浓硫酸制备和性质教案

高中化学教学设计硫酸的制备和性质一、教案背景1、面向学生：中学2、学科：化学3、课时：24、学生课前准备：①预习苏教版教材上面有关硫酸的制法和相关性质②学习查询浓度对物质的影响以及相关例子③了解浓硫酸的危害性，若出现浓硫酸的事故应如何处理等应急方法二、教材分析本节课内容源于苏教版高中化学必修一专题四第一单元《含硫化合物的性质和应用》第二课时《硫酸的制备和性质》。教材在编排上注重新旧知识的内在联系，既承接了上一节内容《二氧化硫的性质和作用》，又为下一节内容《硫和含硫化合物的相互转化》学习构建含硫知识体系作好充分准备。浓硫酸的相关性质是高中化学的重点与难点，属高考必考内容之一。学生在初中阶段学习了稀硫酸的相关性质，通过此节教学可以让学生掌握类比的思想，锻炼归纳总结的能力，为今后的学习打下良好地基础。三、教学目标1、知识与技能：了解浓硫酸的物理性质，用途；掌握浓硫酸的工业制法以及浓硫酸的特性；了解几种重要的硫酸盐及其应用。2、过程与方法：通过实验学生养成观察能力、动手操作能力；激发学生设计实验的兴趣；提高学生分析、解决问题的能力和归纳总结的能力。3、情感、态度及价值观：增强学生的环保意识，形成科学的价值观和实事求是的科学态度；培养学生的合作精神，培养学生严谨求实的科学作风；对学生进行“现象与本质”、“量变与质变”、“个性与共性”等辩证唯物主义观点的教育。四、学情分析本节课学习的硫酸是学生在初中就有一定了解的，学生已有的相关知识：学生在初中已学过稀硫酸具有酸的通性，可以使酸碱指示剂变色；可以与活泼金属、金属氧化物、碱等发生化学反应，所以在这节课的课堂教学中不必再赘述；浓硫酸可干燥气体。因此，在教学时，结合教材特点，分析学生的心理特征和认知水平，指导学生采用实验探究、交流讨论相结合的方法进行学习。五、教学重难点教学重点：硫酸的工业生产；浓硫酸的特性。教学难点：浓硫酸的强氧化性、培养学生的思维能力和科学的学习方法。六、教法分析及教学策略1、教法分析本节课教学时，要把握好初中、高中有关硫酸知识的衔接，应用所学化学理论，借助实验手段，引导学生在回顾知识和对比实验中发现新问题，探究新问题，提高学生设计实验的能力以及环保意识的增强。通过实验探究和思维辨析，培养学生的探究能力和思维品质所以，本节课应突出以下特点：以实验为基础，引发认知冲突；以思维为核心，开展问题探究；以学生为主体，促进知识转化。在潜移默化中让学生学会一种分析问题和探究问题的能力和科学地探究过程。2、教学策略根据本节课的教学目标、教材重、难点以及学生的知识水平，采取以下方法：（1）．情境激学法，创设问题的意境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生在意境中主动探究科学的奥妙。（2）．实验促学法：通过教师演示实验、学生分组实验，学生的动手操作，观察分析实验现象，掌握浓硫酸的化学性质。（3）．多媒体辅助教学法：运用先进的教学手段（如视频教学、计算机）丰富教学内容。（4）．探究讨论法：通过学生的探究和讨论，准确掌握浓硫酸的强氧化性。教师课前准备：上课之前用百度在网上搜索浓硫酸和稀硫酸的相关教学材料，查询一些优秀教案和相关材料作参考，充分备课，充分了解教学的重点和难点，将难点和重点简单化，从而确定课堂教学形式和方法。然后根据本节课堂教学需要和学生已有知识，课堂上放映利用百度搜索的浓硫酸与蔗糖反应的视频，使学生加深印象。让学生从感官的角度充分地认识到硫酸的相关性质以及使用硫酸时应注意的相关事项。七、教学过程（前提是学生已经预习而且针对的是重点中学的学生）【引言】在初中阶段我们已经学过了稀硫酸，而且知道稀硫酸具有酸的通性。首先，请大家回顾一下稀硫酸的这些通性，并举例说明。给学生1分钟时间思考、讨论。【学生思考、讨论并回答】稀硫酸具有酸的通性，是因为硫酸在水中能电离出氢离子。1、与指示剂作用：比如酸可以使紫色石蕊试液变红。2、与碱发生中和反应：生成水和盐。3、与碱性氧化物反应：与氧化镁等的反应。4、与活泼金属反应：比如金属活动顺序表在氢之前的金属。5、与某些盐反应：实验室常用来检验溶液中钡离子的存在。注释：教师在学生回答问题的过程中可以起到一个引导性的作用，引导其不断地逼近正确答案。【提问】对学生的答案进行归纳总结，并提出既然稀硫酸具有这样的性质，但是浓度比稀硫酸大好多倍的浓硫酸又具有什么样的特性？这节课我们就相互探究、讨论浓硫酸的一些重要特性。浓硫酸物理性质【教师发言】现在有一试管的浓硫酸，请同学们观察一下浓硫酸的外显特征。【同学回答】……【教师归纳、口述】浓硫酸的物理性质：浓硫酸是一种无色油状液体，质量分数为98.3%的浓硫酸沸点为338OC，密度为1.84g/cm3,难挥发，易溶于水，以任意比与水混溶，浓硫酸溶解放出大量热。工业上浓硫酸的制法【教师继续发言】接下来请大家观看一段视频——工业上浓硫酸的制法。共3分20秒。【百度视频】（设计的主要目的是让学生能够了解工业上制取浓硫酸的方法，了解生产实际。）观看视频之前的问题：一级问题（比较直观简单的）：工业上制取硫酸主要采取的是什么方法以及矿石的煅烧和三氧化硫的生成、吸收分别是在什么设备中进行的？【集体回答】接触法、沸腾炉、接触室和吸收塔。【教师板书】化学方程式：1.沸腾炉:4FeS2+11O2====4SO2+2Fe2O32.接触室:2SO2+O2=====2SO33.吸收塔:SO3+H2O=H2SO4二级问题(需要进行讨论的)：为什么要采取98.3%的硫酸来吸收三氧化硫，用水吸收可以吗？【学生进行讨论、分析】主要是为了防止酸雾，若用水来吸收会形成酸雾。【教师准备的知识】三氧化硫与水反应，放出大量的热，用水或稀硫酸吸收三氧化硫易形成酸雾；酸雾的形成不利于气体三氧化硫被进一步吸收，吸收速度慢，又吸收不完全，而且会使滚烫的液体飞溅灼伤人，所以实验室也是用浓硫酸吸收；此外，浓硫酸长时间不使用会使其浓度变低，浓硫酸的吸水性很强而且可以使带结晶水的化合物失去结晶水。从经济角度说也不是很乐观。综上吸收三氧化硫用百分之98.3%的硫酸是比较合理的。从而引出浓硫酸具有吸水性。硫酸是强酸，在水溶液中完全电离成H+和SO42-，因此硫酸具有酸的通性。而在浓硫酸中存在的主要是硫酸分子，因而浓硫酸具有一些特殊的性质。浓硫酸的特性1、浓硫酸的吸水性——浓H2SO4吸收存在的水或结晶水【学生分组实验】向干燥洁净的表面皿中加入少量胆矾，再加入约3mL浓硫酸，搅拌，观察实验现象。【教师提问】请问哪位同学愿意描述一下刚才的实验现象？尽量让学生进行补充，从而完整地描述这个实验。【学生回答】学生描述自己所观察到的实验现象——蓝色晶体变成白色【教师总结】根据学生描述的实验现象进行总结并解释本质的原因。【教师板书】CuSO4·5H2O(蓝色)———→CuSO4（白色）H2SO4(浓)+nH2O====H2SO4·nH2O（n=1，2，4）（吸水性）【教师提问】实验室如何将浓硫酸稀释成不同浓度的硫酸,具体操作过程中应该注意哪些问题？若不小心将浓硫酸洒在手上或者实验台上我们应该如何做呢?（此设计的前提是因为学生在之前学过物质的量浓度，对浓溶液的稀释有了一定地知识基础，不仅可以巩固学过的知识点，而且可以让掌握一些基本的实验操作和提高学生处理事故的能力）。【学生回答】让学生围绕这个问题”到底是应该把浓硫酸倒入水中还是把水倒入浓硫酸中”进行讨论。【总结、提问】浓硫酸与水放出大量的热，因此要将浓硫酸慢慢地加到水中，并不断搅拌，以免液体溅出。酸入水、沿器壁、慢慢倒、不断搅如果不慎渐到皮肤上，我们应该先用抹布擦去，再用大量水冲洗，然后涂上稀碳酸氢钠溶液。否则，会引起皮肤灼伤。【进一步提问】有的同学为了省事，只用抹布抹干以后就不用水冲洗，请问这样的做法对吗？【学生回答】猜测学生会回答不对的，因为随着水分的蒸发，硫酸的浓度会继续增加还是会灼伤皮肤的。2、浓硫酸的脱水性——浓H2SO4能将有机物中的H、O两元素以H2O的形式脱去，生成水浓硫酸点燃催化剂△【引入】从以上我们可以知道浓硫酸具有很强的脱水性。但是它的脱水性到底有多强呢。接下来我们一起探讨一下浓硫酸与蔗糖的反应。请同学们认真的观看下面这个视频；浓硫酸使蔗糖脱水。一共1分32秒。【百度搜索】【教师提问】请问哪位同学愿意描述一下刚才的实验现象？尽量让学生进行补充，从而完整地描述这个实验。【学生回答】学生描述自己所观察到的实验现象——蔗糖变黑，体积膨胀，有气体产生，气体通入品红溶液后品红褪色。【教师总结】根据学生描述的实验现象进行总结并解释本质的原因。【教师板书】C12H22O11====12C+11H2O（脱水性）【交流与讨论】以上实验中浓硫酸除了表现出脱水性之外还有没有体现出其它的性质呢？C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O（强氧化性）【教师提问】为什么浓硫酸碳化蔗糖会发生呈现这样的现象，而且从上面的方程式可以看出碳与浓硫酸的反应需要加热但是这个实验并没有加热，请问它的热量来自何处？【学生讨论】在这期间教师要不断引导学生向正确地答案前进，从而减少时间。【教师总结并提问】因为这个实验它有大量的二氧化碳和二氧化硫气体产生，所以会出现膨胀现象，而黑色物质是碳。至于碳与浓硫酸反应需要的热量来源于水稀释浓硫酸放出的热量，而这些热量足以让碳与浓硫酸反应。接下来继续提问，问大家对这个实验的看法（对这个实验进行评价）它的优点以及缺点，以及如何校正这些缺点？【学生记录并讨论】……【教师点评】对学生的回答进行总结。缺点：因为从上面的反应可以看出，此实验有二氧化硫放出，但是却不是在密闭性的容器中进行，而且没有采取方法吸收反应产生的二氧化硫气体，不仅污染环境，而且危害身体。优点：可以验证浓硫酸的脱水性并且可以体现浓硫酸的强氧化性，最重要的是现象比较明显。这样设计是为了培养学生的环保意识以及激发学生探究实验的兴趣。而且此实验还说明了浓硫酸的氧化性，为下一步浓硫酸能够跟铜反应做好铺垫（也是浓硫酸的特别之处，因为稀硫酸没有脱水性和此强氧化性）3、浓硫酸的强氧化性【教师提问】铜不能与稀硫酸反应，那与浓硫酸呢？（设计意图：让学生充分理解量变引起质变的辩证法）【教师演示实验】将一小片铜片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，用如图4-6所示的实验装置进行实验，学生观察实验现象。浓硫酸△【教师提问】请问哪位同学愿意描述一下刚才的实验现象？尽量让学生进行补充，从而完整地描述这个实验。【学生回答】学生描述自己所观察到的实验现象——Cu片变薄，溶液变蓝，有刺激性气味的气体产生，气体通入品红溶液后品红褪色。【教师总结】根据学生描述的实验现象进行总结并解释本质的原因。【教师板书】Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2O（强氧化性）【过渡】既然加热时浓硫酸与铜能反应，那能否与比铜活泼一点的金属（如Al、Fe）反应呢？(目的：通过实验了解“钝化”这一新名词。)【实验探究】将一小块铝片或铁片放入试管中，然后加入2mL浓硫酸，观察实验现象。【实验现象】无明显现象【结论】常温下,铁和铝遇浓硫酸发生钝化。【应用】常温下，可用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸。4、几种重要的硫酸盐及其应用（主要了解，自学）硫酸钙CaSO4·2H2O（生石膏）加热到150℃，就会失去大部分结晶水而变成熟石膏（2CaSO4·H2O）。熟石膏与水混合成糊状后会很快凝固，转化为坚硬的生石膏。利用石膏的这一性质，人们常利用它制作各种模型和医疗上用的石膏绷带。在水泥生产中，可用石膏调节水泥的凝固时间。在石膏资源丰富的地方可以用它来制硫酸。硫酸钡天然的硫酸钡称为重晶石，它是制取其他钡盐的重要原料。硫酸钡不容易被X射线透过，在医疗上可用作检查肠胃的内服药剂，俗称“钡餐”。硫酸钡还可以用作白色颜料，并可做高档油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂。硫酸铜硫酸铜俗称胆矾，无水硫酸铜（白色或灰白色粉末）吸水后反应生成五水硫酸铜