第4章 第4节 氨 硝酸 硫酸 第2课时.doc

第2课时 教学设计 三维目标 知识与技能 ‎1.巩固稀硫酸的性质；掌握浓硫酸的特性及强氧化性。‎ ‎2.培养学生用新概念重新理解旧知识的能力；培养学生设计实验、动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力。‎ 过程与方法 ‎1.通过浓硫酸和稀硫酸性质比较教学，分析其可能有的性质，并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。‎ ‎2.使学生初步掌握研究物质的方法——结构分析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、分析现象、得出结论，再辩证地分析结论的适用范围。‎ 情感、态度与价值观 ‎ 通过浓硫酸和稀硫酸性质比较教学，对学生进行“现象与本质”“量变与质变”辩证唯物主义观点的教育；通过动手实验，使其体会理论上的理解和亲手实验的不同，而且实验不总是每次都能成功，分析教训、总结经验，培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质和认真仔细、实事求是的作风。‎ 教学重点 ‎ 浓硫酸的化学性质（强氧化性）‎ 教学难点 ‎ 研究某物质的程序和方法 教具准备 ‎ 浓硫酸、纸、火柴、白糖、铜片、布、硝酸、硝酸钡、烧杯、玻璃棒、试管、铁架台、酒精灯、导管等 教学过程 ‎［多媒体］化学家的“元素组成通式”——C4H4‎ Clear—Head 清醒的头脑 Curious—Heart 好奇的精神 Clever—Hands 灵巧的双手 Clean—Habit 洁净的习惯 ‎ 师：如果我们能以化学家的科学素养来要求我们自己，那么展现在我们面前的科学高峰一定瑰丽多姿。下面请同学们保持“清醒的头脑”听一则小故事。‎ ‎［投影］清华学子刘海洋伤熊事件。‎ ‎ 清华大学机电系四年级学生刘海洋先后两次用火碱、浓硫酸将北京动物园的五只熊烧伤，其中一头黑熊双目失明。这一故意残害动物的事件经媒体披露后，引起了公众的强烈愤慨！同时，“高材生为何会犯如此低级错误？一个‘好学生’为什么没有成为一名好公民”的疑问也引发了社会各界广泛地讨论与深入地思考。‎ ‎（材料有很强的震撼力，学生陷入了沉思）‎ ‎ 师：刘海洋为何用浓硫酸残害黑熊？浓硫酸又具有哪些重要性质？这就是我们这节课要研究的内容。‎ ‎［复习投影］描述下列的实验(见附图)现象，并说明稀H2SO4的性质。‎ 8‎ ‎（学生先讨论，然后请几名学生描述实验现象，其他同学补充现象）‎ ‎ 师：请大家完成上述有关反应的离子方程式：‎ ‎ 生：学生书写方程式（同位同学互相检查，教师用实物投影检查正误后，投影正确答案）‎ ‎ 师：（投影）请看正确答案 Zn+H2SO4—— Zn＋2H＋====Zn2＋＋H2↑‎ NaOH+H2SO4—— OH－＋H＋====H2O Fe2O3+H2SO4—— Fe2O3＋6H＋====2Fe3＋＋3H2O BaCl2+H2SO4—— Ba2+＋ ====BaSO4↓‎ ‎ 师：对于浓硫酸的相关知识，你们了解多少？ ‎ ‎ 生：学生根据初中所学的知识，可以回答出硫酸的物理性质及浓硫酸的吸水性、脱水性等。‎ ‎ 师：实验室制氢气时选用稀硫酸或盐酸，而不用浓硫酸和硝酸，为什么？这都是我们这节课要解决的问题。‎ ‎［板书］‎ 二、硫酸和硝酸的氧化性 ‎ 师：浓硫酸和稀硫酸在性质上有没有什么区别呢？（生：有）‎ ‎ 师：实验室制取氯化氢，为什么用浓硫酸与固体食盐共热？利用浓硫酸的什么性质？‎ ‎ 生：难挥发性。‎ ‎［板书］（一）硫酸的氧化性 ‎1.浓硫酸的特性 ‎（1）难挥发性——制挥发性酸 ‎ 师：在实验室里常用浓硫酸干燥气体，利用浓硫酸的什么性质？（生：吸水性）‎ ‎［板书］(2)吸水性 ‎［动画模拟］浓硫酸吸收H2中的水蒸气 ‎ 师：因为浓硫酸难挥发，所以将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其浓度、质量都不发生变化，这样说对吗？如果是浓盐酸或浓硝酸呢？‎ ‎ 生：根据酸的不同性质，思考其在空气中的变化情况。‎ ‎ 师：中午快到了，有些同学可能已经饿了，我已经给大家准备了精美的点心供大家加餐。‎ ‎［演示实验］黑面包实验 蔗糖炭化：将一定量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸。（引导学生观察现象）‎ 8‎ 学生描述观察到的实验现象：白色的蔗糖变黑，体积膨胀，产生大量的白雾。‎ ‎（小组之间进行相互补充与评价，培养学生的观察能力及语言表达能力）‎ ‎［小结］实验现象：①蔗糖由白→黑；‎ ‎②生成的黑色物质呈面包状；‎ ‎③闻一闻有刺激性气味。‎ ‎ 师：蔗糖的分子式为C12H22O11，黑色产物是什么？体积为什么会膨胀？‎ ‎ 生：（学生分组讨论后回答）浓硫酸使蔗糖脱水炭化，又吸水放热，使生成的碳继续被浓硫酸氧化产生大量的气体。解释现象：浓H2SO4与蔗糖(C12H22O11)作用，按水分子的组成脱去蔗糖分子中的H和O，生成C和H2O。‎ ‎［板书］(3)脱水性 ‎（媒体）黑面包现象的本质：‎ C12H22O11 ‎12C+11H2O 有机化合物 黑 归纳：‎ 吸水 脱水 对象 游离H2O 有机化合物中的H和O 本质 H2SO4+xH2O====H2SO4·xH2O+Q 按H2O的组成脱去有机物中的H、O原子，脱去后生成水 ‎ ［设问］在盛有少量硫酸铜晶体的试管中注入浓硫酸，会有什么现象发生，体现了浓硫酸的什么性质？‎ ‎ 生：蓝色的硫酸铜晶体变成白色。因为浓硫酸吸收了胆矾中的水分，体现了浓硫酸的吸水性。‎ ‎［设问］如果浓硫酸不慎沾到皮肤或衣服上，可能有什么后果，应该怎样处理呢？‎ ‎ 生：立即用抹布拭去，然后用大量水冲洗，再用3%～5%的碳酸氢钠溶液来冲洗。如果不慎溅入眼中，应该立即用大量水冲洗，并及时就医。‎ ‎（进一步理解浓硫酸的脱水作用，并掌握化学实验过程中意外事故的处理）‎ ‎［动画模拟］浓硫酸的吸水性与脱水性。‎ ‎（通过多媒体的动画效果，使学生加深对所学知识的印象，进一步理解吸水性的含义，及时巩固所学的知识）‎ ‎［板书］2.强氧化性 ‎［实验4-8］铜与浓硫酸反应，并检验生成的气体。‎ ‎［思考］（1）本实验反应的条件是什么？‎ ‎（2）反应前后溶液及铜片有哪些变化？‎ ‎（3）实验发生后品红溶液（或紫色石蕊溶液）有何变化？由此得出什么结论？‎ ‎（4）盛品红溶液试管口的棉花起什么作用？‎ ‎(学生带着问题进行观察，加强其对直观现象的认识)‎ ‎［观察现象］①固：红→黑 ‎②液：无→棕黑→蓝色 8‎ ‎③气：无色有刺激性气味，使KMnO4酸性溶液褪色；使品红溶液褪色。‎ ‎（怎样鉴别生成的气体？教师要启发不能用澄清石灰水鉴别）‎ ‎［板书］①Cu+H2SO4(浓）CuO+SO2↑+H2O ‎ 还原剂 氧化剂 黑 ‎②CuO+H2SO4(浓）====CuSO4+H2O ‎ 酸性 合并式①+②‎ ‎+2H2(浓）====SO4+↑+2H2O ‎ 师：［探究(1)］铜片变黑，黑色物质是什么呢？怎么生成的呢？（学生开拓思维，积极思考，探究答案）‎ ‎ 师：介绍原理 ‎［探究(2)］本实验的产物为有毒气体，上述的实验装置有什么不足之处呢？你有无方法改进本实验呢？‎ ‎（一石惊起千层浪，学生情绪高涨，设计多种实验方案）‎ ‎（多媒体投影）参考实验装置，让同学比较、评价实验方案的差别和装置的科学性及可行性。‎ ‎ 师：请大家思考，在上述反应中：‎ ‎(1)氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物各是什么物质；‎ ‎(2)反应物的物质的量之比是多少，还原剂与氧化剂物质的量之比是多少；‎ ‎(3)浓硫酸在反应中的作用；‎ ‎（4）随着反应的进行，浓硫酸的浓度有何改变。‎ ‎（学生讨论实验问题）‎ ‎ 师：在金属活动顺序表中，Cu是H之后较不活泼的金属元素，稀硫酸不能与Cu反应。实验证明，浓硫酸能把金属活动顺序表中H之后的金属(除Pt、Au)氧化成金属硫酸盐，浓硫酸本身被还原生成SO2。‎ ‎ 师：浓硫酸能氧化不活泼的Cu、Hg、Ag等H之后的较不活泼的金属，那么H之前的金属是否就更容易被浓H2SO4氧化呢？实践出真知。‎ ‎（学生演示）常温下将一小块铝片放入稀硫酸中，有何现象？放入浓硫酸中呢？‎ ‎ 师：学生描述观察到的现象：铝片在浓硫酸中无明显反应现象。‎ ‎（现实与想象不符，激发学生的探知欲。进一步认识浓硫酸的强氧化性以及与金属单质反应的特点。学生阅读书本后回答问题）‎ ‎［板书］氧化大多数金属：生成物中金属显高价，同时生成二氧化硫。常温下浓硫酸使Al、Fe钝化。‎ ‎ 师：学生阅读课文有关内容。教师启发钝化在实际中的应用：利用浓硫酸的这一特性，可在常温时用铁罐或铝槽车贮运浓硫酸。那么贮运浓硫酸时应该注意什么问题呢？‎ ‎ 生：阅图硫酸槽车 ‎［探究3］将足量锌粒放入浓硫酸中，在反应开始的一段时间内会产生H2‎ 8‎ 吗？随着反应的进行呢？试解释原因。‎ 硫酸槽车 ‎ 生：（学生讨论后回答）开始时应产生SO2气体，随着反应的进行，浓硫酸的浓度变稀，则产生H2。‎ ‎（进一步了解浓硫酸与稀硫酸氧化性的差别，并体会量变引起质变的哲学观点）‎ ‎ 师：蔗糖炭化现象：黑色物质为什么疏松多孔呢？(学生答有气体)气体是怎么形成的，生成的是什么气体呢？‎ ‎ 师：浓硫酸使蔗糖脱水炭化后，又吸水放热，使其继续被浓H2SO4氧化。‎ ‎ 师：分析蔗糖炭化后的刺激性气味。‎ ‎［板书］（2）氧化某些非金属如C、S、P等（浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫）。‎ C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O ‎2H2SO4（浓）+S====3SO2↑+2H2O ‎ 师：浓硫酸具有强氧化性，能氧化某些非金属，又能氧化大多数金属，那么能否氧化具有还原性的化合物呢？如实验室为什么不用浓H2SO4制取及干燥H2S？‎ ‎［板书］（3）氧化某些还原性化合物 ‎2NaI+2H2SO4(浓)====Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O H2S+H2SO4(浓)====S↓+SO2+2H2O ‎ 师：实验证明：浓H2SO4的特性，稀硫酸都没有；稀H2SO4的性质，浓H2SO4不完全具有。为什么浓、稀H2SO4性质有这么大差别呢？让我们一起分析。‎ 师生共同分析：上述反应中浓H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4 也具有氧化性，两者相比有何差别?可举例说明。‎ ‎［小结］浓H2SO4的氧化性由其分子中S+6(最高价)引起。稀硫酸也有氧化性，如Zn＋2H＋====Zn2+＋H2↑，由H＋表现，而Cu＋H2SO4(稀)不反应。可见，H＋的氧化性比S+6的氧化性弱且还原产物不同。‎ ‎（多媒体）硫酸用途视频和图片：‎ ‎［例题剖析］‎ ‎（例1）浓硫酸具有如下性质：A.酸性 B.强氧化性 C.难挥发性 D.吸水性 E.脱水性，下列实验或事实主要表现了浓硫酸的什么性质，将适当的序号填入括号中。‎ ‎(1)浓硫酸可作气体干燥剂。 （ ）‎ ‎(2)浓硫酸不能干燥氨气。 （ ）‎ 8‎ ‎(3)棉布上滴上浓硫酸出现破洞。 （ ）‎ ‎(4)浓硫酸不能干燥硫化氢。 （ ）‎ ‎(5)浓硫酸可以干燥二氧化硫。 （ ）‎ ‎(6)浓硫酸可以制取氯化氢气体。 （ ）‎ ‎(7)浓硫酸不能制取碘化氢。 （ ）‎ ‎(8)铁片投入浓硫酸中不溶解。 （ ）‎ ‎(9)热的浓硫酸中投入银可溶解。 （ ）‎ ‎(10)清洗浓硫酸罐见明火易爆炸。 （ ）‎ ‎(11)胆矾遇浓硫酸变白色。 （ ）‎ ‎ 师：有关浓硫酸的性质和用途一直是我们应该密切关注的问题，也是我们学习的重点，如何密切联系生产、生活实际，把硫酸的性质和用途联系起来呢？本题做出了一定的探索。大家看试题中设计的问题涉及了硫酸的哪些性质和用途呢？‎ ‎（教师要引导学生认真复习硫酸的知识，就硫酸的性质及主要应用从上述11个方面展开讨论，在互相交流与合作中加深对概念的理解，巩固知识，提高把知识应用于实际生活的能力）‎ 教师精讲：(1)浓硫酸可作气体干燥剂，因为浓硫酸与水能形成稳定的水合物，具有吸水性。‎ ‎(2)浓H2SO4有酸性，氨气是碱性气体，可以被硫酸吸收生成氨盐。反应的化学方程式为：‎ ‎2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4‎ ‎(3)棉布由纤维素组成，浓硫酸能将其氢、氧两元素以2∶1的比例脱出来，只留下碳而变黑，发生炭化，这是浓硫酸有脱水性。‎ ‎(4)硫化氢气体具有还原性，浓硫酸有氧化性，发生氧化还原反应 H2S+H2SO4(浓)====S↓+SO2+2H2O，故H2S不能用浓硫酸干燥。‎ ‎(5)SO2与浓H2SO4之间因为硫不存在中间价态，不发生氧化还原反应，浓H2SO4有吸水性，将SO2干燥。‎ ‎(6)浓硫酸沸点‎338 ℃‎，是高沸点、难挥发性酸，它可制易挥发的氯化氢气体。（思考：能否利用类似的原理来制备溴化氢、碘化氢等气体呢？）‎ ‎(7)浓硫酸可将碘化氢中的碘离子氧化成为单质碘，得不到碘化氢气体。‎ ‎(8)常温下，强氧化性的浓硫酸使铁的表面氧化成一层致密的氧化膜而被钝化。‎ ‎(9)银是不活泼的金属，在加热的条件下，浓硫酸将银氧化。‎ ‎(10)浓硫酸铁罐用水清洗，浓硫酸变为稀H2SO4，发生反应Fe+H2SO4(稀)====FeSO4+H2↑（见明火氢气易燃，发生爆炸）‎ ‎(11)胆矾与浓硫酸作用：CuSO4·5H2O+5H2SO4(浓)====5H2SO4·H2O+CuSO4，现象由蓝色变为白色，属于吸水作用。‎ 答案：(1)D (2)A (3)E (4)B (5)D (6)C (7)B (8)B (9)B (10)A (11)D ‎ 师：大家看本题的优点在哪里呢？‎ ‎ 生：本题重点抓住了硫酸的重要特性来命题,既有知识的整合,又有与社会生活的联系，使我们在巩固知识的同时开阔了眼界。‎ ‎（例2）下列关于浓硫酸的叙述正确的是（ ）‎ A.浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C.浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化 ‎ 师：通过刚才对例1的分析，再解决这个问题，应该很方便，请大家讨论试题的命题方向和考查点。‎ 8‎ ‎ 生：由4个选项的特征来探讨浓硫酸的典型性质的表现方式，需要注意什么问题？‎ 教师精讲：本题主要考查浓H2SO4的特性。浓H2SO4表现吸水性的前提是物质中含有水分子，利用此性质可干燥除氨气、还原性气体外的气体；而表现脱水性时，一般物质中无水分子，但含氢、氧两元素，将H、O原子按2∶1的物质的量比脱出，故A、C两项皆不正确；浓H2SO4具有强氧化性，在加热时可与金属和非金属反应，但在常温下不与Cu反应，却能使铁、铝等钝化，故B项不正确。本题答案为D。‎ ‎［课堂小结］ ‎ 本节课学习的主要内容有：由于硫酸的浓度不同，因而硫酸反应情况不同，生成物也不同。‎ ‎（1）稀硫酸——弱氧化性——可与活泼金属反应，生成H2——氧化性由H+体现出来。‎ ‎（2）浓硫酸——强氧化性——在加热的情况下可与绝大多数金属以及非金属反应，生成SO2——氧化性由+6价的硫离子体现出来。‎ 板书设计 二、硫酸和硝酸的氧化性 ‎（一）硫酸的氧化性 ‎1.浓硫酸的特性 ‎（1）难挥发性——制挥发性酸 ‎(2)吸水性 ‎(3)脱水性 ‎2.强氧化性 ‎（1）Cu+2H2(浓)====CuSO4+↑+2H2O ‎（2）氧化某些非金属如C、S、P等（浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫）‎ C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O ‎（3）氧化某些还原性化合物 ‎2NaI+2H2SO4(浓)====Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O H2S+H2SO4(浓)====S↓+SO2+2H2O 活动与探究 ‎1.哪些方法可以区分浓硫酸与稀硫酸？（学生分组课后讨论、归纳总结）‎ ‎2.通过社会调查，了解硫酸有哪些主要用途，这些用途分别涉及硫酸的哪些物理、化学性质。‎ ‎3.参观硫酸的生产流程，了解硫酸生产的相关知识：如原料、贮存、运输、销售等知识。上网查询有关硫酸的资料，互相交流。‎ 随堂练习 ‎1.向50 mL 18 mol·L-1 的H2SO4溶液中加入足量的铜片，加热使之反应。则充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（ ）‎ A.小于0.45 mol B.等于0.45 mol C.在0.45 mol 和0.90 mol 之间 D.大于0.90 mol 答案:A ‎2.下列气体不能用浓H2SO4干燥的是（ ）‎ A.CO2 B.NH‎3 C.SO2 D.HCl 答案:B ‎3.检验某未知溶液中是否含有的下列操作中，合理的是( )‎ 8‎ A.先加硝酸酸化，再加氯化钡溶液 B.先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液 C.先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液 D.先加盐酸酸化，再加硝酸钡溶液 答案:B ‎4.有Na2SO3、BaCl2、Na2SO4、NaHCO3等四瓶溶液，只用一种试剂进行鉴别，应选用的试剂是( )‎ A.Na2CO3溶液 B.硝酸 C.硫酸 D.AgNO3溶液 答案:C ‎5.有关硫酸的下列化学反应中，不是表现硫酸氧化性的是（ ）‎ A.浓硫酸与铝的反应 B.浓硫酸与木炭的反应 C.稀硫酸与锌的反应 D.稀硫酸与纯碱的反应 答案:D ‎6.下列叙述或操作正确的是（ ）‎ A.浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性 B.浓硫酸不慎沾到皮肤上，应立即用布拭去，再用水冲洗 C.稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入盛有水的烧杯中，并不断搅拌 D.浓硫酸与铜的反应中，浓硫酸仅表现强氧化性 答案:BC ‎7.右图小试管中盛有几毫升水，与大试管相连通的U形细玻璃管内放有少量水(已染成红色）。如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸，静置片刻后，U形细玻璃管中可观察到的液面现象是（ ）‎ A.左高右低 B.左低右高 C.左右一样高 D.来回振动 答案:B ‎8.将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热，充分反应后冷却，再加入足量的稀硫酸，得到标准状况下的气体‎11.2 L，则原混合物可能的组成是（n代表物质的量）( )‎ A.n(Fe)n(S) 总质量等于‎44 g C.n(Fe)=n(S) 总质量大于‎44 g D.n(Fe)>n(S) 总质量小于‎44 g ‎ 答案:D ‎9.硫酸的性质有：A.高沸点；B.强酸性；C.吸水性；D.脱水性；E.强氧化性。在下列硫酸的用途或化学反应中，硫酸可能表现上述的一个或者多个性质，试用字母填空：‎ ‎（1）实验室制取氢气_______________；‎ ‎（2）实验室干燥氢气_______________；‎ ‎（3）浓硫酸与金属铜的反应_______________；‎ ‎（4）实际生产中，浓硫酸可用钢瓶贮运_______________；‎ ‎（5）浓硫酸使蔗糖变黑，且有刺激性气味的气体产生_______________。‎ 答案:（1）B （2）C （3）BE （4）E ‎（5）DE（提示：浓硫酸使蔗糖脱水炭化的同时，生成的单质碳在该环境下，与浓硫酸继续发生氧化还原反应，生成具有刺激性气味的SO2气体）‎ 8‎