《硫和氮的氧化物―二氧化硫的性质》的教学案例
一、教学背景
教育部制定的最新普通高中《化学课程标准》中指出：探究学习是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。教师应充分调动学生主动参与探究学习的积极性，引导学生通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等多种方式，在提出问题、猜想和假设、制定计划、设计实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等活动中，增进对科学探究的理解，发展科学探究能力。
二氧化硫是人们熟悉的与环境密切相关的化合物。通过对二氧化硫的学习，帮助学生学会用化学的视角去认识身边的物质及其变化。
二、案例设计
新课导入上以全球瞩目的全球三大环境问题之一“酸雨”为切入口，播放一段有关工业废气（主要是二氧化硫）对大气污染造成的严重后果――酸雨的危害，激起学生的求知欲，引入新课。
下面就二氧化硫的水溶性、酸性、漂白性、还原性的教学内容，用实验探究的方法设计过程如下：
1、提出问题：由二氧化碳是我们非常熟悉的物质引入，知道二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸显酸性，与二氧化碳相比，二氧化硫在水中的溶解度大吗？其水溶液是否显酸性呢？哪一个的酸性强呢?
2、作出猜想假设：二氧化硫和二氧化碳组成相似，都属于非金属氧化物，性质也可能相似，也可能溶于水且水溶液显酸性。若通入澄清石灰水中，可能出现与二氧化碳相似的性质。
3、制定计划，设计实验：用固―液制气装置（铁架台、圆底烧瓶，胶皮塞、导气管），小试管，水槽，小烧杯。试剂：亚硫酸钠固体，硫酸（1：1），氢氧化钠溶液（用于尾气吸收，二氧化硫为污染气体）。
4、实施实验，收集证据：用向上排空气法收集一小试管二氧化硫气体，用拇指摁住后倒立于滴有紫色石蕊试液的水槽中，移开拇指，观察水溶液进入试管的情况，同时观察石蕊试液的颜色的变化。接着，将产生的二氧化硫气体通入到澄清石灰水中，观察变化。
5、得出结论，发现规律。实验观察到：试管中的水面上升，试管中的液体变成红色，回想二氧化碳溶于水的实验，得出二氧化硫比二氧化碳易溶于水，水溶液显酸性且酸性比二氧化碳强。二氧化硫通入到澄清石灰水中，也能使石灰水先变混浊后变澄清。说明有亚硫酸钙生成，难溶于水，而后亚硫酸钙继续与二氧化硫及水作用生成亚硫酸氢钙。
6、广泛交流，评估、预测：经过交流讨论分析，学生顺利写出二氧化硫与水反应及二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式，大家认识到使石灰水先变浑浊后变澄清的气体除二氧化碳外还有二氧化硫，但二氧化硫使石灰水变浑浊的程度不如二氧化碳。为什么二氧化硫使澄清石灰水变浑浊的程度小呢？说明亚硫酸钙的溶解度比碳酸钙大。同时进行了实验失败原因的分析：由于二氧化硫能使石灰水先变浑浊后变澄清的过程较短，有的学生观察现象不够全面细致，未看到沉淀生成，今后要一丝不苟，仔细观察；又如有的同学过于急躁，将试管提前移开水面，二氧化硫试管中的水面上升现象观察不到；再如二氧化硫收集少，二氧化硫试管中的水面上升现象不明显。进行预测：二氧化硫与二氧化碳组成及性质相似，那么二者如何鉴别呢？（教师引导从二氧化硫中的硫的化合价入手），根据元素周期律知识，二氧化硫中的硫的化合价为+4价，二氧化硫应具有氧化性和还原性，而二氧化碳中的碳元素却为最高价态，不具有还原性，应可从这一角度进行鉴别。
7、迁移与应用。
①实验验证：二氧化硫的漂白性
②增设实验：在氢氧化钠溶液中先加入1-2滴酚酞试液，在通入二氧化碳，观察溶液颜色变化及原因。
③学生自学搜集资料：教材介绍了SO2能被催化氧化，即SO2具有还原性。
提出问题：能否用我们已有的知识证明二氧化硫的还原性？
学生根据提供的实验用品设计了：将SO2通入（a）Cl2水中（b）Br2水中（c）酸性 KMnO4溶液中三种方案。
学生动手实验，观察现象，三种溶液都退色。
结论：SO2能与以上三种氧化剂反应，具有还原性。联系其他知识，学生经过讨论总结出鉴别CO2及SO2的几种方法如下：
方法
操作
现象、结论、解释
溴水法
氯水法
将气体通入溴水、氯水中
能使溴水或氯水的颜色褪去的是SO2，不褪色的是CO2。
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
高锰酸钾溶液法
将气体分别通入KMnO4溶液中
能使溶液的紫色褪去的是SO2，不褪色的是CO2
2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
品红试液法
将气体分别通入品红溶液中
使品红溶液褪色的是SO2，不褪色的是CO2。
闻气味法
扇闻
CO2无刺激性气味，而SO2有强烈的刺激性气味
提出问题：SO2是大气的主要污染物之一，根据所学知识如何降低污染？学生在课下收集材料，写出小论文。
三、案例评析
1、内容重组，过度自然。秉着新课程理念“用教材教而不是教教材”，于是我对硫和氮的氧化物的内容做了重新的安排：硫单质及其燃烧后的产物已在初中时接触过，我不再作为上课时的讲解内容，主要讲解二氧化硫的性质。从组成上分析二氧化硫具有酸性氧化物的通性，最后从化合价分析二氧化硫的氧化还原性。这样既过渡自然又环环紧扣。
2、关注学生主体，教师起引导的地位和作用。在整个课堂的教学过程中，所有知识的传授，我都不是直接给出或介绍，而是通过一定的情景，结合学生的知识结构，慢慢地引导学生探究、总结。
3、重视探究活动，培养学生科学素养。这节课我总共设计了三个实验探究：①二氧化硫的水溶性实验②二氧化硫与水反应生成酸的验证实验③二氧化硫与澄清石灰水反应实验。两个问题探究：①二氧化硫水溶性实验方案的设计②二氧化硫的还原性方案设计。探究活动过程中，既有师生互动又有生生互动，探究活动的设计，在很大程度上激发了学生学习的兴趣，让学生能亲身体验探究过程，感受其乐趣、培养了协作、动手能力。
4、不足：在教学过程中，我总是怕学生自己学不懂，学不透，导致有时留给学生思考的时间不够。表现在有些问题总是我提出，有时出现过度指导，没有留给学生充分的思考和学习空间，使学生学习能力提高较慢。
5、在实验教学中，可以涉及所有的环节，也可以涉及部分环节，而且也不一定按上述顺序进行，因实际情况而定。
参考文献：
《高中优秀教案化学必修1》 南方出版社 2007
《高中化学必修新课程案例与评析》陈启新王云生主编 高等教育出版社2006