《硫酸的氧化性》探究式教学设计

《普通高中化学课程标准》强调改变学生的学习方式，提倡开展以探究式学习为核心的多样化学习。实践证明，学生学习方式的改变不仅使学生在知识技能方面保持原有的优势，而且使学生在分析问题、解决问题及动手、动脑的实践能力方面都有不同程度的提高。化学的学科特点就是以实验为基础，这为探究式学习的实施提供了良好的造作平台。而化学教师则成了学生探究活动的参与者、材料的呈现者、学习动机的激励者和学习效果的赏析者。

　　一、设计思路

　　硫酸是重要的化工产品，是一个国家工业发展的标志，在生产、生活、医药、农业、国防等诸多领域有极其广泛的用途。利用这些丰富的内容创设学习情景，激发学生学习的兴趣。在本节课教学过程中，以浓硫酸与铜的反应为线索，让学生了解浓硫酸的强氧化性。以浓硫酸与碳反应为载体，充分　　利用实验探究这一认识和研究物质的方法，引导学生探究检验气体产物的方法。同时指导学生通过查阅资料来收集硫酸应用的信息，初步掌握查阅资料的途径和技能。

　　二、教学目标

　　1、知识与技能

　　使学生掌握浓硫酸的强氧化性

　　2、过程与方法

　　通过经历实验探究和问题讨论的过程，了解利用实验探究化学物质的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力。

　　3、情感态度与价值观

　　激发学生学习化学的兴趣，使其乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛与喜悦，感悟科学研究的魅力，享受化学世界的奇妙与和谐。
 
　　三、探究内容与方法

　　探究内容：浓硫酸与铜反应的产物、反应原理。浓硫酸与碳反应产物检验方案。

　　探究方法：提出问题后，学生讨论、研究、解疑、实践、从探索中找到科学的方法和结论。

　　四、教学设计

　　〖新课引入〗上节课我们介绍了硫酸，知道浓度对硫酸的性质有很大的影响，稀硫酸有酸的通性，浓硫酸有三大特性。请同学们思考下面实验表现了浓硫酸什么性质。
                   
　　（图1）在100毫升左右大试管内注入约15毫升的浓硫酸，插入装有2－3毫升饱和硝酸钾溶液的小试管，用橡皮塞塞紧大试管管口，静置约10分钟，可看到饱和硝酸钾溶液中有针状硝酸钾晶体析出。

　　（图2）用小刀切一块富含水份的瓜果（萝卜、梨、苹果等）块，在天平上称量其质量，用塑料绳固定，放入盛有10～20毫升浓硫酸的试剂瓶中，使瓜果块悬于距浓硫酸液面1～1.5厘米上方，塞上橡皮塞使试剂瓶密封，静置约20分钟，瓜果块有些萎缩，此瓜块取出在天平上称量，其质量明显减少。

　　（图3）将木条插入浓硫酸中，木条迅速变黑。

　　浓硫酸除了吸水性和脱水性，还有什么特性？

　　〖学生思考、回答〗强氧化性

　　〖教师引导〗今天我们来领略浓硫酸的强氧化性。

　　〖实验〗将Cu放入冷的浓硫酸中，观察

　　〖学生观察〗没有明显现象

　　〖学生质疑〗加热以后呢？

　　〖教师引导〗加热以后的确可以反应，并且可以产生气泡，为了研究反应的原理，我们应该怎样操作呢？

　　〖学生思考〗应该收集产物并分析验证。

　　〖教师指导〗大家自己设计出收集并验证气体产物的方案。

　　〖学生活动〗推测产生气体可能是H2或SO2，并分别设计实验验证。验证SO2主要有两套方案，通入品红或通入石蕊试液。

　　〖教师引导〗同学们看教材上的实验装置，注意到盛品红或石蕊试液的试管口处有一团棉花，这是起什么作用的呢？

　　〖学生思考、回答〗吸收SO2。

　　〖教师讲授〗实验结束后，试管中有白色物质生成，将上层液体倒出，冷却后稀释，白色物质溶解并生成蓝色溶液。请大家思考，白色物质是什么，蓝色溶液又是何物质？说明了什么问题？

　　〖学生讨论〗白色物质应该是无水硫酸铜，说明浓硫酸的吸水性比无水硫酸铜的吸水性强，蓝色溶液是硫酸铜的水溶液，说明Cu被氧化成了CuSO4。

　　〖教师引导〗根据试管中和品红（石蕊）溶液中的现象，试着写出Cu与浓硫酸反应的化学方程式。

　　〖板书〗浓硫酸的强氧化性浓硫酸与铜反应Cu＋2H2SO4(浓)  CuSO4＋SO2↑＋2H2O

　　〖教师引导〗用双线桥表示电子转移方向和数目。找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。根据方程式判断浓硫酸表现的性质。

　　〖学生活动〗画双线桥

　　〖问题创设〗经过多次实验，教材上这套实验装置存在两个主要的缺点，一是铜片加入之后反应就难以控制，即使撤下酒精灯，试管个很热反应不能立即停下。二是在热的体系中产生的SO2直接通入品红，很难褪色。请同学们动脑思考，将装置进行改进。

　　〖学生活动〗学生思考讨论。

　　〖教师评价〗根据同学们的方案可以将铜片换成铜丝，这样可以及时控制反应。还可以给气体加上冷却装置。

　　〖教师质疑〗Cu是排在H以后的金属，可以被浓硫酸氧化，那么活泼金属是否一定能与浓硫酸反应呢？实际生产中是用铝槽车来运输浓硫酸，是因为浓硫酸与铝不反应呢，还是车内经过什么特殊处理了呢？

　　〖探究实验〗取甲、乙两只烧杯，分别加入CuSO4溶液和浓硫酸，另取两条一样的铝片A、B，去掉氧化膜，将A插入CuSO4溶液中，将B插入浓硫酸，观察现象。将B从浓硫酸中取出，擦干后也插入CuSO4溶液，仔细观察。

　　〖问题探究〗以上实验能否说明CuSO4的氧化性比浓硫酸强。B插入浓硫酸没现象，后又插如CuSO4溶液也不析出Cu，能说明什么问题？

　　〖教师讲解〗钝化：Fe、AL等金属遇到冷的浓硫酸发生钝化，在金属表面形成一层致密的氧化膜。

　　〖过度〗浓硫酸不仅可以氧化大多数金属，还可以氧化非金属。

　　〖板书〗C＋2H2SO4（浓） CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

　　〖教师引导〗浓硫酸在这个反应中起什么作用？与铜对比？
            　　　　　根据反应物特点与反应条件，应选用哪种反应装置？
           　　　　　 若要逐一检验出三种气体产物，应选用哪些试剂？画出装置图，有没有固定的顺序？

　　〖综合探究〗组装仪器，选择试剂，分析现象，归纳总结。

　　五、作业设计（略）

　　六、后记

　　实践探究性教学就是要使每一个学生的潜能得以发挥，培养学生的创新意识和实践能力，成为具有自信、自强、自我发展和具有实践能力的创新型人才，让每个学生都获得科学探究的体验，掌握科学探究的方法，从而获得成功。因此，我们要努力挖掘化学教学中赋有启发性、探索性的内容，为学生探究和创新提供广阔的活动空间和思维空间，使学生充分体验探究过程中的乐趣。这是我们实施探究性实验教学的目的，也是素质教育所追求的目标。