜色变化。 小组3：将蒸馏水注射入装有SO2的塑料瓶中，再用5mL注射器将水溶液抽出，注射入装有紫色石蕊溶液的西林瓶中，观察现象。 教师活动：老师点拨：因为SO2具有一定的毒性，实验过程中，尽量不将SO2气体取出，不将SO2水溶液放置敞口容器中。 师生共同选择小组3设计的实验方案。 学生活动：学生分组进行实验探究：将蒸馏水注射入装有SO2的塑料瓶中，再用5mL注射器将水溶液抽出，注射入装有紫色石蕊溶液的西林瓶中，观察现象。 小组代表描述观察到的实验现象并进行解释：将蒸馏水注射入装有SO2的塑料瓶中，观察到有塑料瓶变瘪，但没有完全变瘪。说明：SO2溶于水，可能与水发生反应。再将塑料瓶中的SO2水溶液抽出，注射入装有紫色石蕊试剂的密封的西林瓶中，石蕊溶液变为红色。说明SO2与水发生了反应，产生了酸性物质H2SO3。 教师活动：老师点拨，将蒸馏水注射入装有SO2的塑料瓶中，观察到有塑料瓶变瘪，但没有完全变瘪，因为SO2与水反应是不完全的，该反应属于可逆反应。 引出可逆反应的概念与书写方式，可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 设计意图：让学生分组实验探究SO2与水的反应，并介绍可逆反应。 教师活动：老师展示实验，（提前录屏，课堂播放）利用手持技术，验证亚硫酸可以被氧气氧化为硫酸。（提前一天，在实验室录好实验数据视频）将SO2水溶液（亚硫酸）倒入密闭容器中，不断搅拌，使用氧气传感器检测密闭容器中的氧气含量，使用pH计检测溶液酸碱性强弱。 给出资料：H2SO3是一种弱的酸，同浓度下，H2SO4的酸性比H2SO3强。 学生活动：学生代表读取曲线图，并进行解释：随着搅拌的进行，密闭容器中氧气含量降低，溶液的pH也降低，溶液酸性增强。因为发生了反应：2H2SO3 + O2 = 2H2SO4 教师活动：老师点拨，SO2→H2SO3→H2SO4，该过程理论上是可行的，但是由于SO2→H2SO3过程是可逆的，使得SO2的转化效率降低。故工业生产一般不使用。 设计意图：通过手持技术获得实验数据，让学生直观感受氧气与pH随时间的变化，进而了解H2SO3可以被氧气氧化为H2SO4，同时老师点拨SO2→H2SO3→H2SO4的转化路径一般工业生产不使用。 （3）问题3：SO2→SO3→H2SO4 的路径中，SO2表现了什么性质？ 教师活动：老师引导学生从化合价的角度分析，该路径中的第一步，体现了SO2的还原性。组织学生有序分组实验证明SO2的还原性。 学生活动：学生分组实验活动： 实验目的：设计实验验证SO2具有还原性。 分小组讨论并展示：选用实验用品，并设计实验方案。可选用实验用品：装有SO2水溶液的塑料瓶、5mL注射器，分别装有酸性KMnO4溶液、新制氯水、H2S溶液、淀粉碘化钾溶液的密封的西林瓶等。 小组4：用5mL注射器将塑料瓶中的SO2水溶液抽出，注射入装有酸性KMnO4溶液的西林瓶中，观察实验现象。 小组5：用5mL注射器将塑料瓶中的SO2水溶液抽出，注射入装有新制氯水的西林瓶中，观察实验现象。 教师活动：老师组织小组互评实验方案，一致认为两种方案均可行。 学生活动：学生分组进行实验探究： 小组代表描述观察到的实验现象并进行解释：（1）将塑料瓶中的SO2水溶液抽出，注射入装有酸性KMnO4溶液的西林瓶中，酸性KMnO4溶液褪色，SO2具有还原性，（2）将塑料瓶中的SO2水溶液抽出，注射入装有新制氯水的西林瓶中，SO2将新制氯水还原，新制氯水褪色。 学生代表上台板书SO2与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式：Cl2 + SO2 + 2H2O = 4H+ + 2Cl- + SO2- 4。 教师活动：老师展示SO2与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式：5SO2 + 2MnO- 4 + 2H2O = 5SO2- 4 + 2Mn2+ + 4H+。并说明SO2→H2SO4的路径理论上可行，但成本较高，产物不纯，工业上一般不使用。 设计意图：通过学生分组实验探究，证明SO2具有还原性。 （4）问题4：SO2→SO3→H2SO4的转化路径是如何实现的呢？ 学生活动：学生展示“工业制硫酸”中SO2→SO3→H2SO4的转化路径的化学方程式：，SO3 + H2O = H2SO3。 设计意图：通过已掌握的SO2具有还原性的知识，回归到整体情境中，进行解释。 学习任务三 认识制酸废气中SO2的回收处理 （1）问题1：钙基固硫时，SO2表现了什么性质？ 教师活动：老师给出资料：工业生产中，往往会产生含有SO2的废气，需要进行处理。否则会产生酸雨等破坏生态环境的情况。PPT展示钙基固硫的流程图： 老师分别展示第一步和第三步的化学方程式：CaO + H2O ＝ Ca(OH)2，2CaSO3 + O2 ＝ 2CaSO4。 学生活动：学生在导学案上书写吸收浆液吸收SO2的化学方程式：SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O，SO2表现了酸性氧化物的性质。学生代表进行板书展示。 设计意图：借助钙基固硫法的学习，让学生们理解SO2作为酸性氧化物的性质。 （2）问题2：还原法脱硫时，SO2表现了什么性质？ 教师活动：老师给出资料：钙基湿法脱硫工艺将SO2转化为硫酸盐，占用了大量土地储存，造成二次污染，浪费了硫资源。 我国硫资源相对短缺，对外依存度达60%以上，需长期大量进口硫磺以满足化肥生产等工业需求。因此，利用废气中的SO2制备硫磺，实现污染物的资源化回收利用，对解决我国SO2治理中存在的突出问题，具有重要意义。 老师给出Na2S溶液还原法脱硫路径： 学生活动：学生代表根据硫元素的价类二维图，回答还原法脱硫路径中，SO2表现了氧化性。 学生分组实验活动：学生用5mL的注射器，抽取塑料瓶中的SO2水溶液，向盛有H2S溶液的密封的西林瓶中注射，观察现象，并在学案上写出相关化学方程式。 小组代表描述观察到的实验现象并进行解释：将塑料瓶中SO2水溶液抽出，注射入装有H2S溶液的西林瓶中，有黄色沉淀产生，因为SO2体现了氧化性，被H2S还原为了黄色的硫单质。 学生代表上台板书SO2与H2S溶液反应的化学方程式：SO2 + H2S = 3S↓+ 2H2O。 设计意图：借助还原法脱硫的学习，掌握SO2具有氧化性这一特点。 评价任务 分析利用硫单质熏蒸漂白的原理 （1）问题1：SO2是否可以漂白所有有色物质？ 教师活动：老师给出资料，工业上，常用硫单质熏蒸产生的SO2来漂白纸浆、毛、丝等。 学生活动：学生分组实验：各小组的学生用5mL的注射器，抽取塑料瓶中的SO2水溶液，向盛有品红溶液的密封的西林瓶中注射，观察现象。 学生代表描述实验现象：将SO2水溶液，注射入盛有品红溶液的西林瓶中后，品红溶液褪色。说明SO2可以漂白品红溶液。 教师活动：老师展示实验（希沃同屏技术，将实验过程展示在教室的电脑屏幕上）：将SO2水溶液滴加入装有品红溶液的试管中，品红溶液褪色，然后在试管口放置蘸有氢氧化钠溶液的棉花，加热褪色的品红溶液。 学生活动：学生观察溶液颜色变化。学生异口同声回答：褪色的品红溶液恢复红色。 教师活动：老师带领学生回忆前面将SO2水溶液注射入装有紫色石蕊溶液的西林瓶中的现象（紫色石蕊溶液变红，且不褪色），引导学生回答问题1。 学生活动：学生代表回答：SO2不可以漂白所有有色物质，可以漂白品红溶液，不能使紫色石蕊溶液褪色。 师生共同得出结论：SO2能与某些有色物质结合成无色物质，而具有漂白性。 设计意图：让学生了解SO2只能漂白某些有色物质，不能漂白带有颜色的酸碱指示剂。 （2）问题2：为什么放置久的报纸会变黄？ 教师活动：老师同时展示一份2020年的《深圳特区报》报纸（泛黄色）和一份2024年的《深圳特区报》报纸（近白色）。老师告知学生，报纸的纸浆也是用SO2进行漂白的，让学生解释问题2。 学生活动：学生代表回答：SO2与有色物质结合后的无色物质是不稳定的，SO2漂白过程是可逆的。 设计意图：让学生掌握SO2将有色物质漂白后，生成的无色物质是不稳定的，该过程具有可逆性。 师生共同总结 “工业制硫酸”的过程中，硫单质经过燃烧得到SO2，体现了硫单质的还原性；硫单质同样可以氧化铁单质、铜单质和氢气，体现了硫单质的氧化性。SO2催化氧化制得SO3是可逆反应，体现了SO2的还原性。最终SO2被吸收制得硫酸。制酸废气中的SO2的处理和回收过程中，SO2表现出了酸性氧化物的性质和还原性。在生产和生活中，往往利用硫单质熏蒸产生的SO2进行漂白，SO2同样具有一定的漂白作用。
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