人教版高中化学必修一第四章非金属及其化合物硫和氮的氧化物教学案
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人教版高中化学必修一第四章非金属及其化合物硫和氮的氧化物教学案
(学时:二节课)
【三维目标】
【知识与技能】掌握二氧化硫的性质,了解可逆反应的特点和表示方法。
【过程与方法】通过阅读教材、观察实验及生活常识等方法,了解硫的氧化物对大气的污染。
【情感态度与价值观】树立环保意识。
【学习重点】二氧化硫与水的反应,二氧化硫对大气的污染。
【学习难点】二氧化硫的相关性质。
【学习易错点】二氧化硫相关性质与二氧化碳的对比。
第一学时
【基础知识】
一、硫
1、存在:广泛存在于自然界中,游离态存在于和。
化合态主要以和
的形式存在。
例如:硫铁矿,黄铜矿,石膏,芒硝。
2、性质:俗称,色粉末,溶于水,微溶于,易溶于。
在空气中燃烧的化学方程式为:,火焰呈色。
二、二氧化硫
1、物理性质:SO2是色、有气味的气体,密度比空气,易,溶于水。
2、化学性质:二氧化硫与水的反应,水溶液的酸碱性,二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验:
是一种酸性氧化物
2
①SO2与水的反应:。
SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸,因此溶液显酸性,亚硫酸不稳定,同时可以分解为和,所以SO2溶于水是一个可逆反应,用“”表示。
可逆反应:在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
②SO2与碱性氧化物反应:SO2+CaO =
SO2与碱溶液反应:SO2+NaOH =+________
③SO2与某些盐溶液反应:SO2+Na2CO3=+
⑵漂白性
SO2与某些有色物质生成的无色物质,但这种无色的物质而使有色物质恢复到原来的颜色。
利用品红溶液可检验SO2气体。
⑶还原性
由于SO2的硫元素的化合价为,属于中间价态,所以SO2既有又
有。
一般表现为还原性,可被多种氧化剂(O2﹑Cl2﹑KMnO4等)氧化为价的硫。
①SO2可以被氧气氧化成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,工业上利用这一原理生产硫酸。
反应方程
式:;。
②SO2可以使氯水、KMnO4溶液褪色。
SO2 +Cl2+2H2O =+
⑷SO2的用途:①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;②用于杀菌消毒。
【练习】
1.SO2溶于水后所得的溶液的性质是( )
A.有氧化性、无还原性、无酸性
B.有氧化性、有还原性、有酸性
C.有还原性、无氧化性、无酸性
D.有还原性、无氧化性、有酸性
2.在含有FeCl3和BaCl2的酸性溶液中,通入足量的SO2气体,有白色沉淀产生,过滤后向滤液中滴加KSCN溶液未见血红色,由此得出的结论是( )
A.白色沉淀是BaSO3
B.白色沉淀是BaSO4
C.白色沉淀是BaSO3和S的混合物
D.FeCl3被SO2还原为FeCl2
【思考】
把SO2﹑Cl2分别通入紫色石蕊试液中,现象是SO2:,
Cl2:。
SO2和Cl2均具有漂白性,都可以使品红溶液褪色。
若将等物质的量的两种气体混合后通入品红溶液中,品红溶液,分析原
因:。
【疑难点拨】常见的漂白剂有哪些?漂白原理有何区别?
⑴SO2漂白性的实质,是SO2与水反应生成的H2SO3跟有机色素结合成了不稳定的无色化合物,该化合物见光、遇热或长久放置又能恢复为原来的颜色。
SO2漂白原理属于非氧化—还原反应。
⑵氯水、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3使品红溶液褪色,但加热不能复原,其实质为氧化还原反应,是氧化性漂白,漂白剂具有氧化性,将有机色素氧化成稳定的无色物质。
⑶木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,形成较大的表面积,具有很强的吸附性。
使品红溶液褪色是吸附性漂白,物理变化。
【知能检测】
1.下列说法正确的是( )
A.SO2能使KMnO4水溶液褪色
B.可以用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色
沉淀
2.检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液
B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水
D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
3.下列物质不能使品红溶液褪色的是( )
A.SO2
B.活性炭
C.Ca(ClO)2
D.CO2
4.银耳本身为淡黄色,某地出产一种雪耳,颜色洁白如雪。
其制作过程如下:将银耳堆放在密封状况良好的塑料棚内,在棚的一端支一口锅,锅内放硫磺,加热使硫磺熔化并燃烧,两天左右,雪耳就制成了。
雪耳炖不烂,且对人体有害。
制作雪耳利用的是( )
A.二氧化硫的还原性
B.二氧化硫的氧化性
C.二氧化硫的漂白性
D.二氧化硫水溶液的酸性
5.实现下列变化,需要加入氧化剂的是( )
A.S2-→S
B.SO2→S
C.SO32-→SO2
D.MnO2→Mn2+
★6.欲除去CO2中少量的SO2,可选用的试剂是( )
A.Na2CO3溶液
B.饱和NaHCO3溶液
C.酸性高锰酸钾溶液
D.石灰水
7.下列变化中,不属于化学变化的是( )
A. SO2使品红溶液褪色
B.氯水使有色布条褪色
C.活性炭使红墨水褪色
D.漂白粉使某
些染料褪色
8.有关二氧化硫的说法错误的是( )
A.SO2通入Na2SO3或NaHCO3溶液都能发生反应
B.SO2能使品红溶液褪色,是因为它有氧化性
C.给已被SO2褪色的品红溶液用酒精灯加热,可恢复原来的红色
D.SO2和O2混合后加热,可生成SO3
9.为除去混入CO2中的SO2和O2,下列试剂的使用顺序正确的是( )
①饱和Na2CO3溶液;②饱和NaHCO3溶液;③浓H2SO4溶液;④灼热的铜网;⑤碱石灰
A.①③④
B.②③④
C.②④③
D.③④⑤
10.下列反应中,不能说明SO2是酸性氧化物的是( )
A.SO2 H2O H2SO3
B. 2SO2+O22SO3
C. SO2+2NaOH =Na2SO3+H2O
D.SO2+CaO =CaSO3
★11. 有一瓶无色气体可能含有H2、CO2、HBr、SO2、Cl2中的一种或几种。
将其通入稀氯水中得到无色透明溶液。
将溶液分成两份,向其中一份加入用稀硝酸酸化的AgNO3溶液,生成白色沉淀;向另一份中加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,也生成白色沉淀。
原气体中一定没有,一定含有______________,可能含有______________。
硫和氮的氧化物(学时:二节课)
【三维目标】
【知识与技能】掌握一氧化氮和二氧化氮的性质。
【过程与方法】通过阅读教材、观察实验及生活常识等方法,了解氮的氧化物对大气的污染。
【情感态度与价值观】树立环保意识。
【学习重点】二氧化氮与水的反应,二氧化氮对大气的污染。
【学习难点】二氧化氮的相关性质。
【学习易错点】二氧化氮相关性质与二氧化碳、二氧化硫的对比。
第二学时
【基础知识】
一、氮气、一氧化氮和二氧化氮
1、氮气
N2占空气体积的左右,是一种色味的气体,密度比空气,氮气在水里溶解度。
在通常情况下,N2与O2 ,但是在或的条件下,可以化合生成。
化学反应方程式:。
2、一氧化氮
NO是色,溶于水的毒气体。
在常温下很容易与空气中的O2化合生成NO2,化学方程式:。
【练习1】下列气体中,不能用排空气法收集的是( )
A.H2
B.CO2
C.NO
D.O2
3、二氧化氮
⑴物理性质
NO2是色,有气味的毒气体,密度比空气,易,溶于水。
⑵化学性质
NO2溶于水生成和。
反应方程式:。
【思考】俗话说“雷雨发庄稼”,有哪些科学道理?写出有关的化学方程式。
【实验操作】
a.将充满NO2的试管倒立在水槽里,发
现,最后水充满整个试管容积
的。
反应的化学方程式:。
b.向试管中通入O2时,无色气体变为色气体,反应的方程
式:。
随着O2的不断通入,气体的体积逐渐,液面不断,当通入的O2恰好完全反应时,水将充满整个试管。
发生的总反应
是:。
二、SO2和NO2对大气的污染
1、SO2和NO2的主要来源
的燃烧,尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。
2、危害:⑴引起污染,直接危害人体健康。
⑵溶于水形成。
3、防治措施
⑴工业废气在排入大气之前,必须回收处理;⑵控制汽车尾气的排放标准。
4、酸雨
⑴pH的降水称酸雨,主要是大气中的和溶于水造成的。
⑵形成原理:NO x
SO
(或SO)
⑶危害
①直接破坏、、,使、酸化。
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
【练习】下列气体中,不会造成空气污染的是( )
A.N2
B.NO
C.NO2
D.SO2
★三、有关氮的氧化物溶于水的计算
1、NO和NO2的混合气体:此混合气体溶于水的反应:3NO2+H2O =2HNO3+NO,
1V(NO2)
可利用气体体积的变化差值进行计算。
V(剩余)=V(NO)原+
3
2、NO2和O2的混和气体:此混合气体溶于水的反应:NO2+O2+H2O =HNO3
3、NO和O2的混和气体:此混合气体溶于水的反应:NO +O2+H2O =HNO3
2V L。
4、NO2(标准状况)溶于水,溶液的浓度:烧瓶中充满V L NO2,溶于水所得溶液的体积为
3
【例1】在一定条件下,将15mL的充满NO和NO2的试管倒立于水槽中,充分反应后剩余气体的体积为8mL,则原来气体中NO的体积为多少?
解析:NO不溶于水,NO2溶于水且与水反应又生成NO,故剩余8mL气体为NO。
解:设原来的气体中NO、NO2的体积分别为x、y
3NO2+H2O =2HNO3+NO
3mL 1mL x+y=15mL 解得x=4.5mL y1/3 y x+1/3 y=8mL y=10.5mL 答:原来气体中NO得体积为4.5mL。
【例2】将盛有25mLNO2和O2混合气体的量筒倒置于水槽中,足够时间后量筒内剩余5mL 无色气体,则原混合气体中NO2的体积可能是多少?
【解析】反应后剩余的5mL无色气体,可能是O2,也可能是NO。
解:设原混合气体中氧气的体积为x
⑴当剩余的无色气体为5mLO2时:⑵当剩余的无色气体的体积为5mL NO时:
4NO2+O2+2H2O =4HNO3说明O2量不足,过量的NO2发生了如下的反应:4mL 1mL 3NO2+H2O =2HNO3+NO
4x x3mL 1mL
5x=25mL-5mL=20mL 15mL 5mL
x=4mL 4NO2+O2+2H2O =4HNO3
原混合气体中NO2的体积为:4x=16mL 4mL 1mL
4x x
5x=25mL-15mL=10mL x=2mL
原混合气体中NO2的体积为:25mL-2mL=23mL 答:原混合气体中NO2的体积可能是16mL或23mL。
【知能检测】
1.在NO2与水的反应中( )
A.氮元素的化合价不发生变化
B.NO2只是氧化剂
C.NO2只是还原剂
D.NO2既是氧化剂,又是还原剂
2.在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质的质量之比为( )
A.3:1
B.1:3
C.1:2
D.2:1
3.与3.2gSO2所含氧原子数相等的NO2的质量为( )
A.3.2g
B.4.6g
C.6.4g
D.2.3g
4. 盛满等体积NO和NO2混合气体的试管,倒立在水槽中,反应完毕液面上升高度是试管的( )
A.1/2
B.1/3
C.2/3
D.5/6
5.在体积为V L的密闭容器中通入a mol NO和b mol O2,反应后容器内氮原子数与氧原子数之比( )
A.a/b
B.a/2b
C.a/(a+2b)
D.a/2(a+b)
6.某无色混合气体可能含有O2、N2、NO或NO2中的两种,混合气体经放电后呈现红棕色,原混合气体是( )
A.N2、NO
B.N2、NO2
C.NO、O2
D.N2、O2
7.由NO2和O2组成的混合气体40mL,通过足量水后剩余5mL,原混合气体中NO2与O2的体积比( )
A.1∶3
B.1∶1
C.7∶1
D.7∶3
8.标准状况下,在一不规则的玻璃容器内充满NO2气体后,将其倒置于水槽中,假设容器中的物质不扩散至容器外,则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度近似为( )
A. 1.0mol·L—1
B. 0.045mol·L—1
C. 0.020mol·L—1D.0.12mol·L—1
9.某混合气体中可能含有Cl2、O2 、SO2、NO 、NO2中的两种或多种气体。
现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色。
对于原混合气体成分的判断正确的是( )
A.肯定有SO2和NO B.肯定没有Cl2、O2和NO2 C.可能有Cl2和O2 D.肯定只有NO
10.随着资源的开发和现代化工业的发展,你认为减少酸雨以保护环境可采取的措施是( )
①尽量少用煤作燃料②把工厂的烟囱加高③将燃料脱硫后再燃烧④开发新的清洁能源
⑤植树造林⑥在已经酸化的土壤中加石灰
A.①②③④
B.③④⑤⑥
C.①③④
D.①③④⑤
11.将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水槽中,经足够时间后,试管内气体体积缩小为原体积的一半,则原混合气体中N2与NO2的体积比为。
★12.一定条件下,将等体积的NO和O2的混合气置于试管中,并将试管倒立于水槽中,充分反应后剩余的气体的体积约为原气体总体积的。
13. 实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是→→→→→→→(填各接口的编号)。
(2)实验时甲仪器的作用与原理是
(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是
(4)Ⅳ处观察到的现象是
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会(填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为。