高一《硫和氮的氧化物—二氧化硫的性質》教案
高一《硫和氮的氧化物—二氧化硫的性質》教案
一、教學背景
教育部制定的最新普通高中《化學課程標準》中指出：探究學習是學生學習化學的一種重要方式，也是培養學生探究意識和提高探究能力的重要途徑。教師應充分調動學生主動參與探究學習的積極性，引導學生透過實驗、觀察、調查、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式，在提出問題、猜想和假設、制定計劃、設計實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等活動中，增進對科學探究的理解，發展科學探究能力。
二氧化硫是人們熟悉的與環境密切相關的化合物。透過對二氧化硫的學習，幫助學生學會用化學的視角去認識身邊的物質及其變化。
二、案例設計
新課匯入上以全球矚目的全球三大環境問題之一“酸雨”為切入口，播放一段有關工業廢氣（主要是二氧化硫）對大氣汙染造成的嚴重後果——酸雨的危害，激起學生的求知慾，引入新課。
下面就二氧化硫的水溶性、酸性、漂白性、還原性的教學內容，用實驗探究的方法設計過程如下：
1、提出問題：由二氧化碳是我們非常熟悉的物質引入，知道二氧化碳溶於水生成碳酸，碳酸顯酸性，與二氧化碳相比，二氧化硫在水中的溶解度大嗎？其水溶液是否顯酸性呢？哪一個的酸性強呢?
2、作出猜想假設：二氧化硫和二氧化碳組成相似，都屬於非金屬氧化物，性質也可能相似，也可能溶於水且水溶液顯酸性。若通入澄清石灰水中，可能出現與二氧化碳相似的性質。
3、制定計劃，設計實驗：用固—液制氣裝置（鐵架臺、圓底燒瓶，膠皮塞、導氣管），小試管，水槽，小燒杯。試劑：亞硫酸鈉固體，硫酸（1：1），氫氧化鈉溶液（用於尾氣吸收，二氧化硫為汙染氣體）。
4、實施實驗，收集證據：用向上排空氣法收集一小試管二氧化硫氣體，用拇指摁住後倒立於滴有紫色石蕊試液的水槽中，移開拇指，觀察水溶液進入試管的情況，同時觀察石蕊試液的顏色的變化。接著，將產生的二氧化硫氣體通入到澄清石灰水中，觀察變化。
5、得出結論，發現規律。實驗觀察到：試管中的水面上升，試管中的液體變成紅色，回想二氧化碳溶於水的實驗，得出二氧化硫比二氧化碳易溶於水，水溶液顯酸性且酸性比二氧化碳強。二氧化硫通入到澄清石灰水中，也能使石灰水先變混濁後變澄清。說明有亞硫酸鈣生成，難溶於水，而後亞硫酸鈣繼續與二氧化硫及水作用生成亞硫酸氫鈣。
6、廣泛交流，評估、預測：經過交流討論分析，學生順利寫出二氧化硫與水反應及二氧化硫與澄清石灰水反應的化學方程式，大家認識到使石灰水先變渾濁後變澄清的氣體除二氧化碳外還有二氧化硫，但二氧化硫使石灰水變渾濁的程度不如二氧化碳。為什麼二氧化硫使澄清石灰水變渾濁的程度小呢？說明亞硫酸鈣的溶解度比碳酸鈣大。同時進行了實驗失敗原因的分析：由於二氧化硫能使石灰水先變渾濁後變澄清的過程較短，有的學生觀察現象不夠全面細緻，未看到沉澱生成，今後要一絲不苟，仔細觀察；又如有的同學過於急躁，將試管提前移開水面，二氧化硫試管中的水面上升現象觀察不到；再如二氧化硫收集少，二氧化硫試管中的水面上升現象不明顯。進行預測：二氧化硫與二氧化碳組成及性質相似，那麼二者如何鑑別呢？（教師引導從二氧化硫中的硫的化合價入手），根據元素週期律知識，二氧化硫中的硫的化合價為+4價，二氧化硫應具有氧化性和還原性，而二氧化碳中的碳元素卻為最高價態，不具有還原性，應可從這一角度進行鑑別。
7、遷移與應用。
①實驗驗證：二氧化硫的漂白性
②增設實驗：在氫氧化鈉溶液中先加入1-2滴酚酞試液，在通入二氧化碳，觀察溶液顏色變化及原因。
③學生自學蒐集資料：教材介紹了SO2能被催化氧化，即SO2具有還原性。
提出問題：能否用我們已有的知識證明二氧化硫的還原性？
學生根據提供的實驗用品設計了：將SO2通入（a）Cl2水中（b）Br2水中（c）酸性 KMnO4溶液中三種方案。
學生動手實驗，觀察現象，三種溶液都退色。
結論：SO2能與以上三種氧化劑反應，具有還原性。聯絡其他知識，學生經過討論總結出鑑別CO2及SO2的幾種方法如下：
方法
操作
現象、結論、解釋
溴水法
氯水法
將氣體通入溴水、氯水中
能使溴水或氯水的顏色褪去的是SO2，不褪色的是CO2。
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
高錳酸鉀溶液法
將氣體分別通入KMnO4溶液中
能使溶液的紫色褪去的是SO2，不褪色的.是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
品紅試液法
將氣體分別通入品紅溶液中
使品紅溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。
聞氣味法
扇聞
CO2無刺激性氣味，而SO2有強烈的刺激性氣味
提出問題：SO2是大氣的主要汙染物之一，根據所學知識如何降低汙染？學生在課下收集材料，寫出小論文。
三、案例評析
1、內容重組，過度自然。秉著新課程理念“用教材教而不是教教材”，於是我對硫和氮的氧化物的內容做了重新的安排：硫單質及其燃燒後的產物已在初中時接觸過，我不再作為上課時的講解內容，主要講解二氧化硫的性質。從組成上分析二氧化硫具有酸性氧化物的通性，最後從化合價分析二氧化硫的氧化還原性。這樣既過渡自然又環環緊扣。
2、關注學生主體，教師起引導的地位和作用。在整個課堂的教學過程中，所有知識的傳授，我都不是直接給出或介紹，而是透過一定的情景，結合學生的知識結構，慢慢地引導學生探究、總結。
3、重視探究活動，培養學生科學素養。這節課我總共設計了三個實驗探究：①二氧化硫的水溶性實驗②二氧化硫與水反應生成酸的驗證實驗③二氧化硫與澄清石灰水反應實驗。兩個問題探究：①二氧化硫水溶性實驗方案的設計②二氧化硫的還原性方案設計。探究活動過程中，既有師生互動又有生生互動，探究活動的設計，在很大程度上激發了學生學習的興趣，讓學生能親身體驗探究過程，感受其樂趣、培養了協作、動手能力。
4、不足：在教學過程中，我總是怕學生自己學不懂，學不透，導致有時留給學生思考的時間不夠。表現在有些問題總是我提出，有時出現過度指導，沒有留給學生充分的思考和學習空間，使學生學習能力提高較慢。
5、在實驗教學中，可以涉及所有的環節，也可以涉及部分環節，而且也不一定按上述順序進行，因實際情況而定。
參考文獻：
《高中優秀教案化學必修1》南方出版社 20xx
《高中化學必修新課程案例與評析》陳啟新王雲生主編高等教育出版社20xx