1、第一单元 含硫化合物的性质和应用第二课时 硫酸的制备和性质一、教学内容分析硫酸的制备和性质是江苏教育出版社出版化学（必修1）第4专题第一单元（第2课时）的教学内容，浓硫酸的强氧化性、吸水性和脱水性等三大特性的教学，是稀硫酸性质的延续，让学生更全面了解硫酸的性质，构建硫和含硫化合物的相互转化的知识网络。本节课既是元素化合物知识，也是实验安全教育、环保意识培养、唯物辩证观教育的教学过程。内容包括：浓硫酸的三大特性、硫酸的用途。通过实验体验，让学生认知浓硫酸的危险性，强化安全意识，学会正确使用的方法；通过比较浓、稀硫酸性质的差异，能让学生体会事物的普遍性与特殊性，认同量变引起质变的哲学命题。二、学生
2、学习情况分析硫酸是一种重要的化工产品,也是阶段学生经常接触的化学物质。学生在前面的化学学习中，已了解酸的一般通性，学过稀硫酸的化学性质，知道了浓硫酸具有吸水性，也具备了氧化还原反应的基本知识。在此基础上学习浓硫酸的脱水性、强氧化性“水到渠成”。“酸雨”污染是学生们耳熟能详的话题, 对比酸雨的成因与硫酸工业制法的反应原理，能使学生体会化学变化的双重功能，认识掌握化学科学的必要性，激发学习化学的热情。三、设计思想采用“图片或实物展示”、“实验探究”、“交流讨论”等教学方式，通过“提出问题观察思考分析判断迁移应用”等环节组织教学活动，采用生动形象的演示实验和分组实验，让学生通过观察掌握浓硫酸的主要特
3、性，让学生在观察、探究中巩固旧知、获得新知、形成能力、受到教育。通过改进实验，强化安全教育和环保意识培养，开发学生创新潜能。设计思路：1创设情景,让学生在自我探究习，引导学生观察硫酸工业生产流程图，并对比硫酸工业生产化学原理与硫酸型酸雨的成因，让学生体会“同样的变化，不同的功能”；通过“稀硫酸能与铁反应，而浓硫酸却可用铝罐、铁罐储运”，让学生体会“量变到一定程度会引起质变”这一事实。2通过浓硫酸在加热条件下与不活泼金属铜、与非金属碳反应的事实，结合已学过的氧化还原反应知识，引导学生通过类比、迁移，“悟出”浓硫酸作为一种强氧化性酸“能与绝大多数金属起反应，与部分非金属起反应”的结论。3浓硫酸能与
4、铜反应是学生认同浓硫酸具有强氧化性的有力证据，浓硫酸使蔗糖脱水碳化的实验是浓硫酸三大特性的综合体现。但这两个实验都涉及到尾气二氧化硫的污染问题，采用环保型实验装置，给学生创新、改进的示范，既是前一节环保教育的延续，也可提高学生解决实际问题的能力。右图是铜与浓硫酸反应的改进装置，将下面的双叉管换成大试管，即可进行浓硫酸使蔗糖脱水碳化的实验。气球与一次性针筒的巧妙配合，利用气球收集气体、二氧化硫的性质实验改在针筒中进行、通过针筒向反应器中注入氢氧化钠溶液除去多余的二氧化硫,这些改进使实验在全封闭装置中进行，解决尾气污染问题。4注意把握教学内容的深广度，硫酸的工业制法只做了解；硫酸盐的介绍以图片或实
5、物展示方式让学生直观了解一些常见硫酸盐的用途；对浓硫酸的强氧化性教学不宜过多延伸，只要让学生了解浓硫酸的强氧化性能把还原剂氧化到高价，浓硫酸参加氧化还原反应是其中+6价硫被还原，且通常的还原产物是二氧化硫，氢元素对应产物是水，使学生会判断化学方程式书写的对错，不要求学生书写相对复杂的相关化学方程式。四、教学目标1了解硫酸的工业制法，与硫酸型酸雨成因对比，让学生体会二氧化硫、硫酸的“功”与“过”，培养学生唯物辩证观。2理解浓硫酸的三大特性；通过浓、稀硫酸性质的对比，让学生体会硫酸“浓度不同引起性质差异”，认同“量变到一定程度能引起质变”这一哲学思想。3结合硫酸性质，了解硫酸的重要用途；知道浓硫酸
6、的正确使用方法，了解酸雨的综合治理。4学习通过实验手段开展学习和研究的科学方法，体验实验观察分析判断得出结论的探究过程； 5通过实验设计、改进，贯穿实验安全教育和环保意识培养。 五、教学重点和难点重点：浓硫酸的特性；难点：浓硫酸参加的氧化还原反应产物的判断和化学方程式的配平。六、教学过程设计 情景创设硫酸型酸雨为人类生活造成严重危害，但硫酸却是一种重要的化工产品,化工生产、科学研究、化学学习中的实验探究都离不开它。工业上是如何制备硫酸的呢? 请认真观察教材P91中的硫酸制备流程，找出生产过程中经历的主要步骤、设备及原理。讨论、归纳一、硫酸的工业制备原理三步骤：4FeS2+11O2=8SO2+2
7、Fe2O3；2SO2+O2 2SO3；H2O+SO3=H2SO4；三原理：逆流原理；原料的循环利用原理；热交换原理。三设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。情景创设观看一段硫酸工业生产的录像资料,并根据硫酸的工业生产流程图：FeS2SO2SO3H2SO4思考以下问题：1与硫酸型酸雨形成过程对比,谈谈二者在反应原理上及产物利用上有何异同?对此你有何感想?通过对比，得出:二者反应原理都是含硫物质与氧气反应生成SO2, SO2在催化剂作用下氧化生成SO3,SO3与H2O反应生成H2SO4,前者是放任式的不加利用,造成极大危害；后者是在规定的设备中有目的生产,用途广泛。可见硫酸也是 “可驯服的野马”。 2从硫
8、酸厂出厂的浓硫酸用铁罐、铝罐盛装，使用时再用水稀释成所需浓度的稀硫酸。（1）稀释浓硫酸应如何操作？为什么？学生回忆，教师强调：浓硫酸稀释必须“酸入水”，慢慢加入，不断搅拌。因为浓硫酸密度比水大、稀释过程中放出大量热，如“水入酸”会造成酸液外溅，出现危险。（2）稀硫酸能用铝罐、铁罐盛装吗？说说你的理由？你知道稀硫酸具有哪些性质？引导学生讨论、归纳：稀硫酸具有酸的五点通性。提出问题能用铝罐、铁罐盛装浓硫酸，难道浓硫酸与金属不反应？二、浓硫酸的特性演示实验 浓硫酸与铜的反应。在双叉管中配上带导气管的单孔胶塞，并插上分别贴有空气、品红溶液、浓氢氧化钠溶液、水标签的四支一次性针筒和一条可抽动的铜丝，导气
9、管的上端配一个胶塞并套上一干瘪的气球（如上图所示）。交流讨论如何检查此装置气密性？塞紧胶塞，用针筒向装置内推进空气，气球鼓胀，过一段时间气球不瘪下来，说明气密性良好。观察思考往双叉管的一边加入约1 mL浓硫酸，用胶塞塞紧双叉管口，用三支贴标签的一次性针筒，分别吸入23 mL品红、浓氢氧化钠溶液及约5 mL的水插上，气球显干瘪状；将铜丝向下移动与浓硫酸接触，观察现象；加热，再观察，待气球鼓胀、溶液显绿色时，停止加热，将铜丝抽离液面；抽动装品红的针筒吸气、观察针筒内品红溶液颜色的变化；品红溶液褪色后，倾斜双叉管，把溶液倒到另一边，把针筒里的水注入剩余固体中，轻轻摇动双叉管，观察溶液颜色；实验结束后
10、，将装置内多余的SO2慢慢抽入针筒，使之与氢氧化钠溶液反应而除去。观察思考浓硫酸与铜是否发生反应？从哪些现象可得出的结论？本实验中气球的作用是什么？归纳小结浓硫酸与铜在加热条件下能反应。溶液变蓝，说明有Cu2+生成，品红溶液褪色说明有SO2放出，反应的化学方程式为： 提出问题为什么浓硫酸能与铜在加热条件下反应，而稀硫酸不能？为什么浓硫酸能用铁罐、铝罐装盛？指点迷津 稀硫酸中H2SO4主要电离出H+和SO42-，起氧化作用的是H+；而浓硫酸中硫酸主要以H2SO4分子存在，起氧化作用的是氧化能力更强的H2SO4中+6价硫。实验证明，浓硫酸在加热条件能与除Pt、Au外的绝大多数金属起反应，但浓硫酸在
11、常温下能与铁、铝迅速反应，使铁、铝表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止了反应的进一步进行，所以，常温下，浓硫酸可以用铁制、铝制容器盛装。1. 强氧化性:能把大部分金属氧化到高价，而本身往往被还原成SO2；提出问题浓硫酸还有什么特性?分组实验（1）用玻璃棒蘸取浓硫酸在报纸上写字。（2）在点滴板的一格中放入几小段木条，另一格中加入半药匙硫酸铜晶体，再分别加入1 mL浓硫酸,观察现象。寻根究底上述实验现象说明了浓硫酸具有什么性质? 2. 吸水性: 浓硫酸具有吸收湿存水并放出热量的特点。如浓硫酸吸收了硫酸铜晶体的结晶水使之变白色。3脱水性：浓硫酸能按水的组成比夺取某些有机物中氢、氧元素，形成水分子。如
12、，上述木条、纸张主要成份都是含碳、氢、氧元素的有机物，浓硫酸能夺取其中的氢、氧两元素脱去水，析出碳，所以，纸张、木条变黑。二者区别：吸水性是吸收湿存的水或结晶水，都是现成的水；而脱水性是夺取氢、氧两元素生成水。强调：浓硫酸也能使人体的皮肤脱水碳化而“烧伤”。不慎沾到浓硫酸该如何处理？提出问题浓硫酸使有机物脱水“碳化” 后，析出的碳能否与浓硫酸继续反应？实验探究（1）大试管配上带导气管、干瘪气球和一支30 mL的一次性针筒的胶塞，先检查气密性；（2）在大试管中加入约2 g的蔗糖、23滴水、约5 mL的浓硫酸，用玻璃棒迅速搅拌；待蔗糖变黑后，塞上带干瘪气球和吸有1 mL品红溶液的一次性针筒的胶塞；
13、当试管中冒白雾，气球鼓胀，抽动针筒吸气，观察针筒中品红溶液的颜色变化。问题引擎1根据你的观察,上述变化中证明了浓硫酸具有哪些性质?从哪些现象证明你的判断? 讨论、归纳蔗糖变黑，体现浓硫酸的脱水性,试管中冒白雾,黑色固体变膨松说明有气体生成、反应放热；品红溶液褪色,说明反应生成了二氧化硫；可见，浓硫酸在上述变化中同时表现了强氧化性、吸水性、脱水性；上述变化可用化学方程式表示为：C+2H2SO4（浓）=CO2+2SO2+2H2O2. 当品红溶液褪成无色后，继续抽动针筒，使筒中气体达25 mL左右；将针筒拔出（针留下，迅速换上另一支装有20 mL浓NaOH溶液的针筒，抽动针筒，将装置内剩余气体慢慢吸
14、入针筒内与NaOH溶液反应除去），推出针筒中的无色溶液,留下气体，如何证明气体中是否有二氧化碳？讨论、归纳由于SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊，要证明针筒内残留的气体中含有二氧化碳，必须先除去SO2，可用针筒继续吸入品红溶液与残留气体反应，当品红溶液不再褪色时，说明二氧化硫已除尽，推出液体，吸入澄清石灰水，振荡变浑浊，即可证明有CO2。3上述实验过程采取了哪些措施来减少污染？交流讨论 现有两瓶体积相近，失去标签的无色液体，一瓶可能为浓硫酸，一瓶可能为浓盐酸？用哪些方法可以鉴别它们？讨论、归纳1从物理性质入手：打开瓶塞，瓶口冒白雾者为浓盐酸；拈量轻重，重者为浓硫酸；摇动液体，油状粘稠者为浓硫
15、酸； 打开瓶盖，用手轻轻煽动瓶口，闻气味，有刺激性气味者为浓盐酸；打开瓶盖5 min，称重，变重者为浓硫酸，变轻者为浓盐酸。2从化学性质入手：用玻璃棒蘸取待测液，在报纸上写字，字迹变黑者为浓硫酸；分别取少量液体，加入铜片后，加热，能反应者为浓硫酸；分别取少量待测液，加入铁片，冒气泡者为浓盐酸；用玻璃棒蘸取待测液，沾到蓝色石蕊试纸上，先变红后变黑者为浓硫酸。三、硫酸、几种常见硫酸盐的重要用途图片展示了解硫酸用途。除教材中提到的硫酸的用途外，让学生自己再举些硫酸的用途。阅读资料卡片了解常见几种重要的硫酸盐的用途。本节小结1浓硫酸与稀硫酸的区别：浓硫酸的三大特性，稀硫酸没有；稀硫酸的性质，浓硫酸不完
16、全具备。2吸水性与脱水性的区别；3浓、稀硫酸氧化性的区别：浓硫酸是其中+6价硫表现出来的强氧化性，在加热条件下它能与除Pt、Au外的所有金属，能与硫、磷、碳等部分非金属发生氧化还原反应，把还原剂氧化到高价，+6价硫一般被还原成S02，氢元素结合成水，无氢气生成。而稀硫酸表现出来的氧化性是一般酸所共有的，是其中+1价氢得电子生成氢气，氧化性较弱；4. 硫酸的工业制法；5硫酸及几种常见硫酸盐的重要用途。课外作业（建议补充使用以下部分习题）1. 硫酸工业尾气可能含有哪些成份？结合前面所学知识,你认为减少污染可以采用哪些措施?查阅资料，了解目前硫酸工业上是如何进行尾气处理的。2. 用过量的锌和铜分别与
17、10 mL同浓度的浓硫酸反应，最后产生的气体能相等吗?说说你的理由?3. 硫酸是一种重要的化学产品，号称“工业之母”，下列变化反映了硫酸的哪些性质?（1）浓硫酸可作干燥剂 ，但不能用于干燥氨气 ；也不能用于干燥硫化氢 ；（2）浓硫酸滴到衣服上，衣服被“烧”了一个洞 ；（3）实验室可用浓硫酸与固体氯化钠反应制取HCl；（4）工业上可用稀硫酸除去金属材料表面的氧化膜、制取硫酸盐。4你认真阅读过化学试剂瓶上的标签吗？如果给浓硫酸的使用者写一个警示说明，你准备标上哪些内容？七、教学反思1通过实验改进，强化环保理念、培养问题意识、创新精神。2注重安全教育。3通过逻辑递进的问题情景，让学生在观察中思考，在
18、思考中感悟和认同。4通过硫酸的工业生产原理与硫酸型酸雨成因对比，浓、稀硫酸性质对比，渗透唯物辩证的观点。5通过合理的作业设计，把观念教育从课堂延伸到课外，如“给浓硫酸的使用者写一个警示说明” 、“查阅资料，了解目前硫酸工业防止污染采取哪些措施”等。6尊重学生差异“让不同人学不同的化学”。如设计开放性的交流讨论的内容或答案，有利于不同层次的学生表达自己的观点。7紧紧围绕教学目标选择教学内容。本节课的重点是浓硫酸的三大特性，硫酸的工业制法只作一般性介绍，硫酸、硫酸盐用途让学生自学，自学效果可从作业中得到反馈。点评：1. 本节课紧紧围绕浓硫酸的三大特性这一话题展开讨论，教学思路清晰。通过一个演示实验
19、、两个分组实验使学生认识浓硫酸的三大特性，再通过探究性实验浓硫酸使蔗糖“碳化”对浓硫酸的三大特性进行了归纳性总结，最后采用交流讨论浓硫酸与浓盐酸的鉴别方法，达到活学活用所学知识的目的。2. 注意改进实验，特别是在微型化、操作简单化、安全意识和环保方面作了大胆的尝试。3. 始终注意对学生进行学法指导，引导学生采用比较等科学方法学习化学。如硫酸的工业生产原理与硫酸型酸雨形成过程对比；浓硫酸的吸水性与脱水性对比；浓硫酸与稀硫酸性质对比；浓、稀硫酸氧化性对比等。通过对比，加深对所学知识的理解。4. 突出实验探究活动。围绕“浓硫酸特性”这一线索，通过实验探究，让学生在学习相关知识的同时，体验探究过程，学会用实验探究去认识物质的性质。
