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2019-2020年高中化學 第三章 第3節(jié) 硫的轉化 第3課時 硫酸 酸雨及其防治教案 魯科版必修1 教學模式：三段六步教學法 教學手段：多媒體課件、投影儀、化學實驗 一、教學目標: 知識與技能 1、了解濃硫酸吸水性和脫水性，認識濃硫酸的強氧化性； 2、了解酸雨的形成、危害和防治 過程與方法 1、通過硫元素在生產、生活中轉化的實例，了解硫元素在生產、生活中應用，體會應用工程中的環(huán)境問題 2、了解酸雨的危害，能夠提出減少向大氣中排放二氧化硫的措施 情感、態(tài)度與價值觀 1、通過硫元素在生產、生活中轉化的實例激發(fā)學生學習化學的興趣 2、培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于探索的科學態(tài)度 二.教材分析 教學重點：濃硫酸的強氧化性 教學難點：濃硫酸的強氧化性 知識地位： 一． 教材分析 《硫的轉化》是在學生學習了基本的化學概念和理論 (如氧化還原反應.研究物質性質的方法和程序,以介紹鈉和氯氣為例) 的基礎上來進行元素化合物的學習的,這樣有利于學生的認知發(fā)展。因為此時學生既有理論知識的應用又有方法的指導,并且學生在學習硫元素以前，已經學習了碳、氮兩種元素，對于元素化合物的學習已經有了一個大體的認識，在此基礎上學習硫元素，有利于學生養(yǎng)成科學的學習方法。本節(jié)知識所在位置可以說是恰倒好處,通過本節(jié)課學生對硫單質、二氧化硫的轉化和濃硫酸的性質的學習，進一步深化對氧化還原反應的概念、規(guī)律的理解。結合初中的關于硫酸的知識進一步學習濃硫酸的特性，在了解硫酸的工業(yè)生產時延生出酸雨的問題，提高學生的環(huán)境保護意識。 教學過程設計： 教學過程 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖 實物展示 ----引入新課 展示裝有濃硫酸的試劑瓶，請同學們觀察試劑瓶上的標簽和里面的液體 【提問】：初中我們學習過應該怎么樣稀釋濃硫酸呢？ 觀察 整理硫酸的相關信息，如 沸點338℃,難揮發(fā), 質量分數(shù)98.3%時 密度為1.84g/cm3 無色、粘稠狀液體 【提問C類學生】回答濃硫酸的稀釋方法、稀釋操作的關鍵 直觀學習，促使學生對濃硫酸的物理性質有清晰的認識 認識濃硫酸 物理性質 和學生一起【實驗1】稀釋濃硫酸 總結濃硫酸的物理性質以及稀釋操作要點 將濃硫酸沿著燒杯內壁緩慢地注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，使產生的熱量迅速擴散。 選取B類學生1名和教師一起完成濃硫酸的稀釋實驗 【提示】如果不慎把濃硫酸滴到皮膚上，一定立即用干布拭去，然后用水沖洗，再涂上稀的碳酸氫鈉溶液 溫故知新 規(guī)范、深化實驗的基本操作 消除學生對濃硫酸的畏懼心里 濃硫酸的化學性質 1、濃硫酸吸水性 課件圖片展示：濃硫酸的吸水性 講解：利用濃硫酸的吸水性，常常用濃硫酸作干燥劑 【練習1】不能用濃硫酸干燥的氣體是 （ ） A．CO2 B．NH3 C．NO2 D．Cl2 觀察 藍色（CuSO4.5H2O）→白色（CuSO4） 師生共同總結： 濃硫酸可以干燥中性氣體：O2、H2 等、也可以干燥CO2 NO2 Cl2 等 不能干燥的有：堿性氣體：NH3、 還原性氣體：H2S、HI等。 認識濃硫酸吸水性及作為干燥劑能干燥的氣體情況 體會濃硫酸不可以干燥氣體的特點 過渡—由于濃硫酸的具有很強的氧化性而和還原性強的 物質反應 2、濃硫酸的強氧化性---可以和銅反應 【質疑】:我們初中時候就知道稀硫酸不可以和不活潑金屬Cu反應，那濃硫酸的氧化性強，可不可以反應呢？ 若能，反應條件？產物？如何檢驗產物？ 【實驗2】演示銅與濃硫酸反應 問題跟進 1、結合同與濃硫酸和銅的反應 比較稀硫酸和濃硫酸的氧化性的不同，指出表現(xiàn)出氧化性的微粒稀硫酸的是Ｈ+，濃硫酸的強氧化性是由H2SO4 分子中的+6價S體現(xiàn)的，被還原為SO2 2、據(jù)實驗現(xiàn)象寫出反應的方程式，分析濃硫酸作用。一部分H2SO4 分子中的+6價S被還原成了SO2 另外一部分沒有變價，濃硫酸表現(xiàn)出來氧化性和酸性 ３、隨著反應進行當濃硫酸濃度減低為稀硫酸，反應會怎么樣？ 思考、討論濃硫酸是否可以和銅反應預測測可能的反應現(xiàn)象，預測反應產物 觀察記錄并實驗現(xiàn)象 條件： 需加熱（氧化性比硝酸弱） 現(xiàn)象： 銅片上有氣泡產生，品紅溶液褪色（SO2） 結論： Cu+2H2SO4（濃）Cu(SO4)2+SO2+2H2O 【練習2】用0.2 mol的濃硫酸中與足量的銅片共熱，能否產生0.1 mol的SO2氣體？為什么？ 激發(fā)學生在問題面前認真思考，運用前面學習的知識大膽預測 強調學生的方程式的規(guī)范書寫，重視知識落實 關注細節(jié)，強調濃硫酸的特性 加熱的條件下濃硫酸可以和多數(shù)金屬（除金、鉑外）反應，鐵鋁鈍化 啟發(fā)思考：依據(jù)前面我們學習的濃硝酸的一些特性來對比認識濃硫酸的一些性質：有沒有鈍化現(xiàn)象？ 思考討論后得到結論： 在 常溫下鐵和鋁在濃硝酸里面鈍化同樣條件下在濃硫酸里面也鈍化，但是加熱被鈍化的保護膜也可以反應。 培養(yǎng)學生的知識遷移能力、分析問題、解決問題 3、和非金屬C反應 啟發(fā)思考： 濃硫酸能不能像濃硝酸那樣和非金屬C單質發(fā)生類似的反應呢？ 【實驗3】演示C與濃H2SO4反應 思考： 1、預測可能的產物； 2、選擇合適的試劑檢驗產物；檢驗產物順序？ 3、設計實驗裝置； （★注意SO2 存在干擾CO2檢驗） 【注】物質檢驗順序：H2O、SO2、CO2 實驗演示 提醒學生注意觀察實驗現(xiàn)象 設計裝置圖： 思考討論： 濃硫酸能像濃硝酸那樣和非金屬C單質發(fā)生類似的反應。 1、依據(jù)濃硝酸和C的反應推測可能產物：CO2、SO2、H2O 2、結合上一節(jié)對SO2、CO2應物質檢驗方法選擇實驗試劑：澄清石灰水、品紅、CuSO4 總結實驗現(xiàn)象：①品紅溶液②酸性高錳酸鉀溶液③品紅溶液④澄清石灰水 現(xiàn)象：無水硫酸銅變藍→H2O ① 中品紅褪色→有SO2 ③中品紅溶液不退色→SO2已經處理干凈 ④澄清石灰水變渾濁→有CO2產生 所以反應方程式為 C+2H2SO4 （濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O 注意尾氣的處理：用堿液吸收 利用濃硝酸的強氧化性為鋪墊體會濃硫酸強氧化性 運用上一節(jié)課學習的SO2的相關知識解決混合氣體的檢驗問題 介紹 小練習 【提問】如果把濃硫酸滴到紫色的石蕊試紙上會有什么現(xiàn)象？ 硫酸的用途介紹【投影】 【思考討論】： 考慮濃硫酸的酸性和脫水性，并且使試紙?zhí)蓟? 了解硫酸的用途 拓展學生知識面，了解濃硫酸的脫水性 濃硫酸性質總結 濃硫酸的強氧化性 ⑴氧化大多數(shù)金屬（除Pt、Au除外）反應，如： Cu+2H2SO4（濃）Cu(SO4)2+SO2+2H2O 和非金屬單質C反應 C+2H2SO4 （濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O ⑵常溫：濃硫酸鈍化 Fe、Al（容器）。 ⑶反應需加熱（氧化性弱于硝酸），還原產物一般為SO2。 ⑷注意：隨著反應進行，濃硫酸變稀，失去這種強氧化性，變?yōu)橄×蛩幔ň哂邢×蛩岬男再|） 了解工業(yè)制硫酸過程 引導學生閱讀教材P89化學與科技 【多媒體展示】工業(yè)制取硫酸的歷史、方法和過程： 硫酸工業(yè)已有200多年的歷史。早期的硫酸生產采用硝化法，此法按主體設備的演變又有鉛室法和塔式法之分。18世紀后半期，紡織工業(yè)取得重大的技術進步，硫酸被用于亞麻織品的漂白、棉織品的酸化和毛織品的染色。 認真閱讀教材，總結知識要點： 工業(yè)制硫酸方法和過程： 1、SO2的獲取 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 2、催化氧化 2SO2+O2 2SO3 3、吸收SO3 SO3+H2O==H2SO4(用98.3％濃硫酸吸收) 聯(lián)系實際生產，了解含硫物質的轉化成為工業(yè)制硫酸的原理，體會化學知識在生產中的應用 酸雨的形成及防止 過渡---在硫酸的生產過程里會有大量的含硫氧化物產生，極易產生嚴重的環(huán)境問題----酸雨，請同學們談談你們對酸雨的了解和認識--- 展示美麗的人文環(huán)境對比酸雨的危害 自學教材P90，了解酸雨形成酸雨的物質？來源？形成酸雨時SO2所發(fā)生的主要反應？酸雨危害？如何防止或減少酸雨的形成？ 同學們自學教材，可以相互討論形成關于酸雨的正確認識： 1、形成酸雨的物質有SOx、NOx； 2、來源：化石燃料燃燒，城市中NOX來源主要來自汽車尾氣；酸雨是工業(yè)高度發(fā)展而出現(xiàn)的副產物，由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒后產生的硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經過復雜的化學反應，形成的 3、形成酸雨時SO2所發(fā)生的主要反應 2SO2+O2 2SO3 SO3＋H2O===H2SO4 SO2＋H2OH2SO3 2H2SO3＋O2===2H2SO4 酸雨----PH值≤5.6的降雨 酸雨在國外被稱為“空中死神” 4、危害主要表明在四個方面： 對水生系統(tǒng)的危害 對陸地生態(tài)系統(tǒng)的危害 對人體的影響 對建筑物、機械和市政設施的腐蝕 5、防治措施 控制酸性物質的排放積極開發(fā)利用煤炭的新技術，推廣煤炭的凈化技術、轉化技術，采取煙氣脫硫、脫氮技術等重大措施，調整能源結構開發(fā)風能、核能、太陽能等清潔能源，取代化石能源，從根本上解決問題 激發(fā)學生的積極性，交流合作，展示學生的日常關于酸雨知識的積累，提高學生的學習興趣 感受酸雨問題給人類帶來的巨大危害，提高學生的環(huán)境保護意識 SO42ˉ的檢驗 閱讀教材91頁 認識常見的硫酸鹽—石膏和硫酸鋇 理解SO42ˉ的檢驗方法：先加入足量鹽酸酸化，若不出現(xiàn)白色沉淀，則再加入BaCl2 溶液，若產生白色沉淀，則含有SO42ˉ；若加入鹽酸后出現(xiàn)白色沉淀，則先過濾，再在濾液中加入BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則含有SO42ˉ。 作業(yè)與練習 1、 完成課本后面的練習題 2、 完成自主叢書的當堂檢測部分 板書設計 一、濃硫酸 物理性質 1、無色、粘稠、油狀難揮發(fā)液體； 2、稀釋方法 化學性質 1、吸水性 2、強氧化性 ⑴氧化大多數(shù)金屬 Cu+2H2SO4（濃）Cu(SO4)2+SO2+2H2O （2）非金屬單質 C+2H2SO4 （濃） CO2↑+2SO2↑+2H2O ⑵常溫：濃硫酸鈍化 Fe、Al（容器）。 ⑶反應需加熱（氧化性弱于硝酸），還原產物一般為SO2。 ⑷注意：隨著反應進行，濃硫酸變稀，失去這種強氧化性，不在與銅反應。 3、 酸性 二、酸雨 1、形成酸雨的物質及其來源 2、形成酸雨時SO2所發(fā)生的主要反應 2SO2+O2 2SO3 SO3＋H2O===H2SO4 SO2＋H2OH2SO3 2H2SO3＋O2===2H2SO4 3、酸雨的防治 三、SO42ˉ的檢驗 【梯度訓練A】 1、純硫酸是一種無色、粘稠、油狀 ，是一種 揮發(fā)性酸。密度大，易溶于水，放出大量的熱。稀釋時，應把 沿 緩緩注入 中，并 ，以防止 。 2、濃硫酸的特性 （1）強氧化性 ① 與金屬Cu 的反應 ② 使鐵、鋁鈍化常溫下，濃硫酸能使鐵、鋁表面生成一層 而鈍化。因此，冷的濃硫酸可以用 容器儲存。 ③ 與非金屬C的反應 （2）脫水性：濃硫酸能將物質中的氫、氧元素按 的比例脫出生成水。 （3）吸水性：濃硫酸有強烈的吸水性，常用作 劑。濃硫酸不能干燥哪些氣體？ 濃硫酸既有氧化性，又有酸性，因此不能干燥還原性氣體和堿性氣體，如H2S、HI、NH3 等不能干燥。 3、酸雨及其防治 1.酸雨的形成 （1）酸雨：排入空氣中的 和 在 和 的共同作用下，形成酸霧。 （2）硫的氧化物形成酸雨的主要反應有： ① ② ③ ④ 2.酸雨的防治措施 （1）從實際情況出發(fā)，對 的排放加以控制； （2）改變能源結構，開發(fā)利用 等清潔能源，從根本上解決問題。 4、深化拓展 SO42ˉ的檢驗 （1）原理：利用 Ba2++ SO42ˉ== Ba SO4 ↓ (2)試劑：BaCl2或Ba(NO3)2 溶液、鹽酸或稀硝酸。 （3）SO42ˉ的檢驗方法：先加入足量鹽酸酸化，若不出現(xiàn)白色沉淀，則再加入BaCl2 溶液，若產生白色沉淀，則含有SO42ˉ；若加入鹽酸后出現(xiàn)白色沉淀，則先過濾，再在濾液中加入BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則含有SO42ˉ。 【梯度訓練B】 1．我國工業(yè)生產因受酸雨而造成的損失每年高達15億元。為了有效控制酸雨，目前國務院已批準了《酸雨控制區(qū)劃分方案》等法規(guī) （1）某實驗小組采集酸雨樣品，隨著時間的推移，多次測定該樣品pH，得到了如下數(shù)據(jù)： 時間/h 開始 8 16 24 32 40 48 PH 5．0 4．8 4．5 4．3 4．2 4．0 4．0 回答下列問題： ⑴、酸雨樣品放置，pH變化的主要原因。化石燃料的大量燃燒以及樹木的大量砍伐 ⑵、如果將剛取樣的上述酸雨用氯氣消毒的自來水混合，pH將 （增大或減小或不變）原因是（用化學方程式表示）減小、Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl ⑶、酸雨可導致下列危害中的（ ） A、腐蝕建筑物 B、導致樹木枯萎 C、造成洪澇災害 D、惡化人類環(huán)境 ⑷、你認為減少酸雨產生的途徑可采取的下列措施是（ ） ①減少用煤作燃料 ②把工廠的煙囪造高 ③燃料脫硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤開發(fā)新能源 A、①②③ B、②③④⑤ C、①③⑤ D、①③④⑤ ⑸、為了防止酸雨，減少煤燃燒時向大氣排放二氧化硫，火力發(fā)電廠常用氫氧化鈣的懸濁液吸收煤燃燒時產生的二氧化硫氣體，并回收制得有用的石膏（CaSO4?2H2O），則有關反應的化學方程式為： Ca(OH)2+SO2=Ca SO3+H2O 2．某亞硫酸鈉已部分被氧化。為確定它的純度，要進行如下實驗： ①稱取樣品W1g；②將樣品溶解；③給溶液加入稍過量鹽酸酸化了的BaCl2溶液；④過濾、洗滌、干燥沉淀，稱其質量為W2g。試回答： （1）BaCl2要用鹽酸酸化的原因是______________。除去亞硫酸鈉 （2）BaCl2溶液要稍過量的原因是______________。使氧化的得到的硫酸鈉完全反應。 （3）判斷操作③是否完成的方法是_____________。 在濾液中加入硫酸鈉沒有沉淀說明完全 （4）Na2SO3純度的表示式為___________________。(142 W2)/(233 W1) 4．兩份不同濃度的NaOH溶液各500mL，分別吸收1120mL（標準狀況下體積）SO2氣體，反應后溶液中分別有5.75g和7.10g溶質。求兩份NaOH溶液的物質的量濃度。 0.09 molL -1、0．113 molL -1 教后記 本節(jié)課濃硫酸的知識學習是在初中化學對濃硫酸的物理性質、強酸性、吸水性有所了解的基礎上展開的，所以本節(jié)課主要內容深化了在氧化還原反應理論的支持下類比濃硝酸的性質去探究濃硫酸的強氧化性，通過濃硫酸與銅等絕大多數(shù)金屬（除金、鉑、鈦外）非金屬單質C等，在加熱條件下的反應可以獲知濃硫酸具有強氧化性。 了解硫酸的工業(yè)用途和生產工藝，提高學生對于化學知識在生產中的運用學習化學是為了更好的為工業(yè)生產服務。體會酸雨問題是當今的‘全球三大環(huán)境問題’之一，其危害之大、范圍之廣應該讓學生們深刻認識，只有提高全民的環(huán)保意識，才可能促使大家在生活、生產里面處處注意環(huán)保，人人爭當環(huán)保衛(wèi)士。通過酸雨的形成與防治的學習，進一步增強學生的化學服務社會的意識， 激發(fā)學生努力學習化學知識報效祖國的熱情。 本節(jié)課的學習內容較多，涉及的工業(yè)生產、環(huán)境污染與保護等的知識面很廣，在課上給知識面廣泛的學生機會展示，提高學生的信心，激發(fā)其學習科學知識的熱情，促進班級學風提高有相當益處，但是也耽誤一些時間，課堂時間較為緊張，后面內容有些倉促。