硫和氮的氧化物
江苏省清江中学 徐静(223001)
【教学内容分析】
SO2、NO、NO2是人们熟悉的与环境密切相关的化合物。通过对硫和氮的氧化物有关知识的学习,帮助学生学会用化学视角去认识身边的事物及其变化;不仅认识SO2、NO、NO2对环境的污染,还要认识如何防止这种污染,认识它们在生产中的应用。二氧化硫、氮氧化物的研究与应用对社会发展有着重大意义。
【教学设计】
本节课以硫和氮的氧化物的性质为基础,身边熟知的与生产、生活息息相关的信息为载体,帮助学生学会用化学的视角去审视、判断。在具体学科内容展开时,一般性介绍了SO2、NO、NO2的物理性质和化学性质。
在SO2的性质的探究中,重点以实验“使品红溶液褪色”展开化学学科内容的讨论,总结出SO2的物理性质和化学性质。然后从化合价的角度帮助学生分析SO2其它可能的化学性质。通过对SO2性质的探讨,学会正确分析大连的“国际烟花节”、全国部分城市实行“禁止燃放烟花爆竹”等活动。对酸雨成分以及可能产生的危害分析中,帮助学生确立“制污要从源头抓起”的概念。
在氮的氧化物性质的探究中,以NO、NO2之间的相互转化关系为基础,分析“雷雨发庄稼”、“光化学烟雾”与氮的氧化物之间的关系。以模拟的“汽车引擎工作原理”,学会正确评论汽车工业的发展途径、乙醇汽油的推广使用等现实问题。从大气污染物之一的“氮的氧化物”性质分析,寻找出尽可能减少氮的氧化物排放的一种方法。
【教学目标分析】
1.了解SO2、NO、NO2的物理性质和化学性质。
2.了解SO2、NO、NO2对生态环境的影响;认识二氧化硫、氮氧化合物在生产中的应用;能用所学知识解释、解决生活中的实际问题。
3.充分利用教材中的讨论题、阅读材料、网络资源等素材,开发教材内外的课程资源,运用现代教育技术帮助学生主动、活泼地学习。
4.关注社会和环境,开展研究性学习活动,培养实践能力,提高科学素养,初步建立“可持续发展”的思想。
【教学准备】
SO2、NO、NO2气体各收集一瓶,标签三张、白色卡纸一张
SO2水溶液酸性的验证:SO2气体、蒸馏水、石蕊试液、小针筒
SO2漂白性的验证:SO2的发生装置、鲜花、品红试液、NaOH溶液、小烧杯、试管、集气瓶
NO与NO2相互转化: NO2气体、蒸馏水、石蕊试液、针筒
“模拟的汽车引擎”、空矿泉水瓶两只、实物投影仪
【教学过程】
(展示图片):第一组:自然风光
(引言):“江山如此多娇”! 若在旅途中,遇到以下场景呢?
(展示图片):第二组:环境污染场景
(讲述):环境的污染是由多种因素造成的,我们探讨的只是其中的一种。这堂课,我们将以“硫和氮的氧化物”为基础,认识一些与生态环境密切相关的物质。
(质疑):就你所知,硫和氮的氧化物有哪些危害呢?
硫的氧化物与氮的氧化物都有哪些呢?
(讲述):硫和氮的氧化物不仅仅是大气污染物,它们与人类的生产、生活都有着密切的关系。我们将对这一问题作进一步的探讨。
(讲述):课前,已收集好SO2、NO、NO2各一瓶,请你采取正确的方法鉴别并贴上标签。
(实践):贴标签。(若出现闻气味的情况,及时提醒闻气味的方法。)
(提问):请你说出这样贴的理由。
(过渡):怎样鉴定SO2气体呢?
(学生活动):1、闻气味。(不好)
2、水溶液呈酸性,使石蕊变红。
3、能使品红褪色……
(演示):SO2的“漂白性”。
(过渡):能使有色物质褪色的,你还知道哪些?如何证明使品红褪色就是SO2呢?
(演示):加热SO2的品红溶液
(讲述):取一定量褪色的溶液,试管口套一只气球,请仔细观察。
(提问):1、从实验中,你获得了哪些信息?
2、加热过程中气球的主要作用是什么?
3、冷却后的现象说明什么?水溶液酸碱性如何?
(实验):SO2水溶液呈酸性。
(学生练习):SO2+H2OH2SO3
(讲述):H2SO3在相同的条件下,也发生会分解,生成SO2和H2O,因此,这一反应为可逆反应,用“”表示可逆反应。
(问题):食品能否用SO2进行漂白呢?
(提问):O2还可能具有什么化学性质呢?
(讲述):SO2与氧气在一定条件下可以可逆地反应生成SO3。
(板书):2SO2 +O2 2SO3
(过渡):空气中的SO2从何而来?(燃煤、硫酸工业、燃放烟花爆竹等)
(提问):1、大连每年举办的“国际烟花节”,你怎样看待这种国际性活动?
2、全国部分城市实行“禁止燃放烟花爆竹”,你对这一决定有何理解?
3、正常的雨水pH值约为5.6,酸雨的pH值小于5.6,酸雨中会含哪些成份?有何危害?
(过渡):酸雨中还可能含有什么物质呢?
(讲述):HNO3主要是由氮的氧化物转化而来。
(演示):向NO气体中通入O2,观察现象;片刻,再振荡含有水的集气瓶,观察。
(学生练习):写出NO转化为NO2的化学方程式。
NO2溶于水的情况
(讲述):NO2溶于水确实生成了HNO3和NO吗?
(演示):向NO2针筒内抽取少量的水。验证气体与水溶液的酸碱性。
(讲解):由于NO、NO2都是有毒气体,在使用过程中,必须注意尾气的处理,防止在使用过程中有毒气体扩散到空气中。
(质疑):NO作为大气主要污染物,是否就一无是处呢?
(讲解):近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,而成为当前生命科学研究的热点。NO亦被称为“明星分子”。因而,我们对事物的认识绝对不能一刀切。
(提问):雷雨过后,植物倍显精神,为什么?
(学生总结):雷雨时,空气中的N2和O2在放电情况下可以反应生成NO。
(演示):模拟汽车引擎中的部分反应。
(讲述):这是模拟的汽车引擎,通入电源。稍等片刻。
(提问):1、上世纪五十年代,洛杉矶、伦敦由于大量汽车尾气排放不达标,发生了光化学烟雾,造成人员的伤亡。不达标排放的汽车尾气含哪些有害物质?
2、自06年元旦起包括我们连云港在内的苏北五市,已推广使用乙醇汽油,对此你有何看法?
(思考):空气中的污染物NO、NO2从何而来呢?
(过渡):硝酸工业的尾气同样含有氮的氧化物,如何才能尽可能减少污染物的排放呢?试着从下面的练习中寻找灵感。
(思考):1、收集满NO2的试管倒置水槽中,有何现象发生?怎样才能让液体充满试管?
2、如果试管中充满NO,怎样才能让液体充满试管呢?
(总结):硫和氮的氧化物虽然是重要的大气污染物,同时也是硫酸工业、硝酸工业生产中重要的物质。化学试剂是把双刃剑,只有放错场合的资源,而没有错误的反应,。因而,对化学物质的认识不能仅局限其危险、污染的一面。在治理污染的过程中,仍需要我们化学工作者利用化学的思维开展工作。温家宝总理在政府工作报告中多次指出,“我们决不会以牺牲环境为代价,来发展我们的经济。”只有避免出现西方国家“先发展,后治理”的思路,才能使得我们的国家能够“面向现在、面向世界、面向未来”。
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