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 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章　化工生产中的重要非金属元素 第一节　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 教学目标： 1.能掌握硫酸根离子的检验。 2.能从“价－类”二维图和氧化还原的视角分析理解含硫物质的转化，并能设计实验进行探究或验证，增强对氧化还原反应的认识。 3.理解粗盐提纯的实验原理、操作步骤。 素养目标： 1.科学探究与创新意识：能设计实验进行硫酸根离子的检验、粗盐的提纯、含硫化合物的转化的实验。 2.证据推理与模型认知：能建立“价－类”二维图的认知模型，能基本元素的化合价的证据分析推理含硫物质的转化。 教学重难点： 教学重点：硫酸根离子的检验、粗盐的提纯 教学难点：含硫化合物的转化 教学过程： 【实验5-4】SO42-的检验 任务1：三、硫酸根离子怎么检验 先加稀盐酸的目的是___________________________。 注意 BaCl2、Ba(OH)2等可溶性银的化合物和BaCO3有毒！使用时须做好个 人防护，相关废弃物应进行无害化处理。 思考与讨论： 现在我们炒菜用的精盐又细又白。我们初中曾学过的用溶解、过滤、蒸发的方法提纯粗盐(含泥沙以及一些可溶性的硫酸盐、CaCl2、MgCl2等杂质)，这样得到的食盐是精盐吗？为什么？ (1)经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2等杂质。如果按照下表所示顺序除去它们，应加入什么试剂？写出相关反应的离子方程式（可以参考附录Ⅱ） (2)加入你选择的试剂除去杂质后，有没有引入其他离子？用什么方法可以除去这些离子？ 有，要在后续步骤中加入过量试剂除去。 (3)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? 要考虑不引入新杂质；所加试剂要适当过量，将杂质除尽；引入过量的杂质在后续步骤中易于除去。 ★除杂的原则：不增、不减、易分、易复原 (4) 除去食盐中可溶性杂质时，加入BaCl2 、NaOH的顺序能不能颠倒？能不能将Na2CO3放在BaCl2之前加入？为什么？ 能，对除杂无影响；不能，否则过量的BaCl2无法除去， 因此，Na2CO3总是在BaCl2后面加入。 除去食盐中的可溶性杂质的流程（先将食盐溶于水）: 任务2：除去食盐中的可溶性杂质的实验步骤及操作方法: (5)怎么证明你所加的SO42-、Mg2+、Ca2+、Ba2+已沉淀完全？ 取上层清液少许于试管中，继续加入2－3滴相应的试剂，不再生成沉淀。 任务3：四、不同价态含硫物质的转化 自然界中硫的存在和转化 硫元素广泛存在于自然界中，是植物生长不可缺少的元素，组成生命体的蛋白质中就含有硫。游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层中。在岩层深处和海底的无氧环境下，硫元素与铁、铜等金属元素形成的化合物通常以硫化物的形式存在，如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等。在地表附近，由于受氧气和水的长期作用，硫化物会转化为硫酸盐，如石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4 ·10H2O)等。火山口附近的硫单质会被大气中的氧气氧化成二氧化硫，二氧化硫可被进一步氧化成三氧化硫，二氧化硫和三氧化硫遇水分别形成亚硫酸和硫酸。 从图5－7可以看出，自然界中的含硫物质在一定条件下能够相互转化。这种转化在人工条件下也能发生，硫酸的工业生产就是人类通过控制化学反应条件而实现的含硫物质的相互转化。那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质的相互转化呢？ 不同价态含硫物质的转化 (1)下图是人们总结的不同价态硫元素的转化关系，请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，分析各种物质在氧化还原反应中表现氧化性还是还原性。 (2)从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或几种，设计实验实现转化，并填写下表。 同种元素氧化还原规律： ①邻位价态原则：当硫元素的化合价升高或降低时，一般升高或降低到其相邻的价态，即台阶式升降。 ②同种元素相邻价态粒子不反应。如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应，即使两者氧化性、还原性区分明显。 ③归中律：当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时，一般生成中间价态产物，如-2价S的化合物与+4价S的化合物在酸性环境中生成S单质，S单质与浓硫酸反应生成SO2。 (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。实验过程中及时观察和记录实验现象，并对其进行分析，通过推理得出结论，就你的结论和发现的问题与同学交流。 化学实验设计 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。例如，设计“不同