高中化学 第三节硫的转化教案(多课时)

第三节硫的转化

第1课时硫单质及性质

本节内容是利用第二章的基本概念和氧化还原反应的基本理论的知识，认识硫及其化合物的性质，以及硫的转化为线索，探索不同价态的硫元素在自然界中、在实验室里、在生产生活中的转化，对氧化还原反应特点有了进一步认识，对同一元素当处于不同价态时相互转化规律有了更加深刻的理解。

教材对内容的处理充分体现了大视野、多角度的特点，广而不深。为今后元素化合物的学习做了很好的铺垫。对酸雨的学习，增强了学生的环保意识和化学责任感。

知识目标

（1）认识硫的物理化学性质。

（2）通过含硫物质的转化，利用氧化还原反应原理，掌握元素的氧化性还原性与其所处的价态有关。

（3）了解酸雨的形成、危害，以及减少二氧化硫的排放措施。

（4）初步了解二氧化硫的漂白性、还原性，硫酸的性质和工业制法。

情感目标

了解人与自然的相互影响的关系，对学生进行环境、健康等方面的教育，激发学生运用化学知识解决环境问题的重要意义，感受化学学科的价值。

能力目标

通过探究不同价态硫元素的转化，培养学生运用所学知识设计实验方案的能力；动手实验能力；观察实验能力；合作交流的能力；归纳实验结果的能力。

教学工具

1、多媒体设备。

2、实验用品：

3、药品：硫磺、水、亚硫酸钠、浓硫酸、氢硫酸、氢氧化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、碘化钾溶液、酚酞、氯化钡溶液碘水

教学思路

1、形成有关硫的知识网路

火山喷发——硫元素在自然界中的存在和转化——认识硫单质——实验探究不同价态

硫元素间的转化——生产、生活中不同硫元素间的转化（接触含硫元素的物质以及他们在自然界中的存在）（了解硫磺的主要性质）（了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，以及二氧化硫的主要性质）（酸雨及其防治）

2、利用所学氧化还原反应知识引导学生探究含不同价态的硫元素的物质之间在合适的氧化剂或还原剂下实现转化，从而认识含同种元素不同价态的化合物相互转化与其所处的价态有关，以及同种元素间的氧化还原遵循归中不交叉的原则，完善氧化还原反应理论。

教学重点：硫、二氧化硫的主要性质

教学难点：探究硫元素之间的相互转化

教学过程：

[课件1] 请看大屏幕，这个人在做什么？

这是一幅印度尼西亚工人在一处火山口附近采挑硫磺的场景照片。每个工人要挑50到100公斤重的硫磺徒步8公里山路，每人每天大约可有7美元的收入。

[课件2、3] 火山喷发时和后期图片。

说明：

火山喷发早期高温阶段，HCl等气体较多；晚期则富含SO2、CO2等成分，这种规律可以作为火山预测的一种依据。，实际上，火山喷发时，会产生大量气体，其中以水汽为最多，一般占气体总体积的60—90％，此外还有H2S，SO2，CO2，HF，HCl，NaCl，NH4Cl 等，冷却后会有硫单质产生，火山口处黄色的物质即为硫单质。

火山喷发的利与弊：利：提供热能、提供富含矿物质的温泉等，可用于制造硫酸、火药、烟花爆竹等，还可以用来制硫磺软膏治皮肤病。弊：还常喷射出可见或不可见的光、电、磁、声和放射性物质等，这些物质有时能致人于死地，或使电、仪表等失灵，使飞机、轮船等失事。

上述火山喷发后产生的硫及化合物会发生怎样的转化呢？

[课件4]

其中还有一部分硫进入地下水里。地下熔融态的硫与铁、砷、汞等元素形成矿物。

[引入新课] 物质的用途决定于物质的性质，下面我们一起来实际认识硫单质。

[课件5] 第3节硫的转化

一、自然界中的硫

1、物理性质

[思考]1：研究物理性质的基本方法是什么？怎样认识硫单质的性质？

观察、实验、分类、比较等

2、物理性质主要包括哪几方面？

颜色、状态、硬度、溶沸点、溶解度等

[课件6] 先认识硫单质

[展示、实验] 加热，溶解实验

提醒学生在做实验之前明确实验中的注意事项（如：研钵的使用，加热操作，实验药品的用量等），并在实验过程中巡回指导。

〈实验1〉取三支试管分别加入少量硫粉，观察它的颜色状态，然后向其中分别加如少量的水、酒精、二硫化碳，观察他们的溶解情况。

〈实验2〉取少量的硫放在试管中，在酒精灯上加热到融化，观察发生的现象。

实验中，我们发现硫单质在熔化后，随温度升高，其液态的粘度发生着变化。这个现象反应出什么问题？（先稀后稠再变稀，然后气化。说明之中硫分子的结构发生了变化，产生了弹性硫）

[课件7] 硫的物理性质小结

[课件8] 常温时，硫单质的两种常见形态。

[课件9] 一种比较稳定的硫单质分子的结构。

[过渡] 我们已经了解了硫单质的物理性质，我得问，硫单质都可能有哪些化学性质呢？

2、化学性质

〈实验3〉把研细的硫粉和铁粉按照一定的比例（铁粉稍过量）混合均匀，放在石棉网上堆成S形，用灼热的玻璃棒触及一端。当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察发生的现象。

[问题] 移走玻璃棒铁与硫的反应为什么还会继续进行？

[过渡] 硫单质可以在空气中燃烧，生成二氧化硫，二氧化硫也具有漂白性。如使品红溶液裉色。一些不法商人正是利用这一性质坑害百姓。

[课件10] 利用硫磺的某些性质坑害百姓的图片

[课件11] 硫的化学性质

[问题] 1、黑火药爆炸所发生的主要反应，在此反应中硫体现了什么性质？

2、硫与氯气相比较，谁的氧化性强？你判断的依据是什么？

3、怎样除去沾在试管内的硫污？

3、硫的用途：

[课件12]

[小结过渡]

硫元素常见的化合价有-2 o +4 +6,我们依据氧化还原反应规律，推测并寻找到合适的氧化剂和还原剂实现了硫向-2和+4价的转化，下节由同学们自己设计方案，探究不同价态（-2 0 +4 +6）硫元素之间的转化。

二、实验室里研究不同价态硫元素间的转化

[指导阅读] 自然界中不同价态硫元素间的转化。P88页

[思考]1：常用氧化剂和还剂有哪些？

2：0价+4价+6价的硫元素在氧化还原反应中会表现出什么性质？

[回答]常用的氧化剂有酸性高锰酸钾溶液、氯水、硝酸、氧气等；常用的还原剂有硫化氢、碘化钾、金属单质、氢气、一氧化碳等。（P88方法引导中）

[指导学生阅读教材，开始探究活动]

注意事项：1试剂药品的取量

2规范实验操作

3设计的方案尽量减少环境污染（二氧化硫、硫化氢均有毒）认真对待尾气处理。

4实验方案要能判断是否实现了转化

[学生个人思考，然后小组讨论形成方案]

[归纳总结]

[板书] 1:不同价态硫元素之间的相互转化关系氧化剂

还原剂

氧化剂

还原剂

+4

S

+6

S

S

2：二氧化硫的性质

[课件13] 二氧化硫的物理性质和用途

[课件14] 二氧化硫的化学性质

（1）还原性:

（2）氧化性： SO2 + 2H2S ===3S + 2H2O （3）与水反应：SO2 + H2O = H2SO3

[问题] 二氧化硫与二氧化碳怎样鉴别？

[课件15] 介绍三种方法

三、酸雨及其防治

[阅读] P90

[课件16、17、18] 酸雨的产生

[课件19] 酸雨的主要成因

[课件20、21、22] 酸雨的危害

1：PH小于5.6的雨水称为酸雨，主要是由二氧化硫引起的

2：酸雨会使湖泊水质变酸，土壤贫瘠，森林大面积死亡，地下水变质，危害人体健康。

[补充]酸雨不仅由硫的氧化物引起，同时也是氮氧化物引起的结果。酸雨中的主要成分是硫酸。

[讨论]酸雨的防治以及那些途径可以减少酸雨的形成？

[学生讨论后的方案]

1、尽量减少二氧化硫的排放。

2、由于二氧化硫量来自于煤和石油的燃烧，可以改变能源结构利用其他能源。

3、在煤燃烧之前将煤进行脱硫处理。

4、将煤废气直接通入氨水中，不仅吸收二氧化硫，还可以制得化肥。

第2课时化学与技术－硫酸工业

【教学目标】

知识目标：

（1）使学生了解接触法制硫酸的化学反应原理，并了解其生产过程和几个典型设备；

（2）、使学生初步了解环境保护的知识。

能力目标：培养学生的观察能力、思维能力和自学能力。

情感目标：

（1）激发学生学习工业化学的兴趣，培养创新精神；

（2）进行辩证唯物主义教育和经济效益教育，爱护环境，增强社会责任感。

【教学重点】：接触法制硫酸的化学反应原理；

【教学难点】

（1）主要设备的构造和物料流动的方式；

（2）有关的化工生产原理。

【教学方法】：观察法、自学讨论法、问题解决法等。

【教学用具】：模型，投影机、多媒体。

【教学过程】

[引入]：

同学们，我们在前面学习过硫酸的知识，硫酸是化学工业中最重要的产品之一。它在工农业生产、科学实验和国防建设中，具有十分广泛的用途。

[投影]：硫酸可以用来制化肥，如磷肥、氮肥等。可以在金属加工和金属制品电镀以前，用来除去金属表面的氧化膜。可以制取许多有实用价值的硫酸盐，如硫酸铜、硫酸亚铁等。还可以用来制取各种挥发性酸，如盐酸、硝酸等。还用于精炼石油，制造炸药、农药、染料等。实验室还常用作干燥剂。

[设疑引入]：硫酸有那么多用途，工业上是如何生产呢？要制得硫酸，一般需要先制得哪种物质？要制得三氧化硫，先要制得哪种物质？二氧化硫可用哪种方法制取？

回答：要制得硫酸先要制得三氧化硫，要制得三氧化硫先要制得二氧化硫，要制得二氧化硫可用燃烧硫或金属硫化物的方法。

[说明]：许多同学想到用硫燃烧生成二氧化硫，这固然是一种方法，但根据我国资源情况，实际生产中通常用燃烧黄铁矿的方法来制取二氧化硫，二氧化硫转化为三氧化硫是在接触室内进行的，因此，称为接触法制硫酸。

[投影板书] 第三节硫酸的工业制法——接触法

（一）化学反应原理

燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫，使二氧化硫在适当的温度和催化剂的作用下氧化成三氧化硫，再使三氧化硫跟水化合而生成硫酸。

[过渡]：接触法制硫酸分三个阶段，第一阶段是二氧化硫的制取和净化，第二阶段是二氧化硫氧化成三氧化硫，第三阶段是三氧化硫的吸收和硫酸的生成。我们先看第一阶段。

[投影板书]（二）生产过程

1、二氧化硫的制取和净化

[指导阅读]：课本71页1。

[设问]：燃烧黄铁矿的设备叫什么？

[展示]：沸腾炉模型，简介其构造，观察进出口和发生化学反应的部位。观察沸腾炉的构造，认识其作用。

[投影]：思考讨论

1、黄铁矿为什么要粉碎？为什么要通入强大的空气流？燃烧黄铁矿为什么不要多加燃料？

讨论、回答：矿粒细小，跟空气接触面大，燃烧充分，燃烧快。使矿粒跟空气接触更充分，燃烧快，反应完全，原料的利用率高。黄铁矿燃烧是放热反应。

2、为什么通入接触室的混合气体必须净化？通常采用哪些净化措施？净化后气体成分是什么？

讨论、回答：防止催化剂中毒，消除对设备和生产的不良影响。净化措施是除尘、洗涤、和干燥；净化后的气体主要含有二氧化硫、氧气和氮气。

[投影板书]

⑴、主要设备：沸腾炉

⑵、主要反应：

4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

⑶、炉气净化：除尘、洗涤、干燥。

[过渡]：被净化后的炉气的主要成分是SO2、O2、N2，在常温下难以转化为SO3，加热到400-500℃，在催化剂的作用下能较快地转化为SO3。

[指导阅读]：课本72页2。

[引导讨论]：

1、二氧化硫氧化成三氧化硫的反应有什么特点？

属于气体反应、可逆反应、正反应是体积缩小且为放热反应。

2、上述反应是在什么设备里进行？（接触室）

如何将反应物气体预热？（通过热交换器）

[展示]：接触室模型并简介其构造。

[展示]：热交换器示意图，并讲解热交换原理及热交换过程。

[讨论]：从接触室出来的气体主要含有哪些物质？

回答：三氧化硫、二氧化硫、氮气、氧气。

[强调]：二氧化硫和氧气的反应是可逆反应，因此，从接触室出来的气体是三氧化硫、二氧化硫、氧气和氮气的混合气体。

[投影板书]

2、二氧化硫氧化成三氧化硫

⑴主要设备：接触室

⑵主要反应：

SO2（气）+O2（气） 2SO3（气）+ 196。6KJ

⑶热交换过程：设备—热交换器

[过度]：从接触室出来的混合气体，通入吸收塔内，三氧化硫被吸收转化为硫酸，该阶段称为三氧化硫的吸收和硫酸的生成。

[指导阅读]：课本74页3。

[设问]：硫酸厂用什么设备吸收三氧化硫？

[展示]：吸收塔模型，观察其构造。

[引导讨论]

1、吸收三氧化硫为什么不用水或稀硫酸而用98.3%的浓硫酸？

讨论、回答：用水或稀硫酸作吸收剂时，容易形成酸雾，吸收速度慢，且吸收不完全，用浓硫酸作吸收剂不形成酸雾，吸收效率高。

2、三氧化硫和硫酸怎样混合更有利于三氧化硫的吸收？

讨论、回答：浓硫酸从塔顶淋下，三氧化硫气体由下而上，两者流向相反，接触充分，三氧化硫吸收更完全。

3、硫酸厂尾气为什么要经过回收、净化处理才能排入大气？

讨论、回答：因为尾气中含有二氧化硫直接排放会污染环境。

[投影板书]

3、三氧化硫的吸收和硫酸的生成。

⑴主要设备：吸收塔

⑵主要反应：SO3+H2O=H2SO4

⑶尾气处理：回收、净化。

[展示]：接触法制硫酸的简单流程示意图。

[引导归纳]：接触法制硫酸的反应原理和生产过程。

归纳：三原料、三阶段、三反应、三设备、三原理。

[环境意识]：硫酸工业的尾气在排入大气之前，必须经回收、净化处理，防止二氧化硫污染空气并充分利用原料，这也是保护环境。