高中化学必修一教案-4.1　含硫化合物的性质和应用1-苏教版

含硫化合物的性质和应用教学设计 第一课时 二氧化硫的性质和作用 摘要：在教学中创设出对学生的意识、知识、情感产生强烈刺激的问题情境，可激发起学生 的探究动力。借此引导学生通过实验去解决问题，同时又在实验中生成问题，学生在这层层 推进的学习过程中得到顿悟。这样的课堂才是以学生为主体的探究式教学的课堂。 关键词：二氧化硫 情境 探究 实验 1 设计思路 美国教育家杜威认为人们思维的过程不外乎这样五个步骤：感觉到问题；问题的性质和 特征；设想可能的解决方法；通过推理，确定哪一个假设能够解决问题；通过观察或试验， 证实结论是否可信。他还认为教学的方法应该与思维的方法一致。1 本着这样的理念，《二氧 化硫的性质和作用》的教学设计精心创设出各种情境激发学生的好奇心，同时不断的向学生 呈现矛盾的东西，这些矛盾与学生的认知水平相适应，符合其“最近发展区”。在这样的情 境中学生不断发现尚未解决的问题，不断探究，接受挑战，体验到探究带来的成功感和成就 感。 苏教版必修一专题四“硫、氮和可持续发展”是围绕空气资源的利用和污染问题，介绍 硫、氮元素及其化合物的知识。通过本专题的学习，学生不仅要掌握相关的知识，还要认识 到化学在推动人类文明发展的同时也会引起社会污染等问题，要树立起合理应用化学促进社 会可持续发展的科学观。2《二氧化硫的性质和作用》的教学设计就是充分体现这一点，以 酸雨为主线，酸雨在当地的污染情况如何？如何形成？如何治理？又该如何合理利用化学？ 并且通过实验改进，把对环境有污染的实验变成绿色的微量实验，学生在树立环保理念的同 时又能够用实验去解决问题，实验在化学中的特殊性体现得淋漓尽致。同时二氧化硫是在学 生学习了氯，溴，碘，硅，纳，镁，铝，铁，铜及其化合物的基础上进一步认识的一种重要 的非金属元素，学生在初三已初步了解了酸雨与二氧化硫的联系。本节课是在此基础上进一 步认识二氧化硫的其它重要性质和作用，使学生系统的形成元素化合物的知识网络，是高中 阶段元素化合物知识体系的一个重点，也是知识过渡的一座桥梁。 2 教学设计 2.1 教学目标 知识技能：了解二氧化硫的物理性质和用途，掌握二氧化硫的化学性质。了解硫酸型酸 雨的形成原因、危害及其防治的原理。 图 1 SO2 溶于水的改进实验 过程与方法：通过探究实验，培养自主探究意识、观察能力、分析问题能力。通过对比 学习方法，培养学生归纳总结能力。 科学态度与价值观：通过小组合作和交流讨论，增强化学理念、辩证思想和环保意识。 2.2 实验准备 四名同学为一学习小组，给学生提供：装有 SO2 气体的袋子、针筒、点滴板、酒精灯、 PH 试纸、石蕊试纸、溴水、酸性 KMnO4 溶液、BaCl2 溶液、品红溶液。 2.3 教学过程 【探究准备】学生课前了解酸雨并在课上展示酸雨给我们带来的危害 【图片资料】投影酸雨在我国和镇江的污染情况 【教师活动】镇江属于酸雨控制区，情况较严重，为什么会这样呢？一部分原因是镇江 谏壁电厂是通过燃煤发电，煤燃烧会产生 SO2，SO2 是形成酸雨的原因之一。为了防治酸 雨，我们必须了解 SO2。今天我们这节课就是学习 SO2 的性质和作用。 设计意图：课题引入是从学生所在地的酸雨污染情况入手，让学生切身体会到防治 酸雨的必要性，同时体现出 "教学的中心即是生活"，化学离我们很近，激发起学生学 习化学的使命感。 【过渡】下面我们一起模拟一下酸雨的形成，我们先来看看 SO2 能否溶于水呢？ 【实验探究】学生完成 SO2 溶于水的改进实验（见图 1）3 【合作探究】学生回答并展示实验结果：袋子憋了，说明 SO2 能溶于水。 【教师活动】SO2 易溶于水 ( 1 : 40 ),我们该如何收集它呢？ 【学生活动】向上排空气法，因为密度大于空气 【教师活动】通过刚才的实验，你们还能说出 SO2 其他物理性质么？ 实验一： 观察袋中 SO2，再用排尽空气的针筒吸入蒸馏水约 10ml 注入袋 中，拔出针筒震荡，观察袋子的变化。 实验完毕后，用排尽空气的针筒抽取约 6ml 袋中的溶液，盖上 图 2 测定 SO2 水溶液的酸碱性实验 【学生活动】无色气体 【教师活动】它有气味么？我们请一位同学闻下 【学生活动】正确闻气体气味的姿势，并告诉大家结果。 设计意图：通过实验让学生观察出 SO2 的物理性质，而不是教师直接告之，培养学 生的观察与思考能力。 【过渡】SO2 溶于水后，能否使水溶液成酸性，进而形成酸雨呢？ 【实验探究】学生测定 SO2 水溶 液的酸碱性（见图 2）3 【合作探究】学生回答并展示实验结果：溶液呈酸性，且测得 PH 值在 2—3 之间，小于 5.6。说明 SO2 能与水反应，生成某酸性物质，进而形成酸雨。 【教师活动】正常雨水也是呈酸性的，那是因为有 CO2 与 H2O 反应生成 H2CO3。CO2 我们非 常熟悉，是酸性氧化物，SO2 也同 CO2 一样，是酸性氧化物。请大家对比与 CO2，推测出 SO2 与水反应的产物，并完成方程式。同时写出 SO2 与 NaOH、澄清石灰水反应的化学方 程式和离子方程式。 【学生活动】推测产物，并完成方程式 【教师活动】点评并强调在此处的反应中，S 都呈现+4 价，H2SO3 是个比碳酸酸性略强 的弱酸。 设计意图：通过学生实验模拟酸雨的形成，使学生认识到 SO2 是酸性氧化物。在学 习其酸性氧化物的性质时，我们采用对比于 CO2，由初中的知识迁移到高中，由已知到 未知，培养了学生对比联想的能力。教师的点评强调了 S 的价态和 H2SO3 酸性又为下一 步教学进行了铺垫。 【过渡】SO2 与水反应生成 H2SO3，到这一步酸雨是不是就停止了呢？请学习小组讨论一 下面一段资料 实验二： 将一小块 PH 试纸和石蕊试纸放在点滴板上，再将针筒中少量 SO2 水溶液注射到试纸上。 【合作探究】学生通过交流与讨论得出：H2SO3 可能被空气氧化成 H2SO4，变为强酸 PH 下 降。 【教师活动】点评，该反应 H2SO3 表现为还原性。+4 价 S 位于中间价态，既具有氧化性 又具有还原性，主要体现还原性。请设计实验，证明其还原性。小组讨论下，你们需要 加入具有什么性质的试剂，才能使实验成功，提出你们的实验方案。 【合作探究】学生通过交流与讨论，得出需要加入具有氧化性的物质，如酸性 KMnO4、 H2O2、氯水、溴水、HNO3 等。 【实验探究】学生设计证明 SO2 的还原性的实验 【合作探究】学生回答并展示实验结果：SO2 使酸性 KMnO4 溶液、溴水褪色。并从化合价 升价角度出发，完成 SO2 和溴水反应的方程式。 【实验探究】请小组按照要求完成实验，并讨论原因。 【合作探究】学生回答并展示实验结果：出现白色沉淀 学习小组一：该沉淀可能是 BaSO3。SO2+H2O+ BaCl2=BaSO3↓+2HCl 学习小组二：该沉淀可能是 BaSO4。2H2SO3 + O2 = 2H2SO4，BaCl2+ H2SO4==BaSO4↓+2HCl 某学习小组在一硫酸厂附近采集了酸雨样品，数据如表 1，请大家探究一下为什么 PH 值发生变化？ 表 1 雨水 PH 变化 测某雨水 开始 8 小时 16 小时 24 小时 32 小时 40 小时 48 小时 56 小时 64 小时 PH 5.0 4.8 4．5 4.2 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 实验四 在装有少量 BaCl2 溶液的试管中，注射针筒中 SO2 水溶液约 2ml，多次震荡，观察现象，分析原因。 实验三 从你们的实验盒中选出你们所需要的试剂，加 1--2 滴到点滴板中，再将针筒中少量 SO2 水溶液注射到你选 择的试剂里，观察现象。 【教师活动】究竟哪一组出现错误，请学习小组再次探究。 【合作探究】学生通过交流讨论得出：第一组出现错误，因为一般情况下弱酸无法制取 强酸。 【教师活动】归纳总结，通过上面一系列实验，都向我们证实了 SO2 具有较强的还原性， 可以被 O2、Cl2、Br2、酸性 KMnO4、H2O2 等氧化。 设计意图：酸雨 PH 变化的资料是学生初中遇到过的习题，在这实现了初高中的无 缝对接，同时也巧妙的引出二氧化硫的还原性。而后鼓励学生设计实验，使其进一步 加深对 SO2 还原性的认识，同时获得自我体现的成就感。最后改进一个书本实验，书本 中原意 SO2 通入 BaCl2 溶液是无沉淀的，而实际+4 价 S 很容易被氧化，无法得到这样的 现象。针对于此，让学生自己进行实验合作探究，讨论分析得出两种可能性。此时教 师并没有把观点强加给学生，而是采用“延迟判断”教学模式，让学生再次通过交流 讨论，思想发生激烈的碰撞，最终豁然顿悟，将课堂引向深处。同时也培养学生学会 表达自己、倾听他人意见、反思个人知识结构和思维方式的意识和能力。4 【过渡】回顾我们的学习过程，我们知道了 SO2 与水反应不仅仅是生成 H2SO3，还会生成 H2SO4，酸性进一步增强，所以由 SO2 形成的酸雨，我们称之为硫酸型酸雨。写出 SO2 排 放到大气中，形成酸雨的的化学方程式。 【学生活动】完成两种途径形成酸雨的相关方程式。 【教师活动】点评并介绍第二种形成方式需要催化剂，如雾霾天气时空气中有较大的颗 粒吸附金属氧化物可催化该反应。了解酸雨后，我们们又该如何治理酸雨呢？请根据 SO2 的来源，小组讨论提出治理方案。 【合作探究】学生通过交流讨论，提出治理方案。 设计意图：酸雨的形成和治理是由学生自己归纳总结而得出，体现其主体性。教师 介绍了雾霾与酸雨的关系，与近期社会热点结合，教学紧跟时代，也使学生意识到化学 对环境污染的影响，树立起学习化学的社会责任感，体现了教师的主导性。 【过渡】SO2 形成了酸雨危害了我们的生活，那么他是否是百害而无一利呢？工业上生产 硫酸就是模拟了酸性的形成路线，SO2 氧化成 SO3，而后生成硫酸；葡萄酒中也含 SO2，可 防止葡萄酒氧化变酸。我们再看看图片中 SO2 的其他应用是否合理呢？ 【图片资料】展示硫熏银耳、SO2 去漂白书本、草帽。 【教师活动】所以我们应该辩证的看待事物，合理利用 SO2。刚才不管是硫熏银耳，还是 漂白书本，都体现了它的漂白性，那它是否同氯水一样呢？ 【实验探究】请小组按照要求完成实验 【合作探究】学生展示实验结果：品红先褪色，加热后恢复原色。 【演示实验】老师做一个氯水的对比实验 【合作探究】学生通过小组交流与讨论，总结归纳出漂泊性（见表 2） 表 2 SO2 和氯水的漂白对比 漂白剂 SO2 氯水 原理 化合漂白 氧化漂白 效果 暂时性，长时间或加热可恢复 永久性漂白 范围 漂白某些有色物质， 不能使酸碱指示剂褪色 漂白大多数有色物质， 能漂白酸碱指示剂 设计意图：通过酸雨的形成联系到 SO2 可生产 H2SO4 的工业应用，为下一节课硫酸做 了铺垫。同时又贴近生活介绍了 SO2 在葡萄酒、漂白纸张、硫熏银耳等方面合理和不合 理的应用，激发学生对生活中的现象进行探究的兴趣和愿望，引导学生将所学的化学知 识与解决生活、社会等实际问题结合起来。4 学生通过 SO2 与氯水的对比实验，归纳出 SO2 的漂白原理，培养了学生知识迁移、对比归纳的能力。 【交流讨论】学生回顾本节课的学习内容，并通过小组讨论梳理出知识要点：今天通过 探究酸雨，我们了解了 SO2 的物理性质，重点学习了它的 3 个化学性质：1、具有酸性 氧化物的性质，如能使澄清石灰水先浑浊后澄清。2、具有较强的还原性，会被 O2、Cl2、 Br2、酸性 KMnO4、H2O2 等氧化。3、漂白性，不同于氯水，是暂时性的漂泊。 实验五 在装有少量品红溶液的试管中，注射针筒中 SO2 水溶液约 2ml，立即在试管口套上气球，震荡试管，观察溶液 颜色的变化。 实验六 在装有少量品红溶液的试管中，加入氯水约 2ml，立即在试管口套上气球，震荡试管，观察溶液颜色的变化。 设计意图：在这并不是由老师小结，而是把机会给了学生。锻炼了学生对知识的梳 理、归纳总结的能力，同时学生得到了可持续发展，切合了本专题的主题。 【当堂检测】 1、SO2 有漂白性，氯水也有漂白性，如果将二者等物质的量混合，漂白性是不是更强？ 2、向一瓶未知的红色溶液中通入 SO2，红色褪去，请你猜想红色溶液可能是什么溶液？ 并设计实验证明你的猜想。 【课外作业】 1、收集镇江的雨水样品，并测定其 PH。走访环保部门，了解镇江酸雨产生的原因及有 关防治措施。 2、完成课外练习（详见评测练习） 设计意图：通过当堂检测和课外作业反馈学生的学习效果，并将探究衍生到课后从 而拓展课堂。 3 教后反思 3.1 让学生在情境中发现，在探究中领悟 问题总伴随着一定的情境而产生，教师创设出有一定难度、目标，需要学生做出一 定努力才能完成的学习任务的情境，使学生处于“悱愤”状态，引发学生的认知冲突， 产生强烈的探究欲望，激发学生的思维。5 一开始的图片资料引发学生的好奇“是什么 原因使镇江的酸雨这么严重”, 使其产生了学习 SO2 的迫切感；接着通过模拟酸雨的一 系列实验，让学生的探究欲一步步被调起；而后酸雨 PH 数据变化的问题情境，掀起本 节课的第一个高潮，学生的学习兴趣被激发，积极地设计实验去证实猜想，在解决问题 的同时获得成就感；最后急转急下又抛出一个 SO2 通入 BaCl2 溶液中出现沉淀的实验，让 学生产生质疑，对此采用“延迟判断”的教学模式，使学习小组产生了激烈的争论，达 到本节课的最高点，在层层推进中将探究引向深处。总之，本节课设计出对学生的意识、 知识、情感产生强烈刺激的问题情境, 激起学生的探究欲望，同时加强了法制意识和社 会责任感的教育，教学具有了鲜活的生命力。 3.2 设计脉络清晰，过渡自然 本节课由酸雨在当地的污染为入口，带出了课题；在学生动手模拟酸雨形成的实验 中，引发出 SO2 的物理性质和酸性氧化物的性质；又在学生交流讨论酸雨 PH 数据变化 的过程中，探究出 SO2 的还原性；最后学生在认识到 SO2 带来了酸雨的同时也给我们生 活带来了有利的一面如漂泊纸张，最终学生建立起化学促进社会可持续发展的科学观。 酸雨这根主线，将 SO2 的各个知识点像珍珠一样穿起来，过渡自然流畅没有突兀感，使 整节课形成一个整体。 3.3 实验改进把实验主动权给了学生，同时体现绿色化学理念 这节课的另一个设计特点是采用了医院的盐水袋和针筒进行了一系列有关 SO2 水溶 液的微量实验，节约了实验操作时间，变很多演示实验为学生实验，把实验的主动权交 给了学生。更重要的是体现出绿色化学的理念，让学生意识到化学的不合理应用会引起 损害生命健康、环境污染等问题，树立合理应用化学物质的科学观。 参考文献 [1]钟启泉,高剑南,王祖浩.化学教育展望[M].上海:华东师范大学出版社,2001 [2]王祖浩,吴星.高中化学教学参考书:必修 1[M].南京:江苏教育出版社,2012 [3]董金水.“二氧化硫性质探究”课堂实录与评析[J].化学教学，2013(7) [4]李惠娟.从生活中感悟化学[J].中学化学教学参考，2009(9) [5]莫明远，王祖浩创设问题情境，启发自主探究，提升科学素养[J].化学教育，2010(7)