第2节 硫的转化 第1课时（教学设计）化学鲁科版2019必修第一册

第二节 硫的转化 第1课时 自然界中的硫 一、知识目标 1.了解自然界中硫的存在形式，能将含硫物质在“价 - 类”二维图中呈现。 2.掌握硫单质的物理性质、同素异形体，理解其化学性质（与金属、非金属、热的浓碱液反应）及用途。 3.掌握二氧化硫的物理性质、化学性质（酸性氧化物通性、还原性、氧化性、漂白性）及用途，能比较SO2与CO2性质的异同并进行鉴别和除杂。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识硫及其化合物的性质和用途，从微观上理解硫元素化合价变化与性质的关系。 2.证据推理与模型认知：通过实验现象推理硫及其化合物的性质，建立“价 - 类”二维图模型研究物质性质。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究硫及其化合物的性质，培养科学探究能力和创新思维。 一、教学重点 1.硫单质和二氧化硫的化学性质。 2.硫元素的“价 - 类”二维图。 二、教学难点 1.硫单质与变价金属反应产物的判断。 2. 二氧化硫的还原性和漂白性的理解及应用。 本节教学内容源于鲁科版（2019年版）高中化学必修第一册第三章《物质的性质与转化》第二节《硫的转化》第1课时《自然界的硫》。硫及其化合物是高中化学元素化合物知识体系的重要组成部分，在生产、生活和环境保护等方面具有广泛应用。学习这部分内容，有助于学生全面认识元素化合物的性质和转化规律，培养学生的化学核心素养。 本课时内容包括自然界的硫、认识硫单质和二氧化硫三部分。 教材首先通过引用古代硫的使用，引入新课，激发学生的学习兴趣。接着，引出自然界中硫的存在，并引导学生将含硫物质在“价 - 类”二维图中呈现，帮助学生构建知识框架，理解不同价态硫元素之间的转化关系。在认识硫单质的过程中，详细介绍了硫的物理性质、同素异形体、化学性质和用途，使学生对硫有一个全面的认识。最后，重点讲解了二氧化硫的性质和用途，通过实验探究和对比分析，让学生深入理解二氧化硫的特性。 教学对象是初高中阶段的学生，处于知识的衔接和拓展时期。在初中化学的学习中，学生已经对硫有了初步的了解，知道硫在氧气中燃烧的现象和产物，但对硫的其他性质和含硫化合物的知识了解较少。 在思维能力方面，学生正从形象思维向抽象思维过渡，需要通过实验探究、图表分析等方式，帮助他们更好地理解和掌握知识。 由于学生在初中阶段已经学习了一些常见的物质和化学反应，具备了一定的化学基础知识和实验技能。但对于“价 - 类”二维图等抽象概念的理解可能存在一定困难，需要教师引导学生逐步构建知识体系。同时，学生对化学实验充满兴趣，但在实验操作的规范性和观察分析实验现象的能力方面还有待提高。 因此，在教学过程中，教师应充分利用学生的已有知识和经验，通过创设问题情境、开展实验探究等活动，激发学生的学习兴趣，引导学生积极主动地参与学习，培养学生的科学思维和实践能力。此外，还应关注学生的个体差异，进行有针对性的指导，确保每个学生都能在原有基础上得到发展。 教学环节一 新课导入 【讲解】同学们，在化学的历史长河中，硫元素有着独特的“足迹”。早在东汉时代，有一本叫《周易参同契》的书中记载：“得火则飞，不见尘埃。……将欲制之，黄芽为根”，这里描述的“黄芽”其实就是硫。另外，《魏书》中也提到“云盘盘国有火山，山旁皆焦，溶流数十里，乃凝坚。即石硫黄也” 。李时珍在《本草纲目》中也对硫有相关记载。可见，硫在古代就已经被人们所关注和研究了。 【展示】现在，老师给大家展示一些含硫物质的图片，像黄铁矿、雄黄、雌黄、辰砂，还有石膏、芒硝等。大家可以看到，硫元素以不同的形式存在于自然界中。 【提问】大家思考一下，这些含硫物质在“价 - 类”二维图中应该如何呈现呢？它们之间又有着怎样的转化关系呢？让我们带着这些疑问，一起走进今天关于硫的学习。 设计意图 1.激发学生兴趣：通过展示古代文献中对硫的记载，让学生感受到化学的历史底蕴和文化内涵，引发学生对硫元素的好奇，激发他们的学习兴趣。 2.直观呈现知识：展示含硫物质的图片，将抽象的化学知识以直观的形式呈现给学生，使学生对硫在自然界的存在形式有更清晰的认识，降低学习难度。 3.引发思考，导入新课：提出关于“价 - 类”二维图和物质转化关系的问题，引导学生主动思考，自然地过渡到本节课的学习内容，让学生明确学习目标，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 自然界中的硫 活动一：硫的价类二维图 【提问】同学们，请尝画出“价 - 类”二维图，并将含硫物质填入相应位置。 【学生回答】 【讲解】强调不同价态硫元素与有关类别代表物间的关系，如 价的硫有 、、 等； 价的硫有 、、 等； 价的是； 价的有 、 等。 设计意图 利用“价 - 类”二维图的构建，帮助学生梳理含硫物质的类别和价态关系，加深对自然界中硫的存在形式的理解。 活动二：硫元素在自然界中的存在形式 【讲解】同学们，硫是一种生命元素，组成某些蛋白质时离不开它，这也是煤、石油、天然气等化石燃料中经常含硫的原因。硫元素在自然界中有两种存在形式，游离态和化合态。 【提问】哪位同学能说一说游离态的硫存在于哪里呢？ 【学生回答】存在于火山喷口与地壳的岩层中。 【讲解】非常好。那化合态的硫主要以什么形式存在呢？ 【学生回答】主要以硫化物和硫酸盐的形式存在（如黄铁矿、雄黄、雌黄、辰砂、芒硝、石膏等）。 设计意图 通过讲解和提问，让学生清晰地了解硫元素在自然界中的存在形式，培养学生的观察和总结能力。 教学环节三 认识硫单质 活动一：硫单质的物理性质 【引入】我们已经了解了自然界中硫的存在形式，那硫单质本身有哪些物理性质呢？现在让我们通过视频和图片了解一下。 【问题】思考硫单质具有哪些物理性质，如颜色、状态、熔沸点、溶解性等？ 【学生思考】颜色为黄色或淡黄色；状态是固体，很脆易研磨成粉末；熔沸点不高；不溶于水，微溶于酒精，易溶于 。 【讲解】评价学生的回答，强调硫（俗称硫黄）的物理性质特点。提问：如果试管内壁沾有硫粉，如何清洗呢？引导学生根据硫的溶解性得出用 洗涤的方法。 设计意图 通过观看照片与视频和思考问题，让学生直观地了解硫单质的物理性质，培养学生的观察能力和分析问题的能力。通过清洗试管的问题，加深学生对硫溶解性的理解。 活动二：硫单质的同素异形体 【引入】在学习硫单质的过程中，我们会发现硫有不同的形态，这涉及到同素异形体的概念。 【问题】展示单斜硫和正交硫的图片，介绍它们的熔点（单斜硫熔点为 ，正交硫熔点为 ），提问：什么是同素异形体？硫的这两种形态属于同素异形体吗？还有哪些物质也存在同素异形体的现象？ 【学生回答】同一种元素组成的性质不同的几种单质。判断单斜硫和正交硫属于同素异形体，并举例氧气（）与臭氧（）、金刚石与石墨、红磷与白磷等也存在同素异形体现象。 设计意图 通过图片展示和问题引导，让学生理解同素异形体的概念，拓宽学生对物质存在形式的认识，培养学生的归纳总结能力。 活动三：硫单质的化学性质 【引入】我们已经了解了硫单质的物理性质和同素异形体，接下来我们重点探究硫单质的化学性质。 【问题】 1.硫是一种非金属单质，性质与氧气和氯气相似，预测硫可以与哪些类别的物质反应？ 2.从硫元素的化合价分析 具有什么性质？ 【学生回答】 1.学生根据硫与氧气、氯气性质相似，推测硫可以与金属、非金属等反应。 2.从硫元素的化合价分析，硫元素的常见化合价有 、、、 价， 中硫元素为 价，处于中间价态，既可以升高表现还原性，也可以降低表现氧化性。 【观看视频】观看硫单质与铁单质的反应的视频，观察实验现象。 【实验现象】混合物继续保持红热，生成黑色固体。 【讲解】写出反应方程式 Fe + S=FeS，强调该反应是放热反应，反应放出的热能使反应继续进行。解释为什么只加热混合物一端就能继续反应的原因。对比硫和氯气与铜、铁反应的情况，如 2Cu + S=Cu2S（生成低价的金属硫化物），Cu + Cl2=CuCl2（生成高价的金属氯化物）；Fe + S=FeS，2Fe + 3Cl2=2FeCl3，得出氯气的氧化性比硫强的结论。总结硫在一定条件下能与大多数金属反应生成相应的金属硫化物（如钠、铝、汞等），与变价金属反应生成其低价金属硫化物。 【观看视频】观看硫单质与氧气的反应的视频，观察实验现象。 【实验现象】发出明亮的蓝紫色火焰,放出大量的热,生成一种有刺激性气味的气体 【讲解】写出反应方程式 S + O2=SO2，划火柴时常闻到的一股呛鼻的气味，就是火柴头中的硫燃烧后产生的二氧化硫强调硫与氧气反应，不论氧气是否过量、浓度如何，其一步反应都只能生成 ，不能生成 。写出 H2 + S=H2S，说明在该反应中硫作为氧化剂，具有氧化性。硫还能与热的浓碱液反应，写出反应方程式 3S + 6KOH=2K2S + K2SO3 + 3H2O，该反应中硫体现还原性和氧化性。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 ：1。所以热碱也能用于硫的清洗。 设计意图 通过问题引导，培养学生的逻辑推理能力和化合价分析能力。通让学生直观地了解硫与金属的反应，加深对硫的氧化性的理解，同时比较硫和氯气氧化性的强弱。让学生全面了解硫的化学性质，培养学生对化学反应的归纳总结能力。通过对硫与热的浓碱液反应的分析，进一步加深学生对硫的化学性质的理解，培养学生的氧化还原反应分析能力。 活动四：硫的用途 【讲解】硫主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造黑火药、烟花爆竹等。黑火药爆炸就会发生反应：S + 2KNO3 + 3C === K2S + 3CO2 ↑+ N2 ↑ 设计意图 让学生了解硫的用途，体会化学与生活、生产的紧密联系。 教学环节四 二氧化硫 活动一：二氧化硫的物理性质 【引入】同学们，在生活中我们有时会闻到一些刺鼻的气味，比如在燃烧含硫的煤炭时。有一种气体和这种情况密切相关，它就是二氧化硫。今天我们就来深入学习二氧化硫的相关知识，首先看看它的物理性质。 【问题】二氧化硫具有哪些物理性质呢？ 【学生思考】 1.二氧化硫是无色气体，有刺激性气味。 2.得出二氧化硫的密度比空气大，易溶于水，并且有毒。 【讲解】大家回答得很准确。二氧化硫这种无色但有刺激性气味的气体，由于其密度比空气大，所以在空气中容易沉降。而它易溶于水的性质，在一些工业废气处理中会被利用到。同时，一定要记住它是有毒气体，在接触时要做好防护措施。 设计意图 通过问题让学生了解二氧化硫的物理性质，培养学生的总结与思考的能力。 活动二：二氧化硫的化学性质 【引入】了解了二氧化硫的物理性质后，接下来我们重点探究二氧化硫的化学性质。化学性质往往决定了物质在化学反应中的表现和用途，所以这部分内容非常重要。 【问题】从课件中我们知道二氧化硫是酸性氧化物，那么它能和哪些物质发生反应呢？请结合化学方程式说明。 【学生回答】 1. 二氧化硫能与水反应，化学方程式为。 2.二氧化硫能与碱反应，如，当二氧化硫过量时。 3.二氧化硫能与碱性氧化物反应，例如，（煤炭固硫）。 【讲解】大家总结得很好。二氧化硫作为酸性氧化物，与水反应生成亚硫酸，这是一个可逆反应。与碱反应时，根据二氧化硫的量不同会生成不同的盐。而与碱性氧化物反应在煤炭固硫中有着重要应用，能减少二氧化硫的排放，保护环境。 【问题】二氧化硫还具有还原性，它能与哪些物质发生体现还原性的反应呢？ 【学生回答】 1. 二氧化硫能与反应，化学方程式为。 2.二氧化硫通入酸性溶液中，能使高锰酸钾溶液紫色褪色，反应的离子方程式为。 3.二氧化硫能与反应，化学方程式为。 【讲解】在这些反应中，二氧化硫都表现出了还原性，化合价升高。例如在与氧气反应中，二氧化硫被氧化为三氧化硫；在与高锰酸钾反应中，二氧化硫被氧化为硫酸根离子。这些反应在化学实验和工业生产中都有重要意义。 【问题】二氧化硫也有氧化性，它与反应有什么现象和产物呢？ 【学生回答】二氧化硫与反应会生成淡黄色或黄色固体，化学方程式为。 【讲解】评价、强调：这个反应中二氧化硫表现出氧化性，将硫化氢中的硫氧化为单质硫，这是一个典型的归中反应。通过这个反应我们可以看到二氧化硫在不同反应中表现出不同的性质。 【问题】二氧化硫还有漂白性，通过什么实验可以证明呢？ 【学生回答】通过将二氧化硫通入品红溶液的实验，现象是品红溶液褪色，加热后又恢复到红色，说明二氧化硫有漂白性，但生成的无色物质不稳定。 【讲解】这个实验是检验二氧化硫的重要方法。下表是常见漂白剂及漂白原理，可以发现二氧化硫的漂白原理和其他漂白剂不同，它是与有色物质化合生成不稳定的无色物质，加热后又会分解恢复原来的颜色。 类型 吸附型 氧化型 化合型 物质 活性炭 氯水、次氯酸 二氧化硫 漂白原理 吸附漂白 利用强氧化性漂白 与有色物质化合生成不稳定的无色物质 变化类别 物理变化 氧化还原反应 化学变化 漂白特点 - 不可逆 加热恢复原色 能漂白的物质 一般用于溶液漂白 可漂白所有有机色质 具有选择性，如品红、棉、麻、草等 设计意图 通过问题逐步探究二氧化硫的化学性质，提高学生的课堂参与度，培养学生的思考能力，让学生更好的认识到二氧化硫的化学性质。 活动三：二氧化硫的用途 【引入】我们学习了二氧化硫的性质，那么这些性质决定了它有哪些用途呢？接下来我们就来探讨一下二氧化硫的用途。 【问题】请同学们结合生活实际，说说二氧化硫有哪些用途？ 【学生回答】 1. 二氧化硫可以作为食品添加剂，在一些食品加工中使用。 2.二氧化硫可以用于制硫酸，是制硫酸的重要原料。 3.二氧化硫有杀菌消毒的作用。 【讲解】二氧化硫作为食品添加剂时，要严格控制用量，因为它毕竟是有毒物质。在制硫酸的工业生产中，二氧化硫先被氧化为三氧化硫，再与水反应生成硫酸。而它的杀菌消毒作用在一些特定的环境中也有应用。但同时我们也要注意，二氧化硫的排放如果不加以控制，会对环境造成严重污染。 设计意图 让学生了解二氧化硫的用途，体会化学与生活、生产的紧密联系。 活动四：SO2与CO2的比较 【引入】二氧化硫和二氧化碳都是常见的酸性氧化物，它们在性质上有相似之处，但也有不同。接下来我们就对比学习一下它们的性质。 【问题】二氧化硫和二氧化碳有哪些相同点呢？ 【学生回答】 1.它们都能使紫色石蕊试液变红，因为都能与水反应生成相应的弱酸。 2.它们都能与反应，生成相应的盐。 3.它们都能与反应，开始都会生成白色沉淀，继续通入气体沉淀又会变澄清。 4.它们都能与相应正盐溶液反应，生成酸式盐，如和。 【讲解】这些相同点体现了它们作为酸性氧化物的共性。它们与水反应生成酸，与碱性氧化物和碱反应生成盐。在与正盐溶液反应时，都遵循一定的化学规律。 【问题】二氧化硫和二氧化碳有哪些不同点呢？ 【学生回答】 1.二氧化硫有还原性，能与一些强氧化剂反应，而二氧化碳没有还原性。 2.二氧化硫有漂白性，能使品红溶液褪色，而二氧化碳没有漂白性。 【讲解】这些不同点是区分它们的关键。利用二氧化硫的还原性和漂白性，可以对它们进行鉴别和分离。 【问题】如何除去中混有的呢？有哪些方法？ 【学生回答】 1.可以利用的还原性，通过一些氧化剂将氧化除去。 2.可以利用亚硫酸的酸性比碳酸强，用饱和碳酸氢钠溶液除去。 【讲解】这两种方法都有其原理。利用还原性时，要选择合适的氧化剂，不能与二氧化碳反应。用饱和碳酸氢钠溶液时，二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，既除去了二氧化硫又增加了二氧化碳的量。 【问题】如何鉴别和呢？ 【学生回答】 1.可以利用的还原性，如将气体通入酸性溶液，若溶液褪色则是。 2.可以利用的漂白性，将气体通入品红溶液，若溶液褪色则是。 3.可以用氢硫酸溶液鉴别，若有淡黄色固体生成则是。 【讲解】这些鉴别方法都是基于它们性质的差异。在实际操作中，可以根据具体情况选择合适的方法。 设计意图 通过问题让学生自主思考二氧化硫与二氧化碳的区别，与之前的知识相融合，让学生更好的理解记忆二氧化硫的相关性质。 第一节 硫的转化 第1课时 自然界中的硫 一、自然界中的硫 1.游离态：火山口附近、地壳岩层 2.化合态：黄铁矿（FeS₂）、雄黄（As₄S₄）、雌黄（As₂S₃）、辰砂（HgS）、芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）、石膏（CaSO₄·2H₂O）等 2、 认识硫单质 1.物理性质 o颜色：黄色或淡黄色 o状态：固体 o熔沸点：不高 o溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS₂ 2.同素异形体：单斜硫、正交硫 3.化学性质 o氧化性：与金属反应（Fe、Cu等）生成低价金属硫化物 o还原性：与氧气反应生成SO₂ o与热碱液反应：3S + 6KOH = 2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O 4.用途：制硫酸、化肥、火柴、杀虫剂等 3、 二氧化硫 1.物理性质 o颜色状态：无色气体 o气味：刺激性气味 o密度：比空气大 o溶解性：易溶于水 o毒性：有毒 2.化学性质 o酸性氧化物：与水、碱、碱性氧化物反应 o还原性：与O₂、Cl₂、KMnO₄反应 o氧化性：与H₂S反应 o漂白性：使品红褪色，加热恢复原色 3.用途 o食品添加剂 o制硫酸 o杀菌消毒 4、 SO2和CO2性质比较及除杂、鉴别 1.相同点：与水、碱、碱性氧化物反应 2.不同点：SO₂有还原性、漂白性，CO₂没有 3.除杂：利用SO₂还原性或亚硫酸酸性比碳酸强 4.鉴别：利用SO₂还原性、漂白性、与氢硫酸反应 1.下列关于硫的说法不正确的是（D） A．游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里 B．单质硫既有氧化性，又有还原性 C．试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去 D．硫与铁、铜反应，生成FeS、CuS 2.下列变化可以说明SO₂具有漂白性的是（C） A.SO₂通入溴水中，溴水褪色 B.SO₂通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液的紫红色褪去 C.SO₂通入品红溶液中，溶液的红色褪去 D.SO₂通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液的红色褪去 3.下列化学实验中，能证明某种中学常见气体为SO₂的是（C） ①能使澄清的石灰水变浑浊　 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红　 ③既能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊　 ④将其通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸　 ⑤通入溴水，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO₃)₂溶液，有白色沉淀产生。 A．都能证明 B．都不能证明 C．③⑤都能证明 D．只有⑤能证明 在本节课的教学中，我通过引入古籍记载激发学生兴趣，引导学生探究硫及其化合物的性质。在讲解过程中，结合实验现象和化学反应方程式，帮助学生理解硫单质和二氧化硫的性质。但在教学过程中也存在一些不足，比如对部分抽象概念的讲解还不够深入，学生理解起来有一定难度。在今后的教学中，我会更加注重教学方法的多样性，运用更多的实例和类比，让抽象知识变得更加直观易懂。同时，增加课堂互动环节，及时了解学生的学习情况，调整教学节奏和方法，提高教学效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$