專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展
第1單元 含硫化合物的性質(zhì)和應用
第1單元 時1二氧化硫的性質(zhì)和作用
一、學習目標
1.了解SO2物理性質(zhì)和用途，掌握SO2的主要化學性質(zhì)。了解SO2對空氣的污染，硫酸型酸雨形成的原因、危害和防治方法。
2.通過后實地調(diào)查研究本地區(qū)雨水pH，培養(yǎng)學生關(guān)心環(huán)境的情感和利用化學知識化害為利的科學思想。
3.通過認識酸雨的危害和防治原理，增強學生環(huán)境保護意識和健康意識，形成與自然友好相處，促進對可持續(xù)發(fā)展的正確認識，感受科學使用化學物質(zhì)的意義。培養(yǎng)學生辨證認識事物兩面性的哲學觀點。
二、教學重點及難點
硫酸型酸雨的形成過程、二氧化硫的化學性質(zhì)（酸性氧化物、還原性）。
三、設(shè)計思路
本設(shè)計先播放酸雨錄像，喚起學生的環(huán)境保護意識，產(chǎn)生研究酸雨成因、治理的興趣，通過兩個實驗探究，模擬酸雨的形成過程，讓學生在探究的氛圍中學習SO2的重要性質(zhì)，以達到防治酸雨的目的。最后學習SO2的漂白性以及關(guān)于漂白性的應用，使學生認識到化學物質(zhì)本沒有好壞之分，關(guān)鍵在于如何恰當?shù)貞谩?
四、教學過程
[投影]重慶酸雨錄像（ppt 2）（見資料）。
[過渡]從錄像中可以看出酸雨的危害十分嚴重，我國是個燃煤大國，由于煤中含有一定量的硫元素，燃燒時向空氣中排放大量的二氧化硫，二氧化硫被雨水吸收后就形成了酸雨。所以要了解酸雨的形成、治理，必需學習硫元素及其化合物的性質(zhì)，我們先研究二氧化硫。
[板書]一、二氧化硫的性質(zhì)
[實驗探究１] （ppt 3）（教材88頁實驗1）用充有80mLSO2的針筒吸入10mL蒸餾水，用橡皮塞堵住針筒的前端，振蕩，觀察針筒內(nèi)氣體體積的變化，然后用pH試紙測定二氧化硫水溶液的pH。
（學生觀察現(xiàn)象，討論得出結(jié)論，教師板書）
1.易溶于水。（講述其它物理性質(zhì)：SO2是無色、有刺激性氣味的有毒氣體）
2.酸性氧化物：SO2+H2O H2SO3
書寫化學方程式：（1）往NaOH溶液中通入少量SO2
（2）SO2與生石灰反應的化學方程式
[實驗探究2] （ppt 4）（教材88頁實驗3，也可參考本實驗研究2）向另一支試管中加入5mL二氧化硫水溶液，滴加氯化鋇溶液，再滴加0.5mL 3%的過氧化氫溶液，振蕩，放置片刻后滴加稀鹽酸，觀察實驗現(xiàn)象。
現(xiàn)象：加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象，加H2O2溶液生成白色沉淀，加鹽酸沉淀不溶解。
（學生觀察現(xiàn)象，討論，得出結(jié)論，教師板書）
H2SO3 + H2O2 = H2SO4 + H2O
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓+2HCl
（學生辨析是否為氧化還原反應，指出化合價的變化，氧化劑，還原劑）
結(jié)論：H2SO3具有還原性，能被氧化劑（如H2O2）氧化。
[板書] 3．+4價的硫元素有一定的還原性。
（在該實驗基礎(chǔ)上，基于SO2的易溶于水、有比較強的還原性，學生討論硫酸型酸雨的形成過程，得出結(jié)論，教師小結(jié)）
[板書] （ppt 5）二、二氧化硫的作用
1．酸雨：pH小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、霧、雹、霰等）
形成過程① SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2 = 2H2SO4
② 2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O = H2SO4
[投影] （ppt 6—8）酸雨的危害。
[堂練習1] （ppt 9）某�；瘜W興趣小組同學在某城市采集了酸雨樣品，每隔一段時間用pH計測該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：
測定時間 01小時2小時3小時4小時
雨水pH 4.734.624.564.564.56
為什么雨水的pH隨時間而發(fā)生變化?根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析和你已有的知識經(jīng)驗判斷二氧化硫是怎樣影響雨水的pH的?
答案：1.雨水中的亞硫酸被空氣中的O2氧化成硫酸，酸性增強。
SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2 = 2H2SO4
2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O = H2SO4
（學生討論酸雨的防治,得出結(jié)論，教師板書提示從頭防治）
（ppt 10）防治方法: ①用新型的能（氫能、太陽能、核能）；
②對含硫燃料進行脫硫處理；
SO2 + CaO==CaSO3+H2O
③對釋放出SO2廢氣進行處理回收利用；等等
[講述]可見雖然酸雨可怕，只要我們掌握一定的知識，運用適當?shù)姆椒�，酸雨是能夠防治的�?br>[過渡]二氧化硫的作用是否就一無是處了呢？
[實驗探究3] （ppt 11） （教材88頁實驗2，也可參考本實驗研究3）向一支試管中加入5mL二氧化硫水溶液，滴加品紅溶液，振蕩，然后加熱試管，觀察加熱前后溶液顏色的變化。
（學生觀察現(xiàn)象，討論得出結(jié)論，教師板書）
2.漂白性，有漂白作用。
[講述]SO2能漂白某些有色物質(zhì)（如品紅），生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱時，這些無色物質(zhì)又會分解，恢復原的顏色。
（學生討論SO2漂白性的應用：漂白草帽、報紙等）
[討論] （ppt12）試比較SO2與HClO的漂白作用有何區(qū)別？
HClOSO2
原理
實質(zhì)
效果
范圍
[講述]有些不法分子用二氧化硫漂白食物，使其二氧化硫含量超標，危害消費者健康，由此，可見同樣一種物質(zhì)使用不同就有可能導致截然不同的結(jié)果。當然，二氧化硫還有其他作用，比如可以作防腐劑等，下節(jié)我們還要學習二氧化硫的另外一種重要用途。
（ppt 13—14）[堂練習]
2.你認為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可以采取的措施是 （ ）
①少用煤做燃料； ②把工廠的煙囪造高； ③燃料脫硫；
④在已經(jīng)酸化的土壤中加石灰； ⑤開發(fā)新能。
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①②④⑤
3.列舉至少兩種可以用鑒別SO2和CO2的方法。
4．濕潤的氯氣和二氧化硫皆可做漂白劑，若用兩者 (1:1) 一起漂白一種物質(zhì)時，漂白效果會（ ）
A. 增強 B. 不變 C. 減弱 D. 難確定
答案：2.C 3.（1）聞氣味；（2）分別通入品紅溶液中；（3）分別通入nO4溶液中等。 4．C
第1單元 時2硫酸的制備和性質(zhì)
一、學習目標
1．了解接觸法制硫酸的反應原理；
2．了解濃硫酸的吸水性和脫水性，掌握濃硫酸的強氧化性；
3．通過比較濃硫酸與稀硫酸性質(zhì)差異學會比較的科學方法。
二、教學重點及難點
工業(yè)制硫酸的反應原理；濃硫酸的特性。
三、設(shè)計思路
本設(shè)計延續(xù)上節(jié)酸雨的成因，在復習已有知識的基礎(chǔ)上，進一步從化合價變化的角度思考如何制取硫酸，引出SO2的另一重要用途——制取工業(yè)硫酸。為了更好的利用硫酸，需要先研究硫酸的性質(zhì)，在與稀硫酸的比較中，通過三個實驗重點學習濃硫酸的特性。
四、教學過程
[引入]（ppt2）上節(jié)我們學習了酸雨的成因，現(xiàn)在大家寫出酸雨形成過程中的化學反應方程式。（學生書寫方程式）
[過渡]SO2在空氣和雨水的作用下，經(jīng)過一系列變化可以生成硫酸，而硫酸是當今世界最重要的化工產(chǎn)品之一，那么工業(yè)上硫酸是怎么制備的呢？
[設(shè)問]請同學們思考如何從硫磺制取硫酸？（提示從化合價思考）
[投影] S H2SO4
S SO2 SO3 H2SO4
[提問] SO2 SO3需要什么條？（提示聯(lián)系酸雨的形成）
[交流與討論]學生閱讀，完成教材90頁交流與討論。
[投影講解]硫酸工業(yè)制備動畫并簡單講解流程。
[小結(jié)板書] （ppt3）一、硫酸的工業(yè)制法——接觸法制硫酸
1．二氧化硫的制取和凈化（沸騰爐）
S+O2 ＝ SO2
4FeS2+11O2 == 2 Fe2O3+8SO2
2．二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫（接觸室）
2SO2+O2 2SO3
3．三氧化硫的吸收和硫酸的生成（吸收塔）
SO3 + H2O ==H2SO4
[講述]通常用98.3%濃硫酸吸收SO3，工業(yè)生產(chǎn)得到的硫酸一般都是質(zhì)量分數(shù)大于92%的濃硫酸，在實際應用中，人們常根據(jù)需要，把濃硫酸稀釋成不同濃度的稀硫酸。為了更好地利用硫酸，我們需要先研究硫酸的性質(zhì)。
（學生回憶初中學習過的硫酸的性質(zhì)和應用，教師投影化學方程式，小結(jié)）
（ppt4）稀硫酸的性質(zhì)：1．可以使紫色石蕊試液變紅
2．與堿反應： H2SO4+2NaOH=Na2SO4+H2O
3．與金屬反應： H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑
4．與金屬氧化物：H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
5．與某些鹽反應：H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
[板書]（ppt4）二、稀硫酸：二元強酸，具有酸的通性。
[過渡]在水溶液中，硫酸完全電離成H+和SO42-，而濃硫酸中存在的主要是硫酸分子，那么濃硫酸都有那些不同的性質(zhì)呢？
[實驗探究１]（ppt 4）（教材91頁實驗1）向表面皿中加入少量膽礬,再加入約3mL濃硫酸，攪拌，觀察實驗現(xiàn)象。
（學生觀察現(xiàn)象，討論得出結(jié)論，教師板書）
[板書]（ppt5）三、濃硫酸的特性
1．吸水性
[提問]你還能列出幾個說明濃硫酸具有吸水性的事實嗎？
（實驗室常用濃硫酸作某些氣體的干燥劑；久置的濃硫酸質(zhì)量會增加等。）
[實驗探究2]（教材91頁實驗2）蔗糖中加入濃硫酸，并把產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中，觀察實驗現(xiàn)象，并加以解釋。（該實驗可參考本實驗研究，也可以播放視頻（ppt6））
現(xiàn)象結(jié)論及解釋
顏色 白-棕-黑蔗糖脫水炭化
體積膨脹，呈疏松海綿狀有氣體生成
試管壁發(fā)熱濃硫酸吸水放熱
品紅溶液褪色生成SO2
C + 2H2SO4（濃）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
[板書]2．脫水性
[講解] 脫水性：按水的組成比脫去有機物中的氫、氧元素，形成水分子，該實驗也體現(xiàn)了濃硫酸的氧化性（提示從化合價的變化分析）。
[實驗探究3]（ppt7）銅片加濃硫酸加熱，觀察實驗現(xiàn)象；冷卻將試管中物質(zhì)慢慢倒入水中，觀察現(xiàn)象。寫出反應的化學方程式。（也可以播放視頻（ppt8））
現(xiàn)象：常溫下,無明顯現(xiàn)象；加熱后,銅片溶解，有氣泡生成，品紅溶液褪色，反應后生成物水溶液呈藍色。
Cu + 2H2SO4（濃） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
（學生討論濃硫酸性質(zhì)，指出濃硫酸在該反應中作氧化劑，可提示從化合價的變化分析，并與稀硫酸做比較）
[提問]NaOH溶液的作用是什么？
吸收尾氣，防止污染環(huán)境。
[板書]（ppt9）3．強氧化性
Cu + 2H2SO4 （濃） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
C + 2H2SO4（濃）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
[講解]有濃硫酸參與的反應，大多數(shù)是氧化還原反應，反應中濃硫酸作氧化劑。
A.加熱，濃H2SO4能氧化大多數(shù)金屬(除Au、Pt)，一般不產(chǎn)生H2；
B.常溫，濃H2SO4使 Fe、Al鈍化 ；
C.濃H2SO4與金屬反應，表現(xiàn)酸性和氧化性
[討論] （ppt10）歸納濃硫酸與稀硫酸的性質(zhì)差異：在2支試管中分別盛有相同體積的濃硫酸和稀硫酸，試設(shè)計簡單的方法區(qū)別它們。
（學生討論、歸納濃硫酸與稀硫酸的性質(zhì)差異）
[板書]（ppt11）三、硫酸的用途
（學生根據(jù)日常生活知識歸納硫酸的用途，教師提示，投影小結(jié)）
[講述]用硫酸可以制得硫酸鹽，得到進一步的應用，請大家閱讀教材93頁資料卡，了解幾種重要的硫酸鹽。
（學生閱讀教材93頁資料卡，教師小結(jié)硫酸的用途，播放視頻：硫酸鹽的用途）
[堂練習]（ppt12—13）
1. 問題解決：一鐵罐車運載濃硫酸發(fā)生事故。
思考：（1）鐵可與硫酸反應，為何可將濃硫酸密閉在鐵罐中？在此鐵罐出口處腐蝕嚴重，這說明了濃硫酸具有什么性質(zhì)？
（2）清洗此鐵罐時一定要遠離火，為什么呢？
（3）道路被破壞，樹木被燒死的原因是什么呢？
（4）如何處理被泄露的硫酸呢？
參考答案：
1．（1）冷的濃硫酸能使鐵鈍化，所以可將濃硫酸密閉在鐵罐中。鐵罐出口處腐蝕嚴重，說明濃硫酸具有吸水性。
（2）稀硫酸與鐵反應生成氫氣，有火可能引起爆炸。
（3）濃硫酸的強腐蝕性。
（4）灑石灰。
第1單元 時3硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化
一、學習目標
1.從硫元素化合價的變化角度理解不同含硫物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化，初步了解影響它們轉(zhuǎn)化的因素。
2.通過抓住硫元素化合價相同或不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化，整理歸納含硫物質(zhì)的化學性質(zhì)，培養(yǎng)依據(jù)物質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系整理歸納化學知識的能力。
3.通過對含硫物質(zhì)的分析-綜合-再分析-再綜合的循環(huán)過程，學會邏輯分析與綜合的科學方法。
二、教學重點及難點
含硫物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖。
三、設(shè)計思路
本試圖由“認識含硫物質(zhì) 轉(zhuǎn)化規(guī)律 構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)”，由淺入深地引導學生從元素觀的角度認識和把握硫及其化合物的知識，教學內(nèi)容以“硫元素的存在形式”為開始，通過“交流與討論1”根據(jù)硫的不同價態(tài)列舉含硫物質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，引出“交流與討論２”學習常見的含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化的化學方程式，討論其中的轉(zhuǎn)化規(guī)律，重點強調(diào)“不同價態(tài)的含硫物質(zhì)間通過氧化還原反應規(guī)律轉(zhuǎn)化，相同價態(tài)的含硫物質(zhì)間通過非氧化還原反應規(guī)律轉(zhuǎn)化”，接著提出“如何實現(xiàn)從硫單質(zhì)制備硫酸鈉”的問題，對轉(zhuǎn)化規(guī)律進行實際運用后，進一步利用教材的“整理與歸納1”完善知識網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)建。
四、教學過程
[引入]（ppt2）我們已經(jīng)學習了SO2和H2SO4這兩種重要的含硫化合物，你還知道在自然界中哪些物質(zhì)中存在硫元素嗎？在這些物質(zhì)中硫元素以什么形式存在？
[回答]火噴口附近、含硫礦物、石膏(CaSO4•2H2O)、芒硝(Na2SO4•10H2O)等。（ppt 3）
[板書]一、硫元素的存在形式
[視頻]（ppt4）硫元素的存在形式
[板書]存在形式 游離態(tài)
化合態(tài)
[提問]硫元素的主要化合價有哪些？列舉一些含硫元素的物質(zhì)，并按硫元素的化合價進行分類。
（學生完成教材93頁交流與討論1）
[小結(jié)]主要化合價有：-2 、0 、+4 、+6 （ppt5）
S S S S
H2S
Na2S
HgS
[設(shè)問] 人類對硫元素的利用，從本質(zhì)上看，就是實現(xiàn)硫與含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化，如何實現(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)化呢？
[板書] 二、硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化（ppt6）
（學生完成教材94頁交流與討論2，教師給予適當講解、指導）
[小結(jié)]（1）S + Hg = HgS
硫化汞沒有毒性，可以用硫處理散落在地上的汞，這樣就可以防止汞中毒了。
（2）工業(yè)上或?qū)嶒炇矣脕喠蛩徕c與濃硫酸反應制備二氧化硫。
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
（3）長期露置在空氣中的亞硫酸鈉會被空氣中的氧氣氧化成硫酸鈉，寫出轉(zhuǎn)化的化學方程式。
2Na2SO3+O2＝2Na2SO4 ，Na2SO3應密封保存。
（4）實驗室常用過量的氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫尾氣，生成亞硫酸鈉。
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
[討論]（ppt7）請同學們判斷以上四個反應哪些是氧化還原反應，哪些是非氧化還原反應。
[提問]如果從化合價的角度考慮，物質(zhì)什么時候具有氧化性，什么時候具有還原性？（以硫元素為例）
[回答]元素處在最高價(＋6)只有氧化性，處在最低價(－2)只具有還原性；中間價(0、＋4)既態(tài)既具有氧化性、又具有還原性。
[追問]怎樣實現(xiàn)相同或不相同價態(tài)的含硫物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化？
不同價態(tài)的含硫物質(zhì)間通過氧化還原反應規(guī)律轉(zhuǎn)化，相同價態(tài)的含硫物質(zhì)間通過非氧化還原反應規(guī)律轉(zhuǎn)化。
[交流與討論3] （ppt8）某地區(qū)盛產(chǎn)硫磺，如何實現(xiàn)從硫單質(zhì)制備硫酸鈉？
（學生思考、討論，提出各種制備路線，教師小結(jié)）
[分組競賽]（ppt9～10）教材第94頁“整理與歸納1”。
寫出實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)化的化學方程式，如果是在水溶液中的反應，請寫出離子方程式。注意反應的條。
[提示]探討物質(zhì)的反應類型，可以從酸堿型反應（非氧化還原反應）、氧還型反應、特殊反應出發(fā)進一步研究。比如SO2是酸性氧化物，可以發(fā)生酸堿型反應，同時SO2中的硫元素是的價態(tài)是＋4，化合價可升也可降，故也可以發(fā)生氧還型反應。
① S + Hg = HgS ② S + O2 = SO2
③ 2SO2+O2 2SO3 �、� SO3 + H2O = H2SO4
⑤ 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 2OH-+SO2 = SO32-+H2O
⑥ H2O+SO2 H2SO3
⑦2Na2SO3+O2＝2Na2SO4
⑧2NaOH+H2SO4 = Na2SO4+H2O H++OH- = H2O
⑨BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓+2HCl Ba2++SO42- = BaSO4↓
[整理與歸納2]（ppt 11）硫與含硫化合物之間的轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)中有著重要的應用，請舉例說明。
（復習接觸法制硫酸的原理）
[堂練習]（ppt12）
1.下列轉(zhuǎn)化需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是（ ）
A. H2S SO2 B. H2SO4 SO2
C. SO42- BaSO4 D. SO32- SO2
2.既有氧化性又有還原性的酸是（ ）
A. 碳酸 B. 亞硫酸
C. 硫酸 D. 高氯酸
答案：1.A；2.B。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/gaoyi/43350.html
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