内容正文:
必修2:第三章物质的性质与转化
第二节硫的转化第1课自然界中的硫
济南市莱芜第四中学 吕荣海
素养教学目标:
1.能通过火山喷发认识硫元素在自然界中的存在形态。通过列举、描述、辨识学习资料,基于硫及其化合物“价-类”二维图,从物质分类和化合价变化角度推断预测硫单质的性质。培养学生宏观辨析和微观探析的核心素养能力。
2.评估优化实验措施,独立或合作完成科学探究实验,探究创新学习真实的实验现象,完成对硫单质的性质知识模型的验证建构学习。培养学生证据推理和模型认知的核心素养能力。
教学用品:
PPT课件、预习教学案、实验视频和图片资料
教学实践过程:
情景资料:
1.阅读课本93-94页内容和图片,观看火山喷发视频。
2.教师播放火山喷发视频。
驱动问题:
1.自然界中硫元素有哪些存在形态,并举例说明
2.从火山口中喷发出了哪些含硫元素的物质?揭示出了自然界中含硫元素的物质之间存在哪些转化发的过程
学生活动:
阅读相关课本内容,辨识文字与图片证据,推理思考自然界中硫元素的存在形态。
【师】:从元素与物质的关系角度,请同学们分析自然界中硫元素的存在形态。
【生】:元素以单质形式存在时,称作元素的游离态。火山口有硫磺存在,说明自然界中存在游离态的硫元素;元素以化合物形式存在时,称作元素的化合态。火山口周围的含硫化合物如H2S,说明自然界中存在化合态的硫元素。
【师】:评估学生学习成果,引导学生探究思考,建构不同价态的含硫物质之间的转化思维导图模型。
【生】结合课本93-94页图片资料,合作学习建构不同价态的含硫物质之间的转化思维导图模型。
PPT课件展示:
一、硫在自然界中的存在状态
【师】PPT真实学习成果。火山喷发是自然界中硫单质和含硫化合物的来源之一
1、 游离态:自然界中存在硫单质。
如:在火山口附近有硫单质存在。
2、化合态:自然界中存在化合态的硫。
如:硫化物:硫化物: H2S,FeS2等;氧化物: SO2,SO3;硫酸盐:如 石膏、芒硝等。
3、自然界中不同价态硫元素之间的转化
驱动问题
1.指出上述代表物质的类别,标出所含硫元素的化合价。
2.建构以S、H2S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4、FeS做代表的硫及其化合物的“价—类”二维图。
【师】:请同学们展示你对上述物质的分类及硫元素的化合价标注学习成果。
【生】:S是非金属单质0价;H2S是氢化物-2价;SO2和SO3是酸性氧化物,分别呈+4、+6价;H2SO3和H2SO4是酸,分别呈+4、+6价;Na2SO3、Na2SO4和FeS是盐,分别呈+4、+6、-2价;
【师】:请同学们根据你对上述物质的分类及硫元素的化合价标注的学习成果,用数学二维坐标系的知识,画出硫及其化合物的“价—类”二维图。
4、硫及其化合物的“价—类”二维图。
情境资料:
1. 回忆非金属单质氧气、氯气的性质、元素化合价等有关知识;
2. 观察硫及其化合物的“价—类”二维图中硫的化合价和物质类别信息。
驱动问题
1. 归纳氯气、氧气有哪些性质异同,并解释;
2. 分别从物质的类别和化合价变化的角度预测硫的性质。
学习活动:
宏观辨析、加工、整合这些已有知识信息,并在这些新证据支持下,从物质的类别和化合价变化的角度推断预测硫的性质的学习任务。
【师】:从物质的类别角度展示预测硫的性质学习成果。
【生】:从物质类别角度,预测硫的物理性质:“不溶于水,易溶于某些有机溶剂”、“熔沸点较低”。
【生】从物质类别角度,预测硫的化学性质:“硫一定条件下能与某些非金属单质反应”,“硫一定条件下能与某些金属单质反应”。
【师】:氯气能与水反应,硫一定条件下能否与水反应。
【生】:自然界中有稳定硫单质存在,说明通常情况下硫单质不与水反应。
【师】:请同学们从化合价变化的角度预测硫的化学性质。
【生】:“价—类”二维图显示硫元素化合价有-2、0、+4、+6价。单质硫对应化合价位置是“0价”。预测单质硫化学性质:可有“0价降低到-2价”表现出氧化性;可有“0价升到+4或+6价”表现出还原性。
情景资料:
1.阅读课本95页内容和图片资料,了解实验1、2、3实验设计和实施方案
2.教师播放实验1、2、3实验视频。
驱动问题:
1.设计实验目的、内容和措施,实验验证对硫单质物理性质和化学性质的预测。
2.结合课本95页内容和图片资料、真实实验实验现象,进行证据推理建构硫单质性质模型。
学习活动:
小组合作设计实验方案并实施观察硫粉的色、态;实验硫粉在水、二硫化碳中溶解性;加热硫粉观察其熔沸点高低的实验,记录实验现象,分析、解释有关实验现象。
【师】:巡视课堂指导学生完成实验,记录实验现象。
【生】:完成实验1实验报告,探究分析评估实验1真实实验现象,形成实验结论,证据推理验证对硫单质物理性质的预测”,分享学习成果。
PPT课件展示:
二.认识硫单质
1.硫单质的物理性质:硫俗称硫黄,通常状况下是黄色或淡黄色的固体,很脆,易研成粉末、不溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2;熔点和沸点都不高。
情景资料:
教师展示自然界中的硫元素存在多种单质图片资料:正交硫熔点112.8℃,单斜硫熔点119.3℃。
驱动问题:
如何解释硫单质存在多种单质的现象和两种硫单质物理性质存在差异的原因。
学习活动:
合作学习,认识了同素异形体概念,解释同素异形体存在物理性质差异的原因。
【生】:由同一种元素组成的性质不同的几种单质,叫作该元素的同素异形体。
再如:氧气与臭氧、石墨与金刚石等。
【生】:在纯氧中石墨与金刚石燃烧产物都是二氧化碳,这是因为碳元素化学性质决定于碳原子最外层电子排布的电子数,说明同素异形体化学性质相似;臭氧能吸收阳光中的紫外线,是因为氧气是双原子分子O2,臭氧是三原子分子O3,两种分子中氧原子的排列方式不同;因此,同素异形体间物理性质的差异,是因为原子的排列方式不同造成的。
PPT课件展示:
2、同素异形体
⑴.概念: 有同一种元素组成的性质不同的几种单质
如:硫元素有正交流和单斜硫等多种单质;氧元素有O2、O3两种单质。
⑵.同素异形体单质结构差异:构成不同同素异形体单质的原子或分子相同,但堆积方式不同。
⑶.同素异形体性质特点: 物理性质有差异,化学性质相似。
学习活动:
小组合作设计实验方案并实施硫粉与铁粉混合物的加热、硫在氧气燃烧的实验,记录实验现象,分析、解释有关实验现象。
【师】:巡视课堂指导学生完成实验,记录实验现象。
【生】:完成实验2.3实验报告,探究分析评估实验2.3真实实验现象,形成实验结论,证据推理验证对硫单质化学性质的预测”,分享学习成果。
PPT课件展示:
3、硫单质的化学性质
⑴、硫与金属反应生成金属硫化物—表现氧化性
应用:Hg+S=HgS(常温下迅速反应,用于除去撒落得有毒水银)
驱动问题:
1.硫粉与铁粉的反应时会产生刺激性气味的气体,为什么?
【生】:S与空气中的O2在加热是生成了少量SO2
PPT课件展示:
⑵、硫能与某些非金属反应
①.硫与氧气的反应——S表现还原性
②.硫与氢气的反应——S表现氧化性
【生】:阅读课本认识硫单质的用途。
驱动问题:
1. 合作学习,通过宏观辨识和微观探析,进行证据推理的创造学习过程。
2. 建构本课学习知识模型认知。
【生】:合作学习,探究创新学习建构本课学习知识模型认知。
教学体会与反思:
1. 本课是基于“价—类”二维图下的“科学探究”教学模式,能准确有效评价学生辨识文字学习资料和图片资料,并提取关键知识进行概括、联想、分析、加工,解释与说明化学问题,建构化学知识模型的宏观辨识思维学习能力;能准确有效评价学生在“已有知识”前提下基于自身现有能力,迁移导出已有知识、经验、前概念,经过有效的观察、分析、反省科学探究学习程序,提取不同情境中的信息,在举例、甄别、解释、加工、整合这些信息后,做出正确、充分的自我理解,创新预测未知物质性质的推断预测思维学习能力;能准确有效评价学生依据预测的物质的性质和变化,设计实验措施并实施实验获取真实现象,结合已有的知识、概念、原理等,分析、解释有关实验现象验证物质性质预测,建构形成新的知识模型,并将建构的新知识整合进原有知识结构体系中的探究创新和实践的学习能力。
2. “科学探究”教学模式必须预习学案。预习都是一个完整的知识思维过程,预习中学生通过构建硫及其化合物的“价—类”二维图”预习环节,形成科学的“基于课程核心图片情境资料→驱动任务→发现硫及其化合物→分析硫及其化合物间的转化过程→建构硫及其化合物的知识思维导图→提取核心代表物硫单质、二氧化硫等的信息→按化合价和物质分类分析、加工、整合核心信息→选取科学的数学方法呈现核心信息→建构“价—类”二维图”的预习学习方法,这样学生知识的获取过程转化为了思维过程。
3. 以“价—类”二维图做桥梁的“科学探究”教学模式实践,教师设计真实可发展的、贴近学生认知、蕴涵真实问题、承载并能引发学生认知冲突,学生在预习学案的引导下,经过思维发散和知识探究创新学习,主动从自己已有知识和经验中寻求解决问题的灵感,克服对新知识的危难心理,获取新的学习信息和知识证据,在新旧知识间建立起有意义的知识桥梁,完成新知识模型认知建构学习,并将新旧知识整合形成内涵更加丰富的新知识体系,实现发展学生化学核心素养的教学目的。
参考文献:
[1] 吕荣海. “自然界中的硫”科学探究教学实践[J].中学化学教学参考. 2022年6月(总第568期)
[2] 刘月霞,郭华.深度学习:走向核心素养[M].教育科学出版社.北京.2018.11
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