(浙江省永嘉中学,325000)
一、教学思想学生发展核心素养是指学生应具备的、能适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。高中化学课程对学生发展核心素养的形成和发展具有不可替代的作用。高中生化学核心素养的发展离不开化学课程的实施,离不开化学知识的学习,离不开经历化学问题解决过程。核心素养培育和养成不可能一蹴而就,需要多次和反复实践,具体应该落实到化学课堂教学、相关校本课程中。
笔者选择苏教版《化学2》“二氧化硫的性质与作用”进行发展学生核心素养的教学尝试,力求在教学中发挥高中化学对学生核心素养发展的特殊作用。
二、教学目标
(1)宏观辨识与微观探析:了解SO2的物理性质;掌握SO2的化学性质;能够从化合价的角度预测、分析、解释SO2的化学性质。
(2)变化观念与平衡思想:认识到SO2转化成硫酸型酸雨需要一定的条件;认识到SO2转化成三氧化硫、亚硫酸是有一定的限度的。
(3)证据推理与模型认知:能够依据实验现象二氧化硫和氯水的性质提出可能的假设;并设计实验验证假设;能够建立假设、结论与证据之间的关系。
(4)科学探究与创新意识:能根据氯水的使石蕊试液褪色的,提出二氧化硫能否使其褪色,并设计实验方案验证;同时根据二氧化硫不能使石蕊试液褪色,提出若将氯水滴入其中,是否会褪色;设计实验,并探究其本质原因。
(5)科学精神与社会责任:了解SO2的危害与用途;认识到SO2的过量排放对环境所造成的危害;能够提出减少硫酸型酸雨的措施。
三、教学过程
环节1:探究二氧化硫的性质
【情境引入】古时用燃烧硫的方法漂白布料的图片以及报纸前后的对比。
【提问】根据前后的对比,你发现了什么?
【设计意图:发展学生核心素养的教学应以生活中原生态的问题为研究对象。本节课以学生熟悉的二氧化硫使布匹、纸张褪色为教学情境主线,一下子引起了学生的兴趣,拉近了与学生间的距离,感受到本节课所研究内容的实际价值。】
【实验1】向一只装有SO2的矿泉水瓶子中加入少量品红溶液,振荡。然后倒出一部分溶液加热,观察加热前后溶液颜色的变化。
【现象】瓶子变扁了,并且品红溶液褪色,加热后又恢复成红色。
【提问】根据这个实验,你发现了什么?
【学生】交流、讨论……
【总结】二氧化硫的漂白原理:与有色物质化合生成无色物质。
漂白原理应用:①品红溶液可用于检验SO2气体
②漂白纸浆、毛、丝、草帽等
【问题1】二氧化硫能使紫色石蕊试液褪色吗?
【学生】交流,讨论……
【实验2】向一只装有SO2的矿泉水瓶中加入少量紫色石蕊试液,振荡。观察现象。
【实验现象】只变红,不褪色
【提问】1:变红说明了什么2:不褪色又说明了什么?
【设计意图:此处设计SO2水溶性实验,通过实验生动地展示了SO2的物理性质,帮助学生通过宏观现象寻找微观解释的核心素养。此外,该石蕊试液在之后的演示实验中也有用到,实验安排连续性好。】
【设计意图:通过学生自己设计并完成实验,验证SO2是酸性氧化物的假设,并通过对CO2与水反应推理出SO2与水反应的微观表征,发展学生宏观与微观相结合的核心素养。】
【问题2】通入SO2变红后的石蕊试液加入氯水会不会褪色?
【实验3】往变红后的石蕊试液中滴加少量氯水,观察现象?
【思考1】猜测氯水不能使其褪色的原因?并说明你的理由。
【思考2】如何证实氯水与二氧化硫的水溶液发生氧化还原反应呢?
【实验4】往反应后的溶液中加入氯化钡溶液,观察有无白色沉淀产生。
【思考3】这样就能证明发生了氧化还原反应吗?
【思考4】如何证明该沉淀是亚硫酸钡还是硫酸钡?
【学生】思考并讨论
①可以往白色沉淀中加入稀盐酸,观察沉淀是否溶解?
②往氯化钡溶液中直接加入二氧化硫水溶液,观察是否有白色沉淀产生?
【实验5】①往沉淀中加入足量稀盐酸,沉淀不消失。
②往氯化钡溶液中加入二氧化硫水溶液无任何现象。
【提问】这两个实验说明什么问题?
【学生】白色沉淀是硫酸钡,说明二氧化硫与氯水发生了氧化还原反应。
【归纳总结】二氧化硫的化学性质:具有还原性
【提问】刚往氯化钡溶液中加入二氧化硫水溶液,无任何现象,为什么放置在空气中一段时间后,有白色沉淀产生?
【学生】二氧化硫额水溶液被氧气氧化。
【思考5】二氧化硫与氯化钡不能反应,请问加入什么试剂可以得到白色沉淀呢?
【学生】加入一些氧化剂,比如O2、H2O2、KMnO4……
【教师】你还有其他方法吗?
【学生】思考,讨论。加入氢氧化钠,二氧化硫与氢氧化钠产生亚硫酸钠,亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀。
【归纳总结】二氧化硫与氯化钡溶液想产生白色沉淀:
方法1:加入氧化剂。方法2:加入碱溶液。
【设计意图:通过二氧化硫的漂白性引入问题讨论,设置了两个大问题,从两个大问题中挖掘出非常多的子问题,层层深入,探究了二氧化硫的还原性,同时巩固了二氧化硫的还原性和酸性氧化物的性质。整个过程,所设计的问题,环环相扣,一步步的挖掘学生的思维,学生的思维一直是处于一个比较积极的状态,课堂气氛非常的好。并且结合实验现象,能从微观角度解释,培养了学生宏观辨识与微观探析的核心素养】
【问题3】从化合价的角度分析,SO2还具有什么性质?
【总结】二氧化硫既有氧化性又有还原性,但是以还原性为主。
环节2:探究二氧化硫的用途及对环境的影响
【用途】葡萄酒的抗氧化剂,工业制备硫酸,漂白草帽,报纸等。
【总结】二氧化硫的来源
(1)火山的爆发(2)主要来自化石燃料的燃烧
(3)含硫矿石的冶炼(4)硫酸、磷酸、纸浆生产的工业废气
2:酸雨的形成途径
环节3:学以致用,加强环保意识
【总结归纳】防治酸雨的方法
①研究开发能代替化石燃料的新能源;如氢能、太阳能、核能。
②对含硫燃料进行预先脱硫处理。
③对释放的二氧化硫进行处理或回收利用。
④大力提倡植树造林,尤其栽种吸收SO2较多的柳杉、银槐、银杏等。
⑤提高全民的环保意识,加强国际合作。
【设计意图:在学生探究完SO2形成硫酸型酸雨的机理,认识到硫酸型酸雨的严重危害后,立即讨论防治硫酸型酸雨的措施,发展了学生的科学精神与社会责任核心素养。】