对浓硫酸与稀硫酸比较的探究教学
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文章编号：1005-6629(2007)02-0037-03
中图分类号：G633．8
文献标识码：B
1 设计构想
高中化学新课程非常强调课堂教学要使学生在“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三方面得到统一和谐的发展。教学设计要以促进学生的发展为核心。紧紧围绕“三维目标”，正确处理好知识主线和能力主线的关系，使两者相得益彰；要体现以知识为载体，对学生进行能力训练，进一步提高学生的科学素养和人文素养。在教学设计中还要充分体现可行性原则、互动性原则和系统性原则。从而从真正意义上提高课堂教学的有效性。激发学生学习的兴趣，增强学生学习的主动性、自主性和创造性。
我们在教学过程中采用的主要策略是探究学习、小组合作学习和讲授法的有机统一。
(1)以探究的方式开展学习，通过创设问题情境和提供相关材料，启发学生主动思考，帮助学生形成良好的思维方式，领悟形成知识结论的科学方法和科学态度。教学中演示实验与学生自主实验相结合，坚持以学生为本，突出过程分析，即教学过程不只是关注学生掌握知识结论情况，而是更关注学生对知识形成过程的探索与理解，让学生自己去观察、比较、分析，自己去发现新知，得出结论。
(2)开展小组合作学习。合作学习发生在学习过程的始终，给学生提供更多的交流讨论的机会和空间。鼓励学生从多个角度提出问题，寻找尽可能多的答案，给予他们足够多的时间进行思考，不要过早地予以中止；给学生创造展现的机会，即让他们展现学习结果，展现能力，展现个性，让学生在得到展现的满足中认识自我、规范自我、评价自我、发展自我。
(3)教学中教师是一位协作者、帮助者和指导者，并依据反馈信息，通过启发、暗示等方法调控教学进程。
(4)在评价方式上，既关注学习结果，又关注学生在学习活动中的表现。
(5)运用多媒体技术进行教学，让各种情境、实验现象生动活泼地展现在学生面前。
2 教学过程
2．1 复习旧知引入新课
投影：硫酸的用途(实物图片)
学生：根据图片实物叙述硫酸的用途
师问：1．现有等体积的20％的稀硫酸与98．3％的浓硫酸各一瓶，请问它们在组成和物理性质上有何不同?
2．有哪些方法可区分上述两瓶硫酸?
3．稀硫酸能否变成浓硫酸?具体有哪些方法?
学生活动：(1)观察两瓶等体积的硫酸样品，比较两者的粘度，称一下两者的质量。
(2)相互间交流讨论，对上述问题尝试作出解释。
师生讨论后归纳：
2．2 对照实验体验差异
启发：既然浓硫酸与稀硫酸在组成与物理性质上有较大的差异，那么，在化学性质上是否也存在一定的差异呢?
投影：(1)分别将浓硫酸、稀硫酸滴入盛有硫酸铜晶体的试管中。
(2)用玻璃棒将浓硫酸、稀硫酸分别点在蓝色石蕊试纸和火柴梗上，观察实验现象，并分析其原因。
学生活动：同学两人一组。按上述要求完成实验。教师巡视，对有困难的同学给予指导帮助。
师问：哪一组同学来汇报实验现象，并作出解释?
学生：在硫酸铜晶体中加入稀硫酸，硫酸铜溶解，溶液呈蓝色；加浓硫酸的晶体由蓝色变为白色。这是由于浓硫酸具有吸水性之故。蓝色石蕊试纸遇稀硫酸显红色，遇浓硫酸变黑；火柴梗遇浓硫酸变黑。这是由于浓硫酸具有脱水性。
追问：浓硫酸的吸水性与脱水性有何本质区别?
学生：略
讲述2002年大学生用浓硫酸伤熊事件，强调浓硫酸的腐蚀性。
投影：(二)浓硫酸的特性
1．吸水性：吸收水分子的性质。
2．脱水性：被脱水物没有现成的水分子，而是将被脱水物中的氢氧元素按水的组成比脱去。
2．3 引导探究提升素养
提出问题：较活泼的金属如Al、Zn、Fe等与稀硫酸作用会产生H2，若将稀硫酸换成浓硫酸将又怎样?也就是说浓硫酸是否有氧化性?
猜想与假设：(1)若硫酸中的氢元素得电子应有H2产生；若硫酸中的硫元素得电子，可能生成SO2、S或硫化物等。
(2)铝与氧反应成为氧化铝，再与硫酸反应生成硫酸铝。
投影：(1)将长约25cm的铝片一端先在浓NaOH溶液中浸一会儿，取出用蒸馏水冲洗，再插入盛有浓硫酸的试管中，观察现象，并作出解释。
学生活动：实验，观察现象，尝试解释。
学生1：无现象，Al与浓硫酸不反应。
学生2：可能发生了化学反应，只不过现象不明显。
查阅教材：常温下，铝与浓硫酸作用首先形成致密的Al2O3薄膜，阻止Al与浓硫酸继续反应，这种现象叫钝化。
讨论：根据氧化还原反应原理，分析金属铝与浓硫酸反应的得失电子情况。
结论：常温下铝、铁遇浓硫酸会发生钝化，用它们做的容器可贮运浓硫酸；钝化是一种化学变化；在加热条件下铝、铁均可与浓硫酸发生化学反应；反应中浓硫酸中的+6价S得电子，显示氧化性。
提问：浓硫酸的氧化性强弱如何?其还原产物又是什么呢?
引导学生分析推理，并由此设计实验方案：(选择还原性较弱的金属铜)
(1)分析可能的还原产物和氧化产物：H2SO4S02、S或硫化物；CuCuOCuSO4。
(2)根据反应物、反应的条件及可能的产物选取发生装置、判断可能的实验现象、还原产物的检验和如何防止可能的还原产物对环境的影响。
学生分组实验：2人一组，按讨论得到的实验方案完成Cu与浓硫酸反应的实验，允许有其它不同的实验方案并存。观察实验现象，相互交流并得出结论。
小组汇报：(1)常温下无明显现象，加热后能反应
(2)铜片表面有黑色物质出现(可能是什么物质，能否用简单的实验加以验证?)
(3)试管内有酸雾产生(新问题：这又是怎样产生的?)
(4)品红溶液褪色(新问题：是什么物质?是什么元素得电子?)
(5)上层溶液加到水中变蓝色
(6)底部有白色晶体生成(新问题：这是什么物质?如何证明是无水硫酸铜呢?既然有水生成。为什么硫酸铜不变蓝?浓硫酸的吸水性与无水硫酸铜比较怎样?)
讨论：(1)整个过程中发生了什么反应?化学反应应如何表示?浓硫酸显示了什么性质?
(2)若铜过量，硫酸是否会被完全消耗?
结论： (1)浓H2SO4具有强氧化性。加热时能
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与绝大多数金属反应(Pt、Au除外)，一般还原产物为SO2，常温时Al、Fe遇浓H2SO4会产生钝化。
氧化性：浓H2SO4>稀H2sO4。
2．4 联系实际综合创新
讲述：浓硫酸除了与金属单质反应外，在加热条件下能与非金属单质如C、S等发生氧化还原反应。如：C+2H2sO4 CO2 +2SO2 +2H2O演示：按下图要求完成实验，要求学生仔细观察实验现象，并作出解释。
交流讨论：(1)装置A、B、C、D、E中各有什么现象?并说出B、C、D、E中各试剂的作用。什么现象能说明产生的混合气体中含有CO2?
(2)蔗糖与浓硫酸混合后，形成疏松多孔的海绵状的炭，同时可闻到刺激性气味，请问原因是什么?整个过程中浓硫酸显示了哪些性质?
(3)请用化学方程式表示A中发生的化学反应。
(41若只用A、C、E能否同样能证明它们反应的产物?请说明理由。
学生分析讨论略。
小结：浓硫酸具有强氧化性，除了能与金属单质反应外，还能将非金属单质(如C、S等)、某些化合物(如S2-、I-、Br-等)氧化。
2．5依据规律系统整合
讲述：今天，我们用两类不同的还原剂验证了浓硫酸的强氧化性。请大家依据性质与用途的相互关系，构思这一节课的主要内容。
投影：(见右图)
作业：(1)基础性习题略
(2)研究性学习小课题
实验步骤：在一大试管中加入少量的NaBr固体，再加入约3mL CCl4，然后加入约2mL的浓硫酸，并在试管口放置湿润的品红试纸，观察实验现象。请查阅有关资料后，结合实验现象解释下列问题。
①解释试管口形成白雾的原因。CCl4的作用是什么?使湿润的品红试纸褪色的原因是什么?
②请写出可能发生的化学反应方程式，并指出浓硫酸显示了哪些性质。
③浓硫酸能否用来干燥HCl、H2s、HI、HBr等气体?
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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