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化学必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化优秀教学设计及反思
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这是一份化学必修 第二册实验活动5 不同价态含硫物质的转化优秀教学设计及反思,共17页。教案主要包含了课后巩固等内容,欢迎下载使用。
第四课时 不同价态含硫物质的转化
课题: 5.1.4 不同价态含硫物质的转化
课时
1
授课年级
高一
课标要求
结合真实情境中的应用实例及通过实验探究,进一步认识非金属及其化合物的多样性;了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化;认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
教材
分析
本节内容是人教版(1019版)第五章第一节硫及其化合物的内容。本节内容主要包括:硫、二氧化硫和硫酸的性质,硫酸根离子的检验,不同价态含硫物质的转化。教材首先根据硫在元素周期表中的位置,利用原子结构和元素周期律的相关知识,从化学变化的视角考虑硫单质能否与金属单质、非金属单质、化合物等发生反应,使学生掌握研究非金属单质性质的基本思路;之后,根据物质类别研究硫的化合物(包括二氧化硫、硫酸)的化学性质。教材以工业制硫酸的生产原理为载体,从氧化还原的角度来综合认识含硫化合物的氧化性和还原性,并结合浓硫酸与铜反应的实验,基于证据探究浓硫酸的氧化性。接下来,设计“硫酸根离子的检验”实验,对构成物质的离子进行检验,提升学生“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。最后,设置“不同价态含硫物质的转化”探究活动,要求学生从物质类别和元素价态变化的角度,应用氧化还原反应原理设计实验方案,选择适当的实验试剂,探究不同价态含硫物质的转化,提升学生“变化观念”等学科核心素养。
本节《硫及其化合物》内容整合了旧版教材中第四章第三、四节有关硫元素的知识,知识介绍更有条理。并新增了硫单质的化学性质,主要学习二氧化硫、浓硫酸的性质,还涉及到硫化氢和三氧化硫的性质、工业上硫酸的制备等。教学中主要介绍硫及其重要化合物的主要化学性质,在知识安排上应尽量使用性质和用途相结合,理论与实际相结合,从而让学生认识到常见无机物在生产和生活中的应用。
本节内容的情境素材有:火山喷发中含硫物质的转化;“雷雨发庄稼”;工业制硫酸;食品中适量添加二氧化硫的作用(去色、杀菌、抗氧化);酸雨的成因与防治。实验及探究活动:浓、稀硝酸的性质;二氧化硫的性质;浓硫酸的性质;溶液中SO42-等离子的检验等。教学重点为硫及其化合物的性质与相互转化;浓硫酸的特性;硫酸根离子的检验;可逆反应。教学难点为浓硫酸的特性。内容共安排四个课时:第一课时为硫和二氧化硫,第二课时为硫酸,第三课时为硫酸盐及硫酸根离子的检验,第四课时为不同价态含硫物质的转化(含实验活动5)。
本节为第四课时《不同价态含硫物质的转化(含实验活动5)》的内容。
教学目标
1.通过阅读教材“资料卡片—自然界中硫的存在和转化”内容,了解含硫物质进入大气的主要途径,知道二氧化硫进入大气能形成酸雨危害环境,增强环保意识,培养社会责任感。
2.根据硫元素的不同价态,了解硫元素不同价态间的转化及反应条件的控制,理解硫及其化合物的相互转化原理,熟悉常见的化学方程式
3.通过实验探究,知道含不同价态硫元素的物质可以相互转化,并能设计实验进行探究或验证,知道二氧化硫进入大气能形成酸雨危害环境,增强环保意识,培养社会责任感。
教学重、难点
重点:不同价态含硫物质的转化及实验探究
难点:不同价态含硫物质的转化原理
核心素养
变化观念与平衡思想:从物质类别和硫的化合价变化的角度,设置“不同价态含硫化合物的转化”探究活动,应用氧化还原反应的原理设计实验方案,选择适当的实验试剂,探究不同价态含硫物质的相互转化及应用,提升学科核心素养。
科学探究与创新意识:能根据实验目的,运用化学知识与技能,综合考虑实验安全与环境保护,设计实验方案对不同价态含硫物质的转化进行验证,体验科学探究的过程与方法。
科学精神与社会责任:通过学习了解含硫物质在自然界中的存在与转化,知道二氧化硫进入大气能形成酸雨危害环境,增强环保意识,培养社会责任感。
学情分析
通过前面的学习,学生已经知道硫单质、二氧化硫(三氧化硫)、硫酸及其盐的性质及应用,初步认识根据物质的类别实现硫及其化合物的转化方法。但还未建立硫的价类二维图,利用氧化还原反应原理,从化合价的视角微观上设计硫及其化合物的转化方案、并实验验证,建立认知模型,进一步应用模型解决问题的能力还有待提高。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】若将等物质的量的SO2和Cl2同时通入品红溶液中,溶液的漂白性会更强吗?为什么?
【学生】不是。若将等物质的量的SO2和Cl2相混合后,在溶液中发生反应:SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl,从而失去漂白能力。
【教师】评价、提示:SO2和Cl2均具有漂白性,但漂白原理不同;等物质的量的SO2和Cl2相混合后完全反应生成H2SO4和HCl均不具有漂白性。
【回顾2】若设计实验鉴别SO2和CO2应注意哪些问题?
【学生1】鉴别SO2和CO2,不能用澄清的石灰水,因为二者通入澄清石灰水时,现象相同:开始产生白色沉淀,后来沉淀又逐渐溶解。
【学生2】要检验SO2、CO2混合气体中的CO2,必须先除去SO2再通入澄清的石灰水。
【教师】评价、强调:出去CO2中的杂质气体SO2,一般用溴水或KMnO4酸性溶液,可将SO2氧化成硫酸而除去。
【预习1】简述硫元素在自然界的存在?
【学生】自然界中游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里,化合态的硫主要以硫化物和_硫酸盐形式存在。
【预习2】从氧化还原反应的视角分析不同价态硫元素之间如何进行相互转化?
【学生】展示:不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现。如下图:
【教师】评价、强调:上述转化中,从左到右,硫元素化合价升高,需加入氧化剂;从右到左,硫元素化合价降低,需加入还原剂。
【导入】视频播放—自然界中不同含硫物质的转化(见PPT)
回顾旧知,预习新知,创设硫元素在自然界的转化及与人类生活关系情境,激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧不同价态含硫物质的转化关系
活动一、自然界中硫的存在和转化
【过渡】硫元素广泛存在于自然界中,是植物生长不可缺少的元素,也是中学常见的变价元素之一。那么硫及其化合物在自然界是怎样进行转化的呢?
自然界中硫的转化
【问题1】阅读教材P7页“资料卡片”内容,思考硫元素在自然界的存在形态及转化关系分别什么?
【学生1】①硫元素在自然界
中的转化可用右图表示:
【教师】投影并讲解:硫元素
在自然界既可以单质形式存在,也可以化合物形式存在,一定条件下,通过微生物及氧气等物质可实现转化。
【学生2】硫在自然界的游离态主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里,煤中也含有少量硫。
【学生3】硫在自然界的化合态主要以硫化物和硫酸盐的形式存在两种形态存在。例如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)。
【教师】评价、强调:火山口附近的硫单质会被大气中是氧气氧化成二氧化硫,二氧化硫可被进一步氧化成三氧化硫,二氧化硫和三氧化硫遇水分别形成亚硫酸和硫酸。如图(教材P7页图5-7):
【问题2】讨论交流:根据硫元素在自然界的转化关系,思考硫及其化合物的转化原理有哪些?
【学生1】不同价态硫元素之间的相互转化主要通过氧化还原反应实现,如:2H2S+3O2=2SO2+2H2O、2H2SO3+O2=2H2SO4等。
【学生2】相同价态硫元素之间的转化主要根据酸、碱、盐及其氧化物的性质实现。如SO3+H2O=H2SO4、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O等。
【教师】评价、强调:自然界和实验室含硫物质的转化既有联系,又有区别。
【对应训练1】硫磺在空气中燃烧生成气体甲,甲溶于水得溶液乙,向乙溶液中滴加溴水,乙溶液褪色变成丙。甲、乙、丙均含有硫元素,则它们正确的顺序是( )
A.SO3 、H2SO4、H2SO3 B.SO2、H2SO3、H2SO4
C.SO3、H2SO3、H2SO4 D.SO2、H2SO4、H2SO3
【答案】B
【解析】硫磺在空气中燃烧生成气体甲SO2,甲SO2溶于水得溶液乙H2SO3,向乙H2SO3溶液中滴加溴水,乙溶液褪色变成丙H2SO4,则甲、乙、丙分别为SO2、H2SO3、H2SO4,答案B。
【对应训练2】关于反应H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O所涉及的物质,下列说法错误的是( )
A.浓H2SO4能与SO2发生氧化还原反应
B.Na2SO3容易被空气中的O2氧化变质
C.浓硫酸与铜在常温下反应生成SO2
D.SO2是导致酸雨的主要有害污染物
【答案】A
【解析】A.反应中元素化合价不变,属于非氧化还原反应,故A错误; B. Na2SO3具有还原性,容易被空气中的O2氧化为 Na2SO4,故B正确;C. 浓硫酸具有强氧化性与铜在常温下反应生成SO2,故C正确;D. SO2能和水反应生成H2SO3,是导致酸雨的主要有害污染物,故D正确;选A。
回归教材,查阅资料,理解硫及其化合在自然界的转化及用途。
从化合价及物质性质两方面,认识含硫物质转化的依据。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学效率。
活动二、建构含硫物质的价类二维图
【过渡】硫元素有多种化合价,下面我们将从化合价的视角探究含硫物质的转化。
【问题1】讨论交流:如何根据氧化还原反应原理构建含硫物质的价类二维图?
【教师】设凝:根据氧化还原反应原理从元素价态和物质性质角度如何构建含硫物质的价类二维图?
【学生1】-2价硫处于最低价态,只有还原性,可被O2、Cl2等氧化剂氧化为S;
【学生2】0价、+4价硫处于中间价态,既有氧化性又有还原性;
【学生3】+6价硫处于最高价态,只有氧化性。
【教师】评价、强调:不同含硫物质中硫元素的化合价可能不同,也可能相同,如二氧化硫和亚硫酸中,硫元素均维+4价。
【教师】追问:硫元素价态有何规律?
【学生1】当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态(化合价只靠拢不交叉),即台阶式升降。
【教师】投影图示:
【学生2】相邻价态的同种元素的微粒间不发生氧化还原反应,如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
【教师】追问:不同价态硫元素间的转化,需要什么条件?
【学生3】不同价态硫元素间的转化,均属于氧化还原反应,需要选择合适的氧化剂或者还原剂。如证明硫单质、SO2具有还原性要选择氧化剂,如酸性KMnO4溶液、氯水等。
【教师】证明浓硫酸具有氧化性应选择哪些还原剂?
【学生】如金属单质、硫单质、H2S等;证明SO2具有氧化性要选择还原剂,如H2S、Na2S等。
【教师】根据以上分析,请画出含硫物质的价类二维图。
【学生】板书含硫物质的价类二维图:
【教师】评价、补充完善。
【问题2】根据含硫物质的价类二维图,不同价态硫元素间转化的思维模型是什么?结合所学知识,思考含硫物质有哪些不同转化关系?
【学生1】展示含硫物质的转化思维模型。
【教师】投影、强调:
【学生2】展示常见含硫物质的转化类型。
【教师】投影、强调1.直线型转化关系:
S(固体)eq \(――→,\s\up7(O2))SO2eq \(――→,\s\up7(O2))SO3eq \(――→,\s\up7(H2O))H2SO4
或H2Seq \(――→,\s\up7(O2))S(固体)eq \(――→,\s\up7(O2))SO2eq \(――→,\s\up7(O2))SO3eq \(――→,\s\up7(H2O))H2SO4
【教师】投影、强调2.交叉型转化关系:
【教师】投影、强调3.三角型转化关系:
【对应训练1】下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.操作Ⅱ发生反应的离子方程式为:2Fe2++4H++O2=2Fe3++2H2O
B.溶液b中阳离子只有Fe2+
C.溶液a转化为溶液b的反应中,SO2被氧化
D.加入FeO可以使溶液c转化为溶液a
【答案】C
【解析】Fe3+有氧化性,SO2有还原性,Fe2(SO4)3被SO2还原为FeSO4,溶液b主要溶质为FeSO4、H2SO4,可能含Fe2(SO4)3或SO2,空气中氧气将FeSO4及可能存在的SO2氧化得溶液a循环使用。A.电荷不守恒,操作Ⅱ发生反应的离子方程式为:4Fe2++4H++O2= 4Fe3++2H2O,A错误;B.操作I中发生反应的离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O = 2Fe2++SOeq \\al(2-,4)+4H+,溶液中阳离子有Fe2+、H+,若SO2少量,则还有Fe3+,B错误;C.溶液a转化为溶液b的反应中,SO2被Fe3+氧化,C正确;D.溶液c中含有 Fe2(SO4)3、H2SO4等物质,加入FeO后会生成FeSO4,D错误。答案选C。
【对应训练2】物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的重要认识视角。如图是某元素的“价类二维图”,其中单质b是黄色固体,f、h均为正盐,且焰色都是黄色。下列说法不正确的是( )
A.a和c反应可以生成b B.用BaCl2溶液可以鉴别f和h的溶液
C.e的浓溶液可用铝槽车运输 D.c能使品红溶液褪色
【答案】B
【解析】单质b是黄色固体,所以b是硫,f、h均为正盐,且焰色都是黄色,根据示意图可知a是H2S,c是SO2,d是SO3,e是硫酸,f是硫酸钠,g是亚硫酸,h是亚硫酸钠,据此解答。A. 二氧化硫具有氧化性,能氧化硫化氢,二者反应可以生成单质硫,A正确;B. 亚硫酸钠和硫酸钠均能与氯化钡反应生成白色沉淀,不用BaCl2溶液鉴别二者,B错误;C. 常温下铝在浓硫酸中钝化,因此e的浓溶液可用铝槽车运输,C正确;D. 二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,D正确。
从硫元素的化合价及物质性质的视角,了解含硫物质转化的原理,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
根据含硫物质的价类二维图,认识含硫物质的转化关系,构碱含硫物质的转化模型,体验利用模型解决实际问题的过程和方法。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学效率。
环节三、
实验探究不同价态含硫物质的转化
活
活活动一、实验室中研究不同价态含硫物质的转化原理
【过渡】理论上在一定条件下,含硫物质可以实现相互转化,下面我们来学习如何通过化学实验来实现含硫物质的转化过程。
【问题1】根据教材P8页“探究”内容,思考硫元素常见价态及其转化关系是什么?
【学生1】硫元素常见价态及转化:eq \(S,\s\up6(-2)) eq \(S,\s\up6(0)) eq \(S,\s\up6(+4)) eq \(S,\s\up6(+6))
【学生2】通过氧化还原反应实现不同价态含硫物质的相互转化,低价态的硫向高价态转化时需加入氧化剂,高价态的硫向低价态转化时需加入还原剂。
【教师】评价、强调:不同价态的含硫物质的氧化性或还原性不同,因此,利用氧化还原反应原理实现含硫物质的转化时,所选择的还原剂或氧化剂也可能不同。
【问题2】讨论:阅读检测P9页“方法导引”栏目内容,你是如何理解化学实验设计及探究不同价态含硫物质的转化关系的?并填写表格内容。
【学生1】化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前,根据一定的实验目的,运用化学知识与技能,按照一定的实验方法,对实验的原理、试剂、仪器与装置、步骤和方法等所进行的规划。
【学生2】设计实验实现不同价态硫转化,遵循的原则是科学性、可行性、安全性和绿色化。化学实验设计一般以实验设计方案的形式呈现,通常包括实验课题、实验目的、实验原理、实验仪器与试剂、实验步骤及注意事项、实验数据及处理、实验结论与讨论等。
【教师】评价、投应表格:含硫物质的转化实验方案设计
【学生3】讨论,填写表格内容,展示交流:
预期转化
选择试剂
实验操作和现象
实验结论
H2eq \(S,\s\up6(-2))→eq \(S,\s\up6(0))
二氧化硫、硫化氢、蒸馏水
将H2S和SO2通入水中,生成淡黄色沉淀(或溶液变浑浊)
SO2与H2S反应生成单质硫
eq \(S,\s\up6(+4))O2→eq \(S,\s\up6(0))
eq \(S,\s\up6(+4))O2→H2eq \(S,\s\up6(+6))O4
二氧化硫、新制氯水、BaCl2溶液
将SO2通入新制氯水中,溶液浅黄绿色褪去;再向溶液中滴入氯化钡溶液,产生白色沉淀
二氧化硫在水中能被强氧化剂氧化为SOeq \\al(2-,4)
H2SO4→SO2
浓硫酸、铜片
加热铜片和浓硫酸的混合物,有刺激性气味气体生成
浓硫酸被金属铜还原为SO2
【教师】评价、强调:综合考虑实验安全和环境保护,可以选择一种实验方案进行实验。实验过程中及时观察和记录实验现象,并对其进行分析,通过推理得出结论。
【对应训练1】分别能实现下列从左到右转化的单质是( )
A.Mg和SB.Fe和ClC.Ca和CD.Cu和Si
【答案】C
【解析】A.Mg与氧气反应生成MgO,MgO是碱性氧化物,MgO与水不反应;S与氧气反应生成SO2,SO2是酸性氧化物,SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸与碱或碱性氧化物反应生成亚硫酸盐,故A不符合题意;
B.Fe与氧气反应生成Fe3O4,Fe3O4不是碱性氧化物,且Fe3O4与水不反应,故B不符合题意;C.Ca与氧气反应生成CaO,CaO是碱性氧化物,CaO与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2是碱,Ca(OH)2与盐酸反应生成盐CaCl2;C与氧气反应生成CO2,CO2是酸性氧化物,CO2与水反应生成碳酸,碳酸与碱反应生成碳酸盐,故C符合题意;D.Cu与氧气反应生成CuO,CuO是碱性氧化物,但是CuO与水不反应,故D不符合题意。故选C。
【对应训练2】含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.该工艺流程是用来除去煤燃烧时产生的SO2
B.该过程中可得到化工产品H2SO4
C.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
D.该过程中化合价发生改变的元素只有Fe和S
【答案】D
【解析】由图可知发生反应为:Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,同时4FeSO4+ 2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O,总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。A.根据总反应2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知该工艺流程是用来除去煤燃烧时产生的SO2,A正确;B.根据总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4可知该过程中可得到化工产品H2SO4,B正确;C.Fe2(SO4)3与SO2反应生成FeSO4和H2SO4,其反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4,C正确;D.该过程中Fe2(SO4)3与SO2反应生成FeSO4和H2SO4,同时FeSO4、O2和H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,则反应过程中Fe、O和S的化合价发生改变,D错误;故合理选项是D。
强化发现和提出有探究价值的化学问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。通过交流实验探究的成果,提出进 一步探究或改进实验的设想;能尊重事实和证据,不迷信权烕,具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。
。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学效率。
活
活活动二、实验验证含硫物质的转化
【过渡】我们可以根据不同含硫物质中硫元素的化合价设计方案,验证含硫物质的相互转化。下面将选取几个具体的实验方案验证含硫物质的转化。
【问题1】联系教材P8页“探究”栏目,根据下表实验步骤完成实验,并填写表格内容。
【教师】投影表格,演示实验,引导分析。
【学生】观察实验现象,思考实验原理,完成表格内容:
实验操作
实验现象
原理分析
在一支试管中加入1mL Na2S溶液,边振荡边滴加H2SO3溶液,用浸NaOH溶液的棉团塞住试管口
试管中产生淡黄色沉淀
Na2S中-2价硫与H2SO3(或SO2)中+4价硫发生归中反应,生成中间价态0价的硫单质。SO2为酸性氧化物与碱反应。2S2-+SO2+4H+=3S↓+2H2O
SO2+2OH-=SOeq \\al(2-,3)+H2O
在一支试管中加入1mL Na2S溶液,边振荡边滴加酸性KMnO4溶液
紫红色褪去,试管中产生淡黄色沉淀
Na2S中-2价硫被酸性KMnO4溶液氧化成硫单质,本身被还原成Mn2+。
5S2-+2MnO4-+16H+=5S↓+2Mn2++8H2O
【教师】评价、补充完善。
【问题2】探究:铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生哪些化学反应?在实验过程中你遇到了哪些问题?
【学生1】铁粉与硫粉在空气中混合燃烧时,可能发生的反应有:Fe+Seq \(=====,\s\up7(△),\s\d5( ))FeS S+O2eq \(=====,\s\up7(点燃))SO2 3Fe+2O2eq \(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4。
【学生2】SO2产生污染;Cu和浓硫酸反应装置产生倒吸;铁粉过期失效,和硫粉不反应等。
【教师】评价、强调1:化工工程师是解决人类在生产、生活等领域面临的化工相关问题的专业技术人才,工作在石油炼制、化肥生产、医药开发和环境治理等了领域。主要工作是依据科学原理,统筹各方面的资源,设计化工生产的工艺流程,并监控生产过程,及时解决生产中遇到的技术问题。
【教师】评价、强调2:化工工程师需要具有高度的社会责任感、团队精神、全局观念、风险管控意识和创新能力,并具备化学、化工、安全、经济、环境等方面的专业知识。
【对应训练1】下列有关含硫物质转化判断正确的是( )
A.0.1 ml Cu与足量的硫充分反应,生成物的质量比该单质的质量增加了1.6 g
B.如图是铜与浓硫酸反应的实验装置。B中盛装的是浓硫酸,作用是干燥SO2
C.Cu投入稀硫酸中加热,没有明显变化,加入一定量的H2O2溶液,金属Cu逐渐溶解,反应中H2O2起催化作用
D.向铜与浓硫酸反应后的混合溶液中加水,判断有无铜离子
【答案】A
【解析】A.Cu与S混合加热发生反应产生Cu2S,若Cu物质的量是0.1 ml,则反应产生0.05 ml Cu2S,消耗S的物质的量是0.05 ml,因此固体质量增加了0.05 ml×32 g/ml=1.6 g,A正确;B.在如图铜与浓硫酸反应的实验装置中,B中盛装的应该是饱和NaHSO3溶液,作用是储存SO2,并可作安全瓶,防止倒吸的作用,B错误;C.H2O2溶液具有强氧化性,在酸性条件下将Cu氧化为Cu2+,反应方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,在该反应中H2O2的作用是氧化剂,C错误;D.反应后溶液中含有大量浓硫酸,要根据硫酸的稀释原则进行操作,即应该待溶液冷却后,取少量溶液加入到盛有水的容器中,根据溶液是否变为蓝色,确定其中是否含有Cu2+,D错误;故合理选项是A。
【对应训练2】已知含硫元素的几种物质间具有如图转化关系。NA表示阿伏加德罗常数值,下列说法正确的是( )
A.反应①中3.2gS充分燃烧后生成2.24LSO2
B.NA个SO2分子与足量氧气经反应③可以制得NA个SO3分子
C.反应②中若转移2NA个电子,生成1.5mlS
D.只要氧气过量,硫可以一步转化为SO3
【答案】C
【解析】A.温度和压强未知导致气体摩尔体积未知,则无法计算反应①中3.2gS充分燃烧后生成的SO2体积,选项A错误;B.③为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以NA个SO2分子与足量氧气经反应③不能制得NA个SO3分子,选项B错误;C.反应②的方程式为2H2S+SO2=3S+2H2O,生成3mlS转移电子的物质的量为4ml,转移2NA个电子时,转移电子的物质的量为2ml,生成S的物质的量=2ml×3ml/4ml=1.5ml,选项C正确;D.硫与氧气反应只能生成二氧化硫,不能一步转化为三氧化硫,选项D错误;答案选C。
通过实验探究,体验科学探究的观察与方法,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。
创设问题情境,促进深度理解与掌握,培养科学探究的精神,增强学好化学,更好服务于人类社会的使命感和责任感。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学效率。
环节四、课后巩固
作业设计
1下列关于Na2SO3性质的预测中,不合理的是( )
A.具有氧化性B.具有还原性
C.能与KOH溶液反应D.能与稀硫酸反应
【答案】C
【解析】A项,Na2SO3中S元素化合价为+4,S元素化合价可以降低,Na2SO3具有弱氧化性,合理;B项,Na2SO3中S元素化合价为+4,S元素化合价可以升高,Na2SO3具有还原性,合理;C项,Na2SO3和KOH溶液不反应,不合理;D项,Na2SO3能与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水,合理。
2.硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)。
浓H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S
下列判断不正确的是( )
A.反应①中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
B.反应②表明SO2具有酸性氧化物的性质
C.反应③的原子利用率是100%
D.反应④中稀H2SO4作氧化剂
【答案】D
【解析】A.反应①为浓硫酸氧化铜单质的反应,浓硫酸作氧化剂被还原成SO2,化合价降低2价,Cu作还原剂被氧化成Cu2+,化合价升高2价,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1,故A正确;B.二氧化硫与NaOH反应生成盐和水,表明二氧化硫为酸性氧化物,故B正确;C.反应③为Na2SO3+S=Na2S2O3,生成物只有一种,原子利用率是100%,故C正确;D.反应④的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,稀硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,故D错误;综上所述答案为D。
3.如图是硫元素在自然界中的循环示意图,下列有关说法不正确的是( )
A.硫元素在自然界中既有游离态又有化合态
B.过程⑤可在土壤的缺氧区实现
C.循环过程中硫元素只被还原
D.若生物体有机硫中硫元素为-2价,则过程③中发生的是还原反应
【答案】C
【解析】A.硫元素在自然界中有游离态和化合态,两种存在形态,A正确;B.在缺氧的条件下可实现过程⑤的转化,B正确;C.①、②中硫元素均被氧化,C错误;D.若生物体有机硫中硫元素为-2价,SOeq \\al(2-,4)中S为+6价,过程③中S的化合价降低,发生还原反应,D正确。答案选C。
4.如图中的字母代表硫及其化合物,相关推断不合理的是( )
A.ab溶液反应有d生成
B.e和f都存在酸式盐
C.硫酸型酸雨的形成过程涉及b→c的转化
D.检验g中阴离子所用试剂只需BaCl2溶液
【答案】D
【解析】根据硫及其化合物的转化关系图可知,a为H2S,b为H2SO3,c为H2SO4,d为S,e为硫化物,f为亚硫酸盐,g为硫酸盐。A项,H2S和H2SO3反应可以生成中间价态的S,正确;B项,若为钠盐,则e为-2价的Na2S或NaHS,f为Na2SO3或NaHSO3,正确;C项,b为H2SO3,c为H2SO4,硫酸型酸雨是H2SO3被空气中氧气氧化为H2SO4,正确;D项,检验硫酸根,应该用盐酸和BaCl2溶液,错误。
5.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化。用NaHSO3还原法制备保险粉的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应1说明酸性:H2SO3>H2CO3
B.反应1结束后,可用盐酸酸化的BaCl2溶液检验NaHSO3是否被氧化
C.反应2中消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2
D.反应2最好在无氧条件下进行
【答案】C
【解析】A项,反应1为二氧化硫通入碳酸钠溶液生成亚硫酸氢钠和二氧化碳,则说明酸性:H2SO3>H2CO3,正确;B项,反应1结束后,溶液中为亚硫酸氢钠溶液,不与氯化钡反应,若加入可用盐酸酸化的 BaCl2溶液,出现白色沉淀,则沉淀为硫酸钡,可证明NaHSO3被氧化,正确;C项,反应2为2NaHSO3+Zn=Na2S2O4+Zn(OH)2,亚硫酸氢钠中硫化合价从+4下降到+3,是氧化剂;锌化合价从0升高到+2价,是还原剂,,消耗的氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1,错误;D项,连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,有强还原性,在空气中极易被氧化,反应2最好在无氧条件下进行,正确。
6.一定条件下,硫的某种含氧酸H2SOx(x≤4)与H2S可发生如下反应:H2S+H2SOx→S+(x-3)SO2+H2O(未配平),则下列有关的推断合理的是( )
A.该反应中,一定有SO2生成
B.该反应中,H2S作还原剂,H2SOx作氧化剂
C.若x=3,则还原剂与氧化剂的粒子个数之比为1:1
D.若x=4,则每生成1个S原子,此时转移的电子为6个
【答案】B
【解析】若x=3,反应为2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O;若x=4,反应为H2S+H2SO4=S↓+SO2+2H2O;A.根据分析,当x=3时,反应为2H2S+H2SO3=3S↓+3H2O,不会生成SO2,故A错误;B.无论x=3还是x=4,在反应中H2S中-2价的硫都被氧化成0价的S,H2S作还原剂,x=3时H2SOx作氧化剂被还原成S,x=4时H2SOx作氧化剂被还原成SO2,故B正确;C.若x=3,H2SOx为H2SO3,H2SO3与H2S发生归中反应生成S和H2O,还原剂H2S与氧化剂H2SO3物质的量之比为2:1,故C错误;D.若x=4,若为H2SO4,应是浓H2SO4将H2S氧化成S,而浓硫酸自身被还原成SO2,则每生成1mlS,转移2ml电子,故D错误;答案选B。
7.硫元素的价类二维图如图所示。下列说法错误的是( )
A.a与c、d、e都有可能反应生成b
B.d溶液久置于空气中会生成e
C.盐g与盐f之间也可能发生反应
D.铜与e的浓溶液共热产生的气体通入BaCl2溶液中,无明显现象
【答案】D
【解析】根据化合价以及物质的类别可知a为H2S、b为S、c为SO2、d为H2SO3、e为H2SO4、f为 亚硫酸盐、g为硫酸盐 。A.a为H2S,可以和SO2、H2SO3、H2SO4发生归中反应生成硫单质,A正确;B.H2SO3具有较强的还原性,在空气久置会被氧气氧化成硫酸,B正确;C.g为硫酸盐或酸式盐,f为亚硫酸盐,可能会发生反应生成二氧化硫,C正确;D.铜与浓硫酸共热产生的气体SO2,SO2通入 BaCl2 溶液中,SO2先与水反应生成亚硫酸,亚硫酸易被空气中的氧气氧化为硫酸,硫酸与BaCl2反应生成硫酸钡白色沉淀,D错误;答案选D。
8.已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;A、B、C、D、E、X等的焰色反应均呈黄色;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16。在一定条件下,各物质相互转化关系如图所示。
(1)写出X和G的化学式:X________,G________。
(2)写出有关变化的化学方程式。
D+丙:____________________________________________________________。
C+G:____________________________________________________________。
(3)写出B与H2O反应的离子方程式:____________________________________;
若消耗0.5 ml B,转移电子________ ml。
【答案】(1)Na2S SO3 (2)2Na2SO3+O2===2Na2SO4 SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O (3)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑ 0.5
【解析】A、B、C、D、E、X的焰色反应均呈黄色,则均含有钠元素,甲、乙、丙为常见的单质,甲和乙反应生成X,甲和丙反应生成A,可推知甲为钠;甲、乙能与单质丙连续两次反应,可能是甲、乙分别被连续氧化,B和水反应又生成单质丙,则丙为氧气,B为过氧化钠,A为氧化钠,C为氢氧化钠;B和X的摩尔质量相同,则X为硫化钠,乙为单质硫,F为二氧化硫,G为三氧化硫;E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,则E为硫酸钠,D为亚硫酸钠,将上述物质代入各转化关系,符合题意。
(1)X为硫化钠,化学式为Na2S;G为三氧化硫,化学式为SO3。
(2)D为亚硫酸钠,丙为氧气,亚硫酸钠被氧气氧化为硫酸钠,化学方程式为2Na2SO3+O2===2Na2SO4;C为氢氧化钠,G为三氧化硫,氢氧化钠与三氧化硫反应生成硫酸钠和水,化学方程式为SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O。
(3)B为过氧化钠,与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑;该反应消耗2 ml Na2O2时转移2 ml电子,故消耗0.5 ml Na2O2时转移0.5 ml电子。
及时巩固、消化所学,促进掌握必备知识,评价教学效果,为后期优化教学方案提供依据,培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
第一节 硫及其化合物
第4课时 不同价态含硫物质的转化
一、不同价态含硫物质的转化关系
1、自然界中硫的存在和转化:游离态、化合态
2、建构含硫物质的价类二维图:
二、实验探究不同价态含硫物质的转化
1、实验室中研究不同价态含硫物质的转化原理:eq \(S,\s\up6(-2)) eq \(S,\s\up6(0)) eq \(S,\s\up6(+4)) eq \(S,\s\up6(+6))
2、实验验证含硫物质的转化:
教学
反思
本课时教师在利用氧化还原反应原理,从元素化合价变化视角,对含硫物质的转化进行可行性探究的基础上,借助教材“方法导引”—化学实验设计栏目,引导学生对不同价态的含硫物质转化设计实验方案,然后,选取几组典型的含硫物质,进行实验验证其转化,最后得出结论。学生通过理论分析,加深了对所学知识的理解与掌握,并通过设计实验和亲身体验实验探究的过程,在提升实验设计、实验操作、分析推理等关键能力的同时,还培养了科学探究与科学精神、证据推理与模型认知及社会责任等化学核心素养。
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