高一化學(xué) 必修第二冊(cè)《探究硫酸型酸雨的成因和防治-不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、廣東省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題 課題批準(zhǔn)號(hào)：2020WQYB094課題名稱：粵港澳大灣區(qū)教育信息化與學(xué)科教學(xué)的深度融合研究 主持人：湯幸初第 頁(yè)探究酸雨的成因及防治不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 教學(xué)設(shè)計(jì)華中師大龍崗附中 寇輝一、教材分析本節(jié)內(nèi)容主要包括：硫、二氧化硫和硫酸的性質(zhì)，硫酸根離子的檢驗(yàn)，不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。教材首先根據(jù)硫在元素周期表中的位置，利用原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的相關(guān)知識(shí)，從化學(xué)變化的視角考慮硫單質(zhì)能否與金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)、化合物等發(fā)生反應(yīng)，使學(xué)生掌握研究非金屬單質(zhì)性質(zhì)的基本思路；之后，根據(jù)物質(zhì)類別研究硫的化合物（包括SO2、H2SO4）的化學(xué)性質(zhì)。教材以工業(yè)制硫酸的生產(chǎn)原理為

2、載體，從氧化還原的角度來(lái)綜合認(rèn)識(shí)含硫化合物的氧化性和還原性，并結(jié)合濃硫酸與銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，基于證據(jù)探究濃硫酸的氧化性。接下來(lái)，設(shè)計(jì)“硫酸根離子的檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)，對(duì)構(gòu)成物質(zhì)的離子進(jìn)行檢驗(yàn)，提升學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。最后，設(shè)置“不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化”探究活動(dòng)，要求學(xué)生從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)變化的角度，應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)試劑，探究不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，提升學(xué)生“變化觀念”等學(xué)科核心素養(yǎng)。本節(jié)內(nèi)容分為三個(gè)課時(shí)：1硫和二氧化硫；2硫酸和硫酸根離子的檢驗(yàn)；3不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。本教學(xué)設(shè)計(jì)為第3課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)。學(xué)情分析本章的核心內(nèi)容是元素化合物知識(shí)，在本節(jié)課

3、之前學(xué)生已經(jīng)對(duì)元素化合物的認(rèn)識(shí)有了一定的基礎(chǔ)。本節(jié)課不同價(jià)態(tài)的硫元素之間的轉(zhuǎn)化，應(yīng)用的理論知識(shí)是氧化還原部分的知識(shí)，學(xué)生已在必修一氧化還原反應(yīng)一節(jié)中系統(tǒng)學(xué)習(xí)過(guò)，所以本節(jié)課既是對(duì)元素化合物知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，又是對(duì)氧化還原知識(shí)的利用和鞏固。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，不僅讓學(xué)生進(jìn)一步了解含同種元素的不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原理和方法，并且學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究，激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，提高自身動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的基本技能，加深對(duì)含相同元素物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化的感性認(rèn)識(shí)，達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)的目的，也會(huì)讓學(xué)生感受到科學(xué)探究的價(jià)值及其意義，使學(xué)生熱愛(ài)化學(xué)、贊賞化學(xué)。三、素養(yǎng)目標(biāo)1通過(guò)對(duì)酸雨形成過(guò)程中含硫物質(zhì)的存在及轉(zhuǎn)化分

4、析，鞏固從化合價(jià)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的思路，初步形成轉(zhuǎn)化意識(shí)。2通過(guò)設(shè)計(jì)脫除SO2的反應(yīng)路徑，將轉(zhuǎn)化思路分解、細(xì)化，明確轉(zhuǎn)化角度。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)化思路的梳理，完善轉(zhuǎn)化思維模型。3通過(guò)設(shè)計(jì)脫除SO2的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理的核心素養(yǎng)。4通過(guò)分析實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中SO2的去除路徑，提升基于思維模型分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。讓學(xué)生感受化學(xué)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)的價(jià)值，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等核心素養(yǎng)。四、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：構(gòu)建轉(zhuǎn)化思維模型難點(diǎn)：不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究、小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)思路首先創(chuàng)設(shè)情境：酸雨（視頻），學(xué)生通過(guò)觀看視頻、

5、閱讀材料，完成任務(wù)一，認(rèn)識(shí)酸雨形成過(guò)程中含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；再通過(guò)小組合作，設(shè)計(jì)去除二氧化硫的轉(zhuǎn)化路徑；接著分組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證上述轉(zhuǎn)化的發(fā)生，構(gòu)建分析不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化模型；最后通過(guò)二氧化硫的去除實(shí)例，應(yīng)用轉(zhuǎn)化模型，解決實(shí)際問(wèn)題。七、教學(xué)流程認(rèn)識(shí)酸雨，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化關(guān)系防治酸雨，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化路徑實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)建轉(zhuǎn)化模型拓展延伸，應(yīng)用轉(zhuǎn)化模型八、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)一：認(rèn)識(shí)酸雨，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化關(guān)系【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)觀看視頻、閱讀材料、模仿應(yīng)用等活動(dòng)，對(duì)酸雨形成過(guò)程中含硫物質(zhì)的存在和轉(zhuǎn)化進(jìn)行分析，學(xué)會(huì)從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)酸雨形成過(guò)程即是低價(jià)態(tài)的硫被氧化為高價(jià)態(tài)硫的過(guò)程，初步形成轉(zhuǎn)化意識(shí)?！疽曨l】酸雨的形成和

6、防治【任務(wù)一】正常雨水的pH約為5.6，其形成過(guò)程中含碳物質(zhì)的存在與轉(zhuǎn)化如下圖所示：請(qǐng)繪制酸雨形成過(guò)程中含硫物質(zhì)的存在與轉(zhuǎn)化示意圖。【學(xué)生活動(dòng)】觀看視頻，找出酸雨形成過(guò)程中的含硫物質(zhì)。閱讀任務(wù)一信息，模仿含碳物質(zhì)的存在和轉(zhuǎn)化示意圖，給不同的含硫物質(zhì)標(biāo)出化合價(jià)，并找出它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系。【補(bǔ)充材料】現(xiàn)有某地雨水樣品500 mL，每隔一段時(shí)間測(cè)定其pH數(shù)據(jù)如下：測(cè)定時(shí)間（小時(shí)） 012481012雨水樣品pH4.704.624.564.554.554.554.55【提問(wèn)】雨水放置一段時(shí)間，pH逐漸減小后又保持不變的原因可能是什么？【學(xué)生活動(dòng)】思考，找出H2SO3H2SO4的轉(zhuǎn)化，完善轉(zhuǎn)化示意圖。教學(xué)環(huán)

7、節(jié)二：防治酸雨，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化路徑【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)能力弱的原因之一，在于學(xué)生沒(méi)有從化合價(jià)和物質(zhì)類別角度入手分析物質(zhì)性質(zhì)的習(xí)慣和意識(shí)。因此，借助確立轉(zhuǎn)化目標(biāo)這一環(huán)節(jié)，不斷地從化合價(jià)和類別的角度去分析物質(zhì)，可以達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度目的，并掌握評(píng)價(jià)方案的角度。在試劑選擇過(guò)程中，通過(guò)比較化合價(jià)的變化，可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到利用氧化還原反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)含有不同價(jià)態(tài)同種元素的物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化，掌握轉(zhuǎn)化方法，構(gòu)建完整的轉(zhuǎn)化思維模型?！救蝿?wù)二】防治酸雨，就需將燃煤煙氣中的SO2氣體轉(zhuǎn)化為其他含硫物質(zhì)。那么，可將SO2轉(zhuǎn)化為哪些含硫物質(zhì)呢？使用哪些試劑可以實(shí)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)化？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化路徑?！緦W(xué)生活動(dòng)】思考、分析

8、、交流、評(píng)價(jià)。防治酸雨，就是要將煙氣中的SO2氣體轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)污染或污染較小的含硫物質(zhì)。轉(zhuǎn)化的目標(biāo)物質(zhì)從價(jià)態(tài)和類別兩個(gè)角度分析，發(fā)現(xiàn)可將SO2轉(zhuǎn)化為相同價(jià)態(tài)的亞硫酸和亞硫酸鹽，或者轉(zhuǎn)化為低價(jià)態(tài)的S單質(zhì)、硫化物，亦或者轉(zhuǎn)化為高價(jià)態(tài)的SO3、硫酸和硫酸鹽。再?gòu)目尚行?、轉(zhuǎn)化效率和環(huán)保的角度評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)SO2的氧化性較弱，難以轉(zhuǎn)化為-2價(jià)的硫化物；SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化效率低；SO3也是導(dǎo)致酸雨的元兇，且水溶液酸性更強(qiáng)，作為轉(zhuǎn)化目標(biāo)不環(huán)保。從而確立轉(zhuǎn)化目標(biāo)為亞硫酸鹽、硫酸、硫酸鹽、單質(zhì)硫。最后根據(jù)化合價(jià)的變化確定實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的試劑類別?！拘〗Y(jié)】1物質(zhì)轉(zhuǎn)化思路：價(jià)態(tài)分析轉(zhuǎn)化目標(biāo)試劑選擇2確定轉(zhuǎn)化

9、目標(biāo)的方法：找：化合價(jià)、物質(zhì)類別兩個(gè)維度； 選：可行性、轉(zhuǎn)化效率、環(huán)保三個(gè)角度 教學(xué)環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)建轉(zhuǎn)化模型【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生選擇觀察角度，預(yù)測(cè)、觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，強(qiáng)化依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的能力。提升根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的探究能力，鞏固轉(zhuǎn)化模型，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理的核心素養(yǎng)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，積極思考，進(jìn)行討論和分析總結(jié)，在活動(dòng)中體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程之艱難，同時(shí)也體會(huì)到了獲得成功時(shí)的喜悅，由此培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力和合作意識(shí)?！救蝿?wù)三】利用以下試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證SO2去除過(guò)程中發(fā)生了上述含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，并填寫(xiě)表格。試劑：SO2

10、水溶液、酸性KMnO4溶液、H2O2溶液、Na2S溶液、稀鹽酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液轉(zhuǎn)化目標(biāo)（價(jià)態(tài)變化）轉(zhuǎn)化前的含硫物質(zhì)選擇試劑轉(zhuǎn)化后的含硫物質(zhì)預(yù)期現(xiàn)象+4 +6SO2+4 +6SO2+4 0SO2+4 +4SO2【學(xué)生活動(dòng)】交流、討論，設(shè)計(jì)方案。根據(jù)轉(zhuǎn)化路徑，找出上述試劑中常見(jiàn)的氧化劑、還原劑，根據(jù)價(jià)態(tài)變化，填寫(xiě)表格。【任務(wù)四】分組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證轉(zhuǎn)化方案?！緦W(xué)生活動(dòng)】進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論，完善實(shí)驗(yàn)方案?！拘〗Y(jié)】1如何實(shí)現(xiàn)不同價(jià)態(tài)含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化？2實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)原則：現(xiàn)象明顯；操作簡(jiǎn)單；安全環(huán)?！举Y料卡片】酸雨的防治措施 HYPERLINK /pages/questi

11、on/question?qid=573645420&hostname=baiduboxapp&_swebfr=1 /pages/question/question?qid=573645420&hostname=baiduboxapp&_swebfr=1教學(xué)環(huán)節(jié)四：拓展延伸，應(yīng)用轉(zhuǎn)化模型【設(shè)計(jì)意圖】在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，除了要引導(dǎo)學(xué)生考慮化學(xué)問(wèn)題，還需綜合分析多方面因素，注意培養(yǎng)學(xué)生思維的完整性和嚴(yán)謹(jǐn)性，建立解決實(shí)際問(wèn)題的思路和方法。通過(guò)分析，讓學(xué)生感受化學(xué)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，了解化學(xué)的價(jià)值。同時(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)辯證地看待問(wèn)題，參與社會(huì)性問(wèn)題的討論，培養(yǎng)其科學(xué)精神和創(chuàng)新意識(shí)，提高綜合素養(yǎng)。

12、【學(xué)以致用】播放視頻工業(yè)去除二氧化硫。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4的轉(zhuǎn)化路徑，并評(píng)價(jià)路徑的優(yōu)劣?！緦W(xué)生活動(dòng)】思考、分析，解決問(wèn)題九、板書(shū)設(shè)計(jì)十、課堂測(cè)評(píng)1某工廠的一個(gè)生產(chǎn)工藝流程如圖所示，下列敘述正確的是（ ）A該工藝流程是用來(lái)制備Fe2(SO4)3的B氣體M是SO3C氣體M參加的反應(yīng)是化合反應(yīng)DSO2參加反應(yīng)時(shí)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是112單質(zhì)X與濃硫酸共熱，反應(yīng)中X與硫酸的物質(zhì)的量之比為12，則X元素在生成物中的化合價(jià)可能為( )1234A B C D3Na2SO3中4價(jià)的硫元素，既有氧化性，又有還原性。要證明Na2SO3具有還原性，需選用的試劑是( ) A硫化鈉溶液 B鹽酸 C氯化鈣溶液 D溴水4FeS2的結(jié)構(gòu)類似于Na2O2，是一種過(guò)硫化物，與酸反應(yīng)時(shí)首先生成H2S2，H2S2類似于H2O2，易分解：H2S2H2SS。實(shí)驗(yàn)室制取H2S時(shí)，某學(xué)生誤將FeS2當(dāng)作了FeS，反應(yīng)完后，不可能生成的