《硫酸》教学设计

《硫酸》探究教学的教学设计教学过程设计有意义学习教学策略的运用设计意图教师活动学生活动[引入]H2SO4是重要的化工原料，被誉为“化学工业之母”，工业三大强酸之一。我国现在是硫酸第一生产国，硫酸总产量将突破3500万吨。今天我们就来探究硫酸的性质。[板书]第三节硫酸[提问]初中时我们就学习过稀硫酸，请回忆稀硫酸有哪些化学性质？为什么具有这些性质？[板书]1,硫酸1.1稀硫酸具有酸的通性H2SO4=2H++SO42-[过渡]硫酸的浓度不同，会不会引起性质上的差异？稀硫酸主要具有酸的通性，那么浓硫酸呢？[教师活动]向学生讲述2002年北京动物园发生的一件全国瞩目的事件:清华大学学生刘洋用浓硫酸泼熊的事件，造成大熊猫毛发和皮肤大面积烧伤。[教师]今天我们就一起来探究学习浓硫酸，看浓硫酸究竟有什么样的性质会造成大熊猫毛发和皮肤的烧伤呢！[教师设疑]研究一种物质的性质，应从哪些方面入手呢？[教师活动]展示一瓶浓硫酸，让学生结合书本内容进行归纳硫酸的物理性质。[板书]1.2硫酸的物理性质学生倾听。回忆讨论得出：稀硫酸具有酸的通性。因为硫酸在水中能电离出H+。能与碱中和，与碱性氧化物生成盐和水，与活泼金属反应生成H2使指示剂变色等。学生思考，猜想。学生倾听，相互讨论浓硫酸可能具有的性质。[学生回答]应从物理和化学性质入手。[学生探究归纳]常见的浓硫酸质量分数为98.3%，密度为1.84g/cm3,沸点为338oC,难挥发。能以任意比与水混溶，浓硫酸溶解时放出大量的热。联系生产生活实际适时呈现先行组织者创设问题情境先行组织者策略明确上课内容，引起学生兴趣，激发爱国热情复习稀硫酸的化学性质，找到新知识的固着点。利用“新”“奇”的热点新闻创设问题情境，激发学生的探究兴趣，使提出的问题在具体的情境中，让学习变得更有意义。培养学生的观察自学能力，主动探究，。激发学生兴趣[设疑]浓硫酸溶解时放出大量的热，如何稀释浓硫酸呢？[设疑]能否利用它是高沸点酸制取低沸点易挥发的酸呢？[追问]若实验室想快速制取氯化氢气体，可采用什么方法啊？启发从氯化秦和浓硫酸的性质入手。[过渡]因为浓硫酸主要以硫酸分子的形式存在，与稀硫酸的性质是有差异的，到底它的差异表现在那些方面呢？[学生探究实验]把全班四个大组分成八个小组，每个组分配一支事先放有适量胆矾的试管，指导他们在试管中加入少量浓硫酸振荡。观察固体和溶液的颜色变化。[提问]生成的灰白色固体是什么物质？[提问]胆矾失去的结晶水是否成为溶剂了？教师引导猜测错误的同学，如果失去的结晶水变成了溶剂，那么溶液应该变成蓝色，而不是无色。[讲解]胆矾失去了结晶水，结晶水与浓硫酸分子形成了硫酸水合物。说明浓硫酸能够吸收结晶水，浓硫酸具有吸水性。[小结、板书]1.3浓硫酸的特性1.3.1吸水性[设疑]浓硫酸具有吸水性，常用作干燥剂，那么它能干燥哪些气体？不能干燥哪些气[学生]通过回忆初中知识，回答：将浓硫酸沿着容器内壁缓慢地注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的热量迅速扩散。学生回答：能。[学生就行探究]利用浓硫酸遇水放热又不易挥发，氯化氢气体易挥发，可将浓硫酸滴入浓盐酸中来制取氯化氢气体。学生相互协作，完成实验探究。学生观察到：固体由蓝色变为灰白色，溶液仍为无色。[学生回答]是无水硫酸铜。[学生探讨]不同学生有不同的猜想，有的说变成溶剂了，有的说没有。学生写出反应的化学方程式：CuSO4.5H2O+H2SO4=CuSO4+H2SO4.5H2O[引导学生总结]通常可以用浓硫酸干燥的气体有：H2、O2、N2、CO、CO2、CH4、SO2、HCl、Cl2等。不能用浓硫酸干燥的气体有碱性气体：NH3；还原性气体H2S、HI、HBr等。学生按指导完成实验。适时呈现先行组织者加强双基教学，牢固基础知识激活旧知识加强双基教学，牢固基础知识先行组织者策略中的实验策略合作学习策略先行组织者策略中的设疑提问策略先行组织者策略激活旧知识，落实新知识。规范操作，培养操作技能。明确新旧知识的联系，巩固浓硫酸的物理性质，培养学生思维的广阔性和创造性。同时为后继学习实验室制取氨气的探究实验创设先行组织者。培养学生动手操作的能力，观察能力，激发探究学习的兴趣。培养学生的探究能力。激活知识积淀，找到新知识的停靠点。激发学生的求知欲，为后而学习浓体呢？[设疑]为什么H2S、HI、HBr不能用浓硫酸来干燥？欲知原因，我们继续学习。[学生实验]给每个小组分配放置有潮湿纸屑、棉花、木屑的表面皿，让他们分别往三样物品上滴加几滴浓硫酸，观察现象。[演示实验]演示黑面包实验：在200ml烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，搅拌均匀；然后再加入15ml质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。[教师分析提示]皮肤，毛发，纸屑，棉花，木屑，蔗糖等都是有机物，含有C、H、O等元素。实验现象证实浓硫酸能让有机物变成黑色物质炭，这个过程可称为“炭化”。这是因为浓硫酸具有脱水性，能按水的组成比脱去有机物中的氢氧元素，使这些有机物生成黑色的炭。[提问]同学们现在应该明白刘洋同学用浓硫酸为什么会造成黑熊大面积烧伤了吧？[小节板书]1.3.2脱水性[设疑]由于浓硫酸的脱水性使其对皮肤有强烈的腐蚀性，如果我们做实验时不慎沾上了浓硫酸怎么办？能不能直接用水冲洗呢？[教师提示]应先用抹布擦干，然后用大量水冲洗，在患处涂上3%--5%NaHCO3。[引导讨论]以上实验说明了浓硫酸既具有吸水性又具有脱水性。浓硫酸的吸水性和脱水性有什么差别？学生实验后回答：三种物质都变成了黑色物质。[学生观察并描述]蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状物质；有大量气体冒出，又刺激性气味气体生成。学生倾听，思考，释疑。学生讨论探讨得出浓硫酸造成黑熊烧伤的原因是因为它对有机物的脱水性，而毛发皮肤的主要成分是有机物。[学生探讨]不能直接用水冲洗，因为浓硫酸遇水要放出大量热，会使皮肤更加疼痛。学生分析讨论，发言小结。[师生共同小结]（1）吸水性：是指吸收水分或夺取结晶水合物中的结晶水，形成一系列稳定的硫酸水合物，但是被干燥的物质本质未变。（2）脱水性：是指将有机物中的氢、氧元素的原子按水的组成（2：1）脱去，生成水分子。实验策略尊重个别差异小组合作学习创设问题情境探究结果与问题情境联系联系生产生活先行组织者策略硫酸强氧化性的埋下伏笔。根据学生的实际情况设计学生实验。培养学生的实验动手能力，探究能力，激发学生兴趣，活跃气氛。通过出乎意料的实验现象创设问题情境，激发学生强烈的探究欲望。揭示反应本质，让学生形成正确的科学知识。把探究学习的结果及时与具体的情境联系起来，使学得的知识变得有意义。联系切身实际，加深对浓硫酸具有脱水性的认识，增强安全意识。及时归纳总结，明确新旧知识之间的差异性，帮助学生形成更为系统的知识，培养学生对比学习的方法。[设疑]蔗糖炭化后，为什么能形成海绵状的炭，并有刺激性气味的气体产生？要解决这个问题，必须学习硫酸的另外一个非常重要的特性——强氧化性。[过渡]稀硫酸具有弱的氧化性，能与活泼金属反应生成氢气，浓硫酸也能与金属反应吗？是否也生成氢气呢？[提问]铜能与稀硫酸反应吗？为什么？铜能与浓硫酸反应吗？[演示改进实验]浓硫酸与铜的反应，用品红和石蕊试液检验二氧化硫，碱液润湿的棉花除二氧化硫。要求学生注意观察反应现象。[引导讨论]1.铜片与浓硫酸反应的条件是什么？2.由于发生了一些副反应，试管底部同学们会观察到有少量不溶于水的黑色颗粒物生成。那么根据反应的其他主要实验现象你们认为反应后的生成物是什么呢？引导学生写出反应的方程：Cu+H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O（条件：加热）[设问]浓硫酸既然能与铜反应，是不是也能与氢前活泼金属反应呢？[[演示实验]把铝片放入盛有浓硫酸的试管中，观察现象。加热观察。加热有气体产生。[设问]为什么浓硫酸能也铜反应，而活泼的铝放入其中无明显现象呢？[讲解]加热我们观察到发生了反应。但是不加热我们没学生形成猜想，可能生成什么气体物质了。[学生讨论]不能与稀硫酸反应，因为在金属活动顺序中铜排在氢的后面。猜想：铜也不能与浓硫酸反应。[学生观察描述现象]不加热时无明显现象。加热时产生的气体能使品红溶液褪色。溶液底部有灰黑色固体析出。冷却稀释后溶液呈蓝色。学生思考回答：加热条件[学生探讨后回答]能使品红溶液褪色、加热品红溶液的颜色又恢复，说明产生了二氧化硫气体；溶液稀释后呈蓝色，说明有铜离子生成。且长时间冷却后又白色晶体析出，证实产生的的确是硫酸铜。学生]推理回答：能。不加热时无明显现象，学生陷入沉思，应该加热。学生陷入沉思，猜测中。学生倾听，释疑，形成正确的知识。设疑提问策略适时呈现先行组织者实验策略选择恰当的探究问题设疑提问策略运用实验现象创设问题情境讲解叙述策略利用前面的实验现象创设问题情境。回忆旧知识，激发好奇心。培养观察实验现象的能力和表述能力。避开副反应，以主要反应为主，把探究内容控制在学生的最近发展区内，保证教学任务的完成。树立对化学现象与化学本质的辩证认识。培养逻辑推理能力。激发学生的探究欲望解惑，加深对浓硫酸的强氧化性的认观察到现象就没有发生反应吗？不是的。这是因为浓硫酸具有强氧化性，它可以使某些金属如铁、铝等表面发生“钝化”生成一层致密的氧化膜，从而阻止反应的进一步发生。这就是冷的浓硫酸可以用铁或铝的容器贮存的原因。[提问]浓硫酸与金属活动顺序氢以前的金属反应是否也能生成氢气呢?为什么？[小结板书]1.3.3强氧化性（1）与金属反应：加热时可与大多数金属反应（除铂、金）反应规律：金属变成高价金属硫酸盐浓硫酸变成二氧化硫常温下可使铁铝等发生钝化[过渡]加热时，浓硫酸还能氧化一些非金属单质。例如加热还可以与碳反应。[组织讨论]设计一个检验碳与浓硫酸反应的生成物，启发学生推导反应产物，结合其他有关知识找到可行性方案。对讨论过程中学生可能发生的错误给予及时纠正；对学生提出的合理方案给予及时肯定和鼓励。指导学生画出实验装置图。[回忆解疑]在“黑面包”实验中，为什么体积会膨胀，形成疏松多孔的海绵状炭，如同一个“黑面包”，现在大家应该知道什么原因了吧？这体现了浓硫酸的什么性质呢？[教师]指导写出化学反应方程式[板书]（2）与非金属单质的反应[学生]学生根据上面两个反应推理并回答：不能，因为浓硫酸的强氧化性主要表现在+6价的S上。[学生]推理思考并回答：浓硫酸是强氧化剂，把碳氧化成二氧化碳，而本身被还原为二氧化硫，同时生成水。回忆有关知识，相互启发，相互补充，提出可行方案。最后统一认识：必须先用品红溶液检验是否生成了二氧化硫，然后将二氧化硫用高锰酸钾或溴水吸收干净年，再用品红溶液检验二氧化硫是否除尽了，最后用澄清石灰水检验二氧化碳。[学生]讨论回答：蔗糖加入浓硫酸炭化时，在蔗糖内加了水浓硫酸吸水放出大量的热，使浓硫酸与生成的碳发生氧化还原反应，生成的刺激性气味的气体是浓硫酸被还原所生成的二氧化硫，碳又被氧化为二氧化碳了，因此会出现体积膨胀，疏松多孔海绵状炭及刺激性气味产生的现象。这体现联系生产实际先行组织者策略与问题情境联系识。把学到的知识联系到生产生活实际中，学习更有形象有意义。培养综合运用知识的能力。学会总结，将知识及时总结成规律，便于识记。调动已有基础知识，及时落实新知识，设计出合理的实验方案。培养学生的探索精神，培养分析解决问题的能力。探究结论与实验现象创设的问题情境联系，使对新知识的记忆和理解更加深刻。2H2SO4（浓）+C=CO2↑+2SO2↑+2H2O（条件：加热）[组织讨论]通过刚才的学习我们了解浓硫酸具有强的氧化性，请利用氧化还原反应规律分析为什么浓硫酸作干燥剂时不能干燥H2S、HI、HBr气体？[组织讨论]浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，是否有差异，表现在什么地方？为什么不同？[讲述]硫酸是重要的化工产品之一。掌握它的性质可以更好的认识它在工业生产和国防上的重要用途。[板书]1.4用途[指导阅读]指导学生阅读课本第80页有关硫酸用途的内容，归纳出硫酸的用途，启发学生思考硫酸的各种用途利用了它的哪些性质。[本节课小结]这节课我们重点探究