资源描述
第四章 非金属及其化合物【教材分析】本章主要讨论硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性质，安排在第三章“金属及其化合物”之后，是常见无机物及其性质等知识的继续。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。本章具有巩固离子反应、氧化还原反应等基本知识的作用。在第三章的基础上，进一步介绍元素化合物知识和研究方法，为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料，是学生认识元素周期律、元素周期表知识的重要基础。本章在选材上着眼于这几种元素的单质及其重要化合物的主要性质，在知识安排上尽量使知识和用途相结合，理论和实际相结合，物质的重要性能与可能的负面作用相结合，从而使学生认识到常见无机物在生活和生产中的应用，以及与人类和环境的关系。例如，二氧化硅与硅酸盐产品的应用及其发展，氯气的性质与应用及其可能存在的问题，硫酸、硝酸和氨的性质及广泛用途，酸雨的形成等。这些内容不仅增强了学生的学习兴趣，而且培养了学生的科学态度和科学精神。另外，科学史话“氯气的发现和确认”渗透了严谨、求实的科学思维品质的培养，科学视野“新型陶瓷”“信使分子NO”“火箭为什么能飞上天”等让学生体会知识的价值。这样，更全面地体现化学课程的科学教育功能。第一节 无机非金属材料的主角硅 第1课时【教学目标】 1、了解硅及其化合物的知识。2、了解硅及其化合物在国民经济中的重要作用。3、调查研究：完成并小组交流“硅及其化合物对人类文明的贡献”小论文。4、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法，并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识。【重点难点】硅和二氧化硅的性质。硅酸盐的用途。【教学过程】*将Si单质的内容移到开头教学。采用对比的方法，联系碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷等学生已有的知识和生活经验来引人硅、二氧化硅等新知识。碳和硅是同一主族相邻的两种元素，它们的性质既有相似之处，又有不同之处。在教学时要突出硅的亲氧性强于，从而引导学生理解硅的两种存在形式二氧化硅和硅酸盐。科学视野：SiO2的晶体结构分析。启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点，把它们的性质一一列出。引导学生从硅的亲氧性大，得出常温下SiO2的化学性质稳定；在加热的条件下，SiO2才能与碱性氧化物起反应，写出有关反应的化学方程式，等等。思考交流：实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞？ 实验室盛放氢氟酸的仪器为什么不用玻璃瓶？演示实验：【实验4-1】在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色。逐滴加入稀盐酸，待溶液红色变浅并接近消失时，有透明的硅酸凝胶产生。写出有关反应的化学方程式。补充实验：将CO2通入Na2SiO3溶液中，引导学生观察白色胶状沉淀的生成，写出反应的化学方程式和离子方程式，从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。例题讨论：教材P69习题4。 教学小结：（学生填表） 表1 二氧化硅和二氧化碳结构性质比较物质二氧化硅二氧化碳熔点、沸点、硬度、状态很高、大、固态低、小、气态化学性质与水不反应CO2+H2O= H2CO3与氢氟酸SiO2+4HF=SiF4+2H2O不反应与碱溶液SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO+H2O与碱性氧化物SiO2+CaO=CaSiO3CO2+CaO=CaCO3 二氧化硅与二氧化碳性质的异同点：相同点：都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。不同点：CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应；SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应；SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温加压下进行。 表2 硅酸、碳酸的对比物质硅酸碳酸化学式H2SiCO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法Na2SiO3+2HCl=2NaCl +H2SiO3CO2+H2O=H2CO3颜色与状态白色、粉末状无争液态，只存在于水溶液中水溶性不溶于水只存在于水溶液中酸性比较 （学生课后整理）硅的物理性质、化学性质、存在、用途；二氧化硅的存在、用途、物理性质、化学性质；硅酸的性质和用途等。课外作业：教材P69习题1、3。 准备P69习题5。【课堂习题】1、对于碳族元素，下列说法中正确的是（ ） A、 Ge和Si的单质都是半导体材料 B、 CH4，SiH4，GeH4的稳定性依次减弱 C、 H2CO3，H2SiO3，H2GeO3的酸性依次增强 D、只能形成共价化合物，不能形成离子化合物2、CO2通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（ ） A、水玻璃 B、石灰水 C、饱和Na2CO3 D、CaCl23、下列离子方程式中，书写正确的是（ ） A、硅酸和氢氧化钾溶液反应：H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O B、硅和浓氢氧化钠溶液反应：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2 C、碳酸氢钙溶液跟稀盐酸反应：Ca(HCO3)2+2H+=Ca2+2H2O+CO2 D、饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2：CO32-+H2O+CO2=2HCO3-4、物质A是一种高熔点化合物，不溶于强酸中，但能与纯碱在熔融时反应生成化合物B，同时放出气体C；把气体C通入B的溶液中，得化合物D；D在干燥的空气中转变为化合物E，将E加热又重新得到化合物A。A、B、C、D、E的化学式是：A_B_C_D_E_写出各步反应的化学方程式：_-。参考答案：1、AB 2、D 3、AB 4、A:SiO2 B:Na2SiO3 C:CO2 D:H2SiO3 第一节 无机非金属材料的主角硅 第2课时【教学目标】1、了解硅酸盐工业及一些产品。2、了解一些重要的新型无机非金属材料。3、激发学生学习化学的兴趣，使学生对化学与生产、生活实际的联系有进一步的认识。【重点难点】 硅酸盐的丰富性和复杂性。新型无机非金属材料的特性。【教学过程】复习过渡：回忆Si和SiO2的部分化学性质，默写化学方程式： 二氧化硅和氢氧化钠溶液反应。 介绍硅酸盐的概念及硅酸钠的性质和用途。 解释硅酸盐的丰富性和复杂性。科学视野：介绍新型无机非金属材料的特性。 无机非金属材料： 硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷等 新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等 传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击。新型无机非金属材料的特性：强度高，耐高温；具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等；具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）；具有生物功能。思考交流：用氧化物的形式表示硅酸盐的组成。硅酸：SiO2H2O、SiO22H2O硅酸钾：K2SiO3K2OSiO2高岭石：Al2（Si2O5）（OH）4Al2O32 SiO22H2O例题讨论：教材P69习题2。【课堂习题】1、下列材料的特性及用途的说法中不正确的是（ ） A、光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料 B、氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制耐高温设备 C、氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造轴承 D、人造刚玉硬度高，可用来制造刚玉球磨机2、熔融苛性钠应选用的器皿是（ ） A、陶瓷坩埚 B、石英坩埚 C、普通玻璃坩埚 D、铁坩埚3、把下列式子改写成氧化物的形式： A、正长石KAlSi3O8_。 B、石棉CaMg3Si4O12_。 C、蛇纹石H4Mg3Si2O9_。4、氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300时反应获得。 根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_（填序号）。 A、制汽轮机叶片 B、制有色玻璃 C、制永久性模具 D、制造柴油机 氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_。 现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_-。参考答案：1、B 2、D 第二节 富集在海水中的元素-氯 第1课时【教学目标】1、初步掌握氯气的化学性质，并从氯的原子结构特点和氯气跟金属、非金属化合物的反应了解氯气是一种化学性质非常活泼的金属。2、观察能力及抽象概括、形成规律性认识和总结归纳的能力。3、培养对化学现象与化学本质的辩证认识，以及热爱科学，尊重科学的思想。学习科学家的科学态度和研究方法。【重点难点】氯气的物理和化学性质，氯气的漂白性。【教学过程】课的引入 介绍2005年氯气泄露事件给人们群众带来的伤害。介绍卤族元素。氟、氯、溴、碘由于具有相似的结构，因而具有相似的化学性质，成为一族，称为卤族元素，简称卤素。“卤”在希腊文中是“成盐“的意思。在这一章里，重点学习氯的单质氯气及由氯形成的化合物。介绍氯元素的存在。科学史话 氯气的发现和确认。思考交流：课本P71 学习科学家的科学态度和研究方法。一、活泼的黄绿色气体-氯气介绍氯气的物理性质。请一名学生上来闻氯气的气味，并强调闻味的方法。介绍氯气的化学性质。氯气与金属反应氯气除了和金属钠反应，是否还会和其它金属反应呢？Cu+CI2 =CuCI2 （燃烧，棕黄色烟，绿色溶液）2Fe2+3CI2 = 2FeCI3 （燃烧，棕色烟，棕黄色溶液）氯气与非金属反应H2+CI2 = 2HCI （安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾产生，有刺激性气味气体生成。）思考讨论 可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？ 请重新给燃烧下定义。（燃烧：发光放热的剧烈的化学反应。）2P+3CI2 =2PCI3（液） 2P+5CI2 = 2PCI5（固） （燃烧，白色烟雾）氯气与水反应 介绍自来水消毒知识。Cl2+H2O=HCl+HClO2HClO=2HCl+O2介绍次氯酸的强氧化性和不稳定性。因此氯水可用来漂白、杀菌。实验探究 氯水的漂白性的本质原因氯气与NaOH的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O工业制漂白粉反应2Cl2+2Ca(OH) 2=CaCl2+Ca(ClO) 2+2H2O点 拨 次氯酸盐比次氯酸稳定，且在一定条件下转化为次氯酸，故次氯酸盐也可用来漂白、杀菌。小结归纳 氯气的化学性质活泼的本质原因：氯元素在这些化学反应中化合价都由0价变为-1价。氯原子最外层有7个电子，容易得一个电子而达到8个电子的稳定结构。从而由0价变为-1价。由于氯原子有这样的微观结构，决定了它的化学性质非常活泼。介绍氯气的危害例题讨论：教材P75习题2、5。【课堂习题】1、下列微粒化学性质最活泼的是（ ）。A、氯原子 B、氯离子 C、钠离子 D、氩原子 2、下面对氯气的叙述正确的是A、氯气可使溴水褪色，所以氯气具有漂白性B、氯气有漂白性，通入品红溶液中，品红褪色C、铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁D、闻其气味时要小心，将集气瓶放在鼻孔下直接闻3、自来水可以用氯气消毒。某学生用这种自来水配制下列物质的溶液，不会产生明显药品变质的是A、Na2SO3 B、FeCl2 C、NaHCO3 D、FeCl34、下列各组离子在碱性溶液中大量共存，且溶液呈无色透明的是（ ）A、K+、MnO4-、Cl-、SO42- B、Na+、AlO2-、NO3-、CO32-C、Na+、H+、NO3-、Cl- D、Na+、SO42-、HCO3-、Cl-5、在反应KIO3+5KI+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O中，被还原的碘与被氧化的碘元素的质量比为A5:1 B4:1 C3:1 D1:56、二氧化氯（ClO2）是一种黄色气体，大量用于水的净化和纤维素的漂白。在实验室，ClO2的制备是将氯酸钠和亚硫酸钠分别倒入烧杯中，同时加入H2SO4溶液，用水浴加热，即产生ClO2。写出实验室制取ClO2的离子方程式_反应中，氧化剂为_，还原剂为_，还原产物为_。参考答案：1、A 2、B 3、D 4、B 5、D第二节 富集在海水中的元素-氯 第2课时【教学目标】 1、巩固氯气的化学性质，掌握Cl的检验方法。 2、学习科学家研究化学的科学态度和研究方法。【重点难点】Cl的检验方法。卤素单质氧化性【教学过程】【知识回忆】 上黑板默写：1、实验室用来吸收残余的氯气，其离子方程式是： Cl22OHClH2O+ ClO- 2、工业上用来制漂白粉，其化学方程式是 2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O问：为增强漂白粉作用，可以CO2和水蒸气共同作用或加稀盐酸，为什么？ 强酸制弱酸，使次氯酸的浓度增大，增强漂白粉作用。再问：如何检验溶液里有Cl生成？实验演示 课本P74 一起完成表格小结：Cl的检验方法。【情景转换】 卤素单质氧化性强弱的比较及方程式的书写。 补充F2与水的反应方程式2F2+2H2O=4HF+O2 介绍该重要的置换反应的一些特征。例题讨论：将一定量的漂白粉溶于不含CO2的水中，若用其溶液做如下实验，可以观察到的现象或发生的变化及其相应的结论是什么？写出有关离子方程式：检验它的pH值。结果：碱性。原因是：ClO水解：(ClOH2O=HClOOH 不要求)滴入石蕊指示剂。现象：先变蓝，后褪色。原因是：HClO有强氧化性。敞口久置。结果：失效。原因是：Ca(ClO)2CO2H2OCaCO32HClO， 2HClO=2HClO2 知识拓宽：海水资源的利用HCl(g)(造纸、制肥皂等)(原子反应堆导热剂)熔融电解Cl2Cl2H2NaOHNaTiK.Na合金KTiCl4食卤Br2MgO(富集的方法)过滤CaOCaCO3(贝壳)(耐火材料)(焰火，照明弹)电解高温Mg(OH)2MgCl2Cl2Mg(aq)MgCl2(s)熔Na2CO3NaHCO3H2ONH3、CO2食盐饱和食盐水水电解海水日晒【课堂习题】1、砹(At)是卤素中原子序数最大的元素，推测砹和砹的化合物最不可能具有的性质是AHAt很稳定 B砹易溶于某些有机溶剂 CAgAt不溶于水 D砹是有色固体2、溴化碘(IBr)的化学性质类似卤素单质，能跟大多数金属反应生成金属卤化物，能跟水反应，其化学方程式为IBr+H2O=HBr+HIO下列有关IBr的叙述中不正确的是A在IBr中，I为+1价，Br为-1价B在许多反应中IBr是强氧化剂CIBr与水反应时，其还原产物是HBr，氧化产物是HIOD跟NaOH溶液反应，生成NaBr，NaIO和水3、已知：A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次递增。X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得B和C。化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。元素X是_，Z是_写出中的离子反应方程式：_写出中的反应方程式：_4、现有一包因密封袋破损，露置于潮湿空气中的漂白粉，请你设计一种简便的实验方案，证明它已部分变质？写出实验操作步骤： _ _5、有NaCI和KCI的混合物2.5g，溶于水形成溶液，加入100g 7.14%的AgNO3溶液，充分反应后滤出沉淀，再向混合物中加入10gCu片，过一段时间取出（反应完全），洗涤、干燥，称其质量为10.152g,求原混合物中NaCI和KCI的物质的量各为多少？参考答案：1、A 2、C 3、 K Cl第三节 硫和氮的氧化物 第1课时【教学目标】1、了解SO2和NO2的物理性质和化学性质，理解酸雨的形成及了解防止酸雨产生的途径以及环境保护方面的知识。2、观察能力及实验动手能力、形成规律性认识和总结归纳的能力。3、培养对化学现象与化学本质的辩证认识，以及热爱科学，提倡环境保护的思想。4、实验观察、数据处理，通过实验来研究物质及其变化的科学方法。【重点难点】二氧化硫与水的反应，二氧化氮与水的反应，二氧化硫和二氧化氮对大气的污染。【教学过程】课的引入：展示一份含有空气质量日报的报刊或者一段录象，使学生较快的投身于学习的情景中。引出课题 第三节 硫和氮的氧化物一、二氧化硫知识传授：简单介绍硫的物理性质： 硫是淡黄色晶体，脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2 。二氧化硫的两条工业制法的途径S +O2 = SO2 ；（硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰：在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。）FeS2 +O2Fe2O3+4SO2 ；SO2的物理性质。演示实验：【实验4-7】注意点：1.收集二氧化硫的试管要干燥，气体要收集满，否则液面上升不多，液体变色不明显。2.可用亚硫酸钠与酸反应来制备二氧化硫。3.品红溶液的质量分数不能太大，以0.01%左右为宜，并使溶液显酸性。4.二氧化硫并不能漂白所有的有色物质,它只能漂白某些有色物质。因此,应预先试验它的漂白效果。归纳小结：师生一起归纳小结SO2 的相关性质。指出：SO2+H2OH2SO3是可逆反应，这是学生第一次接触可逆反应的概念，建议说明这一概念的涵义，为学生今后接触更多的可逆反应，以及学习化学平衡等奠定基础。观察对比：二氧化硫漂白作用的机理探讨： 齐读课本P78页资料卡片。在讨论SO2的漂白性时，从反应原理上和次氯酸的漂白作用进行比较，使学生注意它们的区别并在应用中不会搞错。课后思考二氧化硫的食品业中的应用：可使一些食品如：银耳、果干、果脯等具有美好的外观，所以有人称为食品的化妆品。一些不法生产者，为了得到更白的银耳，在大棚内放置硫磺，采用“硫磺熏蒸“工艺，生产出的银耳往往会残留一定量的二氧化硫。日前，上海质检部门对银耳进行一次专项抽查，结果发现被抽查的21种银耳产品居然全部存在二氧化硫残留超标的现象。(根据食品添加剂使用卫生标准GB2760-1996的规定，银耳产品中不得含有二氧化硫。)因此银耳并非越白越好。思考：二氧化硫可使食品具有美好的外观，利用了二氧化硫的什么性质？国家为什么要严格控制食品中的二氧化硫含量？【课堂习题】 1向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中通入SO2气体，有白色沉淀生成，此沉淀是（ ） ABaSO4 BFeS C BaSO3 DS2 向品红溶液中加入稀盐酸，溶液颜色加深。而将SO2缓慢通入稀品红溶液的现象是（ ） A红色加深 B红色立刻褪去变为无色 C红色不变 D红色先变浅后褪色3下列说法中正确的是（ ） A同温同压下，SO2比Cl2更易溶于水B检验溶液中是否含SO32 离子方法是加入少量BaCl2溶液，产生白色沉淀，继续加入稀HCl白色沉淀消失，则含SO32 离子C氧、硫、硒、碲的气态氢化物的稳定性逐渐增强D二氧化硫通入红色石蕊试液中褪为无色。4硫的非金属性比氯弱，下列现象可以说明这一点的是（ ）A常温下硫是浅黄色固体，氯气是黄绿色气体B同条件下，与Fe反应时，分别生成FeS和FeCl3C硫不溶于水，氯气可溶于水D与氢气反应时，硫为2价，氯为1价5.用化学方法区别SO2与CO2最好选用的化学试剂是( )A.紫色的石蕊试液B.品红溶液C.澄清的石灰水D.氢氧化钠溶液6.Na2SO3、Na2SO4及NaHSO4三种物质的混合物。取上述样品5.14g与足量的盐酸反应，在标准状况下产生448mL气体；另取上述样品5.14g与NaOH溶液反应，共消耗0.5mol/L的NaOH溶液20mL。求原混合物中Na2SO4的质量分数。7.我们所学过的物质中有很多具有漂白作用，比如有活性炭、SO2及氯水等，请你以SO2使品红褪色和氯气使有色布条褪色为例，谈谈它们是如何进行漂白的。参考答案：1、A 2、D 3、A 4、B 5、B第三节 硫和氮的氧化物 第2课时二、二氧化氮和一氧化氮阅读材料：信使分子NO。指出NO重要的生理作用，NO和CO使人体中毒的原理。知识介绍：1、氮气的结构： 氮分子结构（以后会学习）决定了氮气的化学性质通常不活泼。2、氮气的性质：氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，N2+O2 = 2NO2NO+O2 = 2NO23NO2+H2O = 2HNO3+NO生活化学：哪位同学能解释雷雨发庄稼的道理或者一场雷雨一场肥的科学道理？（空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收。）实验探究：自学课本P79【科学探究1】，思考一下问题：1、 画出实验装置图。2、 简述实验操作步骤。3、 描述实验现象，完成课本P80的表格。 实验步骤现象解释（可用化学方程式表示）(1)将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充满整个试管的2/3，无色气体充满试管的1/3（上部）3NO2+H2O=2HNO3+NONO2为红棕色气体，易溶于水，NO为无色气体，难溶于水(2)制取少量氧气 2KClO3=2KCl+3O2或2H2O22H2O+O2(3)(3)将氧气慢慢地通入步骤（1）的试管中无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体，但气体体积逐渐缩小，液面不断上升2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO问题讨论：讨论课本P79【科学探究2】：硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的一氧化氮再氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。经过这样多次的氧化和吸收，二氧化氮可以比较完全地被水吸收，能够尽可能多地转化为硝酸。科学视野：自学课本P80“科学视野”。 三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染。介绍二氧化硫和二氧化氮污染物的重要来源，以及对人类和大自然的危害。知识拓宽：1、下列关于酸雨的论述中，不正确的是：A、酸雨中的氢离子浓度比正常雨水大B、酸雨雨水和正常雨水的样品煮沸后酸性都减小C、空气中硫和氮的氧化物D、正常雨水也有微弱的酸性。1、 减少酸雨的产生，下列方法中，你认为可取的是：少用煤作燃料 把烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源A、 B、 C、 D、3、自学课本P81“资料卡片”。例题讨论：目前，我国酸雨监测网络已初步搭好骨架，并建设启用了许多监测站点，为了进一步开展酸雨研究和控制酸雨提供了依据。下列是某监测站点采集的酸雨，每隔一段时间测定pH数据：时间开始8h16h24h32h40h48hpH5.34.84.54.34.24.04.0能否分析酸雨放置一段时间后，pH变化的主要原因。写出有关的化学方程式。【实践活动1、2】 根据各学校具体情况适当布置。【课堂习题】 1常见的大气污染物为一次污染物和二次污染物，二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物，如2NO+O2=2NO2，则NO2就是二次污染物，下列四种气体SO2 、NO、NO2、Cl2中能导致二次污染的是（ ） A B C D只有2SO是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02mgL-1。 下列措施中不能够减少SO2排放量的是( ).用天然气代替煤炭做民用燃料 .提高热能利用率.硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率 .燃煤中加入生石灰后使用3 为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气排放的SO2,工业上将生石灰和含硫煤混合后使用.请写出燃烧时,有关固硫(不使硫化合物进入大气)反应的化学方程式。 近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式为NH3+HClO=H2O+NH2Cl （一氯氨). NH2Cl较HClO稳定.试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因: .4 据1997年3月18日中国环境包报道：从一份科技攻关课题研究结果显示，我国酸雨区已占国土面积的40%，研究结果还表明，酸雨对我国农作物、森林等影响的区域较大。某学校课题组为研究酸雨的成因，进行了以下实验：先接通直流电源，使电热丝红热，然后将红热电热丝伸入一有SO2和空气的集气瓶中，瓶中立即出现a现象，再往其中加盐酸酸化的BaCl2溶液，又出现b现象。请回答： 描述现象，a，b； 通过该实验可得出“酸雨”成因的化学原理是；目前一座中等城市每年用煤约三百万吨，其含硫量如按1%计算，则每年排放SO2多少吨？ 参考答案：1、A 2、B 3、S+O2=SO2 CaO+SO2=CaSO3 第四节 硫酸、硝酸和氨 第1课时【教学目标 】1、浓硫酸和硝酸的氧化性、氨的化学性质。2、重视对学生知识的建构能力的培养，让同学们理解知识结构由主干知识和基本知识构成，主干知识作支撑。3、重视环境教育，提倡环境保护的思想。4、实验观察、想象分析，通过实验来研究物质性质的科学方法。【重点难点】浓硫酸、硝酸的强氧化性，氨的化学性质。【教学过程】 第四节 硫酸、硝酸和氨问题引课：学生思考回答课本P84的【思考与交流1、2、3】。 （1）它们都是酸，在水溶液中电离出H+，硫酸和硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元强酸，硝酸和盐酸是一元强酸（2）在水溶液中都电离出氢离子。（3）从盐酸、稀硫酸是非氧化性酸，浓硫酸或硝酸是氧化性酸的角度加以讨论。一、硫酸和硝酸的氧化性实验激趣：结合教科书图4-27，以激发学生的兴趣。指出浓硫酸的脱水性和吸水性（实验中经常做干燥剂）。实验演示：演示【实验4-8】并投影下列思考题： （1）反应的条件是什么？（2）反应前后溶液及铜片有哪些变化？（3）实验发生后品红溶液（或紫色石蕊溶液）有何变化？由此得出什么结论？盛品红溶液试管口的棉花起什么作用？（该实验只有在持续加热时，才有稳定的SO2气流。浓硫酸与铜在加热时能发生反应，放出能使紫色石蕊溶液变红或使品红溶液褪色的气体。反应后生成物的水溶液显蓝色。）讨论释疑：浓硫酸、稀硫酸中溶质都是H2SO4，为什么与Cu反应的性质有如此大的差异？分析浓硫酸的强氧化性的实质。指出：浓硫酸、浓硝酸能与大多数金属反应，但都没有氢气生成；常温下，浓硫酸可使铁、铝等发生钝化。指出：浓硫酸不仅能够氧化大多数金属，还能够氧化非金属：如C 、S、 P等。C+2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O例题分析：课本P89页4、5、7题补充例题： 红热的炭与浓硫酸可发生反应。现欲设计一个实验以验证此反应所生成的各种产物。（1）写出此反应的化学方程式:_（2）实验中可供使用的试剂有：浓硫酸、稀硫酸、澄清石灰水、NaOH溶液、Ba(OH)2溶液、品红溶液、紫色石蕊试液、溴水、酸性高锰酸钾溶液、无水硫酸铜固体、碱石灰和无水氯化钙固体。有一个同学按气体的流动方向设计了一个实验过程，其所使用的试剂次序可表示为：气体产物试剂试剂试剂试剂试剂试回答：试剂、分别为_,_,_,_.说出试剂使用两次的作用分别是_,_.气体产物通过试剂时的现象是_.写出气体产物与试剂的离子方程式_。【课堂习题】1向50mL浓度为18mol/L的硫酸溶液中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量为（ ）A等于0.9mol B。大于0.45mol小于0.9molC等于0.45mol D。小于0.45mol2相同质量的四份铜片，分别置于足量的下列酸中，所得到的气体的物质的量最多的是（ ） A浓硫酸 B稀硫酸 C浓硝酸 D稀硝酸3三位学生设计了下述三个方案，并都认为：如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有SO。足量稀HCl BaCl2溶液方案甲：试液 白色沉淀 沉淀不溶解BaCl2溶液足量稀HCl方案乙：试液 无沉淀 白色沉淀Ba(NO3)2溶液足量稀HNO3方案丙：试液 无沉淀 白色沉淀试评价上述各方案是否严密，并分别说明理由。答：方案甲 方案乙 方案丙 4浓硫酸具有A.强酸性B.强氧化性C.高沸点、低挥发性，D.脱水性，E.吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的字母分别填入括号中(1)用NaCl固体和浓H2SO4在加热条件下制氯化氢气体。( )(2)用磷矿粉主要成分Ca3(PO4)2和硫酸反应制磷酸。( )(3)热的浓硫酸分别与铜片、木炭和硫粉等反应。( )(4)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体。( )(5)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸。( )(6)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末。( )(7)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体。( )(8)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑。( )5实验证明铜不能在低温下与氧气反应，铜不与稀硫酸反应，但工业上却在废铜屑与热的稀硫酸混合物中，通入空气制硫酸铜溶液。(1)写出上述反应的化学方程式 。(2)利用铜制备硫酸铜溶液还有什么方法?写出反应的化学方程式 。比较哪一种方法好?为什么?6(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式是： 。(2)试用下图63所列各装置设计一个实验，来验证上述反应所产生的各种产物。编号装置图63这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号)： 。(3)实验时可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。(4)装置中所加固体药品是 ，可验证的产物是 ，确定装置在整套装置中位置的理由是 。(5)装置中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。参考答案：1、D 2、C 3、方案甲、丙不严密 ，方案乙严密。第四节 硫酸、硝酸和氨 第2课时 比较学习法：浓硫酸、硝酸的氧化性有许多相似的地方，通过比较可以加深理解、方便记忆。如浓硫酸、硝酸作氧化剂时，都是硫、氮元素被还原；都是浓的溶液氧化性比稀的溶液强；浓硫酸、浓硝酸都能与不活泼金属和一些非金属反应；在常温下，浓硫酸、浓硝酸都能使铁、铝表面氧化生成牢固的氧化物薄膜，从而阻止酸与内层金属的反应等。实验观察：Cu与浓硝酸和稀硝酸反应的比较：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O观察现象：产生无色气体。溶液由无色变为蓝色。铜在不断的溶解。此气体遇空气变为了红棕色，所以无色气体是NO。结论：铜和稀硝酸常温下反应比较缓慢。C+4HNO3（浓）4NO2+CO2+2H2O 现象：产生红棕色气体。溶液由无色变为绿色。铜在不断溶解。结论：铜和浓硝酸常温下反应剧烈。错误点拨：硝酸愈稀被还原的程度愈大，说明硝酸愈稀氧化能力愈强。指出：硫酸、硝酸都是浓的溶液氧化性比稀的溶液强，不看被还原的程度大小。同样，金属还原性的强弱，只看失去电子的难易，不看失电子的多少。资料介绍：王水的成分：浓硝酸与浓盐酸的混合物，其体积比为1：3。氧化能力极强，可溶解金和铂。知识拓宽：镁、锌等金属与不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价态的还原产物。例如，当硝酸中HNO3的质量分数为9%33%时，反应按下式进行： 4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O 。若硝酸更稀，反应会生成氨，氨与过量的硝酸进一步反应生成硝酸铵。4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O 。例题分析： 1。在标准状况时，把NO2和O2按4:1的体积比混合使其充满一个大试管，把大试管倒立于水中，水面逐渐上升，最后试管中溶液的物质的量浓度mol.L-1（不考虑试管中溶液扩散）为（ ） A. 0.8 B. 0.72 C. 0.1 D. 0.036补充两个重要的关系式： 4NO2 -O2 ， 4NO - 3 O22用废铜屑和工业硝酸为原料，制取硝酸铜，请设计23个方案，并对实验方案进行评价。【课堂习题】1Murad等三位教授最早提出了NO分子在人体内有独特功能，近年来他们在此研究领域有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔奖。关于NO的下列叙述不正确的是（ ） A、NO可以是某些含低价态氮物质的氧化产物 B、NO不是亚硝酸的酸酐 C、NO可以是某些含高价氮物质的还原产物 D、NO是红棕色气体2某氮的氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应，生成N2和CO2。若测得N2和CO2的物质的量之比为1:2，则该N的氧化物是（ ） A、N2O B、NO C、NO2 D、N2O53某金属硝酸盐受热分解生成金属氧化物、二氧化氮和氧气。若生成的二氧化氮和氧气的物质的量之比为81，则金属元素的化合价在反应过程中的变化是（ ）A 升高 B 降低 C 不变 D 无法确定40.3molCu2S和HNO3溶液恰好完全反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O，则末被还原的HNO3的物质的量是A、1.0mol B、1.2mol C、0.3mol D、2.2mol5.已知2Cu(NO3)2 =2CuO+4NO2+O2,现把Cu(NO3)20.01摩缓慢加热直到分解完全,用排水法收集产生的气体于试管中,下列描述正确的是A.水仍充满试管 B.试管中可收集到0.112升无色气体(标况)C.向试管中滴入石蕊试液显红色 D.向试管中加入锌粒可产生燃性气体6常温下30ml NO2和10ml NO的混合气体通入足量的饱和NaHCO3溶液中，将逸出的气体通过装有足量Na2O2的干燥管。 （1）从干燥管逸出的气体是_，体积是_。 （2）若NO2和NO的体积比大于3:1，则逸出的气体是_。 （3）若NO2和NO的体积比小于3:1，则逸出的气体是_。7汽车尾气（含有碳氢化合物、CO、SO2和NO等）是城市空气污染的污染源之一。综合治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”（用铂、钯合金做催化剂）。它的特点是使CO和NO反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体，并促使碳氢化合物充分燃烧及二氧化硫的转化。认为汽车尾气的过多排放可能引起的主要环境问题有_和_。写出CO和NO在催化剂存在的条件下反应的化学方程式。_，控制城市空气污染的方法有：_。A 开发利用氢能源 B 使用电动车C 植树造林 D 戴上呼吸面具参考答案：1、D 2、B 3、B 4、D 5、AC 第四节 硫酸、硝酸和氨 第3课时 知识补充：介绍氨分子结构，呈三角锥形。氨易液化，液化的同时放出大量的热。液态氨汽化时要吸收大量的热，因此常用作致冷剂，举例说明液氨的用途。如：首都体育馆的制冷设备。迁移试问：NH3和H2O互溶解的情况如何？实验演示：演示【实验4-8】观察实验现象并根据实验现象分析下列问题：（1）烧瓶内为什么会形成喷泉？（2）溶液为什么变成红色？强调指出：只要能够引起烧瓶内气压迅速下降的情况，都可以产生喷泉。深化知识：氨溶于水使酚酞溶液变红，说明产生了一种新物质即一水合氨，是弱碱，氨水具有碱性。它能够部分电离出铵根离子和氢氧根离子。NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-NH3H2ONH3+H2O氨与酸反应,演示“魔棒生烟或者空杯生烟”，并加以解释。NH3+HCl=NH4Cl补充NH3与O2的反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O从氧化还原的角度分析氨的催化氧化。铵盐的不稳定性：参照课本内容铵盐的检验：加强碱共热，有刺激性气味的气体产生，能够使红色石蕊试纸变蓝。方程式训练。NH3的实验室制法：展示装置，2H4Cl+Ca(OH)2= CaCl2+ 2H3+22O 补充实验室快速制取NH3的方法：（1）加热浓氨水制氨气。在烧瓶中加入24 mL浓氨水，加热即可得到氨气。此法也可用于做喷泉实验。（2）在常温下，用浓氨水与固体烧碱混合制氨气。方法是：在分液漏斗中加入浓氨水，在锥形瓶中加入少量固体氢氧化钠（约一小药匙），按下图所示安装好装置。将浓氨水慢慢滴入锥形瓶，待冒出较多的气泡时，用向下排气法收集氨气。实验时要控制好浓氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要开得太大，以免产生氨气过多而冲开锥形瓶的塞子。此法的装置和操作都很简便，而且制得的氨气浓度也比较大，做“喷泉”实验效果比较好。现象：烧杯里的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。制取氨气实验装置图如下：介绍NH3的用途。自学大自然中氮的循环。课本P88的【思考与交流】。氮是蛋白质的基本组成元素之一。所有生物体内均含有蛋白质，所以氮的循环涉及到生物圈的全部领域。氮是地球上极为丰富的一种元素，在大气中约占79%。氮在空气中含量虽高，却不能为多数生物体所直接利用，必须通过固氮作用。固氮作用的两条主要途径，一是通过闪电等高能固氮，形成的氨和硝酸盐，随降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤菌可使氮气转变为硝酸盐等。植物从土壤中吸收铵离子（铵肥）和硝酸盐，并经复杂的生物转化形成各种氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白质。动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白质。动植物死亡后遗骸中的蛋白质被微生物分解成铵离子（NH4+）、硝酸根离子（NO3-）和氨（NH3）又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用。例题分析：1、氨水与液氨有什么不同？（液氨是纯净物，只有氨分子。氨水是混合和，其中有NH3H2O、NH3、H2O、NH4、OH。）2、已知A、B、C、D是短周期中的4种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子就是一个质子。又知，B单质在高温下可从A与D组成的某种化合物中置换出A，同时生成化合物BD，A、C、D三种元素组成的某种盐水溶液显酸性，B、C均能与D组成原子数比为11和12的化合物。（1）写出中反应的化学方程式_，（2）C元素的气态氢化物能还原CuO，生成Cu、C单质及A与D形成的化合物，该反应的化学方程式为_。【课堂习题】1下图为喷泉实验装置图。 若大烧瓶内充入的为干燥NH3，要使喷泉形成表中的各种颜色，请写出A溶液里溶质（如能用有关离子表示，请写出离子符号）的名称或离子符号。编号A溶液颜色B溶液颜色A溶液中溶质无色红色黄色棕褐色浑浊红色黄色无色乳白色浑浊2有A、B、C、D四种单质。在一定条件下，B可以和A、C、D化合生成化合物甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每个分子中都含有10个电子，并且甲、乙、丙、丁有如下关系：回答：（1）单质B的化学式。（2）单质A与化合物乙反应的化学方程式。（3）根据化合物丙、丁中D元素化合价判断丙、丁是否在一定条件下生成单质D，简述判断理由。3化合物E（含两种元素）与NH3反应，生成化合物G和H2。化合物G的式量约为81，G分子中硼元素（B的相对原子质量为10.8）和氢元素的质量分数分别为40和7.4，由此判断：（1）化合物G的化学式为_。（2）反应消耗1molNH3，可生成2molH2，组成化合物E的元素是_和_。（3）1molE和2molNH3恰好完全反应，化合物E的分子式为_。参考答案：1、OH- 、Fe3+ 、甲基橙（H+） 、Ca2+ 2、 H2 、能够反应，价态归中。3、B3N3H6
展开阅读全文