二氧化硫制備實驗教學設計一、教學基本信息課程名稱：化學實驗基礎（必修1）實驗名稱：二氧化硫的制備與性質探究適用年級：高中一年級課時：1課時（45分鐘）教學目標：1.知識與技能：掌握二氧化硫的制備原理、實驗裝置設計及操作要點；理解二氧化硫的物理性質（密度、溶解性）和化學性質（酸性氧化物、漂白性）；學會尾氣處理的方法。2.過程與方法：通過“原理分析—裝置設計—實驗操作—現象探究”的探究流程，培養(yǎng)實驗設計能力、動手操作能力及現象分析能力；通過小組討論，提升合作學習與邏輯推理能力。3.情感態(tài)度與價值觀：通過實驗安全與尾氣處理的強調，樹立“安全第一”的實驗意識和“綠色化學”的環(huán)保理念；通過生活中二氧化硫的應用（如葡萄酒防腐）與危害（如酸雨）的對比，培養(yǎng)辯證看待化學物質的思維。二、教學重難點重點：二氧化硫的制備原理（化學方程式）、實驗裝置設計（固液不加熱型）及操作規(guī)范；難點：尾氣處理的必要性（環(huán)保意識）與方法選擇；二氧化硫性質實驗的現象分析。三、教學方法探究式教學：以“問題鏈”引導學生自主分析制備原理、選擇實驗裝置；演示與分組實驗結合：教師演示關鍵操作（如氣密性檢查、尾氣處理），學生分組完成實驗操作與性質探究；多媒體輔助：通過視頻展示酸雨形成的危害，增強環(huán)保意識；通過動畫模擬二氧化硫制備裝置的氣密性檢查，突破操作難點。四、實驗準備1.藥品亞硫酸鈉固體（Na?SO?）；濃硫酸（H?SO?，1:1體積比稀釋，降低腐蝕性）；品紅溶液（檢驗漂白性）；氫氧化鈉溶液（NaOH，0.1mol/L，尾氣吸收）；濕潤的品紅試紙（驗滿）。2.儀器圓底燒瓶（250mL）；分液漏斗（100mL）；集氣瓶（125mL，帶玻璃片）；導管（橡膠管連接）；鐵架臺（帶鐵夾）；燒杯（500mL，用于尾氣吸收）；藥匙、濾紙、鑷子。3.實驗安全提示濃硫酸具有強腐蝕性，操作時需戴橡膠手套，避免濺到皮膚或衣物；二氧化硫是有毒氣體（刺激性氣味），實驗需在通風櫥中進行，或用尾氣吸收裝置處理；實驗結束后，剩余藥品需倒入指定容器，不能隨意丟棄。五、教學過程設計（一）情境導入（5分鐘）問題引導：展示“酸雨腐蝕建筑物”的圖片及“葡萄酒配料表”（含二氧化硫），提問：“為什么酸雨會腐蝕建筑物？葡萄酒中添加二氧化硫的作用是什么？”過渡：二氧化硫（SO?）是一種重要的化學物質，既有實用價值，也有潛在危害。今天我們通過實驗探究其制備方法與性質。（二）原理探究（10分鐘）回顧舊知：請學生回憶“氣體制備的一般思路”（原料選擇、反應原理、裝置設計、收集方法、驗滿與尾氣處理）。原料選擇：討論“制備二氧化硫的原料”，給出選項（Na?SO?與稀硫酸、Na?SO?與濃硫酸、S與O?點燃），引導學生分析：稀硫酸與Na?SO?反應生成SO?，但稀硫酸濃度低，SO?易溶于水（1體積水溶解40體積SO?），導致產量低；濃硫酸（高沸點、強酸性）與Na?SO?反應，生成的SO?不易溶于濃硫酸，且濃硫酸不揮發(fā)，不會引入雜質；S與O?點燃生成SO?，但需要加熱，操作復雜，且S燃燒易產生SO?雜質。結論：選擇Na?SO?固體與濃硫酸作為原料，反應方程式為：\[\text{Na}_2\text{SO}_3+\text{H}_2\text{SO}_4(\text{濃})=\text{Na}_2\text{SO}_4+\text{SO}_2↑+\text{H}_2\text{O}\]（三）裝置設計（10分鐘）裝置選擇：根據“固液不加熱型反應”（Na?SO?固體+濃硫酸液體，無需加熱），選擇“圓底燒瓶+分液漏斗”的組合（展示裝置圖）。氣密性檢查：教師演示“分液漏斗法”——關閉分液漏斗活塞，向圓底燒瓶中加入少量水，形成“液面差”，靜置1分鐘，液面差不變則氣密性良好（動畫模擬，強化記憶）。收集方法：引導學生分析SO?的物理性質（密度比空氣大，易溶于水），選擇“向上排空氣法”（集氣瓶口蓋玻璃片，導管伸至瓶底）。驗滿方法：用“濕潤的品紅試紙”放在集氣瓶口，試紙褪色則說明SO?已收集滿（強調“濕潤”的原因：SO?需與水結合生成H?SO?才具有漂白性）。（四）實驗操作（15分鐘）分組實驗：學生4人一組，按照“連接裝置→檢查氣密性→加入藥品→收集氣體→性質探究→尾氣處理”的流程操作。1.加入藥品：用藥匙向圓底燒瓶中加入2gNa?SO?固體（平鋪于瓶底）；將分液漏斗固定在鐵架臺上，注入10mL1:1濃硫酸。2.收集氣體：打開分液漏斗活塞，讓濃硫酸緩慢滴入燒瓶（控制反應速率，避免SO?大量溢出）；用向上排空氣法收集2瓶SO?氣體（一瓶用于性質實驗，一瓶備用）。3.性質探究：漂白性：將SO?氣體通入盛有5mL品紅溶液的試管中，觀察到品紅溶液褪色（說明SO?具有漂白性）；加熱試管，褪色的品紅溶液恢復紅色（補充：SO?的漂白性是可逆的，與次氯酸的永久性漂白不同）。酸性氧化物：將SO?氣體通入盛有5mLNaOH溶液的試管中，無明顯現象（說明SO?與NaOH反應生成了可溶性的Na?SO?）；向試管中加入2滴酚酞試液，溶液由紅色變?yōu)闊o色（驗證反應發(fā)生）。4.尾氣處理：實驗結束后，將剩余的SO?氣體通過導管通入盛有NaOH溶液的燒杯中（吸收反應：2NaOH+SO?=Na?SO?+H?O），防止SO?逸出污染空氣（強調：“綠色化學”要求實驗過程中減少或消除有害物質的排放）。（五）現象分析與總結（5分鐘）小組討論：請學生描述實驗現象，解釋原因（如“品紅褪色”“酚酞褪色”“尾氣吸收”）。教師總結：SO?的制備原理：利用強酸制弱酸（濃硫酸與Na?SO?反應生成H?SO?，H?SO?不穩(wěn)定分解為SO?和H?O）；SO?的物理性質：無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣大，易溶于水；SO?的化學性質：漂白性（可逆）、酸性氧化物（與堿反應）、還原性（后續(xù)課程補充）；實驗操作要點：控制濃硫酸的滴加速度（避免反應過于劇烈）、尾氣必須處理（環(huán)保要求）、驗滿方法的正確性（濕潤品紅試紙）。（六）拓展延伸（5分鐘）問題思考：為什么不能用排水法收集SO?？（易溶于水，會導致收集不到氣體）；能否用濃鹽酸代替濃硫酸制備SO?？（不能，濃鹽酸易揮發(fā)，會引入HCl雜質）；生活中SO?的應用有哪些？（葡萄酒防腐、紙漿漂白），但為什么要限制其使用量？（過量SO?會危害人體健康）。作業(yè)布置：設計“用銅與濃硫酸加熱制備SO?”的實驗裝置（對比固液不加熱型與固液加熱型裝置的差異）；查閱資料，撰寫“酸雨的形成與防治”的小論文（1000字以內）。六、板書設計二氧化硫的制備與性質探究1.制備原理\[\text{Na}_2\text{SO}_3+\text{H}_2\text{SO}_4(\text{濃})=\text{Na}_2\text{SO}_4+\text{SO}_2↑+\text{H}_2\text{O}\]2.實驗裝置固液不加熱型：圓底燒瓶+分液漏斗+導管+集氣瓶；氣密性檢查：分液漏斗法（液面差不變）。3.收集與驗滿收集方法：向上排空氣法（密度比空氣大）；驗滿方法：濕潤的品紅試紙（瓶口褪色）。4.性質探究漂白性：品紅溶液褪色（可逆）；酸性氧化物：與NaOH溶液反應（無明顯現象，酚酞驗證）。5.尾氣處理試劑：NaOH溶液；反應：2NaOH+SO?=Na?SO?+H?O（環(huán)保要求）。七、教學反思成功之處：通過“情境導入—原理探究—裝置設計—實驗操作”的流程，學生主動參與實驗設計與操作，掌握了SO?制備的核心知識；尾氣處理的強調，有效培養(yǎng)了學生的環(huán)保意識；分組實驗提高了學生的動手能力與合作精神。改進方向：部分學生對“氣密性檢查”的操作不熟練，需在課前增加“裝置連接與氣密性檢查”的專項練習；S