133 硫的转化.docx
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133硫的转化
第三章自然界中的元素
第三节硫的转化
浦城一中严玉华祖建方
一、教学目标
1、知识目标
(1)认识硫单质,了解硫磺的主要性质;
(2)应用氧化还原反应的知识,在实验室探究不同价态硫元素之间的相互转化,从而了解不同价态硫元素的氧化性和还原性,归纳二氧化硫和浓硫酸的主要性质。
(3)通过硫元素在生产、生活中的转化实例,了解硫及其化合物在生产中的应用,体会在应用过程中的环境问题,了解酸雨的危害,能够提出减少向大气中排放二氧化硫的措施。
2、能力目标
通过探究不同价态硫元素之间的相互转化,培养学生运用所学知识设计实验方案的能力;动手实验的能力;观察实验的能力;合作交流的能力;归纳实验结果的能力。
3、情感目标
(1)通过实验探究,让学生体会研究化学的过程,激发学生学习化学的兴趣;
(2)通过了解硫及其化合物的“功”与“过”,知道“功”与“过”的关键取决于人类对化学知识所掌握的程度,进一步增强学生学好化学的责任感。
二、教学重点、难点
重点:
硫、二氧化硫、浓硫酸的主要性质。
难点:
探究硫元素之间的相互转化。
三、教学方法
实验探究。
讨论交流思考练习
四、课时安排
三课时。
五、教学准备
(一)学生准备
1、预习第三节-硫的转化
2、先个人思考,然后小组讨论形成探究不同价态硫元素间的转化的实验方案。
3、查阅资料,了解酸雨的危害及防治。
(二)教师准备
1、教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法,试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。
2、编制“活动·探究”活动报告及评价表;
五、教学过程
第1课时
【联想质疑】:
播放录像:
火山喷发
通过阅读课本P81P82的相关内容,认识自然界中含硫物质的来源和含硫物质之间的转化。
【过渡引入】为什么自然界中含硫物质之间能相瓦转化,这需要我们了解硫及其化合物的结构及性质规律
【板书】一、硫的存在和硫单质结构
【板书】1、存在
【导引思考】前面学过碳有多种同素异形体,硫元素是否也有同素异形体呢?
【板书】2、硫的同素异形体
常温时硫以斜方硫形式存在,外观菱形,超过95.6℃则渐渐转化为另一种同素异形体,外观为针状叫单斜硫。
【导入播放】3、硫单质的结构
以S8为例
【讲述】我们知道,物质的结构决定性质,物质的性质决定物质的用途。
下面,我们一起来认识硫单质。
在认识硫的性质之前,我们了解一下研究物质的基本程序。
研究物质性质的基本程序:
了解物质的性质先从物理性质着手,如何探究硫的物理性质呢?
【学生思考,并初步制定出方案】
【活动探究】硫单质的物理性质
<实验1>、观察硫单质的色、态。
在小试管中加入1平药匙硫粉,用酒精灯加热至硫熔化、沸腾。
<实验2>、在三个培养皿中分别取少量硫粉,观察它的颜色、状态;然后向其中分别加入等量的水、酒精和二硫化碳,观察它们的溶解情况。
【概括总结】
一、硫单质的物理性质
色
黄色或淡黄色
态
固体、很脆
溶解性
不溶于水
微溶于酒精
易溶于CS2
熔沸点
不高
同素异形体
斜方硫、单斜硫
等多种
【过渡】硫是一种非金属单质,回忆氯气氮气的性质,预测硫单质的化学性质。
你预备用哪些实验验证你的预测?
【方法导引】探究不同价态硫元素间的相互转化,实际上是探究含有不同价态硫元素的物质间的相互转化。
【学生讨论】S常见的价态有-2、+4、+6,单质硫处于中间价态,既有氧化性又有还原性。
【学生设计方案,教师评价,并实施可行的方案】
<实验1>把研细的硫粉与铁粉按照一定的比例(铁粉稍过量)混合均匀,放在石棉网上堆成“S”状,用灼热的玻璃棒触及一端。
当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒。
<实验2>取少量硫粉放在试管中,在酒精灯上将其加热至呈熔化状态后,迅速伸入底部有少量水的盛满氧气的集气瓶中。
【学生观察现象,并总结结论】
<实验1>现象:
当把混合物加热至红热时,移开玻璃棒,可看到混合物剧烈反应,继续保持红热,最后生成黑色固体。
结论:
Fe与硫粉能够反应,并且反应放出大量的热。
硫与有变价的金属反应时,生成低价金属硫化物。
<实验2>现象:
硫能在氧气中燃烧,产生明亮的蓝紫色的火焰,且生成无色有刺激性气味的气体。
结论:
硫能与氧气反应,并生成具有刺激性气味的二氧化硫气体。
【引导】大家分析一下,这两个反应方程式中S的化合价,得出什么结论?
【讲述】这两个反应说明S既具氧化性又具还原性。
【讨论】硫和氯气都能分别与铜、铁反应,试比较反应有何异同。
硫是氧化剂 氯气是氧化剂
生成低价的金属硫化物 生成高价的金属氯化物
【结论】氯气的氧化性比硫强
【小结:
硫单质的化学性质】
当硫与强还原剂(金属、氢气、碳等)反应时,表现氧化性。
(硫元素化合价降低)
当硫与氧气等强氧化剂反应时,表现还原性。
(硫元素化合价升高)
硫是一种比较活泼的非金属单质,既可表现氧化性,又可表现还原性
【提问】请大家阅读课本P83相关内容,了解一下硫的用途。
【学生回答】硫磺有广泛的用途,可用于制硫酸、火药、烟花爆竹等,还可以用来制硫磺软膏医治皮肤病。
【小结过渡】硫元素的常见价态有-2、0、+4、+6;本节课我们依据氧化还原反应的规律,推测并寻找到合适的氧化剂和还原剂,实现了单质硫向-2价硫和+4价硫的转化。
下节课将由同学们自己来设计方案,探究不同价态(0,+4,+6)硫元素之间的转化。
【思考与交流】1.Fe与S反应实验中,只加热混合物一端就能继续反应,这是为什么?
2.铁与硫的生成物中铁是(+2价还是+3价)如何验证?
(生成物不溶入水而溶于稀盐酸)
3.写出Fe与氯气反应方程式,
说明硫氧化性比氯气的氧化性(强或弱),理由
4、黑火药爆炸所发生的主要化学方程式为:
S+2KNO3+3C==K2S+3CO2↑+N2↑在此反应中硫表现什么性质?
5、在硫的蒸气中含有S2、S4、S6、S8等分子,现分离出等质量的S2、S4两种成分,在相同条件下,下列各量相同的是:
A.分子数B.原子数C.体积D.压强
6、下列化合物中,不能由单质直接化合而成的是
A.FeSB.FeCl2C.SO2D.NO
7、Cl2的氧化性比S的氧化性强,最主要的事实是
A.通常情况下硫为浅黄色固体,而氯气为黄绿色气体
B.硫不溶于水,而氯气能溶于水
C.与金属或氯气反应时,硫被还原为—2价而氯被还原成—1价
D.与同一种金属反应时,金属被硫氧化成低价态,被氯气氧化成高价态
8、实验室常用热的NaOH溶液洗去试管口的沾有的S,其反应如下
6NaOH+3S=2Na2S+Na2SO3+3H2O在此反应中硫表现的是
A.氧化性B.还原性.
C.既有氧化性又有还原性D.既无氧化性又无还原性
9、炼丹家在炼丹时意外发现硫单质能处理汞,这是为什么?
写出有关化学方程式,说明了硫单质具有什么性质?
【课后作业】P881、
(1)、(3)、(4),2
【板书设计】
一、硫单质的存在
常温时硫以斜方硫形式存在,外观菱形,超过95.6℃则渐渐转化为另一种同素异形体,外观为针状叫单斜硫。
二、硫单质的物理性质
色
黄色或淡黄色
态
固体、很脆
溶解性
不溶于水
微溶于酒精
易溶于CS2
熔沸点
不高
三、硫单质的化学性质
1、氧化性
2、还原性
四、用途
以上第一课时,第二课时见下页
第二课时
【导入新课】上节课我们讲了硫的存在,性质和用途,请大家回顾一下上节课我们讲过研究物质的一般流程
根据上节课所学的内容,这节课我们来讨论一下不同价态硫元素间的转化,请大家思考一下,硫元素常见的价态有几种?
不同价态的硫之间应如何相互转化呢?
【学生回答】硫常见的价态有-2、0、+4、+6
【讨论总结】通过元素化合价与氧化性还原性的关系预测并总结
元素最高价(+6)只有氧化性,最低价(-2)只具有还原性;中间价(0、+4)既具有_氧化性又具有_还原性。
使硫元素由高价态向低价态转化需要加入还原剂,而硫元素低价态向高价态转化需要加入_氧化剂。
【实验探究】以含硫元素试剂:
Na2S、Na2SO3、浓硫酸
氧化剂:
氯水、浓硫酸、KMnO4溶液、O2
还原剂:
Na2S、C、Cu
备选试剂:
盐酸
及相关仪器设计实验验证不同价态的硫之间相瓦转化
【学生设计实验,教师点评,并实施可执行的方案】
<实验1>取1毫升1摩/升Na2S溶液,滴加2毫升0.1摩/升酸性KMnO4溶液,振荡。
<实验2>取1摩/升Na2S、Na2SO3溶液各1毫升,混合振荡;再滴入几滴1摩/升稀盐酸,振荡。
<实验3>取1毫升1摩/升Na2SO3溶液,加入0.5毫升0.1摩/升酸性KMnO4溶液,振荡。
<实验4>将浓硫酸与铜片共热,将生成的气体依次通入品红溶液和氢氧化钠溶液中。
【学生观察现象,并总结结论】
<实验1>现象:
KMnO4溶液褪色生成淡黄色沉淀。
结论:
实现了下面的转化
<实验2>现象:
加入稀盐酸后生成淡黄色沉淀
结论:
实现了下面的转化
<实验3>现象:
KMnO4溶液褪色
结论:
实现了下面的转化
<实验4>现象:
溶液变成蓝色,品红溶液褪色
结论:
实现了下面的转化
【思考交流】如何实现同价态的硫之间的相互转化?
如:
从亚硫酸钠到二氧化硫
【实验探究】利用亚硫酸钠、硫酸、品红溶液等引导学生实验。
【学生观察现象,并总结结论】
<实验>现象:
品红溶液褪色。
结论:
产生了二氧化硫。
【概括总结】从上面的实验看出,含硫元素的各物质之间是可以相互转化的。
含有相同价态的硫元素的物质间通过非氧化还原反应实现转化,而含有不同价态的硫元素的物质间则通过氧化还原反应实现转化。
【引导】上节课我们讲过,实现硫元素由0价到+4价的转化,只需加热硫就行了,此时可得到二氧化硫,SO2用为漂白剂、冷冻剂、制亚硫酸盐等。
现在我们就讨论一下它的一些性质。
【讲述】SO2,无色有刺激性气味的气体,有毒,易液化,易溶于水(约1∶40)
【提出问题】那我们来讨论一下它的化学性质
【学生讨论】二氧化硫中的硫元素处于中间价态+4价,
此时,它既具氧化性又具还原性。
【概括总结】SO2的化学性质
①酸性氧化物的通性
②氧化性
③还原性
④漂白性 :
可以使品红溶液褪色(学生实验体会)
【知识支持】SO2能使某些有机色素与其本身结合变为无色,即SO2具漂白性。
但久放或日晒、加热颜色会复现。
【过渡引导】二氧化硫中硫处于中间价态+4价,既有氧化性又有还原性,那如果硫元素处于最高价态+6价,它具备哪些性质呢?
我们以硫酸为例来分析这个问题,首先观察浓硫酸的物理性质。
【观察】浓硫酸是无色液体,较粘稠。
【性质预测】在浓硫酸中硫处于最高价态+6价,那么浓硫酸具有哪些化学性质呢?
请大家思考一下,并设计出可行的方案来验证它的化学性质。
【学生讨论】此时硫处于最高价,只具备强氧化性。
【学生设计实验,教师点评,并实施可执行的方案】
<实验1>将称好浓硫酸露置于空气中,过一段时间再次称重。
<实验2>在200毫升烧杯中放入20克的蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀,然后再加入15毫升溶质的质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌,观察实验现象。
<实验3>将浓硫酸与铜片共热,将生成的气体依次通入品红溶液和氢氧化钠溶液中。
【学生观察现象,并总结结论】
<实验1>现象:
浓硫酸质量变大
结论:
浓硫酸会吸收空气中的水。
<实验2>现象:
蔗糖变成“黑色面包”,
结论:
浓硫酸具有脱水性。
<实验3>现象:
溶液变成蓝色,品红溶液褪色
结论:
说明浓硫酸与铜反应,生成了二氧化硫。
体现了它的强氧化性,
【总结】浓硫酸的化学性质
①吸水性(游离态的水或结晶水)
②脱水性
【讨论交流】比较浓硫酸与稀硫酸性质的差异。
【思考交流】
1.已知SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色物质,可观察到有色物质()
A、立即褪色B、慢慢褪色C、先褪色后复原D、颜色不褪
2.下列反应中SO2被氧化的是()
A、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OB、2H2S+SO2=3S↓+2H2O
C、SO2+H2O+Na2SO3=2NaHSO3D、Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl
3.下列气体既具有氧化性又有还原性的是()
A.SO2B、SO3C、O2D、CO2
4.二氧化硫的性质
与碱溶液(如氢氧化钠溶液)反应,化学方程式
与水反应化学方程式
(2)、氧化性:
如与H2S气体反应。
化学方程式
(3)、还原性:
如与氧气反应。
化学方程式
(4)、漂白性:
能使品红溶液(该性质用来检验气体)
问题:
比较SO2的漂白性与氯水的漂白性的有何不同。
5.浓硫酸的性质。
(1)、吸水性:
浓硫酸常用作干燥剂,可以用来干燥等气体。
(2)、脱水性:
(3)、强氧化性:
在加热的条件下与铜反应。
化学方程式
在加热条件下与C反应。
化学方程式
在常温下,使、钝化。
可用或来存放浓硫酸。
【课后作业】P88第3题、P89第4、5题
【板书设计】
一、实验室中硫的转化规律
不同价态硫元素的物质之间是可以相互转化的。
含有相同价态的硫元素的物质间通过非氧化还原反应实现转化,而含有不同价态的硫元素的物质间则通过氧化还原反应实现转化。
二、二氧化硫
1、物理性质:
无色有刺激性气味的气体,有毒,易液化,易溶于水(约1∶40)
2、化学性质
①酸性氧化物的通性
②氧化性
③还原性
④漂白性 可以使品红溶液褪色
SO2能使某些有机色素与其本身结合变为无色,即SO2具漂白性。
但久放或日晒、加热颜色会复现。
三、硫酸
1、物理性质
无色液体,较粘稠
2、化学性质
1吸水性
2脱水性
第三课时
【交流探讨】:
运用不同价态硫元素间转化的知识,以硫单质、O2和H2O为原料,设计合理的路线制取硫酸,分析化合价变化,尝试写出涉及到的方程式。
【学生讨论后总结】
【导入新课】硫酸作为三大强酸之一,是一种重要的化工原料,在工业上应如何得到呢?
我们国家最主要的硫铁矿是FeS2,那么在我们国家,工业上应如何制备硫酸呢?
请同学们阅读P85中的相关内容,并回答以下的问题。
【提出问题】1、工业制硫酸采用什么方法?
2、这种方法经历几个阶段?
并写出有关的化学方程式
【学生讨论,师生共同概括总结】
1、工业制硫酸采用接触法。
2、这个方法分三个阶段
【过渡导入】由于工农业生产的迅猛发展,空气受到了不同程度的污染,现在不少地区雨水的PH小于5.6,主要是由空气中的二氧化硫所引起的。
当雨水的PH小于5.6时,我们就称它为酸雨。
我国是世界上三大酸雨区之一,且酸雨的主要成分是硫酸,硫酸型酸雨是如何形成的呢?
我们如何防止或减少酸雨的形成呢?
【提出问题】酸雨有什么样的危害呢,请大家先看录像片
【录像片】酸雨——上帝的眼泪
【学生讨论后回答】酸雨会使湖泊水质变酸、土壤贫瘠、森林大面积死亡、地下水变质,危害人的健康。
【提出问题】我国目前主要利用的能源是煤,那我们应如何防止或减少酸雨的产生?
【学生结合实际讨论】
1、尽量减少二氧化硫的排放。
2、由于二氧化硫大量来来自于煤和石油的燃烧,可以改变能源结构利用其他能源。
3、大量开发可再生的绿色新能源。
【提出问题】
1、如何恢复已酸化的土壤?
2、如何保护暴露在大气中的历史建筑?
【学生讨论并得出结论】
1、在煤燃烧前先进行脱硫处理。
2、在烟囱内壁涂抹碱性物质,使废气中的二氧化硫被吸收
3、可以将废气通入碳酸钙,使其生成硫酸盐。
【讲述】简单介绍石膏,硫酸钡两种主要的硫酸盐。
【概括整合】教师指导学生阅读P87“概括整合”,鼓励学生自行整理本节所学知识,绘制知识图。
【思考交流】
1、酸雨形成的最主要原因是()
A、森林受到了乱砍滥伐,破坏了生态平衡B、工业上燃烧了大量含硫的燃料
C、大气中二氧化碳的含量增多D、汽车排放出大量尾气
2、我国工业生产因受酸雨而造成的损失每年高达15亿元。
为了有效控制酸雨,目前国务院已批准了《酸雨控制区划分方案》等法规
(1)某实验小组采集酸雨样品,随着时间的推移,多次测定该样品pH,得到了如下数据:
时间/h
开始
8
16
24
32
40
48
PH
5.0
4.8
4.5
4.3
4.2
4.0
4.0
回答下列问题:
、酸雨样品放置,pH变化的主要原因(用化学方程式来表示)
、如果将刚取样的上述酸雨用氯气消毒的自来水混合,pH将(增大或减小或不变)原因是(用化学方程式表示)
、酸雨可导致下列危害中的()
A、腐蚀建筑物B、导致树木枯萎C、造成洪涝灾害D、恶化人类环境
、你认为减少酸雨产生的途径可采取的下列措施是()
减少用煤作燃料
把工厂的烟囱造高
燃料脱硫
在已酸化的土壤中加石灰
开发新能源A、
B、
C、
D、
、为了防止酸雨,减少煤燃烧时向大气排放二氧化硫,火力发电厂常用氢氧化钙的悬浊液吸收煤燃烧时产生的二氧化硫气体,并回收制得有用的石膏(CaSO4•2H2O),则有关反应的化学方程式为:
[课后作业]P88页1、2、3、4、5。
【板书设计】
一.硫酸的工业制法
1.工业制硫酸采用接触法。
这个方法分三个阶段
二.酸雨及其防治
1、酸雨的形成
2、酸雨的防治
(1)尽量减少二氧化硫的排放。
(2)由于二氧化硫大量来来自于煤和石油的燃烧,可以改变能源结构利用其他能源。
(3)大量开发可再生的绿色新能源。
三、硫酸盐
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