二氧化硫的化学性质范例(3篇)
二氧化硫的化学性质范文
1.本节课是高一化学第六章的第二节“二氧化硫”;在此之前已学习了两族元素(碱金属和卤素)和两大理论(氧化还原理论与元素周期律);
2.氧族元素是中学化学中的重要主族元素,而硫是氧族元素中的重要元素,二氧化硫是硫的重要化合物;二氧化硫的性质是历届高考的重点和热点,环境保护问题已成为世界性的社会热点问题;
3.对“二氧化硫”教学的总体构想要突出两点:一是通过角色扮演(未来环境化学家)突出学生的自主探究过程;二是突出化学源于生活,又服务于生活的特点,使学生关注与化学有关的社会热点问题,让学生不仅成为学习的主人,更要成为社会的主人。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)掌握有关化学实验的基础知识和基本技能,设计并完成一些化学实验;
(2)了解二氧化硫的物理性质及用途;
(3)掌握二氧化硫的化学性质;
(4)了解二氧化硫对空气的污染和防治。
2.过程与方法
学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神;
3.情感、态度与价值观
(1)激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的改变,培养学生的创新精神和实践能力;
(2)树立辩证唯物主义的世界观,关注与化学有关的社会热点问题,树立为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感,逐步形成可持续发展的思想。
4.过程分析
(1)创设情境,录像引课
请同学们观看录像了解目前的环境状况,了解酸雨的危害和形成酸雨的罪魁祸首是二氧化硫。
学生角色扮演:若你是未来的环境化学家,你将如何进行酸雨的防治?
学生分析交流,达成共识:作为未来的环境化学家,要解决酸雨的污染,首先,要掌握二氧化硫的性质,其次,要知道二氧化硫形成酸雨的途径。
(2)性质推测,实验探究
学生实验探究
①酸性氧化物
a.SO2与H2O的反应;
b.SO2与NaOH溶液的反应;
c.SO2与Ca(OH)2溶液的反应。
性质总结:与CO2相似是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。
过程评价:实验操作与异常现象的评价。
②还原性
a.SO2与氯水、溴水、碘水的反应:
性质总结:X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4
b.SO2与酸性高锰酸钾的反应:
性质总结:5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
c.SO2与FeCl3溶液的反应:
性质总结:SO2+2FeCl3+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl
过程评价:实验设计的表扬与异常现象的评价。
过程评价:实验操作与比照思路评价。
(3)引导分析,解决问题
请学生根据二氧化硫的性质,分析酸雨形成的途径,讨论如何防治酸雨?
学生讨论:从性质出发,学生可能产生不同意见:酸雨形成途径可能是:SO2SO3H2SO4SO2H2SO3H2SO4
教师总结评价讨论结果:上述两种途径都是存在的。表扬学生实验探究中的深刻的认识和思维的全面。
师生讨论的防治方法:师生共同肯定从源头上控制二氧化硫的污染才能防止酸雨的产生。如何控制二氧化硫的排放是开放性的问题,所以,我鼓励学生大敢设想、勇于尝试。
(4)师生归纳,理性小结
①知识小结:本节课我们学习了二氧化硫的性质,二氧化硫不但是造成酸雨的罪魁祸首,而且直接对环境造成污染,因此,我们要减少二氧化硫的排放。
②方法小结:学习科学推测物质性质的方法,科学探究物质性质的方法;本节课中解决问题的关键是:物质性质的推测和可行实验与落实。
(5)布置作业
①比较二氧化硫与二氧化碳的性质。
二氧化硫的化学性质范文篇2
为全面贯彻党的十和十八届三中全会精神,深入实施教育规划纲要,2014年4月,教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》,提出“将研究制订学生发展核心素养体系,明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”。2014年年底前启动的普通高中课程标准修订工作,将提炼和确定学科核心素养作为修订工作的主要内容之一。随后,关于核心素养的研究大量展开,相关研究成果也相继面世。随着研究的深入,更多的研究者开始着眼于如何在具体教学中发展学生的核心素养。本期聚焦精选了五篇来稿,分别探讨在化学、数学、英语、物理等学科的具体教学中实现核心素养的培养途径,以期帮助一线教师更好地理解核心素养。
摘要:从化学学科核心素养角度着手,在“二氧化硫的性质和作用”课堂教学中进行学科的变化观、实验观、环保观、对比观等思维的培养,形成积极、主动的思维去发现问题,并找到切实可行的解决问题的方案。
关键词:核心素养;二氧化硫的性质;教学反思
伴随着高中化学课程标准的修订,“立德树人”的根本任务的确立,要求学生在学习中形成学科的核心素养观,要求教师在教学中能帮助学生形成能体现学科自身本质特征,具有学科性质的核心素养观[1]。元素化合物是化学学科知识体系的基础,对于学生学科核心素养的养成有重要的作用。以“二氧化硫的性质和作用”教学为例,从元素化合物的角度展开,进行化学学科核心素养培养的教学设计,实验探究教学。
一、基于学科核心素养设计元素化合物教学
(一)学科核心素养
化学学科核心素养包含了“宏观辨析与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”“科学精神与社会责任”五个要素。化学核心素养是学生在化学认知活动中发展起来的,并在解决与化学相关问题中表现出的关键素养,体现了学生从化学视角认知事物,并形成脉络。化学学科核心素养的形成,不是通过简单的知识记忆,也不是知识体系的简单组合。它需要学生在学习过程中以及学习的情境中积极互动,形成主动的思维意识,深入理解化学学科特征、特点的基础上形成切实有效的解决化学问题的基本方法与思路,在理解与应用中不断升华、提炼。
(二)基于学科核心素养设计教学
化学学科核心素养的建构,体现在学生能主动运用化学学科的思想方法,多角度、全方位地认识事物,并形成切实可行的思维意识、思维习惯,在化学学科核心素养的指引下,建构丰满的知识体系,引导学生形成学科知识,认知习惯与方式,从而去解决问题[2]。在元素化合物的学习中,化学学科的核心素养就是:结构决定性质,性质决定用途。这反映了一系列知识体系的内在框架。
“二氧化硫的性质和作用”是苏教版《化学》1中专题4的开篇之作,通过对前面一系列元素化合物的知识体系的学习,学生具备了一定的分析、对比的能力。教学中,教师通过一系列情境的创设,让学生去发现问题,并设计方案去解决问题,从而在问题的解决过程中培养化学学科核心素养。
实验观:化学是一门实验的学科,实验揭示了事物的本源,实验带来了问题的解决,这就要求我们切实地回到实验中。本节课设计了“二氧化硫的漂白实验”“二氧化硫与氯化钡溶液、双氧水的实验”“二氧化硫与高锰酸钾反应的探究实验”,以实验为依据,建构二氧化硫的性质、用途的学科核心素养。
对比观:对比分析是化学学科的重要的思维分析方法,本节课创设情境,将二氧化硫的漂白性与次氯酸的漂白性进行对比,将二氧化硫使品红溶液褪色的机理与二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色的机理进行对比分析。在对比分析中,让学生去主动探究,通过方案设计、实验论证,找出主因,从而形成化学学科的核心素养。
环保观、平衡观、探究观、创新思维在本节课中也有体现。正是基于这些化学核心素养观中的教学模式的设计,才能使学生形成知识体系,提高了学生发现问题、解决问题的能力。
二、“二氧化硫的性质和作用”教学过程
(一)活动引入点燃激情
教师:回到生活中的化学,展示红酒图片,重点突出红酒配料的成分为SO2,我们知道SO2有毒,红酒中怎么还会有SO2呢,它的作用是什么呢?性质决定用途,这节课,我们首先来学习一下SO2的性质。
设计意图:通过认知的冲突性,激发学生的探究欲望。开了个好头,使学生投入到探究的情境中来。
教师:二氧化硫能溶于水中,那么大家能完成化学方程式的书写吗?并测定二氧化硫的水溶液的酸碱性吗?
学生:跃跃欲试,激情被点燃。顺利写出化学方程式,并完成溶液酸碱性的测定。
结论:二氧化硫具有酸性氧化物的通性。
设计意图:进一步通过可操作实验,激发学生的学习积极性,并对他们的表现、B度做出表扬,使学生进入学科核心素养的学习模式中。
(二)问题探究建立对比观
教师:设计探究SO2漂白性的实验方案,并提供改进实验操作的方法:向试管中加入2mLSO2水溶液,逐滴滴加品红溶液,振荡,观察现象;在试管口套一个小气球,然后加热试管,观察现象。
教师:实验现象说明了什么?
学生:二氧化硫具有漂白性,并且是不稳定的漂白。
教师:展示二氧化硫与石蕊试液的试管,还有二氧化硫与品红溶液的试管,二氧化硫能漂白指示剂吗?
学生:二氧化硫能使品红溶液褪色,但不能漂白指示剂。
教师:回顾在氯气的学习中,新制的氯水和石蕊试液接触的现象是什么?
学生:先变红,后褪色。
教师:原因是什么呢?
学生:变红是因为H+,褪色是因为HClO具有漂白性。
教师:请大家总结HClO与二氧化硫漂白性的差异。
设计意图:构建学科素养平台,建立对比观,让学生在理解的前提下,投入到生动的学习情境中,通过实验探究活动,在解决问题的过程中,构建知识体系,促进学科核心素养能力的提升。
(三)层层推进再建对比观和实验观
1.二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应
教师:二氧化硫通入到品红溶液中,体现了二氧化硫的漂白性,那么我们来分析下面这个实验。
演示:将含二氧化硫的水溶液滴入到含高锰酸钾溶液的试管中,观察实验现象。
教师:发现高锰酸钾溶液褪色了,这是二氧化硫的漂白性的体现吗?
学生:讨论分析,产生思维碰撞,提出观点,溶液再次加热,如果高锰酸钾溶液的颜色能恢复,则是漂白性,反之则不是。
验证:实验验证,加热溶液,颜色不恢复。那么不是因为二氧化硫的漂白性,那是什么呢?
教师:引导分析,请大家从各自物质分析,分析高锰酸钾具有什么性质,二氧化硫从硫的价态的角度进行分析。
学生:高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫容易被氧化,二者发生了氧化还原反应,生成了硫酸根。
教师:如何设计实验进行验证呢?
学生:取样后,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,则说明SO2被KMnO4氧化成了硫酸根,二氧化硫体现了还原性。
教师:实验验证,并请书写出化学方程式。
学生:准确、迅速地完成了化学方程式的书写。
设计意图:学习了二氧化硫的漂白性后,进行二氧化硫与高锰酸钾溶液的反应实验,进行对比分析,形成冲击感,使学生的印象深刻,提高了学习挑战性,激发学生的高级思维活动,很好地体现了化学学科核心素养的升华。
2.SO2与BaCl2、H2O2溶液的反应
实验操作与现象:
教师:这一系列实验操作中,透过现象看本质,你得到了什么样的结论?为什么加入双氧水后,溶液中产生了大量的浑浊现象?请同学们,从二氧化硫的性质角度进行分析。
学生:H2O2将H2SO3氧化成了硫酸,硫酸与BaCl2反应生成了BaSO4沉淀。
教师:为什么在开始的时候会有少量浑浊?这个浑浊是BaSO3吗?
学生:不会是BaSO3,如果是BaSO3,应该产生大量的浑浊。
教师:那一开始的浑浊会是什么呢?加强引导分析。引导学生回忆Fe(OH)2的制备中,需要注意的点。
学生:溶液中的部分H2SO3被O2氧化成H2SO4,形成了BaSO4沉淀。
教师:我们的记忆中,BaSO3是难溶物,那么为什么开始的时候,不能形成BaSO3沉淀呢?
教师:这个知识点对于学生来说是难点,应加强引导分析。引导学生书写化学方程式,找问题。
学生:二氧化硫与BaCl2溶液不反应,是因为不能违背强酸制备弱酸的原理。
结论:H2SO3容易被H2O2氧化成H2SO4。其实二氧化硫还可以被很多具有氧化性的物质氧化,比如Cl2、O2、Fe3+等。
设计意图:这是一个层层递进的实验,通过学生的操作,学生在分析变化过程中,形成认识,为什么不能形成BaSO3沉淀,双氧水的作用是什么,二氧化硫体现了什么性,通过思维分析、实验验证,解决了困惑,建构了学科的实验观、变化观、守恒观。
(四)直面现实建构环保观
教师:展示一些对比图片,明确这是酸雨的破坏引起的,那么什么是酸雨,酸雨pH值有什么要求,引起酸雨的物质主要是什么?酸雨对自然环境有哪些破坏作用?
学生:酸雨的pH值小于5.6,引起酸雨的主要物质是SO2。酸雨使湖泊酸化,影响水生生物的繁殖。酸雨使土壤中钙、镁、磷等营养元素溶出并迅速流失,导致土壤肥力下降并酸化,农作物和树木生长遭到破坏。酸雨使建筑物腐蚀加快。
教师:酸雨对自然环境破坏非常严重,希望大家爱护家园,形成良好的环保意识。现在有一瓶酸雨,测定pH值为5.5,每隔一段时间测定一次pH值,发现溶液的pH值变得越来越小,为什么?请同学们结合已学知识分析。
学生:这是由于空气中的氧气将酸雨中的H2SO3缓慢氧化成H2SO4,将弱酸缓慢氧化成强酸,酸性变强。
教师:请大家阅读课本,明确酸雨防治的办法。酸雨治理中,请大家明确,最终产物中硫的价态。
设计意图:通过图片展示,让学生体会了酸雨的破坏力,倡导学生的环保意识,同时设置情境,再次强化了二氧化硫的还原性,对化学的变化观形成认识,突出了化学学科素养性。
三、教学体会
本节课是苏州教科院组织的“三省四校同课异构教学”中的一节展示课的设计,立足于“苏式课堂”,以“核心素养,提升有效教学”为指导,从结合实际和观察现象出发,让学生通过观察分析推测性质实验验证得出结论,体现探究式学习方式。本节课以“干红中SO2的作用”为背景,积极体现化学之美,做到“以生为本”。利用红酒中SO2的作用与学生已有SO2的负面印象产生冲击,激发其探究欲,并由此引出相关问题,设计展开五个小组活动:①二氧化硫可溶于水且与水反应。设计实验,通过产生明显现象说明SO2可溶于水,溶液显酸性表明SO2与水发生了化学反应。②在二氧化硫水溶液生成的基础上设计证明漂白性的实验,用水溶液代替二氧化硫气体,并分析漂白原理。③在学了漂白性的基础上分析二氧化硫和高锰酸钾溶液的反应,并设问是否为漂白性的体现,分析物质的性质,引导学生用实验验证。④在前面学习的基础上,环环相扣,分析SO2与BaCl2不能反应却在混合后有浑浊,推测SO2具有原性。并利用H2O2溶液实验验证SO2的还原性。⑤在酸性氧化物学习的基础上,通过图片的形式引入酸雨,让学生明确酸雨的形成和防治,然后回归课本,增强了学生的环保意识。
通过一系列场景的创设,有效激发学生的学习热情;将知识问题化,通过化学实验、分析化学原理、类比迁移等方法使问题得以解决;遵循学生的认知规律,由浅入深,由现象到本质,使教学目标得以达成。
设计中遵循绿色化学思想,将以往采用SO2气体进行的实验,在可能的情况下改为SO2水溶液进行实验(验证二氧化硫漂白性实验中用SO2水溶液代替SO2气体与品红溶液反应),并且尽可能在密封的环境下进行(用饮料瓶存装二氧化硫水溶液密封等),防止或降低污染。
由于课堂时间有限,知识侧重不同,部分知识点在本节课的设计中没有呈现,而是将其作为课外探究问题提出,有兴趣的同学可以结合本节课的学习方法,课外自主探究,也使知识的学习由课内延伸至课外。
参考文献:
二氧化硫的化学性质范文
【关键词】锅炉;烟气;湿法脱硫;干法脱硫
煤炭在我国一次能源消费结构中占70%以上,耗煤量约30亿t/a,由此导致大量的二氧化硫排放,对环境造成严重的污染。为了减轻污染,改善人类的生存环境,同时促进工业的发展,我国对烟气脱硫技术进行了大量的研究,有些由于其可行性和经济性等原因而未能得到推广使用。现阶段已大量应用于工业的主要烟气脱硫技术根据所用的吸收剂(反应剂)或吸附剂的不同,分为湿法脱硫和干法脱硫两种方式。
1湿法脱硫
湿法脱硫是用液体作吸收剂吸收烟气中的二氧化硫的方法。该法所需设备小、投资低、操作方便、脱硫效率高。但烟气经过湿法脱硫后,温度低、湿度大,排出后会笼罩在烟囱周围地区,且难以扩散。根据所使用的吸收剂的不同,湿法脱硫主要分为氨法、钠法、钙法、双碱脱硫法等。
1.1氨法
氨法是用氨水为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫,其吸收率达80%~90%,中间产物为亚硫酸铵和硫酸铵,该法适用于火电厂锅炉烟道气的处理和氨来源充沛的地区。采用不同的方法处理中间产物,回收硫酸铵、石膏和单体硫等副产物。
1.2钠法
钠法是用氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠水溶液为吸收剂,吸收烟气中的二氧化硫。因为该法具有对二氧化硫吸收速度快,管路和设备不容易堵塞等优点,所以应用比较广泛,吸收液可经无害处理后弃去,或经适当方法处理后获得Na2SO4晶体、CaSO4・2H2O和S等副产物。
1.3钙法
钙法又称石灰―石膏法,是用石灰石、生石灰或消石灰的浮浊液为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫,生成的亚硫酸钙经空气氧化后可得到石膏。该法所用的吸收剂价廉易得,回收的大量石膏可用作建筑材料,由此被国内、外广泛采用,特别是适用于电石法生产PVC的企业,可利用电石渣液作为吸收液,其脱硫率达75%左右。
1.4双碱脱硫法
双碱脱硫法即用氢氧化钠作为脱硫剂,氢氧化钙作再生剂。其脱硫率达80%,反应产生的石膏可再利用,氢氧化钠可作为脱硫剂循环使用。对于氨法、钠法、钙法及双碱脱硫法,如果需要回收中间产物,必须先进行除尘再脱硫;如不回收中间产物,脱硫除尘可同时进行。如现普遍采用的脱硫除尘为一体的水膜除尘脱硫塔,旋流塔烟气脱硫除尘技术,还有花岗岩水膜旋流高效脱硫除尘技术。其主要的工艺流程为将含有二氧化硫的烟气送入吸收塔。吸收液由塔顶进入,使烟气与碱性水充分接触,生成物从吸收塔下部流出,上清液可重新自塔顶送入循环使用。当碱性水饱和后,要将其排出,并换入新的碱性水。由于碱性水与二氧化硫的反应产物易结晶析出而堵塞喷头,影响布水的均匀性。现开发的旋流塔烟气脱硫除尘技术,即烟气通过旋流板上一定角度的缝隙时所产生的旋流来切割连续送入的碱性水,使水分散成雾状液滴。液滴与烟气充分接触,液滴中的碱性水与烟气中的二氧化硫起化学反应,把二氧化硫生成物由气相移入液相。这种布水方式的优点是结构简单,对水质要求不高,避免了碱性物质结垢等原因导致进水管端与旋流板缝隙处结垢,不影响布水的均匀性,可供水量大,随水进入的脱硫成分有保证。但碱性水的腐蚀是推广湿法脱硫的主要障碍,有待解决。
2干法脱硫
干法脱硫采用固体粉末或颗粒为吸附剂(或反应剂)。干法脱硫后,烟道气仍具有较高的温度(100℃以上),排出后易扩散,但设备庞大、投资高、脱硫效率低、技术难度也较大。干法脱硫主要有活性炭法、活性氧化锰吸收法、催化氧化法以及还原法等。常用的有活性炭法和催化氧化法。
2.1活性炭法
活性炭法是利用活性炭的活性与较大的比表面积使烟气中的SO2在活性炭表面上与氧及水蒸气反应生成硫酸而被吸附:2SO2+2H2O2H2SO4。在吸附设备中,由于活性炭的工作状态不同,可分为固定床、移动床和流动床活性炭脱硫法等。用水洗脱吸在活性炭表面上的硫酸,其吸收率达98%,回收产物为15%~17%的稀硫酸。水洗脱吸固定床活性炭脱硫设备主要为5个活性炭吸附器,其中4个吸附器进行通气吸附、1个进行脱吸处理,轮换使用,其流程见图1。
2.2催化氧化法
2.2.1以氧化铝为载体,氧化铀、硫酸钾或五氧化二钒等为催化剂,使二氧化硫氧化成无水或78%的硫酸。该法是在高温条件下进行的操作,所需费用较高。但是由于技术上比较成熟,目前国内外对高浓度二氧化硫的烟气治理多采用此法。
2.2.2煤在炉内燃烧过程中进行脱硫,即在煤中加入固硫剂,使煤在燃烧过程中产生的硫氧化物立即与固硫剂结合,转化为硫酸盐类,固定在炉渣中而不以气态硫氧化物的形式排入大气。其原理是:在固硫添加剂中加入强氧化剂,使二氧化硫转化成三氧化硫,并借助添加剂中的催化剂的作用使三氧化硫生成硫酸盐而进入炉渣中。该种方法方便、经济、简单,固硫添加剂直接与原煤混合入炉,不需要另设脱硫装置就可达到环保的要求。如甘肃某公司生产的固硫添加剂,由60%~98%的固硫剂和2%~40%的固硫催化剂制成。实验证明,煤中的硫质量分数为3%时,尾气中的二氧化硫削减量为47%~57%;含硫质量分数低于1.5%时,该削减量可达65%。
以上所列举的锅炉烟气脱硫技术是现阶段普遍采用的脱硫技术。我国当前和今后一段时期的能源仍以煤为主,随着经济的发展,能源的消耗将有很大的增加。相应地,二氧化硫的排放量也将增加,企业应根据实际情况选择合理的脱硫技术,还应该积极开展从烟气中回收二氧化硫,特别是回收低浓度二氧化硫的科学研究工作,争取在较短的时间内控制和消除二氧化硫烟害,保护环境、造福人类。
【参考文献】
[1]都吉明,王书肖,陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[S].北京:化学工业出版社,2001.