《探秘葡萄酒中的二氧化硫》教学设计-2026-2027学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学教学设计聚焦二氧化硫的性质及在葡萄酒中的应用，以葡萄酒醒酒和标签含二氧化硫为情境导入，通过“价-类”二维模型引导学生预测性质，结合实验探究、作用揭秘、含量检测等环节，构建从生活情境到化学知识的学习脉络。 此设计以“化学源于生活”为主线，创新采用微型一体化实验装置培养绿色化学观念，融入生物知识揭秘抑菌作用，通过检测试纸与比色卡动手操作强化科学探究与实践，视频辅助及职业引领提升科学态度与社会责任，助力学生发展高阶思维，为教师提供可操作的素养导向教学方案。

《探秘葡萄酒中的二氧化硫》教学设计 【教学背景】 元素化合物知识是高中化学教学的基础内容，而二氧化硫作为含硫物质中的典型代表，其性质和应用与生活紧密相连。葡萄酒作为一种常见的饮品，其成分中二氧化硫的存在既体现了化学知识在食品工业中的应用，又能引发学生对化学与生活关系的思考。 本节课以葡萄酒中的二氧化硫为载体，将化学知识融入实际生活情境，符合高中化学核心素养中“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”的要求，能够激发学生的学习兴趣，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。 【学情分析】学生在硫及其化合物学习之前，了解常见的含硫物质，具备酸性氧化物、氧化还原反应理论知识，熟悉研究物质性质的一般思路，但对于具体物质性质的研究和特性的把握还有待强化。学生具备一定的生物学科知识，但需要引导挖掘与化学知识的内在联系。学生有验探究意识，但实验操作水平薄弱，需要多实练。 【教学目标】 1、通过“价-类”二维模型预测SO2的性质、设计和实施实验，掌握科学探究的方法，实现不同价态硫元素之间的转化关系，践行证据推理与模型认知，培养科学探究与创新意识。 2、由二氧化硫的性质，揭秘二氧化硫在葡萄酒中的作用，落实元素及其化合物学习---性质决定用途，树立化学源于生活，又回归生活造福人类的理念。 3、通过探寻二氧化硫的替代品，具体应用模型探究其他含硫物质的转化，感受宏观辨识与微观探析，增强科学态度与社会责任。 【教学重难点】 教学重点：二氧化硫的性质及其在葡萄酒中的作用 教学难点：预测-设计-探究二氧化硫的性质 【教学流程】 【项目引入】情境导入——葡萄酒要醒酒、标签中有二氧化硫 [展示]“路易普朗·干红葡萄酒”，以图片引发学生思考为什么要醒酒？顺势利导的以葡萄酒标签，引出二氧化硫。 [提出问题]“为何葡萄酒中要添加二氧化硫？它在其中扮演什么角色、发挥有益生活的作用？ [明确学习目标]本节课围绕探究二氧化硫的性质，揭秘二氧化硫在葡萄酒中的作用开展学习活动。 [设计意图]贴切的生活情境引入，易激发学生的兴趣，打开高阶思维，主动去思考化学知识与生活的内在联系。 【项目活动一】预测二氧化硫的性质 [引导回忆]研究物质性质的一般思路：从物质类别、化合价及特性角度出发，相同价态物质发生复分解反应，不同价态物质利用氧化还原反应，综合特性考虑，实现它们的相互转化。 [提问]课前诵读了哪些常见的含硫物质？ [生答]硫、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢，亚硫酸、硫酸、亚硫酸钠、硫酸钠、硫化钠等。以化学式（H2S、S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2SO3、Na2SO4）的形式呈现在硫及其化合物 “价态—类别”二维图中对应的位置。 [引导]请你从物质类别（类比氧化物二氧化碳）和硫元素化合价（-2、0、+4、+6）两个维度预测一下二氧化硫可能具有的性质？ [生]二氧化硫属于酸性氧化物，具备酸性氧化物的通性，应该可以与水反应生成对应的亚硫酸，与碱反应生成相同价态的亚硫酸盐。二氧化硫中硫元素价态处于中间价态，可升高可降低，预测其表现出氧化性和还原性。 [设计意图]理论铺垫，让学生循序渐进地进行性质的预测，逐步提升学生高阶思维的分析、迁移能力。 【项目活动二】探究二氧化硫的性质 [资料给予提示]鉴于葡萄酒中二氧化硫含量较低，不易收集，首先利用亚硫酸钠固体和70%硫酸制备出二氧化硫。 [师引导]要验证二氧化硫是酸性氧化物，可以从酸性氧化物通性入手，溶于水溶液显酸性，选择指示剂，观察变色，考虑有毒气体不直接排放大气中，选用氢氧化钠吸收。要证明二氧化硫的氧化性、还原性呢？[生思考]考虑加氧化剂实现转化为硫酸根，可选择的氧化剂酸性高锰酸钾或者溴水氯水，预测溶液褪色。还原性验证的预想转化思路：降价转化为低价态的硫单质，需要与还原剂反应，可选择低价态的硫化钠，预测出现淡黄色硫沉淀。 [师]另外补充二氧化硫还有特殊性：暂时性漂白。可以通过品红溶液的褪色和恢复证明二氧化硫的存在。 [生汇报实验方案]先利用亚硫酸钠和70%硫酸制备出二氧化硫，然后依次通过选择的石蕊试液指示剂、品红溶液、硫化钠溶液、高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液。 [引导评价]请根据以下标准对传统的实验操作方案进行评价： 1、操作可行性（仪器组装是否简便、现象是否明显） 2、实验经济成本（药品用量） 3、绿色环保角度 [生评价] 1、该装置组装仪器多，拆装复杂，操作不方便，耗时； 2、药品使用量大，二氧化硫制备不足的话后面反应现象可能不明显。 3、处理尾气是开放体系，可能造成吸收不彻底，污染环境。 [小组实验成果]—微型一体化试管实验 [实验现象解读]根据现象得出结论：二氧化硫具有酸性氧化物、氧化性、还原性、漂白性的性质。 [生]书写酸性高锰酸钾褪色设计的反应方程式（由现象到本质，旨在强化氧化还原反应的配平） [设计意图]围绕证明问题，理论引领设计实验方案、方案评价，创新探究、现象描述、分析证据的活动线索，完成定性视角的学生证据推理和质疑批判，深化学生高阶思维能力，最终指向素养发展。 【项目活动三】揭秘二氧化硫在葡萄酒中的作用 [师]借助生物学科上阐述的微生物的生存环境，酿酒酵母属于真菌，耐受范围PH2.5-8.5（图片呈现），PH4-6的酸性条件下，酵母的酶活性、营养吸收核细胞分裂效率较高，其他杂质细菌适宜于中性弱碱性环境存活。适时适量添加的二氧化硫营造较强的酸性环境可以适当保留酿酒酵母的活性，抑制继续发酵，杀死杂菌，起到抑菌的作用！ 二氧化硫的还原性可以使之与葡萄酒中氧化性的物质反应，抑制氧化酶的活性，这样保护葡萄酒不易被氧化变质。 另外图片呈现添加和无添加二氧化硫的葡萄酒颜色，直观上得出二氧化硫有色泽保护的作用。深究原因SO2暂时性漂白某些色素的作用，会与葡萄酒的红色来源—葡萄皮中花青素类色素反应，视觉体现在影响色泽。 [资料呈现]生产工艺中记载的关于葡萄酒中添加二氧化硫的作用 [视频揭秘] [设计意图]学科融合，从生物学到生产工艺记载，感悟化学学科在社会发展和实际生活生产的应用价值，发展跨学科思维，培养学生强化化学回归生活的社会责任感！ 【项目活动四】检测葡萄酒中的二氧化硫 [教学准备]1号葡萄酒原液检测管、2号检测管（盛稀释10倍的葡萄酒稀释液）、3号检测管（盛稀释20倍的葡萄酒稀释液）、二氧化硫检测试纸、二氧化硫检测液（A、B液） [学生活动]利用检测液分别对2、3号检测管进行二氧化硫的检测，与标准比色卡进行比对得出含量值（充分摇匀、等待现象） 利用检测试纸检测1号葡萄酒原液管，与标准比色卡进行比对得出含量值。（操作简便、快速准确） [呈现] 初步认知二氧化硫检测仪，今后从事检测行业使用(职业引领) [师] 2024年的《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定，干红葡萄SO2的最大使用量为150mg/L。市面上常见干红葡萄酒的SO2含量数据（大多在 50-100 毫克/升左右），考虑开瓶醒酒过程中SO2的挥发性，远远低于国家标准，可以放心引用！ [设计意图]强化学生的探究意识，提升动手实验能力，提高学生的课堂参与度，拓宽视野，深化课堂，促进评价高阶思维能力的提升。 【项目活动五】寻找二氧化硫的替代品---课下拓展活动 [过渡]二氧化硫不易储存和运输，所以作为添加剂需要找寻替代品。 学生小组尝试亚硫酸钠、硫化钠的性质探究（试管实验）---落实不同价态硫元素物质的转化。 实验方案 试剂药品 现象 结论 方案1 亚硫酸钠与盐酸 产生刺激性气味的气体，通入品红，褪色 生成二氧化硫 方案2 硫化钠与盐酸 产生激性气味的气体 [结论]亚硫酸钠可能作为二氧化硫的替代品，但硫化钠不可以！ [查阅资料]焦亚硫酸钾，并在生活中找寻存在，得出结论可以作为二氧化硫的替代品。 [设计意图]既是课堂探究模型的应用，又实现跨学科主题的延伸和拓展，深化高阶思维，增强社会责任感！ 【课堂小结】小组交流分享畅谈收获 【教学效果】 1、学生多维度多视角的认识物质及其变化，有利于全面思维的培养。 2、学生提升了将生活情境与化学生物学科理论知识有机融合的能力。 3、在素材内容、探秘原因、探究模型解决实际问题方面，培养并发展学生高阶思维能力，逐步落实化学核心素养。 [教学亮点]： 整堂课贯穿化学源于生活又回归生活造福人类的主线。以生活中添加二氧化硫的葡萄酒为情境切入，开展预测—探究—揭秘—检测四个学习活动。（具体为利用价-态二维图预测二氧化硫的性质、实验探究二氧化硫的性质、插播视频揭秘二氧化硫在葡萄酒中的作用、动手测一测葡萄酒中二氧化硫的含量）。最后升华课下寻找其它的替代品，拓宽课堂教学。 实践了项目是学习“情境-任务-协作-评价”的四维策略。 聚焦二氧化硫的性质探究环节，启迪多元多视角的分析，创新性地利用注射器组装了微型一体化实验装置，强化学生绿色化学的观念意识。 突破课本知识，利用二氧化硫检测管、检测试纸，动手测一测，学生参与度相当高，渗入职业引领，有效地落实了化学核心素养！ [不足与改进]： 1、学生分组实验的任务分工安排要更明确具体化。 2、呈现实验结果的检测管太小，时间受限有的颜色显现慢，不利于观察，可以借助希沃手机传屏，及时呈现有明显现象小组的结果于大屏幕上共同对比观察。 学科网（北京）股份有限公司 $