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示范教案一(6.3硫酸)

●教學目標

1.復習硫酸酸性，學習并掌握濃硫酸吸水性、脫水性，濃硫酸的氧化性。

2.學會檢驗SO的原理和方法。

3.培養學生的探索精神、動手能力、思維能力和創造能力。

●教學重點

濃H₂SO₄的性質和SO的檢驗

●教學難點

濃H₂SO₄的強氧化性

●課時安排

2課時

●教學方法

啟發、探究、實驗、對比

●教學用具

投影儀、試管、膠頭滴管、鐵架臺、雙孔橡皮塞及導氣管、酒精燈、砂紙、玻璃棒、大燒杯、膽礬、濃硫酸、紙屑、木條、棉花、銅片、細銅絲、品紅溶液、石蕊試液、氫氧化鈉溶液、鋁條、硫酸銅溶液、蔗糖、蒸餾水、濃鹽酸、稀鹽酸、稀硫酸、硫酸鈉溶液、氯化鋇溶液、碳酸鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、稀硝酸

●教學過程

第一課時

［引言］“會當凌絕頂，一覽眾山小”。讓我們攀越硫的最高山峰，去領略它特別的風光。（意指濃硫酸的特性）

［說明］以上物質化學式書寫要大，彎箭頭和化合價要醒目，可用不同顏色，充分體現層次感，可借投影展出。

［板書］第三節  硫酸（第一課時）

一、硫酸

［師］我們在初中學習化學時學過硫酸的性質，這節課我們將作進一步研究。

請大家分述以下投影實驗的實驗現象，并寫出有關反應的離子方程式。

［投影展示］

［學生回答，請一位同學上黑板寫出相關的離子方程式或投影展出］

［投影］有關反應的離子方程式：

Ｚn＋2H^＋====Ｚn^2＋＋H₂↑

Fe₂O₃＋6H^＋====2Fe^3＋＋3H₂O

OH^－＋H^＋====H₂O

Ba^2＋＋SO====BaSO₄↓

［歸納］以上實驗驗證了稀硫酸五個方面的性質，即酸的通性。

［板書］（一）稀硫酸具有酸的通性

［提問］為何稀硫酸具有這些性質呢?

［回答］硫酸之所以有酸的通性，是因為硫酸在水溶液中電離出的陽離子全部是H⁺。

［板書］H₂SO₄====2H^＋＋SO

［過渡］硫酸的濃度不同，會不會引起性質上的差異？稀硫酸主要體現酸的通性，那么濃硫酸呢？

［板書］（二）濃硫酸的性質

［師］請大家閱讀課本上濃硫酸的物理性質，并總結。

［板書］1.物理性質

［投影］濃硫酸是一種無色油狀液體。98.3%的濃硫酸是一種高沸點難揮發的強酸，密度大，極易溶于水，能以任意比與水混溶，溶解時放出大量熱，因此稀釋濃硫酸時，一定要注意操作規程。

［討論］現有失去標簽的濃硫酸、濃鹽酸各一瓶（瓶相同，酸體積相同），不用化學方法如何鑒別?根據是什么?

［引導］注意觀察、對比。

［生甲］用天平稱量兩個瓶子，重者為濃硫酸，因為濃硫酸的密度比濃鹽酸大。

［生乙］拿起試劑瓶搖晃、觀察，呈粘稠油狀者為濃硫酸，因為濃硫酸是一種粘稠油狀液體。

［生丙］打開瓶塞觀察，瓶口無酸霧者是濃硫酸，因為濃硫酸的沸點高、難揮發。

［生丁］打開瓶塞，過一段時間后稱量，增重者為濃硫酸，減輕者為濃鹽酸，因為濃硫酸難揮發且吸水，而濃鹽酸易揮發。

［設問］當SO₂、CO₂、Cl₂、H₂等氣體中含有水蒸氣而要干燥的時候，我們自然會想到濃硫酸。這說明濃硫酸有什么特性？

［生］吸水性。

［板書］2.特性

（1）吸水性

［師］濃H₂SO₄的吸水性我們也可用以下實驗證明。

［學生實驗］按小組進行。在試管中放少量膽礬，并滴加少量濃H₂SO₄，振蕩。觀察固體和溶液的顏色。

［提問］描述實驗現象：固體由藍變白，溶液仍無色。

［設疑］白色固體為何物?膽礬失去的結晶水是否成為溶劑?溶液為何不變藍?

［講解］白色固體為無水硫酸銅，由膽礬失去結晶水而來。失去的結晶水分子與硫酸分子結合，生成了穩定的硫酸水合物，并未成溶劑，所以溶液仍無色。

［板書］H₂SO₄＋nH₂O====H₂SO₄?nH₂O（n＝1、2、4等）

［演示實驗6―3］濃H₂SO₄與棉花、紙屑、木條的作用。

［問］三支試管中的物質各有什么變化？

［生］三種物質最后都變黑。

［問］黑色物質是什么？體現了濃H₂SO₄的什么性質？

［生］黑色物質為炭，濃硫酸使它們逐漸變黑的現象稱為“炭化”。這是濃H₂SO₄脫水性的體現。

［板書］（2）脫水性

［設問］吸水性和脫水性有何區別？

［講解］吸水是指吸收物質中本來就有的濕存水（或水蒸氣），脫水是指將化合物（主要是有機物）分子中的氫、氧兩種元素按原子個數比2∶1（即按水的組成比例）脫去。濃硫酸的腐蝕性就緣于它的脫水性。

［演示］實驗6―4，蔗糖與濃H₂SO₄的反應。將預先稱量的20 g蔗糖放入100 mL燒杯中，加幾滴水攪拌均勻，再加入15 mL濃H₂SO₄，用玻璃棒迅速攪拌。觀察物質顏色、體積的變化，聞氣味并撫摸燒杯外壁。

［現象］蔗糖由白變黑，體積膨脹，呈疏松海綿狀，有刺激性氣味氣體生成，放出大量的熱。

［設疑］蔗糖分子式為C₁₂H₂₂O₁₁，是有機物。請大家根據現象分析，該實驗體現了濃H₂SO₄的哪些性質?

［分析］蔗糖為含C、H、O元素的有機物，遇濃H₂SO₄會炭化，體現濃H₂SO₄的脫水性。反應為C₁₂H₂₂O₁₁12C＋11H₂O。黑色物質體積膨脹為疏松多孔狀，說明有氣體產生，那么氣體是哪一種，如何形成的?

［過渡］要知道答案，必須學習硫酸的另一個重要特性――強氧化性。

［板書］（3）強氧化性

［設問］我們在學習酸的通性時知道，活潑金屬可與酸反應生成H₂，稀H₂SO₄具有酸的通性，稀H₂SO₄能否和銅反應？為什么？

［生］不能。因為在金屬活動順序表中，銅排在氫的后面，不能置換出稀H₂SO₄中的氫。

［追問］那么，濃H₂SO₄能否與銅反應呢？

［演示］濃硫酸與銅的反應。如右圖，反應之后，將試管里的混合液倒入盛少量水的小燒杯中，觀察溶液顏色。

［提問］請描述實驗現象。

［回答］未加熱時，無明顯現象。當加熱時，液體變黑，產生無色氣體，氣體能使品紅溶液褪色并使石蕊溶液變紅。小燒杯中的溶液呈藍色。

［討論］銅與濃硫酸反應需什么條件?據實驗現象推測反應生成物，注意試管Ⅱ口部棉團的作用，試寫出反應方程式。

［分析］加熱條件下，銅可與濃硫酸反應，產生的氣體能使品紅溶液褪色，使紫色石蕊溶液變紅，說明是二氧化硫。反應后被稀釋的液體呈藍色，說明生成了CuSO₄。由于SO₂是有毒氣體，所以少量尾氣用浸有堿液的棉團處理，以防污染空氣。反應方程式為：

［板書］Cu＋2H₂SO₄（濃）CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O

［設疑］（投影）上述反應中：

①氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物各是何物?

②反應物的物質的量之比，還原劑與氧化劑物質的量之比各為多少?

③濃硫酸在反應中的作用是什么?

［分析］

Cu為還原劑，氧化產物為CuSO₄，濃H₂SO₄是氧化劑，還原產物為SO₂。反應物的物質的量之比為1∶2，而還原劑與氧化劑的物質的量之比為1∶1，說明濃H₂SO₄一方面表現出氧化性同時又和金屬元素結合成鹽表現出酸性。

［問題探究］上述反應中濃H₂SO₄的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H₂SO₄是否具有氧化性?兩者相比有何差別?舉例說明。

［教師引導］注意其元素化合價的變化。

［生］濃硫酸的氧化性由其分子中（最高價）引起。稀硫酸也有氧化性，如Ｚn＋2H^＋====Ｚn^2＋＋H₂↑，由H^＋表現，而Cu＋H₂SO₄（稀）不反應。可見，H^＋的氧化性比的氧化性弱且還原產物不同。

［設問］銅在金屬活動性順序表中位于氫之后，而能被濃H₂SO₄氧化，那么在氫之前的金屬是否更容易被其氧化呢?

［生］肯定是！

［展示鋁條，做下面的實驗］

［補充演示］鋁和濃H₂SO₄的作用。設計如下：①將一根隨時處理完氧化膜的鋁條迅速置于盛飽和CuSO₄溶液的試管中，過一會兒取出。（可用熱NaOH溶液處理氧化膜，整個過程要迅速，以防鋁再被氧化）

［分析］鋁條表面覆蓋紅色金屬銅：2Al＋3Cu^2＋====2Al^3＋＋3Cu②把鋁條表面的銅用砂紙打掉洗凈后，將其插入盛濃H₂SO₄的試管中，1～2分鐘后取出。

［分析］潔凈鋁條置于濃H₂SO₄中無明顯現象，難道不反應嗎?

③把②中的鋁條放入飽和CuSO₄溶液中，過一會兒取出。

［分析］鋁條表面無紅色物質析出。①③對比，現象不同，那么在②中一定發生了某種反應。

［閱讀］P₁₃₁倒數第二自然段。

［講解］由于濃H₂SO₄有強氧化性，可使某些金屬如Fe、Al等表面因氧化生成一層致密的氧化膜，阻止內部金屬繼續跟濃H₂SO₄反應，這種現象稱為“鈍化”。正因為如此，常溫時，常把濃H₂SO₄存放在鐵質、鋁質容器里。但若加熱，則會反應。

④把③中鋁條取出，置于濃H₂SO₄中，加熱，觀察。

［小結］a.加熱條件下，濃H₂SO₄可氧化絕大多數金屬（Au、Pt等除外），但不產生H₂。

［說明］H之前金屬與濃H₂SO₄反應，產物復雜，大綱不作要求，但要注意反應不

產生H₂。濃H₂SO₄與不活潑金屬反應，一般被還原為SO₂。

b.常溫下，濃H₂SO₄可使Fe、Al鈍化。

［強調］“鈍化”并非不反應，是因氧化而鈍化。

c.濃H₂SO₄與金屬反應表現酸性和氧化性。

［過渡］濃H₂SO₄的氧化性之強還體現在能跟一些非金屬單質發生反應。

［板書］C＋2H₂SO₄（濃）CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O

［問題探究］根據濃H₂SO₄的脫水性和強氧化性，解釋蔗糖炭化后，能夠體積膨脹、形成疏松多孔的海綿狀炭及有刺激性氣味氣體產生的原因。

［學生分組討論后自愿回答］

［生］在蔗糖內加入了幾滴水，濃硫酸遇水放出大量的熱，此時，蔗糖被濃硫酸炭化，反應生成的炭又繼續和濃H₂SO₄發生氧化還原反應，產生有刺激性氣味的SO₂氣體，同時生成CO₂，從而會出現體積膨脹、疏松多孔海綿狀炭并伴有刺激性氣味。

［師］以上現象是濃H₂SO₄吸水性、脫水性、強氧化性的共同體現。

［問題探究］我們在前面對H₂S的學習中，知道H₂S具有較強的還原性，那么，它能否和濃H₂SO₄反應？若反應，生成什么？

［學生回答，教師板書］H₂S+H₂SO₄（濃）====S↓+SO₂↑+2H₂O

［參考練習］（投影）

1.下列現象反映了硫酸的哪些主要性質（填空）：

（1）濃硫酸滴在木條上，過一會兒，木條變黑。_____________

（2）敞口放置濃硫酸時，質量增加。_____________

（3）鋅粒投入稀硫酸中，有氣泡產生。_____________

（4）把銅片放入濃硫酸里加熱，有氣體產生。_____________

（5）利用濃硫酸和食鹽固體反應可制HCl氣體。_____________

（6）濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體。_____________

（7）利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應可制H₂S氣體。_____________

答案：脫水性  吸水性  酸性  酸性和強氧化性  難揮發性  強氧化性  強酸性

2.常溫下，下列物質可盛放在鐵制容器中的是

A.鹽酸                                                         B.稀硫酸  

C.濃硫酸                                                      D.硫酸銅溶液

解析：此題考查有關物質的性質及反應。鹽酸、稀硫酸與鐵發生反應：Fe＋2H^＋====Fe^2＋＋H₂↑，鐵被腐蝕；硫酸銅溶液可與鐵發生反應：Cu^2＋＋Fe====Cu＋Fe^2＋，鐵被腐蝕；常溫下，濃硫酸可使鐵鈍化而生成保護膜。所以選擇答案C。

答案：C

［小結］本課時重點學習了硫酸的性質。硫酸是典型的強酸，稀硫酸具有酸的通性，濃硫酸具有吸水性、脫水性、強氧化性等特性。濃硫酸的強氧化性是我們本節課所學重點。

［布置作業］課本習題一、二

課后思考：組裝一套實驗裝置，驗證木炭與濃硫酸反應的產物。

●板書設計

第三節  硫酸（第一課時）

一、硫酸

（一）稀硫酸具有酸的通性

H₂SO₄====SO＋2H^＋

（二）濃硫酸的性質

1.物理性質

2.特性

（1）吸水性

（2）脫水性

（3）強氧化性

Cu+2H₂SO₄（濃）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

C+2H₂SO₄（濃）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O

H₂S+H₂SO₄（濃）====S↓+SO₂↑+2H₂O