2022年高中化學(xué)（大綱版）第一冊 第六章氧族元素環(huán)境保護(hù) 第三節(jié)硫酸(第一課時)

2022年高中化學(xué)（大綱版）第一冊 第六章 氧族元素 環(huán)境保護(hù) 第三節(jié)硫酸(第一課時)教學(xué)目標(biāo)1.復(fù)習(xí)硫酸酸性，學(xué)習(xí)并掌握濃硫酸吸水性、脫水性，濃硫酸的氧化性。2.學(xué)會檢驗SO的原理和方法。3.培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、動手能力、思維能力和創(chuàng)造能力。教學(xué)重點濃H2SO4的性質(zhì)和SO的檢驗教學(xué)難點濃H2SO4的強(qiáng)氧化性課時安排2課時教學(xué)方法啟發(fā)、探究、實驗、對比教學(xué)用具投影儀、試管、膠頭滴管、鐵架臺、雙孔橡皮塞及導(dǎo)氣管、酒精燈、砂紙、玻璃棒、大燒杯、膽礬、濃硫酸、紙屑、木條、棉花、銅片、細(xì)銅絲、品紅溶液、石蕊試液、氫氧化鈉溶液、鋁條、硫酸銅溶液、蔗糖、蒸餾水、濃鹽酸、稀鹽酸、稀硫酸、硫酸鈉溶液、氯化鋇溶液、碳酸鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硝酸教學(xué)過程第一課時引言“會當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小”。讓我們攀越硫的最高山峰，去領(lǐng)略它特別的風(fēng)光。（意指濃硫酸的特性）說明以上物質(zhì)化學(xué)式書寫要大，彎箭頭和化合價要醒目，可用不同顏色，充分體現(xiàn)層次感，可借投影展出。板書第三節(jié) 硫酸（第一課時）一、硫酸師我們在初中學(xué)習(xí)化學(xué)時學(xué)過硫酸的性質(zhì)，這節(jié)課我們將作進(jìn)一步研究。請大家分述以下投影實驗的實驗現(xiàn)象，并寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。投影展示學(xué)生回答，請一位同學(xué)上黑板寫出相關(guān)的離子方程式或投影展出投影有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：n2H=n2H2Fe2O36H=2Fe33H2OOHH=H2OBa2SO=BaSO4歸納以上實驗驗證了稀硫酸五個方面的性質(zhì)，即酸的通性。板書（一）稀硫酸具有酸的通性提問為何稀硫酸具有這些性質(zhì)呢?回答硫酸之所以有酸的通性，是因為硫酸在水溶液中電離出的陽離子全部是H+。板書H2SO4=2HSO過渡硫酸的濃度不同，會不會引起性質(zhì)上的差異？稀硫酸主要體現(xiàn)酸的通性，那么濃硫酸呢？板書（二）濃硫酸的性質(zhì)師請大家閱讀課本上濃硫酸的物理性質(zhì)，并總結(jié)。板書1.物理性質(zhì)投影濃硫酸是一種無色油狀液體。98.3%的濃硫酸是一種高沸點難揮發(fā)的強(qiáng)酸，密度大，極易溶于水，能以任意比與水混溶，溶解時放出大量熱，因此稀釋濃硫酸時，一定要注意操作規(guī)程。討論現(xiàn)有失去標(biāo)簽的濃硫酸、濃鹽酸各一瓶（瓶相同，酸體積相同），不用化學(xué)方法如何鑒別?根據(jù)是什么?引導(dǎo)注意觀察、對比。生甲用天平稱量兩個瓶子，重者為濃硫酸，因為濃硫酸的密度比濃鹽酸大。生乙拿起試劑瓶搖晃、觀察，呈粘稠油狀者為濃硫酸，因為濃硫酸是一種粘稠油狀液體。生丙打開瓶塞觀察，瓶口無酸霧者是濃硫酸，因為濃硫酸的沸點高、難揮發(fā)。生丁打開瓶塞，過一段時間后稱量，增重者為濃硫酸，減輕者為濃鹽酸，因為濃硫酸難揮發(fā)且吸水，而濃鹽酸易揮發(fā)。設(shè)問當(dāng)SO2、CO2、Cl2、H2等氣體中含有水蒸氣而要干燥的時候，我們自然會想到濃硫酸。這說明濃硫酸有什么特性？生吸水性。板書2.特性（1）吸水性師濃H2SO4的吸水性我們也可用以下實驗證明。學(xué)生實驗按小組進(jìn)行。在試管中放少量膽礬，并滴加少量濃H2SO4，振蕩。觀察固體和溶液的顏色。提問描述實驗現(xiàn)象：固體由藍(lán)變白，溶液仍無色。設(shè)疑白色固體為何物?膽礬失去的結(jié)晶水是否成為溶劑?溶液為何不變藍(lán)?講解白色固體為無水硫酸銅，由膽礬失去結(jié)晶水而來。失去的結(jié)晶水分子與硫酸分子結(jié)合，生成了穩(wěn)定的硫酸水合物，并未成溶劑，所以溶液仍無色。板書H2SO4nH2O=H2SO4·nH2O（n1、2、4等）演示實驗63濃H2SO4與棉花、紙屑、木條的作用。問三支試管中的物質(zhì)各有什么變化？生三種物質(zhì)最后都變黑。問黑色物質(zhì)是什么？體現(xiàn)了濃H2SO4的什么性質(zhì)？生黑色物質(zhì)為炭，濃硫酸使它們逐漸變黑的現(xiàn)象稱為“炭化”。這是濃H2SO4脫水性的體現(xiàn)。板書（2）脫水性設(shè)問吸水性和脫水性有何區(qū)別？講解吸水是指吸收物質(zhì)中本來就有的濕存水（或水蒸氣），脫水是指將化合物（主要是有機(jī)物）分子中的氫、氧兩種元素按原子個數(shù)比21（即按水的組成比例）脫去。濃硫酸的腐蝕性就緣于它的脫水性。演示實驗64，蔗糖與濃H2SO4的反應(yīng)。將預(yù)先稱量的20 g蔗糖放入100 mL燒杯中，加幾滴水?dāng)嚢杈鶆?，再加?5 mL濃H2SO4，用玻璃棒迅速攪拌。觀察物質(zhì)顏色、體積的變化，聞氣味并撫摸燒杯外壁?，F(xiàn)象蔗糖由白變黑，體積膨脹，呈疏松海綿狀，有刺激性氣味氣體生成，放出大量的熱。設(shè)疑蔗糖分子式為C12H22O11，是有機(jī)物。請大家根據(jù)現(xiàn)象分析，該實驗體現(xiàn)了濃H2SO4的哪些性質(zhì)?分析蔗糖為含C、H、O元素的有機(jī)物，遇濃H2SO4會炭化，體現(xiàn)濃H2SO4的脫水性。反應(yīng)為C12H22O1112C11H2O。黑色物質(zhì)體積膨脹為疏松多孔狀，說明有氣體產(chǎn)生，那么氣體是哪一種，如何形成的?過渡要知道答案，必須學(xué)習(xí)硫酸的另一個重要特性強(qiáng)氧化性。板書（3）強(qiáng)氧化性設(shè)問我們在學(xué)習(xí)酸的通性時知道，活潑金屬可與酸反應(yīng)生成H2，稀H2SO4具有酸的通性，稀H2SO4能否和銅反應(yīng)？為什么？生不能。因為在金屬活動順序表中，銅排在氫的后面，不能置換出稀H2SO4中的氫。追問那么，濃H2SO4能否與銅反應(yīng)呢？演示濃硫酸與銅的反應(yīng)。如右圖，反應(yīng)之后，將試管里的混合液倒入盛少量水的小燒杯中，觀察溶液顏色。提問請描述實驗現(xiàn)象。回答未加熱時，無明顯現(xiàn)象。當(dāng)加熱時，液體變黑，產(chǎn)生無色氣體，氣體能使品紅溶液褪色并使石蕊溶液變紅。小燒杯中的溶液呈藍(lán)色。討論銅與濃硫酸反應(yīng)需什么條件?據(jù)實驗現(xiàn)象推測反應(yīng)生成物，注意試管口部棉團(tuán)的作用，試寫出反應(yīng)方程式。分析加熱條件下，銅可與濃硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體能使品紅溶液褪色，使紫色石蕊溶液變紅，說明是二氧化硫。反應(yīng)后被稀釋的液體呈藍(lán)色，說明生成了CuSO4。由于SO2是有毒氣體，所以少量尾氣用浸有堿液的棉團(tuán)處理，以防污染空氣。反應(yīng)方程式為：板書Cu2H2SO4（濃）CuSO4SO22H2O設(shè)疑（投影）上述反應(yīng)中：氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物各是何物?反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比，還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比各為多少?濃硫酸在反應(yīng)中的作用是什么?分析Cu為還原劑，氧化產(chǎn)物為CuSO4，濃H2SO4是氧化劑，還原產(chǎn)物為SO2。反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比為12，而還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為11，說明濃H2SO4一方面表現(xiàn)出氧化性同時又和金屬元素結(jié)合成鹽表現(xiàn)出酸性。問題探究上述反應(yīng)中濃H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4是否具有氧化性?兩者相比有何差別?舉例說明。教師引導(dǎo)注意其元素化合價的變化。生濃硫酸的氧化性由其分子中（最高價）引起。稀硫酸也有氧化性，如n2H=n2H2，由H表現(xiàn)，而CuH2SO4（?。┎环磻?yīng)。可見，H的氧化性比的氧化性弱且還原產(chǎn)物不同。設(shè)問銅在金屬活動性順序表中位于氫之后，而能被濃H2SO4氧化，那么在氫之前的金屬是否更容易被其氧化呢?生肯定是！展示鋁條，做下面的實驗補充演示鋁和濃H2SO4的作用。設(shè)計如下：將一根隨時處理完氧化膜的鋁條迅速置于盛飽和CuSO4溶液的試管中，過一會兒取出。（可用熱NaOH溶液處理氧化膜，整個過程要迅速，以防鋁再被氧化）分析鋁條表面覆蓋紅色金屬銅：2Al3Cu2=2Al33Cu把鋁條表面的銅用砂紙打掉洗凈后，將其插入盛濃H2SO4的試管中，12分鐘后取出。分析潔凈鋁條置于濃H2SO4中無明顯現(xiàn)象，難道不反應(yīng)嗎?把中的鋁條放入飽和CuSO4溶液中，過一會兒取出。分析鋁條表面無紅色物質(zhì)析出。對比，現(xiàn)象不同，那么在中一定發(fā)生了某種反應(yīng)。閱讀P131倒數(shù)第二自然段。講解由于濃H2SO4有強(qiáng)氧化性，可使某些金屬如Fe、Al等表面因氧化生成一層致密的氧化膜，阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)跟濃H2SO4反應(yīng)，這種現(xiàn)象稱為“鈍化”。正因為如此，常溫時，常把濃H2SO4存放在鐵質(zhì)、鋁質(zhì)容器里。但若加熱，則會反應(yīng)。把中鋁條取出，置于濃H2SO4中，加熱，觀察。小結(jié)a.加熱條件下，濃H2SO4可氧化絕大多數(shù)金屬（Au、Pt等除外），但不產(chǎn)生H2。說明H之前金屬與濃H2SO4反應(yīng)，產(chǎn)物復(fù)雜，大綱不作要求，但要注意反應(yīng)不產(chǎn)生H2。濃H2SO4與不活潑金屬反應(yīng)，一般被還原為SO2。b.常溫下，濃H2SO4可使Fe、Al鈍化。強(qiáng)調(diào)“鈍化”并非不反應(yīng)，是因氧化而鈍化。c.濃H2SO4與金屬反應(yīng)表現(xiàn)酸性和氧化性。過渡濃H2SO4的氧化性之強(qiáng)還體現(xiàn)在能跟一些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。板書C2H2SO4（濃）CO22SO22H2O問題探究根據(jù)濃H2SO4的脫水性和強(qiáng)氧化性，解釋蔗糖炭化后，能夠體積膨脹、形成疏松多孔的海綿狀炭及有刺激性氣味氣體產(chǎn)生的原因。學(xué)生分組討論后自愿回答生在蔗糖內(nèi)加入了幾滴水，濃硫酸遇水放出大量的熱，此時，蔗糖被濃硫酸炭化，反應(yīng)生成的炭又繼續(xù)和濃H2SO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生有刺激性氣味的SO2氣體，同時生成CO2，從而會出現(xiàn)體積膨脹、疏松多孔海綿狀炭并伴有刺激性氣味。師以上現(xiàn)象是濃H2SO4吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性的共同體現(xiàn)。問題探究我們在前面對H2S的學(xué)習(xí)中，知道H2S具有較強(qiáng)的還原性，那么，它能否和濃H2SO4反應(yīng)？若反應(yīng)，生成什么？學(xué)生回答，教師板書H2S+H2SO4（濃）=S+SO2+2H2O參考練習(xí)（投影）1.下列現(xiàn)象反映了硫酸的哪些主要性質(zhì)（填空）：（1）濃硫酸滴在木條上，過一會兒，木條變黑。_（2）敞口放置濃硫酸時，質(zhì)量增加。_（3）鋅粒投入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生。_（4）把銅片放入濃硫酸里加熱，有氣體產(chǎn)生。_（5）利用濃硫酸和食鹽固體反應(yīng)可制HCl氣體。_（6）濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。_（7）利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應(yīng)可制H2S氣體。_答案：脫水性 吸水性 酸性 酸性和強(qiáng)氧化性 難揮發(fā)性 強(qiáng)氧化性 強(qiáng)酸性2.常溫下，下列物質(zhì)可盛放在鐵制容器中的是A.鹽酸 B.稀硫酸 C.濃硫酸 D.硫酸銅溶液解析：此題考查有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)。鹽酸、稀硫酸與鐵發(fā)生反應(yīng)：Fe2H=Fe2H2，鐵被腐蝕；硫酸銅溶液可與鐵發(fā)生反應(yīng)：Cu2Fe=CuFe2，鐵被腐蝕；常溫下，濃硫酸可使鐵鈍化而生成保護(hù)膜。所以選擇答案C。答案：C小結(jié)本課時重點學(xué)習(xí)了硫酸的性質(zhì)。硫酸是典型的強(qiáng)酸，稀硫酸具有酸的通性，濃硫酸具有吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性等特性。濃硫酸的強(qiáng)氧化性是我們本節(jié)課所學(xué)重點。布置作業(yè)課本習(xí)題一、二課后思考：組裝一套實驗裝置，驗證木炭與濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物。板書設(shè)計第三節(jié) 硫酸（第一課時）一、硫酸（一）稀硫酸具有酸的通性H2SO4=SO2H（二）濃硫酸的性質(zhì)1.物理性質(zhì)2.特性（1）吸水性（2）脫水性（3）強(qiáng)氧化性Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2+2H2OC+2H2SO4（濃）CO2+2SO2+2H2OH2S+H2SO4（濃）=S+SO2+2H2O教學(xué)說明本課時主要采用了實驗、啟發(fā)、設(shè)疑、探究相結(jié)合的教學(xué)方法，并注重新舊知識的聯(lián)系。由于本課時涉及的知識點較多，單純地講解容易讓學(xué)生有枯燥、乏味、零亂之感。因此，本課時充分利用了化學(xué)實驗這一重要媒體，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、推理、抽象概括，以加強(qiáng)教學(xué)的直觀性、生動性、趣味性，并調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，除實驗外，還增加了問題探究，意在訓(xùn)練學(xué)生實驗、觀察、分析、思維及解決問題的能力，從而更好地掌握濃硫酸的特性。