实验室里探究不同价态硫的转化

实验室里探究不同价态硫元素的转化
[教学目标]
一、知识与技能目标
1、应用氧化还原反应的知识，在实验室里探究不同价态硫元素之间的相互转化，从而了解不同价态硫元素的氧化性和还原性。

了解二氧化硫的性质。

2、培养学生运用所学知识设计实验方案的能力；动手实验的能力；观察实验的能力；合作交流的能力；归纳实验结果的能力。

二、过程与方法
先对不同价态硫元素可能有的性质进行预测，设计实验证明，最后动手实验。

三、情感态度与价值观
1、激发学生学习化学的热情，探究新知识的欲望。

2、通过不同价态硫元素的物质之间的转化，对学生进行现象与本质的辨证唯物主义观点的教育；通过动手实验，使学生体会理论上的理解和亲手实验的不同，培养学生严谨求实，勇于创新的科学品质和认真仔细实事求是的科学作风。

[教学重点与难点]
1、知识上重点、难点
探究不同价态硫元素间转化；了解二氧化硫的性质。

2、方法上重点、难点
形成解决问题的方法以及选择解决问题的途径。

[教学过程]
一、创设情景，导入新课。

展示体现自然界中硫元素转化的图片（如火山爆发）和生产、生活中硫元素
的转化图片（古代炼丹、工业制硫酸等）提出问题：在实验室中能否实现不同价态硫元素间的转化呢？
[引入]
今天，就由我们同学们当回小化学家，在实验室中，设计并实施实验，探索不同价态硫元素转化的方法，即：探究含不同价态硫元素的物质间的转化的方法。

[师]：硫元素的常见化合价有哪些？对应的物质又有哪些？
[学生思考、讨论并回答]：
-2 0 +4 +6
S ———S ———S ———S
H2S SO2SO3
Na2S S H2SO3 H2SO4
FeS Na2SO3Na2SO4
（通过探究不同价态硫元素间的转化，从而认识含不同价态硫元素的物质的性质，首先使学生建立元素价态与物质之间的关系）。

[师]：实现不同价态硫元素间的相互转化，依据的反应原理是什么？
[学生回答]：氧化还原反应原理
[师]：要发生氧化还原反应就要寻找合适的氧化剂和还原剂。

常见的氧化剂和还原剂有哪些？（比一比：看谁找的多，找的准！）
[学生讨论并回答]
氧化剂：酸性KMnO4溶液、Cl2、硝酸、浓H2SO4、H2O2等。

还原剂：Na2S、H2S、KI、金属单质、Fe2+等。

（使学生明确化学实验探究活动的一般方法和步骤，明确在学生开始前要做必要
的、充分的准备工作，为学生开展活动理清思路。

并且进一步复习了氧化还原反应原理，氧化剂、还原剂等概念，在此进一步得到提升）。

[过渡]通过上节课对单质硫性质的探究，在实验室里已经实现了硫元素由0价向—2价、+4价的转化。

谁能对+4、+6价物质的化学性质做出大胆的预测？怎样才能实现它们之间的转化？
二、探究活动（核心部分）
[多媒体展示探究问题]
（问题一）：请同学们结合自己已有的知识和老师提供的试剂，设计+4→+6价硫元素之间的转化方案，两人一组，讨论寻找尽可能多而好的方案。

[说明]：1、好实验方案评价标准：安全性好，药品易得，操作简便，现象明显。

2、注意事项：
试剂药品的取量；操作正确；安全问题；注意有毒物质的吸收。

提供的试剂：
酸性KMnO4溶液、氯水、铜片、Na2S溶液、NaOH溶液、盐酸、硝酸、双氧水、Na2SO3溶液、浓硫酸、硫粉,BaCl2溶液。

[师]引导学生展示不同的实验方案，学生之间进行分析比较，找出最佳方案。

学生设计的方案：
1、SO2通入酸性高锰酸钾溶液中
2、SO2通入硝酸中
3、SO2通入氯水中
4、SO2通入浓硫酸中
5、Na2SO3溶液加入硝酸中
6、Na2SO3溶液加入双氧水中
7、Na2SO3溶液加入酸性高锰酸钾溶液中等……
（学生思维活动异常活跃，先肯定学生的设计，再分析方案4不符合氧化还原规律，其它方案均具有合理性。

[师]：本实验中用到的+4价的含硫代表物用SO2还是用Na2SO3溶液？[生]：实验中没有现成的SO2,尽管浓H2SO4与Na2SO3可反应制得，但SO2是一种污染性气体，可以选Na2SO3作为+4价的含硫代表物。

[最优方案]：5、6、7
[师]：方案5、6、7分别通过什么现象说明实现了转化？
[学生]：进行实验，观察现象，做好记录，得出结论。

[观察]：方案5：Na2SO3溶液中滴加硝酸，再加入盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成证明有SO42-生成。

方案6：Na2SO3溶液中滴加H2O2,再加入盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成证明有SO42-生成。

方案7：Na2SO3溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，颜色褪去。

[结论]：上述实验方案均可以实现硫元素由+4→+6的转化，在这些方案中，Na2SO3溶液滴加到酸性高锰酸钾溶液中现象最明显、操作也最简单。

[问题二]：怎样才能实现硫元素由+4→0价的转化呢？需选择哪些试剂？根据什么现象可以确定它实现了这一转化？请同学们设计实验方案。

提供的试剂：KI溶液、Na2SO3溶液、Na2S溶液、浓H2SO4、盐酸等。

[师]：引导学生展示不同实验方案。

方案1、KI溶液与Na2SO3溶液混合。

方案2、Na2S溶液与Na2SO3溶液混合。

[学生]：进行实验，观察现象，并做好记录。

[现象]：方案1、2中均无明显现象。

[师]：向方案1、2中加入盐酸，观察现象。

[学生]：加入酸后只有方案2中出现了浑浊现象。

[结论]：酸性条件下Na2S与Na2SO3可以发生氧化反应生成单质硫，可以实现+4→0价的转化；溶液的酸碱性可以改变物质的氧化性、还原性强弱。

[设问]如果改用H2S与SO2两气体混合又会怎样呢？
[播放]H2S与SO2气体混合反应的录像。

[结论]：H2S与SO2气体混合也可以发生反应生成单质硫，实现+4→0价的转化，同时也实现了-2→0价的转化。

[师]由于SO2与Na2SO3的性质很相似，由+4→0价的转化关系总结SO2化学性质。

[学生讨论得出结论]：
SO2的化学性质：
氧化性：2H2S+SO2=3S↓+2H2O
还原性：2SO2+O催化剂2SO3
酸性氧化物的通性：SO2+2NaOH= Na2SO3+H2O
（本节探究活动还承载着一个重要任务：通过探究不同价态硫元素间的转化来认识含硫物质的性质，特别是SO2的性质，这也是重点探究+4向其它价态转化的原因）。

[问题三]：继续探究+6→+4价的转化需要选择哪些试剂呢？
学生讨论，教师总结选用强氧化剂浓硫酸与金属反应
[教师演示实验]：铜与浓硫酸的反应。

[学生讨论]1、过程中如何检验+4价硫（SO2）的生成？
2、实验中产生的SO2有污染，如何进行尾气处理？
[结论]：结合上述SO2的性质进行检验，可用酸性KMnO4溶液检验；用蘸满氢氧化钠溶液棉花堵住管口，进行尾气处理。

[小结]：以上通过选择合适的氧化剂和还原剂，我们在实验室里亲自操纵了不同价态硫元素的相互转化。

[多媒体展示]：硫元素间的转化关系图
[知识拓展]：在实验室里探究不同价态硫元素间转化的目的是为了应用于生产，服务于人类。

同学们，某化工厂要制取硫酸，你能帮助他们以硫为原料设计反应流程吗？
[学生讨论归纳]：
转化原理：S+O2=SO2；2SO2+O2=2SO3；SO3+H2O=H2SO4
[师]：同学们设计的很好，请同学们阅读课本并讨论工业制硫酸原理，了解硫酸工业中如何实现不同价态硫元素间的转化。

[学生归纳]：生产原料：硫磺、硫铁矿及工业废气中的SO2
氧化剂：氧气
化合价转化：-2→+4→+6
[探究性作业]：1、SO2与CO2性质极相似，都能使澄清石灰水变浑浊，然后又变澄清，如何鉴别SO2和CO2两气体？
试设计一个实验装置验证一混合气体中既有SO2又有CO2。

2、设计实验验证火柴头中含有硫。

[教学反思]：本节课主要以学习探究活动为主，为学生提供了开放式的学习环境，学生始终充满热情、浓厚的兴趣，充分体现了学生的动手、动脑的能力，提高了学生的参与意识；在探究、交流过程中也暴露出他们学习中的不足，学生在这种情况下更容易接受知识。

这节课表面上探究不同价态硫元素间的转化，但重点是通过探究不同价态硫元素之间的转化来认识不同价态硫元素的物质的性质，特别是二氧化硫的性质。

因此，在探究活动之后还需要教师的及时引导进行相关物质的性质总结。

本堂课在对学生进行科学知识、科学方法教育的同时，也渗透了科学态度、情感态度价值观、责任感等人类精神文明的教育。

如“二氧化硫的危害及处理”的教学，以此引导学生关注资源、环境等问题，培养学生的责任感。

新教材的许多许多栏目为学生和老师提供了自由活动的空间，为学生提供了更多的自主参与、探究发现、合作交流的机会；在教学过程中，教师一定要更新教学观念，传统的讲解式、课堂教学模式，大容量、高强度、多反复的课堂训练模式已经不适应新课程的要求，也不符合学生发展的需要。