“二氧化硫的性质” 教学设计
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摘要：从学生熟悉的空气质量指标切入，“走近”二氧化硫，“初识”二氧化硫，进而通过系列实验设计，系统、全面、深刻地揭示二氧化硫的酸性、还原性、漂白性，完整地构建二氧化硫性质的知识网络。
关键词：二氧化硫；酸性；还原性；漂白性
文章编号： 1005–6629(2012)5–0041–03 中图分类号： G633.8 文献标识码： B
1 背景分析
二氧化硫的含量是空气质量的重要指标之一。二氧化硫与人类健康和生存环境休戚相关。酸性、还原性、漂白性是二氧化硫基本的和突出的化学性质。笔者构想从学生熟悉的空气质量指标切入，“走近”二氧化硫，“初识”二氧化硫，进而通过系列实验设计，系统、全面、深刻地揭示二氧化硫的化学性质，完整地构建二氧化硫性质的知识网络。以下是这一构想的教学实践。
2 教学目标
（1）从生活经验初步体悟二氧化硫的水溶性、酸性和刺激性。
（2）通过二氧化硫与水的反应，认识可逆反应；由亚硫酸的不完全电离和分步电离，理解二氧化硫水溶液中的组成微粒和微粒大小顺序。
（3）通过设计和实施探究性和对比性实验，认识二氧化硫的酸性、还原性和漂白性。促进观察、分析、概括等能力的发展。
3 教学过程
3.1 “走近”二氧化硫
[情境导入] 2011年12月19日~2011年12月29日“上海市空气质量日报”表格和变化图。（表、图略）
[教师提问]空气中的二氧化硫有什么危害？
[学生观察并回答] 二氧化硫有毒、有刺激性；二氧化硫是酸雨的主要成因。
[教师分析]酸雨的主要成因是二氧化硫，二氧化硫上升到空中，与水汽结合生成亚硫酸SO2+H2O= H2SO3，随着雨水降落到地面。
[问题讨论]某校化学兴趣小组的同学采集酸雨样品，每隔一定时间测定其pH，得到下列数据：
采集到的酸雨放置一段时间后，pH发生变化的主要原因是什么？
[学生思考并回答]亚硫酸H2SO3被空气中的氧气氧化，生成硫酸。
[师生总结] 亚硫酸是较弱的酸，不完全电离，而硫酸是强酸，完全电离，亚硫酸被氧化成硫酸后，溶液酸性增强，pH变小，当亚硫酸完全转化为硫酸后，pH保持恒定。
[师生归纳]二氧化硫是酸雨的主要成因；二氧化硫与水结合生成亚硫酸：SO2+H2O=H2SO3；亚硫酸易被空气中的氧气氧化，生成硫酸：2SO2+2H2O+O2=2H2SO4
设计意图：从学生的生活经验和知识经验出发，“走近”二氧化硫，“初识”二氧化硫，为后续深入探究作好铺垫。
3.2 二氧化硫的性质
3.2.1 物理性质
[呈现资料]二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体，有毒、易液化（mp：-10℃），易溶于水（1体积水溶解40体积二氧化硫），密度比空气大。
3.2.2 化学性质
（1）二氧化硫的酸性
[实验1] 将几滴紫色石蕊试液滴加到SO2水溶液（约2 mL）中，观察现象。（溶液显红色）
[教师]写出SO2与水反应的化学方程式以及亚硫酸的电离方程式。
[学生尝试] SO2+H2O H2SO3；
H2SO3 HSO3-+H+，HSO3- SO32-+H+
[教师讲解] SO2与水反应生成H2SO3不稳定，同时分解为SO2和H2O，像这种在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫做可逆反应。
H2SO3作为二元弱酸，酸性主要取决于其第一步电离，第二步电离更加微弱。因此，SO2水溶液中，分子有：SO2、H2SO3、H2O；离子有：H+、HSO3-、SO32-、OH-（极少）；且：H+＞HSO3-＞ SO32-＞OH-（极少）
设计意图：从二氧化硫与水的反应感悟并初步建立可逆反应概念。由亚硫酸的不完全电离和分步电离，理解溶液中的组成微粒和微粒大小顺序。
[实验2] 步骤及现象
[教师]写出以上实验步骤中发生反应的化学方程式及离子方程式。
[学生尝试] SO2+Ba(OH)2=BaSO3+H2O
SO2+Ba2++2OH-=BaSO3+H2O
BaSO3+2H+=Ba2++SO2+H2O
[教师强调]步骤②表明，BaSO3不溶于水，但溶于稀盐酸。
[实验3] 步骤及现象
[教师设问]为什么步骤①中没有生成沉淀？
[学生回答]二氧化硫水溶液与氯化钡不反应。
[教师追问]如果二氧化硫水溶液与氯化钡反应生成了亚硫酸钡，反应方程式如何表示？
[学生尝试] SO2+H2O+BaCl2=BaSO3+2HCl
[教师强调]我们知道，BaSO3不溶于水，但溶于稀盐酸。所以，该反应不能发生。
[教师设问]为什么步骤②中出现了大量白色沉淀？请写出发生反应的化学方程式及离子方程式。
[学生尝试] SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
Na2SO3+BaCl2=BaSO3+2NaCl
SO2+2OH-=SO32-+H2O
SO32-+Ba2+=BaSO3
[教师讲解]在二氧化硫水溶液中，亚硫酸根是亚硫酸第二步电离产生的，其浓度很低，不足以与钡离子结合成亚硫酸钡沉淀。在二氧化硫水溶液中加入氢氧化钠后，生成了大量的亚硫酸根，然后亚硫酸根与钡离子结合成亚硫酸钡沉淀。
设计意图：实验2和实验3是一组对比实验。实验和教师的分析，旨在让学生感悟到亚硫酸根与钡离子浓度都足够大时，才能结合成亚硫酸钡沉淀；二氧化硫水溶液中亚硫酸根浓度很低，加入碱后，可生成大量的亚硫酸根。
（2）二氧化硫的还原性
[实验4] 步骤及现象
[教师设问] 为什么放置一定时间的二氧化硫水溶液中滴加氯化钡后出现了浑浊？生成了什么沉淀？
[学生思考、联想]二氧化硫水溶液放置一定时间后，有少部分被氧化生成了硫酸，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。
[教师]写出生成硫酸钡沉淀的有关反应化学方程式及离子方程式。
[学生尝试] 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
2SO2+O2+2H2O=4H++2SO42-
SO42-+Ba2+=BaSO4
[教师设问]在实验室里，还有哪些氧化剂可能把二氧化硫水溶液氧化生成硫酸？
[学生思考、交流]高锰酸钾溶液、双氧水、氯水、漂液……。
[实验5] 步骤及现象
[教师] 写出以上系列实验中二氧化硫水溶液被氧化生成硫酸的离子方程式。
[学生尝试]
5SO2+2H2O+2MnO4-=4H++5SO42-+2Mn2+
SO2+ClO-+H2O=SO42-+Cl-+2H+
SO2+H2O2=SO42-+2H+
SO2+X2+2H2O=4H++SO42-+2X-（X=Cl、Br、I）
SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
[师生归纳]二氧化硫水溶液能被O2、KMnO4、NaClO、H2O2、Cl2、Br2、I2、FeCl3等很多氧化剂氧化为硫酸。
设计意图：实验4和实验3也是一组对比实验，旨在让学生体会到二氧化硫水溶液易被氧化，“暗示”二氧化硫的还原性。实验5进一步强化二氧化硫的还原性，同时丰富对物质氧化还原性的认识，巩固离子方程式的书写和氧化还原反应方程式配平技能。
（3）二氧化硫的漂白性
[教师]在实验1里，将几滴紫色石蕊试液滴加到SO2水溶液中，溶液变红色。品红也是一种常见的酸碱指示剂，若将几滴品红试液滴加到SO2水溶液中，颜色会发生怎样的变化？
[实验6]步骤及现象
[教师讲解]二氧化硫能与品红生成不稳定的无色物质，故能漂白品红。但这种无色物质容易分解，而又恢复原来的红色。
[实验7]用胶头滴管将SO2水溶液逐滴滴入含酚酞的氢氧化钠溶液中，至红色完全褪去。
[教师设问]红色褪去的原因可能是什么？如何验证红色褪去的原因？
[学生思考、讨论]红色褪去的原因可能有（1）H2SO3中和NaOH，溶液呈中性；（2）SO2起漂白作用使酚酞褪色；可向褪色后的溶液中再滴加少量NaOH溶液，若又显红色，则是原因（1）；若不再显红色，则是原因（2）。
[实验8]向实验7所得溶液中继续滴加氢氧化钠溶液（溶液又显红色）。
[教师归纳]以上实验表明，二氧化硫能使品红漂白但不能使显色后的石蕊和酚酞漂白。可见二氧化硫的漂白有很强的选择性。
[资料卡片]工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辨等。二氧化硫的漂白作用是由于它能跟某些有色物质生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色，因此用二氧化硫漂白过的草帽辨日久又变成黄色。此外，二氧化硫还用于杀菌消毒等。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法商贩非法用来加工食品，以使食品增白等。食用这类食品，对人体的肝、肾脏等有严重损害，并有致癌作用。
[图片呈现]葡萄酒标识“微量二氧化硫”作防腐剂；用硫磺“薰蒸”银耳。
设计意图：实验6揭示二氧化硫的漂白性及其特点。实验7的探究和实验8的验证，同时与实验6也构成对比，旨在突出二氧化硫漂白的选择性。“资料卡片”意在培养学生正确的和全面的化学观。
[师生归纳] SO2的主要化学性质
①具有酸性氧化物的通性；②具有还原性；③具有漂白性
4 评价反思
（1）本课以二氧化硫水溶液代替二氧化硫气体，使得实验操作变得简便易行，同时也最大限度地减少了二氧化硫对健康和环境的危害。
（2）从学科逻辑的角度来看，二氧化硫水溶液的性质不完全等同于二氧化硫的性质。但以二氧化硫水溶液为载体认识二氧化硫的性质还是合适的、科学的。
（3）重视通过实验手段感知二氧化硫的化学性质，突出实验的系列性、对比性和探究性，重视氧化还原反应和离子反应概念对元素化合物学习的指导作用以及在元素化合物的学习中巩固、应用化学用语，是本教学实践的重要特点。
（4）“教学不仅仅是一种告诉、传授，还应当引导学生去经历、去体验、去感悟、去发现。”[1]本课正是努力践行这样的追求。
参考文献：
[1]曹培英.教学反思的涵义、分类与内容 [J].小学教学研究，2010，（12）：4~6.