硫及其化合物优质教学设计-精品教案

《硫及其化合物》是人教版化学必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》第一节内容。在《普通高中化学课程标准（2017年版）》中，“主题2：常见的无机物及应用”对非金属及其化合物的要求为：“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，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。”对物质性质及物质转化的价值的要求为：“结合实例认识非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，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。”

这节内容主要包括：硫、二氧化硫和硫酸的性质，硫酸根离子的检验，不同价态含硫物质的转化。学生可通过实验探究，学习不同价态含硫物质的转化。教材重点关注“不同价态的硫元素”及“硫的转化”，突出了硫及其化合物在科学、技术、社会、环境中的影响、应用及教育价值，这样有利于学生多角度、多层面地理解硫及其化合物，有利于学生建立价类二维的元素观，也是渗透宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等化学学科核心素养的重要依托。

这部分内容是高中化学元素化合物部分的重点，是氧化还原反应及离子反应理论发展的重要载体，是元素周期律的重要体现。其中，二氧化硫被称为高中化学的明星分子，是各类考查的重点和热点。

二、学情分析

在必修第一册，学生已经以钠及其化合物、氯及其化合物、铁及其化合物的学习为例，能从物质分类、离子反应、氧化还原反应的角度认识化学物质，并学习了物质结构和元素周期律，能从周期和族的角度分析物质化学性质的递变性和相似性。通过化学键的学习，学生能够从微观视角认识化学物质。

学生初步具备了在具体问题情境下评价、改进、设计简单实验的能力；初步具备了应用所学知识分析问题和解决问题的能力。

学生初步具备了基于具体物质的具体性质和反应的类比思维，基于一类物质的一般性质的概括思维，基于离子的性质和反应的微观概括思维，基于化合价升降的氧化还原思维。

学生从综合类别通性的酸碱盐离子反应和价态升降的氧化还原反应的多角度、多层次思维来学习硫及其化合物存在困难，但也存在很大的发展空间。要设计符合学生发展的教学过程，促进学生价类二维的元素观的形成，帮助学生建构科学合理的认识思路，使认识方式趋向稳定化和内化。

三、教学目标

1. 了解硫元素在自然界中的多种存在形式，了解含硫物质的主要来源。 2. 结合含硫物质在生产、生活中转化的实例，从物质分类及价态的角度认识含硫物质的通性及氧化还原性，并能了解部分含硫物质的特性。

3. 通过不同价态含硫物质的转化，应用物质分类的思想，运用酸碱反应规律和氧化还原反应规律指导物质转化。落实陌生氧化还原反应方程式的书写。

4. 能设计实验探究证实含硫物质的化学性质，逐步提高实验探究的能力。

5.了解含硫物质在生产、生活中的应用及含硫物质带来的环境问题，特别要了解酸雨的形成过程、危害及防治方法。树立保护环境的意识。

四、教学重点

1. 二氧化硫、浓硫酸的性质，硫酸根离子的检验。 2. 含硫物质之间的相互转化。 3. 可逆反应。 五、教学难点 1. 浓硫酸的氧化性。

2. 设计实验证明二氧化硫的性质。 六、教学过程 （一）环节一

展示火山喷发的景象照片，说明火山喷发时，会释放出许多含有硫元素的物质，在火山口还有硫单质出现。

【教师引导】介绍硫单质的多种游离态，以正交硫为例，介绍硫单质的物理性质。学生分析硫单质的化学性质，说明分析的理论依据，结合课前给的资料说明文献依据，并设计实验获取实验依据。

【课前资料】古代炼丹时使用硫单质的资料及成分中含有硫单质。

【学生活动】从物质类别和价态的角度分析硫单质有氧化性，可以与金属如铁、铜发生反应，也可以与非金属单质如氢气反应，同时硫也有还原性，可以与氧气发生反应。

【实验探究】 硫和铁粉的反应。 【设计意图】

引导学生从理论角度、文献角度、实验角度学习硫与金属和非金属单质的反应，认识硫单质的氧化性和还原性，体会硫单质作为重要的非金属单质在历史上的用途，渗透宏观辨识和微观探析的核心素养，为后面学习二氧化硫做铺垫。

（二）环节二

播放酸雨的视频，介绍空气质量报告的主要内容，探究二氧化硫的性质。 【教师引导】二氧化硫与酸雨的形成有什么关系？体现了二氧化硫的什么性质？设计实验证明你的预测。

【学生活动1】

从物质类别的角度分析二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。 从价态的角度分析二氧化硫既有氧化性，又有还原性。 设计实验证明二氧化硫酸性氧化物的通性及还原性。 【学生活动2】【实验探究】

把一支充满、塞有橡胶塞的试管倒立于水槽中，在水面下打开橡胶

塞，观察现象，用pH试纸测定溶液的pH。放置一段时间后，再次测定溶液的pH。（也可以展示课前做好的实验事实）

【学生活动3】【实验探究】 1.学生分析pH变化的原因？ 2.设计实验证明。 【教师引导】

1.通过上面的实验，请学生说明硫酸型酸雨形成的途径？主要途径是什么？同时介绍可逆反应的定义。

2.如何防治酸雨的形成？（从二氧化硫的来源和性质的角度思考，从防的角度、从治的角度分析减小酸雨形成的危害）

3.通过酸雨形成的途径，思考对工业生产硫酸有什么启示？如果以硫磺矿或者黄铁矿为原料，如何实现工业生产硫酸？

【学生活动4】

1.分析硫酸型酸雨形成的可能的两种途径。并分析过程中的主要途径。 2.结合二氧化硫的来源和性质分析从源头上或者过程上如何防治酸雨。 3.结合工业生产实际分析工业生产硫酸的合理途径。

【问题情境】 不仅在工业生产中有重要的应用，还可用于生活中的

某些方面。如在某些食品中可以添加适量的二氧化硫起到漂白、防腐和抗氧化等作用。比如在葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到杀菌的作用。

【实验探究】 二氧化硫与品红的反应 【设计意图】

学生能利用研究物质性质的一般方法和程序研究二氧化硫，能运用氧化还原反应原理，选择合适的氧化剂和还原剂，实现不同价态硫元素之间的相互转化。同时引导学生客观辩证地看待化学物质，体会化学物质对人类社会发展的巨大促进作用，同时关注不合理地利用化学物质对生活和生产造成的危害，引导学生认识到人类活动对生态环境的影响，激发学生运用化学知识解决环境和资源问题的兴趣和热情，渗透变化观念与平衡思想、证据意识与模型认知、科学态度与社会责任的核心素养。

（三）环节三 浓硫酸的强氧化性

【教师引导】硫酸是重要的工业原料，初中阶段的学习，我们已经了解了稀硫酸的通性及浓硫酸的吸水性、脱水性和强腐蚀性。实际上，浓硫酸还有强氧化性。

【问题情境】常温下，可以用铁质或者铝质的容器来装运浓硫酸，这是为什么？

【教师介绍】铁和铝在常温下遇浓硫酸会发生钝化。解释钝化的现象及应用。

【教师引导】铜也可以和浓硫酸反应，请分析铜和浓硫酸反应的产物？设计实验证明产物？

【学生活动】分析产物为硫酸铜、二氧化硫和水。结合二氧化硫酸性氧化物的性质、还原性、氧化性及漂白性设计实验证明，并注意尾气处理。关注反应过程中的异常现象，做出分析解释。

【实验探究】演示学生设计的实验，学生结合化学用语分析解释现象。 【教师引导】非金属碳也可以与浓硫酸反应，请设计实验证明产物，画出装置图，注明试剂及作用。

【学生活动】设计实验，相互讨论，汇报完善。 【实验探究】演示黑面包实验。

【学生活动】分析实验现象，用相应的化学用语解释。 【设计意图】

通过上述环节，学生构建基于实验的科学探究过程的模型认知：发现问题，提出假设，设计实验方案，实施实验方案，观察现象，获得证据，归纳得出结论证实或者证伪，再重新反思，修正实验，继续研究。在设计实验解决问题时，要注意设计方案的科学性，可行性，安全性，绿色化学等。在实际工业生产中，还得考虑综合效益的高低等等。渗透证据意识和模型认知，科学探究和实验创新的核心素养。

（四）环节四 不同价态含硫物质的转化

【问题情境】展示自然界中硫元素的存在示意图及硫酸工业的流程图。

【教师引导】自然界中存在含硫物质的相互转化，人类控制实验条件也能发生上述含硫物质的相互转化。那么，在实验室里如何实现不同价态含硫物质之间的相互转化呢？在此过程中，我们考虑的因素有哪些呢？

【学生活动】

选择合适的氧化剂和还原剂完成下面转化：

【教学引导】如果在工业上实现上述转化过程，还需要考虑哪些因素？ 【设计意图】

学生从自然界、实验室、工业生产三个方面认识不同价态硫元素之间的转化，体会不同价态硫元素之间的相互转化与相应物质性质的关系，进一步理解元素与物质的关系，体会这种关系在研究元素氧化性和还原性中的重要作用。此外，通过设计实验解决上述一系列问题，一方面能够考查学生对知识的掌握和迁移应用能力，明确物质转化是多途径的，物质转化是需要条件的，物质转化的条件是可控制的。另一方面，锻炼学生分析问题和解决问题的能力，明确在设计化学实验时，应该遵循科学性，可行性，安全性和绿色化学等原则。渗透证据意识和模型认知，实验探究和创新意识的核心素养。

七、板书设计

一、研究物质的一般方法：

二、基于实验的科学探究过程：

科学性，可行性，安全性，绿色化学 三、硫元素价类二维图

7、化学与生活密切相关,下列说法正确的是

( )

A.明矾常用作净水剂,其作用是吸附杂质并杀菌

B.加碘盐含有碘化钾,其作用是补充碘元素

C.“酒曲”酿酒工艺,是利用了催化剂使平衡正向移动的原理 D.汽车尾气中的污染物是造成雾霾天气的一种重要因素

8、(2019年高考化学全国I卷)关于化合物2−苯基丙烯(( )

A．不能使稀高锰酸钾溶液褪色 B．可以发生加成聚合反应 C．分子中所有原子共平面 D．易溶于水及甲苯

)，下列说法正确的是

9. 短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是K 层电子数的3倍,Z的焰色反应显黄色。常温下,Z和W形成化合物的水溶液的pH=7。下列说法正确的是 ( ) A.X 与W属于不同周期、不同主族元素 B.简单离子半径:XW>X

D.Z 和W形成化合物的水溶液与Y 单质反应,能置换出W

9．下列离子方程式的书写正确的是( ) A．往碳酸镁中滴加稀盐酸：CO32－＋2H＋＝CO2↑＋H2O

＋

B．向AlCl3溶液中加入足量氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO－2＋4NH4＋

2H2O

C．NaHCO3溶液中加足量Ba(OH)2溶液：HCO3﹣+Ba2++OH﹣=BaCO3↓+H2O

D．在海带灰的浸出液(含有I－)中滴加H2O2得到I2：2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋O2↑＋2H2O

10、(2019年高考化学全国II卷)下列实验现象与实验操作不相匹配的是( ) 实验操作 实验现象 溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分A. 向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置 B. 将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶 C. D. 向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸 向盛有FeCl3溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液 层 集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生 有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊 黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变 11、(2018·新课标II卷)NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A．常温常压下，124 g P4中所含P—P键数目为4NA B．100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA C．标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA D．密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA

12.如图所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700～900 ℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。下列说法正确的是 ( )

A.电池内的O2-由电极乙移向电极甲 B.电池总反应为N2H4+2O2

2NO+2H2O

C.当甲电极上有1 mol N2H4消耗时,乙电极上有22.4 L O2参与反应 D.电池外电路的电子由电极乙移向电极甲

13.

26、(2018·新课标I卷) (14分)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：

(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是_________，仪器a的名称是_______ (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________________________ ②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________

(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________ ；d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________ 、_________、洗涤、干燥

(4)指出装置d可能存在的缺 ______________

27. (2018·新课标II卷) (14分) 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示。回答下列问题：

L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·

金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+ 1.5 2.8 Fe2+ 6.3 8.3 Zn2+ 6.2 8.2 Cd2+ 7.4 9.4 (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________ (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________________，若不通入氧气，其后果是________________

(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________ (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为

______________________________________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用

28.雾霾中含有多种污染物,包括氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。它们可以通过化学反应得到一定的消除或转化。

(1)氮硫的氧化物的转化:NO2(g)+SO2(g)已知:①NO(g)+O2(g)

21

SO3(g)+NO(g) ΔH

NO2(g) ΔH1=-56.5 kJ·mol-1

②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH2=-196.6 kJ·mol-1

则ΔH=__________kJ·mol-1。

一定条件下,将NO2与SO2以一定比例置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有__________________。 a.混合气体的密度不变 b.混合气体的颜色保持不变 c.SO3和NO的体积比保持不变

d.反应速率v(NO2)∶v(SO2)∶v(SO3)∶v(NO)=1∶1∶1∶1 (2)碳氧化物的转化:

①CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO+2H2

CH3OH,在一恒温恒容

密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2进行上述反应。测得CO和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。

则0～4 min内,氢气的反应速率为____________ mol·L-1·min-1;第4 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO和1 mol CH3OH(g),则平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

②通过电解CO制备CH4,电解液为碳酸钠溶液,工作原理如图2所示,写出阴极的电极反应式 __。

若以甲醇燃料电池作为电源,则生成标准状况下1.12 L CH4需要消耗CH3OH的质量为_____ _ _ _ _ ____。

(3)硫氧化物的转化:硫的氧化物与一定量氨气、空气反应,可生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是______________________________________(用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系:c(Na+)______(填“>”“<”或“=”)c(NH3·H2O)。

35.[化学-选修3:物质结构与性质](15分)2019年1月3日上午,嫦娥四号探测器翩然落月,首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车,通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题: (1)基态砷原子的核外价电子排布图为

__________________________,基态镓原子核外有______个未成对电子。

(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为______和+3,砷的电负性比镓________(填“大”或“小”)。 (3)1918年美国人通过反应:HC≡CH+AsCl3

CHClCHAsCl2制造

出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________;AsCl3分子的空间构型为______________。

(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃制得,(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_____________________。

(5)GaAs为原子晶体,密度为ρ g·cm-3,其晶胞结构如图所示: Ga与As以__________键结合。Ga和As的原子半径分别为a pm和b pm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________(列出计算式,可不化简)。

36、(2018·新课标I卷)化学一选修5：有机化学基础] (15分) 化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：

回答下列问题：

(1)A的化学名称为 (2)②的反应类型是 (3)反应④所需试剂，条件分别为 (4)G的分子式为 (5)W中含氧官能团的名称是 。

(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1) (7)苯乙酸苄酯（

）是花香型香料，设计由苯甲醇为起始原料

制备苯乙酸苄酯的合成路线 (无机试剂任选)

7D 8B 9A 10A 11C 12A 13D 26. 26．

（14分） （1）去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗

（2）①Zn+2Cr3+

Zn2++2Cr2+

②排除c中空气 （3）c中产生H2使压强大于大气压 （冰浴）冷却

（4）敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触

27．（14分） （1）ZnS+

32O2ZnO+SO2

（2）PbSO4

调节溶液的pH

无法除去杂质Fe2+ （3）Zn+Cd2+

Zn2++Cd （4）Zn2++2e

－

Zn

溶浸

28.答案:(1)-41.8 b (2)①0.375 正向 ②CO+6e-+5H2O

6OH-+CH4 1.6 g

(3)N𝐻4+

+H2O

NH3·H2O+H+ =

35.答案:(1) 1 (2)+1 大

(3)3∶2 三角锥形 (4)s𝑝3

(5)共价

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4×𝜋×10-30×(𝑎3+𝑏3)

145×4𝜌𝑁𝐴

43×100%