第四節(jié) 硫酸 教學(xué)設(shè)計

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習網(wǎng)

 

一、教學(xué)流程圖:

 

 

 

   二、教案 

 

課題

硫酸

授課人

向太平

學(xué)校

 

教學(xué)目標

(一)知識目標:

使學(xué)生掌握濃硫酸的特性(吸水性、脫水性、強氧化性)。

(二)能力目標:

學(xué)會通過觀察、思考發(fā)現(xiàn)問題,通過實驗探究分析解決問題的能力;能通過實驗等途徑獲取有用信息,并能用化學(xué)語言表達、交流的能力;學(xué)會運用比較、歸納和概括等方法對獲取的信息進行加工的能力。

(三)情感目標:

對學(xué)生進行“現(xiàn)象與本質(zhì)”、“量變與質(zhì)變”等辯證唯物主義觀點的教育;激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和培養(yǎng)他們的環(huán)保意識;及培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和勇于求異的創(chuàng)新精神。

重點

濃硫酸的吸水性、脫水性和強氧化性。

難點

濃硫酸的強氧化性

教學(xué)方法

啟發(fā)――實驗探究式教學(xué)法、多媒體輔助法

儀器、用品

濃硫酸、濃鹽酸、硫酸銅晶體、水、稀硫酸、紙屑、棉花、木屑、蔗糖、銅片、鋁片、品紅溶液、浸有堿液的棉花、玻璃棒、燒杯、試管、鐵架臺、鐵夾、導(dǎo)管、酒精燈、火柴、藥匙、投影儀。

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計意圖

【引入】氧族元素中硫的正化合價常見的有+4、+6兩種價態(tài)。前面我們學(xué)習了SO2中+4價硫的性質(zhì),這節(jié)課我們要學(xué)習的是硫酸中+6價硫的性質(zhì)。H2SO4是重要的化工原料,被譽為“化學(xué)工業(yè)之母”,工業(yè)三大強酸之一,我國現(xiàn)在是第一大硫酸生產(chǎn)國,硫酸總產(chǎn)量將突破3500萬噸。今天我們就來探究硫酸的性質(zhì)。

【板書】第三節(jié) 硫酸

回憶傾聽。

明確上課內(nèi)容,引起興趣,激發(fā)愛國熱情。

【提問】初中時我們就學(xué)習過稀硫酸,回憶稀硫酸具有哪些化學(xué)性質(zhì)?為什么具有這些性質(zhì)?   

【板書】一、硫酸:

1. 稀硫酸具有酸的通性:

【提問】酸的通性表現(xiàn)在哪些方面?

【板書】1.1 與堿、堿性氧化物、指示劑作用:H2SO4=2H++SO42-

 

【小結(jié)、設(shè)疑】稀硫酸與以上物質(zhì)作用時表現(xiàn)出酸的通性時H+的價態(tài)未發(fā)生變化,是不是H+的價態(tài)一直不會變呢?

【板書】1.2 與活潑金屬反應(yīng)生成H2(弱氧化性):

思考并回答:稀硫酸具有酸的通性。因為硫酸在水中能電離出H+。

回憶、思考、討論、回答:與堿中和、堿性氧化物生成鹽和水、指示劑顯色等。

思考、討論得出結(jié)論,回答:可以變,與活潑金屬反應(yīng)生成零價的氫氣。

復(fù)習稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)。

 

 

 

 

復(fù)習氧化還原反應(yīng)知識,為后面與濃硫酸的強氧化性比較埋下伏筆。

【過渡】稀硫酸是一種強酸,具有酸的通性,以H+和SO42-的形式存在,而濃硫酸主要是以H2SO4分子的形式存在,由于溶液中粒子不同,所以性質(zhì)上肯定有差異,即濃硫酸具有自己的特性。下面我們就一起來探究濃硫酸。

【展示、討論】展示兩瓶密閉、體積相等的試劑瓶,分別裝有濃硫酸和濃鹽酸,不用化學(xué)方法如何加以鑒別?

 

 

 

【板書】2、純硫酸的物理性質(zhì):

【探究歸納】常見的濃硫酸質(zhì)量分數(shù)為98.3%,密度1.84 g/cm3,沸點為338 ℃,難揮發(fā)。能以任意比與水混溶,濃硫酸溶解時放出大量的熱。

【設(shè)疑】濃硫酸溶解時放出大量的熱,如何稀釋濃硫酸呢?

 

 

回憶、傾聽。

 

 

 

 

觀察、討論、上臺探究、回答(1)拿起試劑瓶,感覺重的是濃硫酸,因為濃硫酸的密度大。(2)搖動試劑瓶,呈油狀、粘稠的是濃硫酸。(3)分別打開瓶蓋,瓶口無酸霧的是濃硫酸,因為濃硫酸難揮發(fā)。

傾聽。

 

 

 

 

回憶、回答:將濃硫酸沿著容器內(nèi)壁緩慢地注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,使產(chǎn)生的熱量迅速擴散。

明白物質(zhì)的存在形式?jīng)Q定性質(zhì)。明確學(xué)習任務(wù),激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習的積極性。

培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,主動探究,激發(fā)學(xué)生興趣。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

激活舊知識,落實新知識。

 

【強調(diào)】稀釋濃硫酸時,若把水倒入濃硫酸中,

由于水的密度較小,浮在硫酸的上面,溶解時放出的熱不易散失,使水暴沸而驟然氣化,結(jié)果就像水滴入灼熱的油鍋一樣,帶著酸液向四周飛濺,引起傷害事故。

【投影】播放FLSAH動畫。

  傾聽,領(lǐng)悟。

 

 

 

 

觀看、領(lǐng)悟。

解釋原因,強調(diào)實驗安全。

 

用FLSAH動畫,增加直觀印象,活躍氣氛。

【過渡】因為濃硫酸主要以硫酸分子的形式存在,與稀硫酸的性質(zhì)是有差異,到底它的差異表現(xiàn)在哪些方面呢?

【板書】3、濃硫酸的特性:

【演示實驗】在試管中加入一些膽礬,再加入3-4ml濃硫酸,振蕩。觀察固體和溶液的顏色變化。

【提問】生成的灰白色物質(zhì)是什么?

【提問】回憶初中我們學(xué)習過膽礬的加熱實驗現(xiàn)象?

 

【展示】長時間放置后的標本。最終藍色物質(zhì)呈白色。

【投影】用FLASH動畫模擬改進實驗,加深對濃硫酸吸水性的認識。

 

 

 

 

 

 

 

【講解】膽礬失去了結(jié)晶水,結(jié)晶水與濃硫酸分子形成了硫酸水合物。說明濃硫酸能夠吸收結(jié)晶水,濃硫酸具有吸水性。

【小結(jié)、板書】3.1 吸水性(干燥劑)

【設(shè)疑】濃硫酸具有吸水性,常作為干燥劑,那么它能干燥哪些氣體呢?不能干燥哪些氣體呢?

 

 

 

 

 

【設(shè)疑】為什么H2S、HI、HBr不能用濃硫酸來干燥?欲知原因,我們繼續(xù)學(xué)習。

 傾聽、討論。

 

 

 

觀察并描述現(xiàn)象:固體由藍色變?yōu)榛野咨,溶液仍為無色。

思考。

回憶、回答:藍色五水硫酸銅加熱失水成白色無水硫酸銅。

分析比較說明濃硫酸體現(xiàn)了吸水性。

觀看,領(lǐng)會。

 

 

 

 

 

傾聽,領(lǐng)會。

 

 

 

【引導(dǎo)學(xué)生歸納】通?捎脻饬蛩岣稍锏臍怏w有:H2、O2,N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、C12等:   

師生共同小結(jié):不能用濃硫酸干燥的氣體有:堿性氣體:NH3、還原性氣體:H2S、HI、HBr等。

 

 

 

 

培養(yǎng)觀察能力。

 

激疑。

回憶對比舊知識,明確內(nèi)在聯(lián)系。

 

用FLSAH動畫模擬的原因:該實驗所需時間較長,約為二天;濃硫酸未與硫酸銅晶體接觸。更能說明濃硫酸只體現(xiàn)了吸水性。

明了濃硫酸的吸水性。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

激發(fā)學(xué)生的求知欲,為后面濃硫酸強氧化性的學(xué)習埋下伏筆,留下懸念。

【投影、介紹】介紹某學(xué)生用硫酸殘害北京動物園黑熊事件。展示材料和圖片。

 

 

【設(shè)疑】為什么濃硫酸會對動物造成那么大的傷害的呢?

【學(xué)生分組實驗6-3】潮濕的紙屑、棉花、木屑中分別滴入幾滴濃硫酸。

【提示】皮膚與紙屑、棉花、木屑一樣都是有機物,含C、H、O等元素。

【分析】說明濃硫酸讓有機物失水變成以黑色物質(zhì)了。

【提問】我們做了這么多實驗,一定餓了,下面我們來做一個“黑面包”實驗。請同學(xué)們想想生活中面包是如何制作的?與我們的實驗有什么異同?

傾聽、討論,驚奇。

 

 

討論,迷惑不解。

 

學(xué)生上臺實驗后,各自回答:三種物質(zhì)都發(fā)生了變化,生成了黑色的物質(zhì)。

 

 

討論,面包制作用面粉、水、加發(fā)酵粉(小蘇打)后,加熱。

 

引起學(xué)生興趣,調(diào)動學(xué)生積極性。

激疑、探索。

培養(yǎng)學(xué)生實驗動手能力,探索能力。

明了濃硫酸的脫水性。

 

激發(fā)學(xué)生興趣,活躍氣氛。

【實驗6-4】學(xué)生分組。分別用稀硫酸、不加水用濃硫酸、加水后再加濃硫酸來進行對比探究實驗,明確 “黑面包”實驗發(fā)生的條件。

【演示】演示“黑面包”實驗:在200 mL燒杯中放入20 g蔗糖,加入幾滴水,攪拌均勻。然后再加入15 mL質(zhì)量分數(shù)為98%的濃硫酸,迅速攪拌。觀察實驗現(xiàn)象。

動手,進行探究,歸納小結(jié)“黑面包”實驗發(fā)生的條件。

觀察并描述:蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,形成疏松多孔的海綿狀的物質(zhì);有大量氣體冒出;有刺激性氣味的氣體生成。

培養(yǎng)學(xué)生探究分析實驗發(fā)生的條件。

培養(yǎng)觀察能力與描述現(xiàn)象的能力。

 

 

【提問】生成的黑色固體是什么物質(zhì)?引導(dǎo)學(xué)生寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。

通過試劑瓶的標簽給出蔗糖的化學(xué)式:C12H12O22

【小結(jié)板書】3.2 脫水性(炭化)

 

【設(shè)疑】濃硫酸對皮膚有強烈的腐蝕性,如果

我們做實驗時不慎沾上了濃硫酸怎么辦?

 

 思考、回答:黑色物質(zhì)是碳單質(zhì)。分析討論寫出化學(xué)方程式:

C12H12O22   12C+11H2O

  

 討論并回答:如皮膚不慎沾上時,應(yīng)立即用大量水沖洗(勿用手磨擦),然后在患處涂上3%~5%的NaHCO3。

揭示反應(yīng)本質(zhì)。

從標簽上學(xué)生獲得有用信息。

 

加深濃硫酸具有脫水性的認識,學(xué)會處理偶發(fā)事故,消除恐懼心理。

【引導(dǎo)討論】以上實驗說明了濃硫酸既具有吸水性又具有脫水性,一字之差,請分析比較。

【師生共同小結(jié)】①吸水性:是指吸收水分或奪取結(jié)晶水合物中的結(jié)晶水,形成一系列穩(wěn)定的硫酸水合物,但是被干燥的物質(zhì)本質(zhì)未變。②脫水性:是指將有機物中的氫、氧元素的原子按水的組成(2:1)脫去,生成水分子。

【設(shè)疑】蔗糖碳化后,為什么能形成海綿狀的碳,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生?要解決這個問題,必須學(xué)習硫酸的另外一個非常重要的特性――強氧化性。

【過渡】稀硫酸具有弱的氧化性,能與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣。濃硫酸是否也能與金屬反應(yīng)呢?是否也生成氫氣呢?啟發(fā)學(xué)生從濃、稀硫酸的成分及與金屬的反應(yīng)分析。

分析討論,學(xué)生發(fā)言小結(jié)。作筆記。

 

 

 

 

回憶、思考。

 

 

分析、討論、猜想。能與金屬反應(yīng)。因為微粒存在形式不一樣,如有氧化性,肯定不一樣。

培養(yǎng)學(xué)生概念間的比較能力,認清本質(zhì)。

 

 

激發(fā)學(xué)生的求知欲。

 

培養(yǎng)對比分析能力。

【提問】銅能與稀硫酸反應(yīng)嗎?為什么?

 

 

【設(shè)問】銅能與濃硫酸反應(yīng)嗎?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【演示改進實驗6-5】濃硫酸與銅反應(yīng),

 

要求學(xué)生注意反應(yīng)現(xiàn)象。

 

推理并回答:不能。因為在金屬活動順序中銅排在氫的后面。

猜想:不能。

 

觀察、描述現(xiàn)象:不加熱時無明顯現(xiàn)象。加熱時產(chǎn)生的氣體能使品紅,溶液褪色。溶液底部有灰黑色固體析出。冷卻稀釋后溶液呈藍色。

 

激活舊知識。

 

激發(fā)好奇心。

培養(yǎng)觀察能力、敘述能力。

【強調(diào)】生成的氣體使品紅溶液褪色后,應(yīng)用堿液吸收尾氣。

【講解】實驗中的灰黑色物質(zhì)是副產(chǎn)物CuS等,是銅過量的原因,因為時間的關(guān)系,這個問題留到我們學(xué)生實驗時來進行細致的探究。

 

 

 

【展示】濃硫酸與銅反應(yīng)后的溶液長時間冷卻后的現(xiàn)象,觀察。

 

 

 

【引導(dǎo)討論】1、銅片與濃硫酸能否反應(yīng)?反應(yīng)的條件是什么?

2、根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象你認為反應(yīng)后的生成物是什么?寫出反應(yīng)方程式。并指出氧化劑、還原劑。反應(yīng)中的濃硫酸表現(xiàn)出什么性質(zhì)?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3、稀硫酸與濃硫酸的氧化性有什么不同?

啟發(fā)學(xué)生從濃、稀硫酸的成分及與金屬的反應(yīng)來進行分析。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

回答:有白色晶體析出。

 

 

分析思考并回答:

1、   加熱能反應(yīng)。

2、   能使品紅溶液褪色,具加熱溶液又呈紅色說明生成了二氧化硫;溶液稀釋后呈藍色說明有銅離子生成。且長時間冷卻后有白色晶體析出 證明生成的產(chǎn)物是硫酸銅;瘜W(xué)方程式:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O,銅是還原劑,濃硫酸是氧化劑,濃硫酸既表現(xiàn)出氧化性又體現(xiàn)出了酸性。

對比討論出:稀硫酸的弱氧化性表現(xiàn)在它電離的H+,而濃硫酸的強氧化性表現(xiàn)在硫酸分子中+6價的硫上。

注意環(huán)保。

為后面研究性學(xué)習提出問題,以有利于學(xué)生的可持繼性發(fā)展。

培養(yǎng)學(xué)生不僅要注意實驗過程,也要注重結(jié)果。

樹立對化學(xué)現(xiàn)象與化學(xué)本質(zhì)的辯證認識。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

使學(xué)生深入認識濃、稀硫酸的氧化性不同的本質(zhì)。

【設(shè)問】濃硫酸是否也能氧化金屬活動性順序中氫以前的金屬呢?

【演示實驗】把鋁片放入盛有濃硫酸的試管 中,觀察現(xiàn)象。加熱觀察。

【設(shè)問】為什么濃硫酸能與銅反應(yīng),而活潑的鋁放入其中無明顯現(xiàn)象呢?

【講解】對。若加熱就會發(fā)生反應(yīng)。但是沒加熱就真的沒發(fā)生反應(yīng)嗎?不是的,這是因為濃硫酸具有強氧化性,它可以使某些金屬如鐵、鋁等表面發(fā)生“鈍化”。解釋“鈍化”現(xiàn)象。

【展示圖片】運輸濃硫酸的槽車圖片。

 

【板書】濃硫酸與金屬活動順序氫以前的金屬反應(yīng)是否也生成氫氣呢?為什么?

推理并回答:能。

 

觀察無明顯現(xiàn)象。加熱有氣體產(chǎn)生。

 

 

陷入沉思,猜想:沒加熱!

傾聽,領(lǐng)悟,形成正確認識。

 

 

推理并回答:不能。因為濃硫酸的強氧化性表現(xiàn)在+6的硫上。

培養(yǎng)邏輯思維能力。

激疑。

 

激發(fā)求知欲。

解惑,加深對濃硫酸的強氧化性的認識。

理解性質(zhì)決定用途。

培養(yǎng)推理綜合運用知識的能力。

 

【小結(jié)、板書】3.3 強氧化性

 

3.3.1 氧化大多數(shù)金屬反應(yīng)(除Pt、Au不反應(yīng))

K Ca ……Pb(H)     Cu Hg Ag。

常溫:反應(yīng)(除Fe、Al鈍化)。    不反應(yīng)。

加熱:反應(yīng),不放出H2! 》磻(yīng),放出SO2。

歸納并總結(jié)。

 

學(xué)會總結(jié),將知識及時總結(jié)成規(guī)律,便于識記。

【回憶設(shè)疑、過渡】在“黑面包”實驗中,為什么體積會膨脹,形成疏松多孔的海綿狀炭,如同一個“黑面包”,這又體現(xiàn)濃硫酸的什么性質(zhì)呢?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【講解、組織討論】是的,“黑面包”實驗中是發(fā)生了濃硫酸與“面包渣”碳的反應(yīng),請根據(jù)現(xiàn)象分析生成物是什么?寫出反應(yīng)方程式。

【板書】3.3.2 氧化某些非金屬單質(zhì)(C、S)

C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O

【組織討論】通過剛才的學(xué)習我們了解濃硫酸具有強的氧化性,請利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律分析為什么濃硫酸作干燥劑時不能干燥H2S、HI、HBr氣體?寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。

討論、釋疑:蔗糖加入濃硫酸炭化時,在蔗糖內(nèi)加了幾滴水,濃硫酸吸水放出大量的熱,使?jié)饬蛩崤c生成的碳發(fā)生氧化還原反應(yīng),有大量氣體產(chǎn)生,生成的刺激性氣味的氣體是濃硫酸被還原所生成的二氧化硫,碳又被濃硫酸氧化成二氧化碳,因此會出現(xiàn)體積膨脹,疏松多孔海綿狀炭及刺激性氣味產(chǎn)生的現(xiàn)象。這體現(xiàn)了濃硫酸的氧化性。

推理、思考并回答:濃硫酸具有強氧化性,將碳氧化成二氧化碳,而本身被還原成二氧化硫,同時有水生成。

 

 

恍然大悟,討論寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:

H2S + H2SO4 (濃)=S↓+SO2↑+2H2O

2HI + H2SO4(濃)=I2+SO2↑+2H2O

回憶前面的實驗現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探索。培養(yǎng)分析解決問題的能力。

培養(yǎng)綜合運用知識能力。

 

 

 

  

 

 

 

前后呼應(yīng),加深對濃硫酸的強氧化性的認識。學(xué)會辯證的認識問題。

【組織討論】濃硫酸和稀硫酸都有氧化性,是否有差異,表現(xiàn)在什么地方?為什么不同?

【師生小結(jié)】稀硫酸――弱氧化性――可與活潑金屬反應(yīng),生成H2――氧化性由H+體現(xiàn);

濃硫酸――強氧化性――加熱時可與絕大多數(shù)金屬和某些非金屬反應(yīng),通常生成SO2――氧化性由S體現(xiàn)。

【講述】硫酸是最重要的化工產(chǎn)品之一。掌握它的性質(zhì)可以更好的認識它在工業(yè)生產(chǎn)和國防上的重要用途。

討論小結(jié),得出結(jié)論。

 

 

 

 

 

傾聽。

 

進一步理解量變引起質(zhì)變的規(guī)律,樹立辯證唯物主義的世界觀。

 

滲透性質(zhì)決定用途的思想。

 

【板書】4  硫酸的用途:

【指導(dǎo)閱讀】閱讀教材,了解硫酸的用途。

1.利用其酸性,可制磷肥、氮肥;可除銹;可制硫酸鹽。2.利用濃硫酸的吸水性,作吸水劑和干燥劑。 3.利用濃硫酸的脫水性,濃硫酸常用作精煉石油的脫水劑、有機反應(yīng)的脫水劑等。  4.利用濃硫酸的高沸點難揮發(fā)性,常用于制取各種揮發(fā)性酸。

閱讀課文,歸納用途。

培養(yǎng)自學(xué)能力。

【本節(jié)小結(jié)】這節(jié)課我們重點探究的濃硫酸的化學(xué)特性。因為量變導(dǎo)致質(zhì)變,所以濃硫酸體現(xiàn)的以下與稀硫酸不同的特性:吸水性、脫水性、強氧化性。

回憶傾聽、領(lǐng)悟。

學(xué)會小結(jié),將課本由厚變薄。

【作業(yè)】P134 三、四

研究性學(xué)習:利用學(xué)生實驗七中銅與濃硫酸的學(xué)生實驗,對以下問題進行探究性學(xué)習:

⑴.銅(足量)與濃硫酸反應(yīng)過程后,銅片上的黑色物質(zhì)是什么?能否與濃鹽酸反應(yīng)?體現(xiàn)了濃硫酸的什么性質(zhì)?

⑵.反應(yīng)完后,觀察溶液的冷卻過程,將你觀察的現(xiàn)象記錄下來,加以分析。試分析該實驗反應(yīng)步驟。

⑶.足量銅與濃硫酸反應(yīng)完后,硫酸是否有剩余?為什么?為使現(xiàn)象更為明顯,硫酸濃度多大最為適宜?課本演示實驗?zāi)芊襁M一步進行改進?如何改進。

【板書設(shè)計】

第三節(jié)      硫酸

    一、硫酸:

1、稀硫酸具有酸的通性:

①、與堿、堿性氧化物、指示劑作用:

②、與活潑金屬反應(yīng)生成H2(弱氧化性):

2、純硫酸的物理性質(zhì):

3、 濃硫酸的特性:

(1)、吸水性(干燥劑):物理變化。

(2)、脫水性(炭化):C12H12O2212C+11H2O

(3)、強氧化性:

①、氧化大多數(shù)金屬反應(yīng)(除Pt、Au不反應(yīng)):

Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑

②、氧化某些非金屬單質(zhì)(C、S)等:

C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O

4、硫酸的用途:

 


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