示范教案一(6.2二氧化硫)

●教學(xué)目標(biāo)

1.使學(xué)生了解二氧化硫的物理性質(zhì)和用途。

2.使學(xué)生掌握二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。

3.使學(xué)生了解二氧化硫?qū)�空氣的污染和防止污染�?/p>

●教學(xué)重點(diǎn)

SO₂的化學(xué)性質(zhì)

●教學(xué)難點(diǎn)

SO₂的化學(xué)性質(zhì)

●課時(shí)安排

1課時(shí)

●教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)、討論、啟發(fā)、閱讀、對比、歸納等

●教學(xué)用具

投影儀、鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、分液漏斗、燒瓶、酒精燈、帶導(dǎo)管的橡皮塞（雙孔）、洗氣瓶（可用大試管代替，5個(gè)）、燒杯、普通漏斗、石棉網(wǎng)、大燒杯、小試管、試管夾、水槽；

濃H₂SO₄、Na₂SO₃固體、品紅試液、石蕊試液、氫硫酸、溴水、KMnO₄溶液、濃NaOH液、水；

兩試管預(yù)先收集好的SO₂氣體，其中一支的活塞上帶有裝濃NaOH液的膠頭滴管。

●教學(xué)過程

［引言］人類賴以生存的環(huán)境是我們可愛的地球，然而，從二十世紀(jì)八十年代開始，酸雨、臭氧層的破壞和氣候變暖這三大全球環(huán)境問題，卻使人類面臨著新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，并嚴(yán)重威脅著人類的生存。

首先，我們來看一下“酸雨”是怎樣危害地球的，請大家看以下資料。

［投影展示］“空中死神”――酸雨

猖獗的酸雨嚴(yán)重地威脅著地球。據(jù)資料記載，僅在1980年一年內(nèi)，美國和加拿大就有5萬余人成了酸雨的獵物。比利時(shí)是西歐酸雨污染最為嚴(yán)重的國家，它的環(huán)境酸化程度已超過正常標(biāo)準(zhǔn)的16倍。在意大利北部，5%的森林死于酸雨。瑞典有15000個(gè)湖泊酸化。挪威有許多馬哈魚生活的河流已被酸雨污染。世界古跡、橋梁受酸雨腐蝕越來越快。號稱世界最大露天博物館智利復(fù)活島上的石雕人像，正面臨著解體和倒塌的威脅，美國每年花在修理受損古跡方面的費(fèi)用超過了50億美元。聞名世界，代表我國古建筑精華的北京漢白玉石雕，近年來也遭到意想不到的損害，故宮太和殿臺(tái)階的欄桿上雕刻著各式各樣的浮雕花紋，50多年前圖案清晰可辨，如今卻大多模糊不清，甚至成光板。我國江蘇、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的大豆田曾經(jīng)受酸雨影響造成經(jīng)濟(jì)損失一年達(dá)1380多萬元。

［師］那么，形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)子质钦l呢？它就是我們本節(jié)課所要認(rèn)識(shí)的物質(zhì)――二氧化硫。

［板書］第二節(jié)  二氧化硫

［師］請大家回憶初中所學(xué)知識(shí)，并回答你所知道的二氧化硫的性質(zhì)。

［生］二氧化硫是一種大氣污染物，有刺激性氣味，是酸性氧化物。

［師］很好！下面就讓我們在以前學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上來進(jìn)一步認(rèn)識(shí)二氧化硫的性質(zhì)。

［板書］一、二氧化硫的性質(zhì)

1.二氧化硫的物理性質(zhì)

［展示一試管收集好的二氧化硫］

［師］大家看！這支試管里收集的就是二氧化硫氣體。請大家根據(jù)自己的觀察并結(jié)合課本總結(jié)出二氧化硫的物理性質(zhì)。

［學(xué)生看書并總結(jié)］

［教師板書］無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水（1∶40），易液化（－10℃）

［老師舉起裝有SO₂的小試管，并指著裝有水的水槽］

［問］用現(xiàn)有的條件能否用實(shí)驗(yàn)證明SO₂是易溶于水的？若能，請一位同學(xué)上來演示。

［生］能！

［學(xué)生演示SO₂溶于水的實(shí)驗(yàn)］將一集滿SO₂的試管倒置于盛水的水槽中，并晃動(dòng)（注意：試管口應(yīng)位于水面以下）

［問］大家觀察到了什么現(xiàn)象？為什么會(huì)這樣？

［生］水槽中的水進(jìn)入試管，且試管中水的液面高于水槽中水的液面。這是因?yàn)镾O₂易溶于水，試管中的SO₂與水相遇，會(huì)溶于水從而使試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，在外界大氣壓的作用下，水槽中的水進(jìn)入試管。

［師］解釋的很正確！

［教師把水槽中的試管塞上塞子后，移出水面，留作后用］

［過渡］下面，我們來認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)SO₂的化學(xué)性質(zhì)。

［板書］2.二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)

［師］由我們初中所學(xué)知識(shí)知道，SO₂是一種酸性氧化物。

［板書］（1）酸性氧化物

［問］那么，酸性氧化物應(yīng)有哪些性質(zhì)呢？

［生］能和堿反應(yīng)生成鹽和水，能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸。

［師］到底是不是這樣的呢？下面我們通過實(shí)驗(yàn)來證明。

［演示實(shí)驗(yàn)Ⅰ］往剛才從水槽中拿出來的裝有水的試管中滴加紫色石蕊試液，試液變紅。

［演示實(shí)驗(yàn)Ⅱ］如下圖：

［問］上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別說明了什么？

［生］實(shí)驗(yàn)Ⅰ說明SO₂溶于水生成了酸。實(shí)驗(yàn)Ⅱ說明SO₂可與NaOH溶液反應(yīng)，且反應(yīng)很徹底。

［師］回答得很好，請大家寫出以上反應(yīng)的化學(xué)方程式。

［請一位同學(xué)上黑板書寫］

［學(xué)生板書］SO₂+H₂O===H₂SO₃

SO₂+2NaOH===Na₂SO₃+H₂O

［師］其實(shí)，二氧化硫溶于水形成的亞硫酸只能存在于溶液中，它很不穩(wěn)定，容易分解成水和二氧化硫，故二氧化硫溶于水的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，應(yīng)用可逆符號表示。

［教師把黑板上SO₂與H₂O反應(yīng)的“===”改為“”］

［過渡］關(guān)于酸性氧化物，我們最熟悉的莫過于CO₂了，那么SO₂與它的性質(zhì)是否相似呢？

請大家看下表中SO₂與CO₂性質(zhì)的比較。

［投影展示］SO₂與CO₂性質(zhì)的比較

名稱

CO₂

SO₂

與H₂O反應(yīng)

CO₂+H₂OH₂CO₃

SO₂+H₂OH₂SO₃

與堿反應(yīng)

CO₂+2NaOH===Na₂CO₃+H₂O

CO₂+NaOH===NaHCO₃

CO₂+Ca（OH）₂===CaCO₃↓+H₂O

SO₂+2NaOH===Na₂SO₃+H₂O

SO₂+NaOH===NaHSO₃

SO₂+Ca（OH）₂===CaSO₃↓+H₂O

與鹽反應(yīng)

CO₂+CaCO₃+H₂O===Ca（HCO₃）₂

CaSO₃+SO₂+H₂O===Ca（HSO₃）₂

［師］從上表中，我們可以看到：作為酸性氧化物，SO₂與CO₂的性質(zhì)十分相似，那么，除此之外，SO₂還有哪些性質(zhì)呢？請大家看下面的實(shí)驗(yàn)。

［演示實(shí)驗(yàn)Ⅲ］教師按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并向?qū)W生介紹各裝置中的試劑。

［師］A裝置為實(shí)驗(yàn)室制取SO₂的裝置，當(dāng)從A裝置中出來的SO₂氣體依次通過氫硫酸、溴水、KMnO₄溶液和品紅溶液時(shí)，分別有什么現(xiàn)象？

［生］通過氫硫酸時(shí)溶液變渾濁，有淡黃色不溶物出現(xiàn)；通過溴水、KMnO₄溶液和品紅溶液時(shí)，原溶液的顏色均消失。

［問］那么，是SO₂的什么性質(zhì)導(dǎo)致了上述變化的發(fā)生呢？

［師］首先，我們來分析一下SO₂與氫硫酸的反應(yīng)。

［板書］SO₂+H₂S

［問題探究］從反應(yīng)物的元素種類以及反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象來分析，生成物應(yīng)該是什么？能否從硫元素的化合價(jià)變化來說明該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)呢？

［生甲］生成的淡黃色固體應(yīng)是硫單質(zhì)。

［生乙］這是含同種元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)之間發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。

［師］很好！生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的化合價(jià)應(yīng)介于二者之間（即+4，－2之間），故產(chǎn)物只能是S和H₂O。

［板書，把上述反應(yīng)方程式寫完整］

SO₂+2H₂S===3S↓+2H₂O

［追問］在上述反應(yīng)中，SO₂表現(xiàn)出了什么性質(zhì)呢？

［生］氧化性！

［師］對，這就是我們所得出的SO₂的第二個(gè)性質(zhì)――氧化性。

［板書 ］（2）氧化性

［過渡］那么，SO₂使溴水和高錳酸鉀溶液褪色是不是也是由于它的氧化性呢？

［生］不可能，因?yàn)殇逅�和KMnO₄溶液的氧化性都很強(qiáng)。

［師］既然如此，會(huì)不會(huì)是溴水和KMnO₄把SO₂氧化了呢？分析SO₂中S元素的化合價(jià)進(jìn)行回答。

［生］應(yīng)該是！因?yàn)镾O₂中S元素的化合價(jià)為+4價(jià)，而S元素的最高化合價(jià)為+6價(jià)，因此，具有強(qiáng)氧化性的溴水和KMnO₄溶液把+4價(jià)的S氧化成了+6價(jià)的S，它們本身因發(fā)生還原反應(yīng)而褪色。

［師］大家的分析很到位，事實(shí)也正是如此，它們發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：

［板書］SO₂+Br₂+2H₂O===H₂SO₄+2HBr

5SO₂+2KMnO₄＋2H₂O===K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄

［問］上述反應(yīng)說明了SO₂具有什么性質(zhì)？

［生］還原性！

［板書］（3）還原性

［師］SO₂除了可以被溴水、KMnO₄溶液氧化外，還可被HNO₃、Cl₂、O₂等強(qiáng)氧化劑氧化，如工業(yè)上生產(chǎn)硫酸，就要用到以下反應(yīng)：

［板書］2SO₂+O₂       2SO₃

［師］注意！以上反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

上述反應(yīng)生成的SO₃溶于水即得H₂SO₄。

［副板書］SO₃+H₂O===H₂SO₄

［講解］SO₃是一種無色固體，熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)也只有44.8℃，易溶于水，溶于水時(shí)放出大量的熱。

［副板書］SO₃是無色固體，熔、沸點(diǎn)低，易溶于水且放出大量的熱。

［過渡］從剛才的實(shí)驗(yàn)中我們還看到，SO₂也可使品紅溶液褪色（品紅是一種紅色染料），這說明SO₂具有漂白性。

［板書］（4）漂白性

［設(shè)問］那么SO₂使品紅溶液褪色的原理是否和Br₂水與KMnO₄溶液褪色的原理相同呢？

請大家看下面的實(shí)驗(yàn)。

［演示實(shí)驗(yàn)Ⅳ］用小試管分別取上述實(shí)驗(yàn)中已褪色的E裝置（原盛品紅溶液）和C裝置（原盛溴水）或D裝置（原盛KMnO₄溶液）中的溶液，在酒精燈上加熱。結(jié)果，E裝置中的溶液又變成了紅色，而C裝置或D裝置中的溶液卻未發(fā)生變化。

［問］為什么會(huì)出現(xiàn)上述不同的現(xiàn)象呢？

［講解］這主要是二者的變色原理不同造成的。SO₂能使某些有色物質(zhì)褪色，是由于二氧化硫可跟某些有色物質(zhì)化合成無色物質(zhì)，而化合成的無色物質(zhì)卻是不穩(wěn)定的，易分解而恢復(fù)原來有色物質(zhì)的顏色。故這種漂白是暫時(shí)的。而SO₂使溴水和KMnO₄溶液褪色，是由于發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，這種褪色是永久的。

       ［問］前面我們還學(xué)過哪些物質(zhì)具有漂白性？它們的漂白作用是基于這些物質(zhì)的什么性質(zhì)？

［生］Cl₂、Na₂O₂都可用于漂白，它們的漂白原理是基于它們的強(qiáng)氧化性。

［問］把Cl₂通到品紅溶液中，溶液會(huì)褪色嗎？若能，加熱能使其恢復(fù)“廬山真面目”嗎？為什么？

［生］因氯水具有漂白性，故溶液會(huì)褪色，但加熱不能恢復(fù)原狀，因氯水的漂白原理是發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，其漂白效果是永久的。

［問題探究］把Cl₂和SO₂混合用于漂白，能否增強(qiáng)漂白效果？為什么？

［學(xué)生討論后自愿回答］

不能。因?yàn)镃l₂可和SO₂發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終使漂白效果減弱。

［問］同學(xué)們是怎樣知道Cl₂和SO₂能反應(yīng)的？

［生］因?yàn)殇逅�能和SO₂反應(yīng)，而Cl₂的氧化性比Br₂ 強(qiáng)。

［師］很正確。說明同學(xué)們能夠注意新舊知識(shí)的聯(lián)系。由以前所學(xué)知識(shí)我們知道，Cl₂能用于漂白是Cl₂可與水反應(yīng)生成次氯酸之故，下面，我們把氯水與二氧化硫的漂白性比較如下：

［投影展示］氯水與二氧化硫漂白性的比較

氯水

二氧化硫

原理

氯水中HClO將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)

ＳＯO₂溶于水產(chǎn)生的Ｈ₂ＳＯO₃與有色物質(zhì)直接結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)

實(shí)質(zhì)

氧化還原反應(yīng)

非氧化還原反應(yīng)

效果

永久性

暫時(shí)性

范圍

可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，能使紫色石蕊試液先變紅后褪色

漂白某些有色物質(zhì)，不能使紫色石蕊試液褪色，而是變紅

［師］由上面的分析我們知道，SO₂除了具有酸性氧化物的性質(zhì)外，還具有氧化性、還原性、漂白性等。那么，我們能否從SO₂中硫元素的化合價(jià)來分析并解釋其既具有氧化性又具有還原性的原因呢？

［生］能，因?yàn)镾元素的化合價(jià)主要有－2、0、+4、+6，SO₂中S元素的化合價(jià)（+4價(jià)）介與其最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)之間，故其既具有氧化性又具有還原性。

［師］對！

我們研究物質(zhì)的性質(zhì)的目的，是為了能更好地應(yīng)用它，SO₂的這些性質(zhì)決定了它有哪些用途呢？請大家對課本有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)并回答。

［學(xué)生看書后總結(jié)］

（1）制硫酸；（2）漂白紙漿、毛、絲、草帽等；（3）殺菌消毒。

［過渡］雖然SO₂在實(shí)際中有一定的應(yīng)用，但因SO₂是有毒氣體，是主要的大氣污染物之一，故當(dāng)空氣中含有大量的SO₂時(shí)，對環(huán)境的危害是極大的。

［板書］二、二氧化硫的污染

［師］在本節(jié)課的開頭，我們曾提到酸雨，而且知道SO₂是形成酸雨的罪魁禍?zhǔn)�，那么，什么是酸雨？它是怎樣形成的？它有哪些危害？請大家看課本P₁₂₈進(jìn)行總結(jié)。

［學(xué)生看課本］

［投影總結(jié)］

1.pH小于5.6的雨水，稱之為酸雨。

2.一般認(rèn)為，酸雨是由于人為排放的SO₂和氮氧化物等酸性氣體進(jìn)入大氣，當(dāng)這些氣體達(dá)到一定濃度后，在水凝結(jié)過程中溶于水形成硫酸和硝酸，使雨水酸性變大，pH變小。其轉(zhuǎn)化可簡單表示如下：

2SO₂+2H₂O+O₂2H₂SO₄

NO_xHNO₃

3.酸雨的危害

（1）對人體健康造成危害。

（2）破壞森林、草原和農(nóng)作物。

（3）使土壤酸性增強(qiáng)、湖泊酸化、生態(tài)環(huán)境受損。

（4）破壞建筑物。

［師］酸雨是無情的，為了我們唯一的家園，人類必須采取行動(dòng)防止和根絕酸雨，保護(hù)地球環(huán)境。

［若課堂時(shí)間允許，可向?qū)W生介紹備課資料中的閱讀資料］

［小結(jié)］本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了SO₂的性質(zhì)及二氧化硫的污染。

現(xiàn)在，請大家思考以下問題：

［投影思考題］

1.本節(jié)課中的演示實(shí)驗(yàn)Ⅲ，為什么要用倒扣的漏斗來吸收SO₂氣體？SO₂與NaOH的反應(yīng)能否設(shè)計(jì)成噴泉實(shí)驗(yàn)？

2.從化合價(jià)的觀點(diǎn)分析，CO₂氣體能使溴水和KMnO₄溶液褪色嗎？怎樣鑒別SO₂和CO₂氣體？

3.往BaCl₂溶液中通入SO₂有何現(xiàn)象？往BaCl₂溶液中加入新制氯水，然后通入SO₂氣體，又有何現(xiàn)象？

4.空氣中的SO₂從哪里來？

［課后思考題答案］

1.因SO₂極易溶于燒堿溶液，用倒扣的漏斗來吸收SO₂氣體可防止倒吸。該反應(yīng)可做噴泉實(shí)驗(yàn)。

2.CO₂不能使溴水和KMnO₄溶液褪色。因?yàn)镃O₂中C元素的化合價(jià)為最高價(jià)，故不能再被溴水等強(qiáng)氧化性物質(zhì)氧化。

區(qū)別SO₂和CO₂時(shí)，可將兩種氣體分別通過品紅溶液、溴水或KMnO₄溶液，使之褪色者為SO₂，反之為CO₂。

注意：不能用澄清的石灰水來鑒別，因兩者都能與石灰水反應(yīng)生成白色沉淀。

3.往BaCl₂溶液中通SO₂無明顯現(xiàn)象。（因?yàn)椋杭僭O(shè)二者能反應(yīng)，方程式應(yīng)為：BaCl₂+SO₂+H₂O===BaSO₃↓+2HCl，但因H₂SO₃的酸性弱于HCl，弱酸是不能制強(qiáng)酸的，故該反應(yīng)不能發(fā)生）當(dāng)往BaCl₂溶液中加入新制氯水，然后再通SO₂時(shí)，將發(fā)生如下反應(yīng)：

SO₂+Cl₂+2H₂O===2HCl+H₂SO₄

H₂SO₄+BaCl₂===BaSO₄↓+2HCl

即會(huì)有白色沉淀生成。

4.空氣中的二氧化硫主要來自化石燃料的燃燒，以及含硫礦石的冶煉和硫酸、磷肥、紙漿等產(chǎn)生的工業(yè)廢氣。

［布置作業(yè)］

課本習(xí)題：一、二、四、五：1

●板書設(shè)計(jì)

第二節(jié)  二氧化硫

一、 二氧化硫的性質(zhì)

1.二氧化硫的物理性質(zhì)

無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水（1∶40），易液化（－10℃）

2.二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)

（1）酸性氧化物

ＳＯO₂＋Ｈ₂ＯOＨ₂ＳＯO₃    ＳＯO₂＋２ＮNａＯOＨ===ＮNａ₂ＳＯO₃＋Ｈ₂ＯO

（2）氧化性

ＳＯO₂＋２Ｈ₂Ｓ===３Ｓ↓＋２Ｈ₂ＯO

（3）還原性

ＳＯO₂＋ＢBｒ₂＋２Ｈ₂ＯO===Ｈ₂ＳＯO₄＋２ＨＢBｒ

5SO₂+2KMnO₄+2H₂O===K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄

２ＳＯO₂＋ＯO₂          2ＳＯO₃

（*SO₃+H₂O===H₂SO₄，SO₃是無色固體，熔、沸點(diǎn)低，易溶于水且放出大量的熱）

（4）漂白性

二、二氧化硫的污染