二氧化硫的性质

二氧化硫的性质 从生活中感悟化学 ——《二氧化硫的性质》教学设计及案例 【设计思想】: 二氧化硫是高中化学中众多元素化合物的典 氧化性 型代物。它因集多种角色于一身，融多向折射 还原性 于一体(见右图)，使其成为中学教学的重点。 本节课教学设计的特点是抛开常见教学设计环境 酸性氧中的传统思想和固有模式的束缚，如众所周知的保护 化物 二氧 酸雨问题，而是从关注与人人生存关系最为密切 化硫 的食品安全及加工这一社会热点问题入手，注重 最贴近学生的问题和感兴趣的事物出发创设问 硫酸 食品 题情景，激发学生对生活中的现象进行探究的 工业 安全 兴趣和愿望，引导学生将所学的化学知识与解 决生活、社会等实际问题结合起来。一方面让学 生通过实验探究归纳出SO的性质，认识SO的性质在生产生活中的广泛应用，体验科学22 研究的过程、方法;另一方面引导学生树立良好的食品安全意识、法制意识，帮助学生在未来做一个负有责任心的公民;让学生认识到化学物质在造福人类、推动人类社会物质文明发展中所起的作用，并形成化学物质的不合理应用也会引起损害生命健康、环境污染等社会问题的观点，逐步树立合理应用化学物质的科学观。 【教材】: 本节课是人教版高一化学1第四章:非金属及其化合物的第三节硫和氮的氧化物第一课时:二氧化硫的性质和应用.本节课的核心问题是:硫酸型酸雨的形成原因是什么?二氧化硫有那些性质?如何防治酸雨?教材的编排采用源于生活,解决实际问题的编排模式,贴近学生生活.同时二氧化硫的性质和作用在元素化合物的知识体系中占了很重要的地位,为本专题学习”硫酸的制备和性质作好了很好的铺垫,在构建硫及化合物的知识网络中起了承上启下的作用. 【教学目标】: 1、 知识与技能: ? 认识二氧化硫的主要性质和作用 ? 了解二氧化硫对空气的污染,知道硫酸型酸雨的形成原因和防治二氧化硫所导致的空气污染的方法。 2、过程与方法: ?通过对酸雨形成的实验探究，进一步学习基本的化学实验技能 ?学会防治酸雨形成的方法. 1 3、情感态度与价值观: ?形成良好的环境保护意识，树立珍惜自然、爱护环境、合理使用化学物质的观念。 ?通过问题讨论和实验探究，激发勇于探索的精神，培养严谨的科学态度和合作意识。 4.【教学重点、难点】: 重点:二氧化硫的化学性质 难点:硫酸型酸雨的形成过程。 5.【教具、学具准备】: 多媒体课件、二氧化硫、花瓣、植物叶片、烧杯、集气瓶等。 6.【教法和学法】: 教法:实验探究、启发式。 学法:实验探究、分组讨论、总结。 7(【教学设计及过程】: 【情景导入】 二氧化硫已成为现在食品安全的大敌 【设问选择】 假如同学们去市场购买银耳，你将会选择下列图中的哪一种, 图片展示 :两种外貌截然不同的银耳: 第一种色泽暗淡、性状干枯;第二种个体丰满、颜色润白。 【讨论交流】同学们大多喜欢第二种，原因是它卖相好，诱人喜爱。也有少数同学表示犹豫， 理由是第二种可能是经漂白美化过的。 【质疑探究】不法分子是如何进行食品“美白的”, 【新闻连线】 央视《生活》报道:银耳竟用硫磺熏 致癌物超标百倍 银耳有“菌中之冠”的美称:不少人把 它看作是营养滋补佳品。然而不法生产者为了 把银耳变白～用硫磺加以薰蒸～满足了消费者银 耳越白越好的错误心理。据悉～近日有关部门在 上海、北京、福建市场几十种银耳商品进行检查～ 无一合格～残留二氧化硫严重超标……。 二氧化硫已成为食品安全的头号元凶—— 它被不法生产者用作腌制蔬菜中的防腐剂、 米面食品中的美白剂、脱皮蔬果中的抗氧图——在塑料帐篷中 化剂、香蕉龙眼的催熟剂…… 用硫磺熏银耳 设计意图: “民以食为天”～而现实中我们的食品安全问题令人触目惊心:"教学的中心即是生活",在实际生活中去选定某些典型真实的事例,设计出能对学生的知识、情感、意识产生强烈刺激或构成挑战的问题, 不仅激起学生的求知欲望～更重要的是加强法制意识和社会责任感的教育～使教学具有鲜活的生命力。 2 【情景模拟】探究硫燃烧的产物——二氧化硫能具有漂白性吗, 操作:在钟罩中预先放有新鲜的红花、绿叶、果皮(青香蕉)等各少许，用燃烧匙进行硫的燃烧实验。 现象:一段时间后红花、绿叶、香蕉皮的颜色逐渐变黄、变白。 结论:二氧化硫具有漂白性。 设计意图: “耳听为虚～眼见为实”～媒体新闻消息是间接得来的～而情景模拟能使学生亲眼目睹～亲身感受～更具有真实感和说服力。 【生活应用】二氧化硫为何成为质检、卫生部门追查的食品安全的头号元凶,老百姓购买这类食品时如何尽可能擦亮眼睛，让我们的餐桌越来越安全, 【资料卡片1】二氧化硫是食物的“化妆专家提醒:天然的银【资料卡片2】 。二品”～目前食品不合格多半因为SO耳从色泽上看～颜色是很自然的淡2 氧化硫遇水会形成亚硫酸～而亚硫酸及黄色的,从形状上看～好的银耳形 其盐可引起人们支气管痉挛～并会在人形是完整的～泡过以后不蔫不软, 体内转化成致癌物质亚硝胺。如果食品从气味上看～好银耳的气味应该是 中二氧化硫残留量超标～长期食用这类自然芳香。如果颜色很白、能闻到 食品～对人体的肝、肾脏等有严重损害～刺激性的气味或对舌有刺激或辣的 并有致癌作用。 感觉～就可能是经过硫磺熏蒸的。 【捕捉信息】从上述实验和资料卡片1、2中你能获取二氧化硫的哪些物理性质, 设计意图: 从提供资料卡片的方式不仅让学生了解食品中二氧化硫残留量超标对人体健康的损害～学会简单判别银耳等食品优劣的方法～积累生活经验～以免受骗上当～而且从生活视角巧妙进入化学视角～自然引出二氧化硫的物理性质。 【归纳补充】一、二氧化硫的物理性质 二氧化硫气体无色、易溶于水、有刺激性的气味、易液化、密度比空气大。 【实验探究】二氧化硫气体的溶解性及其水溶液的酸性、漂白性。 演示: ? 把盛满SO 气体的试管倒立于水中。 2 ? 至液面稳定后，堵住管口，移出水面。 ? 将试管中液体分成二份，一份用pH测定，并滴入紫色石蕊试液、另一份滴 入品红试液。 现象:?中管内液面的上升，?中溶液pH,7，石蕊试液变红，品红试液褪色。 结论:二氧化硫的水溶液显酸性;能使品红试液褪色，但不能使石蕊试液褪色。 【讨论导出】二、二氧化硫的化学性质 性质1(与水的反应 SO， HO HSO(分析可逆反应特征) 2223 (亚硫酸:中强弱酸，不稳定，只能存在于水溶液中) 性质2(二氧化硫的漂白性 SO ? 2 某些有机色质(含水)褪色 复原 【回忆思考】 我们已学过还有哪些物质具有漂白脱色作用, 【交流共享】 有Cl、HClO、NaO、HO、O、活性炭等 222223 3 【实验探究】二氧化硫的漂白性与氯气的漂白性相同吗, 设计、实验操作、观察现象、推断结论: 实 验 现 象 结论 ?在二份浓氯水中分别滴入石溶液均褪色 氯水漂白范围较二氧化蕊和品红试液。 硫广 ?在盛有已通SO漂白的品红溶液变红而花瓣二氧化硫的漂白性不稳2 溶液(无色)的小试管上部放一变白 定，加热易复原，有一定小块红色花瓣，加热试管。 可逆性 ?在已使品红试液褪色的氯水溶液不变红且花氯水的漂白性稳定，加热试管的小试管上部放一小块红瓣也不变白 不复原 色花瓣，加热试管。 【分析原理】Cl等氧化剂是将有机色素氧化而褪色，一旦氧化，很难复原，具有不可逆性。 2 而SO是与某些有机色素化合生成无色的不稳定的化合物，加热或久置分解而恢复原来的颜2 色，所以SO的漂白性不稳定。 2 【资料支持】 二氧化硫的漂白原理: 溶解于水成亚硫酸～亚硫酸跟有色的有机物质直接结SO2 合而成无色化合物。品红的结构里有一个发色团～该发色 团遇到亚硫酸后～生成不稳定的无色化合物～改变了发色 团的结构。这种无色化合物不稳定～遇热时～又分解为发 色团。 【组织讨论】比较SO和 Cl水溶液的漂白性 22 SO Cl 22漂白原因 漂白效果 漂白范围 对紫色石蕊的作用 对品红的作用 两气体混合对漂白 的影响 【发散归纳】试从漂白原理对SO、Cl、NaO、HClO、O、HO、活性炭漂白脱色 2222322进行分类。 物 质 漂白机理 反应本质 脱色特点 SO 化合反应 化学反应 不稳定、可逆 2 Cl、NaO、HClO、氧化反应 化学反应 稳定、不可逆 222 4 O、HO 322 活性炭 吸附作用 物理变化 不稳定 【生活应用】我们生活中经常见到的课本、报纸、草帽、织物等，崭新的时候非常白净，为什么过几年就会变黄,你预测可能是用哪种漂白剂, 【判断解释】可能用二氧化硫的漂白，它具有不稳定性。 设计意图: 通过实验奇特的现象去激发学生思考SO漂白与Cl漂白的不同～发散比较二氧化硫的22 漂白性机理与HClO、NaO等不同～不仅学会分类思考问题～寻求资料获得支持～而且明22 白分析现象要从其本质、原理去考虑～要认识事物的全面性。 【生活探究】日常生活中我们经常见到削皮的土豆、荸荠等露置于空气中很快变色，但家庭主妇常把它去皮后浸泡于水中，土豆等就不易变色，这是为什么,菜场里小贩们削皮土豆并不泡在水中，但能放上半天甚至一整天，这又是为什么, 【猜想交流】去皮土豆等浸泡于水中可减少与空气的接触，可抑制其氧化变色。 【新闻线索】 脱皮蔬果:二氧化硫 = 抗氧化剂 据了解～目前市场上用二氧化硫溶液浸泡脱皮蔬菜的现象相 当普遍。“不浸泡的话～蔬菜一般几小时就变得颜色暗淡不新鲜。 经营者为了能使产品卖相好看～采用这种方法不仅能抑制氧化～还 能使食物表面光洁、颜色润白～且很少有疤痕。”执法人员透露～ 几乎90%的脱皮蔬菜二氧化硫超标。 【引发思考】二氧化硫能能抑制氧化，说明它具有怎样的性质, 【推断假设】性质3(二氧化硫的还原性 【探索论证】二氧化硫具有还原性吗,可设计哪些方案,如何选择试剂, 【交流讨论】核心关键:选择合适的氧化剂，发生现象明显的氧化还原反应，如颜色变化等。 方案1:二氧化硫能否使KMnO 溶液褪色。 4 方案2:二氧化硫能否使氯水、溴水溶液褪色。 方案3:二氧化硫能否使FeCl溶液褪色,并可加入BaCl溶液进一步检验。 32 方案4:二氧化硫水溶液，滴加氯化钡溶液，再滴加过氧化氢溶液，振荡。 „„ 【分组实验】全班分工，完成四个实验，记录现象，并汇报交流，导出结论: 实验现象 结论 实验1 紫红色褪去 SO能被KMnO 溶液氧化 24实验2 浅黄绿色或浅棕黄色褪去 SO能被氯水、溴水氧化 22-2-实验3 黄色褪去， 能被FeCl溶液氧化成SO，SO与SO23442+加入BaCl后出现白色沉淀 Ba生成BaSO 24实验4 先无沉淀，后出现白色沉淀 SO 与BaCl不反应，但能被HO氧化氧22222-化成SO。 4【引导思考】? 如何论证二氧化硫使KMnO 等溶液褪色不是漂白褪色, 4 ? 为什么二氧化硫具有还原性,它可能有氧化性吗, ? SO 与BaCl不反应，能与Ba(OH)溶液反应吗,为什么, 222 【交流探讨】? 利用二氧化硫漂白的不稳定性，将褪色后溶液加热若不复原，则说明之。 ? 从S元素化合价进性分析。+4价S处于S元素的中间价态，既可升高又可 5 降低。 ? 二氧化硫是一种酸性氧化物 【归纳推断】性质4(二氧化硫的氧化性 如: 2HS + SO== 3S+2HO 22 2 性质5(具有酸性氧化物的通性 ?与碱溶液反应: Ba(OH)+ SO == BaSO? + HO 2 232 Ca(OH)+ SO == CaSO? + HO 2 232 ? 与碱性氧化物的反应: SO， CaO ,CaSO23 ? 与某些盐的反应:NaCO ， SO , NaSO ， CO 232232 NaHCO ， SO , NaHSO ， CO 3232 酸性:HSO > HCO 2323 设计意图: 从生活中脱皮蔬果的保存问题入手～巧妙引出二氧化硫的还原性。鼓励学生设计不同方案～支持学生的自我体现～培养学生学会表达自己、倾听他人意见、反思个人知识结构和思维方式的意识和能力。对学生提供的方案进行评析～并选择典型方案进行分工合作～实验论证～提高课堂效率。引导从化学视角,化合价,来分析二氧化硫具有的还原性、氧化性～并进一步融合酸性氧化物性质的应用。 【生活探究】通常使用的火柴头上的易燃物中含有硫，设计怎样的方案进行实验论证, 【讨论聚焦】?设计怎样的装置能将火柴头燃烧 的气体尽可能进入到反应液中, ?怎样选择合适的试剂, 【设计方案】?从生活中获得启迪，联想家用厨 房中的排油烟机、生活中的注射器等。 将多根火柴放在如右图所示的实验装置中的 漏斗下面，用点燃几根火柴，慢慢拉动注射器活 塞抽气，让火柴燃烧产生的气体通过反应液。 ?选择合适的试剂:稀品红溶液(或者稀溴水、稀KMnO溶液等)。 4 【引诱质疑】在上述方案中能否使用饱和石灰水来,为什么, 【探讨分析】火柴燃烧产生同时产生SO 、CO，都能使饱和石灰水变混浊，故不能。 22 【比较归纳】SO 、CO 的性质(略) 22 【思考问题】1(如何鉴别CO和SO, 22 2(如何验证CO气体中是否含SO,如何验证中SO气体是否含CO, 2222 3(如何除去CO中的SO, 22 设计意图: 美国教育专家格兰特〃威金斯说过:“知识必须在解决问题的过程中得到运用或在运用中发现新的问题～从而激发学生的探究兴趣～才能显示出其重要性。”以一个有趣的生活小探究揭示出SO 、CO“你中有我、我中有你”的相互关系。 22 【拓展总结】二氧化硫在生活、生产中的功过(略) 【启迪升华】观看下列二张图片，思考你能为减少二氧化硫污染做些什么,你能提出哪些, 6 图 我国酸雨和二氧化硫每年造成的经济损失 图 升高烟囱，是为了给圣诞老人出难题吗, 设计意图: 我国酸雨的产生、危害以一幅简明的情景示意图呈现～一目了然。各国烟囱的竞相升高～ “是为了给圣诞老人出难题吗,”的图示标题颇具讽刺、幽默之感～“我们能做什么,我们 应做什么,”发人深省～意味深远。 8(【板书设计】: 一、硫酸型酸雨 S SO HSO HSO. 23242 S SO SO HSO 2324 二、二氧化硫的性质 1.物理性质:无色,易溶于水,气体. 2.化学性质 (1)酸性氧化物: SO + HO HSO 2223 (2)还原性HO+SO=HSO 22224 (3)漂白性: 三.酸雨的防治: (1)脱硫 Ca(OH)+SO=CaSO+HO 2242CaO+SO=CaSO 24 2CaSO+O2=2CaSO34 (2)开发新能源 7 9(【作业安排】: 必做题:课后习题第二题第四题 选做题:课后习题第五题 10(【教学反思】: 8