《硫和氮的氧化物》教学设计Word格式文档下载.docx
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所用课件：
①空气质量日报图
②有关学生小组实验的步骤
③氯水与二氧化硫漂白性的比较
④二氧化硫与二氧化碳的性质比较
导入新课
[投影]①空气质量日报图
[设问]在空气质量报告的各项指标中，有二氧化硫和二氧化氮的指数。
二氧化硫和二氧化氮是什么？
空气中有多种物质，为什么要选择这两种污染物的指数来报告？
它们有什么危害？
这就是我们这节书所介绍的内容。
推进新课
硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。
硫在自然界中既存在游离态，又存在化合态。
硫俗称硫黄，是一种黄色晶体，下面我们先来认识一下硫单质。
[描述]由于硫单质中的硫元素显示0价，处于中间价态，硫单质应该既具有氧化性又具有还原性。
一、二氧化硫
1．硫单质的性质
（1）硫单质的物理性质
俗称硫黄，淡黄色粉末，不溶于水、微溶于酒精、易溶于二硫化碳；
熔、沸点较低。
（2）硫单质的化学性质——既具有氧化性又具有还原性
Ⅰ．氧化性
Fe＋S
FeS 2Cu＋S
Cu2S
Hg＋S===HgS
注：
硫单质具有氧化性，但这种氧化性较弱，在与具有可变化合价的金属单质反应时，只能把金属单质氧化到低价态。
[分析]SO2是一种大气污染物，是空气质量监测的重要气体之一。
它是形成硫酸型酸雨的“罪魁祸首”，那么硫酸型酸雨是如何形成的？
请同学们阅读教材有关酸雨的内容。
[学生归纳、教师板书]
2．二氧化硫对大气的污染
（1）酸雨：
pH小于5.6的雨水称为酸雨
（2）硫酸型酸雨的形成过程
①形成原因：
含硫燃料（化石燃料）的大量燃烧
②形成过程：
2SO2＋O2
2SO3 SO3＋H2O===H2SO4
SO2＋H2O
H2SO3 2H2SO3＋O2===2H2SO4
[过渡]酸雨已经成为目前世界上非常严重的环境问题之一。
酸雨的形成与SO2的化学性质密切相关，我们有必要来更加详细地学习SO2的化学性质。
3．二氧化硫的性质
[展示]一瓶盛满二氧化硫的集气瓶。
[提问]二氧化硫是什么颜色？
什么状态？
有什么气味？
[总结]二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体。
[设问]二氧化硫在水中的溶解性怎样呢？
[学生小组实验]实验步骤：
将装满二氧化硫气体的试管倒立在水槽中，在水面下打开胶塞，观察试管内水面的上升。
现象：
试管内水面上升。
分析：
二氧化硫易溶于水。
[过渡]我们了解了SO2的物理性质，下面重点来研究SO2的化学性质，看看它到底有什么秘密。
[引导]请大家从理论上及已有的知识推测。
如前面我们学习过物质的分类，SO2属于什么氧化物？
分析SO2的化合价，结合氧化还原反应知识进行思考。
[回答]酸性氧化物，与水反应生成酸，可以跟碱或碱性氧化物直接反应。
具有氧化性、还原性，因为二氧化硫中S的化合价为＋4，属于中间价态。
[探究实验]实验步骤：
在水下用胶塞塞紧试管口，取出试管，滴加紫色石蕊溶液测定溶液的酸碱度。
试管内液体变红色。
SO2溶于水呈酸性，二氧化硫是一种二元中强酸。
[分析]亚硫酸是一种二元中强酸，H2SO3不稳定，容易分解成水和二氧化硫，对于这样的反应，在同一条件下，能同时向两个方向进行的反应，我们称它为可逆反应。
可逆反应：
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。
[引导]二氧化硫与碱的反应怎么样呢？
（为操作方便，是加进亚硫酸）
（1）向滴进1～2滴酚酞的少量稀NaOH溶液中加入亚硫酸。
（2）向澄清的石灰水中加入几滴亚硫酸，再继续滴加亚硫酸。
（1）试管内液体由红色变无色；
（2）溶液先变浑浊，后又变澄清。
二氧化硫是一种酸性氧化物，能够与氢氧化钠反应，所以溶液由红色变成无色，化学反应方程式为：
SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O或SO2＋NaOH===NaHSO3；
二氧化硫与氢氧化钙反应生成白色沉淀亚硫酸钙，继续通二氧化硫，二氧化硫与亚硫酸钙可以继续反应生成可溶于水的亚硫酸氢钙，化学反应方程式为：
SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O；
CaSO3＋H2O＋SO2===Ca（HSO3）2。
[设问]能不能用澄清的石灰水来鉴别SO2与CO2？
如果不能，我们可以通过什么方法来鉴别它们呢？
[回答]不能用澄清石灰水来鉴别SO2和CO2。
可利用二氧化硫的还原性和漂白性。
[学生实验]实验步骤：
向装有少量亚硫酸溶液的试管中加入1～2滴品红溶液，振荡，观察溶液颜色变化。
然后加热试管，再观察颜色。
品红溶液褪色，加热后又恢复原来的颜色。
二氧化硫具有漂白性，它能与某些有色物质反应生成不稳定的无色物质，加热时，这些无色物质又会分解，恢复原来的颜色，是暂时漂白。
[思考]二氧化硫能使品红溶液褪色，但不持久，时间长或受热颜色能复原，它与以前所学的物质的漂白一样吗？
[分析]HClO的漂白具有永久性，是利用它的强氧化性进行漂白，而SO2是与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
[投影]③氯水与二氧化硫漂白性的比较
氯水
二氧化硫
原理
氯水中HClO，将有色物质氧化成无色物质
SO2直接与有色物质结合生成不稳定的无色物质
实质
氧化还原反应
非氧化还原反应
效果
永久性
暂时性
范围
漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊溶液褪色
漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊溶液褪色
[思考]我们还可以通过什么方法来鉴别SO2与CO2呢？
从化合价角度来分析。
[回答]它们都具有氧化性，二氧化硫还有还原性，可以利用二氧化硫的还原性进行两者的鉴别。
[实验]实验步骤：
向装有少量酸性KMnO4溶液的试管中加入亚硫酸溶液，观察现象。
向装有少量溴水的试管中加入亚硫酸溶液，观察现象。
酸性KMnO4溶液褪色；
溴水褪色。
二氧化硫具有还原性，与酸性KMnO4、溴水发生氧化还原反应，化学反应方程式为：
SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。
③二氧化硫具有还原性（强），可与过氧化氢、氧气、卤素单质（Cl2、Br2、I2）、高锰酸钾等反应。
2SO3
使酸性KMnO4溶液褪色
SO2＋H2O2===H2SO4或H2SO3＋H2O2===H2SO4＋H2O
SO2＋X2＋2H2O===2HX＋H2SO4（X2：
Cl2、Br2、I2）
[思考]若将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后，同时通入品红溶液中，其漂白效果是否会更好一些？
若将SO2通入溴水中，可见溴水褪色，这是否能说明SO2具有漂白性？
[分析]将等物质的量的Cl2和SO2气体相混合后，同时通入品红溶液中，品红溶液不褪色；
SO2通入溴水中，溴水褪色，是由于二氧化硫具有还原性，与溴水发生氧化还原反应。
[结论]紫色的酸性KMnO4溶液褪色或变浅。
但这并不是SO2的漂白性所起的作用，是它们之间发生氧化还原反应，漂白是对于有机色质来说，酸性KMnO4不是有机色质。
[过渡]二氧化硫除还原性外，还有氧化性。
[分析]以上我们学习了有关二氧化硫的化学性质，二氧化硫与二氧化碳都是酸性氧化物，我们来把它们的性质进行一下比较。
[投影]④二氧化硫与二氧化碳的性质比较
SO2
CO2
色、味、态
无色、有刺激性气味的气体
无色、无味的气体
酸 性
H2SO3
H＋＋HSO
（紫色石蕊溶液变红）
SO2＋Ca（OH）2===CaSO3↓＋H2O
H2O＋CO2
H2CO3
H＋＋HCO
CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O
酸性：
H2SO3＞H2CO3（NaHCO3＋SO2===NaHSO3＋CO2）
还原性：
*氧化性：
漂白性：
*制 法：
SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
品红褪色
Na2SO3＋H2SO4===
—
CaCO3＋2HCl===
[设问]二氧化硫确实给我们的生活带来了很大的麻烦，那么是不是二氧化硫有百害而无一利呢？
[过渡]从上面的学习中我们知道，二氧化硫在适当的温度并有催化剂存在的条件下，可以被氧气氧化成三氧化硫，下面我们再来认识一下硫的另一种重要的氧化物——三氧化硫。
4．三氧化硫的性质
[分析]三氧化硫也是一种酸性氧化物，它溶于水生成硫酸，工业上就是利用这一原理生产硫酸的。
[练习]请同学们根据酸性氧化物的性质，完成下列反应方程式。
SO3＋CaO===
SO3＋Ca（OH）2===
[学生板演]
课堂小结
今天我们走近了二氧化硫，认识了二氧化硫。
全世界每年向大气中排放的二氧化硫有3亿吨，地球早已不堪重负。
世界酸雨的形势如何，我们可以在课后访问有关的网站。
家园只有一个，地球不能克隆。
我们应该以实际行动来保护我们的地球，保护我们的家园。
二氧化硫和三氧化硫、二氧化硫对大气的污染
俗称硫黄，淡黄色粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳；
熔、沸点较低
Ⅱ．还原性
S＋O2
（1）二氧化硫的物理性质
无色，刺激性气味的气体，有毒，易液化（－10℃），易溶于水（1∶40），密度比空气大
（2）二氧化硫的化学性质
①酸性氧化物
a．与水反应
H2SO3（二元中强酸）
在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应
b．与碱反应
②二氧化硫的漂白性——使品红溶液褪色
③二氧化硫具有还原性（强），可与过氧化氢、氧气、卤素单质（Cl2、Br2、I2）、高锰酸钾等反应
④二氧化硫的氧化性（弱）
（3）二氧化硫的作用
制硫酸，用作漂白剂，杀灭霉菌和细菌，还可用作食物和干果的防腐剂
酸性氧化物：
SO3＋H2O===H2SO4
SO3＋CaO===CaSO4
SO3＋Ca（OH）2===CaSO4＋H2O
1．为了除去混入CO2中的SO2，最好将混合气体通入下列哪种溶液中（ ）
A．饱和烧碱溶液B．饱和小苏打溶液
C．饱和纯碱溶液D．浓硫酸
2．能够用于鉴别SO2和CO2的试剂是（ ）
A．品红溶液B．紫色石蕊溶液
C．澄清石灰水D．氯化钡溶液
3．既能使石蕊溶液变红，又能使品红试液变为无色，还能使溴水褪色的是（ ）
A．Cl2B．H2S
C．SO2D．CO2
4．下列物质均具有漂白作用，其中一种与另外三种的漂白原理不同的是（ ）
A．HClOB．H2O2
C．SO2D．O3
5．下列物质中硫元素只显示还原性的是（ ）
A．H2SB．SO2
C．SD．H2SO4
[答案]1．B 2．A 3．C 4．C 5．A
本节课学习的主要内容是SO2的性质和作用，通过本节课的学习可以使学生了解硫酸型酸雨的形成、危害及其防治，帮助学生树立良好的环境保护意识；
让学生认识SO2的性质及其在生产生活中的广泛应用。
学生在前面已对物质的分类，氧化还原反应，实验操作和实验装置的知识有了一定的基础，所以这一节课以二氧化硫的分类和化合价为起点，引导学生对二氧化硫的性质进行推导，大胆探究，并结合实验进行验证。
既对前面所学的知识进行回顾，又培养了学生综合运用知识的能力，提高学生思维的广度和灵活性；
通过课后的补充资料也可以扩充学生的视野。
1．酸雨
在正常状况下，由于大气中含有一定量的二氧化碳，降雨时二氧化碳溶解在水中，形成酸性很弱的碳酸，因此正常的雨水呈微酸性，pH约为5.6～5.7。
在1982年6月的国际环境会议上，国际上第一次统一将pH小于5.6的降水（包括雨、雪、霜、雾、雹、霰等）正式定为酸雨。
酸雨通常是指pH小于5.6的降水，是大气污染现象之一。
首先用酸雨这个名词的人是英国化学家史密斯。
1852年，他发现在工业化城市曼彻斯特上空的烟尘污染与雨水的酸性有一定关系，报道了该地区的雨水呈酸性，并于1872年编著的科学著作中首先采用了“酸雨”这一术语。
酸雨的形成是一个复杂的大气化学和大气物理过程，主要是由废气中的SOx和NOx造成的。
汽油和柴油都有含硫化合物，燃烧时排放出SO2，金属硫化物矿石在冶炼过程也要释放出大量SO2。
这些SO2通过气相或液相的氧化反应产生硫酸，其化学反应过程可表示为：
气相反应：
2SO3，SO3＋H2O===H2SO4；
液相反应：
SO2＋H2O===H2SO3,2H2SO3＋O2===2H2SO4，大气中的烟尘、O3等都是反应的催化剂，O3还是氧化剂。
燃烧过程产生的NO和空气中的O2化合为NO2，NO2遇水则生成硝酸和亚硝酸，其反应过程可表示为：
2NO＋O2===2NO2,2NO2＋H2O===HNO3＋HNO2。
酸雨对环境有多方面的危害：
使水域和土壤酸化，损害农作物和林木生长，危害渔业生产（pH小于4.8时，鱼类就会消失）；
腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹，也危害人类健康。
因此酸雨会破坏生态平衡，造成很大经济损失。
此外，酸雨可随风飘移而降落到几千里外，导致大范围的公害。
因此，酸雨已被公认为全球性的重大环境问题之一。
酸雨中的酸绝大部分是硫酸和硝酸，主要来源于工业生产和民用生活中燃烧煤炭排放的硫氧化物、燃烧石油及汽车尾气排放的氮氧化物等酸性物质。
我国的酸雨具有以下特点：
（1）酸雨分布面广；
对全国各个省、市、自治区调查表明，已有20多个省、市、自治区出现酸雨。
（2）酸雨分布存在着明显的区域性，主要集中在西南、中南和华东地区，并且有从北到南逐渐加重的趋势。
（3）不少地区的酸雨已相当严重，而且逐年加重。
（4）酸雨的发展速度很快。
（5）酸雨主要是由硫酸及硫酸盐引起的。
要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。
人为排放的二氧化硫主要是由于燃烧高硫煤（煤中一般含硫的质量分数为0.3%～5%）造成的，因此，研究煤炭中硫资源的综合开发与利用，是防治酸雨的有效途径。
具体做法是大力进行煤炭洗选加工，综合开发煤、硫资源；
对于高硫煤和低硫煤实行分产分运，合理使用；
在煤炭燃烧过程中，采取排烟脱硫技术，回收二氧化硫，生产硫酸；
发展脱硫煤、成型煤供民用；
有计划地进行城市煤气化等。
2．二氧化硫的漂白作用
SO2溶解于水成亚硫酸，亚硫酸跟有色的有机物质直接结合而成无色化合物。
例如，把SO2通入微酸性的品红溶液里，溶液颜色就由红色变为无色，这是亚硫酸直接跟有色物质结合的结果。
这个反应可以用下面的化学方程式表示：
品红（红色）
无色
品红的结构里有一个发色团，该发色团遇到亚硫酸后，生成不稳定的无色化合物，改变了发色团的结构。
这种无色化合物不稳定，遇热时，又分解为发色团。
3．相关链接
（1）http：
//
（2）http：
附1：
二氧化硫性质的实验探究
本节内容包括硫和氮的氧化物的性质及其对大气的污染，是在学生已经学习了钠、铝、铁、硅、氯及其化合物基础上，继续学习硫、氮氧化物的相关知识，既是为氨、硝酸、硫酸的学习做准备，也是对高中化学无机化合物知识体系的进一步完善。
二氧化硫是一种具有还原性和氧化性的酸性氧化物，通过学习让学生建立“硫元素系统”的整体印象，帮助学生进一步完善研究非金属单质及其化合物性质的一般方法和规律。
第一课时主要学习SO2的性质及其在生产生活中的应用。
1．知识目标：
了解SO2的物理性质和用途，掌握SO2的化学性质，认识可逆反应和SO2的漂白原理。
2．能力目标：
培养学生实验操作能力和观察、分析推理能力。
3．情感目标：
通过学生实验，激发学生探究兴趣，培养学生对科学研究的态度。
SO2的化学性质。
可逆反应、从氧化还原反应角度分析SO2的化学性质。
教学方法
采用“实验探究—启发思考—归纳总结”的教学方法，将教材中演示实验改为学生实验，指导学生采用实验对比方式，开展学习活动。
使学生的学习过程和认识过程统一起来，让学生真正成为学习的主体，感受到学习的乐趣，化难为易。
教学用品
多媒体课件、试管架、试管夹、点滴板、玻璃棒、小试管（4支）（配套小气球1个），滴管（2支）、酒精灯、火柴、滴瓶（贴“SO2水溶液”标签）、水槽、pH试纸、紫色石蕊溶液、无色酚酞溶液、品红溶液、0.01mol·
L－1NaOH溶液、0.1mol·
L－1Ba（OH）2溶液、KMnO4溶液、一大试管SO2气体。
展示图片：
南京城市空气质量报告表。
[启发思考]空气中有很多物质，为什么二氧化硫要作为主要污染物来报告？
二氧化硫究竟是一种什么样的物质呢？
请同学们谈谈自己对SO2的了解情况。
[学生回答]由2～3名学生介绍所收集到的SO2相关知识。
[教师讲述]SO2主要来源于工业制备硫酸，煤、石油和天然气的燃烧等，硫在氧气或空气中燃烧生成SO2，SO2是造成酸雨的主要成分之一。
[思考猜测]SO2具有哪些性质呢？
[学生实验1]观察试管中SO2的色、态，闻其气味。
把试管倒立在水中，打开胶塞并轻摇试管；
在水下用胶塞塞紧试管并取出，然后将试管中液体倒入贴有SO2水溶液标签的滴瓶中。
[师生总结]SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体，易溶于水（1∶40），密度比空气大，易液化。
[启发思考]SO2是否仅仅溶于水？
[学生实验2～4]
学生实验
实验现象
结论（反应化学方程式）
2
将一小片pH试纸放在点滴板上，用玻璃棒蘸取SO2水溶液滴在上面。
3
在点滴板凹穴中滴入1滴紫色石蕊溶液，然后滴加SO2水溶液，观察实验现象。
4
在试管中加入1mL氢氧化钡溶液，然后滴加少量SO2水溶液，振荡，观察实验现象。
[学生回答]实验2现象：
pH试纸呈红色，实验3现象：
紫色石蕊溶液呈红色，实验2和3的结论：
H2SO3（溶液呈酸性）；
实验4现象：
生成白色沉淀，实验4结论：
SO2＋Ba（OH）2===BaSO3↓＋H2O。
[师生总结]SO2和CO2一样，具有酸性氧化物的通性，能与水反应生成酸，能与碱反应生成盐和水。
其中SO2和H2O反应生成的H2SO3是一种不稳定的中强酸，相同条件下，又分解生成SO2和H2O，我们将这样的反应称为可逆反应，写成SO2＋H2O
H2SO3，“
”为可逆符号。
[教师讲解]可逆反应：
在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
[针对训练]下列反应是否为可逆反应？
（1）CO2＋H2O===H2CO3，H2CO3===H2O＋CO2↑
（2）2H2＋O2
2H2O,2H2O
2H2↑＋O2↑
[启发思考]SO2除了具有酸性氧化物的通性，还可能具有哪些性质？
[学生实验5～7]
5
在试管中加入1～2滴品红溶液，然后滴加SO2水溶液，振荡，观察实验现象。
再在试管口套一小气球，加热，观察实验现象。
6
在试管中加入1mL氢氧化钠溶液，向其中滴加2滴无色酚酞溶液，然后滴加SO2水溶液，振荡，观察实验现象。
7
在点滴板凹穴中滴入1滴酸性高锰酸钾溶液，然后滴加SO2水溶液，观察实验现象。
[学生回答]实验5现象：
溶液褪色，加热后又变红色；
实验6现象：
溶液褪色；
实验7现象：
溶液褪色。
[师生总结]SO2能使品红溶液褪色，但生成的
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