高中化學(xué)高一必修一《二氧化硫的性質(zhì)與環(huán)境影響》教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)內(nèi)容分析（一）課程標(biāo)準(zhǔn)解讀課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)活動的核心依據(jù)，針對高中化學(xué)高一必修一《二氧化硫的性質(zhì)與環(huán)境影響》章節(jié)，從以下四個維度進(jìn)行精準(zhǔn)解讀：知識與技能：掌握二氧化硫（SO?）的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)（酸性氧化物通性、氧化還原性、漂白性），熟練書寫相關(guān)化學(xué)方程式與離子方程式；具備SO?相關(guān)實驗的規(guī)范操作能力、實驗現(xiàn)象分析能力及數(shù)據(jù)處理能力；能運(yùn)用所學(xué)知識解釋酸雨形成、大氣污染治理等實際問題。過程與方法：通過“實驗探究—現(xiàn)象分析—結(jié)論推導(dǎo)”的科學(xué)探究流程，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力與批判性思維；借助對比分析（如SO?與CO?性質(zhì)對比）、歸納總結(jié)等方法，構(gòu)建無機(jī)物性質(zhì)的認(rèn)知模型。情感·態(tài)度·價值觀：通過認(rèn)識SO?對環(huán)境的雙重影響（污染物與工業(yè)原料），樹立“綠色化學(xué)”理念與可持續(xù)發(fā)展意識；培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。核心素養(yǎng)：落實“宏觀辨識與微觀探析”（從宏觀現(xiàn)象推導(dǎo)SO?微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）、“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”（設(shè)計驗證SO?性質(zhì)的實驗方案）、“社會責(zé)任與科學(xué)精神”（基于化學(xué)知識解決環(huán)境問題）的化學(xué)核心素養(yǎng)。（二）學(xué)情分析已有基礎(chǔ)：學(xué)生已掌握氧氣、二氧化碳等氣體的性質(zhì)，理解酸性氧化物的通性、氧化還原反應(yīng)的基本概念，具備基礎(chǔ)的實驗操作技能（如氣體制備、溶液配制）。認(rèn)知特點(diǎn)：高一學(xué)生抽象思維處于發(fā)展階段，對實驗探究興趣濃厚，但對復(fù)雜氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)（價態(tài)變化）理解存在困難，對“物質(zhì)性質(zhì)與用途、環(huán)境影響”的關(guān)聯(lián)認(rèn)知不夠系統(tǒng)。潛在困難：SO?漂白性與氧化性、還原性的辨析；酸雨形成的多步反應(yīng)機(jī)制；化學(xué)方程式中條件（如催化劑、溫度）的規(guī)范書寫；實驗設(shè)計中變量控制的合理性分析。二、教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：識記SO?的物理性質(zhì)（顏色、氣味、溶解性、密度等）；理解SO?的化學(xué)性質(zhì)，能準(zhǔn)確書寫SO?與水、氧氣、強(qiáng)堿、漂白性物質(zhì)（如品紅）的反應(yīng)方程式；掌握酸雨的形成機(jī)制與危害，能解釋SO?在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過程；了解SO?的工業(yè)應(yīng)用（如硫酸制備、漂白劑）與污染防治技術(shù)。能力目標(biāo)：能獨(dú)立完成SO?制備與性質(zhì)驗證的系列實驗（如SO?通入品紅溶液、酸性KMnO?溶液），規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象并分析原因；能設(shè)計對比實驗探究SO?與CO?的性質(zhì)差異，提出合理的實驗假設(shè)與驗證方案；能運(yùn)用數(shù)據(jù)圖表（如酸雨pH變化曲線）分析SO?的環(huán)境影響，提出污染防治建議。情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：認(rèn)識化學(xué)知識在環(huán)境保護(hù)中的核心作用，樹立“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)理念；養(yǎng)成實驗探究中嚴(yán)謹(jǐn)求實、如實記錄的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作與交流表達(dá)能力；主動關(guān)注大氣污染問題，形成“綠色生活、低碳減排”的行為意識。科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)：構(gòu)建“物質(zhì)結(jié)構(gòu)—性質(zhì)—用途—環(huán)境影響”的認(rèn)知模型，用于分析其他非金屬氧化物；能批判性評價SO?相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信息（如“二氧化硫完全有害”的片面觀點(diǎn)），具備信息甄別能力；運(yùn)用設(shè)計思維，針對工業(yè)SO?減排提出創(chuàng)新性技術(shù)思路或政策建議。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)SO?的化學(xué)性質(zhì)（酸性氧化物通性、氧化還原性、漂白性）及相關(guān)化學(xué)方程式書寫；酸雨的形成機(jī)制（SO?的轉(zhuǎn)化路徑）與環(huán)境危害；SO?的污染防治技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用的辯證關(guān)系。（二）教學(xué)難點(diǎn)SO?氧化還原性的本質(zhì)（硫元素價態(tài)變化：+4價→+6價或0價）及應(yīng)用；可逆反應(yīng)（如SO?與水的反應(yīng)）的特點(diǎn)與平衡思想的初步滲透；從微觀反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)宏觀環(huán)境現(xiàn)象（如SO?排放與酸雨pH的關(guān)聯(lián)）。（三）難點(diǎn)突破策略采用“價態(tài)分析+實驗驗證”相結(jié)合的方式，通過酸性KMnO?溶液褪色（氧化性）、H?S溶液生成沉淀（還原性）等實驗，具象化價態(tài)變化；運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化工具，展示SO?溶于水的可逆過程中各粒子濃度變化曲線，輔助理解可逆反應(yīng)；設(shè)計“問題鏈”層層遞進(jìn)：“SO?為何能形成酸雨？”→“SO?如何轉(zhuǎn)化為硫酸？”→“如何阻斷這一轉(zhuǎn)化過程？”，引導(dǎo)學(xué)生自主推導(dǎo)結(jié)論。四、教學(xué)準(zhǔn)備類別具體內(nèi)容多媒體資源SO?分子結(jié)構(gòu)三維動畫、酸雨形成微觀模擬視頻、工業(yè)脫硫技術(shù)實景紀(jì)錄片、數(shù)據(jù)圖表（如全球SO?排放趨勢圖）教具SO?分子球棍模型、硫元素價態(tài)轉(zhuǎn)化數(shù)軸圖、酸雨危害實物圖片（如腐蝕后的大理石雕像）實驗器材固液不加熱型氣體發(fā)生裝置（分液漏斗+圓底燒瓶）、洗氣瓶、試管、導(dǎo)管、橡膠塞、pH傳感器、電子天平實驗藥品亞硫酸鈉（Na?SO?）固體、濃硫酸（濃H?SO?，70%）、品紅溶液、酸性KMnO?溶液、澄清石灰水、H?S溶液學(xué)習(xí)任務(wù)單實驗記錄表格、小組討論指引、知識梳理思維導(dǎo)圖模板、分層練習(xí)題庫評價工具實驗操作評分量表、知識掌握程度檢測卷、小組探究成果評價量規(guī)預(yù)習(xí)資料教材相關(guān)章節(jié)、SO?環(huán)境影響科普文章、預(yù)習(xí)思考題（如“生活中哪些場景會產(chǎn)生SO?？”）五、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）情境創(chuàng)設(shè)：展示兩組對比圖片：①某工業(yè)區(qū)未脫硫前的廢氣排放與周邊植被枯萎景象；②脫硫后廢氣排放與綠化恢復(fù)實景；呈現(xiàn)數(shù)據(jù)：某地區(qū)20182023年SO?濃度變化曲線（單位：μg/m3）與同期酸雨發(fā)生頻率柱狀圖（如圖1），提出核心問題：“SO?濃度變化與酸雨發(fā)生頻率為何呈現(xiàn)顯著相關(guān)性？SO?究竟是一種怎樣的物質(zhì)？”圖1某地區(qū)SO?濃度與酸雨發(fā)生頻率關(guān)聯(lián)圖年份201820192020202120222023SO?濃度（μg/m3）867258453832酸雨發(fā)生頻率（%）32282115128舊知鏈接：引導(dǎo)學(xué)生回顧C(jī)O?的性質(zhì)（酸性氧化物通性、與水反應(yīng)生成碳酸），提問：“SO?與CO?同為非金屬氧化物，性質(zhì)是否存在相似性？又有哪些差異？”學(xué)習(xí)路線明示：“本節(jié)課將通過實驗探究SO?的物理與化學(xué)性質(zhì)→推導(dǎo)酸雨形成機(jī)制→分析SO?的工業(yè)應(yīng)用與環(huán)境危害→探討污染防治策略，最終構(gòu)建‘物質(zhì)性質(zhì)—環(huán)境影響—治理方案’的完整知識體系?！保ǘ┬率诃h(huán)節(jié)（30分鐘）任務(wù)一：探究SO?的物理性質(zhì)（5分鐘）教師活動：演示實驗：取少量Na?SO?固體于圓底燒瓶中，通過分液漏斗加入濃H?SO?，收集生成的SO?氣體，引導(dǎo)學(xué)生觀察氣體顏色、狀態(tài)；打開橡膠塞，讓學(xué)生聞氣體氣味（強(qiáng)調(diào)“扇聞法”）；向收集有SO?的試管中加入少量蒸餾水，振蕩后滴加紫色石蕊試液，觀察現(xiàn)象。學(xué)生活動：觀察實驗現(xiàn)象，記錄SO?的顏色、狀態(tài)、氣味；分析石蕊試液變紅的原因，推導(dǎo)SO?的溶解性。知識梳理：總結(jié)SO?的物理性質(zhì)（如表2），強(qiáng)調(diào)“易溶于水”（1:40體積比）的特性。表2SO?的物理性質(zhì)性質(zhì)具體特征顏色無色氣味刺激性氣味狀態(tài)（常溫）氣態(tài)溶解性易溶于水（1體積水溶解40體積SO?），可溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑密度比空氣大（摩爾質(zhì)量64g/mol>空氣平均摩爾質(zhì)量29g/mol）沸點(diǎn)10℃（易液化，可作為制冷劑）即時評價：能準(zhǔn)確描述SO?的3項及以上物理性質(zhì)；能解釋“石蕊試液變紅”與溶解性的關(guān)聯(lián)。任務(wù)二：探究SO?的化學(xué)性質(zhì)（15分鐘）酸性氧化物通性：教師活動：引導(dǎo)學(xué)生類比CO?與水、堿的反應(yīng)，推導(dǎo)SO?的相關(guān)反應(yīng)，書寫化學(xué)方程式；演示SO?通入澄清石灰水的實驗，觀察“先變渾濁后澄清”的現(xiàn)象。核心反應(yīng)方程式：\text{SO}_2+\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{H}_2\text{SO}_3\quad(\text{可逆反應(yīng)，亞硫酸為中強(qiáng)酸})\text{SO}_2+\text{Ca(OH)}_2=\text{CaSO}_3\downarrow+\text{H}_2\text{O}\quad(\text{澄清石灰水變渾濁})\text{CaSO}_3+\text{SO}_2+\text{H}_2\text{O}=\text{Ca(HSO}_3\text{)}_2\quad(\text{沉淀溶解，溶液澄清})氧化還原性：教師活動：展示硫元素價態(tài)轉(zhuǎn)化數(shù)軸（如圖2），分析SO?中S為+4價（中間價態(tài)），既有氧化性又有還原性；分組實驗：①SO?通入酸性KMnO?溶液；②SO?通入H?S溶液，記錄實驗現(xiàn)象。硫元素價態(tài)轉(zhuǎn)化數(shù)軸：\text{S}^{?2}\xrightarrow{\text{失電子}}\text{S}^0\xrightarrow{\text{失電子}}\text{S}^{+4}(\text{SO}_2)\xrightarrow{\text{失電子}}\text{S}^{+6}(\text{SO}_3/\text{H}_2\text{SO}_4)（注：向左為得電子，體現(xiàn)氧化性；向右為失電子，體現(xiàn)還原性）核心反應(yīng)方程式：還原性（與O?反應(yīng)，工業(yè)制硫酸關(guān)鍵步驟）：2\text{SO}_2+\text{O}_2\xrightleftharpoons[\Delta]{\text{V}_2\text{O}_5}2\text{SO}_3\quad(\text{可逆反應(yīng)，放熱})還原性（與酸性KMnO?反應(yīng)）：5\text{SO}_2+2\text{KMnO}_4+2\text{H}_2\text{O}=\text{K}_2\text{SO}_4+2\text{MnSO}_4+2\text{H}_2\text{SO}_4氧化性（與H?S反應(yīng)）：\text{SO}_2+2\text{H}_2\text{S}=3\text{S}\downarrow+2\text{H}_2\text{O}\quad(\text{生成淡黃色沉淀})漂白性：教師活動：演示實驗：SO?通入品紅溶液，觀察溶液褪色，加熱褪色后的溶液，觀察顏色恢復(fù)；對比氯水漂白實驗，引導(dǎo)學(xué)生分析漂白原理差異。原理闡釋：SO?與有機(jī)色質(zhì)（如品紅）結(jié)合生成不穩(wěn)定的無色化合物，受熱易分解恢復(fù)原色（暫時性漂白）；氯水通過HClO的強(qiáng)氧化性破壞色質(zhì)結(jié)構(gòu)（永久性漂白）。學(xué)生活動：分組完成實驗，記錄現(xiàn)象；書寫化學(xué)方程式；討論SO?漂白性與氧化性的區(qū)別。即時評價：能準(zhǔn)確書寫3個及以上SO?相關(guān)化學(xué)方程式；能通過實驗現(xiàn)象區(qū)分SO?的氧化還原性與漂白性；能解釋硫元素價態(tài)與性質(zhì)的關(guān)聯(lián)。任務(wù)三：SO?的環(huán)境影響與防治（10分鐘）酸雨形成機(jī)制：教師活動：結(jié)合SO?的化學(xué)性質(zhì)，推導(dǎo)酸雨形成的兩步反應(yīng)（如圖3），明確“酸雨”定義（pH<5.6的降水）。核心反應(yīng)：\text{2H}_2\text{SO}_3+\text{O}_2\xlongequal{\text{粉塵/光}}2\text{H}_2\text{SO}_4\quad(\text{亞硫酸被氧化為硫酸，酸性增強(qiáng)})\text{SO}_3+\text{H}_2\text{O}=\text{H}_2\text{SO}_4\quad(\text{SO}_2氧化生成的SO}_3\text{與水反應(yīng)})圖3酸雨形成路徑示意圖PlainTextSO?（大氣中）→與H?O反應(yīng)→H?SO?（亞硫酸）→被O?/光氧化→H?SO?（硫酸）→隨降水降落→酸雨（pH<5.6）↓（部分）被O?催化氧化→SO?→與H?O反應(yīng)→H?SO?→隨降水降落→酸雨（pH<5.6）酸雨的危害：展示圖片：①森林枯萎、土壤酸化；②大理石建筑腐蝕；③水體酸化導(dǎo)致魚類死亡，總結(jié)酸雨對生態(tài)系統(tǒng)、建筑物、人類健康的危害。SO?污染防治措施：教師活動：引導(dǎo)學(xué)生從“源頭減排、過程控制、末端治理”三個維度討論，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實際，總結(jié)防治技術(shù)（如表3）。表3SO?污染防治核心技術(shù)防治維度具體技術(shù)源頭減排推廣低硫燃料（如低硫煤）、開發(fā)清潔能源（太陽能、風(fēng)能）、優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)過程控制工業(yè)爐窯加裝脫硫裝置（如石灰石石膏法：CaCO?+SO?=CaSO?+CO?）末端治理廢氣脫硫：氨法脫硫（2NH?·H?O+SO?=(NH?)?SO?+H?O）、活性炭吸附法政策監(jiān)管實施SO?排放總量控制、征收環(huán)保稅、加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測學(xué)生活動：小組討論防治措施，結(jié)合生活實際提出“綠色出行”“節(jié)約用電”等個人行動建議。即時評價：能完整闡述酸雨形成的1條主要路徑；能列舉2項及以上工業(yè)脫硫技術(shù)；能提出1條可行的個人環(huán)保行動。（三）鞏固訓(xùn)練（10分鐘）基礎(chǔ)鞏固層填寫下表，對比SO?與CO?的性質(zhì)差異：性質(zhì)SO?CO?氣味漂白性與H?S反應(yīng)（方程式）（是否反應(yīng)）與酸性KMnO?反應(yīng)（現(xiàn)象）（現(xiàn)象）寫出SO?轉(zhuǎn)化為H?SO?的兩步化學(xué)方程式：①________________________；②________________________。綜合應(yīng)用層某工廠排放的廢氣中含有SO?，擬采用石灰石石膏法脫硫，已知廢氣中SO?的體積分?jǐn)?shù)為0.5%，處理1000m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）廢氣，至少需要CaCO?的質(zhì)量為多少？（寫出計算過程）分析下列現(xiàn)象并解釋原因：（1）將SO?通入品紅溶液，溶液褪色，加熱后又恢復(fù)紅色；（2）酸雨地區(qū)的土壤肥力下降，農(nóng)作物減產(chǎn)。拓展挑戰(zhàn)層設(shè)計一個實驗方案，驗證某混合氣體中同時含有SO?和CO?（提示：需先除去SO?再檢驗CO?），寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。（四）課堂小結(jié)（5分鐘）知識體系建構(gòu)：引導(dǎo)學(xué)生用思維導(dǎo)圖梳理本節(jié)課核心知識（如圖4），強(qiáng)調(diào)“性質(zhì)→用途→環(huán)境影響→防治措施”的邏輯關(guān)聯(lián)。圖4核心知識思維導(dǎo)圖（文字描述）PlainText二氧化硫（SO?）├──物理性質(zhì)：無色、刺激性氣味、易溶于水、比空氣大├──化學(xué)性質(zhì)│├──酸性氧化物通性：與水/堿/鹽反應(yīng)│├──氧化還原性：+4價S的轉(zhuǎn)化（與O?、H?S、KMnO?反應(yīng)）│└──漂白性：暫時性漂白（與品紅反應(yīng)）├──環(huán)境影響│├──危害：形成酸雨（pH<5.6），破壞生態(tài)、腐蝕建筑│└──用途：工業(yè)制硫酸、漂白劑、防腐劑└──污染防治：源頭減排、過程脫硫、政策監(jiān)管方法提煉：總結(jié)“實驗探究法”“對比分析法”“價態(tài)分析法”在非金屬氧化物性質(zhì)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。作業(yè)布置：明確基礎(chǔ)必做題、拓展選做題、探究創(chuàng)新題的完成要求與提交時間。六、作業(yè)設(shè)計（一）基礎(chǔ)性作業(yè)（必做，1520分鐘）完善SO?性質(zhì)對比表（課堂鞏固訓(xùn)練第1題），并補(bǔ)充SO?的工業(yè)用途；書寫下列反應(yīng)的化學(xué)方程式并配平：（1）SO?與NaOH溶液反應(yīng)（足量SO?）；（2）SO?與H?O?溶液反應(yīng)（生成H?SO?）；簡述酸雨的危害及日常生活中減少SO?排放的個人行動。（二）拓展性作業(yè)（選做，2530分鐘）查閱資料，撰寫一篇短文（300字左右），分析“低硫煤推廣”對大氣污染治理的作用及局限性；計算：若某地區(qū)一次降雨的pH=4.5，假設(shè)雨水中的酸主要為H?SO?，計算雨水中H?SO?的物質(zhì)的量濃度（忽略其他酸的影響）。（三）探究性作業(yè)（選做，1周內(nèi)完成）設(shè)計實驗探究“溫度對SO?溶于水反應(yīng)速率的影響”，寫出實驗方案（包括實驗原理、器材、步驟、變量控制、預(yù)期結(jié)果）；創(chuàng)作一份關(guān)于“防治酸雨，保護(hù)家園”的科普海報或短視頻（時長13分鐘），要求包含SO?性質(zhì)、酸雨危害及防治措施等核心信息。七、核心知識清單及拓展SO?的物理性質(zhì)：無色、刺激性氣味、氣態(tài)（常溫）、易溶于水（1:40）、密度比空氣大、沸點(diǎn)10℃（易液化）。SO?的化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物通性：與水生成H?SO?（可逆），與堿生成亞硫酸鹽/亞硫酸氫鹽；氧化還原性：+4價S可升為+6價（還原性）或降為0價（氧化性）；漂白性：與有機(jī)色質(zhì)結(jié)合生成不穩(wěn)定無色化合物（暫時性漂白）。核心化學(xué)方程式：\text{SO}_2+\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{H}_2\text{SO}_32\text{SO}_2+\text{O}_2\xrightleftharpoons[\Delta]{\text{V}_2\text{O}_5}2\text{SO}_3\text{SO}_2+2\text{H}_2\text{S}=3\text{S}\downarrow+2\text{H}_2\text{O}5\text{SO}_2+2\text{KMnO}_4+2\text{H}_2\text{O}=\text{K}_2\text{SO}_4+2\text{MnSO}_4+2\text{H}_2\text{SO}_4酸雨形成與危害：形成：SO?→H?SO?→H?SO?（或SO?→SO?→H?SO?）；危害：土壤酸化、森林枯萎、水體富營養(yǎng)化、建筑物腐蝕（如大理石：CaCO?+H?SO?=CaSO?+CO?↑+H?O）。SO?的工業(yè)應(yīng)用：制備硫酸、漂白紙張/草帽、食品防腐劑（如葡萄酒中適量添加）、制冷劑。污染防治技術(shù)：石灰石石膏法脫硫、氨法脫硫、低硫燃料替代、清潔能源開發(fā)。拓展知識：SO?的實驗室制備：Na?SO?+H?SO?（濃）=Na?SO?+SO?↑+H?O（固液不加熱型裝置）；可逆反應(yīng)特點(diǎn)：正逆反應(yīng)同時進(jìn)行、一定條件下達(dá)到平衡、反應(yīng)