复习课
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第9课时 章末复习
【学习目标】
1.知道硫及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 2.知道氮及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 3.认识硅酸盐材料和新型无机非金属材料及其主要性能和用途。
【学习活动】
学习任务 方法与路径
目标一：知道硫及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 任务：不同价态的硫之间的相互转化关系如下图，写出图中标号所代表的反应的化学方程式。 【参考答案】①S＋H2H2S。 ②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 ③S＋FeFeS。 ④S＋O2SO2。 ⑤2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。 ⑥Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。 ⑦2SO2＋O22SO3。 ⑧2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 ⑨2NaOH＋SO3===Na2SO4＋H2O。 ⑩SO3＋H2O===H2SO4。 2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O。 针对训练1：某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，该小组成员将气体通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入一段时间后发现浑浊的石灰水又变澄清，由此该小组成员对气体的成分进行探究。 [提出猜想] 猜想1：该气体为CO2； 猜想2：该气体为SO2； 猜想3：该气体为CO2和SO2的混合气体。 [实验探究] 该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入。 a.乙中应该装 B (填字母)试剂。 A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水 b.甲中品红溶液的作用是验证未知气体中是否含有SO2。 c.丁中澄清石灰水的作用是验证未知气体中是否含有CO2。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①甲中品红溶液褪色； ②丙中品红溶液不褪色； ③丁中澄清石灰水变浑浊。 [得出结论] d.由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为CO2和SO2的混合气体。 【解析】能使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的气体只有CO2和SO2，所以提出的猜想3是该气体为CO2和SO2的混合气体。 因为SO2的存在对CO2的验证有干扰，所以要验证气体的成分，必须先验证SO2是否存在，并将其除尽，再验证CO2气体是否存在。 针对训练2：H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。 Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为： H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O a.硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是作催化剂。 b.由图甲和图乙判断使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0。 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S c.随着参加反应的变化，氧化产物不同。当=4时，氧化产物的分子式为H2SO4。 Ⅱ.SO2的除去 方法（双碱法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生： NaOH溶液Na2SO3溶液 d.写出过程①的离子方程式：2OH-+SO2=+H2O。 【解析】题目考查氧化还原反应、方程式的书写、化学计算等。 a.催化剂可大大加快反应速率。 b.由题图可得使用硫杆菌的最佳条件为30℃、pH=2.0。 c.当n(H2O2)/n(H2S)=4时，反应的化学方程式为4H2O2+H2S=H2SO4+4H2O，氧化产物为H2SO4。 针对训练3：某研究小组用如下图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。 （1）在配制氯化铁溶液时，操作中不需要的仪器有ce（填字母）。 a.药匙 b.烧杯 c.石棉网 d.玻璃棒 e.坩埚 （2）通入足量SO2时C中观察到的现象为溶液由黄色变为浅绿色。 （3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应。 ①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3++SO2+2H2O=+4H++2Fe2+。 ②请设计实验方案检验有Fe2+生成：取C中反应后的溶液，向其中滴加KSCN溶液，溶液不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。 ③该小组同学认为向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了。该做法不合理（填“合理”或“不合理”），理由是硝酸可以将溶解在溶液中的SO2氧化为H2SO4。 （4）D装置中倒置漏斗的作用是充分吸收气体，防止溶液倒吸。 （5）为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3溶液的试剂有BC（填字母）。 A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液 【解析】（1）配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释，这样操作的目的是抑制Fe3+水解，操作中需要用药匙取固体放入烧杯中进行溶解，并用玻璃棒不断搅拌，不需要的仪器有c、e。 （2）通入足量SO2时，C中发生二氧化硫与氯化铁溶液的氧化还原反应，生成硫酸亚铁，则观察到溶液由黄色变为浅绿色。 （3）①SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，生成硫酸根离子、亚铁离子，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=SO+4H++2Fe2+。②检验有Fe2+生成的方法为取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，溶液不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，硝酸具有强氧化性，则硝酸可以将溶解在溶液中的SO2氧化为H2SO4，会干扰实验，故该做法不合理。 （4）因尾气易溶于NaOH溶液，倒置漏斗的作用是充分吸收气体，防止溶液倒吸。 （5） SO2可与高锰酸钾或碘水发生氧化还原反应，其中S元素的化合价升高，体现了SO2的还原性。 围绕目标一： 任务由学生根据所学知识完成硫及其化合物之间转化发生的化学方程式，利用平台拍照上传展示，教师巡屏查看学生结果，并讲评。针对训练由学生独立思考完成，教师讲解。
目标二：知道氮及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 任务1：不同价态的氮之间的相互转化关系如下图，写出图中标号所代表的反应的化学方程式。 【参考答案】①N2＋3H22NH3。 ②N2＋O22NO。 ③4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ④2NO＋O2===2NO2。 ⑤3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 ⑥HNO3＋NH3===NH4NO3。 ⑦3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ⑧Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 针对训练1：NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 （1）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式：2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。 （2）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为24/7mol。 【解析】（1）HNO2中N为+3价，(NH2)2CO中N、C的化合价分别为-3、+4，依据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。 （2）①NH3NO2中氮元素的化合价分别为-3、+4，根据得失电子守恒和原子守恒配平反应方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O，故生成1molN2转移电子24/7mol。 针对训练2：选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将NOx转变为N2和H2O。某化学兴趣小组拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率。 试回答下列问题： （1）若制取氨气用A装置，则发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；若用B装置制取氨气，则分液漏斗和锥形瓶中盛放的药品分别是浓氨水、碱石灰(或生石灰和氢氧化钠固体)。 （2）用C装置制取NO时，用可抽动的铜丝，其优点是反应可以随时停止与发生，操作方便，可反复使用，节约药品。 （3）若进入装置⑤的NO共2 688 mL(已折算为标准状况，下同)，氨气过量，最后收集到标准状况下2 016 mL N2，则NO的转化率为90%。 【解析】（1）A装置属于“固+固→气体”型，发生的反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。B装置属于“固+液→气体”型，则可利用浓氨水与碱石灰反应来制取NH3。 （2）C装置的优点是铜丝可抽动，因此可以随时停止与发生，操作方便且可反复使用，节约药品。 （3）NO与NH3的反应方程式为6NO+4NH35N2+6H2O，由方程式知，2 688 mL NO可以生成2 688 mL×5/6=2 240 mL N2，NO的转化率为×100%=90%。 针对训练3：元素化合物的知识在社会生产、生活、环境中都有很大的应用。A、B、C、D、E均为中学化学常见的纯净物，A是单质。它们之间有如下的转化关系： (1)若B是一种碱性气体，D是一种红棕色气体，据此回答下列问题： ①C、D两种化合物能引起的环境问题是 AC 。 A．光化学烟雾 B．能源短缺 C．酸雨 D．温室效应 ②C是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下，用B把C还原为A和水，则该反应的化学方程式是4NH3＋6NO 5N2＋6H2O。每有10 mol A生成，转移电子的物质的量为 24 mol 。 ③实验室制取B的化学方程式是2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)若B是一种臭鸡蛋气味的气体，A是一种淡黄色的固体单质，E是工业生产中一种重要的化合物，据此回答下列问题： ①B和C可以发生反应生成A，写出该反应的化学方程式：2H2S＋SO2===3S＋2H2O。 ②金属铜投入E的稀溶液中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，写出该反应的离子方程式：Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 【解析】(1)根据物质的特殊性质，NH3是高中阶段唯一一种碱性气体，NO2是红棕色气体，可知B为NH3，D为NO2，A为单质，则A为N2，N2和NH3均能生成C，可推出C为NO，步骤⑤为NO2与水反应生成HNO3的过程，则E为HNO3，据此分析作答。 (2)根据提示条件，若B是一种臭鸡蛋气味的气体，则B为H2S；A是一种淡黄色的固体单质，则A为S；S和H2S经过氧化得到物质C，则C为SO2，SO2继续氧化为SO3，则D为SO3，E是工业生产中一种重要的化合物，则E为H2SO4，据此分析作答。 ②金属铜不活泼，不能与稀硫酸反应，H2O2具有氧化性，则加入H2O2溶液后铜被氧化为铜离子，其发生的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 围绕目标二： 任务由学生根据所学知识完成氮及其化合物之间转化发生的化学方程式，利用平台拍照上传展示，教师巡屏查看学生结果，并讲评。针对训练由学生独立思考完成，教师讲解。
目标三：认识硅酸盐材料和新型无机非金属材料及其主要性能和用途。 任务：（1）如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，写出所涉及相关方程式。 【参考答案】 SiO2＋2CSi＋2CO↑ Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2SiCl4＋4HCl SiO2＋4HF=SiF4＋2H2O SiO2+2NaOH=H2O+Na2SiO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 H2SiO3H2O+SiO2 Na2CO3+ SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ Na2SiO3 + CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3 （2）无机非金属材料 ①传统无机非金属材料 产品主要原料主要成分应用陶瓷黏土生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具普通 玻璃纯碱、石灰石和石英砂(SiO2)Na2SiO3.CaSiO3.SiO2生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料水 泥黏土和石灰石少量石膏水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土
②硅和二氧化硅的用途 ③新型陶瓷 ④碳纳米材料 碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。 针对训练1：下列关于二氧化硅的说法正确的是( ) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 D.用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅 【答案】C 【解析】A项，二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故A错误；B项，二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故B错误；C项，碳酸的酸性强于硅酸，二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，高温时，能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故C正确；D项，由方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知当生成2.24 L(标准状况)即0.1 mol气体时，得到0.05 mol 即1.4 g硅，故D错误。 针对训练2：“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是( ) A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 【答案】C 【解析】陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。 围绕目标三： 任务由学生根据所学知识独立完成，利用平台拍照上传展示，教师巡屏查看学生结果，并讲评。针对训练由学生独立思考完成，教师讲解。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图 让学生独立自主的绘制本课时的思维导图之后教师再展示思维导图给学生做对比，根据课堂时间情况可课堂完成或课后完成上交老师批阅。复习课
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第9课时 章末复习
【学习目标】
1.知道硫及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 2.知道氮及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 3.认识硅酸盐材料和新型无机非金属材料及其主要性能和用途。
【学习活动】
学习任务 学习笔记
目标一：知道硫及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 任务：不同价态的硫之间的相互转化关系如下图，写出图中标号所代表的反应的化学方程式。 针对训练1：某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分，该小组成员将气体通入澄清石灰水中，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入一段时间后发现浑浊的石灰水又变澄清，由此该小组成员对气体的成分进行探究。 [提出猜想] 猜想1：该气体为CO2； 猜想2：该气体为SO2； 猜想3： 。 [实验探究] 该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入。 a.乙中应该装 (填字母)试剂。 A.NaCl溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.盐酸 D.澄清石灰水 b.甲中品红溶液的作用是 。 c.丁中澄清石灰水的作用是 。 通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象： ①甲中品红溶液褪色； ②丙中品红溶液不褪色； ③丁中澄清石灰水变浑浊。 [得出结论] d.由上述现象，该小组同学确认该气体的成分为 。 针对训练2：H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。 Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为： H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O a.硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍，该菌的作用是 。 b.由图甲和图乙判断使用硫杆菌的最佳条件为 。 方法2：在一定条件下，用H2O2氧化H2S c.随着参加反应的变化，氧化产物不同。当=4时，氧化产物的分子式为 。 Ⅱ.SO2的除去 方法（双碱法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生： NaOH溶液Na2SO3溶液 d.写出过程①的离子方程式： 。 针对训练3：某研究小组用如下图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。 （1）在配制氯化铁溶液时，操作中不需要的仪器有 （填字母）。 a.药匙 b.烧杯 c.石棉网 d.玻璃棒 e.坩埚 （2）通入足量SO2时C中观察到的现象为 。 （3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应。 ①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 ②请设计实验方案检验有Fe2+生成： 。 ③该小组同学认为向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了。该做法 （填“合理”或“不合理”），理由是 。 （4）D装置中倒置漏斗的作用是 。 （5）为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3溶液的试剂有 （填字母）。 A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液
目标二：知道氮及其化合物间的转化关系，能写出相关转化方程式。 任务1：不同价态的氮之间的相互转化关系如下图，写出图中标号所代表的反应的化学方程式。 针对训练1：NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 （1）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收过程中存在HNO2与(NH2)2CO生成N2和CO2的反应。写出该反应的化学方程式： 。 （2）在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为 mol。 针对训练2：选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将NOx转变为N2和H2O。某化学兴趣小组拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率。 试回答下列问题： （1）若制取氨气用A装置，则发生反应的化学方程式为 ；若用B装置制取氨气，则分液漏斗和锥形瓶中盛放的药品分别是 。 （2）用C装置制取NO时，用可抽动的铜丝，其优点是 。 （3）若进入装置⑤的NO共2 688 mL(已折算为标准状况，下同)，氨气过量，最后收集到标准状况下2 016 mL N2，则NO的转化率为 。 针对训练3：元素化合物的知识在社会生产、生活、环境中都有很大的应用。A、B、C、D、E均为中学化学常见的纯净物，A是单质。它们之间有如下的转化关系： (1)若B是一种碱性气体，D是一种红棕色气体，据此回答下列问题： ①C、D两种化合物能引起的环境问题是 。 A．光化学烟雾 B．能源短缺 C．酸雨 D．温室效应 ②C是大气污染物之一。目前，有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下，用B把C还原为A和水，则该反应的化学方程式是 。每有10 mol A生成，转移电子的物质的量为 。 ③实验室制取B的化学方程式是 。 (2)若B是一种臭鸡蛋气味的气体，A是一种淡黄色的固体单质，E是工业生产中一种重要的化合物，据此回答下列问题： ①B和C可以发生反应生成A，写出该反应的化学方程式： 。 ②金属铜投入E的稀溶液中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，写出该反应的离子方程式： 。
目标三：认识硅酸盐材料和新型无机非金属材料及其主要性能和用途。 任务：（1）如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，写出所涉及相关方程式。 （2）无机非金属材料 ①传统无机非金属材料 产品主要原料主要成分应用陶瓷 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具普通 玻璃 生产建筑材料、光学仪器和各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料水 泥 水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土
②硅和二氧化硅的用途 ③新型陶瓷 ④碳纳米材料 碳纳米材料在 等领域有着广阔的应用前景。 针对训练1：下列关于二氧化硅的说法正确的是( ) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 D.用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅 针对训练2：“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是( ) A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
