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本节课的教学主要是引导学生通过自主探究、实验操作、进行实验现象的观察和分析,让学生掌握二氧化硫的性质,了解二氧化硫对空气的污染、酸雨的防治,使学生树立环保意识。
在上课过程中,教师要注重与学生的沟通和交流,让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。本节课主体采用“搜集相关知识―实验操作―分析讨论―得出结论”的学习方法,在实验探究中学氧化硫的性质和应用。
【学情分析】
(1)本节课以“空气质量日报”“食品安全”为背景,它是当今的社会热点问题之一,也与学生的生命健康息息相关,有利于学生学习兴趣的激发。
(2)前面对氧化还原反应、部分元素化合物知识体系等知识的学习,对二氧化硫知识的学习起到了铺垫和支持的作用。
(3)学生对做实验比较感兴趣,但缺乏正确的科学探究方法。因此,必须在实验探究活动中加以培养。
【教学目标】
1.知识与技能:
①认识二氧化硫的主要性质和作用。
②了解二氧化硫对空气的污染,知道硫酸型酸雨的形成原因和防治二氧化硫所导致的空气污染的方法。
2.过程与方法:
①通过对二氧化硫性质的实验探究,进一步学习基本的化学实验技能,培养学生的实验探究能力、团队协作能力和思维的逻辑性。
②借助于生产实际和环境保护等社会热点内容,创设了促进学生改变学习方法的情景,在活动中获取知识。
3.情感态度与价值观:
①使学生了解二氧化硫引起酸雨等环境污染的社会问题,树立强烈的环境保护意识和健康意识。
②使学生了解二氧化硫在食品加工等领域的广泛应用,认识化学与人类生活的密切联系,体验学科价值。
③培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。
【教学重点】二氧化硫的化学性质以及硫酸型酸雨的形成过程。
【教学难点】二氧化硫的还原性,还原性与漂白性的区别。
【教学过程】创设情境引入:
1.通过多媒体网络展示南昌市当日空气质量日报,查查二氧化硫的指数。
2.通过记者在福建、桂林和北京的一些市场发现,一些看起来非常白而又鲜亮诱人的银耳竟是用国家明令禁止使用的“硫黄”熏蒸而成。
二氧化硫是食物的“化妆品”,对食品有漂白和防腐作用,使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果,有刺激性气味,超量食用会对人体的肝、肾脏等有严重损伤,并有致癌作用。
获取信息:从以上可获得二氧化硫的哪些物理性质?
学生归纳:一、二氧化硫物理性质
无色、有刺激性气味的、有毒气体
呈现资料:易液化(bp:-10℃),易溶于水(1体积水溶解40体积二氧化硫),密度比空气大。
实验探究一:展示用废弃的小矿泉水瓶收集的二氧化硫气体(瓶口朝上),向矿泉水瓶中加入五分之一的水,立即旋紧瓶盖,振荡。观察现象并分析。
问题:矿泉水瓶为什么扁了?
分析原因:二氧化硫易溶于水瓶中二氧化硫溶于加入的水中瓶中气压下降小于外界气压矿泉水瓶被大气压压扁了。
结论:二氧化硫密度比空气大,易溶于水。
问题:二氧化硫溶于水后是否与水发生反应?
实验探究二:取2ml二氧化硫水溶液于试管中,先测定pH值再滴加石蕊试液。观察实验现象并分析原因。
现象:二氧化硫水溶液pH值小于7。石蕊试液变红。
结论:二氧化硫水溶液显酸性。
问题:二氧化硫溶于水后是否与水发生反应?
讨论导出:二、二氧化硫的化学性质
1.与水反应
H2SO3 HSO3-+H+
教师讲解:石蕊试液变红的原因是由于亚硫酸的电离,并写好电离方程式说明二氧化硫是中强酸,亚硫酸不稳定同时分解出二氧化硫和水。让学生对可逆反应的概念理解好。并要联系到酸雨的酸性变强的原因做解释:被氧气氧化成硫酸(2SO2+2H2O+O2=2H2SO4)。
问题:像二氧化硫这样能与水反应生成相应的酸的氧化物我们称它什么氧化物?
结论:2.酸性氧化物
实验探究三:向试管中加入2mL的二氧化硫水溶液,滴加品红溶液,振荡,然后加热试管。观察现象并分析。
讨论导出:二氧化硫使品红褪色,具有漂白性。褪色后的溶液加热又变红,说明其漂白不稳定、可逆。
3.漂白性
回忆思考:我们还学过哪些物质具有漂白性?
交流讨论:有氯水中的次氯酸,Na2O2、H2O2、O3、活性炭等。
演示实验:在两份氯水中分别滴入品红和石蕊,再加热溶液。
【教学目标】
根据《普通高中化学课程标准》的要求,结合教学过程中教学条件和学生认知能力等实际情况,笔者确定了以下三维教学目标。
(一)知识与技能
1.了解自然界中二氧化硫的产生及转化途径,了解酸雨的形成、危害及防治措施。
2.了解二氧化硫的物理性质;掌握二氧化硫的特殊性、氧化性和还原性。
3.能列举出二氧化硫在实际生活、生产中的一些重要用途。
(二)过程与方法
1.通过小组实验探究二氧化硫的溶解性、化学特性、氧化性和还原性等,培养实验设计能力、观察能力、分析能力、探究能力和合作学习能力;
2.通过类比预测、实验探究、理论分析、实际应用来探究二氧化硫的漂白性、氧化性和还原性等,体验科学探究的过程和科学思维方法,培养分析、解决问题的能力。
(三)情感态度与价值观
1.通过了解二氧化硫的性质、用途及酸雨的控制与科学处理,进一步认识化学在生活中的作用,进一步认识化学的价值。
2.通过实验设计的微型化和环保化操作,培养科学态度,增强环保意识和节约意识。
【教学重点、难点】
重点:二氧化硫的还原性、氧化性与漂白性。
难点:通过探究实验,归纳SO■的化学性质。
【教学方法与思路】启发探究式教学法
教学思路:质疑激趣实验引探媒体释疑启思诱导合作研讨反馈小结。
【教学基本流程】
【教学过程】
参考文献:
一、课题
普通高中课程标准实验教科书《化学(必修)》人教版第四章第三节。
二、教材分析
二氧化硫是本章学习中重要的氧化物,是工业生产硫酸环节中的一种重要的反应物质,也是学生初步认识环境污染中大气污染的一种主要物质。课本通过实验手段探究其物理性质、化学性质,对提高学生学习化学的兴趣、培养探究精神具有重要意义。通过对其物理性质、化学性质的了解掌握,树立较强的环保意识。
三、设计理念
在教学设计中将所学知识分解为一个个独立而又相连的模块,将这些相对独立的单元通过问题的设计巧妙地串联起来,通过对问题的提出、思考、探究来获得认识问题、解决问题的方法;充分利用丰富的教学语言、形体语言使学生沉浸在教师创设的教学情景中,全身心地投入。比如实验的改进和增加,思考时允许同学之间小声讨论等等。
四、教学目标分析
1.在知识方面,根据学生的认知水平和认识能力,不任意拔高,也不随意增加内容。
2.在技能培养方面,培养学生的归纳总结能力(可逆反应的概念),注意培养学生设
计实验、动手实验、观察现象、分析问题的能力。
3.在情感态度方面,培养学生的科学探究态度,认真仔细、实事求是的作风,通过二氧化硫对环境造成的危害,让学生树立环保意识和责任意识。
五、教学重点和难点
二氧化硫的化学性质;研究某物质的方法;二氧化硫的氧化性和还原性;可逆反应的概念。
六、教学过程设计及分析
引言:据统计,世界上的古建筑在20世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重,有的已经面目全非。造成这场灾难的元凶是什么呢?它就是酸雨。酸雨的形成就与我们今天要学习的二氧化硫有关(创设情景,激意)。
(一)二氧化硫的物理性质(了解)
提问:我们讨论物质的物理性质一般从哪几个方面考虑?(分给学生每人一试管二氧化硫)
学生:(思考后回答)从物质的颜色、状态、气味、密度、溶解性等。学生观察已经收集在试管中的二氧化硫,两个学生闻它的气味?(注意操作方法)
引导:(1)为什么只让两位同学闻气味?(2)那么二氧化硫在常温常压下的溶解性如何?怎样通过实验说明?
教师:二氧化硫是一种比空气重的有毒气体。
学生实验1:将装满二氧化硫气体的试管倒立在水槽中(注意观察试管内水面的变化,做好后用橡皮塞塞住备用)
思考:(1)怎样将装满二氧化硫气体的试管倒立在水槽中而又不至于气体逸散?(2)试管中水面上升包含着哪些物理、化学现象?
现象:水面上升并迅速充满试管。
讨论:师生共同得到如下结论:SO2易溶于水,1:40
由学生解释本实验里包含的物理、化学现象,并且能延伸到某些气体不易溶于水,但能跟溶液(酸、碱性)反应也会导致液面升高的现象。(创设情景,探索问题,以诱达思)
投影: 二氧化硫的物理性质
颜色
状态
气味
水溶性
毒性
密度
无色
气态
刺激性
1:40
有毒
比空气大
(二)二氧化硫的化学性质
问题:SO2是酸性氧化物吗?怎样证明?
讨论:SO2是非金属氧化物,可能是酸性氧化物。看其水溶液能否使紫色石蕊试液变红。
学生实验2:向SO2的水溶液中滴入紫色石蕊试液,并加热。
师生共同得到如下结论:SO2是酸性氧化物,SO2+H2O=H2SO3
信息传递:H2SO3= SO2+H2O
提问:观察上面两个反应的反应物和生成物有何特点?
归纳:可逆反应的概念(见课本72页)
教师:下面我们来研究气体接触有色物质会发生什么现象?
学生实验3:向SO2的水溶液中投入红色花瓣,观察花瓣颜色变化。
师生共同得到如下结论:SO2可以使某些有色物质褪色。
学生实验4:向品红溶液(2ml)中逐滴加入饱和SO2水溶液,并且边加边振荡。观察品红颜色的变化。
教师指导学生完成实验的观察操作,并由实验得到二氧化硫具有漂白性的结论。将褪色的品红溶液的试管口套上一个小气
球,加热试管至液体沸腾,观察溶液颜色变化。(套上小气球起了什么作用?)
教师:刚才褪色的品红溶液加热至沸后又恢复原来的颜色,说明了什么问题?引导学生阅读课本相关内容。
析疑(师生共同参与):SO2的漂白原理是通过与有色物质化合生成无色不稳定物质的过程,它跟HClO,Na2O2,O3,H2O2的漂白原理不同。漂白后的物质易分解恢复原来有色物质的颜色,并且不是对所有有色物质均有漂白作用(如紫色石蕊通入SO2变红色,但红色不会褪去)。
得到二氧化硫的用途:漂白剂、消毒杀菌,用在食品上时需要严格控制使用剂量,如一些过于白净的面粉、馒头(有的还有刺鼻气味)是商家不规范使用的结果。往往会对人体带来危害(教师的诱导作用体现在学生从形象思维发展到抽象思维,最终获得认识问题、解决问题的方法)。
(三)二氧化硫的氧化性和还原性
问题:(1)请画出硫原子结构示意图,并据此分析硫元素的最高正价,最低负价。
(2)SO2中的硫显示+4价,从氧化还原反应角度判断它具有什么样的性质?(激发学生思考,培养学生的想象力、创造力)
分析:S+6、S+4、 S0、S-2
教师:那么,我们有没有办法,通过实验的方法来证实+4价硫在化学反应中发生价态的转化呢?下面我们来做两个实验(激发兴趣,引发探究,动手动脑,全员参与)。
学生讨论得出方案:氧化性:SO2和H2S的反应;还原性:(1)2mlKMnO4溶液中逐滴滴加饱和二氧化硫水溶液,振荡、观察。(2)向2ml溴水溶液中逐滴滴加饱和二氧化硫水溶液,振荡、观察。
教师:通过两个实验观察现象引导学生分析下面的变化:
(1)KMnO4 ——Mn2+(褪色,被还原)
SO2+H2O ——H2SO4(被氧化)
(2)Br2—— 2Br-(褪色,被还原)
SO2+H2O ——H2SO4(被氧化)
要求学生写出二氧化硫跟溴水反应的化学方程式:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
上述实验发生的反应证实了SO2具有还原性,其实还有像Cl2,O2等均能氧化SO2。
(四)本课小结(师生共同回顾)
SO2的物理性质:色、态、味、毒、溶。
SO2的化学性质:(1)酸性氧化物,跟水反应生弱酸H2SO3;(2)具有漂白性,消毒杀菌;(3)既有氧化性,又有还原性,能跟KMnO4,Cl2,Br2,O2等氧化剂及H2S等还原剂反应。
(五)随堂检测:(投影)
以下就“二氧化硫”性质的教学设计与课堂教学现场,尝试如何实现在新课标中所倡导的理念,让学生在探究学习中体会科学思想,使用科学的研究方法去探究问题,由此提升他们的科学素养.
第一,在教学过程中建立探究过程.
由于学生在生活中已对二氧化硫有一定的感性认识,特别是对其所引起的一些环境问题了解较多.因此可进行如下设计.以当代世界三大环境问题之一“酸雨”作为切入口,使学生感到亲切又渴望,触发学生探究问题的内驱动力.
把生活中的现象通过多媒体还原在课堂中:视频1:酸雨对森林的危害视频.视频2:自由女神像受酸雨侵蚀的视频.视频3:硫酸工业排放废气造成酸雨的视频.视频1、2让学生在动画视频中了解酸雨对环境、人文的破坏,视频3则让学生体会了现代化学工业的进步在提升人们生活水平的同时,也对环境造成严重污染,从而激发学生的环保意识.
边播放视频,边让学生观察,通过分组讨论、交流、分析、归纳,完成预先设计的探究引导问题.1.酸雨的危害;2.二氧化碳能否形成酸雨;3.酸雨形成的原因;4.硫酸工业厂址的选择及如何减少酸雨.
通过以上活动,使学生比较自然地了解酸雨的成因,同时也使学生学会体验、观察,同学间相互交流、归纳、总结等亲身活动.
第二,通过联系已有的知识,设计实验验证猜想,挖掘隐藏在背后的科学方法和科学思想.
问题提出:通过酸雨的形成过程,了解到二氧化硫作为一种酸性氧化物的特性.二氧化硫的性质和熟悉的二氧化碳有什么相同和不同呢?
学生回忆二氧化碳的化学性质.
用表格列举一些性质,让学生体会应用更加简捷的方法(列表法)对不同物质的性质进行比较,从而比较自然地在头脑中理解记忆两者的不同之处.
提问1:二氧化硫作为一种酸性氧化物,和二氧化碳化学性质有什么相同?
课堂演示对比实验1:分别将二氧化碳与二氧化硫通入紫色石蕊试液和澄清石灰水中,两者现象相同.通过对比引导学生得出二氧化硫与水反应的性质.
演示对比实验2:将二氧化碳与二氧化硫通入紫色石蕊试液后的溶液加热,根据“二氧化碳使溶液变红,加热后,溶液又重新恢复紫色”这一事实,引导学生联想二氧化硫与水反应生成亚硫酸的情况,进而说明“二氧化硫与水的反应“的可逆性,并简单说明”可逆反应”的特征.
提问2:二氧化硫和二氧化碳化学性质有什么不同?
演示实验3:将二氧化硫通入一种红色的溶液――品红溶液中,观察现象.
品红溶液中通入SO2气体,红色褪去,引导学生联想以前学过的哪种物质通入有色物质,会有类似现象.学生在联系卤素中已经学到的氯气,联想到二氧化硫具有漂白性.
对比演示实验4:将氯气通入品红溶液中,观察现象.
验证氯气的漂白性.
引导提问:两者漂白性是否一致?
对比实验5:将用氯气漂白后的品红溶液与二氧化硫漂白后的品红溶液加热.
二氧化硫漂白的品红溶液红色恢复,而氯气漂白的品红溶液红色不恢复,说明了什么?
教师讲解:SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定,受热易分解,使颜色恢复.而氯水漂白是因Cl2溶于水后产生的HClO有强氧化性,可将有色物质氧化成无色物质而漂白,实质为氧化还原反应,这种漂白效果是永久性的.
举例说明工业上常用SO2来漂白纸浆,以致报纸放久会变黄.那么二氧化硫是否能让所有的有色物质褪色呢?
学生讨论总结已学过的有色物质:紫色石蕊试液、品红溶液、溴水、滴有酚酞的氢氧化钠及高锰酸钾溶液.
演示实验6:将二氧化硫通入上述溶液,观察现象.
现象:品红溶液、溴水、滴有酚酞的氢氧化钠及高锰酸钾溶液都褪色了.
教师引导:通过二氧化硫能使紫色石蕊变红,而不能使其褪色,学生很快理解二氧化硫的漂白具有选择性,不能使得每种有色物质都褪色.
教师提问:怎样用实验说明二氧化硫是否将溴水、滴有酚酞的氢氧化钠及高锰酸钾溶液漂白?学生讨论总结后回答:根据二氧化硫漂白后形成的化合物不稳定,在一定条件下,被漂白的物质又会恢复原来的颜色,因此加热,会使得被褪色的溴水、滴有酚酞的氢氧化钠及高锰酸钾溶液恢复原来颜色.根据学生回答进一步做对比实验,了二氧化硫将上述有色物质漂白的假设.教师进一步提问是什么原因导致上述溶液褪色?
学生讨论后回答二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应.
引导学生从化合价来分析二氧化硫的性质(既有氧化性又有还原性),提出二氧化硫与溴水、高锰酸钾溶液所发生的氧化还原反应.
对比实验的运用,能让学生联系学过的知识,引导学生分析问题,并充分调动学生的想象力和创造性思维,使他们能创造性地提出一些解决问题的假设.再采取讨论式的方法,给学生创造一个相互交流、集思广益的氛围.
文章编号:1008-0546(2017)04-0030-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.011
所谓“绿色”[1],是指一种保护环境,保护资源,可持续发展的理念。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则,对化学实验进行改进,使化学实验过程达到绿色化的方法。实现中学化学实验绿色化,首要条件是提高学生的绿色实验意识。而培养学生的绿色意识,需要各学科教师对学生进行环保教育。化学教师的责任尤其重要,既要懂得绿色化学原理,掌握教育方法,又要身体力行,为中学化学实验绿色化探索路径。同时传统的化学课堂仍然是以化学知识单方向传授为主,没有让学生真正体会到学习化学的乐趣,更缺乏不同学科之间的融合和联系。所以笔者尝试在二氧化硫性质和用途的课堂中尽量引入一些其他学科的元素,让化学课堂更加丰富起来,不仅要把化学知识传授给学生,更重要的是要培养学生的综合素养,真正让学生不把学习当做一种负担,而是一种享受,一种认知社会的手段和途径。
一、教材分析
“SO2的性质和用途”是人教版新课程高中化学必修 1 第四章第三节“硫和氮的氧化物”中的教学内容。首先,本节教学内容的主题是了解环境污染的原因和树立环境保护意识,因此硫及其化合物的教学主线应该立足于S(H2S)SO2SO3 H2SO4这一氧化还原知识主线上。在本节课之前,已经学习了硫的性质,本节课之后将要学氧化硫的污染,所以关于二氧化硫的教学重点是在二氧化硫的污染和防治有关的性质上,为以后探讨二氧化硫的污染和防治做好铺垫。其次,为了辩证地看待二氧化硫的利与弊,教材中介绍了二氧化硫制取硫酸的原理以及用作漂白剂和消毒杀菌剂。其中,SO2的漂白机理未作深入介绍,教师有必要将二氧化硫的漂白特点与其他的一些漂白剂作简要对比。第三,本节内容首次介绍了可逆反应的概念以及两个典型例子(二氧化硫和水的反应、二氧化硫的催化氧化),正确理解概念,为今后学习化学反应的限度、化学平衡以及硫酸工业等奠定基础。
二、课堂实录
1. 给化学课堂引入多一些“文学味”
有创新的课堂引入,不仅能让学生明确本节课的学习内容,更能激发和提高学生的学习兴趣。在传统的二氧化硫新授课教学中,引入课题常采用有关酸雨的视频及图片,让学生首先就直观的认识到二氧化硫的危害。笔者认为这种引入方式存在以下缺点:人为地给二氧化硫贴上有害的标签,让学生只认识到二氧化硫的危害,缺少q证看待事物的思想。所以本文突破传统的课堂引入模式,将二氧化硫以第三人称的形式,自述心中的委屈和不平,以一首打油诗的形式引入,给化学课堂添加少许的文学味。具体操作如下:
引入:
同学们,请大家一起有感情地朗诵这首诗,老师给起个头,致人类,预备起……
致人类
酸雨汹汹来势猛,无限委屈在心中;
怨天怨地怨酸雨,不如反省人自己;
烧煤燃油不脱硫,尔等不知天上愁;
礼尚往来伤不起,这雨酸得有道理;
古往今来多少难,而今由你来评判。
师:好,大家知道这首诗描述的“主人公”是谁吗?
生:二氧化硫。
师:同学们说的很好。他就是二氧化硫。本节课我们就探究二氧化硫性质和用途。
板书:二氧化硫
2. 给化学课堂设计多些“逻辑味”
本节教学中,以物质的通性和氧化还原反应规律为主线,以多媒体为辅助手段,通过自主阅读、演示实验、小组交流、分组实验等多种活动,创设问题情境,预测二氧化硫化学性质、设计实验验证方案,用于引导学生构建二氧化硫的主要化学性质――酸性氧化物的性质、还原性和漂白性,调动学生内在的学习动力,为学生主动参与和交流互动提供了时间和空间。同时培养学生树立辩证唯物主义的世界观,学会客观地分析事物的两面性。具体设计如下:
3. 给化学课堂实验多些“绿色味”、“生活味”
绿色化学实验,也是新课程反复强调的重要内容。“化学课程标准”在课程性质中明确指出,要让学生懂得运用化学知识和方法去治理环境污染。在教学中实施绿色化学教学,引导学生往绿色化学实验方面努力,让他们从化学启蒙教育的初始阶段就受到良好的绿色行为的熏陶。因此,中学是进行绿色化学教育的关键之所在,必须将绿色化学思想贯穿于中学化学教育尤其是化学实验教学整个过程中。中学化学实验,直接反映化学与环境的关系,是进行绿色化学教育的前沿阵地。在本节课探究二氧化硫化学性质的实验环节中,为了强化学生的环保意识,我们采用了日常生活中装蓝莓和糕点的盒子,按封闭式、接近微型化、绿色化的标准,自制实验反应装置(图1),使二氧化硫的逸出量控制在允许的范围之内,让同学们真正感受化学实验的绿色化对人体健康和环境保护有一定的积极作用。同时在制作过程中也引导学生对日常生活中的废物利用,实现小型实验的家庭化和生活化。具体操作如下:
通过自制的实验装置,学生快速地完成了实验内容及相关实验现象观察,既提高了实验效率,又让学生体验了利用生活中一些简单易得器材,能在绿色化学实验理念的指导下设计完成一些物质的化学性质的相关实验。同时,在课堂教学中,老师可以继续激发学生的思维,利用自己的生活常识及生活经验,能否再设计其他的实验装置来完成该实验,让学生真正体会到生活与化学密不可分。通过该实验的设计和实施,让同学们进一步深刻认识到绿色化学实验的设计理念,真正地将绿色化学思想贯穿于中学化学教育尤其是化学实验教学整个过程中。
4. 给化学课堂多些“哲学味”
众所周知,二氧化硫对人体健康、植物、纺织品、建筑材料、历史古迹等都具有极其严重的危害性,还能造成酸雨现象,使环境酸化,破坏生态环境。老师通过多媒体图片及视频展示,让同学们直观的认识到二氧化硫的危害。但二氧化硫就没有好的一面吗?老师通过设问引发同学们的思考,并用多媒体图片展示了二氧化硫对人类的贡献,让同学们利用辩证的思维看待事物。所以在本节课最后阶段,笔者通过一场辩论赛的形式让同学们充分认识到二氧化硫的利和弊,让学生学会辩证认识事物的两面性的哲学观点,树立良好的食品安全意识、法制意识,逐步树立合理应用化学物质的科学观。具体操作如下:
师:同学们,我们知道二氧化硫是大气污染的有害气体之一,同时二氧化硫对人体健康、植物、纺织品、建筑材料、历史古迹等都具有极其严重的危害性,还能造成酸雨现象,使环境酸化,破坏生态环境。(通过多媒体图片及视频展示)
过渡:在哲学中,我们知道世界万物都是矛盾的统一体,要用一分为二的思想来看待世间万物,难道二氧化硫就没有好的一面吗?集中展示图片二氧化硫对人类好的一面。
师:下面我们就以“二氧化硫的功与过 ”为题,来一场双方辩论,请结合自己的生活经验及老师提供的相关信息,提出自己的观点,并用相关事实加以佐证。
生:学生激烈讨论,勇于发言,并充分利用日常生活中的一些具体事例及现象为论据,让自己对二氧化硫的观点站得住脚,锻炼自己从辩证的角度认识问题。
三、课后反思
1. 精心创设引入求知情景,激发学习兴趣
以全球瞩目的三大环境问题之一“酸雨”为切入口,采用文学味较浓的第三人称手法,以诗的形式引入课题,使学生感到亲切又渴望,亲切的是化学课堂中竟然有语文的身影,同r渴望求知二氧化硫究竟有怎样的委屈。引入富有新意而不失化学的灵魂,激发学生的强烈的求知欲望。
2. 化学实验装置设计接近生活化、绿色化
秉着化学实验绿色化的设计理念,在设计实验装置过程中尽量选择生活中一些易得的用品,让学生自己动手组装实验装置,这样既能提高学生的动手能力,又能充分体会绿色化学实验理念。然而,目前高中化学实验教学中存在许多问题:(1)有一定数量的有毒物质的制备和性质实验(如氯气的性质和制备实验,二氧化硫的制备和性质实验,硫酸、硝酸的性质实验,有机物的制备和性质实验……),这些实验对老师和学生身体健康的影响和对环境造成的污染是不可忽视的。(2)目前学生数增多,学生分组实验所需的药品用量、化学仪器及实验后的废液、废气大量增加,所造成污染也愈加严重。另外,中学化学实验所用药品种类繁多,试剂变化多,排放的污染物成分相当复杂,而且浓度高,累积的污染严重。实现绿色化学实验,无害化处理实验的废弃物,争取达到零排放,已是迫在眉睫的事。因此,必须用绿色实验观点,从节约资源和防止污染的角度来重新审视和改革当前的化学实验教学。
3. 给化学课堂添加一些“催化剂”
元素及其化合物知识作为一个知识的载体,是培养学生的学习方法和能力的教育教学模型.元素化合物性质虽然内容繁杂,但它们存在着某些内在的联系,抓住了这种内在的联系,就会掌握元素化合物性质的分析方法,使元素化合物性质的复习变得简单很多.复习课就是要善于渗透复习方法的引导,关键是抓住两条主线:一是从物质分类的角度运用复分解反应原理来解决酸,碱,盐的化学性质;二是从化合价变化的角度运用氧化还原反应原理来解决常见的氧化性物质及还原性物质的化学性质.另外通过比较,加深对物质特性的认识和应用.所以,我认为元素化合物的复习模式最好的就是根据物质分类和化合价变化这两个角度运用复分解反应原理和氧化还原反应原理去分析元素化合物的性质.
接下来是我按照这个复习模式在高三年级中最好的两个理科班中进行的元素化合物复习模式.
一、从常见的酸,碱,盐入手归纳总结复分解反应原理
1.酸(包括酸性氧化物)与盐之间的反应
这类反应看似简单,但很多学生却容易犯错,例如,将CO2通入BaCl2溶液,很多学生认为会生成BaCO3 沉淀,符合复分解反应的条件,所以能反应,忽略了如果生成BaCO3沉淀,那么同时也应该生成盐酸,盐酸和BaCO3怎么可能大量共存呢?其实这类反应只要应用较强酸制较弱酸的规律就很容易解决了.
①利用较强酸制较弱酸规律解决酸与盐能否反应的问题:中学常见酸的酸性强弱顺序:H2SO4,HNO3,HCl>H2SO3>CH3COOH>H2CO3>HClO,H2SiO3;以及碳酸>苯酚>碳酸氢根,根据较强酸制较弱酸并且记住常见酸的强弱顺序,学生就能轻易的判断出什么样的酸和什么样的盐能反应以及产物是什么.这样学生就找到解决这类问题的正确方法了.
②二元酸和其正盐反应
如,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3(将碳酸盐转化成碳酸氢盐的方法),举一反三:碳酸盐+二氧化碳+水= 碳酸氢盐; 亚硫酸盐+二氧化硫+水= 亚硫酸氢盐.
2.酸与碱之间的反应
强酸与弱碱,强碱与弱酸都可以发生反应.一元酸与碱反应很简单,对于学生来说,难点就是二元酸与碱的反应.一个典型的实验:少量的二氧化碳通入澄清石灰水结果是溶液变浑浊,而继续通入过量的二氧化碳,溶液又会变澄清.说明二元酸与碱的反应要注意过量问题.
①少量CO2通入澄清石灰水:
CO2(少量)+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
可让学生举一反三的写出下列反应:少量二氧化碳和氢氧化钠反应;少量二氧化硫和氢氧化钠反应.
②过量CO2通入澄清石灰水:2CO2(过量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2
联系上面1中的情形②,学生也就不难理解过量的CO2把碳酸盐转化成了碳酸氢盐.同样可让学生举一反三的写出下列反应: 过量二氧化碳与氢氧化钠反应;过量二氧化碳与氨水反应.
3.碱与盐反应,以及盐与盐反应,要求学生熟记必修1附页上的《部分盐,碱的溶解性表》就很容易解决这类问题.
二、从常见的强氧化剂与强还原剂之间的反应归纳总结氧化还原反应原理
学生存在的问题:不能判断常见强氧化剂与强还原剂之间的反应;书写氧化还原反应大多靠记忆;不会计算转移的电子数.
1.掌握氧化还原反应的基本概念,如,氧化剂与还原剂,被氧化与被还原,氧化反应与还原反应.
2.熟记常见的强氧化剂及其在溶液中的还原产物:Cl2,H2SO4(浓),HNO3 , Fe3+ ,MnO-4(H+), H2O2;熟记常见的强还原剂及其在溶液中的氧化产物:Fe2+,I-, S2, SO23,SO2.
3.会用化合价升降法配平.
4.会计算电子的转移数.
例,往含有1摩尔氯化亚铁的溶液中滴加足量的氯水,反应中转移的电子数是多少摩尔?没讲这部分内容之前,很多学生不知如何下手,我给学生讲了2种方法,常规算法和快速算法,常规算法就是遇到这种问题,写出反应方程式,算出反应中转移的电子数(即化合价升高的总数或者降低的总数),建立了转移的电子数和已知量氯化亚铁的关系,即可求出反应中转移的电子数;快速算法就是抓住反应中只有氯化亚铁失电子,1 mol氯化亚铁失去的1摩尔电子就是反应中转移的电子数.然后再做一个对比:如氯气与水的反应中,如果消耗1摩尔氯气,则反应中转移的电子是多少摩尔?和上面反应不一样的是氯气与水的反应中,消耗的氯气是一半得电子,一半失电子,弄清楚这个问题,转移的电子数也就容易算了,就是0.5摩尔氯气得到的电子数1摩尔.
三、从物质分类的角度运用复分解反应原理来解决酸,碱,盐的化学性质及从化合价变化的角度运用氧化还原反应原理来解决常见的氧化性物质和还原性物质的化学性质
下面我们就可以引导学生从复分解反应和氧化还原反应这两个角度分析中学涉及到的一些重要元素化合物的性质了.学生的思路就清晰多了,而不再依靠盲目的记忆了.
中图分类号:G633.8文献标识码:A文章编号:1009-010X(2012)04-0060-02
随着新课程改革的不断推进和深入,越来越多的教师深刻体会到教学法的重要作用。对于反思性教学这一概念的理解,熊川武教授认为:教学主体借助于行动研究不断探究与解决自身和教学目的以及教学工具等方面的问题,将“学会教学(learning to teach)”与“学会学习(learning to learn)”统一起来,努力提升教学实践合理性使自己成为学者型教师的过程。河北省实施新课程三年以来,高中化学教师普遍具有了教学反思的能力,不论是对教学理念的反思,还是对课堂教学的反思,甚至到课后回顾反思,都做得比较充分,提高了自己的专业素养。如何将反思渗透到学生的学习过程中,用以提高学生在化学学习中的思维能力,是广大高中化学教师当前需要解决的问题。反思不仅仅是对化学学习一般性的回顾、重复,而且也是对化学中所涉及的知识、思路、策略等的深究,这对训练学生思维、优化学生的思维品质、形成有效的学习方法极为有效。在人教版高中化学必修一的教学过程中,本人试图从概念教学和元素化合物的教学中尝试寻求突破,培养学生运用反思提升化学学习兴趣,提高化学学习能力。
一、反思在化学概念教学中的应用
化学概念是人类对自然界中众多化学事物及其变化的本质属性进行深入分析、抽象、概括的结果,有高度的概括性,化学概念的形成和建立有助于人类对化学事实、现象的观察和理解。化学概念的教学是高中化学教学的重要任务之一,是提高学生化学素养的基础,要求学生掌握化学基本概念,并运用化学基本概念认识化学物质及其变化,这样才能使学生对化学知识的学习不仅知其然,而且知其之所以然,提高思维能力。
在高一化学的概念教学中,学生已有的概念对新概念的深化发展主要是顺应过程,要在一定的情境中通过学生主动建构而将新的更科学的概念纳入到已有的认知图式中。而学生已有的不具有普遍适用性的概念对新的科学概念的习得一般起到前摄抑制的消极作用,不容易发展成科学的概念。如离子反应的教学,在高二测试时,还有学生局限于复分解反应发生的条件,即“有沉淀、气体或水生成”。要消除这种不良影响,需要通过获得新的直观事实或经验来消除旧概念的消极影响,我们设计图1所示的简单流程来实现。
离子反应(复分解型)条件的教学是对初中复分解反应条件的深化,同时也是化学反应原理中盐类水解的基础,特别是要将学生已有的复分解条件“生成水”转变成“生成弱电解质”。
“离子反应条件”教学片段设计如下:讲授过离子方程式书写步骤后,学生练习、体验、掌握离子方程式的书写;同时为后续离子反应条件和离子方程式意义的教学提供化学反应基础。学生一定会认为H+和CH3COO-不能反应。此时调动学生已有的认知经验。设计实验:在2支试管中分别取稀盐酸(0.01mol/L)样品少量,用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上;再分别加入CH3COONH4固体和氯化铵固体,振荡后再分别用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上。观察颜色变化。分析并得出CH3COO-和H+发生了反应的事实。通过实验引发认知冲突,从宏观角度认识已有复分解反应条件的概念不能解释新的实验事实,激发学生进一步求知的欲望;同时也是概念深化发展的实验事实基础。通过学生的思考理解,把握共同特征,修正复分解型离子反应的条件:有沉淀、气体或弱电解质生成。
二、反思在元素化合物知识教学中的应用
元素化合物知识是化学教学内容的重要组成部分。它不但是化学概念、理论的载体,还承载着体验科学探究过程、学会科学研究方法、加深对科学本质认识、增强创新精神和实践能力等教育功能。面对教材内容体系变化大、元素化合物知识涉及面广、知识点分散、易学难记、课时不足等诸多不利因素,如何领悟理解课程内容、课标要求的变化,优化教学设计策略,提高教学的有效性呢?这就要求广大化学教师在教学过程中不断进行反思,不仅要对我们采取了哪些教学行为进行批判性的思考,而且要对支配这些教学行为潜在的教育观念进行重新认识;要反思自己的教学是否体现新课改的要求、是否改变学生的学习方式、是否充分利用了学生自身的课程资源、是否提高了学生的科学素养……只有这样,反思才能促使自己的教学理念不断更新与发展。
我在教学高一化学“二氧化硫性质”时第一次教学过程是这样设计的:
1.用多媒体播放“酸雨”污染的录像(激发学生的求知欲)。2.展示一瓶盛有二氧化硫的集气瓶,学生观察并探究、分析二氧化硫的物理性质。3.演示二氧化硫与水的反应实验。学生讨论:二氧化硫与水反应生成了什么?二氧化硫具有哪些化学性质?4.根据二氧化硫中硫的化合价,小组讨论二氧化硫还可能有哪些化学性质。教师介绍二氧化硫的氧化性和还原性,写出有关的化学方程式。5.演示二氧化硫的漂白实验,学生观察现象并得出结论。小组讨论二氧化硫与氯气漂白性原理。6.小结后反馈练习。
反思1.开始的录像一定能激发学生的求知欲吗?学生会不会认为“这样一种污染物,学了有什么用?”学生看了录像很可能会对二氧化硫的学习产生抵制的心理,能否用其他方式引课,让学生对二氧化硫产生好感?
反思2.能否将演示实验改为探究实验?怎样改进?
反思3.二氧化硫的化学性质能否采用探究方式,让学生自己获取知识?
设计改进后的教学:
1.课前布置学生查找二氧化硫的有关资料,了解二氧化硫有哪些用途?(巨鹿县是河北省金银花之乡、枸杞之乡。学生叙述二氧化硫可熏金银花、枸杞。这样引入使学生在情感上容易接受二氧化硫,从而有兴趣学氧化硫。)
2.二氧化硫漂白性的探究采用趣味实验设疑:将盛有某无色溶液(过量二氧化硫通入品红试液后的溶液)且管口系有气囊的试管加热,气囊膨胀,溶液由无色变为红色;将试管浸入冷水中,气囊变瘪,溶液由红色变为无色。(验证二氧化硫的溶解性和漂白性,教学互动氛围良好,激发了学生的兴奋点。)
3.当学生思维的空间已打开,此时指导学生合作学习:能使品红试液褪色的物质有哪些?其原理分别是怎样的?通过互动和发散思维,达到前后知识系统化的目的。
4.根据二氧化硫的化合价,启发学生回答二氧化硫还具有哪些化学性质。(氧化性和还原性。)
结合实验桌上的化学仪器、pH试纸、试剂瓶中的试剂(氢硫酸、酸性高锰酸钾溶液、新制氯水、新制的氯化铁溶液、氯化钡溶液)等,教师引导学生用实验探究二氧化硫的氧化性和还原性。学生小组讨论,代表汇报,教师点评,设计合理实验,学生探究,得出结论,写出化学方程式。
5.提出二氧化硫是形成酸雨的主要物质,用多媒体播放“酸雨”污染的录像,介绍大气污染及防治,学生的社会责任感油然而生,知道了学氧化硫的重要性和必要性。
在介绍二氧化硫的漂白性时,有学生提出“将鲜花放进盛有二氧化硫的锥形瓶中,观察颜色”的实验方案,这是学生思维的发散和创新,也是反思的又一次提升。
教学反思,融会贯通了新旧知识之间的联系,促进了知识的同化和迁移,并使学生将知识内化为己有;教学反思,也拓宽了学生的思路,提高了学生的思维品质。在反思中,学生不断地自我超越、自我完善,并最终形成一种良好的学习习惯和学习能力。在反思中,老师走近学生,让学生智慧的火花碰撞,形成融洽、共同提高的师生关系。在新一轮的课程改革中,培养学生的反思习惯、抓好反思教学,不失为一种打造优质课堂、进行素质教育的好方法。
参考文献:
[1]赵玉峰,张建莉.高一化学新课教学中概念深化发展的策略[J].中学化学教学参考,2011,(6):24.
知识:使学生了解氧气的物理性质(色、态、味、密度、熔点、沸点、水溶性等);使学生掌握氧气的化学性质(碳、硫、磷、铁在氧气中燃烧)。
能力:培养学生观察和描述实验现象的能力,使他们学习通过实验来研究物质及其变化的科学方法。
思想教育:通过对实验现象的观察和描述,逐步培养学生严谨的科学态度。
重点难点氧气的化学性质及其现象的描述。
教学方法讲授法(实验演示)。
教学用具仪器:集气瓶、燃烧匙、酒精灯等。
药品:木炭、硫粉、红磷、红铁丝、石灰水、氧气。
其它:火柴。
教学过程
教学活动学生活动教学意图
【问题引入】空气的成分按体积算,最多的是(),其次是(),还有()和()等,我们是怎样用实验来证明空气的成分的?为什么一定要通过实验才能知道空气中存在着氧气?而不是用肉眼去看?
氧气是无色、没有气味的气体,这是氧气的什么性质?
红磷能在氧气中燃烧,这又是氧气的什么性质?
回答:(氮气)(氧气)(稀有气体)(二氧化碳)
思考得出结论:氧气是看不见的。
回答:物理性质
化学性质激发兴趣,创设问题情境。
【确认目标】我们这节课就来学习氧气的性质。要求:记住氧气的主要物理性质,掌握氧气的化学性质。
指明重点
【问题讨论】出示一瓶氧气①请学生观察并描述其物理性质。②想一想,氧气有味吗?③氧气溶于水吗?
提问:鱼在水中靠什么呼吸?它呼吸的氧气来自哪里?
由此可推知氧气的溶解性如何?回答:①无色、气体,②无味,③可溶(不溶)两种答案均可能出现。
回答:靠腮呼吸。氧气来自水中。
氧气既不是可溶于水,也不是不溶于水,而是不易溶于水。
培养学生观察和思维能力
【板书】一、物理性质:1.无色、无味的气体。2.密度比空气大(同一条件下)。3.不易溶于水。4.液态、固态均为淡蓝色。
看书、划重点(或记笔记。)
强化记忆
【投影】课堂练习一(见附1)。
指导学生做练习一。
做课堂练习一
加深对知识的理解
【问题讨论】氧气有哪些化学性质
提问:什么叫化学性质?
既然化学性质要在化学变化中方可表现出来,我们就来进行如下实验。
回答:物质在化学变化中表现出来的性质。
复习有关概念
【板书】二、化学性质
教师活动学生活动教学意图
【演示实验】木炭在氧气中燃烧
1.将木炭放在燃烧匙中伸入氧气瓶中。(为什么没有有变化?)
2.将木炭加热至红,放入氧气瓶中。
提问:为什么加热后可剧烈反应,不加热时没有变化呢?
3.在集气瓶中加入少量澄清的石灰水、振荡。
提问:石灰水变浑浊说明瓶中产生了什么气体?
提问:碳在氧气中燃烧需要什么条件?生成什么新物质?
结论:碳在氧气中燃烧生成二氧化碳。观察、思考。
描述现象:1.无
变化思考。
2.剧烈燃烧、发白光
回答:木炭与氧气反应是有条件原。
3.石灰水变浑浊。
回答:二氧化碳
回答:点燃,生成二氧化碳。
设疑
初步学氧化碳的检验方法。使学生学习由现象得出结论。
【板书】1.碳+氧气二氧化碳记笔记巩固文字表达式
【演示实验】硫在氧气中燃烧
1.将硫粉放在燃烧匙中加热至燃烧。
2.将燃着的硫粉伸入氧气瓶中。
这种带刺激性气味是二氧化硫。二氧化硫对空气会造成严重污染。烟花、爆竹中的火药是由木炭、硫磺等物质组成的,为什么北京市禁止燃放烟花爆竹?
结论:硫在氧气中燃烧生成二氧化硫。请学生写出此反应的表达式。
观察并描述现象
1.发出淡蓝色火焰。
2.剧烈燃烧。发出明亮的蓝紫色火焰,产生一种带刺激性气味的气体。
回答:防止硫燃烧后生成的二氧化硫污染空气。,全国公务员共同天地
总结反应表达式培养学生的观察能力。
硫在空气和氧气中燃烧现象的比较。
进行环保教育。
【板书】2.硫+氧气二氧化硫记笔记
【演示实验】磷在氧气中燃烧
将红磷在燃烧中点燃伸入氧气瓶中。
生成的物质叫五氧化二磷。
烟是由固体小颗粒形成的,请描述五氧化二磷的颜色、形态。
结论:磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷。
请同学写出此反应的表达式。观察并描述现象
剧烈燃烧,产生浓厚的白烟。
回答:白色、固体
总结反应表达式。培养学生的观察和叙述能力。
教师活动学生活动教学意图
【板书】3.磷+氧气五氧化二磷记笔记
【演示实验】铁丝在氧气中燃烧
观察这瓶氧气与前几瓶有何不同?
将铁丝加热至红伸入氧气瓶中。
提问:为何集气瓶底要放少量水。
生成黑色固体的温度很高,掉到集气瓶底会怎样?
瓶底放少量水(或沙子)的目的是什么?
此黑色固体的名称是四氧化三铁。
结论:铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁。
请同学写出此反应的表达式。
观察:瓶底有少量水。
描述实验现象:剧
烈燃烧、火星四射、
生成黑色固体。
讨论:会引起集气瓶炸裂。
回答:防止集气瓶炸裂。
总结反应表达式
培养学生的思维能力。
【板书】4.铁+氧气四氧化三铁记笔记
【投影】课堂练(见附2)做练习强化训练
【问题讨论】通过上述实验,我们可知,物质在较纯的氧气中燃烧,比在空气中燃烧得()。
由此可见:氧气的化学性质比较()。
思考并回答:
(更剧烈)(活泼)培养归纳、总结能力。
【演示实验】将带火星的木条伸入氧气瓶中。
为什么残存火星的木条会再次燃烧起来?
观察现象:木条燃烧起来了。
思考并回答:因为氧气的化学性质比较活泼,它可助燃。
学生氧气的检验方法。
【问题讨论】如何证明一集气瓶中装的是氧气?
回答:将带火星的木条抻入气体中,若木条燃烧真情为,则证明此气体为氧气。
及时复习科学知识。
【投影】随堂检测(见附4)
独立做检测题
及时反馈
附1:课堂练习一
1.对氧气的物理性质,下列叙述中正确的是()
(A)极易溶于水(B)在标准状况下密度比空气大
(C)在变成无色液体(D)在变成白色固体
2.下列变化中属于物理变化的是()
(A)磷在氧气中燃烧(B)镁条在空气中燃烧
(C)氧气由气态变成液态(D)铁在潮湿的空气中生锈
附2:课堂练
3.下列物质在氧气中燃烧时,产生有刺激性气味的气体的是()
(A)镁带(B)红磷(C)硫粉(D)铁丝
4.铁丝在氧气中燃烧的生成物是()
(A)氧化铁(B)三氧化二铁(C)四氧化三铁(D)氧化亚铁
5.下列物质在氧气中燃烧时发出明亮的蓝紫色火焰是()
(A)硫粉(B)铁丝(C)木炭(D)镁带
6.检验氧气的方法是()
(A)用火柴去点燃(B)用带火星的木条去检验
(C)倒入澄清的石灰水(D)闻氧气的气味
7.做细铁丝在氧气中燃烧的实验时,操作或现象不正确的是()
(A)先在酒精灯上加热细铁丝(B)盛氧气的集气瓶底没有水或沙子
(C)生成物为黑色固体(D)剧烈燃烧、火星四射、放出热量
8.要测定空气中氧气占的体积,最好在空气中燃烧()
(A)碳(B)硫(C)蜡烛(D)磷
9.如何鉴别二氧化碳、氧气、空气?(简述操作过程)
附3:课堂练习答案
1.B2.C3.C4.C5.A6.B7.B8.D9.略
附4:随堂检测题
1.下列关于氧气的物理性质叙述正确的是()
(A)难溶于水(B)密度比空气大
(C)液态氧气为无色(D)化学性质比较活泼
2.下列反应的特征现象分别是:铁丝在氧气中燃烧(),磷在氧气中燃烧(),
碳在氧气中燃烧(),硫在氧气中燃烧()。
(A)发红光(B)发出明亮,全国公务员共同天地的蓝紫色火焰(C)火星四射
(D)产生大量白烟(E)发出淡蓝色火焰(F)发白光
3.下列对氧气性质的说法,正确的是()
(A)有可燃性(B)能支持燃烧(C)不溶于水(D)密度比空气小
②观看视频《二氧化硫的化学性质》,比较二氧化硫和二氧化碳的化学性质,自行设计并绘制二氧化硫和二氧化碳的性质比较的表格,在QQ群中上传表格(本任务10分)
③完成练习,并在QQ群中上传答案(本任务10分)(练习略)
(4)附加任务(可选做):测定并记录居住地雨水的pH,分析可能的原因;在生活中寻找二氧化硫的应用实例。(QQ群中分享可加5分)
(5)课上任务设计
环节1:课前回顾(5分钟)
根据课前任务反馈,对学生理解有误的问题进行梳理。
提问:从表格中你能归纳出几类二氧化硫的化学性质呢?你是怎么对其分类的?
环节2:课堂作业(5分钟)+ 讨论(5分钟)
个人独立完成有关二氧化硫的性质的练习题,小组讨论解决问题,如有小组不能解决的问题组间互助或者教师讲解。
环节3:课堂活动(27分钟)
[头脑风暴]展示学生课前上传的二氧化硫和二氧化碳的性质比较的表格(选取部分),请各小组设计鉴别二氧化硫和二氧化碳的实验方法,将方法记录在海报纸上粘贴在墙上,完成设计后至少对其他两个小组的方法做出评价,按照5星评分,并将评价意见写在所评小组的海报纸上,全部完成后取回本小组的海报纸再次小组交流。(7分钟)
评价方式:从内容完整、科学准确、版面设计三个方面进行小组互评与自评。
[角色扮演]
1. 每个小组作为当地环保协会的宣传小组,要向当地居民普及普通雨水呈酸性的原因和硫酸型酸雨的形成过程,即二氧化硫转化成硫酸的过程,以及酸雨的危害和防治方法,需设计一份宣传材料。(材料形式可以是手册、画报等)(5分钟)
2.完成宣传手册后,还要设计实验向居民展示酸雨的形成过程,注意在展示前需分析实验方案的合理性和可行性。(15分钟)
总结(3分钟)
各小组对本组设计的宣传手册进行整理修订,完成后拍照于班级QQ群中,并需对其他小组进行点评,点评时需结合实验完成情况,点评结果也作为小组成绩。
评价方式:从内容完整、科学准确、版面设计、展示效果等方面开展小组互评与自评。
(6)小组学习活动合作性评价
小组合作活动的记分通常根据三部分数据来定:对小组合作的成果打分,对小组成员的合作性打分,根据每个成员的反思打分。借助小组学习活动合作性评价表,不仅用于评价,也可以帮助学生清晰认识到自己在小组学习活动中需要做的事情。使用组内互评和自评结合的方式,在一定程度上也能帮助学生逐渐学会如何参与小组学习活动并有所贡献。(评价表格由北京大学数字化学习研究中心“翻转课堂MOOC”团队提供。)
三、结语
翻转课堂已成为当前全球教育界关注的教学模式,被评为影响课堂教学的重大技术变革。本课在实施后得到学生的好评,学生反映“在学习中能得到教师和同学的支持,碰到问题也有能及时寻求帮助”,“课前学习能根据自身情况控制节奏”,“思考的时间比以前要多”等。但是翻转课堂教学模式在实施中也也遇到了问题,比如制作教学视频不仅要学习微视频制作的理念,还要提高制作的技术等这些都对教师提出了更高的要求;在课上任务的实施过程中,由于学生人数远远多于教师,所以教师的个别辅导还很受限制,尝试解决方法是加强小组建设、促进同伴互助,小组不能解决的问题提交全班讨论,及时记录小组讨论的问题及讨论结果,便于教师了解学生的学习情况。虽然在实施的过程中还有很多困难,但是翻转课堂模式还是值得推广的。
一、导入
在前面的学习中,我们学习的含硫物质有硫化氢、硫、二氧化硫;其中他们的化合价分别为-2价、0价、+4价;而我们知道,硫的常见化合价分别为0价、-2价、+4价、+6价,既然我们已经学习硫的其他价态的性质,让我们登上硫的最高价,去浏览它的秀美景色,而正六价硫的最重要化合物就是硫酸。这一节课咱们学习硫酸第三节硫酸。
二、授课
我们知道对于一个团体来说,随着人员数量的不同,其性质不同。对于硫酸来说,它是不是也随着在水中的量不同,其性质也不相同?那么让我们一同走近硫酸,去认识它。在初中我们已经学习了稀硫酸的性质,首先我们对稀硫酸的性质做简单的回顾。
(一)稀硫酸的性质:具有酸的通性(学生自己总结,并投影展示,让学生对比。)
1.与酸碱指示剂的反应
2.和碱的反应:2NaOH+HSO=NaSO+HO
3.和碱性氧化物的反应:CuO+HSO=CuSO+HO
4.和活泼金属的反应:Zn+HSO=ZnSO+H
5.和某些盐的反应:NaCO+HSO=NaSO+CO+HO
原因:HSO=2H+SO
(二)浓硫酸的性质
1.物理性质:(让学生观看实物,说出浓硫酸的物理性质,并投影展示)
2.化学性质:(1)酸性
(2)特性
()吸水性,分六组,让学生自己做无水硫酸铜中滴入浓硫酸的实验,观察现象,并说出结论,吸水性的用途,可以做干燥剂,设置疑问,是不是可以干燥所有的气体?什么样的气体不能被浓硫酸干燥?
()脱水性,分六组,每两组做相同的实验,让学生分别做浓硫酸和纸屑、木条、蔗糖的实验,然后说出实验现象,并得出结论。
()强氧化性:和金属的反应:a.和活泼金属的反应:(随量不同产物不同)若浓硫酸是过量则只发生一个反应;若活泼金属过量,则发生两个反应:Zn+2HSO(浓)=ZnSO+SO+2HO;Zn+HSO=ZnSO+H。
例一:把足量的铁投入到一定量的浓硫酸中,充分反应后生成标况下的气体2.24L,且质量为3.3g,则(1)消耗铁的物质的量是多少?(2)消耗硫酸的量为多少摩尔?
解:(1)由于铁是过量的,则铁被氧化为正二价,又由于硫酸被氧化生成1摩尔二氧化时转移2摩尔电子,生成1摩尔氢气时转移2摩尔电子,现生成0.1摩尔混合气体,则转移电子0.2摩尔,则铁应失去0.2摩尔电子,所以消耗铁的量为0.1摩尔。
(2)依题意可知混合气体的平均摩尔质量为33g/mol,所以根据十字交叉法可知氢气和二氧化硫的物质的量之比为1∶1,则分别含有0.05摩尔的二氧化硫和氢气,依方程式:
Fe+2HSO(浓)=FeSO+SO+2HO Fe+HSO=FeSO+H
硫酸为0.15摩尔。
b:和不活泼的金属的反应:(设计一套铜和浓硫酸反应的装置和验证产物的装置,该实验由教师完成,作完以后让学生自己归纳,并写出化学方程式)Cu+2HSO(浓)=CuSO+SO+HO(并给学生强调环保意识,让反应随用随停,以节约药品和增强环保意识,用一可抽动的铜丝,且无论如何硫酸不会完全反应)。
例二:向50毫升18摩尔每升硫酸溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的硫酸的物质的量( )
A.小于0.45摩尔
B.等于0.45摩尔
C.在0.45摩尔到0.9摩尔之间
D.大于0.9摩尔
解:不活泼金属和浓硫酸反应时,无论如何,硫酸不会完全反应完,则消耗硫酸的量小于总量0.9摩尔,又由于作酸的和作氧化剂的各占一半,则实际被还原的小于一半,即小于0.45摩尔。
②和非金属的反应:C+2HSO(浓)=CO+2SO+2HO让学生自己设计一套实验装置验证产物当中存在二氧化碳和二氧化硫,并用投影展示如何鉴别二氧化硫和二氧化碳的实验装置,让学生对比,并强调为什么要用两次品红溶液或高锰酸钾溶液,其目的是什么?
例三:请同学们写出硫和浓硫酸反应的方程式(请一位同学回答浓硫酸和非金属反应是,有几重作用,和金属反应是有几重作用)。
例四:1摩尔某单质和足量浓硫酸反应,消耗硝酸的量是a摩尔,硫酸的还原产物只有二氧化硫,则该单质被氧化后的化合价是多少?
解:单质有两种可能,即金属和非金属。
(1)设金属单质为A,被氧化为x价
依:2A+2xHSO,(浓)=A2(SO4)x+xSO+2xHO
解之得x=a(另一种根据得失电子守恒有学生自己完成)
(2)设为非金属单质,则单质只作还原剂,硫酸只作氧化剂,依得失电子守恒可知x=2a。
③和含低价元素的化合物反应:HS+2HSO(浓)=3SO+2HO。
请同学们写出下列发应的方程式:(1)碘化氢和浓硫酸的反应;(2)氧化亚铁和浓硫酸的反应。
例五:下列气体能用浓硫酸干燥的是( )
A.氨气 B.二氧化硫
C.硫化氢 D.碘化氢
2.氧族元素是中学化学中的重要主族元素,而硫是氧族元素中的重要元素,二氧化硫是硫的重要化合物;二氧化硫的性质是历届高考的重点和热点,环境保护问题已成为世界性的社会热点问题;
3.对“二氧化硫”教学的总体构想要突出两点:一是通过角色扮演(未来环境化学家)突出学生的自主探究过程;二是突出化学源于生活,又服务于生活的特点,使学生关注与化学有关的社会热点问题,让学生不仅成为学习的主人,更要成为社会的主人。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)掌握有关化学实验的基础知识和基本技能,设计并完成一些化学实验;
(2)了解二氧化硫的物理性质及用途;
(3)掌握二氧化硫的化学性质;
(4)了解二氧化硫对空气的污染和防治。
2.过程与方法
学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神;
3.情感、态度与价值观
(1)激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的改变,培养学生的创新精神和实践能力;
(2)树立辩证唯物主义的世界观,关注与化学有关的社会热点问题,树立为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感,逐步形成可持续发展的思想。
4.过程分析
(1)创设情境,录像引课
请同学们观看录像了解目前的环境状况,了解酸雨的危害和形成酸雨的罪魁祸首是二氧化硫。
学生角色扮演:若你是未来的环境化学家,你将如何进行酸雨的防治?
学生分析交流,达成共识:作为未来的环境化学家,要解决酸雨的污染,首先,要掌握二氧化硫的性质,其次,要知道二氧化硫形成酸雨的途径。
(2)性质推测,实验探究
学生实验探究
①酸性氧化物
a.SO2与H2O的反应;
b.SO2与NaOH溶液的反应;
c.SO2与Ca(OH)2溶液的反应。
性质总结:与CO2相似是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
过程评价:实验操作与异常现象的评价。
②还原性
a.SO2与氯水、溴水、碘水的反应:
性质总结:X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4
b.SO2与酸性高锰酸钾的反应:
性质总结:5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
c.SO2与FeCl3溶液的反应:
性质总结:SO2+2FeCl3+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl
过程评价:实验设计的表扬与异常现象的评价。
过程评价:实验操作与比照思路评价。
(3)引导分析,解决问题
请学生根据二氧化硫的性质,分析酸雨形成的途径,讨论如何防治酸雨?
学生讨论:从性质出发,学生可能产生不同意见:酸雨形成途径可能是:SO2SO3H2SO4 SO2H2SO3H2SO4
教师总结评价讨论结果:上述两种途径都是存在的。表扬学生实验探究中的深刻的认识和思维的全面。
师生讨论的防治方法:师生共同肯定从源头上控制二氧化硫的污染才能防止酸雨的产生。如何控制二氧化硫的排放是开放性的问题,所以,我鼓励学生大敢设想、勇于尝试。
(4)师生归纳,理性小结
①知识小结:本节课我们学习了二氧化硫的性质,二氧化硫不但是造成酸雨的罪魁祸首,而且直接对环境造成污染,因此,我们要减少二氧化硫的排放。
②方法小结:学习科学推测物质性质的方法,科学探究物质性质的方法;本节课中解决问题的关键是:物质性质的推测和可行实验与落实。
(5)布置作业