示范教案一(6.3硫酸)

●教学目标

1.复习硫酸酸性，学习并掌握浓硫酸吸水性、脱水性，浓硫酸的氧化性。

2.学会检验SO的原理和方法。

3.培养学生的探索精神、动手能力、思维能力和创造能力。

●教学重点

浓H₂SO₄的性质和SO的检验

●教学难点

浓H₂SO₄的强氧化性

●课时安排

2课时

●教学方法

启发、探究、实验、对比

●教学用具

投影仪、试管、胶头滴管、铁架台、双孔橡皮塞及导气管、酒精灯、砂纸、玻璃棒、大烧杯、胆矾、浓硫酸、纸屑、木条、棉花、铜片、细铜丝、品红溶液、石蕊试液、氢氧化钠溶液、铝条、硫酸铜溶液、蔗糖、蒸馏水、浓盐酸、稀盐酸、稀硫酸、硫酸钠溶液、氯化钡溶液、碳酸钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硝酸

●教学过程

第一课时

［引言］“会当凌绝顶，一览众山小”。让我们攀越硫的最高山峰，去领略它特别的风光。（意指浓硫酸的特性）

［说明］以上物质化学式书写要大，弯箭头和化合价要醒目，可用不同颜色，充分体现层次感，可借投影展出。

［板书］第三节  硫酸（第一课时）

一、硫酸

［师］我们在初中学习化学时学过硫酸的性质，这节课我们将作进一步研究。

请大家分述以下投影实验的实验现象，并写出有关反应的离子方程式。

［投影展示］

［学生回答，请一位同学上黑板写出相关的离子方程式或投影展出］

［投影］有关反应的离子方程式：

Ｚn＋2H^＋====Ｚn^2＋＋H₂↑

Fe₂O₃＋6H^＋====2Fe^3＋＋3H₂O

OH^－＋H^＋====H₂O

Ba^2＋＋SO====BaSO₄↓

［归纳］以上实验验证了稀硫酸五个方面的性质，即酸的通性。

［板书］（一）稀硫酸具有酸的通性

［提问］为何稀硫酸具有这些性质呢?

［回答］硫酸之所以有酸的通性，是因为硫酸在水溶液中电离出的阳离子全部是H⁺。

［板书］H₂SO₄====2H^＋＋SO

［过渡］硫酸的浓度不同，会不会引起性质上的差异？稀硫酸主要体现酸的通性，那么浓硫酸呢？

［板书］（二）浓硫酸的性质

［师］请大家阅读课本上浓硫酸的物理性质，并总结。

［板书］1.物理性质

［投影］浓硫酸是一种无色油状液体。98.3%的浓硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，密度大，极易溶于水，能以任意比与水混溶，溶解时放出大量热，因此稀释浓硫酸时，一定要注意操作规程。

［讨论］现有失去标签的浓硫酸、浓盐酸各一瓶（瓶相同，酸体积相同），不用化学方法如何鉴别?根据是什么?

［引导］注意观察、对比。

［生甲］用天平称量两个瓶子，重者为浓硫酸，因为浓硫酸的密度比浓盐酸大。

［生乙］拿起试剂瓶摇晃、观察，呈粘稠油状者为浓硫酸，因为浓硫酸是一种粘稠油状液体。

［生丙］打开瓶塞观察，瓶口无酸雾者是浓硫酸，因为浓硫酸的沸点高、难挥发。

［生丁］打开瓶塞，过一段时间后称量，增重者为浓硫酸，减轻者为浓盐酸，因为浓硫酸难挥发且吸水，而浓盐酸易挥发。

［设问］当SO₂、CO₂、Cl₂、H₂等气体中含有水蒸气而要干燥的时候，我们自然会想到浓硫酸。这说明浓硫酸有什么特性？

［生］吸水性。

［板书］2.特性

（1）吸水性

［师］浓H₂SO₄的吸水性我们也可用以下实验证明。

［学生实验］按小组进行。在试管中放少量胆矾，并滴加少量浓H₂SO₄，振荡。观察固体和溶液的颜色。

［提问］描述实验现象：固体由蓝变白，溶液仍无色。

［设疑］白色固体为何物?胆矾失去的结晶水是否成为溶剂?溶液为何不变蓝?

［讲解］白色固体为无水硫酸铜，由胆矾失去结晶水而来。失去的结晶水分子与硫酸分子结合，生成了稳定的硫酸水合物，并未成溶剂，所以溶液仍无色。

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

［演示实验6―3］浓H₂SO₄与棉花、纸屑、木条的作用。

［问］三支试管中的物质各有什么变化？

［生］三种物质最后都变黑。

［问］黑色物质是什么？体现了浓H₂SO₄的什么性质？

［生］黑色物质为炭，浓硫酸使它们逐渐变黑的现象称为“炭化”。这是浓H₂SO₄脱水性的体现。

［板书］（2）脱水性

［设问］吸水性和脱水性有何区别？

［讲解］吸水是指吸收物质中本来就有的湿存水（或水蒸气），脱水是指将化合物（主要是有机物）分子中的氢、氧两种元素按原子个数比2∶1（即按水的组成比例）脱去。浓硫酸的腐蚀性就缘于它的脱水性。

［演示］实验6―4，蔗糖与浓H₂SO₄的反应。将预先称量的20 g蔗糖放入100 mL烧杯中，加几滴水搅拌均匀，再加入15 mL浓H₂SO₄，用玻璃棒迅速搅拌。观察物质颜色、体积的变化，闻气味并抚摸烧杯外壁。

［现象］蔗糖由白变黑，体积膨胀，呈疏松海绵状，有刺激性气味气体生成，放出大量的热。

［设疑］蔗糖分子式为C₁₂H₂₂O₁₁，是有机物。请大家根据现象分析，该实验体现了浓H₂SO₄的哪些性质?

［分析］蔗糖为含C、H、O元素的有机物，遇浓H₂SO₄会炭化，体现浓H₂SO₄的脱水性。反应为C₁₂H₂₂O₁₁12C＋11H₂O。黑色物质体积膨胀为疏松多孔状，说明有气体产生，那么气体是哪一种，如何形成的?

［过渡］要知道答案，必须学习硫酸的另一个重要特性――强氧化性。

［板书］（3）强氧化性

［设问］我们在学习酸的通性时知道，活泼金属可与酸反应生成H₂，稀H₂SO₄具有酸的通性，稀H₂SO₄能否和铜反应？为什么？

［生］不能。因为在金属活动顺序表中，铜排在氢的后面，不能置换出稀H₂SO₄中的氢。

［追问］那么，浓H₂SO₄能否与铜反应呢？

［演示］浓硫酸与铜的反应。如右图，反应之后，将试管里的混合液倒入盛少量水的小烧杯中，观察溶液颜色。

［提问］请描述实验现象。

［回答］未加热时，无明显现象。当加热时，液体变黑，产生无色气体，气体能使品红溶液褪色并使石蕊溶液变红。小烧杯中的溶液呈蓝色。

［讨论］铜与浓硫酸反应需什么条件?据实验现象推测反应生成物，注意试管Ⅱ口部棉团的作用，试写出反应方程式。

［分析］加热条件下，铜可与浓硫酸反应，产生的气体能使品红溶液褪色，使紫色石蕊溶液变红，说明是二氧化硫。反应后被稀释的液体呈蓝色，说明生成了CuSO₄。由于SO₂是有毒气体，所以少量尾气用浸有碱液的棉团处理，以防污染空气。反应方程式为：

［板书］Cu＋2H₂SO₄（浓）CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O

［设疑］（投影）上述反应中：

①氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物各是何物?

②反应物的物质的量之比，还原剂与氧化剂物质的量之比各为多少?

③浓硫酸在反应中的作用是什么?

［分析］

Cu为还原剂，氧化产物为CuSO₄，浓H₂SO₄是氧化剂，还原产物为SO₂。反应物的物质的量之比为1∶2，而还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1，说明浓H₂SO₄一方面表现出氧化性同时又和金属元素结合成盐表现出酸性。

［问题探究］上述反应中浓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?两者相比有何差别?举例说明。

［教师引导］注意其元素化合价的变化。

［生］浓硫酸的氧化性由其分子中（最高价）引起。稀硫酸也有氧化性，如Ｚn＋2H^＋====Ｚn^2＋＋H₂↑，由H^＋表现，而Cu＋H₂SO₄（稀）不反应。可见，H^＋的氧化性比的氧化性弱且还原产物不同。

［设问］铜在金属活动性顺序表中位于氢之后，而能被浓H₂SO₄氧化，那么在氢之前的金属是否更容易被其氧化呢?

［生］肯定是！

［展示铝条，做下面的实验］

［补充演示］铝和浓H₂SO₄的作用。设计如下：①将一根随时处理完氧化膜的铝条迅速置于盛饱和CuSO₄溶液的试管中，过一会儿取出。（可用热NaOH溶液处理氧化膜，整个过程要迅速，以防铝再被氧化）

［分析］铝条表面覆盖红色金属铜：2Al＋3Cu^2＋====2Al^3＋＋3Cu②把铝条表面的铜用砂纸打掉洗净后，将其插入盛浓H₂SO₄的试管中，1～2分钟后取出。

［分析］洁净铝条置于浓H₂SO₄中无明显现象，难道不反应吗?

③把②中的铝条放入饱和CuSO₄溶液中，过一会儿取出。

［分析］铝条表面无红色物质析出。①③对比，现象不同，那么在②中一定发生了某种反应。

［阅读］P₁₃₁倒数第二自然段。

［讲解］由于浓H₂SO₄有强氧化性，可使某些金属如Fe、Al等表面因氧化生成一层致密的氧化膜，阻止内部金属继续跟浓H₂SO₄反应，这种现象称为“钝化”。正因为如此，常温时，常把浓H₂SO₄存放在铁质、铝质容器里。但若加热，则会反应。

④把③中铝条取出，置于浓H₂SO₄中，加热，观察。

［小结］a.加热条件下，浓H₂SO₄可氧化绝大多数金属（Au、Pt等除外），但不产生H₂。

［说明］H之前金属与浓H₂SO₄反应，产物复杂，大纲不作要求，但要注意反应不

产生H₂。浓H₂SO₄与不活泼金属反应，一般被还原为SO₂。

b.常温下，浓H₂SO₄可使Fe、Al钝化。

［强调］“钝化”并非不反应，是因氧化而钝化。

c.浓H₂SO₄与金属反应表现酸性和氧化性。

［过渡］浓H₂SO₄的氧化性之强还体现在能跟一些非金属单质发生反应。

［板书］C＋2H₂SO₄（浓）CO₂↑＋2SO₂↑＋2H₂O

［问题探究］根据浓H₂SO₄的脱水性和强氧化性，解释蔗糖炭化后，能够体积膨胀、形成疏松多孔的海绵状炭及有刺激性气味气体产生的原因。

［学生分组讨论后自愿回答］

［生］在蔗糖内加入了几滴水，浓硫酸遇水放出大量的热，此时，蔗糖被浓硫酸炭化，反应生成的炭又继续和浓H₂SO₄发生氧化还原反应，产生有刺激性气味的SO₂气体，同时生成CO₂，从而会出现体积膨胀、疏松多孔海绵状炭并伴有刺激性气味。

［师］以上现象是浓H₂SO₄吸水性、脱水性、强氧化性的共同体现。

［问题探究］我们在前面对H₂S的学习中，知道H₂S具有较强的还原性，那么，它能否和浓H₂SO₄反应？若反应，生成什么？

［学生回答，教师板书］H₂S+H₂SO₄（浓）====S↓+SO₂↑+2H₂O

［参考练习］（投影）

1.下列现象反映了硫酸的哪些主要性质（填空）：

（1）浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。_____________

（2）敞口放置浓硫酸时，质量增加。_____________

（3）锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。_____________

（4）把铜片放入浓硫酸里加热，有气体产生。_____________

（5）利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。_____________

（6）浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。_____________

（7）利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H₂S气体。_____________

答案：脱水性  吸水性  酸性  酸性和强氧化性  难挥发性  强氧化性  强酸性

2.常温下，下列物质可盛放在铁制容器中的是

A.盐酸                                                         B.稀硫酸  

C.浓硫酸                                                      D.硫酸铜溶液

解析：此题考查有关物质的性质及反应。盐酸、稀硫酸与铁发生反应：Fe＋2H^＋====Fe^2＋＋H₂↑，铁被腐蚀；硫酸铜溶液可与铁发生反应：Cu^2＋＋Fe====Cu＋Fe^2＋，铁被腐蚀；常温下，浓硫酸可使铁钝化而生成保护膜。所以选择答案C。

答案：C

［小结］本课时重点学习了硫酸的性质。硫酸是典型的强酸，稀硫酸具有酸的通性，浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性等特性。浓硫酸的强氧化性是我们本节课所学重点。

［布置作业］课本习题一、二

课后思考：组装一套实验装置，验证木炭与浓硫酸反应的产物。

●板书设计

第三节  硫酸（第一课时）

一、硫酸

（一）稀硫酸具有酸的通性

H₂SO₄====SO＋2H^＋

（二）浓硫酸的性质

1.物理性质

2.特性

（1）吸水性

（2）脱水性

（3）强氧化性

Cu+2H₂SO₄（浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

C+2H₂SO₄（浓）CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O

H₂S+H₂SO₄（浓）====S↓+SO₂↑+2H₂O