2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊(cè) 第六章 氧族元素 環(huán)境保護(hù) 第二節(jié)二氧化硫(第一課時(shí)).doc

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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊(cè) 第六章 氧族元素 環(huán)境保護(hù) 第二節(jié)二氧化硫(第一課時(shí)) ●教學(xué)目標(biāo) 1.使學(xué)生了解二氧化硫的物理性質(zhì)和用途。 2.使學(xué)生掌握二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。 3.使學(xué)生了解二氧化硫?qū)諝獾奈廴竞头乐刮廴尽? ●教學(xué)重點(diǎn) SO2的化學(xué)性質(zhì) ●教學(xué)難點(diǎn) SO2的化學(xué)性質(zhì) ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)、討論、啟發(fā)、閱讀、對(duì)比、歸納等 ●教學(xué)用具 投影儀、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、分液漏斗、燒瓶、酒精燈、帶導(dǎo)管的橡皮塞（雙孔）、洗氣瓶（可用大試管代替，5個(gè)）、燒杯、普通漏斗、石棉網(wǎng)、大燒杯、小試管、試管夾、水槽； 濃H2SO4、Na2SO3固體、品紅試液、石蕊試液、氫硫酸、溴水、KMnO4溶液、濃NaOH液、水； 兩試管預(yù)先收集好的SO2氣體，其中一支的活塞上帶有裝濃NaOH液的膠頭滴管。 ●教學(xué)過(guò)程 ［引言］人類賴以生存的環(huán)境是我們可愛(ài)的地球，然而，從二十世紀(jì)八十年代開始，酸雨、臭氧層的破壞和氣候變暖這三大全球環(huán)境問(wèn)題，卻使人類面臨著新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并嚴(yán)重威脅著人類的生存。 首先，我們來(lái)看一下“酸雨”是怎樣危害地球的，請(qǐng)大家看以下資料。 ［投影展示］“空中死神”——酸雨 猖獗的酸雨嚴(yán)重地威脅著地球。據(jù)資料記載，僅在1980年一年內(nèi)，美國(guó)和加拿大就有5萬(wàn)余人成了酸雨的獵物。比利時(shí)是西歐酸雨污染最為嚴(yán)重的國(guó)家，它的環(huán)境酸化程度已超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)的16倍。在意大利北部，5%的森林死于酸雨。瑞典有15000個(gè)湖泊酸化。挪威有許多馬哈魚生活的河流已被酸雨污染。世界古跡、橋梁受酸雨腐蝕越來(lái)越快。號(hào)稱世界最大露天博物館智利復(fù)活島上的石雕人像，正面臨著解體和倒塌的威脅，美國(guó)每年花在修理受損古跡方面的費(fèi)用超過(guò)了50億美元。聞名世界，代表我國(guó)古建筑精華的北京漢白玉石雕，近年來(lái)也遭到意想不到的損害，故宮太和殿臺(tái)階的欄桿上雕刻著各式各樣的浮雕花紋，50多年前圖案清晰可辨，如今卻大多模糊不清，甚至成光板。我國(guó)江蘇、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的大豆田曾經(jīng)受酸雨影響造成經(jīng)濟(jì)損失一年達(dá)1380多萬(wàn)元。 ［師］那么，形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)子质钦l(shuí)呢？它就是我們本節(jié)課所要認(rèn)識(shí)的物質(zhì)——二氧化硫。 ［板書］第二節(jié) 二氧化硫 ［師］請(qǐng)大家回憶初中所學(xué)知識(shí)，并回答你所知道的二氧化硫的性質(zhì)。 ［生］二氧化硫是一種大氣污染物，有刺激性氣味，是酸性氧化物。 ［師］很好！下面就讓我們?cè)谝郧皩W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)二氧化硫的性質(zhì)。 ［板書］一、二氧化硫的性質(zhì) 1.二氧化硫的物理性質(zhì) ［展示一試管收集好的二氧化硫］ ［師］大家看！這支試管里收集的就是二氧化硫氣體。請(qǐng)大家根據(jù)自己的觀察并結(jié)合課本總結(jié)出二氧化硫的物理性質(zhì)。 ［學(xué)生看書并總結(jié)］ ［教師板書］無(wú)色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水（1∶40），易液化（－10℃） ［老師舉起裝有SO2的小試管，并指著裝有水的水槽］ ［問(wèn)］用現(xiàn)有的條件能否用實(shí)驗(yàn)證明SO2是易溶于水的？若能，請(qǐng)一位同學(xué)上來(lái)演示。 ［生］能！ ［學(xué)生演示SO2溶于水的實(shí)驗(yàn)］將一集滿SO2的試管倒置于盛水的水槽中，并晃動(dòng)（注意：試管口應(yīng)位于水面以下） ［問(wèn)］大家觀察到了什么現(xiàn)象？為什么會(huì)這樣？ ［生］水槽中的水進(jìn)入試管，且試管中水的液面高于水槽中水的液面。這是因?yàn)镾O2易溶于水，試管中的SO2與水相遇，會(huì)溶于水從而使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水槽中的水進(jìn)入試管。 ［師］解釋的很正確！ ［教師把水槽中的試管塞上塞子后，移出水面，留作后用］ ［過(guò)渡］下面，我們來(lái)認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)SO2的化學(xué)性質(zhì)。 ［板書］2.二氧化硫的化學(xué)性質(zhì) ［師］由我們初中所學(xué)知識(shí)知道，SO2是一種酸性氧化物。 ［板書］（1）酸性氧化物 ［問(wèn)］那么，酸性氧化物應(yīng)有哪些性質(zhì)呢？ ［生］能和堿反應(yīng)生成鹽和水，能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸。 ［師］到底是不是這樣的呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。 ［演示實(shí)驗(yàn)Ⅰ］往剛才從水槽中拿出來(lái)的裝有水的試管中滴加紫色石蕊試液，試液變紅。 ［演示實(shí)驗(yàn)Ⅱ］如下圖： ［問(wèn)］上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別說(shuō)明了什么？ ［生］實(shí)驗(yàn)Ⅰ說(shuō)明SO2溶于水生成了酸。實(shí)驗(yàn)Ⅱ說(shuō)明SO2可與NaOH溶液反應(yīng)，且反應(yīng)很徹底。 ［師］回答得很好，請(qǐng)大家寫出以上反應(yīng)的化學(xué)方程式。 ［請(qǐng)一位同學(xué)上黑板書寫］ ［學(xué)生板書］SO2+H2O===H2SO3 SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O ［師］其實(shí)，二氧化硫溶于水形成的亞硫酸只能存在于溶液中，它很不穩(wěn)定，容易分解成水和二氧化硫，故二氧化硫溶于水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，應(yīng)用可逆符號(hào)表示。 ［教師把黑板上SO2與H2O反應(yīng)的“===”改為“”］ ［過(guò)渡］關(guān)于酸性氧化物，我們最熟悉的莫過(guò)于CO2了，那么SO2與它的性質(zhì)是否相似呢？ 請(qǐng)大家看下表中SO2與CO2性質(zhì)的比較。 ［投影展示］SO2與CO2性質(zhì)的比較 名稱 CO2 SO2 與H2O反應(yīng) CO2+H2OH2CO3 SO2+H2OH2SO3 與堿反應(yīng) CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O CO2+NaOH===NaHCO3 CO2+Ca（OH）2===CaCO3↓+H2O SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O SO2+NaOH===NaHSO3 SO2+Ca（OH）2===CaSO3↓+H2O 與鹽反應(yīng) CO2+CaCO3+H2O===Ca（HCO3）2 CaSO3+SO2+H2O===Ca（HSO3）2 ［師］從上表中，我們可以看到：作為酸性氧化物，SO2與CO2的性質(zhì)十分相似，那么，除此之外，SO2還有哪些性質(zhì)呢？請(qǐng)大家看下面的實(shí)驗(yàn)。 ［演示實(shí)驗(yàn)Ⅲ］教師按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并向?qū)W生介紹各裝置中的試劑。 ［師］A裝置為實(shí)驗(yàn)室制取SO2的裝置，當(dāng)從A裝置中出來(lái)的SO2氣體依次通過(guò)氫硫酸、溴水、KMnO4溶液和品紅溶液時(shí)，分別有什么現(xiàn)象？ ［生］通過(guò)氫硫酸時(shí)溶液變渾濁，有淡黃色不溶物出現(xiàn)；通過(guò)溴水、KMnO4溶液和品紅溶液時(shí)，原溶液的顏色均消失。 ［問(wèn)］那么，是SO2的什么性質(zhì)導(dǎo)致了上述變化的發(fā)生呢？ ［師］首先，我們來(lái)分析一下SO2與氫硫酸的反應(yīng)。 ［板書］SO2+H2S ［問(wèn)題探究］從反應(yīng)物的元素種類以及反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象來(lái)分析，生成物應(yīng)該是什么？能否從硫元素的化合價(jià)變化來(lái)說(shuō)明該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)呢？ ［生甲］生成的淡黃色固體應(yīng)是硫單質(zhì)。 ［生乙］這是含同種元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。 ［師］很好！生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化合價(jià)應(yīng)介于二者之間（即+4，－2之間），故產(chǎn)物只能是S和H2O。 ［板書，把上述反應(yīng)方程式寫完整］ SO2+2H2S===3S↓+2H2O ［追問(wèn)］在上述反應(yīng)中，SO2表現(xiàn)出了什么性質(zhì)呢？ ［生］氧化性！ ［師］對(duì)，這就是我們所得出的SO2的第二個(gè)性質(zhì)——氧化性。 ［板書 ］（2）氧化性 ［過(guò)渡］那么，SO2使溴水和高錳酸鉀溶液褪色是不是也是由于它的氧化性呢？ ［生］不可能，因?yàn)殇逅蚄MnO4溶液的氧化性都很強(qiáng)。 ［師］既然如此，會(huì)不會(huì)是溴水和KMnO4把SO2氧化了呢？分析SO2中S元素的化合價(jià)進(jìn)行回答。 ［生］應(yīng)該是！因?yàn)镾O2中S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，而S元素的最高化合價(jià)為+6價(jià)，因此，具有強(qiáng)氧化性的溴水和KMnO4溶液把+4價(jià)的S氧化成了+6價(jià)的S，它們本身因發(fā)生還原反應(yīng)而褪色。 ［師］大家的分析很到位，事實(shí)也正是如此，它們發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為： ［板書］SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr 5SO2+2KMnO4＋2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 ［問(wèn)］上述反應(yīng)說(shuō)明了SO2具有什么性質(zhì)？ ［生］還原性！ ［板書］（3）還原性 ［師］SO2除了可以被溴水、KMnO4溶液氧化外，還可被HNO3、Cl2、O2等強(qiáng)氧化劑氧化，如工業(yè)上生產(chǎn)硫酸，就要用到以下反應(yīng)： ［板書］2SO2+O2 2SO3 ［師］注意！以上反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 上述反應(yīng)生成的SO3溶于水即得H2SO4。 ［副板書］SO3+H2O===H2SO4 ［講解］SO3是一種無(wú)色固體，熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)也只有44.8℃，易溶于水，溶于水時(shí)放出大量的熱。 ［副板書］SO3是無(wú)色固體，熔、沸點(diǎn)低，易溶于水且放出大量的熱。 ［過(guò)渡］從剛才的實(shí)驗(yàn)中我們還看到，SO2也可使品紅溶液褪色（品紅是一種紅色染料），這說(shuō)明SO2具有漂白性。 ［板書］（4）漂白性 ［設(shè)問(wèn)］那么SO2使品紅溶液褪色的原理是否和Br2水與KMnO4溶液褪色的原理相同呢？ 請(qǐng)大家看下面的實(shí)驗(yàn)。 ［演示實(shí)驗(yàn)Ⅳ］用小試管分別取上述實(shí)驗(yàn)中已褪色的E裝置（原盛品紅溶液）和C裝置（原盛溴水）或D裝置（原盛KMnO4溶液）中的溶液，在酒精燈上加熱。結(jié)果，E裝置中的溶液又變成了紅色，而C裝置或D裝置中的溶液卻未發(fā)生變化。 ［問(wèn)］為什么會(huì)出現(xiàn)上述不同的現(xiàn)象呢？ ［講解］這主要是二者的變色原理不同造成的。SO2能使某些有色物質(zhì)褪色，是由于二氧化硫可跟某些有色物質(zhì)化合成無(wú)色物質(zhì)，而化合成的無(wú)色物質(zhì)卻是不穩(wěn)定的，易分解而恢復(fù)原來(lái)有色物質(zhì)的顏色。故這種漂白是暫時(shí)的。而SO2使溴水和KMnO4溶液褪色，是由于發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，這種褪色是永久的。 ［問(wèn)］前面我們還學(xué)過(guò)哪些物質(zhì)具有漂白性？它們的漂白作用是基于這些物質(zhì)的什么性質(zhì)？ ［生］Cl2、Na2O2都可用于漂白，它們的漂白原理是基于它們的強(qiáng)氧化性。 ［問(wèn)］把Cl2通到品紅溶液中，溶液會(huì)褪色嗎？若能，加熱能使其恢復(fù)“廬山真面目”嗎？為什么？ ［生］因氯水具有漂白性，故溶液會(huì)褪色，但加熱不能恢復(fù)原狀，因氯水的漂白原理是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，其漂白效果是永久的。 ［問(wèn)題探究］把Cl2和SO2混合用于漂白，能否增強(qiáng)漂白效果？為什么？ ［學(xué)生討論后自愿回答］ 不能。因?yàn)镃l2可和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終使漂白效果減弱。 ［問(wèn)］同學(xué)們是怎樣知道Cl2和SO2能反應(yīng)的？ ［生］因?yàn)殇逅芎蚐O2反應(yīng)，而Cl2的氧化性比Br2 強(qiáng)。 ［師］很正確。說(shuō)明同學(xué)們能夠注意新舊知識(shí)的聯(lián)系。由以前所學(xué)知識(shí)我們知道，Cl2能用于漂白是Cl2可與水反應(yīng)生成次氯酸之故，下面，我們把氯水與二氧化硫的漂白性比較如下： ［投影展示］氯水與二氧化硫漂白性的比較 氯水 二氧化硫 原理 氯水中HClO將有色物質(zhì)氧化成無(wú)色物質(zhì) ＳＯO2溶于水產(chǎn)生的Ｈ2ＳＯO3與有色物質(zhì)直接結(jié)合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì) 實(shí)質(zhì) 氧化還原反應(yīng) 非氧化還原反應(yīng) 效果 永久性 暫時(shí)性 范圍 可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，能使紫色石蕊試液先變紅后褪色 漂白某些有色物質(zhì)，不能使紫色石蕊試液褪色，而是變紅 ［師］由上面的分析我們知道，SO2除了具有酸性氧化物的性質(zhì)外，還具有氧化性、還原性、漂白性等。那么，我們能否從SO2中硫元素的化合價(jià)來(lái)分析并解釋其既具有氧化性又具有還原性的原因呢？ ［生］能，因?yàn)镾元素的化合價(jià)主要有－2、0、+4、+6，SO2中S元素的化合價(jià)（+4價(jià)）介與其最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)之間，故其既具有氧化性又具有還原性。 ［師］對(duì)！ 我們研究物質(zhì)的性質(zhì)的目的，是為了能更好地應(yīng)用它，SO2的這些性質(zhì)決定了它有哪些用途呢？請(qǐng)大家對(duì)課本有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)并回答。 ［學(xué)生看書后總結(jié)］ （1）制硫酸；（2）漂白紙漿、毛、絲、草帽等；（3）殺菌消毒。 ［過(guò)渡］雖然SO2在實(shí)際中有一定的應(yīng)用，但因SO2是有毒氣體，是主要的大氣污染物之一，故當(dāng)空氣中含有大量的SO2時(shí)，對(duì)環(huán)境的危害是極大的。 ［板書］二、二氧化硫的污染 ［師］在本節(jié)課的開頭，我們?cè)岬剿嵊?，而且知道SO2是形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)祝敲?，什么是酸雨？它是怎樣形成的？它有哪些危害？?qǐng)大家看課本P128進(jìn)行總結(jié)。 ［學(xué)生看課本］ ［投影總結(jié)］ 1.pH小于5.6的雨水，稱之為酸雨。 2.一般認(rèn)為，酸雨是由于人為排放的SO2和氮氧化物等酸性氣體進(jìn)入大氣，當(dāng)這些氣體達(dá)到一定濃度后，在水凝結(jié)過(guò)程中溶于水形成硫酸和硝酸，使雨水酸性變大，pH變小。其轉(zhuǎn)化可簡(jiǎn)單表示如下： 2SO2+2H2O+O22H2SO4 NOxHNO3 3.酸雨的危害 （1）對(duì)人體健康造成危害。 （2）破壞森林、草原和農(nóng)作物。 （3）使土壤酸性增強(qiáng)、湖泊酸化、生態(tài)環(huán)境受損。 （4）破壞建筑物。 ［師］酸雨是無(wú)情的，為了我們唯一的家園，人類必須采取行動(dòng)防止和根絕酸雨，保護(hù)地球環(huán)境。 ［若課堂時(shí)間允許，可向?qū)W生介紹備課資料中的閱讀資料］ ［小結(jié)］本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了SO2的性質(zhì)及二氧化硫的污染。 現(xiàn)在，請(qǐng)大家思考以下問(wèn)題： ［投影思考題］ 1.本節(jié)課中的演示實(shí)驗(yàn)Ⅲ，為什么要用倒扣的漏斗來(lái)吸收SO2氣體？SO2與NaOH的反應(yīng)能否設(shè)計(jì)成噴泉實(shí)驗(yàn)？ 2.從化合價(jià)的觀點(diǎn)分析，CO2氣體能使溴水和KMnO4溶液褪色嗎？怎樣鑒別SO2和CO2氣體？ 3.往BaCl2溶液中通入SO2有何現(xiàn)象？往BaCl2溶液中加入新制氯水，然后通入SO2氣體，又有何現(xiàn)象？ 4.空氣中的SO2從哪里來(lái)？ ［課后思考題答案］ 1.因SO2極易溶于燒堿溶液，用倒扣的漏斗來(lái)吸收SO2氣體可防止倒吸。該反應(yīng)可做噴泉實(shí)驗(yàn)。 2.CO2不能使溴水和KMnO4溶液褪色。因?yàn)镃O2中C元素的化合價(jià)為最高價(jià)，故不能再被溴水等強(qiáng)氧化性物質(zhì)氧化。 區(qū)別SO2和CO2時(shí)，可將兩種氣體分別通過(guò)品紅溶液、溴水或KMnO4溶液，使之褪色者為SO2，反之為CO2。 注意：不能用澄清的石灰水來(lái)鑒別，因兩者都能與石灰水反應(yīng)生成白色沉淀。 3.往BaCl2溶液中通SO2無(wú)明顯現(xiàn)象。（因?yàn)椋杭僭O(shè)二者能反應(yīng)，方程式應(yīng)為：BaCl2+SO2+H2O===BaSO3↓+2HCl，但因H2SO3的酸性弱于HCl，弱酸是不能制強(qiáng)酸的，故該反應(yīng)不能發(fā)生）當(dāng)往BaCl2溶液中加入新制氯水，然后再通SO2時(shí)，將發(fā)生如下反應(yīng)： SO2+Cl2+2H2O===2HCl+H2SO4 H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl 即會(huì)有白色沉淀生成。 4.空氣中的二氧化硫主要來(lái)自化石燃料的燃燒，以及含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣。 ［布置作業(yè)］ 課本習(xí)題：一、二、四、五：1 ●板書設(shè)計(jì) 第二節(jié) 二氧化硫 一、 二氧化硫的性質(zhì) 1.二氧化硫的物理性質(zhì) 無(wú)色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水（1∶40），易液化（－10℃） 2.二氧化硫的化學(xué)性質(zhì) （1）酸性氧化物 ＳＯO2＋Ｈ2ＯOＨ2ＳＯO3 ＳＯO2＋２ＮNａＯOＨ===ＮNａ2ＳＯO3＋Ｈ2ＯO （2）氧化性 ＳＯO2＋２Ｈ2Ｓ===３Ｓ↓＋２Ｈ2ＯO （3）還原性 ＳＯO2＋ＢBｒ2＋２Ｈ2ＯO===Ｈ2ＳＯO4＋２ＨＢBｒ 5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 ２ＳＯO2＋ＯO2 2ＳＯO3 （*SO3+H2O===H2SO4，SO3是無(wú)色固體，熔、沸點(diǎn)低，易溶于水且放出大量的熱） （4）漂白性 二、二氧化硫的污染 ●教學(xué)說(shuō)明 本節(jié)課主要采取了實(shí)驗(yàn)、探究、啟發(fā)教學(xué)法，目的是為了讓學(xué)生對(duì)SO2的性質(zhì)能認(rèn)識(shí)得更深入，更透徹，同時(shí)提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 對(duì)SO2為酸性氧化物這一性質(zhì)的講授，采用了新舊知識(shí)對(duì)比法，目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行遷移、擴(kuò)展的能力。 對(duì)于SO2的氧化性、還原性及漂白性的教學(xué)，主要采用的是實(shí)驗(yàn)探究法，一是為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，二是為了培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的能力。 最后幾個(gè)思考題是為了提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力而設(shè)置的。