5.1《不同价态含硫物质的转化》教学设计 2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

《不同价态含硫物质的转化》教学设计 【课 题】硫及其化合物 【授课对象】高一学生 【教 材】人教版高中化学必修二 第五章 第一节（2019版） 【课时安排】40分钟 1、 教材分析 1. 普通高中化学课程标准要求： （1） 知识理解层面：从硫元素的化合价及物质性质的视角，了解含硫物质转化的原理，构建含硫物质的转化模型。通过不同价态含硫物质的转化实验，理解化学反应中元素价态的变化规律，认识到物质的性质和转化是有条件的。 （2） 实验探究层面：通过实验探究不同价态含硫物质的转化，让学生学习实验设计的原则和方法，培养学生的实验操作技能和科学探究能力。 （3） 认知应用层面：结合真实情境中的应用实例或实验探究，了解硫及其重要化合物的主要性质。认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 2. 教科书内容与体系安排 教科书首先在“硫的单质”部分建立硫元素的基础认知框架：通过硫与铁、氧气的反应实验，让学生观察到硫在不同条件下可表现氧化性（如生成 FeS）或还原性（如生成 SO2），初步形成“硫元素存在多种价态”的直观认识。在前一小节中已经通过对比讨论以及实验探究过二氧化硫的双重性和硫酸的强氧化性，本节内容将引导学生完成硫的“价-类二维图”模型构建及含硫物质转化规律总结。 2、 学情分析 1. 认知层面 学生在必修一已掌握氧化还原反应的基本概念（如化合价升降、电子转移）和物质分类方法（如酸性氧化物、酸的通性），并通过钠、氯、铁等元素的学习建立了“物质类别 + 价态变化”的初步分析框架。但硫元素的特殊性（如+ 4价硫的双重性、浓硫酸的强氧化性）仍会引发认知冲突。 2. 能力层面 学生已经初步具备了简单化学实验探究能力，能够在宏观的层面观察、理解、分析化学实验，能通过合作探究完成实验得出结论。但学生自主设计实验、分析实验异常等能力仍有待提高。 3、 教学与评价目标 1. 教学目标 （1） 能说出硫元素的常见价态及对应物质，能解释不同价态含硫物质转化的本质是氧化还原反应，能判断转化所需的氧化剂或还原剂，能分析含硫物质转化的基本规律。 （2） 通过分析生活情境如葡萄酒中的SO2，培养从化学视角解释生活现象的能力。通过观察记录现象，分析得出结论，培养科学探究能力。 （3） 认识硫元素转化在生活、环境中的应用，体会化学与社会的联系。形成严谨的实验态度和“绿色化学理念”。 2. 评价目标 （1） 利用硫元素价态与物质对应关系，从基础列举到高阶推导，评价学生对转化规律、氧化还原本质及方程式书写的掌握，体现从识记到运用的层级递进。 （2） 从操作规范性、现象记录准确性、原理分析及方案设计，并按步骤完成到自主优化方案，评估学生实验技能与探究能力的发展水平。 （3） 关注化学与生活关联、绿色安全意识、辩证思维及社会责任感，从认知应用到主动践行，衡量学生学科素养与综合素养的提升。 4、 教学重难点 1. 重点：硫元素常见价态及对应物质的转化关系；氧化还原反应在转化中的应用。 2. 难点：设计合理的实验方案实现指定价态的转化；分析转化过程中氧化剂、还原剂的选择。 5、 教法与学法 1. 教法：启发式教学法、实验探究法、情境创设法。 2. 学法：实验探究法、观察法、讨论法。 六、教学过程 环节一：趣味情境，导入新课 教学任务 师生活动 评价目标 任务1: 葡萄酒中的“硫”之谜 任务2:回顾硫的价态与物质 【教师】展示葡萄酒标签，聚焦二氧化硫（SO2）成分，提问：为什么葡萄酒要添加SO2？ 【学生】防腐、抗氧化。 【资料】SO2在酒中会变成 H2SO4（+6 价）或 H2S（-2价），过量H2S会导致酒有臭鸡蛋味，SO2残留过多则影响口感。 【教师】追问：SO2（+4 价）为什么能变成+ 6价和-2价？这与硫的价态有什么关系？ 【学生】自主完成“硫元素价态 — 物质”对应表（示例：-2 价：H2S、Na2S；0价：S；+4 价：SO2、H2SO3；+6 价：H2SO4、Na2SO4）。 【教师】价态决定性质 —— 低价态硫可能有还原性，高价态可能有氧化性，中间价态可能既有氧化性又有还原性。 1.能结合生活经验推测，评价学生对化学与生活联系的感知能力。 2.能关注到 “价态变化” 是核心问题，评价学生从情境中提取关键化学信息的能力。 1. 能准确匹配硫元素价态与对应物质，评价学生对基础知识的掌握程度。 2. 能初步判断物质的氧化还原性，评价学生运用价态分析物质性质的逻辑思维。 环节二：实验探究，证据推理 教学任务 师生活动 评价目标 任务3：价态转化的实验验证 合作探究 分组任务（2 组，每组完成 2 个转化，教师巡回指导）： 第一组： ① -2→0 价：向Na2S溶液中滴加双氧水，观察现象。 ② +4→+6 价：SO2水溶液中滴加BaCl2溶液后，滴加H2O2溶液，观察现象。 第二组： ① +6→+4 价：观察教师提前准备的 “铜与浓 H2SO4共热” 装置，气体通入品红溶液，观察现象。 ②+4→0 价：SO2通入 H2S 溶液，观察现象。 安全提示：强调 H2S、SO2的毒性，尾气用 NaOH 溶液吸收。 1. 评价学生实验操作的规范性。 2. 评价学生观察并准确记录实验现象的能力。 3. 评价学生对现象的初步分析能力。 4.评价学生小组合作的效率。 环节三：讨论总结，原理建模 教学任务 师生活动 评价目标 任务4：构建价态转化规律 【学生】小组汇报：每组选 1 个转化任务，描述现象、写出反应方程式，分析硫元素价态变化。 师生共同归纳： 低价→高价：需氧化剂（如 H2O2）； 高价→低价：需还原剂（如 Cu）； 中间价态（+4）：可升可降（如 SO2既可被氧化为 + 6，也可被还原为 0）。 【学生】用 “价态数轴” 梳理关系：-2 ↔ 0 ↔ +4 ↔ +6。 【规律总结】规律1: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，相邻价态的两物质间不发生氧化还原反应。 规律2:最低价态只有还原性，最高价态只有氧化性，中间价态既有氧化性又有还原性。与弱氧化剂作用时，被氧化成相邻的高价态；与弱还原剂作用时，被还原成相邻的低价态。 规律3: S能发生自身氧化还原反应(即歧化反应)，在反应时分别升至和降至与其相邻的价态。 规律4:含硫物质有典型的归中反应。 1. 评价学生能否清晰表达实验结论（现象、方程式、价态变化），语言是否规范。 2. 评价学生能否参与规律归纳氧化剂以及还原剂的作用，逻辑是否合理。 3. 评价学生能否理解价态转化的本质是氧化还原反应。 4.评价学生对氧化还原反应基本规律的掌握程度。 环节四：化学生活，视野拓展 教学任务 师生活动 评价目标 任务5：应用化学知识解决实际问题 【教师】问题：某化工厂用硫黄制硫酸时，尾气含 SO2（+4价），若直接排放会污染空气。现需设计方案将尾气中SO2转化为可利用的物质，如Na2SO3、S、H2SO4。 学生分组讨论，用化学方程式表示核心反应。 【教师】葡萄酒酿造中，如何检测SO2已经过量？ 【资料】碘量法：取酒样，加入淀粉指示剂，用碘标准溶液滴定。SO2具有还原性，会与 I2反应使溶液变蓝，根据消耗碘的量计算 SO2浓度，超过标准值即为过量。 比色法：利用 SO2与特定试剂（如盐酸副玫瑰苯胺）反应生成有色物质，通过比色计测定吸光度，与标准曲线对比确定浓度。 1.评价学生运用价态转化规律分析实际问题的能力。 2. 评价学生能否写出关键反应的化学方程式，体现知识的迁移应用能力。 任务6：总结并完成课堂练习 1. 小结：以 “价态数轴” 回顾核心知识，强调氧化还原反应的核心作用。 2. 作业： ① 完成实验报告，分析各反应中电子转移的方向和数目。 ② 查阅资料：查阅资料了解黑火药的主要成分（硫磺、硝石、木炭）及爆炸的核心反应。标注反应中硫元素的价态变化，分析硫磺（S）在反应中是作氧化剂还是还原剂。 1. 评价学生对核心知识的整体掌握程度。 2. 通过作业评价学生对氧化还原反应本质的理解和知识的拓展应用能力。 七、板书设计 八、作业设计 姓名： 班级： 成绩： 一、选择题 1.实现 H2S转化为 S，需加入的物质是（ ） A. 还原剂 B. 氧化剂 C. 催化剂 D. 蒸馏水 2.关于含硫物质的转化，下列说法正确的是（ ）​ A. 向Na2S溶液中通入足量SO2，最终产物只有Na2SO3 B. 浓H2SO4与Cu反应时，随着反应进行，硫酸只体现氧化性​ C. SO2既可作氧化剂又可作还原剂，其转化的产物可能相同D. 硫单质在反应中只能发生氧化反应，生成+ 4或+ 6价含硫物质 3.已知反应：3S + 6KOH =K2SO3+ 2K2S + 3H2O。下列说法正确的是（ ）​ A. 该反应中，硫单质只作氧化剂​ B. 每生成 1mol K2SO3，转移电子的物质的量为4mol​ C. K2S是氧化产物，K2SO3是还原产物​ D. 氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1 4. 向浓H2SO4中加入少量碳粉并加热，反应生成SO2、CO2和H2O。下列关于该反应的分析正确的是（ ）​ A. 浓H2SO4只作氧化剂，碳粉只作还原剂​ B. 反应中每生成1mol CO2，消耗浓H2SO4的物质的量为 2mol​ C. 硫元素的价态从+ 6→+4，碳元素的价态从0→+4，故氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1​ D. 若将生成的气体通入澄清石灰水，先产生白色沉淀，继续通入气体沉淀会完全溶解 二、实验探究题 1.工业上常用“亚硫酸钠法”处理含 SO2的尾气：向尾气中通入过量 Na2SO3溶液，生成 NaHSO3。 （1）写出该反应的化学方程式：________________； （2）分析反应中硫元素的价态变化：______该转化属于______（填“氧化”或“还原”）反应吗？为什么？ 2.某科研小组研究硫的价态循环转化时，设计如下实验：向盛有50mL浓H2SO4的烧杯中，依次加入少量硫粉和铜粉，加热至沸腾，观察到溶液逐渐变为蓝色，同时产生两种气体（A和B），且气体A能使品红溶液褪色，气体B为无色无味的可燃性气体。冷却后，向溶液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀。​ 请回答下列问题：​ 写出两种气体的化学式：A______，B______；并分析气体 A 中硫元素的价态：______。​ 实验中发生多个氧化还原反应，其中：​ （1）硫粉与浓H2SO4反应的化学方程式为______，该反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为______；​ （2）铜粉与浓H2SO4反应时，若有0.1mol Cu完全反应，转移电子的物质的量为______，此时浓H2SO4表现的性质是______。​ （3）若将产生的气体A和B通入足量NaOH溶液中，能被吸收的气体是______（填化学式），写出对应的离子方程式：________________。 三、查阅资料 查阅资料：查阅资料了解黑火药的主要成分（硫磺、硝石、木炭）及爆炸的核心反应。标注反应中硫元素的价态变化，分析硫磺（S）在反应中是作氧化剂还是还原剂。 九、预期效果与教学反思 学生能熟练掌握硫元素 - 2、0、+4、+6 价的对应物质及转化规律，准确判断氧化剂、还原剂，书写核心反应方程式。通过实验探究，多数学生能规范操作、精准描述现象，并关联价态变化分析原理。在应用环节，学生能运用价态转化知识解决工业脱硫、实验设计等问题，形成绿色化学意识与辩证思维，达成知识、能力与素养的协同提升。 实验探究环节分组任务需优化，部分小组因操作不熟练导致现象观察滞后，可提前录制微视频演示关键步骤。价态转化规律的归纳依赖教师引导较多，可增设“价态转化数轴” 自主绘制任务，强化主动建构。评价方式可更灵活，如引入小组互评实验方案，提升参与度。生活情境的延伸需更紧密，可补充实时环保数据，增强社会责任教育的代入感。​ 学科网（北京）股份有限公司 $$