新教材 人教版高中化学必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 教案教学设计.docx

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新教材人教版高中化学必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素教案教学设计

第五章化工生产中的重要非金属元素

5.1硫及其化合物-1-

5.2氮及其化合物-12-

第1课时-12-

第2课时-20-

5.3无机非金属材料-24-

5.1硫及其化合物

一、教学目标

1.知识与技能

（1）认识硫元素在物质中具有不同价态，通过氧化还原反应实现含有不同价态硫元素的物质的相互转化；

（2）从硫的原子结构，理解硫单质的化学性质；

（3）掌握二氧化硫的氧化性和还原性，区分二氧化硫与氯水漂白性；粗盐中可溶性杂质的除杂方法。

（4）掌握硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验，了解几种常见的硫酸盐。

2.过程与方法

（1）培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。

（2）以硫及其化合物的性质为载体，以实验设计为核心，训练学生对已有知识进行分析综合、归纳演绎的思维能力。

3.情感态度与价值观

（1）逐步培养勤于思考，勇于探究的科学品质，严谨求实的科学态度。

（2）培养学生能主动关心与环境保护，资源综合利用等有关的社会热点问题，形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的观念。

4.教学重难点

（1）教学重点

硫及其化合物的相互转化；硫及其化合物性质的综合运用

（2）教学难点

硫及其化合物性质的综合运用

二、教学过程

教学环节

教学内容

设计意图

1.新课导入

【复习】初中我们学过硫在空气和纯氧中燃烧的实验，我们都应该知道硫是什么颜色的？

硫在空气和氧气中的现象是什么？

产物是什么？

【学生】硫是黄色的粉末，在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧生成明亮的蓝紫色火焰，均有刺激性气味的气体生成。

产物是二氧化硫。

【师】回答的很好！

我们初中学的知识比较简单，高中会具体介绍硫及其化合物的相关性质，让我们一起来看一下吧！

设问激发求知欲

2.探索新知

【板书】一、硫的性质和用途

【师】我们先来看看硫原子结构，请同学来填空。

【展示PPT】引导学生回答。

【学生】硫是非金属元素，位于元素周期表的三周期ⅥA族，易得电子，形成-2价硫的化合物，与氧元素相比，硫的得电子能力弱，所以含硫化合物常以+4、+6，而氧为-2价。

【师】回答的很好！

硫在自然界存在的形态有两种，一种是游离态，也就是我们知道的硫单质，俗称硫黄，主要存在火山喷口附近或地壳的岩层里。

另一种是化合态，主要以硫的氧化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CuSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）。

【展示PPT】展示硫的化合物的图片。

【师】研究一种物质，首先要研究它的性质，我们先来学习硫的物理性质吧！

颜色

状态

脆性

溶解性

黄色

固体

粉末

很脆

难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳

【想一想】如何清洗附在试管壁上的硫粉？

【学生讨论】因为硫易溶于二硫化碳，可以用二氧化碳清洗试管。

【师】不错！

看来大家都非常聪明，那我们下面来学习硫的化学性质

【展示PPT】

（1）氧化性

①与金属反应

2Na+S

Na2S（剧烈反应，轻微爆炸）

2Al+3S

Al2S3

Fe+S

FeS（黑色）

2Cu+S

Cu2S（黑色）

②与非金属反应

H2+S

H2S

（2）还原性

S+O2

SO2（在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，均产生刺激性气味。

）

S+2H2SO4（浓）

3SO2↑+2H2O

注意：

硫与氧气反应只能生成SO2,不能生成SO3

（3）既有氧化性又有还原性

3S+6NaOH

2Na2S+Na2SO3+3H2O

【师】大家把相关的方程式记下来，深刻理解硫单质的化合价为0，可升可降，所以硫既有还原性，又有氧化性。

硫有哪些用途呢？

【展示PPT】

（1）制农药：

石硫合剂用于杀死果树害虫。

（2）制黑火药：

S+2KNO3+3C

K2S+N2↑+3CO2↑

（3）消除汞：

不慎洒落水银，可撒上硫粉。

（4）工业制造硫酸、硫化天然橡胶。

【师】硫的性质和用途，咱们学完了，大家一定加深了对硫的认识。

那我们来学习硫的氧化物和氢化物。

【板书】二、硫的氧化物和氢化物

【展示PPT】

（1）物理性质

颜色

状态

气味

密度

溶解性

沸点

毒性

无色

气态

刺激性

比空气大

易溶于水

低，易液化

有毒

（2）化学性质

①酸性氧化物的通性（NaOH）

SO2+NaOH＝Na2SO3+H2O

SO2+NaOH＝NaHSO3

②氧化性（H2S）

SO2+2H2S＝3S+2H2O

③还原性

2SO2+O2

2SO3

SO2+Cl2+2H2O＝2HCl+H2SO4

④漂白性

使品红溶液褪色，加热后恢复颜色

【师】我们说二氧化硫是酸性氧化物，那么二氧化硫能与水反应生成相应的酸。

我们通过实验来验证一下吧！

【实验】SO2与水反应

把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察试管内液面的上升。

待液面高度不再明显変化时，在水下用橡胶塞塞紧试管ロ,取出试管，用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。

【学生活动】学生动手进行实验操作。

并观察现象

【学生】现象：

pH试纸测定试管中溶液显酸性。

【师】那么二氧化硫和水反应生成什么？

【学生思考】原理：

SO2+H2O

H2SO3

【师】这是可逆反应，在用一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。

SO3+H2O＝H2SO4

【多媒体播放实验】SO2漂白性，请学生观察实验现象。

【学生】现象：

通入SO2后，品红溶液褪色。

加热后恢复颜色。

【师】为什么会这样呢？

【学生】与品红反应生成不稳定的无色物质，加热后无色物质容易分解而恢复颜色。

【思考•讨论】有两瓶经过CI2和SO2漂白的品红溶液，如何通过简单实验鉴别？

将等量Cl2与SO2通入品红溶液，漂白性是否增强？

加热， 恢复红色的是经过SO2漂白的品红溶液，否则是Cl2漂白过的品红溶液。

将等量Cl2与SO2通入品红溶液，漂白性会消失，因为两者发生反应生成了H2SO4和HCl。

【师】大家的父母有没有喝红酒的？

大家回家可以看一下红酒的原料，一般都会写葡萄汁、二氧化硫。

那有同学问了，二氧化硫不是有毒吗？

为什么还要加入？

那是因为在酿制过程中，某些细菌会影响到发酵，添加适量二氧化硫可以起到杀菌的作用，目前我国对于红酒中总二氧化硫的最大残留量不得超过50mg/kg。

大家还知道二氧化硫的哪些用途？

【学生】①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等②杀菌消毒，可做食品添加剂③工业制备三氧化硫

【师】刚才我们学习了哪种物质和水反应生成硫酸？

【学生】三氧化硫

【师】那我们说三氧化硫是硫酸的酸酐。

三氧化硫有哪些性质呢？

【展示PPT】

（1）物理性质

常温常压下，SO3是无色液体，熔点16.8℃、沸点44.8℃。

标准状况下，SO3为固体。

（2）化学性质

酸性氧化物，是硫酸的酸酐。

①能与水反应，使紫色石蕊试液变红

②与碱性氧化物反应：

如CaO,CaO+SO3＝CaSO4

③能与碱反应：

如Ca（OH）2,Ca（OH）2+SO3＝CaSO4+H2O

（3）工业制法

2SO2+O2

2SO3

【师】硫化氢是一种无色、臭鸡蛋气味的气体，大气污染物。

硫化氢可以与碱反应、硫化氢还具有强的还原性，并且具有可燃性。

来学习一下相关方程式。

【展示PPT】

H2S+OH-（过量）＝S2-+2H2O；

H2S+OH-（少量）＝HS-+H2O

2FeCl3+H2S＝2FeCl2+S↓+2HCl

2H2S+3O2

2SO2+2H2O

2H2S+O2

2S+2H2O

【师】大家有泡过温泉吗？

相信喜欢泡温泉的人一定知道硫磺泉，其实硫磺泉就是硫化氢泉。

含有硫化氢的温泉对皮肤病有一定疗效。

硫化氢可以制备高纯度的硫磺，也应用于化学鉴定分子金属离子等。

【师】酸雨我们都知道，让同学们根据自己的认知帮老师来填空。

【展示PPT】

【学生】

（1）形成酸雨的物质为氮的氧化物、硫的氧化物。

（2）大气中SO2主要来自煤、石油等燃料的燃烧，金属的冶炼、硫酸工业排放的废气。

（3）酸雨的防治措施：

对燃烧生产的酸性物质加以控制，改变含硫矿石结构，开发和利用清洁能源。

【师】酸雨形成的原理：

3NO2+2H2O＝2HNO3+NO

2SO2+O2（加热）＝2SO3

SO3+H2O＝H2SO4

【板书】三、硫酸

【师】硫酸是化学常用的试剂之一，在工业上如何制取呢？

【展示PPT】

1、物理性质

难挥发；浓硫酸与水以任意比互溶，溶解时可放出大量热；浓硫酸稀释方法：

将浓硫酸缓慢倒入水中，边倒边搅拌。

2、化学性质

（1）酸的通性（稀硫酸）

①使紫色石蕊溶液变红，酚酞溶液不变色。

②与活泼金属反应，如Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑

③与碱性氧化物反应，如CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O

④与碱反应，如2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O

⑤与某些盐反应，如Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2+H2O

（2）浓硫酸的特性

①吸水性（常用作干燥剂）

可干燥的气体有：

H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2、C2H4等。

不可干燥的气体：

碱性气体，如NH3；还原性气体，如H2S、HI等。

②脱水性

按水的组成比脱去某些有机物中的氢、氧元素，使有机物脱水。

如使纸张、棉花、木材、蔗糖等有机物脱水炭化（变黑）。

③强氧化性

ⅰ.与绝大多数金属反应（以铜为例）

【实验】

『实验原理』金属+H2SO4（浓）

高价态金属硫酸盐+SO2+H2O

『实验装置』

『实验现象』铜丝表面有气泡产生；试管中品红溶液褪色；试管中紫色石蕊溶液变为红色；将A试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。

『实验结论』Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2+2H2O

注意：

Fe、Al遇到冷的浓硫酸或浓硝酸会产生钝化反应。

应用：

用铁罐来贮运浓硫酸，用铝槽车盛装浓硝酸。

ⅱ.与非金属反应

ⅲ.与还原性物质反应

ⅳ.难挥发性

由于浓硫酸是高沸点、难挥发性酸，所以能够制取易挥发性酸，如HCl、HNO3等。

【师】硫酸有哪些用途？

①硫酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药和染料。

②也可用于石油精炼、金属加工前的酸洗及制备易挥发性酸。

【实验】检验硫酸根离子的探究实验

实验操作

实验现象

实验结论

在试管中加入少量稀硫酸，滴入几滴BaCl2溶液，再滴入少量稀盐酸，振荡，观察现象。

先生成白色沉淀 ，加入盐酸后  沉淀不溶解   。

SO42- 与Ba2+反应生成不溶于盐酸的白色沉淀。

Ba2+ +SO42- ＝BaSO4↓

在试管中加入少量Na2SO4溶液，滴入几滴BaCl2溶液，再滴入少量稀盐酸，振荡，观察现象。

先  生成白色沉淀    ，加入盐酸后  沉淀不溶解   。

在试管中加入少量Na2CO3，滴入几滴BaCl2溶液，再滴入少量稀盐酸，振荡，观察现象。

先  生成白色沉淀    ，加入盐酸后