第四章非金属及其化合物第二节富集在海水中的元素——氯
一、教材分析本节由两部分组成:一是氯气的性质、用途,二是Cl-的检验,再在科学视野中对卤素作了简单的介绍。教材从海洋中富含的大量的食盐入手,引入海洋中富集的元素氯,然后从原子的结构分析其化学性质,从舍勒对氯气的发现引入实验室制法,再安排氯气的性质及用途的学习,最后学习氯离子的检验。
二、教学目标1.知识目标:(1)了解氯气的物理性质。
(2)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、非金属的反应,了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属。
2.能力目标:提高规范操作能力、实验观察能力、归纳思维能力和分析思维能力。
3.情感、态度和价值观目标:通过学习氯气的发现和确认的过程,认识化学实验在化学研究中的重要作用,体会科学家对科学事业的推动作用。
三、教学重点难点重点:氯气的化学性质难点:氯气的化学性质
四、学情分析学生为高一年级学生,已对化学有了一定的了解,并且目前该班学生对化学学习有较浓厚的兴趣、具有一定的化学思维和化学素养,化学成绩良好
五、教学方法1.实验法:通过实验学习性质。2.学案导学:见后面的学案。3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备1.学生的学习准备:预习实验,完成学案填写
2.教师的教学准备:准备实验仪器
集气瓶、矿泉水瓶、氢氧化钠溶液、红色布条
七、课时安排:1课时八、教学过程
富集在海水中的元素——氯
师:大家知道我们在家里炒菜时必需要放的是什么?生:盐
师:那么我们在生活中所说的盐和我们化学中说的盐含义一样吗?
生:不一样,生活中的盐主要指食盐氯化钠,化学上的盐指能够电离出金属阳离子和酸根阴离子的化合物。
师:食盐是有那两种元素组成的,我们主要通过什么途径来获得食盐?
生:食盐有钠元素和氯元素组成,通过海水晒盐。
师:海水中含有大量的氯化钠,氯化镁等盐类,也就必然含有大量的氯元素。下面我们就来学习这种富集在海水中的元素——氯。下面请大家阅读教材第一、第二段,了解氯元素的存在,并完成讲义上[阅读思考1]题。
生:学生阅读,完成讲义
[阅读思考1]氯元素位于元素周期表中第周期第族,其原子结构示意图为,氯原子很容易一个电子而形成,具有性。在自然界中以态存在。
[板书]
§4—2 富集在海水中的元素——氯
[提问] 找一名学生,说出所做答案,订正
[引导] 师:在自然界氯以化合态存在,那么有没有游离态的氯,它具有什么样的性质?这就是这节课所要学习的主要内容。首先请大家阅读教材“科学史话”,了解氯气的发现过程。完成讲义
[阅读思考2] 生:阅读教材,完成讲义
[阅读思考2]氯气是于年,有瑞典化学家发现的,并在年,有确认。
舍勒制取氯气的化学方程式是;从氯气的发现和确认过程我们可以得到
什么启示?
[板书] 一、活泼的黄绿色气体——氯气
师:(找一名学生说出答案)谁能写出舍勒制取氯气的化学方程式?
生:找一名学生写出方程式。 MnO
2+4HCl(浓)===MnCl
2
+Cl
2
↑+2H
2
O
师:由氯气的发现和确认大家可以得到什么启示?(提示:氯气由发现到确认所用时间、原因,戴维确认氯气的依据)
生:(在教师提示下得出启示)科学研究需要有正确的理论指导,错误的理论只能浪费时间和精力;科学研究需要以大量的实验事实为依据,只有大量的实验事实才能推翻错误的理论,建立正确的理论或推动科学理论的发展。
[引导] 师:氯气是一种什么样的气体,具有那些性质呢?下面我们也通过实验事实来来探究一下氯气的性质。
[探究1]氯气的物理性质
师:这里是刚收集的一瓶氯气,请大家观察氯气的颜色和状态。
找一名学生闻氯气的气味,注意闻气体的正确方法
生:观察,闻气味的同学说出氯气的味道。
师:向盛有氯气的集气瓶到入适量水,振荡,请学生观察溶液的颜色。请大家根据你刚才观察到的,写出由探究1所得到的结论。
生:完成讲义
[结论]氯气是一种色,有气味的有的气体,溶于水,液化,在低温和加压下可转变为液态和固态。液态的氯称为,氯气溶于水称为。[板书]
1.物理性质:色、态、味、有毒、溶解性、易液化
[小结]
师:氯气是一种黄绿色,有刺激性气味的气体,可溶于水,有毒,易液化在低温和加压下可转变为液态和固态。液态的氯称为液氯,氯气溶于水称为氯水
[引导]
师:在初中学习离子化合物时曾经学过有关氯气的反应,请大家想想是哪一个反应,写出化学方程式。
生:写出化学方程式 2Na+Cl
2
===2NaCl
[板书] 2.化学性质a.与金属反应 2Na+Cl
2
===2NaCl
师:通过上一章学习,我们知道钠是一种特别活泼的金属,从这一反应来看,氯气能够与活泼金属反应,那么,氯气能否与不活泼的金属向铁、铜等反应,下面我们来看实验[探究2]播放氯气与铁的反应
师:请大家注意反应现象。然后写出反应的方程式
[板书] 2Fe+3Cl
2===2FeCl
3
师:氯气不仅可以和Na、Fe反应,还可以和Al、Cu、Mg等大多数金属反应,生成金属氯化物。
如与铜反应生成氯化铜。
[板书] Cu+Cl
2===CuCl
2
师:根据以上反应我们可以得到什么结论呢?请大家填到讲义上。
[结论]氯气具有很强的性,可以和绝大多数的金属在或条件下发生反应,生成金属。
[练习] 师:写出氯气和金属Al、Mg反应的化学方程式。
生:写出化学方程式 2Al+3Cl
2===2AlCl
3
Mg+Cl
2
===MgCl
2
[引导] 师:初中我们学过氢气在空气中燃烧,大家想一下现象是什么?
生:安静的燃烧,产生淡蓝色火焰
师:那么,氢气在氯气中燃烧,会有什么现象呢?
[探究3]氯气和非金属反应
师:(演示实验4-3)请大家注意观察现象。把你观察到的现象写到讲义上。写出反应的化学方程式。
生:完成讲义 [板书] b.与非金属反应 H
2+Cl
2
===2HCl
师:找一名学生说出实验现象,并进行总结“氢气在氯气中安静的燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成”
[小结] 师:氢气和氯气反应生成氯化氢,氯化氢溶与水就形成盐酸,所以这一反应可以用来制盐酸。
另外氯气还可以和其他大多数非金属化合。我们将在以后学习
[探究4]氯气和水反应
师:(在收集的两瓶氯气中,分别加入干燥和湿润的两片红色布条)请大家观察现象。生:(观察现象)干燥的布条没有褪色,湿润的红色布条褪色。
师:通过这一实验大家可以得到什么结论?使布条褪色的是氯气吗?
生:不是
师:氯气不具有漂白性,氯气溶与水才具有漂白性,是因为氯气和水发生了反应,产生了具有漂白性的物质。请大家写出反应的方程式和得到的结论。
[板书] c.氯气和水反应 Cl
2+H
2
O==HCl+HClO
[结论]氯气无漂白性,溶与水的氯气可以部分和水反应生成和。具有漂白性
[引导]
师:氯气和水反应生成了盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性。请大家阅读教材72页内容了解次氯酸的性质,并完成讲义上的[阅读思考3]。
生:阅读教材,完成讲义
[阅读思考3]
次氯酸的性质:①氧化性:次氯酸具有强性,可以用来杀菌消毒和漂白;
②酸性:次氯酸是一种酸,
③稳定性,次氯酸不稳定,在下可分解,化学方程式为。
[提问]找一名同学说出答案
[探究5]氯气和碱的反应
师:(往盛有氯气的塑料瓶内加入氢氧化钠溶液,盖好瓶盖,振荡)大家看到什么现象?
生:塑料瓶变瘪
师:哪位同学能说出产生现象的原因?(找一名学生解释)
生:瓶内气体减少,说明氯气和氢氧化钠发生了反应。
师:请大家写出反应的方程式。
[板书] Cl
2+2NaOH==NaCl+NaClO+H
2
O
[练习] 师:氯气和氢氧化钙也可以发生类似的反应,请大家写出反应的化学方程式。
生:2Cl
2+2Ca(OH)
2
==CaCl
2
+Ca(ClO)
2
+2H
2
O
[结论]氯气可以和氢氧化钠等碱反应生成氯盐、次氯酸盐和水。
[引导]
师:氯气可以和氢氧化钠等碱反应生成氯盐、次氯酸盐和水。氯气和碱的反应在工业上有着重要的应用,下面请大家阅读教材73页内容,并完成讲义上的[阅读思考4]
生:阅读教材,完成讲义
[阅读思考4]工业上制取漂白液的反应方程式是,漂白液的主要成分是,制取漂白粉和漂粉精的反应方程式是,漂白粉和漂粉精的主要成分是。
[总结]这节课我们主要学习了氯气的主要性质,包括物理性质,化学性质氯气与金属、非金属、水、碱的反应。要求大家要会写它们反应的方程式。下面请大家根据我们的教材,把这节课的内容总结一下,并完成讲义上的研讨总结。
【板书设计】
第二节富集在海水中的元素——氯
一、氯气1.物理性质:色、态、味、有毒、易液化(液氯)、溶解性(氯水)
2.化学性质:
a与金属反应 2Na+Cl
2===2NaCl 2Fe+3Cl
2
===2FeCl
3
Cu+Cl
2
===CuCl
2
b与非金属反应 Cl
2+H
2
===2HCl
c与水反应Cl
2+H
2
O==HCl+HclO2HClO===2HCl+O
2
d与碱反应Cl
2+2NaOH==NaCl+NaClO+H
2
O
燃烧:任何发光发热剧烈的化学反应。
附: [研讨总结]
1氯气是怎样的一种气体?液氯和氯水一样吗?有什么区别?
2氯气和金属及非金属的反应,Cl
2
氯气表现为氧化性性,做氧化剂。
3氯气和水、碱的反应,Cl
2
氯气表现为既有氧化性又有还原性,既是氧化剂又是还原剂。试写出氯气和水、氢氧化钠反应的离子方程式。
Cl
2+H
2
O==H++Cl-+HClO Cl
2
+2OH-==Cl-+ClO-+H
2
O
10在H
2和Cl
2
的燃烧反应中,瓶口有白雾生成,生成的白雾是什么?该反应在工业生产中有
何应用。
11结合实验探究2、实验探究3,思考燃烧一定要有氧气参加吗?如何给燃烧下个更恰当的定义。
12自来水厂为什么可用氯气对自来水进行消毒杀菌。
13氯气和碱的反应在工业生产中有何应用?为何不直接用HClO做漂白剂?
[练习提高] 1.新制备的氯水显黄绿色色,说明氯水中有 Cl
2
分子存在。向氯水
中滴加几滴AgNO
3
溶液,立即有白色沉淀生成,说明氯水中有 Cl-存在,氯水光照后,
黄绿色逐渐消失,并放出无色的O
2
气体,生成该气体的化学方程式是
2HClO===2HCl+O
2
。
2.下列物质中属于纯净物的是 BC
A.氯水 B.氯化氢 C.液氯 D.漂粉精 E.盐酸
3.下列物质中,不能使有色布条褪色的是 D 。
A.次氯酸钠溶液 B.次氯酸钙溶液 C.氯水 D.氯化钙溶液
4.判断下列说法正误(用√或×表示)
①红热的铁丝在氯气中燃烧,生成棕色固体FeCl
2
(×)②有氯气参加的化学反应,必须在溶液中进行(×)③钠在氯气中燃烧生成白色固体NaCl(√)
④氯水的pH小于7(√)⑤任何发光发热的剧烈的化学反应,都可以叫做燃烧(√)
⑥氯水能使有色布条褪色,所以氯气具有漂白性(×)
⑦氯水、氯气和盐酸中都含有氯元素,所以它们都呈黄绿色(×)
[布置作业] 课后习题1、2
第四章非金属及其化合物第三节硫和氮的氧化物
(第一课时)
一、教材分析
本节教学内容,是在初中学习了碳及其化合物,高中必修Ⅰ第二章化学物质及反应中氧化还原反应的基础上,继续学习《硫和氮的氧化物》,也是为学习硫酸、硝酸和选修模块《化学与生活》中第四章保护生存环境第一节改善大气质量做准备,本节涉及了可逆反应,可逆反应概念的建立对学生学习选修模块《化学反应原理》中《化学反应速率和化学平衡》一节有着非常重要的意义。因此本节内容除本身内容的重要性外,同时在这一章的学习中以及选修模块的学习中起着承上启下的作用。
二、教学目标
1.知识目标: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SO
2
的漂白原理
2.能力目标: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。
3.情感、态度和价值观目标: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
三、教学重点难点重点:二氧化硫与水反应难点:可逆反应
四、学情分析经过了半年多的高中学习,学生已经初步领会了物质的分类、氧化还原反应和离子反应等知识,具备了基本的实验操作能力和观察分析能力,且探索与表现的欲望强烈,抽象和形象思维能力尚有很大的发展空间。
五、教学方法1.情景激学法:通过图片给学生以震撼,激发学生学习热情。
2.探究实验教学法:采取教师演示和学生分组探究实验相结合的教学手段。
3.质疑激思教学法:学生抽象及形象思维能力尚有很大的发展空间,想象能力比较强,通过分析评价教材中【实验4-7】的不足,提出改进措施,从而激发学生质疑精神,进一步拓展想象空间。
4.联想对比教学法:本章教学内容是学生学习初中二氧化碳性质及高中第二章离子反应知识的继续,因此联系酸、碱、盐、氧化物的转化关系,用离子反应的观点认识二氧化硫、三氧化硫两种酸性氧化物的性质,且通过对比的方法,从而使学生明晰元素化合物学习的一般方法。
六、课前准备学生猜测性质→提出方案→实验验证→得出结论
七、课时安排:2课时
八、教学过程[讲]空气首要污染物有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒
[讲]今天我们来共同讨论关于硫、氮及其化合物的问题
[板书]第三节硫和氮的氧化物
一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫
[投影视频]硫磺的存在形式和硫单质的物理性质
[小结]存在形式:游离态:火山口附近或地壳的岩石
化合态:硫化物和硫酸盐,如硫铁矿FeS
2、黄铜CuFeS
2
、石膏(CaSO
4
·2H
2
O)、芒硝
(Na
2SO
4
·10H
2
O)
[板书](一)、硫(sulphur)俗称硫磺。
1、硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS
2
,熔沸点都很低。
[思考]用何种方法除去沾在试管上的硫单质?(用CS
2
洗涤,加热升华法)
[问]比较活泼的非金属单质,常见化合价为-2,0,+4,+6,你能说出其代表物吗?写出你所知道的硫化物
[投影]
化合价-2 0 +4 +6
物质类别FeS、Na
2
S、
HgS、H
2
S
S SO
2
、H
2
SO
3
、
Na
2
SO
3
、NaHSO
3
SO3、H
2
SO
4
、
NaHSO
4
、Na
2
SO
4
[问]硫单质的处于硫元素的中间价态,那么硫会有哪些化学性质呢?[讲]硫既有氧化性又有还原性
[板书]2、硫的化学性质
①氧化性:与绝大多数金属反应
[投影]Fe+S △
FeS Cu+S
△
2
S (与变价金属生成低价金属)
2Na+S==Na2S (研磨并轻微爆炸) Hg+S==HgS (除去有毒的Hg的方法)
[板书]与非金属反应:H
2+S
△
H
2
S
[讲]制得的H
2
S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体,有强还原性。
[板书]②还原性:与氧气发生反应
[投影]硫在空气和氧气中燃烧的视频
实验现象:硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰。
化学方程式:S+O
2点燃
SO
2
[板书]③自身氧化还原反应
3S+6NaOH===2Na
2S+Na
2
SO
3
+3H
2
O
[设问]在空气质量报告的各项指标中,有二氧化硫和二氧化氮的指数。二氧化硫和二氧化氮是什么?空气中有多种物质,为什么要选择这两种污染物的指数来报告?它们有什么危害?这就是我们这节书所介绍的内容,今天我们首先来共同讨论关于二氧化硫的问题。
[板书](二) 二氧化硫
[展示]一瓶盛满的二氧化硫集气瓶
[问] 二氧化硫什么颜色?什么状态?有什么气味?
二氧化硫是无色,有刺激性气味的气体。
[问]二氧化硫在水中的溶解性怎样呢?二氧化硫易溶于水。
[板书]1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、
易溶于水的气体。 [过渡]刚了解SO
2的物理性质,下面重点研究SO
2
的化学
性质,看看他到底有什么秘密?
[板书]2、化学性质
[引导]请大家从理论上及已有的知识推测。如前面第一章学习过物质的分类,SO
2
属于什么
氧化物?分析SO
2
的化合价,结合第二章的氧化还原知识进行思考。
酸性氧化物,与水反应生成酸;可以跟碱或碱性氧化物直接反应;
具有氧化性、还原性,因S的化合价为+4价。
[引导]非常好,那让我们一起通过实验进行验证。
[投影]二氧化硫可溶性的视频
实验现象: 试管中的水面上升,滴入紫色石蕊试液后,溶液变红。
实验结论: SO
2
溶于水后形成的溶液显酸性。
[板书](1) 酸性氧化物------亚硫酐
①二氧化硫与水反应:SO
2 + H
2
O H
2
SO
3
(亚硫酸)
[讲]H
2SO
3
是一种不稳定的二元弱酸,有强还原性,弱氧化性。
[引导]通过现象,可以得出二氧化硫的水溶液呈酸性。但H
2SO
3
不稳定,容易分解成水和二
氧化硫,对于这样的反应,在同一条件下,能同时向两个方向进行的反应,我们称它为可逆反应。
[板书]可逆反应:在同一条件
....下,既能向正反应方向进行,同时
..又能向逆反应方向进行的反应,叫可逆反应。
[问]水电解产生氢气和氧气与氢气和氧气燃烧生成水,这二个反应是可逆反应吗?
不是,条件不同
[引导]二氧化硫与碱的反应怎么样呢?(为操作方便,是加进亚硫酸。)
[板书]②二氧化硫与碱的反应
SO
2+ 2 NaOH == Na
2
SO
3
+ H
2
O ;SO
2
+ NaOH == NaHSO
3
[SO
2+ 2 NaOH == Na
2
SO
3
+ H
2
O;Na
2
SO
3
+ H
2
O + SO
2
== 2NaHSO
3
]
[思考与交流]能否与石灰水反应?有什么现象?方程式如何
向澄清石灰水中通入SO
2
,起初会看到沉淀,继续通入,沉淀消失
SO
2 + Ca(OH)
2
== CaSO
3
↓+ H
2
O;
SO
2+ Ca(OH)
2
+ H
2
O ==Ca(HSO
3
)
2
[SO
2 + Ca(OH)
2
== CaSO
3
↓+ H
2
O;CaSO
3
+ H
2
O + SO
2
== Ca(HSO
3
)
2
]
[问]能不能用澄清的石灰水来鉴别SO
2 与CO
2
?
不能
[板书] ③与碱性氧化物反应 SO
2+CaO==CaSO
3
[讲]利用这点性质,我们可以解决含硫矿物燃料燃烧排放SO
2的问题,可以把生成的SO
2
最
终转化为石膏,称之为钙基固硫
[过]二氧化硫中的硫处于中间价态,既有氧化性,又有还原性
[板书] (2) 二氧化硫的氧化性:SO
2+2H
2
S === 3S↓ + 2H
2
O
[讲]将SO
2与H
2
S气体混合后可看到混浊
[讲]SO
2
具有很强的还原性[板书] (3) 二氧化硫的还原性
①与卤素单质反应:S O
2+B r
2
+2H
2
O=H
2
S O
4
+2H B r S O
2
+C l
2
+2H
2
O=H
2
S O
4
+2H C l
[讲]SO
2
不仅能与卤素单质发生反应,而且能使酸性高锰酸钾溶液褪色
[板书] ②与某些强氧化剂的反应: 2KMnO
4 + 2H
2
O+ 5SO
2
=== K
2
SO
4
+2MnSO
4
+ 2H
2
SO
4
[讲]紫色的酸性KMnO
4溶液褪色或变浅。但这并不是SO
2
的漂白性所起的作用,是它们之
间发生氧化还原反应,漂白是对于有机色质来说,卤水与酸性KMnO
4
不是有机色质。
[过]SO
2除了可以被溴水、酸性KMnO
4
溶液氧化外,还可被HNO
3
、氯气、氧气等强氧化剂
氧化。如工业上生产H
2SO
4
就可以用到以下反应。
[板书]③ SO
2的催化氧化 2SO
2
+O
2
催化剂
加热
2SO
3
[讲]SO
3
是无色固体,熔沸点都很低。与水反应生成硫酸,是硫酸的酸酐,典型的酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性和强氧化性。
[投影]实验视频:SO
2
的漂白性。实验现象:品红溶液褪色,再加热,颜色又复原。(品红溶液是一种有机红色染料)
[讲]SO
2
有漂白作用,但漂白后的新物质不稳定,易恢复。
[板书](4) 漂白性SO
2
能跟某些有色物质化合而生成不稳定的物质,该物质易分解恢复为原有色物质
[讲]在这里大家需要注意的是SO
2的漂白性与氯气和活性炭不同,SO
2
不能漂白酸碱指示剂。
[小结]常见漂白剂及其原理比较
漂白剂HClO、Na
2O
2
、O
3
、H
2
O
2
SO
2
活性炭
原理具有强氧化性,将有色
物质氧化成无色与某些有色物质
化合成不稳定的
无色物质
吸附有色物质
特点不可逆,褪色后颜色不
再复原可逆,受热或放置
一段时间可复原
-----
变化化学化学物理
[过]我们研究物质的性质的目的是为了能更好地应用它,SO
2
的这些性质决定有哪些用途呢?请大家总结并回答。
[讲]SO
2
在日常生活中有一定用处,工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等,此外,二氧化硫还用于杀菌消毒。但它的危害性也非同小可,二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品,以使食品增白等。食用这类食品,对人的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌作用。
[板书](5) 用途:制H
2SO
4
;作漂白剂;杀菌,消毒
[问]关于酸性氧化物,我们最熟悉的莫过于CO
2,那么SO
2
与CO
2
有哪些异同呢?
[小结]相同点:都是无色气体且密度大于空气;均为非电解质;都是酸性氧化物
不同点:SO
2有刺激性气味,有毒;SO
2
能使品红退色
[思考与交流]如何鉴别SO
2和CO
2
呢?鉴别SO
2
用品红溶液,看是否褪色,鉴别CO
2
用澄清石灰水,看是否有沉淀生成
但需要注意的是,当SO
2中混有CO
2
,不影响对SO
2
的鉴别但当CO
2
中混有SO
2
时,则需要
除去SO
2
[思考与交流]如何除去CO
2中的SO
2
呢?
可通过足量溴水(氯水)或酸性KMnO
4溶液或饱和NaHCO
3
溶液(目的是吸收SO
2
),再通过
品红(目的是验证SO
2
是否被除尽)
[过]根据SO
2的性质以及以前学习过的气体制备知识,设计一下SO
2
在实验室取的装置。
[板书] (6) SO
2
的实验室制法
①反应原理:Na
2SO
3
+ H
2
SO
4
=== Na
2
SO
4
+SO
2
↑+H
2
O
②制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置
○3净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶
○4收集方法:向上排空气法或排饱和NaHSO
3
溶液
○5检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红湿润的品红试纸---褪色○6尾气处理:用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸
[过]虽然SO
2在实际中有一定的应用,但因SO
2
是有毒气体,是主要大气污染物之一,当
空气中含大量SO
2
,对环境危害极大,请大家观看有关视频。
[板书](7) SO
2的污染[讲]SO
2
的主要危害是直接危害人体健康而且是酸雨的主要成分
[板书]酸雨:空气中SO
X 和NO
X
随雨水下降成为酸雨,pH<5.6
[讲]由于溶解了二氧化碳的缘故,正常雨水的pH 值在5.6左右,然而,当空气中大量N 和S的氧化物随雨水降落下来就会使得雨水的pH 值小于5.6而形成酸雨。
[讲]SO
2
的主要来源是化石燃料燃烧,含S矿石冶炼等工业废气
[思考与交流]如何控制酸雨呢?大家有什么好办法
1、改善燃料种类,积极开发新能源;
2、对煤(其中含硫为0.3%-5%)进行处理,如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石
灰、对排放的烟进行处理以回收SO 2 .
3、种植能够吸收SO 2 的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉)等;
[过]酸雨放置一段时间后,pH 会降低,这是因为H 2SO 3被空气缓慢氧化成H 2SO 4而造成的,
由此我们可知道,SO 32―会被空气缓慢氧化成SO 42―
,但是SO 2被氧化成SO 3却需要很高的条件,生成的SO 3是硫酸的酸酐,是一种无色易挥发的固体
[板书](三) 三氧化硫
1、物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。
2、化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。 [问]那么SO 3的通性表现在哪几方面呢?
[小结](1) 与水反应: SO 3 + H 2O==H 2SO 4 (放出大量的热) (2) 与碱性氧化物反应: SO 3 + CaO==CaSO 4 (3) 与碱反应: SO 3 +C a (O H )2 == CaSO 4 +H 2O
[过]最后,请大家阅读资料卡片,让我们拓展视野,一同来了解一下硫化氢的知识。 [讲]给大家读一段资料:敦煌石窟是我国也是世界著名的艺术宝库。敦煌壁画是艺术珍品,但令人奇怪的是,美丽的飞天的脸为什么都是黑的呢?经调查研究,这是自然界中H 2S 搞的鬼。原来壁画是用碱式碳酸铅做白色颜料,用PbO 做黄色颜料。本来飞天的脸都是白的,但日久天长,空气中的H 2S 跟Pb 反应,生成黑色的PbS ,所以飞天的脸都是黑的。
在日常生活中也常常看到这样一种现象:家具涂上白漆后,显得明亮洁白。但一两年后变得棕黄了,时间再长又变得棕黑了,原因是有些白漆是用PbCO 3 做颜料,空气中H 2S 跟油漆中的PbCO 3 反应生成棕黑色的PbS 。
[讲]以上资料中提到的H 2S 究竟是一种什么气体?下面的时间我们来研究H 2S 的知识。 [板书](四) 硫化氢
1、H 2S 的物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。
2、实验室制法: 由强酸制弱酸的原理 FeS + H 2SO 4 == FeSO 4 + H 2S ↑ FeS + 2HCl == FeCl 2 + H 2S ↑ FeS + 2H + == Fe 2+ + H 2S ↑
[问]由实验原理,我们可知,制取H 2S 应采取什么样的装置呢? 固、液混合,不加热,可选用和H 2、CO 2相同的装置 也可用启普发生器。
[讲]但在制备气体之前要检查装置的气密性。
[问]那么收集装置是什么样的呢? 用向上排空气法收集H 2S ,理由是密度比空气大,且能溶于水
[问]H 2S 气体有剧毒,造成大气污染,那么尾气吸收试剂应用什么呢?能用H 2O 吗? H 2S 是酸性气体,应用碱液吸收,不用H 2O 是因为H 2S 在H 2O 中的溶解度小。 常用干燥剂 酸性:浓硫酸、硅胶、P 2O 5
碱性:NaOH 、碱石灰(CaO 、NaOH) 中性:CaCl 2 、Na 2SO 4
但CuSO 4 只能证明有水存在,却不能大量吸收水
[问]要制得干燥的H 2S 应怎么办? H 2S 是酸性、有强还原性的气体,可选用P 2O 5和中性干燥剂。
[问]如何验满呢? [板书] 用湿润的Pb(CH 3COO)2试纸 Pb(CH 3COO)2 + H 2S == PbS ↓ + 2CH 3COOH 试纸变黑
[问]下面我们可利用课前制备的H 2S 气体,研究一下H 2S 气体的化学性质
[板书] 3、化学性质 [思考与交流]请大家分析H 2S 中S 元素的化合价,并从氧化还原反应的角度来推测其化学性质。
H 2S 中S 显-2价,是S 的最低价,故在发生氧化还原作用时只显还原性。
[实验]在导管口用火点燃H 2S 气体,观察完全燃烧时发出淡蓝色火焰,然后用一个蒸发皿
靠近火焰现象,皿底部附有淡黄色粉末。
[问]由此现象可得出什么结论? [板书] (1) 可燃性
[讲]H 2S 燃烧的产物与O 2用量有关,当O 2充足时,H 2S 能完全燃烧而以出淡蓝色火焰,并生成H 2O 与SO 2。 [板书] 2H 2S + 3O 2
点燃
2H 2O + 2SO 2
[讲]当火焰罩上蒸发皿时,有淡黄色粉末出现时,是由于H 2S 不完全燃烧生成S 之故。 [板书] 2H 2S + O 2
点燃
2H 2O +S
[思考与交流]请大家分析上述两反应,讨论出H 2S 与O 2按不同比例混合时的氧化产物 [过]由刚才的学习我们知道,H 2S 具有还原性,可被O2氧化为SO 2或S ,那么能否被具有氧化性的卤素单质所氧化呢?
[问]碘水、溴水、氯水能将H 2S 氧化吗?氯、溴、碘、硫的氧化性顺序如何呢? [板书](2) 还原性:H 2S + X 2 ==2HX +S ↓(X=Cl、Br 、I)
[小结]单质氧化性:Cl 2>Br 2 >I 2>S 离子还原性:Cl ―
[小结]事实证明,H 2S 是一种较强的还原剂,可被O 2、卤素单质、SO 2、酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化。
[讲]H 2S 除了有强还原性外,还有不稳定性,即在较高温度时易分解为H 2和S ,其稳定性弱于S 的同族元素O 所形成的氢化物H 2O [板书](3) 不稳定性:H 2S
△
H 2↑+S
[过]H 2S 气体溶于水时,可得氢硫酸,下面我们就来一起讨论它的性质。
[板书] (4) H 2S 气体的水溶液----氢硫酸
[讲]氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸,其酸性比碳酸还要弱,具有酸的通性。
[思考与交流]现有氢硫酸(H 2S)、亚硫酸(H 2SO 3)、亚硫酸钠(Na 2SO 3)三瓶溶液,它们在空气中易变质。
(1) 分析变质的原因 均有强还原性,能被空气中的氧气氧化。
2H 2S+O 2==2S ↓+2H 2O 2H 2SO 3+ O 2==2H 2SO 4 2Na 2SO 3 +O 2==2Na 2SO 4 (2) 设计实验证明是否发生变质 H 2S :观察是否有浑浊 H 2SO 3:加BaCl 2溶液,是否有白色沉淀
Na 2SO 3:先加盐酸酸化,再加入BaCl 2溶液,看是否有白色沉淀生成 (3) 设计实验证明溶液已完全发生变质
H 2S :加入硫酸铜溶液,看是否有黑色沉淀 H 2SO 3:加入品红溶液,看是否褪色
Na 2SO 3 :加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色
[总结]本节从硫单质的性质讲起,从S 的-2、0、+4、+6价的价态对它的氢化物、氧化物及其对应的水化物和盐的氧化还原性进行了分析,重点学习了SO 2的性质,使我们对酸雨的形成与防治有了一定的认识。
[自我评价]
1.在BaCl 2 溶液中通入SO 2 气体,溶液仍澄清。若将BaCl 2溶液分别盛在两支试管,一支加HNO 3 ,另一支加NaOH 溶液,再通入SO 2 气体,结果两支试管均有白色沉淀。由此,下列结论合理的是( C )
A.BaCl 2有两性
B.两试管沉淀均是BaSO 3
C.SO 2 有还原性,酸性
D.升高PH ,使SO 2 水溶液中SO 32― 浓度增大
2.下列实验能证明某无色气体为SO 2 的是( CD )
A.能使澄清石灰水变浑浊
B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.能使品红试液褪色,加热后又显红色
D.能使溴水褪色,再滴加酸化的BaCl
2
溶液有白色沉淀产生
3.检验SO
2气体中是否混有CO
2
气体,可采用的方法是( D )
A.通过品红溶液 C.先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水
B.通过澄清石灰水 D.先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水
4.能证明SO
2
具有漂白性的是( B )
A.SO
2
气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中,发现溶液紫色褪去
B.SO
2气体通入品红溶液中,红色褪去 C.显红色的酚酞通入SO
2
后,红色褪去
D.SO
2
气体通入溴水中,橙色褪去
九、板书设计第三节硫和氮的氧化物
一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫
(一)、硫(sulphur)俗称硫磺。
1、硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS
2
,熔沸点都很低。
2、硫的化学性质①氧化性:与绝大多数金属反应与非金属反应:H
2+S
△
H
2
S
②还原性:与氧气发生反应③自身氧化还原反应 3S+6NaOH===2Na
2S+Na
2
SO
3
+3H
2
O
(二) 二氧化硫 1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。
2、化学性质可逆反应:在同一条件
....下,既能向正反应方向进行,同时
..又能向逆反应方向进行的反应,叫可逆反应。
(1) 酸性氧化物------亚硫酐①二氧化硫与水反应:SO
2 + H
2
O H
2
SO
3
(亚硫酸)
② 二氧化硫与碱的反应 SO
2+ 2 NaOH == Na
2
SO
3
+ H
2
O ;SO
2
+ NaOH == NaHSO
3
[SO
2+ 2 NaOH == Na
2
SO
3
+ H
2
O;Na
2
SO
3
+ H
2
O + SO
2
== 2NaHSO
3
]
③ 与碱性氧化物反应 SO
2+CaO==CaSO
3
(2) 二氧化硫的氧化性:SO
2+2H
2
S === 3S↓ + 2H
2
O
(3) 二氧化硫的还原性
①与卤素单质反应:S O
2+B r
2
+2H
2
O=H
2
S O
4
+2H B r S O
2
+C l
2
+2H
2
O=H
2
S O
4
+2H C l
② 与某些强氧化剂的反应: 2KMnO
4 + 2H
2
O+ 5SO
2
=== K
2
SO
4
+2MnSO
4
+ 2H
2
SO
4
③ SO
2的催化氧化 2SO
2
+O
2
催化剂
加热
2SO
3
(4) 漂白性 (5) 用途:制H
2SO
4
;作漂白剂;杀菌,消毒
(6) SO
2
的实验室制法
① 反应原理:Na
2SO
3
+ H
2
SO
4
=== Na
2
SO
4
+SO
2
↑+H
2
O
② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置
○3净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶
○4收集方法:向上排空气法或排饱和NaHSO
3
溶液
○5检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红湿润的品红试纸---褪色○6尾气处理:用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸
(7) SO
2的污染酸雨:空气中SO
X
和NO
X
随雨水下降成为酸雨,pH<5.6
(三) 三氧化硫 1、物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。
2、化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,具有较强的氧化性。
(四) 硫化1、H
2
S的物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,
有剧毒。
2、实验室制法:由强酸制弱酸的原理 FeS + H
2SO
4
== FeSO
4
+ H
2
S ↑
FeS + 2HCl == FeCl
2 + H
2
S ↑ FeS + 2H+== Fe2++ H
2
S ↑
用湿润的Pb(CH
3COO)
2
试纸 Pb(CH
3
COO)
2
+ H
2
S == PbS↓ + 2CH
3
COOH 试纸变黑
3、化学性质 (1) 可燃性 2H
2S + 3O
2
点燃
2H
2
O + 2SO
2
2H
2
S + O
2
点燃
2H
2
O +S
(2) 还原性:H
2S + X
2
==2HX +S↓(X=Cl、Br、I)
(4) H
2S气体的水溶液----氢硫酸 (3) 不稳定性:H
2
S
△
H
2
↑+S
十、教学反思
“以问题为中心,学生为主体,教师为主导”的科学探究模式,结合教材和本校学生特点,采用质疑激思教学法,联想对比教学法等多种方法,积极创设问题情境,通过生生交流、师生交流,引导学生主动思维,构建和谐课堂,使学生在轻松氛围中学习化学知识,进而提高学生的科学素养。
第四章非金属及其化合物第三节硫和氮的氧化物
(第二课时)
一、教材分析“硫和氮的氧化物”是人教版化学新教材必须学习1“第四章非金属及其化合物”第五月节中秋年节的内部实质意义。元素化合物知识是中学化学重要的根蒂根基知识,也是学生今后在事情、糊口中时常要接触,需要相识和应用的基本知识。教材把这一节内部实质意义放在基本试验和根蒂根基理论、以中举三章金属及其化合物然后,路程经过过程这些知识的进修,一方面可以形成完备的金属、非金属及其化合物知识系统,另外一方遮挡脸部的东西有强化离子反映、氧化还原反映等根蒂根基知识的作用,在第三章的根蒂根基上,进一步先容化合物知识和研究要领,为元素族观点的形成、元素性子的递变规律、元素周期表的形成和化学反映及其能+量变化堆集感性熟悉的材料。
二、教学目标
1.知识目标: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。
2.能力目标: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
3.情感、态度和价值观目标: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。
三、教学重点难点重点:二氧化氮与水的反应,二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
难点:二氧化氮与水的反应
四、学情分析
学生通过对上一节SO
2
的学习,已初步掌握了这一类物质的学习方法。本课时要指导学生运用知识迁移来掌握氮氧化物的性质。引导学生形成科学的学习方法。同时,学生的动手能力还在形成,要培养学生在实验设计和操作过程中形成严谨,规范的良好学习习惯。
五、教学方法1.情景激学法:通过图片给学生以震撼,激发学生学习热情。
2.探究实验教学法:采取教师演示和学生分组探究实验相结合的教学手段。
3.质疑激思教学法:学生抽象及形象思维能力尚有很大的发展空间,想象能力比较强,通过分析评价教材中的不足,提出改进措施,从而激发学生质疑精神,进一步拓展想象空间。
4.联想对比教学法:本章教学内容是学生学习初中二氧化碳性质及高中第二章离子反应知识的继续,因此联系酸、碱、盐、氧化物的转化关系,用离子反应的观点认识氮的氧化物的性质,且通过对比的方法,从而使学生明晰元素化合物学习的一般方法。
六、课前准备学生猜测性质→提出方案→实验验证→得出结论
七、课时安排:2课时
八、教学过程
[投影]资料卡片:信使分子------NO
三们美国药理学家Robert F. Furch gott , Louis J.I gnarro 和 Ferid Murad获取了1998年诺贝尔生理学或医学奖,他们发现“NO”是心血管系统的信号分子,NO却在哺乳类动物及人类机体起着广泛的重要的生物学作用
三位科学家发现NO在人体血管内具有传递信号的功能,使血管处于持续的舒张状态,血压降低,NO可抑制VSMC和心肌细胞增殖,维持其正常的有丝分裂;少量NO有正性心肌及心输出量的作用,并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死,进而在心肌缺血再灌注操作中发挥细胞保护作用
[思考]NO被视为大气污染物,没想到它会在生命过程中有如此重要的作用,这会给我们什么样启示?>
[板书]二、二氧化氮(nitrogen dioxide)和一氧化氮
[问]欲认识两种氮氧化物,我们还要从大家最熟悉的氮气入手,空气中氮气的体积分数为多少? 78%
[讲]自然界中的氮主要以游离态存在于大气中,生物体中蛋白质含有化合态氮,土壤中有
硝酸盐,如KNO
3、Ca(NO
3
)
2
等。所以有人说“氮是生命元素”
[问]工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。请大家预测氮气的性质活泼与否通常情况下,氮气不活泼,不与氧气反应,但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。[板书]1、NO和NO
2
的生成
[视频实验]N
2和O
2
在放电条件下的反应
[板书] N
2 + O
2
2NO 2NO + O
2
== 2NO
2
实验室制法:
Cu+4HNO
3(浓)==C u(N O
3
)
2
+2NO
2
↑+2H
2
O
3Cu+8HNO
3(稀)==3C u(N O
3
)
2
+2NO↑+4H
2
O
[问]通过实验观察,NO和NO
2
可能具有什么样的物理性质呢?大家推测一下。
[板书]2、物理性质:
NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。
NO
2
是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水
[思考与交流]可用什么样的方法收集NO和NO
2
呢
NO与空气密度相近且与空气中的氧气反应,但NO不溶于水,因此可用排水法收集
NO
2
溶于水,密度比空气大,故用向上排空气法收集。
[讲]氮除了-3、0外,其正价从+1到+5,NO和NO
2
是氮较为典型的氧化物,除此之外,还
有N
2O,俗称笑气。N
2
O
3
,是亚硝酸的酸酐。N
2
O
5
,是硝酸的酸酐。
[过]那么NO和NO
2
究竟有哪些化学性质呢?下面让我们一起来探究一下。[板书]3、化学性质
[讲]NO不与水反应,在常温下易与O
2化合生成NO
2
。
[板书](1)NO与氧气反应:2NO+O
2==2NO
2
[讲]NO
2在通常状况下,能自身相互结合生成无色的N
2
O
4
气体,且在加热时气体颜色加深放电或
高温
[板书](2) NO
2的聚合反应:2NO
2
N
2
O
4
[讲]NO仅能与氧气反应,但NO
2的N处于中间价态,有弱还原性和强氧化性。NO
2
具有较
强的氧化性,可使湿润的KI淀粉试纸变蓝
[板书](3) NO
2的氧化性: 4NO
2
+2KI ==2NO + 2KNO
3
+ I
2
NO
2 + SO
2
+ H
2
O == H
2
SO
4
+ NO
[讲]NO和NO
2
有毒,污染环境,不能直接排放,但可以用碱液进行尾气吸收。
[板书](4) 与碱反应:NO+NO
2+2NaOH==2NaNO
2
+H
2
O 2NO
2
+2NaOH==NaNO
3
+NaNO
2
+H
2
O
[讲]NO
2溶于水,且能与水反应,NO
2
难被氧气氧化,易与水反应生成HNO
3
[板书](5) NO
2
与水反应
[实验]NO
2溶于水实验[板书]3NO
2
+H
2
O==2HNO
3
+NO
[思考与交流]NO
2
是否是硝酸的酸酐呢?不是,因为N的化合价不是+5价
[思考与交流]俗话说“雷雨发庄稼”,请思考这其中的原理及涉及的可能反应。
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。
[思考与交流]在新疆与青海交界处有一山谷,人称“魔鬼谷”,经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛,四季常青,这是为什么?试写出相关反应的化学方程
式。 N
2 + O
2
===2NO 2NO+O
2
==2NO
2
3NO
2
+H
2
O==2HNO
3
+NO
[科学探究]现给你一试管预先制好的NO
2
,其他药品和仪器自选。请你设计实验,要求尽
可能多地使NO
2
被水吸收。并填写教材上的表格
[投影]填写表格并请同学总结
[思考与交流]你的实验设计对工业上生产HNO
3
有什么启示?(从原料的充分利用,减少污染物的排放等方面考虑)
NO
2与水的反应可知,只有2/3的NO
2
转化为HNO
3
,而1/3的NO
2
转化为NO。因此,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NO再氧化为NO
2,NO
2
溶于水又生
成HNO
3和NO。经地这样多次的氧化和吸收,NO
2
可以比较完全地被水吸收,尽可能地转化为
HNO
3
[讲]工业上循环利用NO制HNO
3,那么将NO做为中间产物对方程式叠加,可得到NO
2
和
O
2
的混合气体共同与水反应的方程式
[板书]4NO
2+O
2
+2H
2
O==4HNO
3
[讲]那么,若是把NO
2看到NO和O
2
反应的产物,再次将两个反应叠加,又会得到什么呢?
对,可以得到NO和O
2
的混合气体共同与水反应的方程式
[板书]4NO + 3O
2+2H
2
O==4HNO
3
[讲]氮氧化物溶于水的计算是常见的考点,有时需要讨论,并且需要讲究技巧。
[板书]三、NO
2、NO和O
2
的混合气体跟H
2
O反应的相关计算
1、NO
2
溶于水的问题
[讲]依据原理:3NO
2+H
2
O==2HNO
3
+NO,若有气体剩余,应为NO。
[投影]例1、将20mL NO和NO
2的混合气体的试管倒立于盛有H
2
O水槽中,充分反应后,
余于气体体积变为10mL,求原混合气体中NO和NO
2
各占多少?
解法一:设NO体积为x mL,NO
2
体积为y mL
x+y==20
3NO
2 + H
2
O ==2HNO
3
+ NO
3 1
y y/3
x+y/3==10 解之得,x==5 y==15
[讲]利用差量法可帮助快速解题,可在题中寻找体积差解法二:设NO
2
体积为x mL
3NO
2 + H
2
O ==2HNO
3
+ NO △V
3 1 2
x 20-10==10 x = 15
[讲]若将NO和O
2的混合气体通入水中,会发生反应4NO+3O
2
+2H
2
O==4HNO
3
[板书]2、NO和O
2的混合气体通入H
2
O
[讲]通过方程式分析可知,若NO过量则余下气体为NO,若O
2过量则余下气体为O
2,
解这
类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。
[投影]例2、一支试管中充有20mLNO气体,倒置于水槽中,现向其中通入一定量的O
2
,
试管内最终有4mL气体,则通入O
2
的体积可能是多少?
解:若最终余下气体的成份为NO,则与水反应的NO为20-4=16mL
4NO+3O
2+2H
2
O==4HNO
3
4 3
16 X X=12 mL
若最终余下气体的成份为O
2
,则20mLNO均与水反应
4NO+3O
2+2H
2
O==4HNO
3
4 3
20 X X=15mL
此时,通入O
2
的体积为15+4=19mL
∴通入O
2
的体积可能是12 mL 或19 mL
[点击试题]一定条件下,将等体积的NO和O
2
混合于一试管中,然后将试管倒立于盛有
H
2
O 的水槽中,充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少?
[讲]若将NO
2和O
2
的混合气体通入水中,会发生反应4NO
2
+O
2
+2H
2
O==4HNO
3
[板书]3、NO
2和O
2
的混合气体通入H
2
O
[讲]通过这个反应可知,若O
2过量则剩余气体为O
2
,但是若NO
2
过量,则过量的NO
2
还会
和H
2
O继续反应,则余下气体为NO。
[投影]例3、在一支容积为30mL的试管内充满NO
2和O
2
的混合气体,把试管倒置于水中,
充分反应后余5mL,则原混合气体中NO
2和O
2
的体积各是多少?
解:设原混合气体中NO
2的体积为x mL ,O
2
的体积为y mL
则 x + y == 30
若O
2过量,则余下5 mL 气体为O
2
,则所有的NO
2
全部参加反应,而参加反应的O
2
的体积为
(y – 5) mL
4 NO 2 + O 2 +2H 2O == 4HNO 3 4 1
x y-5 x == 4(y-5) 解之得,x = 20 mL y = 10 mL
若NO 2过量,则O 2全部参加反应,而过量的NO 2还会和H 2O 继续反应,余下的5 mL 气体为NO , 4 NO 2 + O 2 +2H 2O == 4HNO 3 4 1 4y y
则过量的NO 2体积为 (x-4y) mL 3NO 2 + H 2O ==2HNO 3 + NO 3 1
(x-4y) 5 则 x-4y == 15 解之得,x = 27 mL y = 3 mL
∴NO 2和O 2的体积是20 mL 和10 mL 或27 mL 和3 mL
[点击试题]将充满NO 2 和O 2混合气体的量筒倒置于H 2O 中,充分反应后保持气体压强不变,水进入至量筒体积的一半处停止了,则原混合气体中NO 2 和O 2的体积比是多少? [小结]本节学习了氮的氧化物,重点是NO 和NO 2的性质,尤其是NO 与氧气和NO 2与H 2O 的反应。
[自我评价] 1、对于氮的氧化物的下列叙述中,正确的是( D )
A 、氮的氧化物都是无色气体
B 、氮的氧化物都不溶于水
C 、氮的氧化物都是酸性氧化物
D 、氮的氧化物都是大气污染物
2、将5 mLNO 和15 mL NO 2混合气体通入倒置水槽中充满水的试管里,最后在试管中能收集到的气体体积为( C ) A 、20 mL B 、15 mL C 、10 mL D 、5 mL
3、在一定条件下,将m 体积NO 和n 体积O2同时通入倒立于H 2O 中且盛满H 2O 的容器内,充分反应后,容器内残留m/2体积的气体,该气体与空气接触后变为红棕色气体,则m/n=______(8:3)
4、有一容积为50 mL 带活塞的密闭容器,在常温下往此容器中充入30 mL NO 和10 mL O2,待活塞停止后,容器体积为( D )
A 、40 mL
B 、30 mL < V < 40 mL
C 、30 mL
D 、20 mL < V < 30 mL 九、板书设计 1、NO 和NO 2的生成 N 2 + O 2 2NO 2NO + O 2== 2NO 2 实验室制法:Cu+4HNO 3(浓)==C u (N O 3)2+2NO 2 ↑+2H 2O
3Cu+8HNO 3(稀)==3C u (N O 3)2 +2NO ↑+4H 2O
2、物理性质: NO 是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。
NO 2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水 3、化学性质 (1)NO 与氧气反应:2NO +O 2==2NO 2 (2) NO 2 的聚合反应:2NO 2
N 2O 4
(3) NO 2 的氧化性: 4NO 2 +2KI ==2NO + 2KNO 3 + I 2 NO 2 + SO 2 + H 2O == H 2SO 4 + NO (4) 与碱反应: NO +NO 2 +2NaOH==2NaNO 2 +H 2O 2NO 2 +2NaOH==NaNO 3 +NaNO 2+H 2O (5) NO 2与水反应:3NO 2+H 2O==2HNO 3+NO 4NO 2+O 2+2H 2O==4HNO 3 4NO + 3O 2+2H 2O==4HNO 3 三、NO 2、NO 和O 2的混合气体跟H 2O 反应的相关计算
1、NO 2溶于水的问题
2、NO 和O 2的混合气体通入H 2O
3、NO 2和O 2的混合气体通入H 2O