2019-2020年高中化学人教版必修1 4-4氨硝酸硫酸（第2课时）硫酸教案2.doc

2019-2020年高中化学人教版必修1 4-4氨硝酸硫酸（第2课时）硫酸教案2内容分析硫酸是一种重要的化工用品，掌握硫酸的性质可以更好地认识它们在工农业生产和国防中的重要用途。学生在初中已学过稀硫酸的物理性质和化学性质，也做过浓硫酸的吸水实验，在初步了解硫酸的酸的通性基础之上引出本课时的重点浓硫酸的特性(吸水性、脱水性、强氧化性)。通过“黑面包”实验，浓硫酸与铜等金属、与碳等非金属的实验探索浓硫酸的性质。在观察中发现规律，激发学生的学习兴趣，加深对强氧化性这一重要考点的理解。设计思想浓硫酸的特性尤其是强氧化性是本堂课的重难点，学生结合已有的知识可以回忆并复习巩固硫酸的物理性质、酸的通性及相关离子反应。采用启发探究式的教学方法，以问题引路，以实验为基础，引发探究浓硫酸的相关特性。并可根据现象推导产物，发现规律，充分调动学生探究学习的积极性，培养探究合作的精神，增强环保意识。引导学生以氧化还原反应为线索，分析归纳硫化合物相互转化的规律，将知识点间有机衔接，以保证学生思维的连贯性。最后设计实验探究浓、稀硫酸的鉴别，引导学生建立量变引起质变的思想，加深对浓硫酸特性的理解。教学目标1复习巩固硫酸的物理性质及其水溶液的酸性。2重点了解浓硫酸的特性(吸水性、脱水性、强氧化性)；并由此知道硫酸的用途。3通过实验规范学生的基本操作，培养和提高学生的实验能力、分析解决问题的能力，进行环保教育。教学重点浓硫酸的特性。教学难点浓硫酸的强氧化性。教学准备实验准备：试管、试管架(夹)、酒精灯、烧杯、圆底烧瓶、广口瓶、石棉网、硬质玻璃管、橡皮塞、导管。纸屑、棉花、蔗糖、硫酸(浓、稀)、铜丝、品红溶液、KMnO4酸性溶液、澄清石灰水。导入新课(教师活动)硫酸是重要的化工原料，工业上常用硫酸的年产量来衡量一个国家的化工生产能力，那什么样的性质、用途决定了硫酸如此重要的地位呢？(学生活动)回忆、思考。说明：明确硫酸的重要性。复习旧知(教师活动)展示一瓶硫酸，请学生观察并回忆初中知识提问：硫酸的物理性质是什么？(颜色、状态、水溶性)1无色油状液体；2比水重，能与水以任意比互溶，稀释时放出大量的热；3高沸点，难挥发(学生活动)观察回答：1无色油状液体；2比水重，能与水以任意比互溶，稀释时放出大量的热；3高沸点，难挥发(98.3%浓硫酸沸点是338 )说明：巩固旧知，培养学生观察描述能力(教师活动)浓硫酸该如何稀释？为什么？(学生活动)应把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌，使产生的热量迅速扩散，由于水的密度较小，水流进浓硫酸时，浮在上面，溶解时放出的大量热会使水立刻沸腾，使液滴向四周飞溅，易发生事故说明：明确实验注意事项。小结H2SO4之所以具有酸的通性，是因为它是强电解质，在水溶液中完全电离成H和SO(学生活动)回忆、思考、填表反应试剂离子方程式石蕊试剂变红FeFe2H=Fe2H2CuOCuO2H=Cu2H2OCu(OH)2Cu(OH)22H=Cu22H2OBaCl2Ba2SO=BaSO4说明：巩固离子反应、氧化还原反应知识，为浓硫酸特性的学习作铺垫，使学生对酸的通性的本质有进一步的认识。导入新课(教师活动)实验室制H2时，要用稀硫酸而不用浓硫酸，为什么？硫酸浓度的不同会不会引起其性质的差异呢？稀硫酸表现出酸性，H的氧化性，那么浓硫酸又怎样呢？(说明)激发学生求知欲，建立量变引起质变的思想。推进新课提问前面讲到SO2、H2等气体含有水蒸气需干燥时，一般用什么？这体现了浓硫酸的什么特性？1吸水性：可以干燥SO2、H2、CO2、O2等气体。提问可以干燥NH3吗？为什么？思考并回答不能，因NH3有碱性，酸碱反应。说明：结合已有知识，培养学生分析问题能力。实验(教师活动)在两支试管中分别放有纸屑、棉花，然后滴加浓硫酸。现象：有机物都发生了变化，有黑色的物质生成，其实质就是浓硫酸将有机物中的HO21形式脱出形成H2O分子，这过程体现了脱水性。2脱水性：使有机物炭化提问浓硫酸具有强烈的腐蚀性，人的皮肤主要成分蛋白质也含C、H、O，如果不慎沾到皮肤上会引起严重的灼烧，该如何处置呢？吸水性与脱水性又有何区别呢？吸水性是浓硫酸与H2O强烈结合，水是吸收质中本来就有的湿存的水(水蒸气)物理变化。脱水性：是指将化合物(有机物)分子中HO21形式脱去，本来无水化学变化(学生活动)观察实验现象并分析回答不能用水立即冲洗，应先用干布迅速拭去，再用大量的水冲洗，最好涂上3%5% NaHCO3思考、比较说明：培养观察分析能力学会正确处理浓硫酸引起的事故，联系实际应用化学知识解决实际问题的能力，培养学生比较概念的能力，揭示实验本质。深入探究实验(教师活动)金属活动顺序表中，Cu排在H之后，故不能与稀硫酸反应制H2，那么Cu能否与浓硫酸反应呢？边做边讲解请学生描述实验现象，推测实验产物并写出反应方程式，并对此氧化还原反应进行分析3强氧化性(1)与金属反应讲评浓硫酸具有强氧化性，可以与许多活泼、不活泼的金属反应，但常温下浓硫酸与铁、铝等金属接触时，能够迅速在金属表面生成一薄层致密的氧化物保护膜，从而阻止内部金属继续跟浓硫酸的反应，这种现象称之为钝化，因此冷的浓硫酸可以用Fe、Al容器贮存。提问常温下，铁和浓硫酸是否不反应呢？受热时，浓硫酸可与绝大部分金属反应，但能否生成H2？为什么？(学生活动)观察并描述、推理现象：常温下不反应，加热有刺激性并且能使品红溶液褪色的气体生成，加水溶液变蓝色。分析品红褪色SO2蓝色Cu2推出相应方程式并分析：还原剂Cu氧化剂H2SO4H2O4CuO4酸性H2O4O2强氧化性倾听领悟，形成正确认识。回答：不是不反应，而是发生了钝化。不能，因为浓硫酸的强氧化性是由6价的S引起的。归纳总结常温下浓硫酸可使Fe、Al钝化，加热时能与大多数金属反应但不生成H2而是SO2。说明：培养学生观察能力、叙述能力和严谨求实的科学精神。巩固氧化还原反应知识，加深对浓硫酸强氧化性的认识，培养对比分析归纳整理能力，进一步理解本质，将知识统摄成规律。(教师活动)浓硫酸除了可以氧化金属外，在加热时还可以氧化非金属(2)与非金属反应(浓)CO22SO22H2O同样，浓硫酸也表现出强氧化性。思考产物该如何逐一检验呢？(见习题)(学生活动)从氧化还原反应的角度分析该反应。小组讨论进行实验设计，相互启发，相互补充形成统一认识说明：培养知识迁移能力，训练思考问题的全面性、严密性、广阔性发散思维能力。(教师活动)提问：浓硫酸具有强氧化性，吸水性，可不可以用来干燥H2S、HBr、HI等气体呢？(学生活动)思考、回答：不能，因为它们均有还原性实验(教师活动)演示“黑面包”实验，请学生描述现象并推导产物，体现浓硫酸的什么性质？C12H22O1111H2O12CQC2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(学生活动)现象：白糖变黑，体积膨胀，形成疏松多孔海绵状的物质。闻到刺激性气味，放出大量的热。说明：培养观察能力、分析解决问题能力。总结上述实验证明了浓硫酸的脱水性和强氧化性。(教师活动)巩固一个通性：H2SO4是典型的强酸，具有酸的通性。理解三个特性：吸水性、脱水性、强氧化性。掌握一个重点：强氧化性。(学生活动)学生回忆、思考、总结完成习题2说明：加深巩固本堂课的知识拓展延伸(学生活动)设计探究实验：如何鉴别稀硫酸和浓硫酸。说明：巩固知识，激发学习兴趣，增强思维广阔性。1根据下图回答问题。(1)上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气？_(2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：_ (3)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用。A中加入的试剂是_，作用是_。B中加入的试剂是_，作用是_。C中加入的试剂是_，作用是除尽_气体。D中加入的试剂是_，作用是_。E中加入的试剂是_，作用是_。(4)实验时，C中应观察到的现象是_。2下列各项分别表示硫酸的什么性质。(1)金属电镀前，表面要用酸洗除去氧化物，利用硫酸的_性。(2)将浓硫酸滴入浓盐酸中会冒出更多白雾，表现硫酸的_性。(3)将浓硫酸不小心滴在衣服上，使其发黑，表现硫酸的_性。(4)铁罐在常温下可以贮存浓硫酸，表现硫酸的_性。(5)FeO溶于浓硫酸中生成Fe2(SO4)3表现硫酸的_性。(6)稀硫酸滴在纸上，在干燥的空气中一段时间后，白纸变黑，表现了硫酸的_性和_性。(7)实验室用硫酸和亚硫酸钠制取SO2，利用硫酸的_性。(8)向白糖中加入浓硫酸，白糖变黑，同时产生大量有刺激性气味的气体，表现硫酸的_性。3设计探究性实验：实验室如何鉴别稀硫酸和浓硫酸测密度稀释法用胆矾Fe或AlCu加热白纸附：硫酸的性质课标要求结合实验，分析和掌握浓硫酸的化学特性吸水性、脱水性和强氧化性。教材分析从酸的通性出发引导学生明确浓硫酸也具有酸的通性。浓硫酸除了具有酸的通性外，还具有自身的一些化学特性：吸水性、脱水性和强氧化性。其中浓硫酸的强氧化性是教学的重点和难点。教材通过实验，引导学生观察现象，分析反应发生的实质，进而掌握浓硫酸强氧化性的实质。在学生掌握浓硫酸的性质后，教材以图表的形式展现了浓硫酸在生活和生产中的应用，以激发学生努力学习。教学目标知识与技能掌握浓硫酸的性质；了解硫酸的用途。过程与方法复习酸的通性，过渡到通过实验探究浓硫酸的特性吸水性、脱水性和强氧化性，并比较浓硫酸与稀硫酸氧化性的不同。情感态度与价值观学习浓硫酸的特性，体会事物规律中的一般与特殊的关系；学习硫酸的用途，认识化学知识在人类社会发展与进步中的重要作用。教学重点、难点浓硫酸的氧化性。教学方法实验法、观察法、讨论法、比较法。导入新课【多媒体投影】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，引起了公众的强烈的愤慨。同时，“高才生为何会犯如此低级的错误？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的广泛地讨论与思考。师同学们，你们感到愤慨吗？(学生自然会感到愤慨和发出谴责之语)请同学们思考这样一个问题：刘海洋伤害黑熊用的是何种物质？生浓硫酸。推进新课师浓硫酸为什么能伤害黑熊？浓硫酸究竟具有哪些性质？这就是我们这节课所要研究和学习的内容。(板书：浓硫酸的性质)师同学们，在初中我们学过了硫酸，那么，你知道稀硫酸能发生哪些反应吗？(利用投影胶片复习酸的通性)。1与指示剂作用，使紫色石蕊试剂变_2与碱发生中和反应，如与氢氧化钠反应(写离子反应方程式)_3与碱性氧化物反应，如与氧化铁反应(写离子反应方程式)_4与活泼金属发生置换反应，如与铁的反应(写离子反应方程式)_5与某些盐发生反应，如与碳酸钠的反应(写离子反应方程式)_师初中的化学学习中我们曾经了解过浓硫酸，那么，同学们，你知道浓硫酸有什么样的物理性质吗？板书：浓硫酸的物理性质。展示一瓶浓硫酸让学生进行观察并叙述浓硫酸的物理性质。思考：如何将浓硫酸稀释成稀硫酸？二、浓硫酸的化学特性。1吸水性师实验室在制取氢气、一氧化碳、二氧化硫等气体时，为了得到纯净、干燥的气体，常用何种物质对所制的气体进行干燥？生浓硫酸。师说明浓硫酸具有吸水性，能够吸收现成的已经存在的水分子。利用浓硫酸的吸水性我们可以对哪些气体进行干燥？(让学生讨论后回答，学生回答中若出现氨气、硫化氢等物质时，教师要从能否发生反应引导学生进行分析。)归纳浓硫酸不能干燥碱性或有还原性的气体，能干燥中性气体和非还原性的气体。2脱水性实验演示：浓硫酸使蔗糖脱水，形成“黑面包”。演示实验时让学生注意观察实验现象，探究下列问题：(1)蔗糖为什么会由白变黑？(2)黑色的物质体积为什么会膨胀？(3)请你猜想具有刺激性气味的气体和烧杯中留下的黑色物质各是何种物质？学生回答完上述问题后，让学生思考在蔗糖的变化过程中浓硫酸起什么作用？(有的学生会回答起吸水剂的作用。教师这时引导学生分析浓硫酸的吸水吸收的是现成的已经存在的水分子，而在蔗糖中不存在现成的水分子，因此在蔗糖的变化过程中浓硫酸不起吸水剂的作用，而是起脱水剂的作用。)师浓硫酸的脱水是指浓硫酸将含有H、O原子的有机物分子中的氢原子和氧原子按21的物质的量之比脱去结合生成H2O。(引导学生比较浓硫酸的吸水性与脱水性有何不同？)3强氧化性(1)加热条件下，浓硫酸与金属反应师初中化学中我们曾经学习过用稀硫酸和锌反应制取氢气，能否用铜和稀硫酸反应来制取氢气呢？(学生自然知道不能)那么，铜是否能与浓硫酸发生反应呢？实验探究：浓硫酸在加热条件下与铜的反应。在试管里加入2 mL浓硫酸，插入一根铜丝，让学生观察是否发生反应。(试管中无任何变化，说明常温下铜和浓硫酸不反应)。然后，将铜丝从试管中取出，用带导管和一个小孔的胶塞塞紧，从孔中插入铜丝，加热。(让学生观察并叙述实验现象。)把放出的气体通入品红溶液中。(让一名学生手持夹着盛有品红溶液试管的试管夹进行配合，培养学生的团结合作精神。)观察反应现象。拔出铜丝，冷却后，把试管里的液体慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，让学生观察溶液的颜色。(反应后的溶液呈蓝绿色，稀释后的溶液呈浅蓝色，这是由于CuSO4溶液浓度不同造成的。)师根据观察到的实验现象，说明铜与浓硫酸在加热的条件下发生了反应，生成物中有SO2和CuSO4。请同学们写出反应的化学方程式和离子反应方程式，标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂。(让两名学生上黑板板演)Cu 2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(还原剂) (氧化剂)Cu 2H2SO4(浓)Cu2SOSO22H2O(还原剂) (氧化剂)师反应中浓硫酸有几个方面的作用？生两个方面的作用。一部分作为氧化剂，被铜还原为二氧化硫；一部分起酸的作用生成了盐。师作为氧化剂的浓硫酸和起酸作用的浓硫酸的物质的量之比是多少？生11。师随着反应的进行，一段时间后，反应还能继续进行吗？生不能。因为，随着反应的进行，浓硫酸的浓度会越来越稀，而铜与稀硫酸不发生反应。师大量的实验研究表明：在加热条件下，绝大多数金属都能与浓硫酸反应生成金属硫酸盐、二氧化硫和水。师在加热条件下，使足量的锌与一定量的浓硫酸进行反应，一段时间后，浓硫酸会变成稀硫酸，反应停止吗？生不停止。剩余的锌与稀硫酸继续反应生成硫酸锌和氢气。结合学生的分析，让学生写出所发生的化学反应方程式和相应的离子反应方程式，标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂。Zn 2H2SO4(浓)Zn2SOSO22H2O(还原剂) (氧化剂)Zn 2HZn2H2(还原剂) (氧化剂)师在锌与浓硫酸、锌与稀硫酸的反应中真正起到氧化剂作用的各是何种元素？生在锌与浓硫酸的反应中起到氧化剂作用的是6价的硫，而在锌与稀硫酸的反应中起到氧化剂作用的是1价的氢。师稀硫酸和浓硫酸虽然都有氧化性，但起氧化作用的元素不同，且浓硫酸的氧化性比稀硫酸的氧化性要强得多。因此，浓硫酸在加热的条件下，还能与某些非金属单质反应。师在蔗糖的脱水炭化实验中，同学们已经推知浓硫酸与木炭能发生反应生成具有刺激性气味的能使品红褪色的二氧化硫气体。请写出反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂。(让两名学生上黑板板演)C 2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(还原剂) (氧化剂)师上述反应中浓硫酸有几个方面的作用？生只起氧化剂的作用。能力创新：让学生试设计实验方案证明浓硫酸与碳的反应产物是CO2、SO2和H2O。(要求画出实验装置，指出所需药品和试剂)学生讨论后，叙述实验方案时，教师适当地加以引导和质疑，从而帮助学生形成实验设计方案的正确思维。生成物质检验试剂所用装置检验顺序装置组装让学生举例说明浓硫酸在生活和生产中的应用并说明各分别体现了浓硫酸的哪些性质。1下列各组气体既能用浓硫酸干燥，又能用碱石灰干燥的是()ACO、H2BO2、Cl2CSO2、N2 DCO、CO22在18 molL1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热，被还原的硫酸为0.9 mol，则参加反应的浓硫酸的体积为()A等于50 mL B大于50 mLC等于100 mL D大于100 mL3m g铜和足量的浓硫酸反应，标准状况下生成n L SO2，则被还原的硫酸是()Am/64 mol Bm/32 molC98n/22.4 g D64n/22.4 g4区别浓硫酸和稀硫酸既简单又可靠的方法是()A与铜片反应 B与石蕊溶液反应C用玻璃棒蘸取少许涂在纸上 D加入铝片看是否有钝化现象5使一定量的锌与100 mL 18.5 molL1浓硫酸充分反应，Zn完全溶解，同时生成标准状况下气体A 33.6 L。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H)0.1 molL1。求气体各组分的体积比是多少？第一节浓硫酸的性质一、浓硫酸的物理性质二、浓硫酸的化学性质1吸水性2脱水性：将含有H、O原子的有机物分子中的氢原子和氧原子按21的物质的量之比脱去结合生成H2O3强氧化性(1)加热条件下，浓硫酸与金属反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(还原剂) (氧化剂)(2)浓硫酸与非金属单质反应C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(还原剂) (氧化剂)三、浓硫酸的用途。1历史上硫酸是如何被发现的据我国科学家考证，在公元650683年(唐高宗时)，炼丹家孤刚子在其所著黄帝九鼎神丹经诀卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆(胆矾)而获得硫酸。若用化学方程式表示则为：CuSO45H2OCuSO45H2OCuSO4CuOSO3SO3H2O=H2SO4这一发现比西方早五六百年。孤刚子不仅用这种硫酸分解过金矿，而且还发现了硫酸参与的许多惊奇的变化，如他知道稀硫酸对铜蚀的性质。8世纪阿拉伯炼金家贾比尔发现，将硝石和绿矾一起蒸馏，所得气体溶于水得硫酸。后来人们还发现某些矿泉水中有浓厚的硫黄味道，可治疗皮肤病，这是因为河水长期接触硫铁矿(FeS2)等，被缓慢氧化成微量H2SO4，使河水味道发酸。这个变化可表示为：2FeS27O22H2O=2H2SO42FeSO4至于用硫黄燃烧(通过铅室法)制硫酸，则是17世纪以后的事，而用接触法制硫酸则更是19世纪以后才出现的。2铜与浓硫酸作用时，为何溶液变黑铜跟浓硫酸在加热条件下发生反应时，常产生黑色沉淀，有时会影响到蓝色溶液的观察。这往往是由于铜过量或浓硫酸的浓度不够造成的。除了教材上介绍的反应外，加热过程中还往往发生下列反应：5Cu4H2SO4(浓)3CuSO4Cu2S4H2OCu2S2H2SO4(浓)CuSO4CuSSO22H2OCuS2H2SO4(浓)CuSO4SO2S2H2O由于Cu2S和CuS都是黑色的，因而使液体呈黑色。3浓、稀硫酸氧化作用不同的原因浓硫酸是一种氧化作用相当强的氧化剂，特别是当加热时，它的氧化性就更强了。浓硫酸的氧化作用是由于分子里有化合价为6的硫所引起的。加热时，绝大多数金属(Au、Pt例外)都能跟浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成。在金属活动性顺序中氢前面的金属，根据它们还原性强弱的不同，硫酸分子里化合价为6的硫，能被还原成不同氧化数的产物，如SO2、S和H2S等。在一般情况下，大多生成SO2。在加热情况下，当还原性强的锌跟浓硫酸作用时，主要生成SO2，但往往同时有单质S和H2S生成。Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO22H2O3Zn4H2SO4(浓)=3ZnSO4S4H2O4Zn5H2SO4(浓)=4ZnSO4H2S4H2O金属的还原性越强，生成S和H2S的倾向就越大。在金属活动性顺序里氢以后的金属，在加热情况下跟浓硫酸反应，都生成SO2，而不生成S和H2S。例如：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O稀硫酸跟活泼金属反应，能放出H2。ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2这种氧化作用，实际上是由金属跟稀硫酸里电离出来的氢离子反应而引起的。因此，稀硫酸的氧化作用是一般酸类共有的性质。但氢离子只能氧化金属活动性顺序中位于氢前面的金属，例如Mg、Zn、Fe等，或者说是这些活泼金属的还原性把氢离子还原了。而位于氢后面的金属，例如Cu、Ag、Hg等，则不能与稀硫酸反应。