二氧化硫教学设计

二氧化硫教学设计

知识目标：

使学生了解二氧化硫的物理性质和用途。

使学生掌握二氧化硫的化学性质。

使学生了解二氧化硫对空气的污染及其危害，提高环保意识。

能力目标：

培养学生观察实验现象、分析实验结果的能力。

培养学生理论联系实际，利用所学知识独立完成实验的能力。

情感目标：

通过二氧化硫的氧化性和还原性的教学，对学生进行结构与性质、矛盾的主要方面和次要方面等辩证唯物主义观点教育。

通过二氧化硫污染的教学，树立学生的环保意识。

教法建议

二氧化硫在高中化学教材中占有特殊重要的位置，主要表现在以下几点：

1．二氧化硫与当今世界的发展问题、环境问题有着密切联系。在中学化学的教学内容里，二氧化硫的性质及其与人类生活的关系是一个重要的、不可能回避的问题。在教学中，可以以此为契机，开展研究，目的是将课堂上或书本中的知识运用于实际，培养信息处理的能力，合作学习的能力，分析问题的综合能力，表达能力和社会责任感。具体建议如下：

（1）面向全体学生提出以下问题：

①二氧化硫造成污染及其防治的化学原理；

②本地二氧化硫污染成因分析；

③防治建议（化学的、工业的、社会的角度）。

（2）布置任务

①文献收集：学生查询有关资料，资料来源可以使多渠道的，例如计算机网络、图书馆、教科书、报刊杂志、广播电视报道、空气质量报告，也可以就此问题进行专家访谈等。

②综述与分析：对所得资料进行分类整理，提炼出主要数据、主要观点或主张；对这些数据和观点进行科学分析，整理成《文献综述》。

③在文献研究的基础上，出自己的观点（研究成果），并对其进行论证。然后将研究成果以一定的形式表达出来，可以是论文、小报、展板、调查报告等。

（3）按照自愿结合的原则，将学生分成若干小组，每个小组5-7人，选出组长，小组成员要有明确分工。（4）组织表达与交流活动

根据学生成果形式，组织全班交流活动。交流以组为单位进行，每个小组选出代表，向全体师生介绍研究过程与成果。如果条件允许的话，应为学生准备适当条件（例如多媒体系统、实验仪器与药品、相关软件等）。教师和其他学生对汇报的内容、形式、成果做出评价，评价以鼓励和肯定为主。

2．学生已经学习了典型的金属元素——碱金属和典型的非金属元素——卤素。在教学思路上，应该从“从个别到一般”的归纳法，过渡到“从一般到个别”的演绎法。也就是说二氧化硫的学习应该成为理论指导下的学习。

3．在本章教材内容里，关于硫元素的化合物只介绍两种——二氧化硫、硫酸。这两种物质的教学，应该足以支撑学生对硫元素的总体认识。通过二氧化硫和硫酸的教学，应该使学生建立“硫元素系统”的整体印象。

4．中学所学理论（例如物质结构理论）内容浅显，远不足以满足对元素化合物性质的解释需要。因此在教学中应该注意规律的应用，例如氧化还原反应规律、复分解反应规律、物质的分类与通性等等。

对二氧化硫而言：从物质分类的角度来分析，二氧化硫试酸性氧化物，具有酸性氧化物的性质：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O；CaO+SO2＝CaSO3；H2O+SO2＝H2SO3。从氧化还原的角度来分析，二氧化硫中的硫元素处于“中间价态”，与强氧化剂反应是可以被氧化为+6价，在水溶液中通常以SO42-的形式存在，干态时可以以SO3的形式存在；与强还原剂反应时，可以被还原为0价，通常以单质的形式存在。从物质的特殊性角度来分析，二氧化硫具有以下性质：①毒性（其毒性不如硫化氢强）；②漂白性。二氧化硫的漂白机理与次氯酸有所不同。次氯酸的漂白作用是利用其强烈的氧化性，将有色物质的分子破坏掉，变为无色的物质。这个反应通常进行的比较完全，且为不可逆过程；二氧化硫的漂白作用是二氧化硫、水和有色物质发生化合反应生成无色物质，一般来说这种无色物质不稳定，受热或者长时间放置会将二氧化硫重新放出，使被漂白的物质恢复原来的颜色，二氧化硫的漂白作用是一个可逆的过程。由于次氯酸具有较强的氧化性，容易毁坏被漂白的物质，因此在实际生活中，二氧化硫的漂白作用比次氯酸应用的场合多。5．二氧化硫具有多方面多层次的性质，是知识系统和链条中的“关节点”，应用简单仪器就可以对其进行多方面的探索与研究。

建议师生一起设计一个联合装置，一次性地展现二氧化硫的主要性质（酸性、氧化性、还原性、漂白性）并防止污染教室内的空气。

下述装置供参考：

教学重点：二氧化硫的化学性质

难点：二氧化硫的漂白作用

教学过程：

引入：我们知道硫在氧族中燃烧能够生成一种有刺激性气味气体二氧化硫。

播放视频：硫在氧气中燃烧。

引言：我们以硫为代表物，认识了氧族元素的主要化学性质，现在我们要学习硫的重要氧化物之一二氧化硫的性质、用途和危害。

讲述：物理性质

展示：闻气体气味正确方法的图片

演示实验：二氧化硫溶于水（此处若无演示条件，也可以播放视频文件）

讨论：根据二氧化硫的物质分类判断它是酸性氧化物，因此具有酸性氧化物的通性。

分析：二氧化硫与水反应的实验现象，既说明它能溶于水，又说明它和水反应生成了酸。在此可以复习可逆反应的概念。

讨论：二氧化硫溶于水的实验中为什么开始水面没有顺利上升？振荡后水面很快上升？（在液面上形成饱和亚硫酸溶液，阻止SO2的吸收。）

要求：学生写出证明二氧化硫是酸性氧化物的有关反应的化学方程式。

简介：亚硫酸

讨论：根据二氧化硫中硫元素的化合价推断它应具有的化学性质。

讲述：当二氧化硫遇到强还原剂时，表现出氧化性。例如：二氧化硫和硫化氢反应可以生成硫和水。

过渡：二氧化硫主要表现出还原性。

讲述：二氧化硫和氧气的反应

增加演示实验：二氧化硫使碘水褪色。

分析：此实验说明了什么？由此推断二氧化硫能否使高锰酸钾溶液褪色，使氯水、溴水褪色？写出有关反应的化学方程式。

演示实验：二氧化硫使品红溶液褪色。

分析：二氧化硫的漂白原理并与氯气等作对比，小结具有漂白性的物质。

讨论：根据二氧化硫的性质推断它的用途。

过渡：二氧化硫在工业上可以作漂白剂，还能杀灭霉菌和细菌，作食物和干果的防腐剂。但是也有不法之徒利用二氧化硫的性质，让馒头、银耳变得更白，只顾个人利益，不管他人的身体健康。请同学们今后要注意。此外，二氧化硫还是污染大气的主要有害物质之一。

讲述：二氧化硫的污染。酸雨的概念和危害。

展示图片、播放有关酸雨的录像。

小结：

作业：

板书设计：

第二节二氧化硫

一、二氧化硫的性质

1．物理性质

无色、有毒、刺激性气味的气体；易液化、易溶于水（1 ：40）

2．化学性质

（1）具有酸性氧化物的通性

SO2 + H2O H2SO3

SO2 + CaO = CaSO3

SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O

SO2 + NaOH = NaHSO3

SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+ H2O

CaSO3＋SO2＋H2O＝Ca(HSO3)2

（2）二氧化硫的氧化还原反应

①弱氧化性：2 H2S + SO2 = 3 S↓+ 2 H2O（介绍）

②较强的还原性：

如SO2能使氯水、溴水、KMnO4溶液褪色。

2SO2＋O2 2SO3

SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2 HBr

（3）漂白性

3．用途

二、二氧化硫的污染

酸雨

探究活动

二氧化硫的漂白性

一、探究活动的题目

氯气和二氧化硫都具有漂白性。现将氯气和二氧化硫气体以一定的比例混合后通入品红溶液，则溶液是否褪色？通入后再给溶液加热有何现象？

二、实验探究

1．先往盛有品红溶液的试管中通入二氧化硫气体，观察现象，说明原理。然后给试管加热，观察现象，说明理由。

2．向另一支盛有品红溶液的试管中通入氯气，观察现象，说明原理。然后给试管加热，观察现象，说明理由。

3．向第三支盛有品红溶液的试管中通入二氧化硫和氯气的混合气。注意此时分成三组实验。

（1）第一组：控制氯气和二氧化硫气体的比例为1 ：1，观察现象，说明原理。然后给溶液加热有何现象？（2）第二组：二氧化硫过量，观察现象，说明原理。然后给溶液加热有何现象？

（3）第三组：氯气过量，观察现象，说明原理。然后给溶液加热有何现象？

三、分析原理

氯气和二氧化硫单独与品红溶液反应，均会使之褪色，其中二氧化硫的漂白作用是因为它能与有色物质发生化合反应，生成不稳定的无色物质。这种物质在加热的条件下即可重新释放出二氧化硫气体，使溶液颜色复原；氯气溶于水后生成强氧化剂次氯酸，它能使有色物质因被氧化而褪色，加热也不能使颜色复原。但这两种气体在溶液中会发生反应：SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2 HCl

因此，当它们恰好完全反应时，两种物质就会失去原来的漂白作用。而当它们当中的任何一种物质过量时，反应后的溶液就会反映出这种过量物质的性质。因此，当两种气体以物质的量比为1：1通入溶液中，不会使品红溶液褪色；而二氧化硫过量时，溶液褪色，给溶液加热后溶液的颜色会复原；当氯气过量时，也能使品红溶液褪色，但加热不能使溶液颜色复原。

四、实验后的启示

在思考问题时，一定要对问题有一个比较全面的分析，切忌顾此失彼，挂一漏万；如果只注意两种物质都具有漂白性，则会忽视这两种物质之间会发生化学反应；如果只注意到两者之间的反应，就会忽视某一种物质过量时的情况。不过所有这一切都必须建立在对这两种物质漂白原理这一基础知识准确掌握的基础上。

过氧化钠跟二氧化硫反应

（1）已知过氧化钠跟二氧化碳的反应，试根据二氧化硫的有关性质，推测过氧化钠跟二氧化硫反应的情况，并设计简单的实验方案对你的推测加以验证。

说明与实施方案建议

设计意图：学生在学习中常常望文生义，而忽视化学式背后活生生的“性质”，从而违背化学学习的规律。本活动通过“形似”的CO2和SO2的性质对比，揭示二氧化硫的性质本质，锻炼学生的思维的科学性、全面性。

方案设计建议：

方案一比较CO2和SO2二者的性质（特别是化合价），推测可能发生的反应，然后用实验加以验证。

方案二先进行实验，然后对生成物进行检验，从而得出结论，在对结论进行讨论。

活动组织建议：

第一步：将学生分成若干小组，根据要求进行方案设计；

第二步：每个小组选出一个代表汇报本组所设计的方案；

第三步：全体师生对方案进行质询和评议；

第四步：修改或完善方案后以小组为单位，按方案进行操作，并做好记录；

第五步：呈交实验报告，必要时进行全班交流。

（2）实验室通常用亚硫酸钠跟硫酸的反应来制备二氧化硫。请你设计一套实验装置，用以说明二氧化硫的酸性、还原性、氧化性和漂白性。

说明与实施方案建议

设计意图：

根据反应物、生成物的特点和反应条件确定制备气的所用的装置；在综合考虑二氧化硫性质的基础上，设计全面反映其性质的装置，达到认识和实际操作的结合，培养综合能力。

方案设计建议：

活动组织建议：

①学生用画图的方法，设计装置；

②用投影机将学生的方案展示出来，师生共同予以评价；

③选择2-3个方案进行实际操作。

④各组汇报方案实施情况，进行小结。

（3）将二氧化硫和氯气共同作用于品红溶液后，在对其进行加热。试分析可能发生的现象。

说明与实施方案建议

设计意图：锻炼思维的逻辑性、缜密性。不同思维水平的学生会有不同的思维档次：

①知道二氧化硫和氯气均有漂白性；

②记得二氧化硫和氯气（氯水）可以发生反应是漂白功能丧失；

③知道二氧化硫具有还原性，氯气（或氯水）具有氧化性，二者相遇会发生反应，生成的盐酸和稀硫酸不具有漂白性；

④注意到二氧化硫跟氯气（氯水）反应时量的关系，如果有一种物质过量，则反应后会显示过量的物质的性质；

⑤在设计实验时，考虑了品红的用量问题。好的实验程序是将两种漂白剂混合，再通入（或滴入）品红溶液，（若漂白剂物质的量之比不是1：1时）至恰好褪色；

⑥会用数学的语言简捷而严密地表达反应的情况。

数学模型示例：

在漂白剂先混合，在作用于品红溶液，并恰至刚好褪色的情况下：

n(SO2)：n(Cl2)>1时，品红颜色可以恢复；

n(SO2)：n(Cl2)=1时，品红不会褪色；

n(SO2)：n(Cl2)<1时，品红颜色不会恢复。

因此，本活动具有较好的思维梯度，不同的学生具有不同的起点和收获，同时展现了化学严密的逻辑品质。

方案设计建议：

方案一：二氧化硫和氯气先混合再通入瓶红溶液，至恰好褪色（1：1时不褪色）。

方案二：二氧化硫和氯气先分别同入适量水中，再用胶头滴管滴入品红溶液，至恰好褪色（1：1时不褪色）。活动组织建议：

由于实验具有一定的难度，同时也会造成污染，建议选择2-3人分别实施自己的方案，然后向大家报告。最后有师生共同讨论，对问题做出圆满的回答。

（4）在模拟自然环境下研究二氧化硫所造成的大气污染对植物成长的影响。

说明与实施方案建议

设计意图：进行多学科交叉的综合思维能力的训练，培养学生分析问题和解决问题的能力。本活动在选择植物等方面应用到生物有关知识。

方案设计建议：

选择不同的植物，测量不同SO2含量气体时植物坏死所需要的时间。

活动组织建议：

①建议邀请生物教师参与指导学生设计；

②学生分组设计实施方案，并进行论证；

③实验观察周期不超过2周；

④鼓励方案多样性。

朱征