高一化学必修1第四章学案

孙华龙】 发表于 2015-09-25 15:15:00 点击: 【字体: 收藏

第四章  非金属及其化合物   第一节无机非金属材料的主角—硅  二氧化硅和硅酸 (第一课时)

二氧化硅是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,但是由于硅的亲氧性大,在常温下SiO2的化学性质稳定。二氧化硅在生产、生活中有广泛的用途。

【自主导学】

1、硅在自然界中含量占第      位,仅次于     ,是一种       元素,在氧化气氛包围的地球上主要以熔点很高的                      为主要存在形式。在自然界只有         无游离态。

2、硅的原子结构示意图             ,最外层有        个电子,和碳一样,其原子即不易     电子又不易      电子,主要形成      化合物。      是构成有机物的主要元素,而     是构成岩石与许多矿物的基本元素。从初中的学习我们知道碳的化学性质        ,能以多种碳单质如        

       等形式存在于自然界。

3、二氧化碳是一种       氧化物,①可与水反应:                          ②可与氧化钙等碱性氧化物反应:                      ③可与澄清石灰水等碱溶液反应:                      

【知识点】

1、二氧化硅—SiO2

①存在:主要有结晶形和无定形两大类。硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、光导纤维等主要成分是二氧化硅。


A.CO2、SiO2都是酸性氧化物             B.CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸

C.CO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化物   D.CO2和SiO2都是由相应的分子组成的

2.下列说法不正确的是(  )

A.因SiO2不溶于水,故SiO2不是酸性氧化物 B.在反应SiO2+2CSi+2CO中SiO2作氧化剂

C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高、硬度大

D.氢氟酸能够刻蚀玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸

3.(双选题)素有水晶之乡美称的江苏东海县盛产水晶,现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石英晶体,石英的主要成分是SiO2。下列有关石英的叙述正确的是(  )

A.石英都是无色透明晶体,可作装饰品,也可以制作光学仪器

B.石英晶体中每个Si周围结合4个O,每个O周围结合2个Si

C.石英制做的光导纤维在强碱性条件下易发生“断”路

D.石英不可以用来制取高纯硅,可以制光导纤维

4.碳酸的酸性比硅酸强,某化学课外小组搜集了大量的证据证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性。其中能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(  )

A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水      B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀

C.高温下SiO2与碳酸钙、碳酸钠等固体反应生成CO2

D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

5.为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱,某学生设计了如图所示的装置,一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答:

(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液,分液漏斗所盛试剂应为____________。

(2)装置B所盛的试剂是_________________,其作用是_________________。

(3)装置C所盛试剂是_____________________________________________,

C中反应的离子方程式是_____________________________。

(4)由此可得出的结论是:酸性________>__________>________。

(1)盐酸(2)饱和NaHCO3溶液 吸收HCl气体(3)Na2SiO3溶液SiOeq \o\al(2,3)CO2H2O===H2SiO3↓+COeq \o\al(2,3)(4)HCl H2CO3 H2SiO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一节无机非金属材料的主角—硅  硅酸盐和硅(第二课时)

硅酸盐结构复杂、种类繁多,大多不溶于水,Na2SiO3是常见的可溶性硅酸盐。硅酸盐工业是人类使用无机非金属材料较早、技术成熟的传统工业,如今无机非金属材料的发展已制得很多性能良好的新材料。硅单质的制取和应用为人类关于信息技术的发展和能源的开发开阔了广阔的空间。

【自主导学】

1、硅酸盐是由                        组成的化合物的总称,硅酸盐一般      溶于水,化学性质            

2、无机非金属材料分为     无机非金属材料和     无机非金属材料;

3、传统的非金属材料主要有                              ,玻璃的主要成分是           

水泥的主要成分是                         

它们都是          (填“纯净物”和“混合物”)

4、硅在元素周期表中处于                     的过渡位置。

晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的             材料。硅被用于制造信息技术的关键材料             ,还可以制成光电池,将       直接转换为电能。

【知识点】

1、最简单的硅酸盐—硅酸钠(Na2SiO3

物理性质:能溶于水,其水溶液俗称水玻璃或泡花碱。

化学性质:有盐的通性,主要是与酸、碱、盐的复分解反应。

与盐酸:Na2SiO3 + 2HCl == H2SiO3 + 2NaCl 

离子方程式:

与H2O、CO2Na2SiO3 + H2O+CO2 == H2SiO3 + Na2CO3

离子方程式:

与氯化钙:Na2SiO3 + CaCl2 == CaSiO3 +2 NaCl 离子方程式:

实验42

 

用蒸馏水润湿

用硅酸钠溶液润湿

现象

水浸过的滤纸或小木条,当水分蒸发后

     (填“能”、“不能”)燃烧

硅酸钠溶液浸过的滤纸或小木条,当水分蒸发后     (填“能”、“不能”)燃烧

结论

水浸过的木材不防火

硅酸钠溶液浸过的木材能防火

用途:作防火材料;作粘合剂。

硅酸盐的用途:主要用于制造传统无机非金属材料

 

陶瓷(china

玻璃

水泥

原料

黏土

纯碱、石灰石和石英

黏土、石灰石和石膏

设备

 

玻璃窑(熔炉)

水泥回转窑

简单加

工过程

黏土制胚、干燥、高温烧结而成

原料经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融制得

原料经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加石膏,研成细粉

主要成分

硅酸盐

硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅

硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙

新型无机非金属材料:碳化硅(SiC)俗称金刚砂,具有金刚石结构,硬度大,可用作砂纸砂轮的磨料;

4%硅的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯;

硅橡胶既耐高温又耐低温,有良好的弹性,用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料;

人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用作吸附剂和催化剂;

2、单质硅—晶体和无定形两种

结构:与金刚石类似是一种立体网状结构;如右图

物理性质:带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大、有脆性。

化学性质:在常温下化学性质稳定,不活泼。高温可以与氧气、氯气等反应

制法:SiO22CSi2CO

用途:用作半导体材料、用于制作硅太阳能电池和计算机、手机等芯片。

【交流讨论】

1、由于AlSi在元素周期表中位置相邻,粒子大小相近,+3价的铝置换硅酸盐中+4价的硅而形成铝硅酸盐,使硅酸盐变得更为复杂。通常用氧化物形式表示硅酸盐。

方法:把除氧外的元素都写出氧化物并根据配置前后原子个数守恒原则配置系数(保证是整数,如不是,要整体扩大相应倍数),氧化物之间用“·”隔开,氧化物排列顺序一般按金属活动性顺序→SiO2H2O;把下列硅酸盐写成氧化物形式

镁橄榄石Mg2SiO4                       石棉CaMg3Si4O12                   高岭土Al2Si2O5(OH)4           

钙长石CaAl2Si2O8                      石榴子石CaMg2Al2Si3O12                          钾长石KAlSi3O8                

【体验探究】

1.下列说法正确的是(  )

A.硅是良好的半导体材料,能与盐酸或氢氧化钠溶液反应   B.二氧化硅不导电,能与盐酸或氢氧化钠溶液反应  C.硅酸具有多孔性结构,可用作吸附剂或催化剂载体

D.二氧化硅是酸性氧化物,能与氢氟酸反应,也能与氢氧化钠溶液反应

2.下列关于硅的说法不正确的是(  )

A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体  B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料    C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应

D.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应

3.下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中不正确的是(  )

A.这是一种矿物胶,既不燃烧也不受腐蚀   B.在建筑工业上可以作黏合剂、耐酸水泥掺料

C.木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D.水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质

4.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(  )

硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料

A.①②         B.②③        C.①④                             D.③④

5.用二氧化硅和金属氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中不正确的是(  )

A.钙沸石Ca(Al2Si3O10)·3H2O表示为CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O  B.镁橄榄石Mg2SiO4表示为2MgO·3SiO2

C.正长石KAlSi3O8表示为K2O·Al2O3·6SiO2       D.高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3·2SiO2·2H2O

6.用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。例如:

(1)计算机的芯片的主要成分是________。(2)光导纤维的主要成分是________。

(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是________。

(4)用作吸附剂、干燥剂或催化剂的载体的人造分子筛大多是一类称为________的化合物。

答案:(1)硅(或Si或单晶硅) (2)二氧化硅(或SiO2)(3)硅(或Si)

(4)铝硅酸盐或硅铝酸盐(注:此题明确是分子筛,不应答硅胶,答硅酸盐也不对)

7.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气在1300 时反应获得。

(1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。

A.制气轮机叶片              B.制有色玻璃    C.制永久性模具            D.制造柴油机

(2)画出N的原子结构示意图________,已知得电子能力N>Si,请写出氮化硅的化学式______。

(3)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________________________。

答案(1)ACD (2)   Si3N4     (3)Si3N412HF===3SiF44NH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四章  第二节  富集在海水中的元素—氯

氯是比较典型的非金属元素,氯及氯的化合物在日常生活、工农业生产中的应用非常广泛。对氯气的性质进行比较全面、细致的学习和研究,也是以后学习和研究同族元素性质变化规律的需要。

【自主导学】

1、人体体液中的            可调节体液的物理和化学特性,保证体内正常的生理活动和功能发挥着重要作用,        是重要的调味品。氯元素是最重要的“            ”,主要以NaCl的形式存在于          和陆地的                中。

2、氯元素在自然界中以           存在,单质氯气是由瑞典化学家        首先发现并制得的。

3、广义的燃烧是剧烈的          的化学反应都叫燃烧;物质燃烧需具备三个条件,分别是                                                 。助燃气体不一定都是         

4、非金属单质的化学共性一般有①与                ②与               ③与碱溶液反应等。

5、任何气体都不应直接闻其气味(化学实验中遇到的),尤其是有毒的气体.闻有毒气体的正确方法是:用手在集气瓶口轻轻         ,仅使极少量的气体       鼻孔。

【知识点】

1、学到的第一种有色非金属单质—氯气

结构:氯元素是17号元素,原子结构示意图为                ,可知氯原子很容易        个电子而达到稳定结构,所以氯气具有很强的氧化性。

物理性质:是一种黄绿色有强烈刺激性气味的气体,易液化,密度比空气大,能溶于水(1:2),有毒。

化学性质:是一种活泼性很强的非金属单质。

点燃

 
①与金属单质的反应

点燃

 
与钠单质反应:2Na + Cl2 == 2NaCl  现象:产生白烟,发出黄色火焰。

与铜单质反应:Cu + Cl2 == CuCl2 现象:红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,产生棕黄色的烟,向集气

点燃

 
瓶中注水后,浓烟消失,得到蓝绿色溶液。

与铁单质反应:2Fe + 3Cl2 == 2FeCl3 现象:产生棕褐色的烟,加水溶解得到棕黄色溶液。

友情提醒:铜、铁与氯气反应都是生成高价氯化物,这说明氯气有强氧化性。

②与非金属单质的反应

与氢气反应:H2 + Cl2 == 2HCl

Ⅰ氢气在氯气中安静的燃烧,发出苍白色火焰,在火焰上方有白雾生成。——用于工业生成盐酸

Ⅱ氢气与氯气混合,光照或点燃会发生爆炸,并能看到白雾生成。

③与水的反应

氯气溶于水得到氯水,新制氯水是淡黄绿色,原因是溶于水的氯气只有部分与水发生反应。

Cl2 + H2O == HCl + HClO   离子方程式:                         氧化剂       还原剂       

现象:A中:

B中:

C中装有NaOH溶液——尾气处理

结论:干燥的氯气无漂白性,潮湿的氯气有漂白性

解释:潮湿的氯气中氯气与水反应生成次氯酸,具有漂白性。

④与碱的反应

生成金属氯化物、次氯酸盐和水。

与氢氧化钠:2NaOH + Cl2 == NaCl + NaClO + H2O   离子方程式:

与氢氧化钙:2Ca(OH)2 + 2Cl2 == CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O   离子方程式:

漂白液的有效成分:NaClO

漂白粉的主要成分:CaCl2Ca(ClO)2 还有少量Ca(OH)2Cl2H2O     有效成分:Ca(ClO)2

⑤与具有还原性的化合物反应

与氯化亚铁:2FeCl2 + Cl2 == 2FeCl3  离子方程式:

与溴化钠:2NaBr + Cl2 == 2NaCl + Br2   离子方程式:

与碘化钾:2KI + Cl2 == 2KCl + I2    离子方程式:

与亚硫酸钠:Na2SO3 + Cl2  + H2O== Na2SO4 + 2HCl  离子方程式:

与氨气:2NH3 + 3Cl2 == N2 + 6HCl  ……

通电

 
用途:氯气是一种重要的化工原料,可用于生成盐酸、漂白液、漂白粉、漂粉精;用于饮用水消毒;生产农药、有机溶剂;用于生成塑料、橡胶等。

 
制法:工业制法—氯碱工业  2NaCl + 2H2O == 2NaOH + Cl2 + H2↑ 离子方程式:

实验室制法:MnO24HCl(浓)==MnCl2Cl2↑+H2O

离子方程式:

装置如右图:

A是发生装置——分液漏斗、圆底烧瓶、石棉网

B中是饱和食盐水——除去氯气中的HCl

C中是浓硫酸——干燥氯气

D是收集装置

E中是NaOH溶液——尾气处理装置

2、次氯酸——HClO

 
是一种一元弱酸,酸性比碳酸还弱。

化学性质:不稳定性 2HClO == 2HCl + O2

         强氧化性 具有漂白性

制法——强酸制弱酸

NaClO + HCl == HClO + NaCl            离子方程式:

Ca(ClO)2 + H2O + CO2 == 2HClO + CaCO3↓离子方程式:

【交流讨论】

1、液氯和氯水的区别

 

氯水

液氯

颜色

淡黄绿色

黄绿色

物质类别

混合物

纯净物

含有成分

Cl2HClOH2OClClOH+OH(很少)

Cl2

化学性质

各种成分微粒所具有的性质都有

只有Cl2的强氧化性

2、氯水为何要现用现配,并保存在棕色的细口瓶中?

因为氯水中的次氯酸不稳定,易分解,而光照时分解加速,从而使次氯酸分子的数目大大减少。

3、氯水长期放置会发生怎样变化?引起那些性质增强?那些性质减弱?

由于在放置过程中会发生Cl2 + H2O == HCl + HClO2HClO == 2HCl + O2↑,最终使Cl2完全与水反应,HClO又会完全分解,氯水就变成了稀盐酸,溶液酸性增强,而不再有强氧化性、漂白性等性质,也不再有杀菌、消毒功能。

4、比较次氯酸、过氧化钠的漂白作用与活性炭的褪色作用在本质上的区别?

次氯酸、过氧化钠具有强氧化性,能将有色物质氧化而使其褪色,是化学变化,漂白后的物质不能恢复到原色,不可逆;而活性炭的褪色作用是吸附有色物质而褪色,是物理变化。

5、次氯酸具有漂白作用,为什么不用HClO直接漂白,而要转换成次氯酸盐?

因次氯酸不稳定,而次氯酸盐较稳定且便于运输,故不用次氯酸直接漂白,而是把它转换为较稳定的次氯酸盐。

6、漂白粉怎样进行漂白?漂白粉怎样保存才能不很快失效?

次氯酸盐可与二氧化碳、水反应,生成次氯酸。

漂白粉应密闭保存,并置于阴凉、干燥处。

7、实验46

 

实验现象

解释或化学方程式

加入AgNO3溶液后

加入稀硝酸后

稀盐酸

白色沉淀

沉淀不溶解

 

NaCl溶液

白色沉淀

沉淀不溶解

 

Na2CO3溶液

白色沉淀

沉淀溶解

 

自来水

白色沉淀

沉淀不溶解

 

蒸馏水

无明显现象

无明显现象

 

由上可知:Cl的检验:先加硝酸银溶液,有白色沉淀,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解。

【体验探究】

1.下列实验过程中,不会产生气体的是(  )

2.在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是(  )

A.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2存在

B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2存在

C.加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液产生白色沉淀,说明氯水中有Cl存在

D.加入NaOH溶液,氯水黄绿色消失,说明有HClO分子存在

3.下列关于氯气的说法不正确的是(  )

A.氯气化学性质很活泼,但是干燥的液氯能用钢瓶贮存   B.氯气和液氯是两种不同物质

C.可以用浓硫酸除去氯气中的水蒸气    D.氯气有毒,它曾在战争中被用于制造毒气弹

4.有关漂白粉和漂白液的说法正确的是(  )

A.漂白粉是纯净物,漂白液是混合物         B.漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2

C.工业上将氯气通入澄清石灰水制取漂白粉  D.漂白液的有效成分是Na2O2

5.下列说法中,正确的是(  )

A.液氯和氯水都含有氯离子            B.氯气和液氯都能使干燥的有色布条褪色

C.盐酸和氯水都含有氯离子           D.盐酸和氯水都能使湿润的有色布条褪色

6.检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是(  )

A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥有色布条C.将气体通入硝酸银溶液D用湿润的淀粉碘化钾试纸

7.[双选题]如图所示,在A处通入氯气,关闭B阀时,C处的红色布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处的红色布条逐渐褪色。则D瓶中盛放的溶液可能是(  )

A.浓硫酸         B.NaOH溶液         C.H2O                   D.饱和氯化钠溶液

3.下列物质中,属于纯净物的是(  )

①陶瓷 ②水泥 ③玻璃 ④漂白粉 ⑤胆矾 ⑥氯水  ⑦液氯

A.①③⑤                        B.②④⑥     C.⑤⑦                        D.⑥⑦

8.下列有关试剂的保存方法,错误的是(  )

A.浓硝酸保存在无色玻璃试剂瓶中            B.少量的钠保存在煤油中

C.氢氧化钠溶液保存在有橡皮塞的玻璃试剂瓶中D.新制氯水通常保存在棕色试剂瓶中

9.有一包白色固体,它可能是KCl、K2CO3、KNO3中的一种或几种,进行下列实验:

①溶于水,得无色溶液;

②在所得溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀;

③再滴加稀硝酸,沉淀量减少但不完全消失,同时有气泡生成。

根据上述现象判断:

(1)白色固体一定含有的成分是________,可能含有的成分是________。

(2)请写出上述实验中有关反应的离子方程式________________________。

答案:(1)KCl和K2CO3 KNO3         (2)Ag+Cl===AgCl↓,2Ag+COeq \o\al(2,3)===Ag2CO3↓,

Ag2CO3+2H===2Ag+H2O+CO2

10.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适的反应条件下,它们可以按下列框图进行反应。又知E溶液是无色的。

请回答:

(1)试写出下列物质的化学式:A________,B________,C________。

(2)反应①的化学方程式:_________________________________________。

(3)反应③的化学方程式:____________________________________。

(4)反应④的离子方程式:___________________________________________________。

答案:(1)Fe Cl2 H2 (2)2Fe+3Cl2===2FeCl3

(3)2HCl+Fe===FeCl2+H2↑ (4)2Fe2+Cl2===2Fe3+2Cl

11.为了讲授氯气的性质和用途,李老师以二氧化锰和浓盐酸为主要原料制取氯气,并设计了如图所示装置(其中A是连有注射器针头的橡皮管,针头已插入并穿过橡皮塞)进行了教学。

 

试回答下列问题:

(1)乙中的现象是________________________,丙中的现象是______________________,丁中的现象是________________________,分离丁中液体的方法是____________;

(2)橡皮管连通后,分液漏斗的气体压强p1与烧瓶中的气体压强p2的关系为________(填“>”“<”或),连接橡皮管的目的是________________________;

(3)烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________。

答案:(1)干燥的红布条不褪色 湿润的红布条褪色 下层CCl4层呈紫红色 分液

(2)p1p2 有利于分液漏斗中的浓盐酸顺利流下

(3)MnO2+4H+2ClMn2+Cl2↑+2H2O

 

第四章 第三节硫和氮的氧化物(第一课时)

知识与技能     1、了解二氧化硫的物理性质和用途,掌握二氧化硫的化学性质

2、了解可逆反应的概念,知道SO2的漂白原理

过程与方法     1、培养学生用新概念重新理解旧知识的能力(可逆反应概念)

2、组织学生分组讨论,动手参与,培养学生设计实验、动手实验、观察现象的能力,并根据实验现象得出物质的化学性质。

情感态度价值观    1、结合二氧化硫的组成、结构和性质关系的教学过程,通过学生动手做实验,使他们获得新知,从而培养学生对科学研究的态度

2、激发学生透过观察探究本质的兴趣,尊重科学以发展的眼光看待科学

    二氧化硫与水反应

    可逆反应

硫的氧化物是重要的大气污染物,空气中含量过高会造成酸雨,因此有必要了解二氧化硫的有关性质、危害及其防治措施。

【自主导学】

1.空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数。2012年上半年出台规定,将用空气质量指数(AQI)替代原有的空气污染指数(API)。AQI共分六级,从一级优,二级良,三级轻度污染,直至五级重度污染,六级严重污染。日报的指标包括                  、颗粒物(粒径小于等于10μm)、颗粒物(粒径小于等于2.5μm)、一氧化碳(CO)24小时平均,以及臭氧(O3)的日最大1小时平均、臭氧(O3)的日最大8小时滑动平均,共计7个指标。

2.常见的酸性氧化物主要有二氧化碳、二氧化硅、            、三氧化硫等。主要有与水反应;如二氧化碳与水反应                               ,与碱性氧化物反应;如二氧化硅与氧化钙反应

                                            ;与碱溶液反应,如二氧化硅与氢氧化钠溶液反应

                                           

3.物质具有氧化性、还原性与元素的化合价有关,最低价只有              ,中间价既有        又有                ,最高价只有                    。如Fe2+具有                        Fe3+具有              Na2O2具有                          HCl具有                        

S具有                        SO2具有                         SO3具有                  

NO、NO2具有                         NH3具有                      。……

【知识点】

一、硫单质(   

硫是16号元素,硫原子的结构示意图                    。可知硫比较容易得到       电子,而达到稳定结构。化合价主要有—20+4+6

硫元素的存在:游离态 主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层中;

              化合态 主要以硫化物和硫酸盐的形式存在;如硫铁矿          黄铜矿          

                     石膏            芒硝            等。

物理性质:俗称硫磺,是一种          色晶体,质脆,易研成粉末。硫     溶于水,    溶于酒精,

     溶于二硫化碳。

友情提醒:洗涤试管壁附着的硫单质,可用CS2将其溶解而进行洗涤。

 

 
化学性质:S元素化合价为0价,中间价;既有氧化性也有还原性。

①与金属单质反应:S+2Na=Na2S(白色)  S+Fe=FeS (黑色)S+2Cu=Cu2S (黑色)

友情提醒:硫单质氧化性弱,只能将金属氧化到较低价态低价态。CuS是通过其它方法制得的

②与非金属单质反应:S+O2=SO2

友情提醒:不管氧气量有多少,都只能生成SO2

③与碱溶液反应:6NaOH+3S===2Na2S+Na2SO3+3H2O

④与硝酸钾(硝石)、碳制成黑火药:2KNO3+ S+3C == K2S + 3CO2+ N2↑氧化剂      还原剂     

用途:用于制造药物、杀虫剂以及漂染剂;硫被用来制造火药;橡胶工业中做硫化剂等。

二、硫的氧化物—SO2SO3

1)二氧化硫:是一种酸性氧化物、+4是硫的中间价,既有氧化性,也有还原性。

物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体.易液化(沸点是-10℃),易溶于水(140)在常温、常压下,1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫。它的密度比空气大。

化学性质:(酸性氧化物,既有氧化性又有还原性,漂白性)

1SO2与水的反应 SO2+H2O==H2SO3 (这是一个可逆反应)

注:H2SO3是不稳定的二元弱酸(具有弱酸性)酸性比碳酸强。

2. SO2具有酸性氧化物的通性

碱性氧化反应:SO2+Na2O=Na2SO3

与碱反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O         SO2+NaOH=NaHSO3 (SO2过量)

3SO2既有氧化性又有还原性(以还原性为主)

催化剂

 
强还原性:

2SO2+ O2=== 2SO3(这是一个可逆反应)

SO2能使氯水、溴水、KMnO4溶液褪色,体现了SO2强还原性而不是漂白性。

弱氧化性:2H2S + SO2 == 3S + 2H2(氧化产物与还原产物物质的量之比为21

4SO2的漂白性——绝对不能用于食品漂白

SO2能与某些有色物质化合成不稳定的无色物质。

使品红溶液褪色(化合生成不稳定的化合物加热后又恢复为原来的红色)利用这现象来检验SO2的存在。
用途 :漂白剂、防腐剂、制硫酸等。

2)三氧化硫是一种酸性氧化物、+6是硫的最高价,只有氧化性。

物理性质:一种无色固体,熔点(16.8℃)和沸点(44.8℃)都较低。标准状态下是固体。

化学性质:具有酸性氧化物的性质

1.与水的反应: SO3+H2O== H2SO4,(放出大量的热。)

2.碱性氧化物反应:CaO + SO3== CaSO4

3.与碱反应:Ca(OH)2 + SO3== CaSO4 + H2O

【交流讨论】

1CO2SO2有哪些异同?

 

SO2

CO2

相同点

都是无色气体,密度都比空气大,都是酸性氧化物,都能使澄清石灰水变浑浊;都有弱氧化性

不同点

气味

有刺激性气味的有毒气体

无味无毒

溶解性

易溶于水(1:40

微溶于水(1:1

沸点

沸点高,易液化

沸点低

还原性

有还原性

无还原性

遇品红

褪色

不褪色

2、将SO2分别通入到下列溶液中,可观察到什么现象?表现了SO2的什么性质?

溶液

实验现象

SO2的性质

石蕊试液

溶液由紫色变为         

 

澄清石灰水

溶液变浑浊,SO2过量后会变为        

 

溴水

橙色        

 

氢硫酸

出现淡黄色沉淀

 

品红溶液

       褪去

 

3、那些物质可用于漂白?其原理和特点分别是什么?

漂白类型

漂白原理

常见代表物

漂白特点

物理吸附

吸附作用,物理变化

活性炭

 

化合反应

与某些有机色质化合成不稳定无色物质

SO2

 

强氧化性

将有色物质氧化为无色物质

氯水、次氯酸盐、过氧化钠、双氧水、臭氧

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四章 第三节硫和氮的氧化物(第二课时)

知识与技能     1、了解一氧化氮和二氧化氮的部分物理性质

2、酸雨的形成与防治,自主探究分析空气污染的原因,自主探究雨水pH的测定。

过程与方法     1、通过设计和评价二氧化氮与水反应的装置简图,及参与观察实验,提高获取知识、分析知识、评价知识的能力

情感态度价值观    1、通过参与探究过程,培养自身严谨的科学态度和辩证分析能力。

    二氧化氮与水的反应,二氧化硫和二氧化氮对大气的污染

    二氧化氮与水的反应

氮的氧化物也是造成大气污染的重要气体,本节重点介绍了NONO2的性质及其危害。

【自主导学】

1.下列物质能使品红溶液褪色,且褪色原理基本相同的是( )

①活性炭②新制氯水③二氧化硫④臭氧⑤过氧化钠⑥双氧水

A.①②④                               B.②③⑤

C.②④⑤⑥                            D.③④⑥

2.如图是实验室制SO2并验证SO2某些性质的装置图,试回答:

(1)⑥中发生的化学反应方程式为______________________。

(2)①中实验现象为________,证明SO2是________气体。

(3)②中品红溶液________________________,证明SO2有________性。

(4)③中现象是____________________,证明SO2有________性。

(5)④中现象是________________________,证明SO2有________性。

(6)⑤的作用是____________________________________________________________,

反应的化学方程式为______________________________________________________。

答案:(1)Na2SO3H2SO4===Na2SO4SO2↑+H2O(2)石蕊变红 酸性(3)褪色 漂白(4)出现淡黄色浑浊 氧化(5)褪色 还原(6)吸收多余的SO2,防止污染空气2NaOHSO2===Na2SO3H2O

3.氮气约占空气体积的        左右。性质稳定,通常情况下不与氧气反应。氮是一种营养元素还可以用来制作化肥,制作氮肥与炸药;食品包装充氮时可以保鲜,充填灯泡;做制冷剂(液氮汽化    热)。

4.气体的收集方法有                                               。能溶于水、与水反应的气体不能用                  CO2HClCl2SO2NH3NO2等;能与空气成分反应、密度与空气相近的气体不能用           N2CONO等;像Cl2可通过排              溶液法收集。

【知识点】

一、氮气(N2

氮元素是7号元素,原子结构示意图为               ,比较容易得到       电子达到稳定结构。

物理性质:在常况下是一种无色无味无臭的气体,且通常无毒。氮气占大气总量的78.12%(体积分数),在标准情况下的气体密度是1.25g/L,氮气难溶于水,在常温常压下,1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。氮气是难液化的气体。氮气在极低温下会液化成无色液体,进一步降低温度时,更会形成白色晶状固体。氮的化合价很多,有—30+1+2+3+4+5

点燃

 
化学性质:常温下性质稳定,但在高温下可与一些物质反应。

1.与金属单质反应:3Mg + N2 == Mg3N2(淡黄色固体)

2.与非金属单质反应:在放电或高温下与氧气反应 N2 + O2 ==2 NO(不管氧气的量都只能生成NO)

在高温高压有催化剂下与氢气反应 N2 + 3H2 == 2NH3—合成氨工业

二、氮的氧化物—NONO2

NO——是一不成盐氧化物,氮是+2价,中间价;既有氧化性也有还原性。

物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度略大于空气,难溶于水。

催化剂

 
化学性质:还原性         2NO + O2 == 2NO2 (无色气体变为红棕色气体)—不能用排空法收集

氧化性  2NO + 2CO == N2 + 2CO2 ——用于汽车尾气处理

NO2——不是酸性氧化物,氮是+4价,中间价;既有氧化性也有还原性。

物理性质:红棕色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水。

催化剂

 
化学性质:与水反应 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO  氧化剂          还原剂        

2NO2 + 4CO ==    N2 + 4CO2——用于汽车尾气处理

 

【交流讨论】

1、如图试管中进入的液体体积约为试管的几分之几?如何尽可能多地使二氧化氮被水吸收?如果试管中是一氧化氮呢?过程中发生的化学反应如何?

 

 

 

 

2、“雷雨发庄稼”包含什么化学含义?

 

 

3、酸雨主要有哪些气体的大量排放造成的?主要来自于何处?这些气体造成酸雨过程中涉及的化学反应?危害如何?怎样防治?

正常未受污染的雨水也是酸性的,因空气中有二氧化碳,与水反应生成碳酸。只有pH<5.6的雨水才是酸雨。

SOxNOx

SOx主要来自于煤等化石燃料的燃烧及用含硫或硫的化合物金属矿物冶炼金属过程的尾气中;工业制硫酸的尾气。

NOx 主要来自于汽车尾气中;工业制硝酸的尾气中。它不光能造成酸雨,还能造成光化学烟雾。

飘尘

 
酸雨有硫酸型和硝酸型

硫酸型酸雨形成过程中涉及的反应:2SO2+ O2=== 2SO3 SO3+H2O== H2SO4 SO2+H2O==H2SO3 2H2SO3+ O2 === 2H2SO4

硝酸型酸雨形成过程中涉及的反应:2NO + O2 == 2NO2   3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO

酸雨的主要危害:酸雨可导致土壤、湖泊、河流酸化,造成草原、森林大面积衰亡;加速建筑物特别是一些大理石古建筑,桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。

防治措施:1.开发新能源,如氢能,太阳能,水能,潮汐能,地热能等。

  2.使用燃煤脱硫技术,减少二氧化硫排放。     3.工业生产排放气体处理后再排放。

  4.少开车,多乘坐公共交通工具出行。         5.使用天然气等较清洁能源,少用煤。

  6.改进发动机的燃烧方式

【体验探究】

1.关于二氧化硫和二氧化氮叙述正确的是(  )

A.两种气体都是无色有毒的气体,且都可用水吸收以消除对空气的污染

B.二氧化硫与过量的二氧化氮混合后通入水中能得到两种常用的强酸

C.两种气体都具有强氧化性,因此都能够使品红溶液褪色

D.两种气体溶于水都可以与水反应,且只生成相应的酸

2.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体,当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,对原试管中盛装气体的说法正确的是(  )

A.可能是N2与NO2的混合气体      B.可能是NO2气体

C.可能是NO与NO2的混合气体     D.只可能是NO2一种气体

3.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾。因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。

(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:

NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O在该反应中,氧化剂是________,还原剂是________。

(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:_______________________,反应中氧化剂是____________,还原剂是________

答案:(1)NO2 NO

(2)6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四节 氨 硝酸 硫酸(第一课时)

教学目的   知识与技能     1、通过观察与实验了解氨气的物理性质;认识氨气、铵盐的化学性质,学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。

2、知道铵根离子的检验方法

3、认识氨在生产中的应用

过程与方法     通过对氮及其化合物的归纳与比较,培养学生归纳整合的能力。

情感态度价值观    1、通过氮肥能提高粮食产量解决饥饿问题,让学生感悟化学和技术对社会发展的巨大贡献。

2、通过对氮的循环的学习树立学生认识人与自然的和谐发展的意识。

    氨的化学性质和制取

    氨气的还原性

氨气是唯一的一种碱性气体,研究其性质的特殊性和用途很有必要;铵盐既是实验室中的常用试剂,也是一类重要的农用化肥;氨气的制取既能巩固铵盐、氨气的性质,又能复习实验室制取气体的实验操作。

【自主导学】1、制取气体的发生装置与反应原理有关,主要有三种:①固体加热或固体+固体加热,如制取                             ②固体+液体或液体+液体不需要加热,如制

                      ③固体+液体或液体+液体需要加热,如制取                     

 

 

 

 

 

 

 

氨气

酚酞

溶液

2、喷泉是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体,提供水压的一般为水泵,而化学喷泉是通过瓶内气体溶于水或与水和溶液发生反应造成瓶内外压强差。

如图装置:利用氨气极易溶于水。烧瓶中气体还可以是              ;如果烧杯中酚酞溶液改为氢氧化钠溶液,烧瓶中可装              气体。

3、氮的固定:将游离态的氮转化为氮的化合物过程。有自然固氮和    固氮两种。自然固氮有自然界的        过程和豆科植物的根瘤菌固氮;人工固氮就是在人为条件下,氮气与其它物质反应生成氮的氧化物过程,如合成氨等。

4、德国化学家哈伯首次合成了氨气,方程式为                       

大大地提高了粮食产量,于1918年获得诺贝尔化学奖。时隔13年后,1931年诺贝尔化学奖再次垂青与合成氨有关研究。

【知识点】

1、氨气(    )——唯一一种水溶液碱性的气体

物理性质:是一种无色气体,有强烈的刺激气味。密度小于空气,极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨。易液化。

化学性质:是一种碱性气体、N的化合价是—3价,最低价,具有还原性。

1.与水反应   NH3+H2O=== NH3·H2O ===NH4++OH(弱碱性)

 
NH3·H2O === NH3+H2O

2.与酸反应  HClNH3===NH4Cl 产生大量白烟——用于生产铵态氮肥

            H2SO4 + 2NH3 == (NH4)2SO

催化剂

 
3.还原性  

4NH3+ 5O2 == 4NO + 6H2O       氧化剂          还原剂         

催化剂

高温高压

 
 


制法:工业制法 合成氨工业N2 + 3H2 == ==2NH3

     

实验室制法2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH3↑+2H2只能用排空法,不能用排水法。

棉花团的作用:防止氨气与空气形成对流,使所制氨气不纯。

验满:用玻璃棒蘸取少许浓盐酸靠近收集NH3的试管口,若产生白烟,说明试管已收集满NH3,反之,则没有收集满.或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的试管口,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,则说明NH3已收集满,反之,则没有收集满.

干燥:能用碱石灰、固体氧化钙、固体氢氧化钠,不能用无水氯化钙及浓硫酸等酸性干燥剂。

检验方法:使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。

用途:重要的化工原料,是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。常作制冷剂。

2、铵盐——含有NH4+离子的盐

物理性质:都是白色易溶于水的固体

化学性质:具有盐的通性

1.不稳定性—受热易分解

NH4Cl ==NH3 ↑+HCl ↑       NH4HCO3 ==NH3 ↑+H2O +CO2

友情提醒:所有的铵盐受热都可以分解,但并不是所有的铵盐分解为氨气和酸。

2.与碱反应(不加热生成一水合氨,加热生成氨气)

NH4NO3 + NaOH == NH3 ↑ + H2O + NaNO3  离子方程式:

NH4Cl + NaOH == NH3·H2O + NaCl       离子方程式:

2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH3↑+2H2O

NH4+的检验:

【交流讨论】1.在做氨气的喷泉实验时,为确保实验成功应注意哪些问题?

 

2.液氨与氨水的比较

 

液氨

氨水

物质成分

 

 

微粒种类

 

 

主要性质

不具有碱性

具有碱的通性

存在条件

低温或加压保存

常温常压下密封保存

Y

 
3.实验室制取少量氨气除了用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热制取外还有其它什么方法?

 

 

 


【体验探究】1.有关氨气的实验较多,下面对这些实验原理的分析中,正确的是(  )

A.氨气极易溶于水,可以用来做喷泉实验     B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验     C.NH3·H2O不稳定,实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气

D.NH3液化时放出大量的热,因而,不能用氨作制冷剂

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四节 氨 硝酸 硫酸(第二课时)

知识与技能     1、了解硫酸物理性质,通过实验掌握浓硫酸的特殊性质(吸水性、脱水性、强氧化性)

2、认识浓硫酸在生产中的应用

过程与方法     通过实验探究体验科学研究的一般过程,了解科学研究的基本方法及进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。

情感态度价值观    通过实例,如浓硫酸的广泛用途及可能造成的环境问题培养学生认识事物的两面性

     浓硫酸的特性

     浓硫酸的强氧化性

浓硫酸在工农业生产中有广泛的用途,也是化学试验室中常用的试剂,所以有必要了解浓硫酸的相关特性。

【自主导学】

1、已知氨可以与热的氧化铜反应得到N2和金属铜,用如图中的装置可以实现该反应。

回答下列问题:

(1)A中加入的物质是________。发生反应的化学方程式是________________________。

(2)B中加入的物质是________,其作用是____________________。

(3)实验时在C中观察到的现象是________,发生反应的化学方程式是______________。

(4)实验时在D中观察到的现象是____________,D中收集到的物质是________,检验该物质的方法和现象是

________________________________________________________________________。

答案:(1)固体NH4ClCa(OH)2

2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(其他合理答案也可)

(2)碱石灰(CaO) 除去NH3流中的水蒸气

(3)黑色粉末变为红色 2NH33CuON23Cu3H2O

(4)出现无色液体 氨水 用湿润的红色石蕊试纸,若变蓝则说明有NH3存在;也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在容器口,若有白烟出现,也说明有NH3存在;用无水CuSO4,若变蓝则说明有水存在。

2、稀硫酸是一种二元含氧强酸,具有酸的通性

①向稀H2SO4中滴加紫色石蕊试液,溶液由           变为            

②将锌片加入稀H2SO4中,有            的气体产生,反应的离子方程式                      

③在盛有氧化铜粉末的试管中加入稀H2SO4,现象为氧化铜粉末           得到         溶液,反应的化学方程式                            离子方程式为                              

④向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴加入稀H2SO4,溶液的颜色逐渐          ,最终变为        。反应的化学方程式为                             离子方程式为                         

⑤将碳酸钠溶液与稀H2SO4混合,有            产生,反应的化学方程式                      

离子方程式                                 

⑥将碳酸氢钠溶液与稀H2SO4混合,有            产生,反应的化学方程式                     

离子方程式                                 

⑦将氯化钡溶液与稀H2SO4混合,有            产生,反应的化学方程式                     

离子方程式                                  

由上归纳可知酸具有①                                                              

                                                                                  

【知识点】

1、浓硫酸除了具有稀硫酸的性质外,还具有一些特殊性。

 纯硫酸是一种无色无味粘稠油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%,其密度1.84g·cm-3,其物质的量浓度为18.4mol·L-198.3%时,熔点10℃;沸点:338℃硫酸是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅

强腐蚀性

  浓硫酸具有很强的腐蚀性,若实验时是不小心溅到皮肤上,应先用布擦干,后用3%~5%的小苏打溶液冲洗,不能直接用大量清水冲洗,会扩大腐蚀范围。严重的应立即送往医院。若实验时滴落在桌面上,则先用布擦干,再用水进行冲洗。

吸水性—浓硫酸的物理性质,

将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸具有吸水性。

脱水性

(1)就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

(2)脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。

(3)可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(炭化),并会产生二氧化硫,故实验一定要在通风良好的情况下进行,否则有一定危险。

强氧化性—H2SO4 SO2

(1)金属反应   

①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。主要原因是硫酸分子与这些金属原子化合,生成致密的氧化物薄膜,防止氢离子或硫酸分子继续与金属反应,如铁一般认为生成Fe3O4

 
②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2

 
Cu + 2H2SO4(浓) ==== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O —可用于制SO2

 
2Fe + 6H2SO4(浓) ====Fe2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O

Zn+2H2SO4(浓)====ZnSO4 +SO2↑+2H2O

在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。

(2)跟非金属反应   

 
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。

  C + 2H2SO4() === CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O   S + 2H2SO4()==== 3SO2↑ + 2H2O

  2P + 5H2SO4() ====2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O

(3)跟其他还原性物质反应

 浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2SHBrHI等还原性气体不能选用浓硫酸。

  H2S + H2SO4() == S↓ +SO2↑ + 2H2O   2HBr + H2SO4() == Br2 + SO2↑ + 2H2O

2HI + H2SO4(浓) == I2 + SO2↑ + 2H2O

【交流讨论】鉴别浓硫酸与稀硫酸的方法

  称重法

  浓硫酸比稀硫酸密度大(98%的浓硫酸密度为1.84g/mL),故在相同的体积下,重的是浓硫酸。

  粘度法

  浓硫酸是粘稠的液体,而稀硫酸则接近于水的粘度,所以将试剂瓶拿起摇动几下,就可看出哪个是浓硫酸,液体较满时可取少许于试管中振荡。

  沸点法

  硫酸是高沸点的酸,98%的浓硫酸沸点为338℃,故可取少许于试管中加热,先沸腾且有大量水蒸气产生的为稀硫酸。难以沸腾的是浓硫酸。

  稀释法

  浓硫酸溶解于水放出大量的热,故可在小烧杯中加10mL水,沿烧杯壁慢慢加酸(切不可将水加到酸中),溶解时放出大量热的是浓硫酸。

  铁铝法

  分别取少许于试管中,加入铁丝或铝片,无现象的是浓硫酸,有气泡出现的是稀硫酸。因为浓硫酸在常温时可使铁、铝等金属表面快速氧化生成一种致密的氧化膜而发生钝化

  铜碳法

  分别取两支试管,加入铜片或木炭后,再分别加入酸,然后加热,能够产生刺激性气体的是浓硫酸。

  胆矾法

  分别取两支试管,加入胆矾少许,再分别加入酸,晶体溶解溶液变蓝色的是稀硫酸,晶体表面变白色的是浓硫酸。

  纤维素法

  分别用玻璃棒蘸取两种酸在纸或木材或棉布上画痕,一段时间后,表面脱水炭化的是浓硫酸。

  蔗糖法

  在小烧杯中加入约10g蔗糖,滴入1mL水后,再加入酸,能使蔗糖脱水炭化产生黑面包的是浓硫酸。

  露置法

  浓硫酸具有吸水性,露置一段时间后,质量增加的是浓硫酸。

  亚硝酸钠法

  在试管中加入少许工业用盐,然后分别加入酸,产生刺激性气体的是浓硫酸,工业盐溶解无刺激性气体产生的是稀硫酸。

  电导法

  取两个碳棒作电极,插入酸中,电路中串联上小灯泡,用两节干电池构成闭合回路,小灯泡发光且较亮的是稀硫酸,因为浓硫酸中水较少,绝大部分硫酸分子没有电离,故自由移动的离子很少,导电性较差。

【体验探究】

1.下列对浓硫酸的叙述正确的是(  )

A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应,所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸

B.浓硫酸具有吸水性,故能使蔗糖碳化

C.浓硫酸和铜片加热既表现出酸性,又表现出氧化性

D.浓H2SO4可做H2、O2等气体的干燥剂表现其脱水性

2.在化学课上,围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究:将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸,迅速搅拌,放出大量的热,同时观察到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体。

请回答:

(1)生成的黑色(单质)物质是________(填化学式)。

(2)这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体,其中一种气体有刺激性气味,是大气的主要污染物之一,这种刺激性气味的气体成分是________(填名称),实验室经常用________溶液进行吸收,这两个反应的化学方程式分别为:______________________________________________________________。

(3)据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象,说明浓硫酸具有___________________(填序号)。

A.酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性

(4)将实验(2)产生的刺激性气味气体通入品红溶液,可以看到品红溶液________,加热后________。

(5)能否用澄清石灰水鉴别这两种气体?____________(填不能)若不能填写两种能鉴别的试剂是________________________________。

答案:(1)C (2)二氧化硫 NaOH C2H2SO42SO2CO22H2OSO22NaOH===Na2SO3H2O

(3)CD (4)褪色 恢复红色

(5)不能 溴水、酸性KMnO4溶液或品红溶液任两种均可

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第四节 氨 硝酸 硫酸(第三课时)

硝酸是一种强酸,浓、稀硝酸都有强氧化性,但是氧化能力略有差异,硝酸还是工农业生产中的重要原料和实验室常用的试剂。

【课标要求】探究浓、稀硝酸的强氧化性,了解硝酸的用途。

【自主导学】1、浓硫酸的吸水性和脱水性比较

 

吸水性

脱水性

对象

游离态的H2O、结晶水合物中的H2O

一般含H.O的有机物,H.O按物质的量比为21脱去

类型

       变化、          变化

      变化

能量

放热

放热

现象

无明显现象

得到黑色固体

关系

有脱水则必吸水

2、在下列用途或反应中,硫酸表现出的性质为:A、高沸点性 B、强酸性 C、吸水性 D、脱水性 E、强氧化性

1)实验室制取氢气          2)实验室制取氯化氢气体        3)干燥二氧化硫        

4)浓硫酸溶解金属铜         5)浓硫酸用钢瓶保存        6)浓硫酸与蔗糖反应       

3、绿色化学的主要特点是"原子经济性",即在获取新物质的转化过程中,既要将原料的中的每一原子都转换成产品,充分利用资源,又不产生任何废物和副产品,实现废物的"零排放"。 可以说,绿色化学是节约的化学,环境友好化学。基本原则1.防止环境       ; 2.提高原子      性; 3.  尽量减少化学合成中的       原料、产物;4.  原料的   利用; 5.  新型        的开发; 6. 提高能源      性等等。

4、工业生产的设计要遵循绿色化学理念。工业生成硫酸大致流程是①硫磺矿或含硫矿石的煅烧产生SO2,硫磺燃烧的反应                    ,将矿石         为了尽量使矿石充分燃烧。②SO2的催化氧化,方程式                      ,该反应需要加热但反应是放热反应,可将反应放出的热量对后面的反应气体进行加热,为了节省能源,可借助热交换器③SO3的吸收,方程式            ,一般是用98.3%浓硫酸吸收而不直接用水,以提高吸收效率。

工业生产硝酸大致流程是①NH3的催化氧化,方程式                        ,为何不用氮气在放电或高温下制取NO,主要是因为         经济性差②NO的氧化,方程式                    ③NO2用水吸收,方程式                     反应生成的NO要       再利用,以提高原料的    

5、王水是                   的混合物(体积比为          )能溶解一些不溶于硝酸的金属如金、铂等。同学可上网查阅“波尔巧藏金质奖章”的故事。

【知识点】

1、硝酸—(    )是一元强酸且具有强氧化性。

物理性质:无色、易挥发、有刺激性气味的液体。与水任意比互溶.

化学性质:

①强腐蚀性:能严重损伤金属、橡胶和肌肤, 因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸

②不稳定性:在光照或加热时,硝酸会分解。4HNO3 ==== 4NO2 + O2 + 2H2O

友情提醒:硝酸应保存在阴暗、低温的棕色瓶中。

③强氧化性:浓、稀硝酸都具有强氧化性。一般在反应中浓硝酸→NO2;稀硝酸→NO

注意:NO3在中性或碱性条件下,几乎没有氧化性,能与任何离子共存;但是在酸性条件下,就具有了很强的氧化性。

 
⑴与金属单质反应—除金、铂外的金属都可以被硝酸氧化。

3Cu + 8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O 离子方程式:

氧化剂           还原剂          ;硝酸体现的性质                  ,可用于实验室制取NO

Cu + 4HNO3(浓) == Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O  离子方程式:

氧化剂           还原剂          ;硝酸体现的性质                  ,可用于实验室制取NO2

氧化性:浓硝酸>稀硝酸,为什么?

模仿上面,写出Ag与浓、稀硝酸反应的方程式:

 

注意:与活泼金属反应时不会产生氢气;铁、铝遇冷的浓硝酸也发生钝化现象,所以可用铁制、铝制的容器盛装冷的浓硫酸、浓硝酸。浓度越低的硝酸与还原剂反应时,被还原得到的产物中氮的化合价越低。

 
⑵与非金属单质反应—非金属被硝酸氧化成最高价氧化物或最高价含氧酸。

C + 4HNO3(浓) == CO2 ↑+ 4NO2↑ + 2H2O

⑶与具有还原性的化合物反应,如亚铁盐、亚硫酸盐、碘化物、硫化物等。

注意:Fe2+SO32IS2等与H+、NO3离子不能共存;

【交流讨论】

1、久置的浓硝酸为何呈黄色?工业盐酸为何呈黄色?

 

2、一定量的浓硝酸与足量的铜反应产生的气体成分为何?一定量的浓硫酸与足量的锌反应产生的气体成分为何?

 

 

3、过量的铜与硝酸反应停止后,滴入一定量的盐酸或硫酸会有什么变化?

 

【体验探究】

1.下列关于硝酸的认识中,正确的是(  )

A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性

B.浓硝酸与金属反应不产生氢气,而稀硝酸与金属反应可置换出氢气

C.因常温下铝和铁不与浓硝酸反应,所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中

D.硝酸与金属反应时,只表现出氧化性

2.下列关于浓HNO3和浓H2SO4的叙述中正确的是(  )

A.常温下都可用铝制容器贮存               B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻

C.常温下都能与铜较快反应                 D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都增大

3.铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显变化,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减少,则该盐不可能是(  )

A.FeCl3      B.NaCl       C.KNO3                       D.Cu(NO3)2

4.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是(  )

A.反应剧烈程度:两者相同               B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少

C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深   D.反应中转移的电子总数:前者多,后者少

 

TAG: 高一化学