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二氧化硫和氧气(so2与o2反应可逆吗)

教材分析

本节内容选自新人教版高中化学必修第二册第五章第一节(第一课时)。

本节内容是典型的元素化合物知识,这一课时主要是硫和二氧化硫的性质。教材意图在研究了氯单质及其化合物的基础上,继续学习硫及其氧化物,也是为后面硫酸的学习做准备。由于硫元素有多种变价,性质上有很多的特殊性,所以学好本节内容,学生可以进一步熟悉非金属单质及其化合物性质的一般方法和规律,对掌握元素及其化合物的性质极其重要。

教学目标与核心素养

1. 教学目标

(1)了解硫、二氧化硫的物理性质;

(2)结合实验探究,掌握二氧化硫的化学性质,能说出二氧化硫的主要用途。

2. 核心素养

(1)通过对硫原子结构的分析,解释硫单质有关的化学性质,理解物质的宏观性质与微观结构之间的联系;

(2)通过二氧化硫与水、氧气反应的学习,初步建立可逆反应的概念;

(3)通过对二氧化硫性质的探究实验,使学生提出有探究价值的问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作。

教学重点和难点

1. 重点:二氧化硫的化学性质;

2. 难点:探究二氧化硫性质的实验设计。

教学过程

1.引入

2012年10月18日,印尼卡瓦伊真火山喷出的气体通过火山口内的喷气孔形成硫磺,当地很多青壮年男子冒险去火山口采硫磺矿谋生。这些硫矿被运到当地工厂加工,在硫化橡胶、漂白糖等工业步骤中使用。印尼卡瓦伊真火山有200多名矿工。矿工们冒着危险在没有防护的情况下工作,他们用最原始的方式烧硫磺,用手拣、用肩挑。他们每日要从火山口搬运70-90千克的硫磺矿,上山下谷,呼吸毒气。

这样的工作每日12小时重复10多次以上,导致他们的寿命平均不过30岁。工作一天,矿工大约可以得到折合大约35到40元人民币的微薄收入,生存极其艰辛。今天我们就来一起学习下硫及其化合物的性质。

2.教师讲述

硫的物理性质比较简单,硫俗称硫磺,是一种黄色晶体,质脆,易研成粉末,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。硫的化学性质比较活泼,在加热或点燃的条件下,与铁、铜、氢气、氧气等都能发生反应。

请通过硫原子结构解释硫为什么具有这样的性质?

(回答:硫原子最外层电子有6个,在化学反应中容易得到2个电子,形成-2价硫的化合物。而与同族氧元素比较,硫元素多了一个电子层,得电子能力相对较弱,而失电子能力相对较强。)

对比硫和铁、铜与氯气和铁、铜的反应,产物中金属元素的化合价如何?这说明了什么?

(氯气可以将金属氧化到最高价态,而硫不能,说明氯气比硫单质更活泼)

3.实验探究

提出问题:二氧化硫是否溶解于水?溶于水后是否发生了其它变化?

思路引导:二氧化硫溶于水后,如何判断其是否发生了变化?(检验是否有新物质生成)类比二氧化碳溶于水和与水的反应,如果二氧化硫溶于水有新物质生成,可能是什么?如何检验?(亚硫酸,用指示剂检验或用pH试纸测定)

设计方案:在NOBOOK虚拟实验中,将集满SO2的试管倒扣在水中,在水中打开橡胶塞,观察试管内液面的变化。待液面不再明显变化时,在水下塞上橡胶塞,取出试管,用pH试纸测定溶液的酸碱性。

进行实验,分析现象,得出结论:二氧化硫易溶于水,且用pH试纸或石蕊溶液检验与水反应后的溶液,发现生成了一种酸性物质——亚硫酸。

4.练习

回顾酸性氧化物的通性,类比分析二氧化硫作为酸性氧化物应该具有的化学性质,练习书写SO2、NaOH、CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式。

5.教师讲述

SO2与水的反应是一个可逆反应,二氧化硫的水溶液中同时存在SO2、H2SO3、H2O,溶于水的二氧化硫并没有完全反应生成亚硫酸。因为在二氧化硫和水反应生成亚硫酸的同时,亚硫酸也会分解成水和二氧化硫,像这样在同一条件下,可以同时向正反应和逆反应方向进行的反应,就叫做可逆反应。思考:判断下列反应哪些不属于可逆反应?为什么?(反应略)

二氧化硫在催化剂和加热条件下,可以进一步与氧气反应生成三氧化硫,这也是一个可逆反应,从氧化还原反应的角度分析,这个反应体现了二氧化硫的什么性质?(还原性)二氧化硫中的硫是 4价,并不是最低价,所以二氧化硫还可能具有什么性质?(氧化性)二氧化硫氧化性的例子就是和硫化氢反应生成硫单质和水。

拓展:三氧化硫与水反应可以生成硫酸,工业上就通过这个制硫酸。课下查阅工业上制硫酸的流程,看看实际生产中做了哪些改进。

6.探究实验

探究内容:验证二氧化硫的漂白性

学生实验:在NOBOOK虚拟实验中,将二氧化硫通入装有品红溶液的试管中,观察到什么现象。然后加热该试管,又有什么现象?

分析现象,得出结论:将二氧化硫通入品红溶液中,品红溶液褪色,这是因为二氧化硫与品红结合成了一种不稳定的无色物质,而加热时该物质又会分解为品红和二氧化硫,所以溶液又变成红色。

二氧化硫和氧气(so2与o2反应可逆吗)

7.教师讲述

介绍二氧化硫的用途和空气质量日报中,二氧化硫对环境的污染。二氧化硫可以用来制造硫酸,可以漂白纸浆、毛、丝、草等编制品,还可以杀灭霉菌和细菌。但是也是一种大气污染物,是硫酸型酸雨的罪魁祸首,导致金属制品的腐蚀。

所以物质本身并没有对错之分,有对错的是人类的使用方式。我们应该对人类面临的与化学有关的社会问题进行关注,培养我们的社会责任感,增强环保意识、严谨求实的科学态度和敢于质疑的优良品质。

板书设计

1. 硫

硫是一种黄色固体,难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。

硫的化学性质比较活泼,能与许多物质发生反应(Fe、Cu、O2、H2)。

2. 二氧化硫

(1)物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。

(2)SO2 H2O ⇌H2SO3

可逆反应:同一条件下,同时能正向和逆向进行的反应。

(3)

二氧化硫和氧气(so2与o2反应可逆吗)

(还原性)

SO3 H2O=H2SO4

(4)SO2 2H2S=3S 2H2O(氧化性)

(5)漂白性:二氧化硫与品红可以结合成无色物质,从而使品红溶液褪色,加热时该物质又会分解为品红和二氧化硫并重新变红。

(6)用途:制造硫酸;漂白纸浆、毛、丝、草编制品;杀灭霉菌和细菌等。

图片及视频来自:NB虚拟实验(化学)

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关于作者: yun

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