1、高中化學學科教學指導意見解讀（四）化學1 專題4 硫、氮和可持續發展魏樟慶（樂清中學）一、課程標準中本專題內容的解讀 常見無機物及其應用內容標準活動與建議1 通過物質的組成和性質對物質進行分類。4 知道酸、堿、鹽在溶液中能發生電離，能通過實驗事實認識離子反應及其發生的條件，了解常見離子的檢驗方法。5 根據實驗事實了解氧化還原反應的本質是電子轉移，舉例說明生產、生活中常見的氧化還原反應6 通過實驗了解氯、氮、硫、硅等非金屬及其化合物的主要性質；認識其在生產中的作用和對生態環境的影響。查閱資料討論：減少向大氣中排放氮氧化物、二氧化硫的措施。討論：自然界碳、氮循環對維持生態平衡的作用。 1課程標準為

2、什么要將物質的分類、離子反應和氧化還原反應等概念原理放在“常見無機物及其應用”同一主題中？元素化合物知識元素觀物質分類觀氧化還原反應單質氧化物氧化物對應水化物氫化物鹽類學習視角課程標準將物質的分類，氧化還原反應和離子反應，酸、堿、鹽的電離等概念遠離歸入“常見無機物及其應用”這個內容主題，也是有積極意義的。一是這些內容都是學生學習元素化合物知識必要的基礎；二是有利于打破將元素化合物知識與概念原理實現知識的整合；三是從元素觀、分類觀和反應觀（氧化還原反應和離子反應）認識元素及其化合物。 2課程標準的內容特點課程標準中對元素化合物的處理，突破了傳統的物質中心模式，不再追求從結構、性質、存在、制法、用

3、途等方面全面系統地學習和研究物質，而是從學生已有的生活經驗出發，引導學生學習身邊的常見物質，將物質性質的學習融入有關的生活現象和社會問題的分析解決活動中，體現其社會應用價值。強調要關注學生的已有經驗和將要經歷的經驗，提倡“從生活走進化學，從化學走向社會”。充分體現元素化合物與自然界和社會生活的密切聯系，貫徹STS教育觀點。通過學習元素化合物知識樹立一些基本的態度和觀念，例如，了解化學方法在實現物質間轉化中的作用；認識合成新物質對人類生活的影響，以及化學在自然資源綜合利用方面的重要價值；體會化學對環境保護的意義，以及在化學合成中遵循“綠色化學思想”的重要性等。與現行人教版教材相比，元素化合物知識

4、在內容覆蓋上差別不大，但是內容的組織線索、具體化合物知識內容的選取以及處理的深廣度等都有較大的變化，弱化了按照元素自然族來介紹元素化合物知識的傳統做法。從下面的專題設置可以看出：專題2 從海水中獲得的化學物質專題3 從礦物到基礎材料專題4 硫、氮與可持續發展（空氣資源的利用和空氣污染）從教材編排體系也可以看出：專題2、專題3：工業制法 物質性質 STS聯系專題4：社會問題 物質性質 生產生活中的應用二、本專題知識體系的解讀教材在選擇和組織內容時，圍繞三個維度的課程目標，確立了三條基本的內容線索：化學學科的基本知識和基本技能；科學探究和化學學科的思想觀念、研究方法和學習策略；反映化學與社會、環境

5、、個人生活實際以及其他科學和技術的廣泛聯系、相互作用和影響的具有STS教育價值的內容主題和學習素材。本專題以空氣資源的利用和空氣污染問題作為切入點，關注化學與社會的關系，將STS的思想引入教材，讓學生認識到化學物質在造福人類、促進人類物質文明的同時，不當使用也可能引起環境污染等社會問題，只有掌握物質的性質并加以合理應用，方可避免出現某些負面現象，幫助學生樹立社會可持續發展的科學發展觀。必修本打破了傳統的律前、律后編排元素化合物知識的體系結構，不再刻意地追求元素化合物知識學習時的原有系統性，而是將相關元素化合物知識進行綜合布局，將其放在最能發揮其教育教學功能的地方，讓學生學習這些內容而最終獲得發

6、展。元素化合物知識的編排線索工業制備性質探究社會應用社會問題性質探究社會應用專題2、專題3專題4元素化合物知識從海水中獲得化學物質從礦物到基礎材料硫、氮與可持續發展背景元素具體物質氯、鈉鋁、鐵、銅硅硫、氮硫單質、二氧化硫、三氧化硫、亞硫酸、濃硫酸、硫酸鹽氮氣、一氧化氮、二氧化氮、氨、銨鹽、硝酸（空氣資源的利用與環境保護）三套必修教材中關于硫、氮元素及化合物內容的處理元素具體物質三套教材共有的內容三套教材分別特有的內容山東科技人教版蘇教版硫硫單質顏色狀態與氧氣的反應與鐵反應與汞反應二氧化硫三氧化硫顏色、狀態、氣味、溶解性，二氧化硫的漂白型，二氧化硫與氧氣反應，三氧化硫與水反應二氧化硫與硫化氫的反

7、應二氧化硫與過氧化氫的反應濃硫酸與銅、木炭的反應鈍化脫水性吸水性脫水性硫酸鹽在資料中介紹在資料中介紹氮氮氣與氧氣、氫氣的反應一氧化氮二氧化氮顏色、狀態、氣味，與水反應氨一水合氨分解，與氯化氫的反應與氧氣的反應一水合氨的部分電離與氧氣的反應，一水合氨的部分電離銨鹽受熱分解，與堿反應硝酸濃、稀硝酸與銅的反應，鈍化濃硝酸與木炭的反應，硝酸的分解濃硝酸與木炭的反應，硝酸的分解第一單元 含硫化合物的性質和應用知識體系二氧化硫化學性質酸性氧化的通性（物質類別的角度）既有氧化性又有還原性（氧化還原的角度）漂白性、毒性（特殊的角度）對環境的污染酸雨硫酸型酸雨的形成酸雨的危害酸雨的防治物理性質用途二氧化硫的性質

8、和應用的知識體系1 二氧化硫的性質和應用知識體系核心知識：² 硫酸型酸雨的形成原因² SO2的化學性質² 恰如其分地評價SO2對人類的影響2 硫酸的制備和性質知識體系硫酸FeS2（或S）SO2SO3稀硫酸的通性濃硫酸的特性吸水性脫水性氧化性工業上制硫酸的原理硫酸的性質核心知識：² 工業制備硫酸的反應原理以及與工業生產的不同，重點是讓學生知道不同價態硫之間的轉化關系。² 濃硫酸的性質（吸水性、脫水性和氧化性）3硫和含硫化合物的相互轉化知識體系Na2SO4H2SO4BaSO4SO3SO2SH2SFeSHgSH2SO3Na2SO3硫及其化合物之間的相

9、互轉化核心知識：² 從氧化還原反應的角度認識不同價態硫元素之間的轉化：第二單元 生產生活中的含氮化合物1 氮氧化合物的產生及轉化知識體系雷電NONO2HNO3空氣中N2化工汽車核心知識：² 從兩個方面（自然、人工）產生氮氧化物，以及氮氧化物的轉化對生產和生活的影響空氣中N2NH3物理性質NH4+弱堿性氯化銨的熱分解銨鹽與堿反應2 氮肥的生產和使用知識體系核心知識：² 以氮肥的生產和使用為載體，重點是學習氨和銨鹽的性質NH3NONO2HNO3物理性質不穩定性、強酸性強氧化性（濃、稀硝酸與銅反應，濃硝酸與炭反應，鈍化）硝酸工業制法硝酸的性質3 硝酸的性質知識體系 三、

10、本專題教學指導意見的說明深廣度的把握1單質硫沒有專門成節學習，而是分散在本單元中。² 硫元素在自然界中的存在形態，單質硫的顏色狀態、硫與金屬（主要是汞）和非金屬（主要是氧氣）反應屬于基本要求，從硫的非金屬性和硫元素的化合價認識單質硫的化學性質。² 硫與其他金屬（如Na、Fe、Cu）的反應，硫與其他非金屬（如H2）反應不是基本要求，重點學校可以補充。² 硫與堿溶液反應不作要求。2“二氧化硫性質與作用”與原人教版內容接近，其中：² 酸性氧化物的通性：從物質分類的角度認識二氧化硫的化學性質，知道二氧化硫與水、堿性氧化物（如CaO）和堿如Ca(OH)2等反應。&

11、#178; 還原性和氧化性：從硫元素化合價認識二氧化硫的氧化性和還原性，其中還原性僅限于SO2（或H2SO3）與過氧化氫、氯水或溴水的反應，不要增加與酸性高錳酸鉀溶液的反應。氧化性只要求學生知道這是中間價態的特點，不要例舉某些反應（如與硫化氫的反應）。² “拓展視野”欄目中“燃煤煙氣脫硫”方法可以作為學生的課外讀物來處理。“調查研究”欄目中內容可以作為研究性學習的課題。3硫酸的制備和性質² 硫酸的制備重點是讓學生形成不同價態的硫元素的轉化，讓學生知道理論上的化學反應與實際工業生產的不同，而不是工業問題的本身。² 硫酸制備的流程圖可以看成是一個背景材料，交流與討論所

12、達到的目標是：不同價態硫元素的轉化S（FeS2）SO2SO3H2SO4；理論上的化學反應與實際工業生產中不同這樣的基本觀點。² 重點學校可以繼續討論流程中的“凈化”、“熱交換器”、“儲酸槽”等問題。一般學校只要求三個設備中所對應的三個反應原理。² 硫鐵礦在沸騰爐中燃燒生成二氧化硫的反應方程式不要求學生掌握配平方法，但要求知道鐵、硫元素的價態，以及負一價的硫被氧化的事實。 4硫和含硫化合物的相互轉化² 二氧化硫、硫化氫的制備只要求知道制備的事實和會寫化學反應方程式，實驗室制備裝置等不作要求。² H2S S的轉化，只要求硫化氫溶液與氯水反應的轉化關系，而硫化

13、氫與充足或不充足氧氣的燃燒反應及其計算不作要求。² “調查研究”欄目中的內容可以作為研究性學習的課題。 5氮氧化物的產生與轉化² 教材中圖4-12 氮氣與氧氣放電實驗，實驗效果不是很好，有條件的學校盡可能作演示實驗，沒有條件的學校可以播放錄像。² NO2和N2O4的相互轉化不作要求。 6氮肥的生產和使用² N2和O2的反應需“放電”的條件，N2和H2的反應需要“高溫、高壓、催化劑”的條件，說明氮氣的穩定的事實，但不宜用結構式來解釋。² 氨氣的實驗室制法只要求反應原理。7硝酸的性質² 硝酸的氧化性僅限于濃、稀硝酸與銅的反應，以及濃硝酸與

14、炭的反應，活潑金屬與硝酸反應的規律和復雜的定量計算不作要求。² 硝酸工業制法要求與硫酸工業制法的要求相同。 四、本專題教學問題探討1突出元素化合物知識的內在聯系，建立新的知識體系。硫、氮元素的學習以往是放在元素周期律之后，現在放在元素周期律之前。教學時按元素，不按族進行介紹，要學會用元素的觀點認識和研究物質，分析和解決問題。元素化合物的性質學習由單一的物質中心學習模式轉為兩種學習模式兼有，突出通過物質類別間相互反應認識通性，在元素價態轉化關系中認識氧化性和還原性的學習模式。對氮、硫及其化合物性質的認識宜從物質的通性、氧化還原反應的規律及物質特性這三個角度去認識、理解。2. 將“裸露”

15、的知識“包裝”起來。將元素化合物知識置于真實的情境中，強調化學在生產、生活和社會可持續發展中的重大作用，培養學生學以致用的意識和能力，養成學生關心社會和生活實際的積極態度，強調學生的社會責任感，發展學生的創新精神和實踐能力；有利于學生從更加開闊的視野、更加綜合的視角、更加深刻地理解科學的價值。本專題是圍繞空氣資源的利用和空氣污染問題，介紹硫、氮元素及其化合物的知識，關注化學與社會的關系，將STS的思想引入教材。提倡將知識放在一定的情境中進行教學，一方面有利于提高學生運用知識的能力，體會知識的價值；另一方面通過教學情境的落實態度情感與價值觀這一維度的教學目標。將“裸露”的知識“包裝”起來。我們需

16、要改變以往教給學生“赤裸裸”的化學知識或者說“純碎”的化學知識，然后在簡略介紹有關的應用的授課方式。3. 重視實驗探究，以實驗事實建立物質性質本專題共有實驗² 第一單元“觀察與思考”實驗共：6個² 第二單元“觀察與思考”實驗共：6個；“活動與探究”實驗共2個。運用實驗探究時要注意：² 明確實驗探究的目的，理解實驗設計的原理；² 學會通過對實驗現象的分析去認識物質的性質；² 體驗實驗探究的過程，實現過程與方法教學目標4如何看待實驗室制法（1）蘇教版化學1寫出下列含硫物質轉化的化學方程式（p.94）² 工業上或實驗室用亞硫酸鈉與濃硫酸反應

17、制備二氧化硫。² 實驗室用稀硫酸和硫化亞鐵反應，制備少量的硫化氫（H2S）氣體。² 【實驗2】將少量氯化銨晶體與少量氫氧化鈣混合后放入試管中，在酒精燈火焰尚微熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗反應產生的氣體。（p.99），不要求具體實驗。抱歉停電停電（2）不同版本教材對實驗室制法的處理² 蘇教版化學1(p.40)用濃鹽酸與二氧化錳反應制備氯氣的實驗室裝置在“化學史話”欄目中出現。三版增加了“交流與討論”欄目討論氯氣制備裝置中各部分的作用。² 新課程人教版化學1實驗室制氨氣有具體實驗要求，氯氣的實驗室制法卻沒有要求。² 新課程魯科版化學1在實驗室常用氯

18、化銨和氫氧化鈣反應制少量氨氣，用向下排空氣法收集并用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣是否收集滿。但沒有具體實驗要求。² 原初中自然中實驗室用KClO3和MnO2混合加熱制氧氣² 現初中科學中用在MnO2中滴加雙氧水制氧氣。氫氣、二氧化碳的實驗室制法只要求反應原理，沒有具體的實驗裝置和實驗要求。（3）個人觀點² 課程標準中對元素化合物的處理，突破了傳統的物質中心模式，不再追求從結構、性質、存在、制法、用途等方面全面系統地學習和研究物質。² 關于實驗室制法新課標準認為沒有太多的實際意義，因此已經不是學習的重點內容。只有能大量獲取物質的方法才有實際價值（如從海水中獲

19、得的化學物質、從礦物中獲取、利用空氣資源等合成硫酸、氨氣、硝酸等）。² 實驗室制法只要求知道反應原理，要求學生能根據反應物的狀態、反應條件和氣體密度、溶解性等選擇合適的發生裝置、收集方法即可，比現行人教版要求明顯下降。5加強對習題的研究，擺脫教輔資料的牽制例1（蘇教版化學1 p.95） 二氧化硫是一種酸性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應。反應產物與反應物的量有關，當二氧化硫過量時，生成亞硫酸氫鈉；當氫氧化鈉過量時，生成亞硫酸鈉。（1） 寫出上述反應的化學方程式（2） 某硫酸廠每天排放1.0×104 m3（標準狀況）尾氣，其中含0.2%（體積分數）的SO2，現欲用2.0mol/L

20、氫氧化鈉溶液進行處理，每天至少需氫氧化鈉溶液多少升？教輔資料上常見習題，這種題難度過大，且難在數學處理上，不作要求 在煙道氣脫硫制石膏的過程中，中間產物是亞硫酸氫鈉。調節煙道氣排放的流量，以取得二氧化硫與氫氧化鈉間物質的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產量。現設n(SO2)、n(NaOH)、n(NaHSO3)分別表示二氧化硫、氫氧化鈉、亞硫酸氫鈉的物質的量，且n(SO2)/n(NaOH) = x，試寫出x在不同取值范圍時，n(NaHSO4)的值或n(NaHSO3)與n(SO2)、n(NaOH)間的關系。例2 不宜過多訓練 38.4 mg 銅跟適量的濃硝酸反應，銅全部作用完后，共收集到氣體22.4mL（標準狀況），反應消耗的HNO3的物質的量可能是（ ） A. 1.0×10-3mol B. 1.6×10-3mol C. 2.2×