（必修2）5.1.3 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 教学设计（1）

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第五章　化工生产中的重要非金属元素
第1节　硫及其化合物
第3课时　硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化


本节是人教版第五章第一节硫及其化合物的内容。本节内容主要包括：硫、二氧化硫和硫酸的性质，硫酸根离子的检验，不同价态含硫物质的转化。教材首先根据硫在元素周期表中的位置，利用原子结构和元素周期律的相关知识，从化学变化的视角考虑硫单质能否与金属单质、非金属单质、化合物等发生反应，使学生掌握研究非金属单质性质的基本思路；之后，根据物质类别研究硫的化合物（包括二氧化硫、硫酸）的化学性质。教材以工业制硫酸的生产原理为载体，从氧化还原的角度来综合认识含硫化合物的氧化性和还原性，并结合浓硫酸与铜反应的实验，基于证据探究浓硫酸的氧化性。接下来，设计“硫酸根离子的检验”实验，对构成物质的离子进行检验，提升学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。最后，设置“不同价态含硫物质的转化”探究活动，要求学生从物质类别和元素价态变化的角度，应用氧化还原反应原理设计实验方案，选择适当的实验试剂，探究不同价态含硫物质的转化，提升学生“变化观念”等学科核心素养。
《普通高中化学课程标准(2017版)》对本节的要求：结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解硫及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。其情景素材建议为：火山喷发中含硫物质的转化；“雷雨发庄稼”；工业制硫酸；食品中适量添加二氧化硫的作用（去色、杀菌、抗氧化）；酸雨的成因与防治。实验及探究活动：浓、稀硝酸的性质；二氧化硫的性质；浓硫酸的性质；溶液中SO42-等离子的检验。因此内容安排三个课时：第一课时为硫和二氧化硫，第二课时为硫酸，第三课时为硫酸根离子的检验，不同价态含硫物质的转化。本节为第三课时的内容。


【学习目标】
    1、了解硫酸根离子的检验。
2、了解不同价态含硫物质之间的转化。
3、能利用氧化还原反应原理设计不同价态物质之间的相互转化。
【核心素养】
    1、通过对不同价态含硫物质之间相互转化的学习，培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养；
2、知道不同价态物质之间能相互转化，使学生形成变化观的素养。


1、硫酸根离子的检验。
2、不同价态含硫物质的转化。


多媒体、稀硫酸、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、稀盐酸试管夹、试管、胶头滴管、铁架台等


【实验探究】
    在三支试管中分别加入少量稀硫酸、Na2SO4溶液和Na2CO3溶液，然后各滴入几滴BaCl2溶液，观察现象。再分别加入少量稀盐酸，振荡，观察现象。


【过渡】从这个实验中你能够得出什么结论？写出相关反应的离子方程式。


【讲解】
一、硫酸根离子的检验
(1) 结论：检验SO42-的正确操作方法:
被检液
取清液
有无白色沉淀产生(判断有无SO42-)。
(2) 注意：先加稀盐酸的目的是_______________________。
【思考】
        现在我们炒菜用的精盐又细又白，你知道精盐是由粗盐经过什么样的程序制得的吗？粗盐经溶解、过滤和蒸发后还含有硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。如何进行粗盐提纯吗？


【思考与讨论】粗盐的提纯
(1) 经溶解、过滤、蒸发操作得到的粗盐中含有一些可溶性硫酸盐及CaCl2、MgCl2等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们，应加入什么试剂？

• 加入你选择的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法除去这些离子？
  

• 设计除去杂质的实验方案时，除了要考虑所加试剂的种类，还要考虑哪些问题？
  

【讲解】
二、粗盐的提纯

• 为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入。
  

• 通常加入试剂的几种顺序：
  

①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸
②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸
③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸
【课堂练习】
为了除去粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4及泥沙，可将粗盐溶于水，通过如下几个实验步骤，可制得纯净的食盐水：①加入稍过量的Na2CO3溶液；②加入稍过量的NaOH溶液；③加入稍过量的BaCl2溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤过滤，不正确的操作顺序是（　　）
A． ⑤③②①⑤④                    B． ⑤③①②⑤④
C． ⑤②③①⑤④                    D． ⑤②①③⑤④
【资料卡片】


【资料卡片】介绍自然界中硫的存在和转化


【方法导引】化学实验设计
   化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的实验目的，运用化学知识与技能，按照一定的实验方法，对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。
    运用化学实验设计时，应遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。化学实验设计一般以实验设计方案的形式呈现，通常包括实验课题、实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。
【过渡】那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化？
【探究】实验室不同价态含硫物质的转化


(1)尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质，并根据硫元素化合价的变化，分析各种物质在反应中表现的是氧化性还是还原性。
(2)从上述转化关系中设计实验实现其转化。
(3)综合考虑实验安全和环境保护，选择一种实验方案进行实验。


【总结】含硫物质的价类二维图


【化学与职业】化工工程师
化工工程师是解决人类在生产、生活等领域面临的化工相关问题的专业技术人才，工作在石油炼制、化肥生产、医药开发和环境治理等了领域。主要工作是依据科学原理，统筹各方面的资源，设计化工生产的工艺流程，并监控生产过程，及时解决生产中遇到的技术问题。
化工工程师需要具有高度的社会责任感、团队精神、全局观念、风险管控意识和创新能力，并具备化学、化工、安全、经济、环境等方面的专业知识。
【课堂练习】
1、常温下单质硫主要以S8形式存在。加热时，S8会转化为S6、S4、S2等。当温度达到750 ℃时，硫蒸气主要以S2形式存在(占92%)。下列说法中正确的是(　　)
A． S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B． 不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成二氧化硫
C． S2、S4、S6、S8都是硫元素形成的单质，为同种物质
D． 把硫单质在空气中加热到750℃即得S2
2、FeS2的结构类似于Na2O2，是一种过硫化物，与酸反应时首先生成H2S2，H2S2类似于H2O2，易分解：H2S2===H2S＋S↓。实验室制取H2S时，某学生误将FeS2当作了FeS，反应完后，不可能生成的物质为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A． H2S                               B． S
C． Fe2＋                              D． Fe3＋
3、实验室用硫酸和硫化亚铁反应制取少量硫化氢气体，装置中可能涉及如图组件。关于这些组件的说明正确的是(　　)


A． ①能控制气体发生速度
B． 若气体不纯而万一发生爆炸，②具有保护装置的作用
C． ③用于硫化氢的干燥和收集
D． ④用于硫化氢的尾气处理
4、对于反应：2SO2+O2
2SO3叙述不正确的是 (　　)
A． 该反应是可逆反应，在相同条件下，反应可同时向两个方向进行
B． 1 mol氧气与2 mol二氧化硫混合发生反应能生成2 mol 三氧化硫
C． 在该反应中二氧化硫作还原剂，氧气作氧化剂
D． 该反应有0.4 mol电子发生转移时，生成三氧化硫0.2 mol
5、已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)


A． X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B． 若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C． 若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水中，一定有白色沉淀产生
D． 工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂


整节课讲练结合，讲能阐述清楚概念的内涵和外延，练起到了加深学生对概念的理解，探究如何能深入到学生学习化学的整个过程之中，让“探究”常态化，而不流于形式，还需要对知识点，对学生进行深层次了解。本节课趣味性比较强，通过对浓硫酸性质的学习，培养学生论据推理与模型认知的化学核心素养。通过对化学实验的设计及操作的学习，培养学生科学探究与创新意识的化学核心素养。在本节课还注重“教”“学”“评”一体化，在对学生回答做评价时，如何给予艺术性的评价，做到既准确，又能很好把握激励的度，让学生的心智得以健康发展，做为教师，语言功底还要加深。如何能在教师演示实验中，引导学生探究，做到教师“手动”，学生“脑动”，也是一个值得研究的问题。