《化学1专题4》解读(硫、氮与可持续发展)

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教学片段:二氧化硫性质与作用核心问题硫酸型酸雨的形成原因SO2的化学性质恰如其分地评价SO2对人类的影响二氧化硫酸性氧化的通性(物质类别的角度)中间价态(氧化还原的角度)特殊性(漂白性、毒性)对环境的污染酸雨硫酸型酸雨的形成酸雨的危害酸雨的防治物理性质——水中溶解性等教学思路以“酸雨”为背景,“探究硫酸型酸雨形成的原因”为主线,涉及系列探究活动,激发学生探究热情,拓展学生的视野,让学生在“发现问题——提出问题——解决问题——归纳知识、提炼方法——再解决问题”的过程中体会科学探究的一般方法。测定雨水的pH设想形成酸雨的可能因素实验探究硫酸型酸雨的形成过程归纳总结酸雨的形成讨论防止硫酸型酸雨对环境产生的危害讨论、归纳SO2的化学性质情景1常见酸雨的成分创设情境1.介绍:酸雨是英国化学家R.A.Smith于1872年提出,一般指pH小于5.6的雨、雪、雾等大气降水、数值5.6的来源是蒸馏水于大气中CO2达到平衡时的酸度。酸雨被称为“空中死神”。2.结合地图指出全球三大酸雨区3.学生采集一些雨水样品提出问题1.我们当地的雨水是否是酸雨?主要含有什么成分?学生活动1.测定雨水的pH2.联系常见的酸,猜测雨水中可能含有的成分3.实验检验自己的猜测是否正确,如测定SO42-的存在学习反馈1.本地区的酸雨可能主要是硫酸型酸雨2.惊讶于测定出于水的成分,从酸雨的腐蚀性联想到酸雨的危害。3.疑惑于雨水中硫元素的由来。情景2硫酸型酸雨的形成创设情境1.展示图片或播放录像,我国含煤燃料的燃烧、寒流金属矿石的冶炼、硫酸的生产。2.演示:SO2水溶液Ph的测定,SO2水溶液与过氧化氢溶液反应。3.提供信息:某校科技小组同学在某城市采集了雨水样品,每隔一段时间测定pH,发现随着时间的推移样品pH下降。提出问题1.硫酸型酸雨中硫元素是从哪里来的?2.燃烧产生的SO2是怎样转变成酸性物质的?学生活动1.观察、讨论矿物燃烧过程中硫元素的变化。2.分析SO2水溶液pH,思考硫酸型酸雨是否只是SO2溶于水而已?3.讨论SO2水溶液与过氧化氢反应产物的检验方法,并讨论实验结果。4.测定久置SO2水溶液pH,探讨酸雨样品长久放置其pH下降的原因。5.总结归纳硫酸型酸雨的形成过程。学习反馈1.工业生产中大量含硫矿物燃料的使用,使空气中SO2气体较多2.SO2水溶液呈酸性是因为生成了亚硫酸,不是酸雨的主要成份3.SO2水溶液与H2O2溶液反应,生成了硫酸4.雨水中含有的H2SO3和SO2不断被空气中的氧气氧化成强酸H2SO4。5.空气中SO2增多,在烟尘等作用下氧化成SO3溶于雨水成酸雨。情景3SO2的化学性质创设情境1.在酸雨形成过程的探究活动中,我们接触到了那几个有关SO2性质的反应?2.播放食物“化妆品”——SO2在食品加工领域的使用情况提出问题1.SO2与水的反应,体现了可溶性酸性氧化物的一般性质,作为酸性氧化物SO2还有那些性质?2.SO2水溶液与H2O2溶液的反应是一个氧化还原反应,在这个变化过程中,SO2发生了怎样变化?体现了事么性质?从氧化还原反应的角度分析SO2是否还有其他性质?3.SO2在食品加工领域中的使用体现了它什么性质?学生活动1.通过回忆学生构建——酸性氧化物的联系,并设计实验验证2.从SO2中S元素中间价态探讨SO2的氧化性和还原性,推测可能与哪些物质发生反应。3.概括SO2在食品加加工中体现的性质,并对这种做法加以评价。学习反馈1.学生概括SO2作为酸性氧化物的通性2.学生从氧化还原的角度得出SO2的氧化性、还原性3.特殊性质:漂白性、消毒杀菌、毒性情景4脱硫技术对环境保护的展望创设情境1.播放录像:科学工作者研究了多种脱硫技术(1)在含硫矿物燃料中加生石灰;(2)在冶金工业烟道气中回收硫磺。2.展示图片:实际生活中人们处理受酸雨污染的土壤提出问题1.再提供的两种脱硫技术中涉及的化学反应有哪些?2.实际生活中人们通常采取什么措施改良受酸雨污染的土壤?3.怎样才能从根本解决酸雨污染问题?学生活动1.学生根据材料中提取的化学信息,联系SO2的性质,完成有关化学方程式地书写。2.以小组为单位,结合目前采用的预防酸雨的措施,探讨环境保护的设想。学习反馈1.学生得出两种脱硫技术发生的反应:SO2+CaO=CaSO3……1.学生能从绿色化学的角度对环境提出各种设想。一、高中化学新课程的设计理念课程理念以进一步提高学生的科学素养为宗旨科学素养知识与技能过程与方法情感态度与价值观化学1化学2化学与生活化学与技术物质结构与性质化学反应原理有机化学基础实验化学教学建议评价建议教科书编写建议课程资源的开发与利用建议课程目标内容标准实施建议关于课程目标要求的说明(1)认知性学习目标的水平从低到高依次为:①知道、说出、识别、描述、举例、列举②了解、认识、能表示、辨认、区分、比较③理解、解释、说明、判断、预期、分类、归纳、概述④应用、设计、评价、优选、使用、解决、检验、证明关于课程目标要求的说明(2)技能性学习目标的水平从低到高依次是:①初步学习、模仿②初步学会、独立操作、完成、测量③学会、掌握、迁移、灵活运用关于课程目标要求的说明(3)体验性学习目标的水平从低到高依次为:①感受、经历、尝试、体验、参与、交流、讨论、合作、参观②认同、体会、认识、关注、遵守、赞赏、重视、珍惜③形成、养成、具有、树立、建立、保持、发展、增强课标对元素化合物知识的学习提出了如下的理性认识要求和思路方法要求:要求学生能够运用物质分类的观点、利用氧化还原反应和离子反应的基本原理和思想方法指导对元素化合物性质的认识,并运用所学知识解决有关问题(1)通过学习元素化合物知识树立一些基本的态度和观念,例如,了解化学方法在实现物质间转化中的作用;认识合成新物质对人类生活的影响,以及化学在自然资源综合利用方面的重要价值;体会化学对环境保护的意义,以及在化学合成中遵循“绿色化学思想”的重要性等。(2)建立起研究物质性质的基本思路:从通性和氧化性、还原性来研究物质的性质;从金属、非金属、酸、碱、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质;从物质所含化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性(一)化学1专题4实施中的问题分析对于元素化合物知识内容的新的处理不了解和不适应1)元素化合物知识按元素,不按族进行介绍2)元素化合物的性质学习由单一的物质中心学习模式转为两种学习模式兼有,突出通过物质类别相互反应认识通性,在元素价态转化关系中认识氧化性和还原性的学习模式3)元素化合物知识分散与集中编排相结合、整合编排教材和进行教学,同一内容素材发挥多重教育教学功能和价值4)要学会用元素的观点认识和研究物质,分析和解决问题(二)课程标准的内容特点苏教版《化学1》专题2、专题3:工业制法→物质性质→STS联系专题4:社会问题→物质性质→生产生活中应用课程标准中对元素化合物的处理,突破了传统的物质中心模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质,而是从学生已有的生活经验出发,引导学生学习身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。从生活走进化学,从化学走向社会(三)课程标准与原教学大纲的区别不再分“律前元素”和“律后元素”;不再“跑族”;从“生活走进化学,从化学走向社会”;“从自然走进化学,从化学走向应用”;从单一的物质中心模式到多样化的学习模式;强调“元素观”、“分类观”、“转化观”二、化学1专题4的知识体系社会物质性质应用硫酸型酸雨氮氧化物污染二氧化硫硫酸硫酸盐氮氧化物硝酸氨铵盐生产和生活等领域的应用本专题教材编写思路核心知识元素化合物知识从海水中获得化学物质从矿物到基础材料硫、氮与可持续发展背景元素具体物质氯、钠铝、铁、铜硅硫、氮硫、二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸、浓硫酸、硫酸盐氮气、一氧化氮、二氧化氮、氨、铵盐、硝酸本专题切入点:空气资源的利用与环境保护基本要求1、了解硫的主要性质,认识二氧化硫的主要性质2、实验探究硫酸型酸雨的形成过程,了解二氧化硫对空气的污染,知道硫酸型酸雨的形成原因和防治办法,形成良好的环境意识。3、知道工业生产硫酸的基本原理,认识浓硫酸的特性,了解硫的应用发展要求形成硫及其化合物相互转化的知识网络说明不宜拓展硫化氢在氧气不足和足量的条件下的燃烧反应含硫化合物的性质及应用教学要求①“二氧化硫的性质和应用”知识体系二氧化硫酸性氧化的通性(物质类别的角度)中间价态(氧化还原的角度)特殊性(漂白性、毒性)对环境的污染——酸雨硫酸型酸雨的形成酸雨的危害酸雨的防治物理性质——水中溶解性等②“硫酸的制备和性质”知识体系硫酸FeS2(或S)SO2SO3稀硫酸的通性浓硫酸的特性吸水性脱水性氧化性工业制硫酸的原理硫酸的性质及应用③“硫及其化合物之间的相互转化”知识体系Na2SO4H2SO4BaSO4SO3SO2SH2SFeSHgSH2SO3Na2SO3不同价态硫元素之间的转化生产生活中的含氮化合物基本要求1、认识氮的氧化物的性质,了解氨、铵盐、硝酸的性质和用途,知道含氮化合物对社会生产的积极作用和对环境的影响。2、通过对含氮化合物性质实验的探究,让学生体验实验探究的过程和乐趣。3、了解氨的合成对氮肥生产的促进作用,知道氮肥的性质,认识科学使用氮肥的意义。发展要求1、形成氮及其化合物相互转化的知识网络2、全面系统的了解元素化合知识,形成元素化合物的知识网络说明1、不宜拓展NO2和N2O4的转化2、不宜拓展硝酸和活泼金属瓜的还原规律①“氮氧化合物的产生及转化”知识体系①雷电(自然固氮)NONO2HNO3空气中N2②化工、汽车尾气雷雨发庄稼光化学烟雾②“氮肥的生产和使用”知识体系空气中N2NH3溶解性NH4+弱碱性氯化铵的热分解铵盐与碱反应空气合成氨的意义铵态氮肥使用性质探究铵态氮肥③“硝酸”知识体系NH3NONO2HNO3物理性质不稳定性、强酸性强氧化性(浓、稀硝酸与铜反应,浓硝酸与炭反应,钝化)硝酸工业制法硝酸的性质及应用三、把握专题4教学深广度的一些看法1.单质硫没有设立专门的一节学习,而是分散在本单元中硫元素在自然界中的存在形态,单质硫的颜色状态、硫与金属(主要是汞)和非金属(主要是氧气)反应属于基本要求,从硫的非金属性和硫元素的化合价认识单质硫的化学性质。硫与其他金属(如Na、Fe、Cu)的反应,硫与其他非金属(如H2)反应不是基本要求,可以作为发展性要求。硫与碱溶液反应不作要求。2.“二氧化硫性质与作用”与原人教版内容相近,比原来的教学要求略有下降酸性氧化物的通性:从物质分类的角度认识二氧化硫的化学性质,知道二氧化硫与水、碱性氧化物(如CaO)和碱[如Ca(OH)2]等反应。还原性和氧化性:从硫元素化合价认识二氧化硫的氧化性和还原性,其中还原性仅限于SO2(或H2SO3)与过氧化氢、氯水或溴水的反应;与酸性高锰酸钾溶液的反应不是基本要求。氧化性只要求学生知道这是中间价态的特点,不要例举某些反应(如与硫化氢的反应)。“拓展视野”栏目中“燃煤烟气脱硫”方法可以作为学生的课外读物来处理,不是基本要求。“调查研究”栏目中内容可以作为研究性学习的课题。3.硫酸的制备和性质硫酸的制备重点是让学生形成不同价态的硫元素的转化,制备的流程图可以看成是一个背景材料,目的是:①不同价态硫元素的转化S(FeS2)→SO2→SO3→H2SO4;②知道理论上的化学反应与实际工业生产的不同,而不是工业问题的本身。基本要求是三个主要设备中所对应的三个反应原理。发展性要求还可以讨论流程中的“净化”、“热交换器”、“储酸槽”等问题。《化学与技术》模块中详细学习。硫铁矿在沸腾炉中燃烧生成二氧化硫的反应方程式不要求学生掌握配平方法,但要求知道铁、硫元素的价态,以及负一价的硫被氧化的事实。4.硫和含硫化合物的相互转化发展要求“形成硫及其化合物相互转化的知识网络”应该属于基本要求。二氧化硫、硫化氢的实验室制备只要求知道反应原理,具体实验不作要求。H2S→S的转化,只要求硫化氢溶液与氯水反应的转化关系,而硫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