5.1 硫及其化合物 第3课时 （表格型教学设计）化学人教版必修第二册

第一节 硫及其化合物 课时3 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 教学设计 课题 硫酸根离子的检验 不同价态含硫物质的转化 课型 新授课 教材 必修第二册第五章第一节第3课时（人教版） 一、教学目标 知识目标 1.能设计并完成实验检验，掌握检验的操作方法、现象及结论，理解检验时试剂的选择和加入顺序的原因。 2.能通过讨论得出粗盐提纯中除去可溶性杂质（硫酸盐、、）的试剂选择、加入顺序及相关离子方程式，设计粗盐提纯的实验方案并完成实验。 3.能说明自然界中硫的存在与转化，从物质类别和元素价态变化视角，阐述硫及其化合物的转化路径，设计实验实现不同价态含硫物质的转化，并分析、解释实验现象。 素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过实验观察检验、粗盐提纯及含硫物质转化的宏观现象，从微观角度理解离子反应、氧化还原反应的本质。 2.证据推理与模型认知：依据实验现象和数据，推理含硫物质转化的规律，构建不同价态含硫物质转化的模型。 3.科学探究与创新意识：通过分组实验和讨论，探究检验方法、粗盐提纯方案和含硫物质转化途径，培养创新思维和实践能力。 二、教学重难点 教学重点 1.不同价态含硫物质的转化关系及实验设计 教学难点 1.设计合理的实验方案实现不同价态含硫物质的转化 三、教学分析 硫及其化合物是高中化学元素化合物知识的重要组成部分，也是化工生产中非常重要的内容。这部分内容不仅能加深学生对元素化合物知识体系的理解，还能培养学生的实验探究能力和科学思维。本课时聚焦于硫酸根离子的检验以及不同价态含硫物质的转化。硫酸根离子的检验是化学实验中常见的离子检验方法，通过实验探究能让学生掌握检验的原理、操作和现象分析。不同价态含硫物质的转化则是从氧化还原反应和物质类别两个角度，引导学生构建含硫物质的转化关系，理解化学变化的本质和规律。教材通过实验任务、讨论任务等多种形式，让学生积极参与到知识的探究和建构中，培养学生的实践能力和创新思维。 四、学情分析 在知识储备上，学生已经学习了氧化还原反应、离子反应等基本概念，这为本课时从元素价态和物质类别角度分析含硫物质的转化提供了理论基础。然而，学生在实际应用这些概念解决具体问题时，可能还存在一定困难。在学习方法上，学生习惯了被动接受知识，缺乏主动探究和合作学习的意识。在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，引导学生从旧知识出发，通过实验探究、问题驱动等方式，逐步构建新的知识体系，培养学生的自主学习能力和科学探究精神。 五、教学过程 教学环节 教学内容 设计意图 教学任务一 新课导入 【播放视频】同学们，上课之前老师先给大家播放一段火山喷发的视频。大家仔细观察，看看在火山喷发的场景中能发现什么特别的东西。 【引导思考】视频看完啦，大家有没有注意到火山口附近那些黄色的物质呀？其实那就是硫单质。硫元素在自然界中分布广泛，而且存在形式多种多样，不仅有火山口附近的游离态硫，还有以硫化物和硫酸盐等化合态形式存在的硫。在我们的生活中，含硫的物质也随处可见，比如我们经常用到的硫酸，它在化工生产中可是有着举足轻重的地位。 【问题】这些含硫物质之间是如何相互转化的呢？在化工生产中，我们又该如何检验这些含硫化合物的存在呢？就像我们在粗盐中含有一些含硫的杂质，怎样才能把它们除去，得到纯净的盐呢？带着这些疑问，让我们一起走进今天的学习——硫酸根离子的检验和不同价态含硫物质的转化。 1.激发学生兴趣：通过播放火山喷发的视频，呈现出直观、震撼的画面，能迅速抓住学生的眼球，激发他们的好奇心和探索欲望，使学生积极主动地参与到课堂学习中来。 2.联系实际生活：提及生活中常见的硫酸以及粗盐提纯等化工生产实例，让学生感受到化学知识与生活和生产的紧密联系，认识到化学在实际中的重要应用，增强学生学习化学的动力。 3.引发思考，导入新课：提出含硫物质转化和检验等问题，为学生设置了明确的学习目标和思考方向，自然地引出本节课的教学内容，使学生带着问题去学习，提高学习的针对性和主动性。 教学环节二 硫酸根离子的检验 任务1：请同学们分组实验检验硫酸根离子 【引入】自然界中硫元素的化合态主要是硫化物和硫酸盐的形式，那我们如何检验硫酸盐中硫酸根离子的存在呢？下面我们通过实验来探索硫酸根离子的检验方法。 【问题】请同学们思考，如何设计实验检验硫酸根离子呢？我们先进行分组实验，观察不同溶液与试剂反应的现象。 【学生活动】学生分组进行实验，小组讨论从这个实验中能得出什么结论，并尝试写出相关反应的离子方程式。 【教师活动】 巡视各小组实验情况，指导学生正确操作实验仪器，提醒学生注意安全。 参与各小组讨论，引导学生分析实验现象。 【播放视频】 【总结讲解】 一、硫酸根离子的检验 1.硫酸根离子的检验 在溶液中，SO42-可与Ba2+反应，生成不溶于稀盐酸的白色BaSO4沉淀。 BaSO4不溶于稀盐酸 Ba2++CO32-===BaCO3↓ BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O 2.硫酸根离子检验的现象及结论 试剂 稀硫酸 Na2SO4溶液 Na2CO3溶液 加入BaCl2溶液后的现象 产生白色沉淀 产生白色沉淀 产生白色沉淀 加入稀盐酸后的实验现象 沉淀不溶解 沉淀不溶解 沉淀溶解 离子方程式 Ba2++SO42- ===BaSO4↓ Ba2++CO32-===BaCO3↓ BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O 实验分析 BaSO4不溶于稀盐酸，而BaCO3可溶于盐酸，因此可用稀盐酸和BaCl2溶液检验SO42- 实验结论 若向溶液中加入稀盐酸时无明显现象，再滴加BaCl2溶液时有白色沉淀产生，则证明该溶液中含有SO42- 3.SO42-的检验操作： 取适量待测液于试管中，加足量稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中含有SO42-。 典例精讲 某溶液中可能含有 中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成，现进行如下实验：①取少量该溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀②滴加稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液，继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。根据上述实验，以下对原溶液的推测不正确的是( ) 【答案】D 【设计意图】通过实验探究，让学生亲身体验硫酸根离子的检验过程，培养学生的实验操作能力和观察分析能力，同时加深对硫酸根离子检验原理的理解。 教学环节三 粗盐提纯 任务1：请同学们分组讨论如何除去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)？ 【引入】在日常生活中，我们食用的盐通常是经过提纯处理的。而粗盐中含有一些可溶性杂质，如硫酸盐、、等。那么，如何除去这些杂质呢？下面我们一起来探讨。 【问题】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、等杂质。如果按照一定顺序除去它们，应加入什么试剂？写出相关反应的离子方程式。 【学生活动】1.分组讨论如何选择试剂除去粗盐中的可溶性杂质，同时要考虑不引入新杂质，保留。 2.分析加入各种试剂后可能发生的反应，写出相关离子方程式。 3.每个小组整理讨论结果，准备汇报。 【教师活动】1.巡视各小组讨论情况，给予适当的指导和提示，如引导学生从离子反应的角度思考试剂的选择。 2.听取各小组的汇报，对学生的结果进行点评，强调选择试剂的原则和注意事项。 【总结讲解】 二、粗盐提纯 1. 如何选择试剂： ①去粗盐中可溶性杂质(硫酸盐、CaCl2、MgCl2)，NaCl 保留（除 Mg2+ 、Ca2+ 、 SO42- ）不引入新杂质。 杂质 加入的试剂 离子方程式 硫酸盐 过量BaCl2 Ba2++SO42- = BaSO4↓ MgCl2 过量NaOH Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓ CaCl2 过量Na2CO3 Ca2++CO32- = CaCO3↓ 2.加试剂顺序 ①将杂质离子完全除去，应加入稍过量的试剂，而后续试剂(或操作)应将前面所加试剂中的杂质离子除去。 ② 先略过量 BaCl2 除 SO42- （引入Ba2+ ） 再略过量 Na2CO3 除 Ca2+、Ba2+ （又引入CO32-）。 ③ 最后盐酸酸化除 CO32- （加酸前先过滤；过量HCl在蒸干时自动除去）Na2CO3须在BaCl2之后。 任务2：请同学们分组讨论粗盐提纯实验的设计方案。 【引入】在确定了除去粗盐中可溶性杂质的试剂后，我们还需要设计一个合理的实验方案来完成粗盐提纯。下面请同学们分组讨论并设计实验方案。 【问题】1.加入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。 2.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？ 【学生活动】1.分组讨论上述问题，结合之前的讨论结果和所学知识，设计粗盐提纯的实验方案。 2.每个小组绘制实验流程图，标注出每一步的操作和试剂的加入顺序。 3.小组代表展示实验方案和流程图，并进行讲解。。 【教师活动】参与各小组讨论，给予指导和建议，帮助学生完善实验方案。 【总结讲解】 二、粗盐提纯 3.设计方案 方案1：BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液 方案2：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液 方案3：BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液 与弱酸盐反应： 任务3： 请同学们分组实验将粗盐提纯。 典例精讲 【例1】现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去溶液中的NaCl和Na2SO4，从而得到纯净的NaNO3溶液。相应的实验过程可用下图表示： 请回答下列问题： （1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X _____，沉淀A______，沉淀B_____。 （2）上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是_________________________。 （3）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_______（填化学式）杂质；为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________，之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是________（填操作名称）。 【答案】（1）Ba(NO3)2 BaSO4 AgNO3 （2）除去过量的BaCl2和AgNO3 （3） Na2CO3 HNO3 蒸发 通过讨论粗盐中可溶性杂质的去除方法，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，让学生理解除杂的原则和方法，同时巩固离子反应的知识。 通过设计粗盐提纯的实验方案，培养学生的实验设计能力和逻辑思维能力，让学生更加深入地理解粗盐提纯的过程和原理。 教学环节四 不同价态含硫物质的转化 任务1：请同学们分组讨论自然界中硫的循环和转化! 【引入】硫元素在自然界中广泛存在，并且在不同的环境下会发生各种转化。下面我们分组讨论自然界中硫的循环和转化过程。 【问题】请同学们结合教材和资料卡片，思考自然界中硫元素是如何循环和转化的？有哪些主要的含硫物质参与了这些转化？ 【学生活动】1.分组讨论自然界中硫的循环和转化，绘制硫循环的示意图。 2.每个小组代表展示示意图，并介绍硫在不同环境下的转化过程，如火山喷发、地表附近的氧化等。 【教师活动】巡视各小组讨论情况，提供必要的资料和信息，帮助学生完善讨论内容。对各小组的展示进行评价，总结自然界中硫的循环和转化规律，强调硫元素在不同价态之间的变化。 【总结讲解】 三、不同价态含硫物质的转化 1.自然界中硫的存在与转化 火山喷发 喷口附近 地表附近 石膏(_________________)、 芒硝(_________________) 岩层深处 黄铁矿(__FeS2________)、黄铜矿(__CuFeS2________) 自然界中的含硫物质在一定条件下能相互转化。 任务2：请同学们观察硫及其化合物的“价-类二维图”并分组探讨相同价态含硫物质如何转化？ 【问题】请同学们分组探讨相同价态含硫物质如何转化？ 【学生活动】相同价态的不同含硫化合物间是通过酸碱反应规律联系在一起的。 【总结讲解】 三、不同价态含硫物质的转化 2.实验室中相同价态含硫物质的转化 ⑴从物质类别的视角认识含硫物质间的转化。 ⑵物质类别转化（价态不变）,非氧化还原反应。 Na2S＋H2SO4＝H2S↑＋Na2SO4 H2S＋CuSO4＝ 2NaOH＋H2SO3＝Na2SO3＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3 SO3 ＋H2O＝H2SO4 2NaOH＋H2SO4＝H2O＋Na2SO4 典例精讲 【例1】同价态硫(＋4价)化合物之间的相互转化关系如图。 写出图中序号所示反应的化学方程式。 ① ； ② ； ③ 。 【答案】（1）Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O （2）SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O （3） 任务3：请同学们分组探讨不同价态含硫物质如何转化？ 【问题】请同学们请尽可能多地列举每种价态的硫元素所对应的物质。 【学生活动】 【问题】请同学们探讨不同价态含硫物质如何转化 【学生活动】不同价态含硫化合物间是通过氧化还原反应联系在一起的。 【总结讲解】 三、不同价态含硫物质的转化 3.实验室中不同价态含硫物质的转化 ⑴从元素价态的视角认识含硫物质间的转化 ⑵不同价态含硫化合物间氧化还原反应 任务4：请同学们从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或几种，设计实验实现其转化。 【问题】请同学们从上述转化关系中选择你感兴趣的一种或几种，设计实验实现其转化。 【学生活动】选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物。 【总结讲解】 三、不同价态含硫物质的转化 4.实验设计：不同价态含硫物质的转化 ⑴合作探究： 选择合适的试剂，设计转化路径，并预测产物。 转化目标 转化前的含硫物质 选择试剂 预测转化后的含硫物质 实验现象 -2→0 H2S O2(不足) S 生成淡黄色固体 H2O2 Na2S 氯水 0→-2 S H2 H2S 产生臭鸡蛋气味气体 Na Na2S 轻微的爆炸声 0→+4 S O2 SO2 硫燃烧，发出淡蓝色火焰， 产生有刺激气味的气体 ＋4→＋6 SO2 氯水 H2SO4 溶液黄绿色褪去 Na2SO3 酸性KMnO4溶液 Na2SO4 溶液紫色褪去 ＋6→＋4 浓H2SO4 Cu SO2 红色固体逐渐溶解，有刺激性气味的气体产生，溶液紫色褪去 ⑵选择一种实验方案进行实验 5.总结不同价态含硫物质的转化 ⑴含硫物质的连续氧化过程 ⑵总结不同价态含硫物质的转化 典例精讲 【例2】硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是 A．a与c、d、e都有可能反应生成b B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的 pH 减小 C．盐g与盐f之间也可能发生反应 D．铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中，久置后无明显现象 【答案】D 通过讨论自然界中硫的循环和转化，让学生了解硫元素在自然界中的存在形式和变化过程，培养学生的自主学习能力和团队合作精神，同时为后续学习不同价态含硫物质的转化奠定基础。 六、课堂小结 七、板书设计 一、硫酸根离子的检验 1.检验原理：Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ 2.检验步骤：取液→加稀盐酸→加BaCl₂溶液 3.注意事项：试剂顺序、排除干扰 二、粗盐提纯 1.杂质：硫酸盐、CaCl₂、MgCl₂ 2.除杂试剂：BaCl₂、NaOH、Na₂CO₃、HCl 3.加试剂顺序：BaCl₂在前，Na₂CO₃在BaCl₂后，HCl最后 三、不同价态含硫物质的转化 1.自然界中硫的循环 2.实验室转化 相同价态：物质类别转化（非氧化还原） 不同价态：氧化还原反应 3.实验设计：选择试剂、预测现象 八、随堂练习 1.图所示是硫元素在自然界中的循环示意图。下列有关说法错误的是 A．硫在自然界中有多种存在形式 B．过程⑤宜在土壤的缺氧区进行 C．过程⑤中S发生还原反应 D．硫元素的循环过程中只有硫的还原 【答案】D 2.下列关于物质检验的说法中正确的是 A．往某溶液中滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定含 B．往某溶液中通入CO2，产生白色沉淀，则原溶液中不一定含Ca2+ C．向某无色溶液中先加入盐酸无现象，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明含 Cl⁻ D．某溶液焰色试验的火焰呈黄色，说明该溶液中只含钠离子不含钾离子 【答案】B 3硫元素的“价-类”二维图如图所示，下列说法正确的是 A．98.3%的f溶液能干燥c和d气体 B．验证g晶体在空气中已被氧化，所需试剂为稀盐酸和BaCl2溶液 C．将c溶于水得到的e长时间露置于空气中，溶液pH会增大 D．a和c生成b的反应中，氧化产物和还原产物的物质的量之比为1：2 【答案】B 4.在通常情况下，A为固态单质。根据如图转化关系，回答下列问题： (1)写出A～E的化学式： A__；B____；C_____；D______；E______。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①E→C：_______________________________________； ②C转化为D：____________________； ③B转化为C：___________________________。 【答案】(1) S H2S SO2 SO3 H2SO4 ⑵ ⑶ 九、教学反思 在本节课的教学中，通过实验探究、问题驱动等方式引导学生学习硫酸根离子的检验、粗盐提纯以及不同价态含硫物质的转化。学生对实验表现出较高的兴趣，积极参与讨论和实验操作。但在教学过程中也发现一些问题，如部分学生在设计实验方案时存在困难，对氧化还原反应在含硫物质转化中的应用理解不够深入。在今后的教学中，应加强对实验设计思路的引导，多结合实例帮助学生理解氧化还原反应原理，强化学生对知识的应用能力，同时注重培养学生科学探究和创新思维能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 SO、CO、Cl－ CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O $