二氧化硫化学式(6篇)
二氧化硫化学式篇1
关键词:问题;导学案;教学案例;硫的氧化物
文章编号:1008-0546(2016)11-0056-04中图分类号:G633.8文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.018
目前很多教师在编制导学案的过程中出现了较多的误区。如导学案面面俱到、冲淡教学重难点[1]。甚至一些教学过程中的“问题支架”也一并出现在导学案中。课堂教学一直处于一种流变生成的状态,不同学生、不同环境、不同教师等因素都将影响课堂的实际教学。而“问题支架”作为预设问题直接出现在导学案中,忽视了这些因素对课堂的教学影响。问题支架的过早出现,会使教师在课堂中的“引导者”“组织者”成为“多余者”,教师的教学过程模式化;同时也使学生思维限定在问题预设范围内,使学生思维训练的宽度、深度和强度难以达到较高水平,难以全面提高学生的化学素养和创新能力。
“最近发展区”理论指出,教学的着眼点应是在学生已解决问题的基础上提出新的问题,学生通过解决难度螺旋上升的问题,超越现有知识和技能发展水平[2]。因此,准确把握学生已解决的问题,设置难度适宜的问题支架,成为教师在备课过程中的思考重点。
导学案最大的优点是充分体现学生自主学习的优点。导学案不合理编制的最大缺点是限定和固化了学生思维。鉴于此,笔者在对“硫的氧化物”进行教学设计时,采取以“解决核心问题”为引领的教学模式,将学案细化分为课前自主学习学案和课堂自主探究学案两个部分,利用学生课前自主学习过程中提出的问题,将问题进行优化重组,从而引领课堂教学。
一、教材分析
“硫的氧化物”是人教版《化学1》第四章“非金属及其化合物”第三节“硫和氮的氧化物”的第一课时内容,是中学阶段学习非金属氧化物性质的重点内容。这章内容,教科书从空气质量日报引出环境问题,最后落实到二氧化硫和二氧化氮对环境的污染,对工农业生产带来的危害,以及防治环境污染的措施等方面。总体的教学思路是先弄清污染物的性质,然后让学生了解引起大气污染的原因,从而引导学生形成参与解决环境问题的意识[3]。因此,具体到“硫的氧化物”这堂课上,教学的重点为二氧化硫的酸性氧化物、氧化性、还原性及漂白性。在教学过程中,渗透物质的类别观念,强调酸性氧化物的对比学习;同时树立元素观,即物质的特殊性质由核心元素决定。
二、基于学情的三维目标构建
心理学研究指出:“如果人能够用他现有的知识去回答某个问题,那么思维过程就不能发生;当提出的问题需借助于那些他所没掌握的知识才能解决时,思维过程才能发生。”学生在初中及高一前一阶段的学习,已涉及了碳及其化合物、二氧化硫造成酸雨、硅及其化合物、氯及其化合物的性质、氧化还原反应理论的相关知识。因此,学生通过自主学习和思考,已能解决部分问题,如物理性质、酸性氧化物等;同时也具备了深入解决问题的基础,如在自主学习学案中预设了氧化还原的概念等。因此,为激发学生的思维,笔者将三维目标分步设立,并设置了以下三维目标(见表1)。
三、教学过程设计
该教学案例以“学生的问题”为线索,通过对导学案的设计,激发学生进行思考并提出问题。通过教师的整理、分类以及集中展示,让不同学生站在不同的角度、层面所提出的问题得到充分的交流,也让学生考虑问题的方式、方法、角度等得到新的认识。这个过程也是学生合作学习的一种方式,也为后续的探究性学习提供了基础。同时利用问题,引导学生从二氧化硫所属物质类别、氧化还原理论等角度对问题进行深入的研究,为后续探究提供更加广阔的思维维度。
1.学生课前自主学习阶段
表2课前自主学习学案(硫的氧化物)
【设计意图】
课前自主学习学案的目的,是让学生对所要学习内容进行充分的掌握。通过学生的自主学习,提前意识到学习中所需要的一些基本理论,如酸性氧化物、氧化还原反应等,为后续的深入教学提供基础。
同时,根据SOLO理论[4]编制了部分习题,以了解学生自我预习的效果以及学生思维的深度。如A、D均为能从课本中直接寻找到的内容,可划分为单一结构类型;B、E、F、H则需要学生对课本中的内容进行内化,并要能结合相关知识进行多点考虑,如二氧化硫转化为三氧化硫需要催化剂及更高的温度,可划为多元结构类型;C、G项需要学生联系氯气、二氧化碳的性质进行对比分析,并结合二氧化硫自身性质才能做出判断,可划为关联结构类型。
最后“留白”,让学生结合预习及习题中出现的问题,进行仔细深入的思考,发掘问题,为后续的“教师课前整理问题”及“课堂解决问题”埋下伏笔。
2.教师课前整理问题阶段
学生的问题主要可以分为三类。
⑴对教学无实际意义
有的学生提出的问题,对该课堂教学无实际意义和帮助。如有学生提出品红的化学式及结构是什么,SO3能否直接转化为SO2,为什么常温下SO2是气体而SO3是固体等。对于这一类问题,在教学过程的选择中,可以进行淡化处理。可以引导学生进行相互间的交流,也可以去查阅资料进行解决。这样操作可以有效拓展学生的知识面,培养他们学习化学的兴趣。
⑵对教材进行补充
有的学生提出的一些问题对教材进行了适当的补充。如可逆符号是否一定要写;亚硫酸盐的溶解性如何;三氧化硫的物理性质;硫与铁在加热条件下反应生成什么等。这样的问题可以适当选择穿入课堂教学环节中。若过多深入,组织讨论,则会冲淡教学主题,使核心知识的学习受到冲击。
⑶对核心知识进行深化
有部分学生针对课本内容进行了深入思考,提出了很多在课堂中值得讨论的问题。如鉴别SO2和CO2的方法、SO2的漂白与氯水漂白的原理是否相同、SO2能否与强氧化剂(高锰酸钾、硝酸、氯水、浓硫酸等)反应;二氧化硫能否转化为硫单质等。这类问题,教师应进行适当的归类整理,并进行二次备课,重新修订教学设计,以学生的问题引领课堂教学。
【设计意图】
针对学生在自主预习过程中提出的问题进行分类整理,并将其排成图片,进行剪辑、编排。学生的问题之所以仍然保留图片形式,是因为当学生看到课堂教学的PPT上出现自己的字迹时,学生的思考得到充分肯定,有助于提高学生在课堂中的专注程度以及学习的积极性。
3.课堂解决问题阶段
(1)课堂教学流程
【问题1设计意图】
选择回答较为全面的学生的学案进行拍照投影,可起到对学生自主学习成果的展示作用;同时可以拓宽学生认知的宽度和深度;同时,这些来自于学生群体间的字迹更易集中学生在学习过程中的专注程度,提高学生的学习热情。
【问题2设计意图】
引导学生通过自主设计实验加深对二氧化硫酸性氧化物的认识,并且通过迁移类比CO2,来认知二氧化硫与碱的反应等;同时也加深学生对亚硫酸酸性与碳酸酸性强弱的认识。
【问题3设计意图】
引导学生通过自主设计实验去认知二氧化硫的漂白与氯水漂白的机理不同。
【问题4、问题5设计意图】
引导学生从元素观的角度来认知问题,通过对氧化还原反应知识的应用,认识到二氧化硫与二氧化碳性质上的差异,拓展学生认识的思维宽度,树立全面认识物质的科学观念;同时从二氧化硫的认知逐渐迁移到+4硫元素的认知上,深化学生认识问题的思维深度。
【问题6设计意图】
问题1至问题5都是在螺旋式地提升学生认知问题的宽度、深度,为问题6的展开进行了铺垫。因此本节课的教学的重要环节就落在了最后一个问题上。实验是科学探究的重要活动,探究的形式有多种多样,可以是讨论、比较、归纳、动手操作等活动。因此,在学生已经具备解决问题的能力前提下,引导学生自主设计实验方案,并进行小组讨论交流,加强学生对物质变化的深层次规律性的认识,注重思维的宽度、深度及强度,努力提高学生的思维品质,树立严谨科学的认知观念。
(2)课堂教学学案
表3课堂自主探究学案
(3)学生提出的问题及解决方案总结
将装有二氧化硫的试管倒置于盛有蒸馏水的水槽中,并轻微晃动试管,至水面不再上升为止,并将所得溶液分为5份,分装于其他试管中。
①亚硫酸的酸性与漂白性
取其中一支试管,滴加紫色石蕊试液,可以观察到溶液变红;另取其中一支试管,滴加品红溶液并振荡,溶液褪色,经加热后,溶液恢复为红色。
结论:二氧化硫水溶液可使紫色石蕊变红,说明具有酸性,且酸性比碳酸强(碳酸不可使紫色石蕊变红);二氧化硫不能使紫色石蕊褪色,但可使品红褪色,说明二氧化硫只能漂白某些特定物质,加热恢复为红色,说明漂白具有可逆性,为化合漂白。
②亚硫酸与氯化钙是否反应
取其中一支试管,滴加氯化钙溶液,未见白色;滴加1~2滴氢氧化钠溶液,可见有白色沉淀产生;振荡试管,沉淀溶解。
结论:H2SO3与CaCl2不反应,不会生成CaSO3沉淀。若真的反应,则化学方程式为H2SO3+CaCl2[=]CaSO3+2HCl,违背强酸制弱酸原理。
滴加氢氧化钠溶液后,在局部发生反应H2SO3+2OH-+Ca2+[=]CaSO3+2H2O;振荡试管后,溶液中还有过量H2SO3,发生反应CaSO3+H2SO3[=]Ca(HSO3)2。因此,将二氧化硫通入氢氧化钙溶液中,会有白色沉淀产生。
③二氧化硫的氧化性
取其中一支试管,滴加1~2滴Na2S溶液,可见有淡黄色沉淀产生,其原理为5SO2+2Na2S+2H2O[=]3S+4NaHSO3
④二氧化硫的还原性
取其中一支试管,用胶头滴管取少量二氧化硫水溶液,分别滴于2只点滴板上,在其中一只点滴板对应孔穴中分别滴加1~2滴双氧水、新制氯水、高锰酸钾溶液、稀硝酸,观察现象,可见高锰酸钾溶液褪色,其他无明显变化。然后,再向2只点滴板的对应孔穴中,滴加氯化钡溶液,可见未滴加氧化剂的无明显现象,而滴加了双氧水、新制氯水、高锰酸钾溶液、稀硝酸的孔穴中均有白色沉淀产生,因此,滴加氧化剂以后,溶液中有SO42-生成。
⑤Na2SO3是否也具有类似的氧化性和还原性
对照上述③和④,用Na2SO3再进行一次反应。
⑥Fe2+也应该具有类似的氧化性和还原性
对照上述③和④,用Fe2+再进行一次反应。
四、案例反思
1.鼓励和拓展开放性问题
在日常教育教学工作中,要注意引导学生静下心来读书,独立阅读有关文献资料,引导学生开展合作性学习活动,让学生在对话、交流和研讨中增强合作意识和合作能力。鼓励学生提出自己的问题,理性思考与实践探索相结合,促进学生中学化学学习能力的提高,把动脑与动手结合起来。
在课堂教学中,教师要尽可能地成为组织者、引导者和互动者,要创设心情舒畅、宽松、和谐的课堂学习环境,让学生能把自主学习、合作学习、探究学习三种学习方式融为一体;兼顾学科本体知识、学生视角、学生基础等多方面的因素,设置难度平行、深度递进、维度宽广的问题支架。只有这样,我们的课堂才能成为高效的课堂。
2.备课模式的转变――解决和深化核心知识体系
通过SOLO理论可以有效了解学生的学习质量和状态,帮助教师制定高效的教学设计,帮助学生调整学习方式、方法,向更高层次学习水平发展[5]。因此,学生在深入学习时,应具备一些基础能力,以便在课堂教学的引导过程中,不断拓宽学生思维的宽度和深度,以及强度。譬如,本案例中,从CO2SO2性质迁移是思维宽度的一种体现;从SO2+4价S(Na2SO3)Fe2+的转变,则是思维深度的一种体现;从SO2SO42-SO42-检验对照试验的产生,则是思维的强度在不断深化。
教学过程中,需要教师转换角色,站在学生的角度去思考和认识问题。而如果只是简单的思考,理想地认为学生的认知水平,则所设计的教学过程往往会有一些疏漏。因此本教学案例从开始就努力梳理学生已经具备的知识结构和问题,围绕学生提出的问题展开切合学生实际的教学设计,但又不仅仅停留于学生所提问题层面,而是对问题进行深入的引导,让学生进行自主探究,形成实验方案。
本案例结合学生的实际学习困难和疑惑,对核心知识和体系进行解决和深化。教师不仅要认真备课,钻研教材,思考学科本体知识,更要注重搜集学生问题,对问题进行新的整合设计,以及要在课堂教学中灵活应变,及时组织、加工形成新的问题支架,为课堂教学的顺利推进搭好桥梁,为学生的创造力培养奠定基础。
参考文献
[1]侯国伟,葛玉宏,邹庆松.高中化学导学案编制的误区分析及其对策[J].化学教与学,2012(6):27-28
[2]于鹤伟.构建基于问题的科学思维课堂[J].化学教学,2016(3):42-43
二氧化硫化学式篇2
关键词二氧化硫;环境容量;污染特征;临沂市
中图分类号:X131文献标识码:A文章编号:1671-7597(2014)17-0155-02
临沂市位于山东省东南部,总面积17184平方公里,是山东省面积最大的地级市,现辖兰山、罗庄、河东3个区和郯城、苍山、莒南、沂水、蒙阴、平邑、费县、沂南、临沭9个县及临沂高新技术产业开发区、临沂经济开发区。临沂地处鲁中南低山丘陵区东南部和鲁东丘陵南部,地势西北高东南低,自北而南,以沂沭河流域为中心,北、西、东三面群山环抱,向南构成扇状冲积平原。临沂主要支柱产业为轻工、纺织、机械、化工、建材、冶金、煤炭、食品、黄金、医药等,目前是中国最大的胶合板生产基地。
1临沂市区大气二氧化硫环境容量的计算
1)控制区域及其执行的标准限值。临沂市区主要包括兰山区、罗庄区、河东区、临沂高新技术产业开发区(位于罗庄区)及临沂经济开发区(位于河东区),总面积为1626.43平方公
里[1],属于环境空气质量Ⅱ类功能区,执行《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准,执行的标准限值及背景值[2][3]见表1。
表1控制区域环境空气二氧化硫浓度限值及本底值mg/m3
污染物二氧化硫
二级标准限值(年均值)0.06
背景值0.004
2)环境容量的计算方法。根据朱宗强等人的研究[4],修正A-P值[5]法是估算区域大气中二氧化硫容量的最简单的方法,也是目前研究领域使用最多的方法。根据该方法,该控制区的二氧化硫环境容量为:
式中:Q为环境空气中二氧化硫的环境容量,104t/a;A为总量控制系数,104km2/a;c为控制区的控制浓度,mg/m3;S为控制区面积,km2,取值为1626.43km2。
控制区的控制浓度通过下式求得:
式中:c0为控制区标准年均浓度限值,mg/m3;cb为二氧化硫背景浓度值,mg/m3。
3)总量控制系数A值的确定。控制系数A值是计算环境容量的一个非常关键的参数,根据朱宗强等人的研究[4],A值可以通过以下公式科学的计算出来,提高其准确度。
式中:A为总量控制系数,104km2/a;VE为通风系数,它与混合层高度及混合区的平均风速有关,具体关系如下:
式中:u为混合层的年平均风速,m/s,根据临沂市气象局提供的临沂市近三年(2005年至2007年)的平均风速,取值为2.2m/s;H为混合层高度[6][7],m,根据《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T13201--91),计算方法如下:
式中:H为混合层厚度,m;u10为10m高度上平均风速,m/s,根据环境空气自动站所采集的气象数据,取值3.72m/s;as为混合层系数,通过查表,取值0.051;f为地转参数;Ω为地转角速度,取为7.29×10-5rad/s;φ为地理纬度,取值35°。
通过计算可得该控制区混合层高度H为2268m,环境容量控制系数A为13.941×104km2/a,从《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB/T13201-91)表1查的山东省A值为4.2-5.6×104km2/a,因此本研究确定A值为5.6×104km2/a。从而可得该控制区的环境容量为12.647×104t/a。
2临沂市市区二氧化硫污染状况分析
1)二氧化硫污染状况。临沂市市区共设置了8个省控环境空气自动站,主要分布在兰山区(4个)、罗庄区(2个)和河东区(2个),具体分布图见图1。
图1临沂市城区8个环境空气自动站分布图
从图2、图3该控制区2009年至2013年二氧化硫月均值及年均值的变化情况可以看出,冬季与春季是二氧化硫污染最严重的季节,夏季与秋季较好。但是二氧化硫的年均浓度除2012年均超过国家二级标准,最高超过国家标准0.6倍,已超过市城区的二氧化硫环境容量。
图2该控制区2009年至2013年二氧化硫月均浓度变化曲线
图3临沂市城区2009-2013年环境空气中二氧化硫年均浓度变化图
2)二氧化硫污染成因分析。临沂市市区二氧化硫污染有多方面的因素,主要因素为气象[8]、工业、交通、建筑及生活污染。根据空气自动站所采集到的气象资料显示,临沂市全年主导风向为偏南风,应用帕斯奎尔(Pasquill)稳定度分类法,对该控制区的稳定度进行分析,得知该控制区稳定度为B-C,属于不稳定与弱稳定之间,比较有利于空气的扩散,可是临沂市工业区主要在市区南部,因此对整个临沂市的大气环境影响很大。再者,临沂市位于我国北方,冬天主要靠燃煤取暖,所以冬季与春季的二氧化硫浓度偏高。
3)二氧化硫排放总量分析。据环境统计,2013年临沂市三区工业及生活的二氧化硫排放总量为70718.07t/a,根据以上分析,该控制区二氧化硫的环境容量为12.647×104t/a,但是二氧化硫的年均浓度超过了国家二级标准,可以看出市区的二氧化硫污染受到市区周边工业的影响很大,特别是上风向的重污染企业,因此重点推进燃煤企业事业的脱硫工程及加快城市规划、能源结构和工业布局等的调整迫在眉睫。
3结论及建议
本研究通过比较科学的方法计算出了临沂市市区的二氧化硫环境容量,通过对控制区内二氧化硫污染状况及排放总量分析,得知市区的二氧化硫排放总量远远小于环境容量,但是二氧化硫的年均浓度却超过了国家二级标准,其污染来源市区周边特别是上风向的重污染企业的影响,针对以上问题,本文提出如下建议。
1)加快工业结构及布局调整。市南罗庄区是临沂市的工业区,位于主导风向的上风向,其中的陶瓷、焦化等污染较重的企业对市区的影响很大,因此建议把污染严重的企业搬迁到主导风向的下风向。
2)加强节能减排工作力度。对污染严重的企业实行强有力的监管措施,安装污染处理设施,并保障其处理效率,并将减排任务下达到各个企业,并作为年终考核的指标。
3)优化能源结构。目前临沂市主要以燃煤为主,特别是冬天取暖,对环境空气的污染影响很大,因此采用更加清洁、更加环保的能源将有利于改善空气质量。
参考文献
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二氧化硫化学式篇3
关键词:阅读;探讨;应用;反思;教学模式
文章编号:1008-0546(2013)11-0005-03中图分类号:G632.41文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.11.002
一、教学模式的思想
教育家陶行知先生在倡导解放儿童的创造力时,提出著名的六大解放“解放双眼,解放大脑,解放双手,解放嘴,解放空间,解放时间”。新的课程标准强调转变学生的学习方式,倡导主动学习,探究学习,合作学习,也正是希望课堂教学中能解放教师和学生的头脑、手脚、时间和空间,让师生在教学交往互动中自主发展。基于此,我们提出“阅读-探讨-应用-反思”的课堂教学模式。
二、教学模式的建构
教学模式是指建立在一定的教学理论基础之上,为实现特定的教学目的而设计的一种教学模型。教学模式有相对稳定的结构和程序,包含有教学策略。作为结构框架,突出了教学模式从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能;作为活动程序则突出了教学模式的有序性和可操作性。“阅读-探讨-应用-反思”的课堂教学模式构建如下图所示:
“阅读”是指“精读”,通常按通读材料、抓住要点、发现问题的步骤进行,在这个过程中,不仅要从书面材料(教材或教师提供材料)中获取主要信息,对知识进行梳理,还要发现自己要探究的问题或不懂的问题。这种阅读,综合运用了感知、记忆与思维的规律,能使阅读获得较好的效果。通过阅读,让学生学会梳理知识,学会在自己思考的基础上提出问题。
“探讨”是指探究和讨论。探究亦称发现学习,是指学生在课堂中对教师提出的问题或自己的发现问题进行证据的收集、分析、整理,找到解决问题的方法,并在研究、探索问题的过程中,积极主动地获取知识,学习认识和解决问题的方法。讨论是指学生在探究过程中,与他人交流思想、方法,相互合作,共同完成探究任务,体现为合作学习。
“应用”是指将所学习的知识用于新情境的过程,包括原则、方法、技巧、规律的拓展,应用不仅需要建立在对知识点掌握的基础上,也代表着较高水平的学习成果。
“反思”是指反省、回顾或带总结性的思考。反思的过程是一个同化知识的过程,是一个将知识方法系统化结构化的过程。通过反思还可以发现学习中存在的问题和不足,进一步推进下一个学习进程。
三、教学案例的分析
下面以高中化学苏教版专题四中的《二氧化硫的性质》为例,分析“阅读-探讨-应用-反思”教学模式。
1.阅读
此环节要求学生课前完成。由于教材对于SO2的性质介绍是要点式的,而二氧化硫与环境、生活息息相关,也与学生之前学习的物质分类、不同类别物质的通性、氧化还原反应等知识紧密关联。在教材的基础上,教师又提供三篇阅读材料:一是酸雨,文章介绍酸雨的形成、危害及我国的酸雨情况;二是医学报的报道,主要介绍二氧化硫作为食用添加剂的使用历史,以及过量食用的毒性;三是北京晨报的新闻稿《二氧化硫超标,北京31种食品全市下架》。材料后附有两个问题:(1)这三篇材料的主角是谁?它的分子组成与你学过的什么物质相似?(2)结合已有知识和所提供材料推测二氧化硫可能有的性质。
根据材料中“燃烧煤和石油的过程会向大气大量释放二氧化硫和氮化物,当这些物质达到一定的浓度以后,会与大气中的水蒸汽结合,形成硫酸和硝酸”“二氧化硫随着食品进入体内后生成亚硫酸盐,并由组织细胞中的亚硫酸氧化酶将其氧化为硫酸盐,通过正常解毒后最终由尿排出体外。”“二氧化硫可与有色物质作用对食品进行漂白,另有防腐、抗氧化作用”等关键性语句,学生可以得到二氧化硫相关性质的重要信息。
此环节要达成的教学目标是培养材料阅读时对有关化学信息的选择性注意习惯,培养学生的自学能力,使学生首先通过自己独立的智力活动,自行解决力所能及的问题。同时,由于提供了与我们现实生活密切相关的阅读材料,让学生深切体会生活中处处有化学,感受课本知识与生活实践的紧密联接,学习用化学的视角看待世界,同时强化合理使用化学品的环保意识。该环节的完成也使学生对SO2的性质有了初步和简单的了解,认为二氧化硫可能具有一定的溶解性,具有酸性氧化物的通性,具有还原性,具有漂白性。
2.探讨
此环节是本堂课的重点,围绕“根据已有知识设计实验探究SO2的性质”这个核心问题展开探讨。全班分成四大组分别讨论二氧化硫的溶解、酸性氧化物通性、还原性、漂白性四个问题,每大组又以四人为一小组进行实验。此时,每组桌上准备的实验药品有:装有2mLSO2气体的注射器6支,蒸馏水,酚酞,石蕊,品红,NaOH溶液,Ca(OH)2溶液,Ba(OH)2溶液,碘水,氢硫酸,酸性KMnO4溶液,BaCl2溶液。具体要求:①每小组在交流实验设计方案的基础上完成实验,不要盲目实验。②每小组的实验结果要保留,实验结束派代表展示实验现象,说明实验设计,得出实验结论。
第一组
[代表甲]把试管倒置于水槽中,可以观察到水槽中的水进入试管并徐徐上升至试管的4/5左右。原因是,SO2易溶于水,使试管中的气压减小。
[代表乙]用收集有二氧化硫气体的针筒吸水槽中的水。气体量明显减少,针筒活塞会回落。原因是SO2的溶解使针筒中的气压减小。
[代表丙]在滴入少量紫色石蕊试液的水槽中注入二氧化硫气体。可观察到石蕊试液变红。由此证明,二氧化硫不是单纯的溶于水,而是与水反应生成了酸。
第二组
[代表甲]用收集有二氧化硫气体的针筒吸氢氧化钠溶液。气体的量明显减少。说明二氧化硫能与碱溶液反应,是酸性氧化物。
[质疑]能被碱溶液吸收就是酸性氧化物吗?氯气不是也能被碱溶液吸收吗?
[学生]在溶液中滴加氯化钡,通过生成白色沉淀以证明生成了亚硫酸钠。
[质疑]白色的钡盐沉淀有没有可能是硫酸钡呢?
[学生]再加盐酸看沉淀是否溶解。
[演示实验]白色沉淀溶于盐酸,说明它是亚硫酸钡,即二氧化硫是酸性氧化物。
[代表乙]用收集有二氧化硫气体的针筒吸氯化钡溶液,无明显现象。因为亚硫酸是弱酸,弱酸一般不能制强酸。
[质疑]二氧化硫能使氢氧化钡溶液出现浑浊,却不能使澄清石灰水浑浊?
[实验视频]在盛有用酚酞作指示剂的30mL饱和石灰水的大试管中,极其缓慢通入纯净SO2,当有30个左右SO2气泡通入时,酚酞红色立即消失,并有大量白色浑浊,继续通入气体,沉淀完全消失。
第三组
[代表甲]在高锰酸钾溶液中注入SO2,高锰酸钾溶液的紫色褪去。说明二氧化硫具有还原性。
[代表乙]在碘水中注入SO2,碘水的棕黄色褪去。以此证明还原性:SO2>I->Br-
[代表丙]在氢硫酸中通入二氧化硫,出现黄色浑浊。说明二氧化硫具有氧化性,能氧化H2S。还原性:H2S>SO2
第四组
[代表甲]用收集有二氧化硫气体的针筒吸品红溶液,品红褪色。说明二氧化硫具有漂白性,能使有机色素褪色
[质疑1]二氧化硫为什么不能漂白石蕊试液?
[展示]用二氧化硫漂白的旧书与新书的对照。
[质疑2]用二氧化硫漂白的物质为什么经历一段时间后会恢复颜色?
[教师演示实验]加热用二氧化硫漂白的品红溶液。
[教师解释]二氧化硫与品红常温时化合生成无色物质,该无色物质不稳定,受热易分解从而恢复原色。因为二氧化硫的漂白原理是化合而漂白,所以具有选择性和不稳定性的特点。
此环节要达成的教学目标之一是,教师通过有一定难度的明确任务的创设,引发学生强烈的探究欲望、激活学生的思维,从而实现创造性的解决问题。值得一提的是,在教学过程中每一组学生都设计多个方案,实验过程中不停质疑,学生激烈的相互争论,由此充分反映了学生思维的灵动和投入。由于新旧知识本身是有着关联性的,当教师将其有效组织,学生便很快进入迁移学习的状态,此时学生的思维对纳入新知识处于一种高效的准备状态,用不着教师去重复一个一个的知识点,通过学生的自主探究便发现和建构了知识链。而在合作学习中,通过小组讨论,同伴合作、生生互动,使得教学过程不再仅是一个认知过程,也是一个交往与审美的过程。
3.应用
此环节的落实是利用二氧化硫的性质寻找减少环境污染的方法。要达成的教学目标:一,增强学生对“化学从生活中来,服务到生活中去”思想的认识,达到发现、分析、解决问题的统一。二,珍爱生命、善待地球是人们生命活动中的重要组成部分。学好化学、应用化学,才能更好地爱护我们的家园。
[师]根据今天对二氧化硫的性质讨论,并结合日常生活中的所闻所见,请你来对防治酸雨工程谈谈自己的想法和建议。
[讨论]SO2的来源有哪些?
[生]人为来源:化石燃料煤的燃烧,硫酸工业产生的尾气等。自然来源:火山爆发、动植物的腐烂等。
[师]据统计,全世界每年向大气中排放的SO2达到了三亿吨。你认为可以采取哪些措施减少SO2的人为排放呢?
[学生观点1]用氢氧化钠溶液吸收工厂尾气,碱性强,效果好。
[学生观点2]是否可以在煤炭中混入生石灰,二氧化硫直接被吸收?
[学生观点3]在烟囱内壁涂抹价格便宜的生石灰或石灰乳。
[学生观点4]用氨水吸收工厂尾气,再氧化,可以得到硫铵化肥。
[阅读课本拓展视野]烟道气中二氧化硫的回收方法。
[师]要从根本上消除二氧化硫的污染,只有开发能替代化石燃料的新能源,这就需要我们科学家的不懈努力!也希望在座的同学们能对致力于造福人类的科学研究感兴趣!我们也呼吁政府部门加大管理力度,每个国民增加环保意识,节能意识。
4.反思
本节课反思要达成的教学目标:一,培养学生使用类比方法学习元素化合物知识的能力。二,培养学生同中求异比较能力,准确把握元素化合物学习基本方法,防止记忆定势,类比定势及直觉定势,努力促进知识正迁移。
此环节设计了两个问题“请同学们比较二氧化硫和二氧化碳的化学性质”“请同学们比较二氧化硫和次氯酸、双氧水的漂白性”展开。在总结SO2和CO2性质的相似性和差异性基础上,从通性——酸性氧化物,个性——强还原剂,特性——漂白剂三个角度全面提升学生对二氧化硫的认识。在对比SO2与HClO、H2O2的漂白原理基础上,整合新旧知识,使之系统化、条理化,促进学生的有意义识记。
四、教学实施的注意点
1.给学生自主学习的时间
课堂时间是有限的,教学中只有对有限的时间进行合理的分配,才能使学生好学、乐学、善学,达到高效。特别值得注意的是,一节课并不是老师讲得越多,学生就学得越多。因为任何学习都是学习者自主建构知识的过程,在这个过程中,学生需要联想和想像,需要对已有的知识经验进行回忆和重组,需要把新旧知识联系起来,需要意识知道了什么、不知道什么,需要提出新的问题,需要通过活动达到目的。因此在教学模式的建构和实践过程中,我们注意给学生时间阅读,给学生时间思考,给学生时间活动,使得这些需要得以实现。
2.给学生自我展示的平台
“教学不仅仅是一种告诉,更多的是学生的一种体验、探究和感悟”。教师要激发学生的学习兴趣,通过创设符合教学内容要求的情境,让课堂成为他们求知、创造、展示自我、体验成功的平台。这就要求课堂教学中师生的角色进行调整。明确学生不是接受知识的“容器”,教师也不是知识的权威。师生不是对立的矛盾体,而是和谐促进的合作者,是平等相待的朋友。构建多向、立体的课堂互动,使得每位学生都能积极地思考、主动地参与、踊跃地展示。展示过程要允许学生从不同的角度认识问题,采用不同的方式表达自己的想法,用不同的知识与方法解决问题,鼓励解决问题策略的多样化,使不同的学生在不同程度上都得到相应地发展。
3.给学生自己反思的动力
苏霍姆林斯基说:“只有促进自我教育的教育才是真正的教育。”无论何种教育必须通过学生的内化,才能产生教育的效果,达到预设的目标。所以我们应让学生对自己的困惑或错误进行自我反思,自我检验,只有看到庐山真面目,找出病因,才能真正得以内化。然而自我反思不是一个自发行为,教学中需要帮助学生获得反思的动力。首先,可以创设合适的情景,激发学生反思的兴趣;其次,要通过示范,帮助学生学会反思的方法;再次,是让学生体会反思的价值,激励学生养成反思习惯。
参考文献:
[1]王愫懿.“问题探究三段式”教学模式的运用与学生问题探究能力的培养[J].中学化学教学参考,2011,(3)
二氧化硫化学式篇4
关键词:燃煤锅炉;脱硫;除尘
中图分类号:TK229.6文献标识码:A
前言
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,随着经济发展不断加快,我国能源消费总量不断增长,造成的粉尘和二氧化硫污染也进一步加重,已成为制约社会经济发展的重要环境因素,控制烟尘和二氧化硫的排放,进行燃煤锅炉的脱硫除尘,已经成为我国环境保护的重中之重。
一、我国燃煤锅炉脱硫除尘的市场现状
就行业而言,二氧化硫和粉尘的排放量具有非常明显的行业特征。二氧化硫的排放上,火力发电业的二氧化硫排放量占据总行业的49%,水泥制造和化工业以8%和6%的份额紧随其后;在粉尘的排放量上,水泥制造业的粉尘排放量,占全国重点工业粉尘排放量的64%;而在二氧化硫去除率中,火电厂占到10%。
从燃煤锅炉脱硫除尘技术的发展过程来看,我国火电厂烟气脱硫技术始发于60年代,进入70年代,取得阶段性成果,但因经济、技术等因素所限,未能得到实际应用。近年来,随着经济的加速发展以及环境标准的日益严苛,火电厂烟气脱硫技术取得了长足发展:出现多个烟气脱硫工程公司,培养了一批骨干技术力量,带动国内相关机电产品的生产和开发,初步形成新的产业链。
随着相关标准的细化及落地实施,燃煤工业锅炉脱硫除尘技术发展迅速,在整个环保产业中处于逐步成长和成熟的阶段,而我国逐步实行控制二氧化硫污染的减排政策,也为脱硫除尘技术和行业的发展提供了巨大市场。燃煤工业锅炉、湿式脱硫除尘技术经过“八五”“九五”攻关项目,有力地推动了我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的进一步发展。
二、目前我国燃煤锅炉脱硫除尘的主要技术
在脱硫技术的选择上,在经济条件尚不充足的情况下,应该选择脱硫率适当投资又少的工艺。目前我国燃煤锅炉脱硫技术主要有以下三种:
1湿法处理技术
湿法处理技术,相较于其他技术,具有设备简单、占地少、易操作、运行费用较低等特点,在老工业锅炉中非常有推广价值。从具体的脱硫法工艺上看,湿法脱硫技术应用在麻石水膜脱硫除尘工艺、海水脱硫、石灰石-石膏法、废碱液吸收法、亚钠循环吸收法、氧化铝法等方面。
麻石水膜脱硫除尘工艺一般采用耐腐蚀的麻石砌筑反应池,利用水来吸附二氧化硫,但这种工艺一般只适应于含硫量较低的煤的烟气;海水脱硫主要利用海水的弱碱性来脱硫,特别适用于沿海工业脱硫,成本较低,前景良好;石灰石-石膏法主要是利用石灰石和石灰浆液与二氧化硫发生化学反应,脱硫效率高,是目前使用最广泛的脱硫技术;废碱液吸收法主要利用碱液和二氧化硫发生反应,在一些化工企业中应用比较多;亚钠循环吸收法利用硫酸钠吸收二氧化硫生成硫酸氢钠,在化工和冶炼厂中应用较多;氧化铝法是利用氧化镁的浆液吸收二氧化硫,循环脱硫,但是对于技术要求比较高,目前在我国还没有实现大范围应用。
湿法处理技术反应过程和反应速度较快,吸收效果较好,但因为是化学反应居多,整个过程是气液反应过程,设备易堵塞、易腐蚀,并且会产生反应废弃物,易造成二次污染,后期处理需要的运行费用也较高。
2干法处理技术
干法处理技术主要有荷电干粉喷射脱硫、掺烧含钙物质炉内脱硫、电化学方法脱硫等。掺烧含钙物质炉内脱硫主要是通过向锅炉内添加含钙物质,与二氧化硫反应生成硫酸钙,在除尘器中将硫酸钙收集起来,这种技术投资少,占地面积小,但是脱硫效率较低;荷电干粉喷射脱硫主要是将荷电石灰干粉喷射到烟气中,利用荷电干粉同性相斥的原则,增加与二氧化硫发生反应的机会,提高脱硫效率,但是在我国目前还未得到实际应用;电化学方法脱硫主要是利用氧化反应,将二氧化硫分子激活或者分离,生成自由基,再与其他物质发生反应。
干法处理技术设备简单,不存在腐蚀问题,但是因为相关技术尚处于研究阶段,脱硫效率比较低,在我国尚未得到大范围应用。
3半干半湿法处理技术
半干半湿法处理技术一般有旋转喷雾和炉内喷钙尾部增温方法,整个过程既有干法处理又有湿法处理,投资少、占地少、无腐蚀状况。目前在国内应用也较少。
四、我国燃煤锅炉脱硫除尘技术未来发展方向
根据目前主要运用的技术来看,不管是湿法还是干法,都存在着一定的问题,而且脱硫除尘效率有待提高。我国燃煤锅炉脱硫除尘技术以湿法处理技术为主,因此在很长一段时间内,在湿法处理技术的基础上,进行改进,解决设备的腐蚀问题,解决二次污染问题,将是主要的发展方向。
1在管理环节上,减少二氧化硫的产生,这是从源头上解决相关问题的关键,相关企业要开展节能低耗的研究,减少煤的耗用量,增加优质煤,特别是低硫煤的使用比例,加快转变生产模式,提高燃煤效率,从而从源头上减少二氧化硫的排放量。
2加大对煤炭前期脱硫技术的研究和应用。简而言之,就是减少原煤中的含硫量,对煤炭实行前期化学脱硫、微生物脱硫等,在燃煤前就将二氧化硫的排放量控制住,非常有效。
3加大对燃煤中脱硫技术的研究,加大对高效燃煤的技术的研发力度,加大对烟气中微生物脱硫技术的研究,减少处理成本,实现废物再次循环利用,实现燃煤锅炉脱硫除尘技术上先进,费用上经济。
结语
我国燃煤锅炉脱硫除尘进行时间较长,相关技术方法较多,在各个领域均有所应用,并且在实际生产实践中,也得到重视。但是因为技术所限,存在诸多问题,脱硫效率也需要进一步提高,需要从煤炭生产、燃煤中、燃煤后等各个环节加大相关技术的研究力度。
参考文献
[1]李霖,季毕军,耿捷.湿式脱硫除尘工艺技术的应用效果分析[J].石油石化节能与减排,2013(05):23-26.
[2]马威,李沈生,贾玉鹤.沈阳市燃煤锅炉脱硫除尘设施存在问题及对策研究[J].环境保护与循环经济,2010(07):48-51.
二氧化硫化学式篇5
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.02.029
一、指导思想与理论依据
本节“硫及其重要化合物”复习课,主要是以学业水平测试为教学目标的复习,复习内容的深广度,必需严格依据江苏省普通高中学业水平测试(必修科目)说明的要求和高中化学课程标准的要求,并在此基础上适当培养学生化学分析与思维能力,因为硫及其重要合物内容学生已经在高一经过系统的学习,对硫、二氧化硫、硫酸等知识有了一定的积累,因此对“硫及其重要化合物”复习课设计的教学目标是:引导学生对已学过硫及其化合物的知识进行条理化,并对各知识点中的重要内容与能力进行串联,让学生对硫及其重要化合物有个整体的认识,体会学习元素化合物知识的一般方法,并形成一定的分析、解决问题的能力。
二、教学内容分析
“硫及其重要化合物”普通高中化学课程标准要求的内容目标是:了解硫及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响,活动与探究目标:讨论减少向大气中排放二氧化硫的措施。
江苏省普通高中学业水平测试化学(必修科目)说明上的要求是:(1)了解硫的可燃性;(2)了解硫及其重要化合物的主要物理性质;(3)了解二氧化硫与氧气、与水的反应,认识亚硫酸的不稳定性,认识二氧化硫漂白作用与次氯酸漂白作用的区别;(4)了解浓硫酸的强氧化性,了解浓硫酸与Cu、C的反应,了解常温下铝、铁在浓硫酸中的钝化现象;(5)了解二氧化硫的污染来源及危害,认识工业上生产硫酸的反应原理。
三、学生情况分析
“硫及其重要的化合物”是高中化学(必修)第四章,非金属及其化合物的内容,学生在高一第一学期学习化学时,由于硫及其重要化合物内容中化学实验较多,实验现象也丰富多彩,与生活实际联系也相对密切,所以学生学习硫及其重要化合物兴趣较浓,学习比较认真,基础知识比较扎实,高二分科后长时间的遗忘,加上知识零碎,没有系统性进行整理,因此复习时候主要是把前面零碎的知识按照一定的规律进行系统整合,同时在复习的过程中,重视学生的动手与动脑,避免教师复习一头热,学生只听不练,达不到复习的效果,在复习的过程中主要以引导学生回答为基础,突出学生的主体性,帮助学生去构建其知识网络。并在复习时重视对与硫及其重要化合物相关的知识的串联,如氧化还原反应、反应热效应、反应限度、离子反应等以元素化合物知识为载体的理论知识。
四、教学目标设计
1.了解硫、SO2、H2SO4的主要性质,能写出主要反应的化学方程式;
2.了解SO2的漂白原理与次氯酸漂白原理的不同;
3.了解浓硫酸的强氧化性,与Cu、C反应的原理及铝铁的钝化现象;
4.了解硫及其化合物的应用和对生态的影响。
五、教学重点与难点
1.重点:SO2与浓H2SO4的性质;
2.难点:浓硫酸的强氧化性。
六、教学过程设计流程图
知识复习顺序:SSO2H2SO4
教学环节:基础知识梳理重要知识点的强化基础训练能力提升
七、教学过程描述
八、教学反思
本节课高中学业考试复习课,硫及硫的重要化合物,涉及到的内容很多,在一节复习课中如何让学生能够从整体上去把握,知识的串联很重要,同时在复习中更应注重重点知识的强化,难点知识的突破,所以在设计的时候主要是在复习中,侧重了二氧化硫的漂白性和还原性的分析,浓硫酸的强氧化性的分析,并适当地进行氧化还原反应电子转移方向与数目的讨论,还在二氧化硫制硫酸的反应中强化了反应的限度,硫与氧的反应中强化了反应物浓度对反应速率的影响等,二氧化硫是造成酸雨的原因,酸雨的形成与防治便成了顺理成章嵌入其中。
(1)硫及其重要化合物为高一化学必修1的内容,复习时候,不必细讲,点到为止,主要是唤起学生对知识的回忆,让学生去思考,去解答,把知识点以问题的形式给出,引导学生去总结思考,其中涉及到许多重要的化学方程式,在复习的时候要求学生边复习,边书写强化。
二氧化硫化学式篇6
关键词:东北三省二氧化硫排污权
中图分类号:X322文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)09(a)-0113-02
1东北三省环境概况
“十一五”期间,我国将化学需氧量、二氧化硫等主要污染物排放总量显著减少作为经济社会发展的约束性指标,着力解决突出环境问题,取得了重要进展。进入“十二五”,我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制,环境矛盾凸显,压力继续加大。东北三省在加快振兴老工业基地,促进产业机构升级,快速推进工业化、城镇化,能源消费总量不断上升,污染物产生量将继续增加,部分区域和城市大气灰霾现象突出,环境保护压力依然很大。
2排污权交易的理论基础
国外,Pigou(1920)在著作《福利经济学》一书中提出了污染的外部性问题。他把边际净私人产品与边际净社会产品做出了严格的区分,并把两者之间的差额即私人经济活动所产生的外部成本称为外部性。外部性理论从经济学角度揭示了环境污染问题的外部性,为应用经济手段来解决环境问题奠定了理论基础。Coase(1960)发表了文章《社会成本问题》,他在文中提出了与Pigou完全不同的思想,即利用市场和产权界定的方法来解决外部性问题。Dales(1968)进一步发展了Coase的理论,将产权概念引入到污染控制领域,并最早提出排污权交易的概念。
国内,林红(1990)是比较早研究总量控制与排污权交易的,她论述了大气排污权交易,提出了一些实施排污权交易的原则。她还指出,大气污染治理从“浓度控制”向“总量控制”过渡,不但需要政策和技术的转变,还需要思想观念的转变。宋国军(1999)对总量控制与排污权交易的含义、特点及它们之间的关系进行了研究,并和美国的排污权交易做了比较分析。在他看来,总量控制是环境政策为与市场经济体制相适应而做出的重大改变。杨金田、王金南(2001)是国内最早专门对我国二氧化硫排污权交易进行研究的,深入研究了如何控制二氧化硫排放以及如何实施二氧化硫的排污权交易。
3东北三省排污权交易探讨
由于我国环境统计还不够完善,很多城市的环境统计资料缺失,所以本文就以沈阳、长春和哈尔滨的为例,探讨东北三省间实施工业二氧化硫排污权交易。
2012年,沈阳、长春和哈尔滨的二氧化硫排放量分别是111214吨、76390吨和112756吨。2015年,三个城市二氧化硫预定排放总量分别为90100吨、66214吨和84180吨,现在距离预定目标还有一定距离。工业二氧化硫量是二氧化硫总量的主要组成部分,表1中为2005―2012年三个城市工业二氧化硫排放量。
从我国近些年的环境统计年鉴中查到2005―2010年沈阳、长春和哈尔滨工业二氧化硫排去除量和工业废气处理设备年费用情况,见表2和表3。
我们可以采用污染减排的设备运行费用和污染物减排量的比值计算出污染物的平均治理成本,使得各地在进行排污权交易时有个参考交易价格。排污权的交易价格的合理性,会使相关城市能积极参与到排污权交易中。这种方法可以表述为下面的公式:
(1)
式中,C为单位污染物的平均治理成本;为第i年污染减排设备的运行费用;为每年污染物减排量。
通过公式(1),结合表2和表3的数据,计算出三个城市去除单位二氧化硫的平均成本为:
从计算的结果中可看出,由于每个城市的工业结构和其他的综合因素的不同,使得三个城市减排单位二氧化硫的平均成本存在差异,可将其看成三个城市减排单位二氧化硫的内部成本。对于不同城市的在位企业来说,治污内部成本的差异及排污权交易中外部成本(包括测量成本、监测成本和搜寻成本等)的大小,决定着在位企业是否愿意参加排污权交易,以实现对环境保护。
4结论
以往东北三省在二氧化硫治理上都是分而治之,现在我们可将三个省份视为一个排污整体,确定一个整体二氧化硫排污目标,并根据历年不同省份、城市、企业排放二氧化硫历史数据,合理分配其初始排污权,然后在三省份间建立排污权交易市场,充分发挥治污设备和技术所有潜能,以实现更高效的治污目的。
参考文献
[1]席亚军.我国排污权交易对市场结构影响研究[D].长春理工大学,2010,6.