第1节 碳的多样性
第1课时 多种多样的碳单质和广泛存在的含碳化合物
课堂合作探究
问题导学
一、碳酸钠和碳酸氢钠的性质
活动与探究1
实验操作
实验现象
结论或化学方程式
活动一
将两个相同气球中的等质量的两种固体分别同时加入等体积等浓度的盐酸中：
两支试管中________，但加入NaHCO3的试管上的气球变大得____
________________________，但______与盐酸反应更快，化学方程式分别为：
______________________；
__________________
活动二
加入BaCl2溶液时__________，再滴加NaOH溶液时______________
活动三
试管口处有________，烧杯中的澄清石灰水________
______________，化学方程式为________________________
思考与交流
1．Na2CO3和NaHCO3都易与盐酸反应，但NaHCO3与盐酸反应比碳酸钠更剧烈。为什么？
2．如何除去Na2CO3固体中的NaHCO3固体？
3．你能从物质类别的角度归纳碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质吗？
1．Na2CO3与NaHCO3的除杂
溶
液
Ⅰ：Na2CO3(NaHCO3)
滴入适量NaOH溶液
NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
Ⅱ：NaHCO3(Na2CO3)
通足量CO2气体
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
固
体
Ⅰ：Na2CO3(NaHCO3)充分加热
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
Ⅱ：NaHCO3(Na2CO3)
加水溶解制成饱和溶液，再通入足量CO2气体，蒸发结晶过滤、洗涤
Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
2．所有的碳酸盐都可以与盐酸反应放出CO2气体；
3．所有的碳酸氢盐都溶于水，都具有受热易分解的性质，都既能与酸反应又能与碱反应(即HCO与H＋和OH－都不能大量共存)。
二、物质的检验和鉴别
活动与探究2
Na2CO3、NaHCO3均为白色固体，溶液均无色，请思考讨论并交流如何鉴别这两种物质？
(从鉴别依据、操作及现象、相关反应的化学方程式等角度说明)
方法
依据
操作及现象
化学方程式
方法一
方法二
方法三
思考与交流
能否使用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液？
1．Na2CO3溶液与盐酸反应
Na2CO3溶液与盐酸反应时，滴加顺序不同，实验现象不同，产生的CO2的量也可能不同。
滴加顺序
反应现象
反应方程式
一滴加Na2CO3溶液，马上有气体放出
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
开始阶段无明显现象，后来有气体放出
开始：
Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3
后来：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
2．NaHCO3溶液与盐酸反应
无论将NaHCO3溶液滴入盐酸中，还是将盐酸滴入NaHCO3溶液中，都只发生反应：NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，即开始滴加就会有CO2气体生成。
迁移与应用
某学校的实验室有一瓶碳酸氢钠，由于放置时间过久，不知是否变质。
(1)请你利用所学过的知识，设计一简单的实验，确定这瓶碳酸氢钠是否变质。你设计的实验方案：____________________________________。
(2)如果变质了，请你设计实验方案，确定其是否完全变质。你设计的实验方案：________________________。
当堂检测
1．下列叙述中正确的是( )
A．仅由碳元素组成的物质一定是纯净物
B．金刚石和石墨具有相同的化学组成
C．石墨转变为金刚石不属于化学变化
D．只含有碳元素的物质可能是单质也可能是化合物
2．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是( )
A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3
B．碱性：Na2CO3＜NaHCO3
C．在水中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3
D．与足量的盐酸反应产生的气体的体积：Na2CO3＜NaHCO3
3．欲鉴别浓度均为3 mol·L－1的Na2CO3和NaHCO3两溶液，下列方法可行的有( )
①分别滴入澄清石灰水 ②分别用pH试纸测pH
③分别滴入3 mol·L－1的盐酸 ④分别滴入NaOH溶液
A．②③ B．①②
C．①②③ D．①③④
4．除去下列物质中的杂质。
(1)除去Na2CO3固体中的NaHCO3，方法是__________，化学方程式：________________。
(2)除去NaHCO3溶液中的Na2CO3，方法是________，化学方程式：_________________。
(3)除去CO2气体中的HCl气体，方法是__________，化学方程式：__________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：都有气泡产生 快 Na2CO3、NaHCO3都能与盐酸反应 NaHCO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O 试管中有白色沉淀生成 Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 无沉淀生成 有白色沉淀生成 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl 澄清的石灰水不变浑浊 Na2CO3受热不分解 水珠凝结 变浑浊
NaHCO3受热分解 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
思考与交流：1．答案：碳酸钠与盐酸的反应分两步：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；而NaHCO3直接结合H＋就可以放出CO2：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，因此Na2CO3和NaHCO3分别与盐酸反应时，NaHCO3与盐酸反应更剧烈。
2．答案：除去Na2CO3固体中的NaHCO3固体，可采用加热的方法使NaHCO3分解从而除去。
3．答案：(1)Na2CO3的性质
(2)NaHCO3的性质
活动与探究2：答案：
方法
依据
操作及现象
化学方程式
方法一
利用两种物质的热稳定性差异
取少量固体样品加热，能够产生使澄清的石灰水变浑浊的气体的为NaHCO3，无明显现象的为Na2CO3
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
方法二
利用两种物质与盐酸反应的快慢
取少量的固体样品于试管中，分别逐滴加入稀盐酸，产生气体速率快的是NaHCO3，产生气体速率慢的是Na2CO3
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑；
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
方法三
利用能否与可溶性钙盐(或钡盐)反应产生沉淀
向二者溶液中分别加入CaCl2(或BaCl2)溶液，有沉淀生成的为Na2CO3，无沉淀生成的为NaHCO3
Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl(或Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl)，
NaHCO3与
CaCl2(或BaCl2)不反应
思考与交流：答案：不能。因为二者均能与Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液反应产生沉淀：
Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH,2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O[或NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O]。
迁移与应用：解析：首先正确判断NaHCO3变质后的物质，然后根据Na2CO3、NaHCO3的性质差异设计实验方案。NaHCO3易分解，如果NaHCO3中含有Na2CO3，说明NaHCO3已变质。鉴别NaHCO3中是否含有Na2CO3可用CaCl2溶液。若NaHCO3完全变质，就会全部生成Na2CO3。确定NaHCO3是否完全变质，可用加热法，若加热时有气体生成，该气体使澄清石灰水变浑浊，说明没有完全变质，否则，说明完全变质。
答案：(1)取固体少量加入试管中，加水配成溶液后滴加CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，说明NaHCO3已变质，若无白色沉淀生成，说明没有变质(答案合理即可)
(2)将固体装入试管中，并塞上带有导管的单孔塞，将导管插入澄清石灰水中，加热，若有使澄清石灰水变浑浊的气体生成，说明没有完全变质。否则，说明已完全变质
【当堂检测】
1．B 解析：仅由同一元素组成的性质不同的几种单质，叫该元素的同素异形体。单质与单质之间为不同的物质，因而仅由一种元素组成的物质可能是纯净物，也可能是混合物，例如金刚石为纯净物，而金刚石、石墨、C60混在一起就为混合物。既然金刚石和石墨属于不同的单质，因而它们之间的转化属于化学变化。由于都是由碳原子构成的单质，所以金刚石和石墨具有相同的化学组成，也具有相同的化学性质。
2．C 解析：NaHCO3受热时发生分解而Na2CO3受热时不易分解，A不正确；等物质的量浓度溶液的碱性，Na2CO3的强，B不正确；在相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，C正确；D中没有说明Na2CO3和NaHCO3的用量，故反应产生气体的体积无法判断。
3．A 解析：向Na2CO3和NaHCO3溶液中加入Ca(OH)2时都有白色沉淀生成，故①不正确；等浓度的Na2CO3溶液的碱性强，pH大，故②正确；向浓度相同的两溶液中滴加盐酸时，NaHCO3与盐酸的反应快，故③正确；虽然NaOH与NaHCO3反应，但无明显的现象，所以无法用NaOH区分Na2CO3和NaHCO3，④不正确。
4．解析：除杂的基本原则是除去杂质但不能引入新的杂质。
(1)NaHCO3受热分解产生Na2CO3，故Na2CO3固体中混有NaHCO3应采用加热法。
(2)中可选用通入足量CO2的方法使Na2CO3转化为NaHCO3。
(3)可采用使HCl与NaHCO3反应产生CO2的方法。
答案：(1)加热 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(2)通足量的CO2 Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3
(3)将气体通过饱和NaHCO3溶液 NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
第1节 碳的多样性
第2课时 碳及其化合物间的转化
课堂合作探究
问题导学
一、CO2、CO、HCO之间的相互转化
活动与探究1
实验操作
实验现象
化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
上述实验最终得到的溶液
思考与交流
1．向Ca(HCO3)2溶液中加入NaOH溶液时，有何现象？你能写出该反应的化学方程式吗？
2．向NaOH溶液中通入一定量的CO2，所得溶液的成分如何？
CO2、CO、HCO之间的相互转化
典型反应
①CO2与足量的碱反应：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
②足量CO2与少量的碱反应：CO2＋NaOH===NaHCO3
③碳酸盐与酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
④
⑤
⑥
二、图像题探究
活动与探究2
实验操作
反应的离子方程式
图像
__________、
__________
__________、
__________
__________、
__________、
__________
思考与交流
你能根据上述方法作出向澄清石灰水中通入CO2气体时，产生沉淀的质量与通入CO2气体体积间的关系图吗？
用图像表述化学过程或呈现背景信息是化学的基本表述方式，简约化是学生应该具有的最基本思维特征，而图像题正是化繁为简的方法。做图像题的方法：
(1)读图：①明确横、纵坐标的含义；
②明确三点(起点、折点、终点)和曲线变化趋势的意义。
(2)识图：信息的寻找、选择、整理、重组与应用。
当堂检测
1．下列各组物质相互作用，生成物不随反应条件或反应物的用量变化而变化的是( )
A．Na和O2 B．NaOH和CO2
C．Ca(HCO3)2和Ca(OH)2 D．Na2CO3和HCl
2．在炼铁高炉中，主要发生了下列反应：①C＋O2CO2，②C＋CO22CO，③3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe，④CaCO3CaO＋CO2↑，⑤CaO＋SiO2CaSiO3，其中既属于化合反应又属于氧化还原反应的有( )
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
3．将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
4．A、B、C、D、E、F六种物质有如下变化关系，E是淡黄色粉末，判断：
(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式：
A________，B________，C________，D________，E________，F________。
(2)写出有关反应的化学方程式(是离子反应的直接写离子方程式)：
B→C：_____________________________________________________，
E→B：_____________________________________________________，
C→F：_____________________________________________________，
F→C：_____________________________________________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：先产生白色沉淀后沉淀溶解 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 产生白色沉淀、有气泡冒出 Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2↑＋H2O 产生白色沉淀 Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O
思考与交流：1．答案：有白色沉淀生成。
化学反应方程式可能有2个：
(1)NaOH少量时：Ca(HCO3)2＋NaOH===CaCO3↓＋NaHCO3＋H2O
(2)NaOH足量时：Ca(HCO3)2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
2．答案：(1)n(CO2)∶n(NaOH)＜1∶2时，溶液的成分是NaOH和Na2CO3；
(2)n(CO2)∶n(NaOH)＝1∶2时，溶液的成分是Na2CO3；
(3)＜n(CO2)∶n(NaOH)＜1时，溶液的成分是Na2CO3和NaHCO3；
(4)n(CO2)∶n(NaOH)≥1时，溶液的成分是NaHCO3。
活动与探究2：答案：
反应的离子方程式
图像
CO＋H＋===HCO
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
CO＋H＋===HCO
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
OH－＋H＋===H2O
CO＋H＋===HCO
HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
思考与交流：答案：
【当堂检测】
1．C 解析：Na与O2在常温下反应生成Na2O，在点燃或加热条件下反应生成Na2O2，A不正确；NaOH与少量CO2反应时生成Na2CO3，与足量CO2反应时生成NaHCO3，B不正确；Na2CO3与少量盐酸反应时生成NaHCO3和NaCl，与足量盐酸反应时生成NaCl、CO2和H2O，D不正确。
2．B
3．C 解析：向NaOH和Na2CO3的混合溶液中逐滴滴加稀盐酸时，发生的反应依次为：H＋＋OH－===H2O，H＋＋CO===HCO，H＋＋HCO===H2O＋CO2↑，故C项正确。
4．解析：据的转化关系，可知C为碳酸盐，F为碳酸氢盐，再结合E是淡黄色粉末，应为Na2O2，则A、B、C、D、E、F分别为Na、NaOH、Na2CO3、NaCl、Na2O2、NaHCO3。
答案：(1)Na NaOH Na2CO3 NaCl Na2O2 NaHCO3
(2)B→C：CO2＋2OH－===CO＋H2O
E→B：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
C→F：CO＋CO2＋H2O===2HCO
F→C：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
第2节 氮的循环
第1课时 自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物
课堂合作探究
问题导学
一、NO、NO2的性质实验
活动与探究1
实验操作
实验现象
化学方程式
思考与交流
1．在持续通入氧气的情况下能否使上述试管内液面不断上升，直至试管完全被液体充满？若能，需要通入多少体积的氧气？
2．若试管内开始时充满NO气体，要使NO尽可能被水吸收，需要通入多少体积的O2?
1．NO2和O2同时通入水中时，其反应是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2，总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
V(NO2)∶V(O2)
2．NO和O2同时通入水中时，其反应是2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。
V(NO)∶V(O2)
3．4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上看均相当于2个N2O5，即总反应式都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆上述1、2两式的方法，也为上述问题的解决提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：N(N)∶N(O)
二、氮的氧化物溶于水的计算
活动与探究2
如图所示，将盛满等体积的NO和NO2混合气体的试管倒置在水槽中，请回答：
(1)试管内的现象如何？
(2)液面上升的高度占试管容积的多少？
迁移与应用
将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应后剩余气体2 mL(气体均在相同状态下测定)求原气体中各气体的体积是多少？
1．氮氧化物溶于水的计算有以下三种类型：
(1)NO和NO2的混合气体溶于水时，其反应是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。可利用气体体积变化的差值进行计算。V剩＝V(NO)原＋V(NO2)。
(2)NO2和O2同时通入水中时，根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
(3)NO和O2同时通入水中时，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
2．氮氧化物溶于水的产物分析：
氮的氧化物与O2混合通入水中，剩余气体只可能是NO或O2，不可能是NO2，因为过量的NO2会与水反应生成NO；所得溶液的溶质为HNO3。
当堂检测
1．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是( )
A．高温下氮气遇空气生成NO2
B．CO2与NO反应生成CO和NO2
C．NO与空气生成NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
2．如下图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，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，原来试管中盛装的气体不可能是( )
A．N2与NO2的混合气体
B．O2与NO2的混合气体
C．NO与NO2的混合气体
D．NO2一种气体
3．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．1.0 mol·L－1
B．0.045 mol·L－1
C．0.020 mol·L－1
D．0.12 mol·L－1
4．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：
2NO2＋2NO＋4NaOH===4NaNO2＋2H2O①
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O②
在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。
在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应生成对大气无污染的物质。写出该反应的化学方程式______________________。
(3)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________________________。
答案:
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：试管中的红棕色气体逐渐变成无色气体，同时水会进入试管，最后水充满整个试管的2/3体积左右 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 无色气体先变为红棕色气体，后又变为无色气体，试管内液面继续上升 2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
思考与交流：1.解析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
①×2＋②得：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
故NO2与O2以4∶1的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。
答案：能，NO2与O2以4∶1的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。
2．解析：2NO＋O2===2NO2①
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②
①×3＋②×2得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
故NO与O2以4∶3的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。
答案：NO与O2以4∶3的体积比混合，与足量的水反应就可以完全转变成硝酸。
活动与探究2：
解析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
3 2
试管液面上升的高度为＝＝。
答案：(1)试管内的红棕色气体逐渐变成无色气体，试管内液面上升。
(2)
迁移与应用：解析：剩余2 mL气体可能是O2或NO。
(1)若剩余气体为O2，根据化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
可知参加反应的NO2的体积为10 mL×＝8 mL
参加反应的O2的体积为10 mL×＝2 mL
原混合气体中NO2为8 mL，O2为4 mL。
(2)若剩余气体为NO，根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知剩余NO2的体积为6 mL
根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可以计算出参加反应的O2的体积为6 mL×＝1.2 mL，NO2的体积为6 mL×＝4.8 mL，故原混合气体中NO2为10.8 mL，O2为1.2 mL。
答案：剩余气体为O2时，原混合气体中NO2为8 mL，O2为4 mL；剩余气体为NO时，原混合气体中NO2为10.8 mL，O2为1.2 mL。
【当堂检测】
1．C 解析：N2和O2不能直接反应生成NO2，A不正确；NO不能和CO2、H2O反应，B、D选项不正确；NO在空气中能被氧气氧化为NO2，NO2是红棕色气体。
2．A 解析：如果气体是N2与NO2的混合气体，则水不会充满整个试管，因为N2不溶于水；如果是NO2(或O2和NO2的混合气体)，发生反应：4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3，水会充满试管；如果是NO与NO2的混合气体，通入O2会发生反应4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3和4NO＋2H2O＋3O2===4HNO3，而使水充满试管。
3．B 解析：设容器的体积为V，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度为：c＝＝ mol·L－1。
4．答案：(1)NO2 NO 1∶1
(2)2NO＋2CON2＋2CO2
(3)6NO2＋8NH37N2＋12H2O
第2节 氮的循环
第2课时 氨与铵态氮肥
课堂合作探究
问题导学
一、氨气的性质
活动与探究1
实验
实验现象
结论
实验1：
烧杯里的水进入烧瓶形成____，且烧瓶内液体呈____
氨气____溶于水，且与水反应生成了使溶液显____性的物质，化学方程式为：________________
实验2：
氨气与酸反应生成____，化学方程式为____________________
思考与交流
1．NH3形成喷泉的物理学原理是什么？
2．引发喷泉实验的操作是什么？该实验成功的关键是什么？
3．氨气、液氨、氨水、一水合氨是一种物质吗？
4．氨气能否用CaCl2、浓硫酸和P2O5等干燥，为什么？应用什么来干燥？
1．喷泉实验的原理分析
(1)喷泉实验的基本原理及装置
①原理：气体在液体中溶解度很大，在短时间内产生足够的压强差，则打开活塞后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。
②装置。
(2)实验成功的关键
①装置的气密性良好。
②烧瓶和气体必须是干燥的。
③氨气充满整个烧瓶。
(3)两类常见喷泉的形成实验
①极易溶于水的气体或易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。
②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH溶液也能形成喷泉。
特别关注：①喷泉实验成功与否在于是否能形成压强差。
②形成喷泉的气体不一定是极易溶于水的气体，气体与挤入的液体发生反应使瓶中的压强减小也能形成喷泉。
2．两种快速制取氨气的方法
(1)加热浓氨水法。
在试管中加入2～4 mL的浓氨水，加热即可产生氨气。如图所示：
(2)浓氨水与固体强碱或生石灰混合制取氨气。
实验装置
反应原理
①NaOH固体吸水(或CaO与水反应)，减少溶剂，促进NH3放出
②NaOH溶于水放热(或CaO与水反应放热)，促使氨水分解释放出NH3
特别关注：由于氨气极易溶于水，若将导管直接插入水中会发生倒吸，故尾气吸收一般用稀硫酸浸湿的棉花堵在试管口或用如图装置吸收。
二、铵盐的性质
活动与探究2
实验
实验现象
结论及化学方程式
实验1：
固体__________，在试管中上部有________出现。并可闻到______气味
NH4ClNH3↑＋HCl↑
HCl＋NH3===NH4Cl
实验2：
固体__________，澄清石灰水______
实验3：
溶液中产生________，湿润的红色石蕊试纸____，并可闻到______气味
思考与交流
1．NH4Cl的分解和重新生成是否是可逆反应。与碘升华的本质是否一样？
2．能否用加热NH4Cl或NH4HCO3的方法制备氨气，为什么？
1．铵盐的性质：
(1)所有的铵盐都是晶体，都易溶于水。
(2)所有的铵盐受热时都会发生分解。
(3)所有的铵盐都能与碱共热放出氨气，实验室中常利用铵盐的这一性质来制取氨气或检验NH。
2．特别注意硝酸铵受热时容易发生爆炸，溶于水时要吸收大量的热量。
3．NH的检验
当堂检测
1．下图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶管的胶头，下列与实验事实不相符的是( )
A．Cl2(饱和食盐水) 无色喷泉
B．NH3 (H2O含石蕊) 蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊) 红色喷泉
D．CO2(NaOH溶液) 无色喷泉
2．如图利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是MgCl2溶液
D
干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝色
NH3是一种可溶性碱
3．如下图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是( )
4．下列离子方程式正确的是( )
A．向盐酸中滴加氨水：H＋＋OH－===H2O
B．碳酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合：HCO＋OH－===CO＋H2O
C．NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液混合加热：NH＋OH－===NH3↑＋H2O
D．氯化铵与氢氧化钠两种浓溶液混合加热：OH－＋NHH2O＋NH3↑
5．下列说法中正确的是( )
A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3
B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的氮元素均呈－3价
C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O
D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
6．A是一种白色晶体，受热分解生成B、C两种无色气体，C的水溶液与硝酸银溶液反应生成白色沉淀。A与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B。若在圆底烧瓶中分别收集干燥的气体B、C，然后将收集满气体的烧瓶按下图所示装置组装，挤压滴管的胶头时，可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。请填写下列空白：
(1)A的化学式是________________；
(2)B与C两气体相遇时，可观察到的现象是____________________；
(3)写出A与浓NaOH溶液共热时，发生反应的离子方程式______________________________；
(4)写出工业上生成B的化学方程式________________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：喷泉 红色 极易 碱 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ 立即产生大量的白烟 铵盐 NH3＋HCl===NH4Cl
思考与交流：1．答案：由于产生压强差而形成喷泉——气体迅速溶于水或与某种溶液反应，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉现象。依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量减少，就可形成喷泉。所以当胶头滴管中的水进入烧瓶后，NH3溶解于水，使烧瓶内气体压强减小，外界大气压便将水压入烧瓶中，从而形成喷泉。
另外，反应迅速产生大量气体，在装置内形成正压也能引发喷泉实验(类似于灭火器原理或城市喷泉原理)。
2．答案：引发喷泉实验的操作是将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶中，从而引发喷泉实验。
喷泉实验成功的关键：①装置的气密性要好；②烧瓶要干燥；③气体的纯度要大，且要充满烧瓶。
3．答案：不是，液氨是氨气的液态形式，二者是一种物质；氨气溶于水得到的水溶液是氨水，它是一种混合物，其主要成分是一水合氨(NH3·H2O)。
4．答案：不能，氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂，如浓硫酸和P2O5干燥，而NH3与CaCl2生成CaCl2·8NH3。所以应用碱石灰或NaOH固体来干燥氨气。
活动与探究2：减少至消失 白色固体 刺激性 减少至消失 变浑浊 NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 无色气泡 变蓝 刺激性 NH4Cl＋NaOHNH3↑＋NaCl＋H2O
思考与交流：1．答案：NH4Cl的分解需要加热，而NH4Cl的形成不需要加热，条件不一样，所以不是可逆反应。碘升华为物理变化，NH4Cl的分解和形成是化学变化，所以二者本质不一样。
2．答案：①实验室不能用加热NH4Cl的方法制取NH3，因为生成的NH3和HCl遇冷会很快在试管上部重新结合生成NH4Cl，无法得到NH3。
②NH4HCO3受热分解还可以产生CO2，从而引入新的杂质。但可以用碱石灰除去CO2后再收集NH3。
【当堂检测】
1．A 解析：Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，无法形成喷泉，A不正确；NH3、HCl极易溶于水，而使烧瓶内压强减小，从而形成喷泉；CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。
2．A 解析：浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体与NH3反应生成了固体NH4Cl而产生白烟，A正确；浓硫酸没有挥发性，不会出现白烟，但是仍然发生反应生成(NH4)2SO4，B不正确；NH3·H2O能与大多数的金属阳离子反应生成氢氧化物沉淀，故C不正确；NH3溶于水并与水反应生成弱碱NH3·H2O，但NH3本身不是碱，D不正确。
3．C 解析：给试管中的固体药品加热时，试管口必须稍向下倾斜，C不正确。
4．D 解析：A中的氨水应写化学式，A不正确；B中NaHCO3溶液与足量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为Ba2＋＋HCO＋OH－===BaCO3↓＋H2O；C中HCO应参与反应：NH＋HCO＋2OH－NH3↑＋2H2O＋CO；D项正确。
5．C 解析：根据铵盐的有关知识逐一分析判断。选项A中，有的铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)；有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵)；选项B中，所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的氮元素(如NH4NO3中的N有－3、＋5两种价态)；选项C中，铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同。即加热时，生成NH3，不加热时，往往生成NH3·H2O；选项D中，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。
6．解析：由题意“A与浓NaOH溶液共热放出无色气体B”，且B能使石蕊溶液变蓝，故可知B为NH3，C能形成红色喷泉，则C为HCl气体，从而推知A为NH4Cl。
答案：(1)NH4Cl
(2)有大量的白烟生成
(3) NH＋OH－NH3↑＋H2O
(4)N2＋3H22NH3
第2节 氮的循环
第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响
课堂合作探究
问题导学
一、硝酸的性质
活动与探究1
实验
实验现象
结论
实验1：
浓硝酸敞口放置时，瓶口上方有____出现，有______气味
浓硝酸是____色、易____、有______气味的液体
实验2：
浓硝酸与铜反应____，放出______气体，生成____溶液
浓硝酸被还原为____，方程式为______________
实验3：
稀硝酸与铜反应______，放出____气体，生成____溶液
稀硝酸被还原为____，方程式为______________________
实验4：
加稀盐酸时__________；
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
NO在____条件下表现强氧化性，离子反应方程式：
________________________
实验5：
铁遇浓硝酸______
实验6：
铝遇浓硝酸______
思考与交流
1．浓硝酸为什么要放在棕色试剂瓶里且置于冷暗处保存？
2．浓硝酸与Cu、C的反应中的作用是否相同？
3．通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？
(1)浓硝酸与金属反应时，既表现氧化性，又表现酸性；浓硝酸与非金属反应时，只表现氧化性。
(2)硝酸与金属反应无H2生成，浓硝酸的还原产物通常是NO2，稀硝酸的还原产物通常是NO。
(3)常温下铝、铁遇浓硝酸、浓硫酸钝化(钝化是化学变化)，加热时可发生反应。
(4)稀硝酸与铁反应时，要注意铁的用量影响铁盐中铁的价态。
(5)硝酸的酸的通性与特殊性的常见反应
酸的通性
硝酸的特殊性
(1)酸使石蕊溶液变红
浓硝酸使石蕊溶液变红，加热会变白
若碱、碱性氧化物中金属为低价态时，会被硝酸氧化得到高价盐
(4)酸＋盐→新酸＋新盐
具有还原性的盐(如Fe2＋、SO的盐)会被氧化
(5)酸＋金属→盐＋氢气
金属不能置换HNO3中的氢
二、硝酸与金属反应的有关计算
活动与探究2
38．4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，反应消耗的HNO3的物质的量可能是( )
A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol
C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
迁移与应用
在某稀硝酸的溶液中，加入5.6 g铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出NO气体，溶液质量增加3.2 g，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为( )
A．1∶1 B．3∶2
C．2∶1 D．4∶1
常用解题方法
(1)电子守恒
硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。
(2)原子守恒
硝酸与金属反应时，一部分以NO的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。
(3)利用离子方程式计算：
硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用硝酸与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO借助H＋仍能继续与金属反应。
当堂检测
1．硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后退色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色退去——强氧化性
2．下列有关硝酸反应的叙述中，错误的是( )
A．稀硝酸与铁反应，有氢气放出
B．浓硝酸跟铜反应，有二氧化氮气体放出
C．硝酸跟碳酸钠反应，有二氧化碳气体放出
D．硝酸受热时，有二氧化氮、氧气放出
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．向100 mL 12 mol·L－1的浓硝酸中加入足量的铜片，充分反应后，被还原的硝酸的物质的量为( )
A．0.3 mol B．0.6 mol
C．小于0.6 mol D．介于0.3 mol和0.6 mol之间
5．在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片发生反应。请回答：
(1)开始阶段，观察到的现象为__________，反应的化学方程式是____________________。
(2)反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是______________________________________。
(3)若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L(标准状况)。求整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：白雾 刺激性 无 挥发 刺激性
剧烈 红棕色 蓝色 NO2 4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 较剧烈 无色 蓝色 NO 8HNO3(稀)＋3Cu===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 无明显现象 铜片表面有大量的气体产生，溶液逐渐变为蓝色 Cu和稀盐酸不反应 酸性 8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 现象不明显
钝化 现象不明显 钝化
思考与交流：1．答案：因为浓硝酸见光或受热时容易分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以浓硝酸要避光且置于冷暗处保存。
2．答案：不相同。浓硝酸与Cu反应时，既表现氧化性，又表现酸性；浓硝酸与C反应时只表现氧化性。
3．答案：通常情况下，浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO。
活动与探究2：C 解析：Cu跟浓硝酸反应的化学方程式为：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，反应则变为：
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
参加反应的硝酸一部分作酸用，一部分作氧化剂被还原(一部分被还原为NO2，一部分被还原为NO)。
方法一：极端假设法
n(Cu)＝＝6.0×10－4 mol。
若38.4 mg铜全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为：6.0×10－4 mol×4＝2.4×10－3 mol。
若38.4 mg铜全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为：6.0×10－4 mol×＝1.6×10－3 mol。
事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应。消耗的硝酸应在1.6×10－3 mol和2.4×10－3 mol之间。
方法二：整体分析法
n(HNO3)＝n(作酸用HNO3)＋n(作氧化剂用HNO3)
＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO2)＋n(NO)＝2n(Cu)＋n(气体)＝2×＋＝2.2×10－3 mol。
迁移与应用：B 解析：设Fe2＋的物质的量为x，Fe3＋的物质的量为y。
由铁原子守恒，得x＋y＝。
由得失电子守恒和质量守恒得5.6－×30 g·mol－1＝3.2 g。
两式联立，解得x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。
故x∶y＝3∶2。
【当堂检测】
1．D
2．A 解析：由于稀硝酸有强氧化性，与Fe反应时无H2放出。
3．B 解析：A项离子反应方程式为2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，铜粉溶解；C项、D项离子反应方程式均为8H＋＋2NO＋3Cu===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜粉溶解；B项不反应。
4．D 解析：因为Cu是足量的，随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变稀，所以本题涉及的反应有两个：
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O①
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②
采用极限分析法：若只发生反应①，则被还原HNO3的物质的量为：×1.2 mol＝0.6 mol；若只发生反应②，则被还原HNO3的物质的量为×1.2 mol＝0.3 mol。所以本题的正确答案为D。
5．解析：(1)因为浓硝酸的氧化性很强，可以将铜氧化，同时它本身被还原为红棕色的NO2气体，所以现象是铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体。(2)反应后的溶液中有NO，加入稀硫酸后，NO与H＋又构成了强氧化性环境，NO会继续氧化铜单质。(3)成盐的硝酸的物质的量n(HNO3)＝2n(Cu)＝0.2 mol；被还原的硝酸的物质的量n(HNO3)＝＝0.125 mol。
故整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量为：0.2 mol＋0.125 mol＝0.325 mol。
答案：(1)铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(3)0.325 mol
第3节 硫的转化
第1课时 自然界中的硫
课堂合作探究
问题导学
一、硫的化学性质
活动与探究1
1．交流与研讨
(1)从元素化合价的角度，预测硫单质可能具有什么化学性质？
(2)从物质类别的角度，预测硫单质可能与哪几类物质反应？
2．实验设计
实验步骤
实验现象
结论及有关
化学方程式
硫表现________，方程式为____________
硫在空气中加热时，先____后____，并发出____________火焰，生成______________________
硫表现______，方程式为____________
硫在氧气中剧烈燃烧，发出__________火焰
思考与交流
1．通过什么现象说明铁粉与硫粉反应了？
2．移开玻璃棒后仍能剧烈反应说明什么？
3．如何检验产物中铁元素的化合价为＋2，还是＋3?
4．硫在过量的氧气中燃烧时能生成SO3吗？
硫的性质
(1)还原性：S与O2的反应；
(2)氧化性：S和H2、Fe、Cu、Hg等物质的反应；
(3)既表现氧化性又表现还原性：6NaOH＋3S2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。
二、硫单质的氧化性强弱判断
活动与探究2
请同学们讨论并完成以下内容：
(1)分别写出氯气、硫与铁反应的化学方程式。
(2)与氯气和铁的反应相比，硫与铁的反应产物有何特点？这说明了什么？
(3)依据上述分析，分别写出氯气、硫和铜反应的化学方程式。
迁移与应用
能够说明硫的氧化性比氯弱的事实有( )
①通常状况下硫为固体，氯气为气体
②与金属单质反应，硫被还原为－2价，氯被还原为－1价
③Cl2与铁反应生成FeCl3，S与铁反应生成FeS
④将Cl2通入氢硫酸(H2S)中可置换出硫
A．①②③ B．②④
C．②③④ D．③④
1．硫单质的氧化性较弱，与Fe、Cu等变价金属反应时，产物均为低价态的金属硫化物。
2．反应2Al＋3SAl2S3是制备Al2S3的唯一方法。
3．S与金属Hg在常温下即可发生反应生成HgS，因此当水银洒落到地面上时，可撒些硫粉吸收，以防止汞中毒。
当堂检测
1．下列物质转化关系不能成立的是( )
A．H2SO4S
B．H2SO3H2S
C．CuCu2＋
D．SO2在大气中转化为SO3
2．下列化合物能用相应元素的单质直接化合生成的是( )
①CuS ②FeS ③Al2S3 ④Fe2S3 ⑤Cu2S ⑥FeCl2
⑦H2S ⑧FeCl3
A．②③⑤⑦⑧
B．①④⑥⑦
C．②③⑤⑥⑦
D．④⑥⑦⑧
3．实验室常用热的NaOH溶液洗去试管上沾有的硫，其反应如下：6NaOH＋3S2Na2S＋Na2SO3＋3H2O，在此反应中，氧化剂与还原剂的质量之比是( )
A．2∶1 B．1∶2 C．5∶6 D．6∶5
4．(1)黑火药爆炸时发生的反应是S＋2KNO3＋3CK2S＋3CO2↑＋N2↑，反应中的氧化剂是________，每生成1 mol CO2转移__________ mol电子。
(2)在空气中加热S粉和Fe粉的混合物，可观察到下列现象，请写出有关反应方程式。
①有淡蓝色火焰，且生成刺激性气味的气体____________________。
②混合粉末变红，放出热量，最后变为黑色固体__________________。
③不时有火星从混合物中射出____________________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：1．答案：(1)硫单质中硫元素的化合价为0，处于中间价态，发生化学反应时，硫元素的化合价可以升高，表现还原性；硫元素的化合价可以降低，表现氧化性。
(2)硫单质属于非金属单质，应该具有与Cl2等非金属单质相似的性质，可以与金属单质和非金属单质反应。
2．混合物呈红热状态，有火星产生，移开玻璃棒后反应仍然进行，小磁铁落下 氧化性 S＋FeFeS
熔化 燃烧 微弱的淡蓝色 无色有刺激性气味的气体 还原性 S＋O2SO2 明亮的蓝紫色 S＋O2SO2
思考与交流：1．答案：通过小磁铁的掉落可以说明铁粉与硫粉发生了化学反应。
2．答案：移开玻璃棒后仍能剧烈反应说明该反应是放热反应。
3．答案：取反应后的生成物少许于试管中，加入适量的稀盐酸溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，则说明产物中铁元素的化合价为＋2；若溶液变红色，则产物中铁元素的化合价为＋3。
4．答案：硫在氧气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3。
活动与探究2：答案：(1)2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋SFeS
(2)硫与金属反应生成低价态的金属硫化物，这说明了硫单质的氧化性较弱，氯气的氧化性强于硫的氧化性。
(3)Cu＋Cl2CuCl2 2Cu＋SCu2S
迁移与应用：D 解析：①为物理性质，不正确；氧化性强弱是指得电子能力的强弱，氧化性强弱与得电子多少无直接关系，②不正确；③④均能说明Cl2得电子能力比S强，③④正确。
【当堂检测】
1．C 解析：Cu位于常见金属活动性顺序中氢之后，它不能与稀硫酸反应。
2．A 解析：硫与具有可变化合价的金属反应时，只能将其氧化至较低价态，所以金属Fe和Cu在加热条件下与硫单质反应时，只能生成FeS和Cu2S，而不是Fe2S3和CuS。而氯气的氧化性很强，在与Fe反应时可将其氧化为高价态，故反应产物为FeCl3，而不是FeCl2。硫在与其他非金属反应时，若该元素的非金属性弱于硫，则硫表现出氧化性，在生成物中硫为－2价，如H2＋SH2S；若该元素的非金属性强于硫，则硫将被氧化，表现出还原性，在生成物中硫显正价，如S与氧气点燃时生成二氧化硫。
3．A 解析：氧化剂是指反应中化合价降低的物质，还原剂是指反应中化合价升高的物质。从化学方程式看，反应中只有硫元素的化合价发生变化，且氧化剂与还原剂的质量之比为2∶1。
4．解析：(1)该反应中S元素和KNO3中的N元素化合价降低，所以单质S和KNO3是氧化剂；C元素化合价由0升高到＋4，因此每生成1 mol CO2转移4 mol电子。
(2)S在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，生成SO2；混合粉末变红并放热是因为Fe与S反应生成FeS；有火星放出是因为Fe与O2反应。
答案：(1)S、KNO3 4
(2)①S＋O2SO2
②Fe＋SFeS
③3Fe＋2O2Fe3O4
第3节 硫的转化
第2课时 实验室里研究不同价态硫元素间的转化
酸雨及其防治
课堂合作探究
问题导学
一、SO2的性质
活动与探究1
实验操作
实验现象
结论与化学方程式
烧瓶中有____产生，Ca(OH)2溶液________
SO2表现__________的性质
________________________________________________________________________
加热后，__________
SO2表现____性
SO2________________性或____________
石蕊溶液______
SO2表现__________的性质
酸性高锰酸钾溶液____
SO2表现____性
瓶壁上出现__________
SO2表现____性
思考与交流
1．能否用澄清石灰水鉴别SO2和CO2气体？如果不能，应该如何鉴别这两种气体？
2．SO2使酸性高锰酸钾溶液退色体现的是SO2的漂白性吗？将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液的红色退去体现的是SO2的漂白性吗？
3．如何验证一种气体是否为SO2气体？
1．物质的漂白性
漂白类型
漂白原理
常见代表物
漂白特点
化合型
与有色物质结合，形成不稳定的无色物质(化学变化)
SO2
在一定的条件下又能恢复原来的颜色
强氧化型
将有色物质氧化为无色物质(化学变化)
氯水、Ca(ClO)2、O3、H2O2、Na2O2等
退色后不能恢复原色
物理
吸附型
吸附作用(物理变化)
活性炭
通过一定的处理吸附剂可以重复使用
2．SO2和CO2性质的异同与鉴别
SO2
CO2
相
同
点
物理性质
都是无色气体，密度都比空气的大
与水的
反应
SO2＋H2OH2SO3
CO2＋H2OH2CO3
与碱性氧
化物反应
SO2＋CaO===CaSO3
CO2＋CaO===CaCO3
与碱的
反应
SO2气体通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解：Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O
CaSO3＋SO2＋H2O===Ca(HSO3)2
CO2气体通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋2O===Ca(HCO3)2
弱氧化性
SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O
CO2＋C2CO
不
同
点
物理性质
有刺激性气味的有毒气体，易溶于水(体积比1∶40)
无毒气体，能溶于水(体积比1∶1)
还原性
二氧化硫能被酸性高锰酸钾、氯水、溴水、碘水、氧气等氧化剂氧化
无
漂白性
有，不稳定
无
对环境
的影响
形成酸雨
引起温室效应
鉴别
①利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别；
②利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别
二、浓硫酸的性质
活动与探究2
实验操作
实验现象
实验结论
浓硫酸具有____性
(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)________________________________________________________________________
浓硫酸具有____性，且能氧化碳单质，本身被还原为____
(1)铜片________
(2)铜片表面有____产生
(3)试管中溶液________
(4)品红溶液____
浓硫酸具有______性
思考与交流
1．在蔗糖与浓硫酸的实验中，浓硫酸表现了哪些性质？
2．1 mol Cu与含2 mol H2SO4的浓硫酸能否恰好完全反应生成标准状况下的22.4 L SO2气体？
3．Fe、Al的金属活动性比Cu强，实际生产中为何用铁罐或铝罐储运浓硫酸？
1．硫元素间的转化关系图：
2．不同价态硫元素间的转化
预期转化
典型反应
→
2SO2＋O22SO3
SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr
2H2SO3＋O2===2H2SO4
2Na2SO3＋O2===2Na2SO4
→
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
→
S＋O2SO2
→
2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O
3．SO的检验
(1)正确操作：→
(2)杂质离子的干扰：
①Ag＋干扰：
盐酸酸化能防止Ag＋干扰，因为Ag＋＋Cl－===AgCl↓。
②CO、SO、PO干扰：
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀，与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ba2＋)。因此检验SO时，必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。
(3)钡盐的选择：
所用钡盐不能是Ba(NO3)2溶液，因为在酸性条件下，SO、HSO、SO2等会被溶液中的NO氧化为SO，从而得出错误的结论，所以一般选用BaCl2溶液。
当堂检测
1．能证明SO2有漂白性的是( )
A．酸性高锰酸钾溶液中通入SO2后，紫色消失
B．显红色的酚酞溶液通入SO2后，红色消失
C．品红溶液通入SO2后，红色消失
D．氯水通入SO2后，黄绿色消失
2．下列物质之间的反应没有明显反应现象的是( )
A．常温下，铁放入浓硫酸中
B．SO3通入BaCl2溶液中
C．NO2通入FeSO4溶液中
D．SO2通入Ba(NO3)2溶液中
3．某自主学习小组进行SO2性质的探究实验，下列实验报告记录的实验现象正确的是( )
4．某同学在学习了浓硫酸的脱水性和吸水性后，在如图的实验装置中，实验开始一段时间后，对看到的现象叙述不正确的是( )
A．苹果块会干瘪 B．胆矾晶体表面有“白斑”
C．小试管内有晶体析出 D．pH试纸变红且不退色
5．根据下列化学反应和事实，说明反应利用了硫酸的什么性质，将表示性质的选项的字母填在各小题的横线上。
A．不挥发性 B．酸性
C．吸水性 D．脱水性
E．强氧化性 F．强酸性
(1)浓硫酸可作气体干燥剂__________；
(2)蔗糖中加浓硫酸产生“黑面包”现象_______________________________________；
(3)2NaCl＋H2SO4(浓)Na2SO4＋2HCl↑____________________________________；
(4)Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑_______________________________________；
(5)Na2SO3＋H2SO4(稀)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O__________；
(6)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O_________________________________；
(7)C＋2H2SO4(浓)2SO2↑＋2H2O＋CO2↑__________________________________。
6．已知Na2SO3固体与硫酸可发生反应制取SO2。下图是实验室制取SO2并验证SO2的某些性质的装置图。试回答：
(1)在⑥中发生的化学反应方程式为____________________________。
(2)①中的实验现象为石蕊溶液__________，此实验证明SO2是________气体。
(3)②中的品红溶液________，证明SO2有________。
(4)③中的实验现象是________，证明SO2有______性。
(5)④中的实验现象是__________________，证明SO2有________性。
(6)⑤的作用是________________，反应的离子方程式为__________________。
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：气体 变浑浊 酸性氧化物 品红溶液退色 溶液恢复红色 漂白 漂白效果的不稳定
漂白的可逆性 变红色 酸性氧化物 退色 还原 淡黄色固体 氧化
思考与交流：1．答案：因为CO2、SO2气体都能使澄清石灰水变浑浊，所以不能用澄清石灰水鉴别这两种气体；可以使用酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水、品红溶液等试剂来鉴别SO2和CO2，使上述试剂退色的是SO2气体，不退色的是CO2气体。
2．答案：SO2使酸性KMnO4溶液退色体现的是SO2的还原性；SO2使滴有酚酞的NaOH溶液退色体现的是SO2酸性氧化物的性质，SO2不能漂白酸碱指示剂。
3．答案：将气体通入品红溶液中，品红溶液退色，加热后若能恢复红色，则证明通入的气体是SO2气体。
活动与探究2：蓝色晶体变成白色粉末 吸水 蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭 品红溶液退色 脱水 SO2 逐渐溶解 气泡 逐渐变蓝 退色 强氧化
思考与交流：1．答案：浓硫酸表现了吸水性、脱水性和强氧化性。
2．答案：不能。只有浓硫酸才能氧化Cu，随着反应的进行，浓硫酸的浓度逐渐减小，而稀硫酸和Cu不反应。
3．答案：常温下，Fe、Al遇浓硫酸“钝化”，Fe、Al的表面生成了一层致密的氧化物薄膜，阻止了内层金属与H2SO4的反应，所以可以用Fe制容器或Al制容器来储运浓硫酸。
【当堂检测】
1．C 解析：SO2的漂白原理是与有色物质结合生成无色物质，由于SO2有还原性，也易被有色氧化剂氧化而使有色氧化剂退色。酸性高锰酸钾溶液和氯水退色，均是因为与SO2发生了氧化还原反应生成了无色物质；B中酚酞显红色是因为溶液呈碱性，而退色是因为SO2溶于水生成了H2SO3显酸性中和了其中的碱而使其退色；只有C是因为SO2的漂白性使品红退色。
2．A 解析：常温下，浓硫酸使Fe钝化，无明显现象；B中生成BaSO4沉淀；C中NO2与水反应生成的HNO3，将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液由浅绿色变为黄色；D中在酸性条件下，NO可以将SO2氧化为H2SO4从而生成BaSO4沉淀。
3．B 解析：二氧化硫能使紫色的石蕊溶液变红，但是不能使其退色；二氧化硫能使品红溶液退色；二氧化硫通入到Ba(NO3)2和HNO3的混合溶液中，可以被氧化成SO，SO与Ba2＋反应生成BaSO4白色沉淀；通入到NaOH和BaCl2的混合溶液中，先生成SO，而后生成BaSO3白色沉淀。
4．D 解析：浓硫酸具有吸水性和脱水性，前三个实验中显示浓硫酸的吸水性，现象均正确；最后一个实验主要体现浓硫酸的酸性和脱水性，pH试纸应先变红后变黑。
5．解析：(1)用浓硫酸来干燥气体是利用了浓硫酸的吸水性。
(2)蔗糖中加浓硫酸，由于浓硫酸具有脱水性而使蔗糖“碳化”。
(3)利用浓硫酸的强酸性和不挥发性来制取挥发性的强酸。
(4)利用稀硫酸的酸性，与Zn反应制取H2。
(5)因H2SO4的酸性强于H2SO3，故可用稀硫酸来制取SO2。
(6)Cu与浓硫酸反应时既利用了浓硫酸的强氧化性，又利用了浓硫酸的酸性。
(7)C与浓硫酸共热反应是利用了浓硫酸的强氧化性。
答案：(1)C (2)D (3)A、F (4)B (5)F (6)B、E (7)E
6．解析：本题考查SO2的制取及SO2的性质以及尾气吸收等。制备SO2有多种方法，这里利用强酸与弱酸盐的反应。SO2的性质有酸性氧化物的通性、氧化性、还原性、漂白性等，在题目中一一体现。
答案：(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)变成红色 酸性
(3)红色退去 漂白性，使有色物质退色
(4)有淡黄色沉淀生成 氧化
(5)溶液紫色退去 还原
(6)除去剩余的SO2，防止污染环境 SO2＋2OH－===SO＋H2O
第4节 海水中的元素
课堂合作探究
问题导学
一、镁的性质
活动与探究1
实验操作
实验现象
化学方程式
燃着的镁条在CO2中________，发出__________，生成________，在集气瓶的内壁有________附着
镁带表面______________，__________
镁带表面有__________产生，镁带逐渐______，试管外壁感到______
思考与交流
1．已知Mg还能与Cl2、N2等非金属单质反应，你能写出上述反应的化学方程式吗？
2．镁在空气中燃烧时可能发生哪些反应？主要产物是什么？
二、氯、溴、碘单质的氧化性强弱比较
活动与探究2
实验内容
实验现象
溶液由__色变为__色，滴加CCl4，振荡后，溶液____，下层液体呈____色
溶液由__色变为__色，滴加CCl4，振荡后，溶液____，下层液体呈__色
溶液由__色变为__色，滴加CCl4，振荡后，溶液____，下层液体呈__色
化学反应
方程式
实验结论
卤素单质的氧化性强弱顺序为：__________
阴离子的还原性强弱顺序为：__________
思考与交流
1．萃取是利用物质在不同溶剂中的溶解度不同对溶液中的溶质进行分离的常用方法，请思考讨论萃取剂必须具备哪些条件？
2．上述实验探究活动中我们用CCl4作为萃取剂，能否用酒精或苯作为该实验的萃取剂？
3．将氯气通入含Br－、I－的混合溶液中时，反应将如何进行？
1．Cl2、Br2、I2化学性质的比较
Cl2、Br2、I2都是强氧化剂，都能跟金属、非金属、水、强碱、盐、某些还原剂发生反应生成相应的卤化物，且依Cl2→Br2→I2的顺序，其氧化性逐渐减弱，按照Cl－→Br－→I－的顺序，其还原性逐渐增强。
与金属反应
2Fe＋3X22FeX3(X代表Cl、Br)
Fe＋I2FeI2
X代表
Cl、
Br、I
与H2
反应
H2＋X2===2HX
与H2O
反应
H2O＋X2===HX＋HXO
与碱
反应
2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O
单质间置换
反应(强置换弱)
2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
2KI＋Cl2===2KCl＋I2
2KI＋Br2===2KBr＋I2
2．萃取和分液
(1)萃取与分液的有关概念
①萃取：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取。
②分液：将两种互不相溶的液体分开的操作。
萃取和分液是密不可分的基本操作，所用的仪器有分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)等。
其装置如右图所示。
(2)操作注意事项
①分液漏斗使用前一定要检查是否漏水。
②分液时，要将分液漏斗上口的玻璃塞打开，保证液体顺利流下。
③分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。
④分液时，分液漏斗下口尖端要紧靠烧杯内壁。
三、Cl－、Br－、I－的检验
活动与探究3
实验操作
实验现象
离子方程式
思考与交流
实验室有KCl、KBr、KI三种无色溶液，如何将它们区分开来？
检验Cl－、Br－、I－的两种方法
1．沉淀检验法
利用此法检验三种离子时，必须加入稀硝酸，目的是排除杂质离子的干扰。
2．氧化检验法(主要针对Br－和I－的检验)
当堂检测
1．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是必不可少的原料，工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却。现有下列气体：①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2，其中可作为冷却气体的是( )
A．①和② B．②和③
C．③和④ D．④和⑤
2．已知氧化还原反应发生的条件是：氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物。又已知还原性强弱顺序是I－＞Br－＞Fe2＋＞Cl－(氧化性：Cl2＞Fe3＋＞Br2＞I2)，下列反应的化学方程式或叙述不成立的是( )
A．Br2＋2HI===I2＋2HBr
B．2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．2FeCl2＋2HCl＋I2===2FeCl3＋2HI
D．Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中：Cl2优先氧化I－
3．向NaCl、NaBr、NaI的混合溶液中通入足量的氯气后，把混合液蒸干，再将剩余残渣灼烧，最后留下的物质是( )
A．NaCl、NaBr、NaI
B．NaCl、NaBr
C．NaCl、I2
D．NaCl
4．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以I－的形式存在，实验室里从海藻中提取碘的流程如下：
―→
某化学兴趣小组对上述流程②③的设计如下图所示：
已知②中发生反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。
回答下列问题：
(1)写出提取过程中，实验操作①③的名称：
①________，③________。
(2)四氯化碳是________色、密度比水________的液体。F试管下层液体的颜色为________色，上层液体中溶质的主要成分为________。
(3)从F中得到固态碘还需进行的操作是________。
(4)在灼烧过程中，使用到的(除泥三角外)实验仪器有________。
A．试管 B．瓷坩埚 C．坩埚钳 D．蒸发皿 E．酒精灯
5．已知Br2(g)和NO2(g)都是红棕色，某课外活动小组设计了鉴别它们的两种方法，请帮助它们完成实验记录。还有其他的鉴别方法，请你参与设计一种实验方法，并完成实验记录。
实验内容
实验现象
Br2(g)
NO2(g)
①通入水中
②通入AgNO3溶液中
③
答案：
课堂·合作探究
【问题导学】
活动与探究1：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色粉末 2Mg＋O22MgO 继续燃烧 耀眼的白光 白色固体 黑色固体 2Mg＋CO22MgO＋C 有气泡产生 酚酞溶液变红 Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 大量的气泡 溶解 发烫 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
思考与交流：1．答案：Mg＋Cl2MgCl2
3Mg＋N2Mg3N2
2．答案：Mg在空气中燃烧时，可能发生的反应有：
2Mg＋O22MgO,3Mg＋N2Mg3N2,2Mg＋CO22MgO＋C，由于N2性质稳定，CO2含量很少，所以主要产物是MgO。
活动与探究2：无 橙 分层 橙红 无 褐 分层 紫 无 褐 分层 紫 Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 Cl2＋2KI===2KCl＋I2 Br2＋2KI===2KBr＋I2 Cl2＞Br2＞I2 Cl－＜Br－＜I－
思考与交流：1．答案：选取萃取剂的条件：①萃取剂和原溶剂互不相溶；②萃取剂和溶质互不发生反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。
2．答案：因为苯与水互不相溶且溴单质或碘单质在苯中的溶解度远大于在水中的溶解度，所以苯也可以作为萃取剂；酒精和水互溶，所以酒精不能作为萃取溴或碘的萃取剂。
3．答案：根据氧化还原反应的难易规律，氯气首先氧化还原性较强的I－，然后再氧化还原性较弱的Br－。
活动与探究3：有白色沉淀生成 Ag＋＋Cl－===AgCl↓ 有浅黄色沉淀生成 Ag＋＋Br－===AgBr↓ 有黄色沉淀生成 Ag＋＋I－===AgI↓
思考与交流：答案：方法一：分别取三份溶液少量于试管中，分别滴加AgNO3溶液和稀硝酸，产生白色沉淀的是KCl；产生浅黄色沉淀的是KBr；产生黄色沉淀的是KI。
方法二：分别通入适量Cl2，并加CCl4振荡，CCl4层呈橙色的是KBr；呈紫色的是KI；无现象的是KCl。
【当堂检测】
1．C 解析：Mg可以在高温下与空气、O2、N2、CO2等气体反应，所以选C。
2．C 解析：因为Fe3＋的氧化性强于I2，所以C项错误。
3．D 解析：Cl2的氧化性强于Br2、I2。在溶液中可置换Br－、I－成Br2、I2，而在蒸干和灼烧过程中，溴单质挥发、I2升华而从固体中分离。
4．解析：本题以海藻中提取碘为背景材料，考查溶解、过滤、萃取、分液、蒸馏等实验操作。
从海藻中提取碘的方法：
海藻灰烬悬浊液含I－的澄清溶液生成I2分层液体含I2的CCl4溶液I2
答案：(1)过滤 萃取 (2)无 大 紫红(或紫)
KCl (3)分液、蒸馏 (4)BCE
5．解析：(1)Br2(g)通入水中，得到溴水，溴水显橙色；NO2(g)通入水中，生成HNO3，溶液无色，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(2)Br2(g)通入AgNO3溶液中，生成浅黄色沉淀：Br2＋AgNO3＋H2O===HBrO＋AgBr↓＋HNO3(Br2＋H2O===HBrO＋HBr，HBr＋AgNO3===AgBr↓＋HNO3)；NO2(g)通入AgNO3溶液中和通入水中的现象相同，即生成HNO3，溶液无色：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
(3)①②已分别根据NO2(g)和Br2(g)在水中溶解性不同及HBr的性质进行区别，仿照①可提出下列方案：用四氯化碳鉴别，Br2(g)溶于四氯化碳中，溶液呈橙红色；NO2(g)在有机溶剂中不溶解。
答案：①溶液橙色 溶液无色
②生成浅黄色沉淀 溶液无色
③加入四氯化碳 溶液呈橙红色 溶液无色，气体不溶解(其他合理答案亦可)
