高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見解讀(四)

1、高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見解讀（四）化學(xué)1 專題4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展魏樟慶（樂清中學(xué)）一、課程標(biāo)準(zhǔn)中本專題內(nèi)容的解讀 常見無機(jī)物及其應(yīng)用內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)活動與建議1 通過物質(zhì)的組成和性質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行分類。4 知道酸、堿、鹽在溶液中能發(fā)生電離，能通過實驗事實認(rèn)識離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件，了解常見離子的檢驗方法。5 根據(jù)實驗事實了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，舉例說明生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應(yīng)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(zhì)；認(rèn)識其在生產(chǎn)中的作用和對生態(tài)環(huán)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(huán)對維持生態(tài)平衡的作用。 1課程標(biāo)準(zhǔn)為

2、什么要將物質(zhì)的分類、離子反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)等概念原理放在“常見無機(jī)物及其應(yīng)用”同一主題中？元素化合物知識元素觀物質(zhì)分類觀氧化還原反應(yīng)單質(zhì)氧化物氧化物對應(yīng)水化物氫化物鹽類學(xué)習(xí)視角課程標(biāo)準(zhǔn)將物質(zhì)的分類，氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)，酸、堿、鹽的電離等概念遠(yuǎn)離歸入“常見無機(jī)物及其應(yīng)用”這個內(nèi)容主題，也是有積極意義的。一是這些內(nèi)容都是學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物知識必要的基礎(chǔ)；二是有利于打破將元素化合物知識與概念原理實現(xiàn)知識的整合；三是從元素觀、分類觀和反應(yīng)觀（氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)）認(rèn)識元素及其化合物。 2課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容特點課程標(biāo)準(zhǔn)中對元素化合物的處理，突破了傳統(tǒng)的物質(zhì)中心模式，不再追求從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在、制法、用

3、途等方面全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和研究物質(zhì)，而是從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)身邊的常見物質(zhì)，將物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)融入有關(guān)的生活現(xiàn)象和社會問題的分析解決活動中，體現(xiàn)其社會應(yīng)用價值。強(qiáng)調(diào)要關(guān)注學(xué)生的已有經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的經(jīng)驗，提倡“從生活走進(jìn)化學(xué)，從化學(xué)走向社會”。充分體現(xiàn)元素化合物與自然界和社會生活的密切聯(lián)系，貫徹STS教育觀點。通過學(xué)習(xí)元素化合物知識樹立一些基本的態(tài)度和觀念，例如，了解化學(xué)方法在實現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化中的作用；認(rèn)識合成新物質(zhì)對人類生活的影響，以及化學(xué)在自然資源綜合利用方面的重要價值；體會化學(xué)對環(huán)境保護(hù)的意義，以及在化學(xué)合成中遵循“綠色化學(xué)思想”的重要性等。與現(xiàn)行人教版教材相比，元素化合物知識

4、在內(nèi)容覆蓋上差別不大，但是內(nèi)容的組織線索、具體化合物知識內(nèi)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(tǒng)做法。從下面的專題設(shè)置可以看出：專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料專題4 硫、氮與可持續(xù)發(fā)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(yè)制法 物質(zhì)性質(zhì) STS聯(lián)系專題4：社會問題 物質(zhì)性質(zhì) 生產(chǎn)生活中的應(yīng)用二、本專題知識體系的解讀教材在選擇和組織內(nèi)容時，圍繞三個維度的課程目標(biāo)，確立了三條基本的內(nèi)容線索：化學(xué)學(xué)科的基本知識和基本技能；科學(xué)探究和化學(xué)學(xué)科的思想觀念、研究方法和學(xué)習(xí)策略；反映化學(xué)與社會、環(huán)境

5、、個人生活實際以及其他科學(xué)和技術(shù)的廣泛聯(lián)系、相互作用和影響的具有STS教育價值的內(nèi)容主題和學(xué)習(xí)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(guān)注化學(xué)與社會的關(guān)系，將STS的思想引入教材，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)物質(zhì)在造福人類、促進(jìn)人類物質(zhì)文明的同時，不當(dāng)使用也可能引起環(huán)境污染等社會問題，只有掌握物質(zhì)的性質(zhì)并加以合理應(yīng)用，方可避免出現(xiàn)某些負(fù)面現(xiàn)象，幫助學(xué)生樹立社會可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀。必修本打破了傳統(tǒng)的律前、律后編排元素化合物知識的體系結(jié)構(gòu)，不再刻意地追求元素化合物知識學(xué)習(xí)時的原有系統(tǒng)性，而是將相關(guān)元素化合物知識進(jìn)行綜合布局，將其放在最能發(fā)揮其教育教學(xué)功能的地方，讓學(xué)生學(xué)習(xí)這些內(nèi)容而最終獲得發(fā)

6、展。元素化合物知識的編排線索工業(yè)制備性質(zhì)探究社會應(yīng)用社會問題性質(zhì)探究社會應(yīng)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(xué)物質(zhì)從礦物到基礎(chǔ)材料硫、氮與可持續(xù)發(fā)展背景元素具體物質(zhì)氯、鈉鋁、鐵、銅硅硫、氮硫單質(zhì)、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(huán)境保護(hù)）三套必修教材中關(guān)于硫、氮元素及化合物內(nèi)容的處理元素具體物質(zhì)三套教材共有的內(nèi)容三套教材分別特有的內(nèi)容山東科技人教版蘇教版硫硫單質(zhì)顏色狀態(tài)與氧氣的反應(yīng)與鐵反應(yīng)與汞反應(yīng)二氧化硫三氧化硫顏色、狀態(tài)、氣味、溶解性，二氧化硫的漂白型，二氧化硫與氧氣反應(yīng)，三氧化硫與水反應(yīng)二氧化硫與硫化氫的反

7、應(yīng)二氧化硫與過氧化氫的反應(yīng)濃硫酸與銅、木炭的反應(yīng)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(yīng)一氧化氮二氧化氮顏色、狀態(tài)、氣味，與水反應(yīng)氨一水合氨分解，與氯化氫的反應(yīng)與氧氣的反應(yīng)一水合氨的部分電離與氧氣的反應(yīng)，一水合氨的部分電離銨鹽受熱分解，與堿反應(yīng)硝酸濃、稀硝酸與銅的反應(yīng)，鈍化濃硝酸與木炭的反應(yīng)，硝酸的分解濃硝酸與木炭的反應(yīng)，硝酸的分解第一單元 含硫化合物的性質(zhì)和應(yīng)用知識體系二氧化硫化學(xué)性質(zhì)酸性氧化的通性（物質(zhì)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(huán)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(zhì)用途二氧化硫的性質(zhì)

8、和應(yīng)用的知識體系1 二氧化硫的性質(zhì)和應(yīng)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(xué)性質(zhì)² 恰如其分地評價SO2對人類的影響2 硫酸的制備和性質(zhì)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(yè)上制硫酸的原理硫酸的性質(zhì)核心知識：² 工業(yè)制備硫酸的反應(yīng)原理以及與工業(yè)生產(chǎn)的不同，重點是讓學(xué)生知道不同價態(tài)硫之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。² 濃硫酸的性質(zhì)（吸水性、脫水性和氧化性）3硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)化知識體系Na2SO4H2SO4BaSO4SO3SO2SH2SFeSHgSH2SO3Na2SO3硫及其化合物之間的相

9、互轉(zhuǎn)化核心知識：² 從氧化還原反應(yīng)的角度認(rèn)識不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化：第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物1 氮氧化合物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)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(chǎn)生氮氧化物，以及氮氧化物的轉(zhuǎn)化對生產(chǎn)和生活的影響空氣中N2NH3物理性質(zhì)NH4+弱堿性氯化銨的熱分解銨鹽與堿反應(yīng)2 氮肥的生產(chǎn)和使用知識體系核心知識：² 以氮肥的生產(chǎn)和使用為載體，重點是學(xué)習(xí)氨和銨鹽的性質(zhì)NH3NONO2HNO3物理性質(zhì)不穩(wěn)定性、強(qiáng)酸性強(qiáng)氧化性（濃、稀硝酸與銅反應(yīng)，濃硝酸與炭反應(yīng)，鈍化）硝酸工業(yè)制法硝酸的性質(zhì)3 硝酸的性質(zhì)知識體系 三、

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

11、#178; 還原性和氧化性：從硫元素化合價認(rèn)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(yīng)，不要增加與酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng)。氧化性只要求學(xué)生知道這是中間價態(tài)的特點，不要例舉某些反應(yīng)（如與硫化氫的反應(yīng)）。² “拓展視野”欄目中“燃煤煙氣脫硫”方法可以作為學(xué)生的課外讀物來處理?！罢{(diào)查研究”欄目中內(nèi)容可以作為研究性學(xué)習(xí)的課題。3硫酸的制備和性質(zhì)² 硫酸的制備重點是讓學(xué)生形成不同價態(tài)的硫元素的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生知道理論上的化學(xué)反應(yīng)與實際工業(yè)生產(chǎn)的不同，而不是工業(yè)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(dá)到的目標(biāo)是：不同價態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化S（FeS2）SO2SO3H2SO4；理論上的化學(xué)反應(yīng)與實際工業(yè)生產(chǎn)中不同這樣的基本觀點。² 重點學(xué)?？梢岳^續(xù)討論流程中的“凈化”、“熱交換器”、“儲酸槽”等問題。一般學(xué)校只要求三個設(shè)備中所對應(yīng)的三個反應(yīng)原理。² 硫鐵礦在沸騰爐中燃燒生成二氧化硫的反應(yīng)方程式不要求學(xué)生掌握配平方法，但要求知道鐵、硫元素的價態(tài)，以及負(fù)一價的硫被氧化的事實。 4硫和含硫化合物的相互轉(zhuǎn)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(xué)反應(yīng)方程式，實驗室制備裝置等不作要求。² H2S S的轉(zhuǎn)化，只要求硫化氫溶液與氯水反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，而硫化

13、氫與充足或不充足氧氣的燃燒反應(yīng)及其計算不作要求。² “調(diào)查研究”欄目中的內(nèi)容可以作為研究性學(xué)習(xí)的課題。 5氮氧化物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)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(xué)校盡可能作演示實驗，沒有條件的學(xué)?？梢圆シ配浵?。² NO2和N2O4的相互轉(zhuǎn)化不作要求。 6氮肥的生產(chǎn)和使用² N2和O2的反應(yīng)需“放電”的條件，N2和H2的反應(yīng)需要“高溫、高壓、催化劑”的條件，說明氮氣的穩(wěn)定的事實，但不宜用結(jié)構(gòu)式來解釋。² 氨氣的實驗室制法只要求反應(yīng)原理。7硝酸的性質(zhì)² 硝酸的氧化性僅限于濃、稀硝酸與銅的反應(yīng)，以及濃硝酸與

14、炭的反應(yīng)，活潑金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律和復(fù)雜的定量計算不作要求。² 硝酸工業(yè)制法要求與硫酸工業(yè)制法的要求相同。 四、本專題教學(xué)問題探討1突出元素化合物知識的內(nèi)在聯(lián)系，建立新的知識體系。硫、氮元素的學(xué)習(xí)以往是放在元素周期律之后，現(xiàn)在放在元素周期律之前。教學(xué)時按元素，不按族進(jìn)行介紹，要學(xué)會用元素的觀點認(rèn)識和研究物質(zhì)，分析和解決問題。元素化合物的性質(zhì)學(xué)習(xí)由單一的物質(zhì)中心學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)為兩種學(xué)習(xí)模式兼有，突出通過物質(zhì)類別間相互反應(yīng)認(rèn)識通性，在元素價態(tài)轉(zhuǎn)化關(guān)系中認(rèn)識氧化性和還原性的學(xué)習(xí)模式。對氮、硫及其化合物性質(zhì)的認(rèn)識宜從物質(zhì)的通性、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及物質(zhì)特性這三個角度去認(rèn)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(qiáng)調(diào)化學(xué)在生產(chǎn)、生活和社會可持續(xù)發(fā)展中的重大作用，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識和能力，養(yǎng)成學(xué)生關(guān)心社會和生活實際的積極態(tài)度，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的社會責(zé)任感，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力；有利于學(xué)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(xué)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(guān)注化學(xué)與社會的關(guān)系，將STS的思想引入教材。提倡將知識放在一定的情境中進(jìn)行教學(xué)，一方面有利于提高學(xué)生運用知識的能力，體會知識的價值；另一方面通過教學(xué)情境的落實態(tài)度情感與價值觀這一維度的教學(xué)目標(biāo)。將“裸露”的知識“包裝”起來。我們需

16、要改變以往教給學(xué)生“赤裸裸”的化學(xué)知識或者說“純碎”的化學(xué)知識，然后在簡略介紹有關(guān)的應(yīng)用的授課方式。3. 重視實驗探究，以實驗事實建立物質(zhì)性質(zhì)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(shè)計的原理；² 學(xué)會通過對實驗現(xiàn)象的分析去認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)；² 體驗實驗探究的過程，實現(xiàn)過程與方法教學(xué)目標(biāo)4如何看待實驗室制法（1）蘇教版化學(xué)1寫出下列含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式（p.94）² 工業(yè)上或?qū)嶒炇矣脕喠蛩徕c與濃硫酸反應(yīng)

17、制備二氧化硫。² 實驗室用稀硫酸和硫化亞鐵反應(yīng)，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(yīng)產(chǎn)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(xué)1(p.40)用濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)制備氯氣的實驗室裝置在“化學(xué)史話”欄目中出現(xiàn)。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(xué)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(xué)1在實驗室常用氯

18、化銨和氫氧化鈣反應(yīng)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(xiàn)初中科學(xué)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)中對元素化合物的處理，突破了傳統(tǒng)的物質(zhì)中心模式，不再追求從結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、存在、制法、用途等方面全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和研究物質(zhì)。² 關(guān)于實驗室制法新課標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為沒有太多的實際意義，因此已經(jīng)不是學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容。只有能大量獲取物質(zhì)的方法才有實際價值（如從海水中獲

19、得的化學(xué)物質(zhì)、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(yīng)原理，要求學(xué)生能根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件和氣體密度、溶解性等選擇合適的發(fā)生裝置、收集方法即可，比現(xiàn)行人教版要求明顯下降。5加強(qiáng)對習(xí)題的研究，擺脫教輔資料的牽制例1（蘇教版化學(xué)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(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)物的量有關(guān)，當(dāng)二氧化硫過量時，生成亞硫酸氫鈉；當(dāng)氫氧化鈉過量時，生成亞硫酸鈉。（1） 寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（2） 某硫酸廠每天排放1.0×104 m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況）尾氣，其中含0.2%（體積分?jǐn)?shù)）的SO2，現(xiàn)欲用2.0mol/L

20、氫氧化鈉溶液進(jìn)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(xí)題，這種題難度過大，且難在數(shù)學(xué)處理上，不作要求 在煙道氣脫硫制石膏的過程中，中間產(chǎn)物是亞硫酸氫鈉。調(diào)節(jié)煙道氣排放的流量，以取得二氧化硫與氫氧化鈉間物質(zhì)的量的最佳比值，從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量?，F(xiàn)設(shè)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(zhì)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(guān)系。例2 不宜過多訓(xùn)練 38.4 mg 銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用完后，共收集到氣體22.4mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是（ ） A. 1.0×10-3mol B. 1.6×10-3mol C. 2.2×