高中化学人教版 (2019)必修 第二册硫及其化合物表格教案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册硫及其化合物表格教案设计，共8页。教案主要包含了教学定位与内容，教学重难点，SO3＋H2O===H2SO4等内容，欢迎下载使用。
5.1.2 硫酸
学情分析
初中已经初步了解浓硫酸的腐蚀性（腐蚀纸张、木材、布料、皮肤等）及浓硫酸的稀释方法，知道酸能与酸碱指示剂及与金属单质和氧化铁（铁锈）的反应等。但并未从微观上去分析理解反应的实质，也未建立吸水性、脱水性、强氧化性等概念。这些都需要通过高中相关知识的学习才能得到提升。
教材分析
本节内容是人教版（2019版）第五章第一节硫及其化合物的内容。本节内容主要包括：硫、二氧化硫和硫酸的性质，硫酸根离子的检验，不同价态含硫物质的转化。教材首先根据硫在元素周期表中的位置，利用原子结构和元素周期律的相关知识，从化学变化的视角考虑硫单质能否与金属单质、非金属单质、化合物等发生反应，使学生掌握研究非金属单质性质的基本思路；之后，根据物质类别研究硫的化合物（包括二氧化硫、硫酸）的化学性质。教材以工业制硫酸的生产原理为载体，从氧化还原的角度来综合认识含硫化合物的氧化性和还原性，并结合浓硫酸与铜反应的实验，基于证据探究浓硫酸的氧化性。接下来，设计“硫酸根离子的检验”实验，对构成物质的离子进行检验，提升学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。最后，设置“不同价态含硫物质的转化”探究活动，要求学生从物质类别和元素价态变化的角度，应用氧化还原反应原理设计实验方案，选择适当的实验试剂，探究不同价态含硫物质的转化，提升学生“变化观念”等学科核心素养。
一、教学定位与内容、结构分析：
结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫及化合物（硫酸）的主要性质，认识硫酸在生产中的应用和对生态环境的影响。
本节为第二课时《硫酸》的内容。新版教材与旧版教材相比，在重点介绍浓硫酸的性质的同时，将旧版教材中的以主要性质引入变为以主要用途引入教学，并增加了以框图的形式介绍硫酸的工业制法，更加突出了化学物质在生产、生活中的重要应用价值。教学时，硫酸的制备可以从三氧化硫（酸性氧化物）的性质引入；浓硫酸的性质可结合教材实验或通过设计实验进行探究，对比吸水性和脱水性的异同，利用【实验5-3】探究浓硫酸的强氧化性，结合“思考与讨论”预设相关问题，并引学生思考反应中硫酸的作用，认识反应条件及浓度对反应的影响等完成浓硫酸性质的教学。
二、教学重难点：
（1）教学重点：
浓硫酸的三大特性（强氧化性、吸水性、脱水性）
（2）教学难点：
浓硫酸与金属单质、非金属单质、还原性物质的氧化还原理论的分析
素养与目标：
变化概念与平衡思想：通过对二氧化硫溶于水并与水反应的特点，建立可逆反应的概念，会利用平衡观分析判断可逆反应体系中各微粒种类。
证据推理与模型认知：通过稀硫酸的酸通性及浓硫酸的特性的学习，能从化合价微观视角分析反应的本质原理，建构判断硫酸性质的认知模型。
科学探究与创新意识： 通过对化学实验方案的设计、实验现象的观察，实验原理的分析，体验科学探究的过程，培养科学探究的方法。
科学态度于社会责任：通过对硫酸的工业制法及用途的学习，培养实事求是的科学态度，激发学好化学，服务社会的责任意识。
教学过程：
一、导入新课设计
【回顾1】酸通常具有哪些通性？请举例说明。
【学生1】酸能与酸碱指示剂反应,使紫色石蕊试液变红色,无色酚酞遇酸不变色；
【学生2】酸能与碱性氧化物反应生成盐和水：HCl+Na2O=NaCl+H2O
【学生3】酸能与碱发生中和反应生成盐和水：如HCl+NaOH=NaCl+H2O
【学生4】酸能与某些盐反应生成另一种盐与另一种酸：
如CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
【学生5】酸能与活泼金属反应生成盐和氢气：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
【教师】评价、强调：酸因电离出氢离子具有酸的通性，但不同的酸结构不同，强弱不同，性质不完全相同。
【回顾2】酸有哪些分类方法？
【学生1】按是否含有氧元素分为含氧酸和无氧酸。如盐酸、氢典酸均为无氧酸，硫酸、硝酸均为含氧酸；
【学生2】按在水溶液中的电离程度分为强酸和弱酸。如盐酸、氢典酸、硫酸、硝酸为强酸，在水溶液中氢元素能全部电离成H+，CH3COOH、H2CO3等为弱酸，在水溶液中氢元素能部分电离成H+。
【学生3】按是否具有强氧化性分氧化性酸和非氧化性酸。如硝酸和浓硫酸都具有强氧化性，属于氧化性酸，盐酸、稀硫酸不具有强氧化性，属于非氧化性酸。
【教师】评价、强调：按不同的标准，可将酸分成不同的类别。
二、讲授新课设计
【预习1】浓硫酸具有哪些特性？具体有哪些表现？
【学生1】浓硫酸具有三大特性：吸水性、脱水性和强氧化性。
【教师】追问：有哪些具体表现呢？
【学生1】吸水性：具有吸收水(如气体中、液体中的水分子,以及固体中的结晶水等)的性能,吸水性是浓硫酸的物理性质。因此浓硫酸可作为吸水剂或干燥剂。
【学生2】吸水性:浓硫酸可将许多有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比脱去。脱水性是浓硫酸的化学性质。
【学生3】强氧化性:与金属反应Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，与非金属的反应：C＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O等。
【教师】简要评价。
【导入】硫酸是重要的化工原料，有广泛的用途。俗话说盛世古董，乱世黄金，古陶瓷的收藏是比较热门的一类，而有些人在利益的驱使下，就会烧制大量的仿古瓷器，然后用做旧来把这些仿古瓷做旧，得以获取暴利，而高锰酸钾加浓硫酸(做色)就是很多瓷器造假者最为常用的手段之一（见PPT图片），今天我们就来学习硫酸的有关知识。
【过渡】硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药 、炸药 、染料和盐类等。硫酸是衡量国家化工水平高低的一个重要指标。
【问题1】阅读教材P4页最后自然段，回答硫酸具有哪些重要用途？
【学生1】①硫酸是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。
【学生2】硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性 酸，作干燥剂。
【教师】评价、强调：浓硫酸因具有吸水性的特性，常用作干燥剂，但不能用于干燥NH3及部分具有强还原性的气体，如H2S等。
【问题2】观看视频（见PPT），回顾二氧化硫的催化氧化反应，观察教材P4页图5-4，思考工业上如何制备硫酸？
【教师】投影：①工业制硫酸的流程图：
【教师】强调：②原理—由黄铁矿为原料制取硫酸。
【教师】追问：根据上面关于工业制硫酸的介绍，能否写出相关的化学反应方程式？
【学生】③步骤：
步骤一、4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2；
步骤二、2SO2＋O22SO3；
步骤三、SO3＋H2O===H2SO4。
【教师】评价、强调：①SO3吸收：工业上制取硫酸常用浓硫酸而不用水吸收SO3，原因是SO3与水反应为放热反应，易产生水雾，影响SO3的吸收：SO3＋ H2SO4(浓)==H2SO4• SO3（发烟硫酸）。
②二氧化硫氧化成三氧化硫2SO2＋O22SO3是在催化剂V2O5的表面进行的，因而得名接触法制硫酸。
③高速空气流的作用是搅拌，使反应更加充分。
【过渡】稀硫酸是中学实验室中最常见的酸之一，那么它具有哪些主要的化学性质呢？
【问题1】回顾酸的通性，请举例说明稀硫酸具有哪些主要化学性质？
【学生1】稀硫酸具有酸的通性:硫酸是强电解质，在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
【学生2】举例：指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。
【学生2】与金属反应：Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ ；2Al + 3H2SO4 ==Al2(SO4)3 + 3H2↑
【学生3】与碱的反应：2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O；Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq \\al(2－,4)===BaSO4↓＋2H2O；
【学生4】与碱性氧化物反应：CuO +H2SO4 == CuSO4 +H2O；MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；
【学生5】与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+ 2HCl；SOeq \\al(2－,3)＋2H＋===H2O＋SO2↑。
【教师】评价、强调：通常浓硫酸的浓度为98%及以上。
【问题2】探究：实验室如何用稀硫酸与金属反应制备氢气？浓盐酸或浓硫酸可否代替稀硫酸呢？
【学生1】实验室常用中等活泼的金属（如Mg、Al、Zn、Fe）与稀硫酸或稀盐酸反应制取氢气，并可用浓硫酸作干燥剂。
【学生2】浓盐酸具有挥发性，会使生成的氢气不纯；浓硫酸中无氢离子，不能与金属（锌等）反应生成氢气。
【学生3】稀硫酸具有氧化性（本质是硫酸电离产生的氢离子具有氧化性），但不具有强氧化性。
【教师】评价、补充。
【过渡】不同浓度的硫酸，在性质上存在较大的差异，浓硫酸除了具有酸的性质外，还有一些特殊的性质。
【问题1】观察硫酸样品，回顾初中浓硫酸的稀释，归纳浓硫酸具有哪些物理性质？
【学生1】纯硫酸是一种无色油状液体，沸点高（沸点338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸），难挥发。
【学生2】硫酸的密度大于水的密度，硫酸溶液中硫酸的质量分数越大，其密度越大；质量分数为98%的浓硫酸，密度为1.84 g·cm－3。
【学生3】浓硫酸与水以任意比混溶，溶解时可放出大量热。浓硫酸的稀释方法是将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
【教师】评价、强调：浓硫酸具有很强的腐蚀性，实验中使用浓硫酸一定要防止蘸到皮肤或衣服上。
【问题2】探究：结合浓硫酸的物理性质，思考稀释浓硫酸时，要注意哪些问题？如何鉴别浓硫酸和稀硫酸？
【学生1】浓硫酸的稀释：由于浓H2SO4的密度大于水的密度，且溶解时可放出大量的热。因此稀释浓硫酸时，只能将浓硫酸沿器壁慢慢注入eq \a\vs4\al(水)中，并用玻璃棒不断搅拌，而不能将水倒入浓硫酸中。
【学生2】浓硫酸和稀硫酸的鉴别方法：
第一种，观察法：将两者硫酸分别装入两支试管中，观察液体流动性，流动性差的是浓硫酸，反之是稀硫酸；
第二种，稀释放热法：在两个小烧杯中分别倒入少量清水，然后将两种液体分别沿着烧杯壁倒入水中，观察是否释放大量的热，如果是则为浓硫酸，反之为稀硫酸；
第三种，称量法：取两只烧杯，分别倒入这两种液体，先使用天平称取液体重量；待空气暴露一段时间，然后再次称重。重量变化大的是浓硫酸，另一个是稀硫酸。
【教师】评价、补充。
【过渡】我们知道稀硫酸与不活泼金属铜不反应，那么浓硫酸会与铜发生反应吗？
【问题1】观看实验视频—浓硫酸的吸水性（见PPT），观察实验现象，思考可得出说明结论？并填写表格内容。
【教师】投影表格，播放使用视频。
【学生】观察实验现象，填写表格内容，展示交流。
实验操作
在两个培养皿中分别倒入少量浓硫酸和稀硫酸，将两个内壁干燥的小烧杯放在热水的上方，待充满水蒸汽时，再分别倒扣在两个培养皿中，观察小烧杯内壁水蒸汽的变化。
实验现象
一段时间后，盛浓硫酸的培养皿中的小烧杯内壁水蒸汽消失，而盛稀硫酸的小烧杯水蒸气没有明显变化。
结论
浓硫酸具有吸水性。（浓硫酸长期放在空气中，会吸收空气中的水蒸气，从而导致质量增加，因此，浓硫酸应密封保存）
【教师】评价、强调：浓硫酸吸水性的用途——能干燥与它不起反应的气体（中性气体和酸性气体），如 H2、O2、Cl2、CO2、CO、CH4、SO2、N2、NO2、NO、HCl。不能干燥NH3、H2S、HBr、HI。
【问题2】观察教材P5页图5-5（或观看实验视频），回答浓硫酸与蔗糖反应有何现象？可得出说明结论？
【教师】投影表格，演示实验或播放使用视频。
【学生】观察实验现象，填写表格内容，展示交流。
实验操作
实验原理
2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
实验现象
蔗糖变黑，体积慢慢膨胀，放出大量有刺激性气味的气体，品红溶液褪色。最后变成疏松多孔海绵状黑色物质，烧杯发热。
实验结论
浓硫酸具有脱水性、吸水性、强氧化性
【教师】评价、强调：：浓硫酸的脱水性是能将有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去，而浓硫酸的吸水性是能吸收存在于周围环境中的水分。
【问题3】实验探究：观察教材P5【实验5-3】的实验现象，思考可得出说明结论？并完成下表内容。
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；b试管中的品红溶液逐渐变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色；d.冷却后，将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。
实验原理
2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
实验结论
①加热前铜与浓硫酸不反应②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫。②在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜。总结论：浓硫酸具有强氧化性。
【教师】评价、强调：浓硫酸的强氧化性是硫酸分子体现的氧化性，且一般浓硫酸被还原成而氧化硫。
【过渡】浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性等特性，下面我们将进一步从微观角度认识其特点和规律。
【问题1】结合上述实验，你认为浓硫酸的吸水性何脱水性本质上有何不同？
【学生1】吸水性：浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体(如H2、Cl2、SO2等)，不能干燥碱性气体(如NH3等)和强还原性气体(如H2S等)。
【学生2】脱水性：浓硫酸可使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。浓硫酸与蔗糖反应的实验：现象是蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状固体，放出有刺激性气味的气体，品红溶液褪色。结论是浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，同时自身被还原为二氧化硫。
【教师】评价、强调：二者的根本区别在于物质本身是否存在水分子。
【问题2】结合【实验5-3】的实验现象，思考浓硫酸的强氧化性的本质是什么？有何规律？
【学生】本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中＋6价的硫元素具有很强的得电子能力。而稀硫酸是其溶液的H＋得电子被还原，氧化性较弱。
【学生1】规律1：Fe、Al的钝化。常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。所以常温下可以用铁、铝制容器来盛装储运浓硫酸。
【学生2】规律2：常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸浓度变小后，生成的气体为H2。
【学生3】规律3：与不活泼金属和非金属反应时i．反应需要加热，否则不反应：2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CuSO4＋SO2↑＋2H2O、2H2SO4(浓)＋Ceq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
ⅱ．还原产物一般是SO2，一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。
ⅲ．浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。
ⅳ．随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应即停止。
ⅴ.与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。
【教师】评价、强调：在加热条件下，足量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸不能完全反应。
【问题3】结合浓硫酸的特性，思考鉴别浓硫酸和稀硫酸还有哪些方法？
【学生1】方法一:取少量试样,向其中投入铁片,若产生大量气体则为稀硫酸(Fe+2H+==Fe2++H2↑),若无明显现象(钝化),则为浓硫酸。
【学生2】方法二:用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,立即变黑(浓硫酸的脱水性)者为浓硫酸,否则为稀硫酸。
【学生3】方法三:取少量试样,分别向其中投入一小块铜片,稍加热发生反应的(有气泡产生)为浓硫酸(浓硫酸表现强氧化性和酸性),无变化的是稀硫酸。
【教师】评价】小结。
板书设计：
第一节 硫及其化合物
第2课时 硫酸
一、硫酸的工业制法及稀硫酸的性质
1、工业制法：a.4FeS2＋11O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe2O3＋8SO2；
b.2SO2＋O22SO3；
c.SO3＋H2O===H2SO4。
2、稀硫酸的性质：具有酸的通性
二、浓硫酸的性质
1、物理性质：无色油状液体，沸点高（沸点338℃），难挥发。与水以任意比混溶，溶解时可放出大量热。
2、特性：
①吸水性：以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂。
②脱水性：使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。
③强氧化性:a.与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。b.常温下，能使铁、铝钝化。c.可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。
教学反思：