高一化学上第四章 非金属及其化合物[上学期]

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名称 高一化学上第四章 非金属及其化合物[上学期]
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2006-11-06 10:54:00

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第四章 非金属及其化合物
课程标准:
通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
第一节 无机非金属材料的主角——硅
(第一课时)
教学目标:
1.使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质;
2.引导学生对比学习硅的化合物(二氧化硅及硅酸)与碳的化合物(二氧化碳及碳酸),培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法;
3.使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用,感受化学的实用性,增强学习化学的兴趣。
教学重点、难点
重点:二氧化硅的性质
难点:硅酸的性质
教学环节 教 师 活 动 学 生 活 动
新课导入 从电脑的芯片、光导纤维、水泥、玻璃和瓷砖等日常生活中的实例引入硅及其化合物。
新知学习 自学讨 论 指导学生阅读,并给出知识整理表格及思考题。周期表中的位置 原子结构示意图 在自然界中的存在碳硅 阅读教材P62第1、2、3自然段及资料卡片内容,填表完成知识整理,然后思考讨论:碳和硅在自然界中的存在形式不同的原因是什么?
归纳整 理 检查小结(1)两元素的共性:在化学反应中其原子既不易失电子也不易得电子,主要形成共价(四价)化合物。 (2)存在差异:硅是一种亲氧元素,在自然界中它总是与氧相互化合的,而碳却没有此特点。
承上启 下 二氧化碳具有哪些重要的性质呢? 物理性质:CO2是一种 色 体, 溶于水,固态CO2俗称 。化学性质:CO2 + H2O ―CO2 + NaOH ―CO2 + CaO ―
思考交 流 提示:二氧化硅也是一种酸性氧化物 由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质?
归纳整 理 检查小结SiO2是一种酸性氧化物,可能与水反应生成相应酸;与碱反应生成盐和水;与碱性氧化物反应生成盐。
自学讨 论 指导学生阅读教材有关内容,并给出问题 阅读教材P63及P64有关内容,思考并讨论:SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗?有没有不同的表现?请举例说明
归纳整 理 检查小结与上述推断不完全相同。不同表现是:SiO2是一种难熔固体,不溶于水。正是因为SiO2不溶于水,所以不能直接与水反应生成硅酸,但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外,还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。 完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型:SiO2 + NaOH —SiO2 + CaO —SiO2 + HF —
自学讨 论 指导学生阅读教材有关内容,使其了解二氧化硅的结构和用途。 (1)阅读教材P63:科学视野内容,认识SiO2的结构(2)观察教材P63~P64上的图4—3、图4—4和图4—5,了解SiO2用途,并了解用途与性质间的关系。
归纳整 理 (1)SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构,基本单元是[SiO4]的正四面体结构。(2)SiO2性质主要表现在:它是一坚硬、难熔的固体,不溶于水,化学性质非常稳定。SiO2的这些性质是由其立体网状结构决定的。
应用与实践 (1)实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞?(2)有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应,所以应认为它是一种两性氧化物。你同意这种看法吗?
归纳整 理 检查小结(1)因为SiO2易与强碱溶液反应,生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀,同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶,具有良好的粘结性,易使瓶塞粘在一起而难以开启。(2)不同意这种看法。
知识梳 理 给出下列表格,比较性质异同CO2 SiO2能否与水反应能否与氧化钙反应能否与氢氧化钠溶液反应能否与氢氟酸反应能否与碳反应参看课后习题4
思考交 流 指导学生阅读教材有关内容,给出问题 阅读教材P64最后一自然段,思考讨论下列问题:(1)硅酸与盐酸比较,谁的酸性强?你是根据什么现象判断出来的?(2)硅酸与碳酸比较又会怎样呢?
实验探 究 提示:酸与盐反应规律之一是较强的酸能制出更弱的酸。 完成实验4—1,并填写教材P65相关表格。补充实验:往一定量的饱和硅酸钠溶液中通入足量的CO2,观察现象。该现象说明了什么?
归纳整 理 检查小结硅酸的酸性比盐酸和碳酸的酸性都弱。这是根据往硅酸钠溶液中滴加盐酸或通入足量的CO2后,产生不溶于水的硅酸判断出来的。
应用与实践 写出以SiO2为原料制备硅酸的化学方程式
自学释 疑 结合实验4—1,阅读教材P64最后一自然段,归纳总结硅胶的制备方法及其重要应用。
归纳整 理 制备方法: 加适量盐酸或通入足量CO2 干燥脱水 硅酸钠溶液 硅酸溶胶 硅胶用途:常用作干燥剂、催化剂的载体。
板书设计 一、二氧化硅和硅酸 1、二氧化硅 2、硅酸 (1)用途 (1)制备(2)物理性质 (2)性质 化学性质 (3)用途
巩固练习
1、宣传科学知识,介绍高新科技,揭露伪科学,是科学工作者的义务,下列说法属于伪科学的是( )。
A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维 B.碳炉边放盆水,可防止煤气中毒
C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆,墙壁会冒汗 D.用干冰进行人工降雨
2、下列说法正确的是( )
A.SiO2能和水发生化合反应生成硅酸 B.SiO2是酸性氧化物,它不溶于任何酸
C.SiO2的俗名叫水玻璃,不溶于水 D.SiO2又叫水晶,能溶于NaOH溶液中
3、①盐酸、②浓硫酸、③氧气、④氢氟酸、⑤氢氧化钾溶液中,能与地壳中含量第一和第二的两元素形成的化合物起化学反应的是( )
A.①② B.④⑤ C.②④ D.③④
4、将过量的二氧化碳通入下列溶液中,最终会出现浑浊的是( )
A.氯化钙溶液 B.澄清的石灰水 C.水玻璃 D.硝酸钡溶液
5、熔融烧碱应选用的器皿是( )
A.铁制坩埚 B.普通玻璃坩埚 C.石英坩埚 D.陶瓷坩埚
6、下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是( )
A.+4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B.单质在加热时都能与氧气反应
C.氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.碳和硅两种元素都有能导电的单质
7、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是( )
A.硅酸钠溶液 B.盐酸 C.氢氟酸 D.氢氧化钠溶液
8、和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是( )
① Na ②Na2SiO3溶液 ③Na2O2 ④烧碱溶液 ⑤石灰水 ⑥Fe(OH)2
A.①③④ B.②④⑤ C.②③⑥ D.①④⑤
9、已知由石墨转化为金刚石需要吸收热量,下列说法中正确的是( )
A.石墨比金刚石稳定 B.金刚石比石墨稳定
C.石墨和金刚石一样稳定 D.以上结论都不正确
10、某无色混合气体可能含有CO2、H2、CO和H2O(气)中的一种或几种,依次进行以下处理(假设每次处理均反应完全):①通过盛有硅胶的干燥管时,气体体积不变;②通过炽热的氧化铜时,固体变为红色;③通过白色CuSO4粉末时,粉末变蓝色;④通过澄清石灰水时,溶液变浑浊。则原混合气体的成分不可能是
A H2和CO B CO2、H2和CO C H2O和CO2 D H2和CO2
11、按由多到少的顺序,在地壳中的含量列前四位的元素依次是 、 、 、 。
碳、硅均位于元素周期表的 族,其原子结构示意图分别是 、 。
碳是构成 的主要元素,硅主要以熔点很高的 和 的形式存在,是构成岩石与许多矿物的基本元素。
12、由同一种元素组成的不同单质,称为该元素的同素异形体。在各种碳的同素异形体中,铅笔芯的主要成分是 ,它是一种深灰色、有金属光泽且不透明的片状固体,质软,具有润滑性,它能够 ,常用作电极。钻石的成分是 ,是无色透明的晶体,硬度 。由60个碳原子组成、形似足球的
(写分子式)也是碳的同素异形体。
13、下表中括号内的物质是杂质,试将除杂试剂和分离方法填入表中:
混合物 SiO2(CaCO3) SiO2 (Fe2O3) SiO2 (NaCl) SiO2 (Si) Si(Al) NaHCO3(Na2SiO3)
除杂试剂
分离方法
14、检验石灰中含有碳酸钙和二氧化硅的方法是:取少许试样,加入过量的 ,有 产生,说明石灰中含有 。充分振荡后过滤,有滤渣存在说明含有 。
备课参考
1.参考答案
巩固练习答案:1 B 2 D 3 B 4 C 5 A 6 C 7B 8B 9A 10C
11 O、Si、Al、Fe、IVA、原子结构示意图略、有机化合物、氧化物、硅酸盐
12 石墨、导电、碳元素、很大、C60
13(1)盐酸、过滤(2)盐酸、过滤(3)水、过滤(4)O2、加热(5)盐酸、过滤
(6)足量CO2/H2O、过滤
14 稀盐酸、无色气体、碳酸钙、二氧化硅
2.资料运用
(1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]
(2)《教师教学用书》化学必修I
(3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编 薛金星
(4)高中课程《新学案》,主编 刘成坤
硅在高新技术中的应用
单晶硅作为半导体器件的核心材料,大大地促进了信息技术的革命。自20世纪中叶以来,单晶硅随着半导体工业的需要而迅速了展。到1996年全球半导体产业销售额达到1410亿美元,而其中单晶硅材料的销售达到74亿美元。中国消耗的大部分集成电路及其硅片主要依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上,于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅,标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。
信息材料技术是新材料技术的重要组成部分,也是信息技术尤其是电子信息技术发展的基础。从目前情况来看,硅半导体仍然是集成电路的主要材料。据估计在21世纪内,硅仍然会占半导致体材料的95%以上。
微电子与生物技术紧密结合的以DNA芯片等为代表的生物工程是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出含有多达10~20万种DNA基因片段的芯片.利用这种芯片可以在短时间内检测或发现遗传基因的变化等情况。这无疑对遗传学研究、疾病诊断与治疗、转基因工程等具有极其重要的作用。
第一节 无机非金属材料的主角——硅
(第二课时)
教学目标:
1.使学生了解硅及硅酸钠的重要性质和用途;
2.使学生了解硅酸盐产品的性能、用途,加深对化学与生产、生活实际的认识进而帮助学生树立民族自豪感,增强学好化学的自信心。
3.使学生进一步认识硅及其重要化合物在生产中的应用和对生态环境的影响,树立绿色化学意识和可持续发展的意识。
教学重点、难点
重点:硅和硅酸钠的重要性质
难点:硅酸盐的丰富性和多样性
教学环节 教师活动 学生活动
新课导入 通过水玻璃、硅橡胶、玻璃、陶瓷、水泥等物质中硅的存在形式引入硅酸盐
新知学习 自学思 考 阅读教材P65中间两自然段,思考硅酸盐的组成和性质
归纳整 理 检查小结:硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,分布极广。硅酸盐一般都不溶于水,化学性质很稳定。
自学讨 论 指导学生阅读并给出问题 阅读教材P67资料卡片,回答下列问题:如何用氧化物的形式表示硅酸盐的组成?
归纳整 理 检查小结:硅酸盐的表示方法:活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水
应用与实践 用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成:KAlSi3O8CaAl2Si3O10 3H2OAl2Si2O5(OH)4
实验探 究 指导学生完成实验 完成实验4—2,并填写教材P65相关表格
应用与实践 1、硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,它的用途有: 、 、 。2水玻璃长期暴露在空气中会变质,这是因为水玻璃主要发生了( ) A. 氧化还原反应 B. 分解反应 C. 化合反应 D. 复分解反应
自学讨 论 指导学生阅读并给出问题: 阅读教材P66第一、二、三自然段。回答下列问题:(1) 硅酸盐种类繁多、结构复杂的原因是什么?(2)为什么土壤具有保肥能力?(3)中国作为“瓷器故乡”的原因是什么?
归纳整理 检查小结(1)由于Al与Si在元素周期表位置相邻、离子大小相近,Al3+常或多或少地置换硅酸盐中的Si4+而形成铝硅酸盐。为了保持电中性,会伴随引入其他正离子,从而大大增加了硅酸盐的丰富性和复杂性。(2)硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下,风化为黏土,并且形成土壤胶体(硅酸盐与硅酸相似,有形成胶体的性质)。土壤胶体因其表面积巨大且一般带负电,能吸收NH4+、K+等数十种生物所需的营养离子,所以土壤具有保肥能力。(3)现在出土的各种陶瓷制品、雄伟古建筑上留下的陶瓷砖瓦以及英文“中国”一词又指“瓷器”,等等,所有这些都反映了在西方人眼中中国作为“陶瓷故乡”的形象。
自学讨 论 指导学生阅读并给出知识整理表格性能用途高温结构陶瓷压电陶瓷透明陶瓷超导陶瓷 阅读教材P66科学视野并进行知识整理
归纳整 理 检查小结(答案略)
自学讨论 指导学生阅读并给出知识整理表格性能用途金刚砂硅钢硅橡胶分子筛 阅读教材P67最后一自然段,并进行知识整理
归纳整 理 检查小结(答案略)
自学讨 论 指导学生阅读并给出知识整理表 分类物性化性应用硅单质晶体硅无定形硅
阅读教材P68有关内容,并进行知识整理。
归纳整 理 检查小结常温下,硅的化学性质稳定,不易发生化学反应。利用它的稳定性、来源丰富性和导电性,在电子产品业具有广泛而重要的应用。
课下探究 人类一直在创造性地制造、应用硅及其化合物,请查阅有关资料,以“硅及其化合物对人类文明的贡献”为题,写一篇小论文,并与同学交流。
板书设计 二、硅酸盐1、硅酸盐的组成和性质2、硅酸钠的性质和用途三、硅单1、性质2、用途
巩固练习
1、下列物质的成分不含硅酸盐的是( )
A.石英玻璃 B.陶瓷 C.普通水泥 D.砖瓦
2、Na2O CaO 6SiO2是一种( )
A.含氧酸 B.硅酸盐 C.氧化物 D.混合物
3、已知普通玻璃可用Na2O.CaO.6SiO2来表示,则其中Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比为:( )
A.1:1:6 B.1:1:4 C.2:1:6 D.2:1:4
4、有关硅元素的下列叙述中正确的是( )
A.硅与任何酸都不反应
B.硅是构成矿物岩石的主要原料,其化合态硅几乎全部是硅石和硅酸盐
C.硅的性质很稳定,能以游离态存在于自然界
D.常温时硅不与任何物质反应
5、下列物品或设备:①水泥路桥、②门窗玻璃、③水晶镜片、④石英钟表、⑤玛瑙手镯、⑥硅太阳能电池、⑦光导纤维、⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是( )
A.⑥⑧B.①②⑦⑧ C.①②③④⑤⑦ D.全部
6、水处理中常使用的一种无机高分子絮凝剂的化学式可表示为[Al2(OH)nClm yH2O]x,式中m等于( )
A.3-n B.6-n C.6+n D.3+n
7、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
8、工业上制造金钢砂的化学方程式如下:SiO2 + 3C =SiC + 2CO↑,在这个氧化还原反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比为( )
A.1:2 B.2:1 C.5:3 D.3:5
9、向下列溶液滴加稀盐酸,生成白色沉淀,继续滴加稀盐酸,沉淀又溶解的是( )。
  A.Na2SiO3   B.BaCl2   C.AgNO3   D.NaAlO2
10、假设SiO2晶体中部分Si原子被Al原子取代,不足的价数由K原子补充,当有25%的硅原子被铝原子取代时,可形成正长石,则正长石的化学组成为( )。
A. KAlSi3O8 B.KAlSi2O6 C. KAlSiO4 D.KAlSi4O10
11、三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡患者的胃酸过多症,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。三硅酸镁晶体的化学式为Mg2Si3O8 nH2O。
(1)用氧化物形式表示三硅酸镁的化学式。
(2)写出该药物中和胃酸的化学方程式。
拓展提高
已知CO和H2的混合气体称为水煤气,可由碳与水蒸气在高温下反应生成。如下图:
高温
反应①
高温
反应②
燃烧
反应③
已知:单质E可作为半导体材料,化合物F是有毒的氧化物,C为液态。据此,请填空:
(1)氧化物A是
(2)化合物F是
(3)反应②的化学方程式是
(4)反应③的化学方程式是
备课参考
1.参考答案
巩固练习答案:1A 2B 3B 4B 5C 6B 7D 8A 9D 10A
11(1)2MgO 3SiO2 nH2O
(2)2MgO 3SiO2 nH2O + 4HCl ==2MgCl2 + 3SiO2 +(n+2)H2O
拓展提高答案:
(1)SiO2 (2)CO
高温
(3)C + H2O==CO + H2
点燃
(4)2H2 + O2 ==2H2O
2.资料运用
(1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]
(2)《教师教学用书》化学必修I
(3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编 薛金星
(4)高中课程《新学案》,主编 刘成坤
光导纤维
从高纯度的二氧化硅或称为石英玻璃熔融体中,拉出直径约为100 m的细丝,称为石英玻璃纤维。玻璃可以透光,但在传输过程中光损耗很大,用石英玻璃纤维光损耗大为降低,故这种纤维称为光导纤维,是精细陶瓷的一种。
利用光导纤维可进行光纤通信。激光的方向性强、频率高,是进行光纤通信的理想光源。光纤通信与电波通信比较,光纤通信能提供更多的通信通路,可满足大容量通信系统的需要。
光导纤维一般由两层组成,里面一层称为内芯,直径几十微米,但折射率较高;外面一层称包层,折射率较低。从光导纤维一端入射的光线,经内芯反复折射而传到末端,由于两层折射率的差别,使进入内芯的光始终保持在内芯中传输着。光的传输距离与光导纤维的光损耗大小有关,光损耗小,传输距离就长,否则就需要用中继器把衰减的信号放大。用最新的氟玻璃制成的光导纤维,可以把光信号传输到太平洋彼岸而不需要中继站。
在实际使用时,常把千百根光导纤维组合在一起并加以增强处理,制成像电缆一样的光缆,这样既提高了光导纤维的强度,又大大增加了通信容量。
用光缆代替通信电缆,可以节省大量有色金属,每公里可节省铜1.1吨、铅2~3吨。光缆有质量轻、体积小、结构紧凑、绝缘性好、寿命长、输送距离远、保密性好、成本低等优点。光纤通信与数字技术及计算机结合起来,可以用于传送电话、图像、数据、控制电子设备和智能终端等,起到部分取代通信卫星的作用。
光损耗大的光导纤维可在短距离使用,特别适合制作各种人体内窥镜,如胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等,对诊断、医治各种疾病极为有利。
第二节 富集在海水中的元素——氯
(第一课时)
教学目标:
1.使学生了解氯气的物理性质及其重要用途;
2.使学生掌握氯气的化学性质—与金属、非金属及水的反应
3.通过氯气的发现过程培养学生从事科学研究的态度和方法。
教学重点、难点
重点:氯气的化学性质
难点:氯气与水反应
教学环节 教 师 活 动 学 生 活 动
新课导入 材料一、2004年4 月15日晚,重庆市江北区天原化工总厂发生氯气泄露事件,消防人员采用消防用水与碱液在外围50米处形成两道水幕进行稀释。 材料二、第一次世界大战期间,德国军队在与英法联军作战中,首次使用氯气攻击对方,开了战争史上使用化学武器的先例。
新知学习 实验探 究 (1)展示一试管氯气(2)演示闻氯气气味的正确操作方法(3)将其倒立于一盛满水的水槽中 氯气的物理性质: 色有 气味的有毒气体,可溶于水和碱液中。
自学讨 论 指导学生阅读教材有关内容并给出问题 阅读教材p71:氯气的物理性质一自然段,思考讨论下列问题(1)氯气的哪些物理性质可以帮助我们及时地发现氯气泄露?(2)对氯气这种有毒气体如何闻其气味?(3)消防人员为什么能用水和碱液进行稀释?这对我们有何启示?
归纳整 理 检查小结(答案略)
思考交 流 (1)分别画出氧原子和氯原子的结构示意图,推测氧气与氯气化学性质的相似之处。(2)类比氧气与Fe、H2等物质的反应,推测氯气分别与Na、Fe、Cu、H2的反应产物。
观察思 考 教师演示实验,并指导学生观察现象、填写下表实验步骤现象化学方程式Cl2+Cu将一束烧至红热的细铜丝插入盛有氯气的集气瓶中Cl2+H2在空气中点燃H2后,把导管伸入盛满氯气集气瓶中
归纳整 理 (1)氯气的化学性质(2)燃烧的条件和本质 写出Cl2+Fe 、 Cl2+Na 、 Cl2+Mg反应的化学方程式。
活动探 究 实验4—4 : 有色布条插入氯水中,观察现象 实验4—5 :有色布条插入干燥氯气中,观察现象补充实验:有色布条插入盐酸中,观察现象
师生总结氯水能漂白有色物质而干燥的氯气气不能
自学释 疑 氯水中哪种物质能漂白有色物质?该物质具有哪些性质? 阅读教材P72有关内容,归纳总结氯水的成分和次氯酸的性质。
归纳整 理 可指导学生动手完成有关实验来检验氯水中的各成分:氯水中含有 Cl2、H+、Cl-、HClO、H2O等多种微粒。 氯水性质具有多样性,试指出下列各现象主要是何种微粒所表现出来的性质:①氯水呈浅黄绿色 ②使湿润的紫色石蕊试纸先变红 后褪色 ③滴加AgNO3溶液后生成白色沉淀 ④加入石灰石粉末逐渐溶解,并放出气体 ⑤往含有Fe2+溶液中滴加KSCN溶液无明显现象,再滴加氯水后呈红色 。
应用与实践 (1)日常生活生活中,你打开自来水龙头时是否会闻到一股刺激性气味?你想过这是什么原因造成的吗?(2)氯气有毒,氯气溶于水后是靠它的毒性来杀菌消毒的吗?(3)试解释用自来水养金鱼前,必须把水在阳光下曝晒一段时间的原因。
归纳整 理 检查小结(1)由于很多自来水厂是用氯气来杀菌消毒的,打开水龙头后我们偶尔闻到的刺激性气味是自来水中散发出来的余氯的气味。(2)尽管氯气有毒,但它不能直接用来给自来水杀菌消毒,而是靠氯气与水反应生成的具有强氧化性的HClO所致。(3)这是因为自来水一般是用氯气来净化的,氯气溶于水后部分要与水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,容易使金鱼窒息而死亡。根据次氯酸的不稳定性,通过在阳光下曝晒一段时间而除去次氯酸。
思考讨 论 久置氯水和新制氯水在成分上有何不同?为什么会产生这一差别?写出有关反应的化学方程式,并指出氧化剂和还原剂。
归纳整 理 检查小结新制氯水中含有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、和极少量的OH-;而久置氯水中含有:H2O、H+、Cl-。这是因为新制氯水久置后,由于HClO不稳定,见光易分解成HCl和O2,致使HClO含量逐渐减少,而HClO的减少又引起了Cl2与水的不断反应,最后HClO 和Cl2均不再含有,所以久置氯水变成了稀盐酸。有关化学反应如下:Cl2 + H2O = HClO + HCl,Cl2既是氧化剂又是还原剂; 光2HClO = 2HCl + O2↑,HClO既是氧化剂又是还原剂
板书设计 一、活泼的黄绿色气体——氯气1氯气的物理性质2氯气的化学性质(1)与金属反应(2)与非金属反应(3)与水的反应:Cl2 + H2O = HClO + HCl HClO的性质:①弱酸性②不稳定性③强氧化性
巩固练习
1、下列关于氯气的叙述中,不正确的是( )
A.氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体
B.氯气、液氯和氯水是同一种物质
C.氯气能溶于水
D.氯气是一种有毒的气体
2、下列化合物中,不能通过单质间化合直接制取的是( )
A.FeCl3 B.CuCl2 C.HCl D.FeCl2
3、下列说法不正确的是( )
A.钠、铁和铜一样都能在氯气中燃烧生成金属氯化物
B.液氯是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
C.氯气跟变价金属反应生成高价金属氯化物
D.氯水具有杀菌、漂白作用是因氯水中含有强氧化性的次氯酸
4、湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后,其颜色变化为( )
A.变红 B.变白 C.先变红再变白 D.不变色
5、下列氯化物中,既能由金属和氯气直接参与化合制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.MgCl2 D.FeCl3
6、除去Cl2中少量的HCl气体,最好选用的试剂是( )
A.蒸馏水 B.二氧化锰 C.饱和食盐水 D.氢氧化钠溶液
7、现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液,可用来区别它们的一种试剂是( )
A.AgNO3 B.酚酞试液 C.紫色石蕊试液 D.饱和食盐水
8、下列物质中同时含有氯分子(Cl2)和氯离子(Cl―)的是( )
A.液氯 B.新制氯水 C.CaCl2溶液 D.次氯酸
9、下列各组离子在溶液中能大量共存的是( )
A.Ba2+、Cu2+、NO3―、SO42― B.CO32―、H+、Na+、K+
C.K+、Na+、SO42―、Cl― D.H+、Cl―、NO3―、Ag+
10、为了证明氯酸钾晶体中含有氯元素,选用给出的试剂和操作,其操作顺序正确的是( )
①滴加AgNO3溶液 ②加水溶解 ③过滤、取滤液 ④与二氧化锰混合加热 ⑤加稀HNO3 ⑥与浓盐酸反应 ⑦加NaOH溶液加热 ⑧用淀粉碘化钾
A.④②③①⑤ B.⑥⑧ C.⑥⑦①⑤ D.②①⑤
11、在标准状况下,35.5g氯气的体积是 ,将其与氢气完全化合需氢气的物质的量是 ,将生成的气体制成1L溶液,溶质的物质的量浓度是 ,将此溶液取出20mL加蒸馏水制成200mL溶液,此溶液中溶质的物质的量浓度是 。
12、通过调查访问、查阅书籍、上网搜索等途径,了解二战期间日本法西斯在中国战场上使用毒气弹残害中国人民所犯下的反人类罪行。
备课参考
1.参考答案
巩固练习答案:1B 2D 3B 4C 5C 6C 7C 8B 9C 10A
11 11.2L、0.5mol 、1mol/L、 0.1 mol/L 12略
2.资料运用
(1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]
(2)《教师教学用书》化学必修I
(3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编 薛金星
(4)高中课程《新学案》,主编 刘成坤
以海洋为家乡的元素——氯
海洋是一个重要的资源宝库,大约有80多种元素蕴藏在湛蓝的海水里。在地壳中氯的含量为0.031%,大部分氯以氯化物的形式存在于表面积为36100万平方公里的海洋里,其总量约为30000万亿吨位。可以看出,在那波涛起伏、天水一色的茫茫大海里,每一滴海水都含有相当多的氯化物。大家知道,陆地实际上是由于地壳变迁、海水枯竭而形成的,可见岩石中的氯元素也来源于海洋。因此,我们说海洋是氯元素的故乡。海水中有大量的氯化钠、氯化钾、氯化镁等金属氯化物,人们可以从海水中得到它们。工业上需要的大量氯气,就是用电解食盐的方法来制到取的。
氯是人体所必须的宏量元素之一。人体中氯的含量一般为0.12%,这它主要存在于细胞外液中。缺少了它,人体机能就会失调。我们每天都需要食用食盐(主要成分为氯化钠),原因之一就是要满足人体对氯元素的需要。人的血液有像氯化钠那样的咸味,而且人的血液的咸度和人类“祖先生物”登陆时的海水的咸度大致相当,这足以说明氯元素对生命现象具有十分重要的作用。
氯还是人类健康的重要卫士。清晨,我们打开自来水管洗脸、濑口时,常常会闻到一股刺鼻的气味,这是氯气的气味。溶在水里的氯气,能杀死伤寒菌、痢疾菌、布士杆菌等细菌,保持自来水的清洁。人的胃里含有浓度为0.2~0.4%盐酸,它一方面能帮助消化,另一方面能杀死随食物混入的细菌,维护着人体的健康。有些人,因胃液中缺少盐酸,引起的消化不良,患有胃病,医生还常给他们喝些稀盐酸呢!
氯气是用途十分广泛的化工原料,尤其是许多有机氯化物在工农业生产和日常生活中发挥着巨大的作用。塑料中用途广泛、历史悠久的要数聚氯乙烯塑料。现在广泛应用于船舶、油田、炼油厂、酒精厂等部门的新型、高效灭火剂——“1211”,化学成分为二氟一氯一溴甲烷,也是一种含氯化合物,它能在短时间内扑灭大面积的火灾。氯硅烷在半导体材料的制造中享有很高的声誉,它在把便宜的粗硅变成比黄金还贵重的精制过程中,起着举足轻重的作用。在五彩缤纷的染料世界里,氯也扮演着十分重要的角色。
氯气的化学性质十分活泼,它几乎能跟一切普通金属及大多数非金属直接化合。但在常温下,在几乎没有水蒸气存在时,却不能与铁反应。因此,工厂里常用涂有绿色的钢筒盛装液氯,这给氯气的运送提供了极大的方便。
应当注意的是,氯气是一种有毒的气体,在空气中如果含有0.01%的氯气,人的健康就会受到威胁。在制氯工厂里,空气中游离氯的含量最多不得超过1mg/m3。低浓度的氯气可使人的眼睛粘膜、呼吸器官发生病变,大量地吸入氯气可使人窒息致死。第一次大战中,氯气就曾被用作化学毒气。另外,许多氯化物也具有毒性。第二次世界大战中,光气(一种含氯化合物)代替了氯气成为主要的化学毒气。含氯化合物污染事件也层出不穷,特别是有机氯农药的使用,它虽然较有效地防治了农作物的病虫害,提高了农作物产量,但长期使用也带来了严重的后果。这些农药不易分解,其残体潜入清洁的水体,飘入苍茫的云海,从人迹罕至的珠穆朗玛峰到常年冰封的南北极,到处都有微量的有机氯农药。
第二节 富集在海水中的元素——氯
(第二课时)
教学目标:
1.使学生掌握氯气与碱的反应及氯离子的检验方法;
2.使学生认识卤素——成盐元素的性质变化规律;
3.使学生继续了解氯气及含氯化合物的重要用途及其两面性,培养学生的环保意识和绿色化学的思想。
教学重点、难点
重点:氯气与碱的反应及氯离子(Cl-)的检验
难点:氯气与碱的反应
教学环节 教师活动 学生活动
新课导入 2003年,一场突如其来的灾难——“非典”,扰乱了从们正常的生产和生活秩序,全国人民万众一心,众志成城,谱写了一曲可歌可泣的抗击“非典”的动人篇章。 在抗击非典的斗争中,一种有效的消毒剂——84消毒液得到了广泛的应用。你知道84消毒液的有效成分是什么吗?它是怎样制备的?它的消毒原理又是怎样的呢?
新知学习 思考交流 根据氯气与水的反应,将氯气通入NaOH溶液中,你知道会发生怎样的反应呢?
实验探究 指导学生完成有关实验 往两个充满Cl2的集气瓶里分别加入5mL的水和5mL的15%NaOH溶液,振荡,观察产生的现象。
归纳整理 氯气与水发生如下反应:Cl2 + H2O = HClO + HCl,当向NaOH溶液中通入Cl2后,Cl2 先与水反应生成HClO和 HCl,然后二者再分别与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO、NaCl和H2O。将上述两个分反应两边分别相加,即可得到氯气与碱溶液反应的化学方程式:Cl2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O。显然Cl2与碱溶液的反应要快得多。实验室也是根据这一原理来吸收Cl2尾气的。Cl2与NaOH溶液的反应也是工业制取漂白液的原理。漂白液的有效成分为NaClO,是一种比较稳定的物质,可用来杀菌、漂白。日常生活中经常使用的84消毒液的有效成分也是NaClO。
思考交流 (1)工业上常用氯气与消石灰反应制得漂白粉,请写出这一反应的化学方程式,并指出漂白粉的有效成分是什么?起漂白作用的物质是什么?(2)漂白粉(或漂粉精)本身有漂白性吗?它的漂白原理是怎样的?
归纳整理 检查小结这一反应为2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,起漂白作用的物质是Ca(ClO)2。漂白粉或漂粉精本身没有漂白作用,也就是说它本身不能直接用来漂白。使用时,它必须与水及空气中的CO2共同作用生成具有强氧化性的HClO才能用来漂白有色物质的。这一变化过程的化学方程式如下:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 +2HClO。
应用与实践 完成下列表格漂白粉漂粉精漂白液成分有效成分
活动探究 往NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液后,再逐渐滴加氯水,会有什么现象发生?实验中酚酞褪色的可能原因是什么?请你设计实验验证你的推测。
归纳整理 往NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液后,溶液要变红,但逐滴加入氯水后,溶液的红色又逐渐消失。溶液红色褪去的可能原因有两个:一是可能因Cl2与碱发生了反应,消耗了碱所引起的;二是可能因氯水中含有的HClO起了漂白作用而使酚酞褪色的。可通过下列实验加以证实:往上述褪色后的溶液中再加入稍过量的NaOH溶液,若溶液又出现红色,则证明溶液红色褪去是因Cl2与碱反应消耗了碱所引起的;若溶液不再出现红色,则是因氯水中的HClO的漂白作用所引起的。
自学思考 指导学生阅读,并给出问题 阅读教材P73最后两自然段和资料卡片以及P74第一自然段,思考:氯气有哪些重要用途?这些用途各由氯气的什么性质决定的?
归纳整理 检查小结氯气的用途是由其性质决定的。通过氯气能在一定条件下与大多数金属、非金属反应而制备各种重要的氯化物,如SiCl4、GeCl4、TiCl4等;通过氯气与很多有机物反应制备一些重要的有机产品,如合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品等;通过氯气与水反应生成强氧化作用的HClO而用于自来水杀菌、消毒;通过氯气与碱的反应来制备漂粉精和漂白粉等。
实验探究 指导学生完成实验4-6 完成实验4—6,观察现象,并填写教材P74上相关表格
归纳整理 小结氯离子(Cl―)的检验方法:往某溶液中加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,再加稀硝酸后,白色沉淀不溶解,则证明含有Cl―;反之,加稀硝酸后,白色沉淀溶解,则证明含有Cl―。
应用与实践 完成课后第11题
自学讨论 指导学生阅读教材有关内容,并给出问题: 阅读教材P74科学视野:成盐元素——卤素,思考、讨论下列问题(1)在元素周期表中,卤素包含哪些元素?这些元素的原子结构有什么相同点和不同点?(2)卤素单质化学性质的相似性主要体现在哪一方面?随着元素原子核电荷数的增大这一性质是怎样变化的?这一性质变化是由什么引起的?(3)根据上述(2),你能推导出卤素单质与H2、水反应的快慢吗?试说明这一快慢顺序是怎样的?
归纳整理 检查小结(1)卤素包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)五种元素。这些元素原子结构的相同点是:最外层各有7个电子;不同点是:从氟到砹,它们的核电荷数依次增大,电子层数依次增多。(2)卤素单质化学性质的相似性主要体现在都具有氧化性,而且随着元素原子核电荷数的增大,氧化性逐渐减弱。这一性质的变化是由其原子结构特点的变化(即原子的核电荷数依次增大,电子层数依次增多)引起的。(3)根据(2)中从F2到I2,氧化性依次减弱,可以推出卤素单质与H2、H2O反应越来越慢。
活动探究 指导学生设计并完成实验 已知氯水呈浅黄绿色,溴水呈黄色,而溴的四氯化碳溶液呈橙红色,试根据Cl2+2Br- = 2Cl-+ Br2设计实验证明氧化性:Cl2>Br2。提供的试剂有:氯水、溴水、NaCl溶液、KBr溶液和CCl4
归纳整理 取少量KBr溶液置于一洁净试管中,滴加少量的氯水后,再加入适量的CCl4,振荡,若CCl4层出现橙红色,则证明上述反应发生,亦即证明氧化性:Cl2>Br2。向学生说明加入CCl4的原因:溴水和氯水的颜色差不多,为便于确认该反应已经发生,通过Br2在CCl4中的颜色变化来加以确认。
应用与实践 完成课后第10题
课 下探 究 通过调查访问、查阅书籍、上网搜索等途径,了解日常生活中常用的含氯化合物的名称、化学式和用途等,做成资料卡片,并与同学交流。
板书设计 2、氯气的化学性质(3)与碱的反应二、氯离子(Cl-)的检验三、卤素——成盐元素1、原子结构的相同点和不同点2、卤素单质化学性质的相似性和递变性
巩固练习
1、可以证明次氯酸是弱酸的事实是( )
A.可与碱反应 B.有漂白性
C.见光能分解 D.次氯酸钙溶液可与碳酸反应生成次氯酸
2、检验Cl―时所用试剂稀HNO3的作用是( )
A.防止CO32―的干扰 B.防止Cl―的干扰
C.生成Ag2CO3沉淀 D.防止NO3―的干扰
3、为了防止吸入氯气中毒,可以用浸有某种物质水溶液的毛巾捂住鼻子,这种物质可以是( )
A.NaOH B.Na2CO3 C.NH3 D.NaCl
4、溴化碘(IBr)的化学性质跟卤素单质相似,它跟水反应的化学方程式为:
IBr + H2O =HBr + HIO。下列有关的叙述中,不正确的是( )
A.IBr是双原子分子 B.在很多反应中,IBr是氧化剂
C.和NaOH反应能生成NaBr D.和H2O反应时,IBr既是氧化剂又是还原剂
5、向NaI和NaBr的混合溶液中通入足量的氯气,充分反应后将溶液蒸干,灼烧上述残留物,最后得到的物质是( )
A.NaCl、I2 B.NaCl、NaBr C.NaBr、I2 D.NaCl
6、将下列物质分别滴加到干燥的有色布条上,不能使其褪色的是( )
A.新制的氯水 B.液氯 C.次氯酸钙溶液 D.盐酸和次氯酸钠的混合溶液
7、下列反应不属于氧化还原反应的是( )
A.2F2 + 2H2O = 4HF + O2 B.Cl2 + H2O = HCl + HClO
C.BrCl + H2O = HCl + HBrO D.2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
8、1820年德贝莱纳用MnO2催化KClO3分解制氧,发现制得氧气有异常的气味,使该气体通过KI淀粉溶液,溶液变蓝。则该氧气中可能混有( )
A.Cl2 B.Br2 C.HCl D.CO2
9、氯气通入消石灰得漂白粉,其主要成分是Ca(OH)2 3CaCl(ClO) nH2O。现有一种漂白粉的“有效氯”(过量HCl和漂白粉作用生成Cl2的质量和漂白粉质量之比)为35.5%,若该漂白粉的组成和上述化学式相符,则式中n值应是( )
A.6.5 B.8 C.8.5 D.10
10、甲、乙、丙三种溶液中各有一种X―(X―为Cl―、Br―、I― )离子,向甲中加入淀粉溶液和氯水,溶液变为橙色,再加丙溶液,颜色无明显变化,则甲、乙、丙依次含有( )
A.Br―、I―、Cl― B.Br―、Cl―、I― C.I― 、Br―、Cl― D.Cl―、I― 、Br―
11、已知Br2跟NaOH溶液的反应类似于Cl2跟NaOH溶液的反应,写出此反应的化学方程式,并改写成离子方程式。
12、把滤纸用淀粉和碘化钾的溶液浸泡,晾干后就是实验室常用的淀粉碘化钾试纸,这种试纸润湿后遇到氯气会发生什么变化?为什么
备课参考
1.参考答案
巩固练习答案:1D 2A 3B 4D 5D 6B 7C 8A 9B 10A
11 Br2 +2 NaOH ==NaBr + NaBrO +H2O, Br2 + 2OH- ==Br- + BrO- +H2O
12 试纸会变蓝色,因为Cl2能将KI中的I-氧化为I2,I2使淀粉变蓝色
2.资料运用
(1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]
(2)《教师教学用书》化学必修I
(3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编 薛金星
(4)高中课程《新学案》,主编 刘成坤
卤化银与照片
氟化银、氯化银、溴化银和碘化银统称卤化银。它们有很多重要的性质,但比较奇特的要属其感光性了。
1893年8月15日,在法国科学大厅里,展出了世界上第一张光学照片,引起了强烈轰动。这张照片的发明者是一位著名的画家路易斯 达奎尔,在他研究布景设计时,发现了碘化银能在短时间内发生感光的神奇现象。不仅碘化银,还有溴化银、氯化银等,对光都很敏感,受光照后便会分解。
照相所用的底片和像纸就是根据卤化银的这种特性制成的。底片上涂有一层感光层——乳剂膜。乳剂膜是用溴化银、氯化银和少量的碘化银,调入透明的明胶,均匀地涂在用醋酸纤维或聚酯等材料制成的胶片上所形成的。这层薄膜虽然只有5~7微米厚,却是感光成像的策源地。乳剂中不含氟化银,是因为它易溶于水。溴化银的感光速度很快,氯化银的感光速度较慢,碘化银的感光速度极慢。但溴化银中加入少量碘化银,其感光灵敏度会大大提高,所以它们常混合使用。像纸则是将乳剂涂在特制的纸上制成的。
底片和像纸要形成影像,需经过三个主要阶段:感光、显影和定影。
照相时,人或物体上亮的部分的反射光线通过镜头聚集在底片上,这时,乳剂膜中的银离子活跃了,感光的比没感光的要“兴奋”得多。这时在底片上就形成了人的肉眼看不到的影像,叫潜影。潜影是保存在卤化银颗粒中的看不见而又能显现出来的影像。
潜影要经过显影才能变成明影。显影剂是一种有丰富的自由电子的还原剂,它能使已感光变得很“兴奋”的卤化银中的银还原出来,形成黑色的银粒。感光强的地方,银粒的密度就大,颜色就深;感光弱的地方,银粒的密度就小,颜色就浅。这样就形成了清晰的黑白影像。
显影后的底片还要在定影液中进行定影,即让定影液与底片上未感光的卤化银发生反应,使难溶于水的卤化银变为易溶于定影液中而从底片上除去。要不然,见光后原来未感光的卤化银还会继续感光分解,使底片完全“灰雾化”,变成一片黑。
经曝光、显影、定影处理后的底片上台阶影像与实际影像是明暗相反的,称作负片。将负片放在像纸上使像纸曝光,再经过显影、定影,便得到与实际影像明暗一致的照片。
彩色照片的形成也基本如此,所不同的是彩色胶片和像纸的乳剂膜中,有红、绿、蓝三种颜色的成色剂,经过三原色和三补色的彩色组合,即可使照片带有彩色。
第3节 硫和氮的氧化物
(第1课时)、
教学目标:
1、学习运用科学探究的方法进行学习,在与他人的合作中体验实验探究的快乐。
2、了解SO2的性质和用途,初步学会设计实验进行探究的技能。
3、培养实验设计、观察、分析能力,训练知识应用能力。
教学重点、难点
重点:SO2的化学性质、可逆反应
难点:SO2的化学性质、可逆反应
教学过程:
教学环节 教师活动 学生活动
新课导入 1952年,英国伦敦发生重大的空气烟雾污染事件, 5天内有4000多人死亡,两个月内又有8000多人死去。祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。二氧化硫虽然是一种严重的大气污染物,同时也是重要的化工原料,那么如何在保护我们的自身健康基础上合理利用二氧化硫,我们需要了解二氧化硫的性质。
新知学习 思考交流 从物质组成形式看, SO2和C02从 组成上看相似,其性质可能相似。CO2是一种酸性氧化物,SO2是否也是 如何验证 学生根据酸性氧化物的定义思考检验方法
实验探究 展示一试管SO2气体,观色并闻味将一集满SO2的试管倒置于水槽中,晃动、观察、橡皮塞塞上后,取出水面,用PH试纸测(实验2)所得溶液的酸碱度。并滴加紫色石蕊试液,观察现象。在盛有二氧化硫的试管中加入少量的澄清石灰水,震荡。观察现象。 观察实验现象,分析原因,总结物理性质,
归纳整理 物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(1∶40),易液化(-10℃)。紫色石蕊试液变红,说明溶液呈酸性;澄清石灰水变浑浊,证明SO2是一种酸性氧化物化学性质:(1)酸性氧化物:SO2+H2O H2SO3 书写有关化学方程式
思考交流 1、课本上二氧化硫与水反应的化学方程式与我们写的有何差别?为什么? 学生讨论并回答:可逆
2、那么可逆反应与普通的化学反应有何联系和区别?的代表什么含义? 学生讨论回答
问题探究 SO2溶于水和H2O反应生成H2SO3,H2SO3很不稳定,易分解成SO2和H2O。这两个反应是同时同条件下进行的,SO2和H2O是第一个反应的反应物,又是第二个反应的产物,H2SO3是第一个反应的产物,又是第二个反应的反应物。如果我们把SO2溶于水和H2O反应生成H2SO3反应叫正反应,H2SO3分解成SO2和H2O的反应就叫逆反应。这样既能向正反应方向进行的同时,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应。表示用可逆号。注意可逆反应强调在同时、同条件下不同的方向进行,这同时说明可逆反应不能向一方进行到底,即产物和反应物同时并存。
归纳整理 既能向正反应方向进行的同时,又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应。表示用可逆号。“”特点:同时、同条件,不同方向,同时并存
应用与实践 1、H2燃烧生成水,水电解能生成H2和O2,这是可逆反应吗?2、二氧化硫溶于水所得溶液的溶质是否只有亚硫酸?3、如将SO2气体通入滴加酚酞的NaOH溶液中,分析现象和化学方程式
思考交流 SO2也能使澄清石灰水变浑浊,那么怎样区分SO2和C02?SO2是否还有其他特性?
实验探究 5、(1) 在亚硫酸溶液中加入品红溶液,然后再加热, (2)在氯水中加入加入品红溶液,然后再加热,观察前后现象的变化。 观察前后现象的变化。与试验(1)对比,分析原因
归纳整理 SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定,受热易分解,使颜色恢复。(2)漂白性 1、SO2和氯水的漂白有何不同 2、对比实验3,分析二氧化硫能否漂白石蕊试液,这说明了什么?
思考交流 分析:1、分析下列溶液颜色变化的原因:SO2使紫色石蕊试液变红SO2使品红试液褪色氯水使紫色石蕊溶液褪色SO2使滴加酚酞试液的NaOH溶液褪色2、可通过 方法检验使品红溶液褪色的是SO2还是Cl2
思考交流 从化合价角度看,SO2和C02还有什么区别? 学生分析:SO2中S为+4价,处于中间价,所以既有氧化性又有还原性
归纳整理 SO2能使高锰酸钾溶液、氯水褪色,可以被氧气氧化成SO3体现还原性;能与H2S反应生成S单质,体现氧化性
应用提高 1、推测SO2与Cl2混合通入水中,会发生什么反应,产物为什么?2、设计一个实验证明CO2中是否混有SO2?3、工业上用熟石灰来吸收SO2,同时制备熟石膏,写出有关化学反应方程式
小结 二氧化硫是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,同时具有漂白性、氧化性和还原性,SO2的实际中有一定的应用,但SO2是有毒气体,是主要的大气污染物之一,当空气中含有大量SO2时,对环境危害极大。
板书设计 第三节 硫和氮的氧化物二氧化硫(SO2)物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(1∶40),易液化(-10℃)。化学性质:(1)酸性氧化物:SO2+H2O H2SO3 (可逆反应)(2)漂白性(3)氧化性(4)还原性
巩固练习
1.下列各组气体中均能造成大气污染的是( )
A.CO2、O2 B.N2、CO C.Cl2、N2 D.H2S、SO2
2.硫既有氧化性又有还原性,写出硫分别与钠、铝、铁(生成FeS)、氧气反应的化
学方程式
3.下列物质不属于“城市空气质量日报”报道的是
A 二氧化硫 B 氮氧化物 C 二氧化碳 D 悬浮颗粒
4、(1)把SO2气体通入品红溶液中,现象为 ,加热溶液煮沸后,现象为
(2)将Cl2通入紫色石蕊试液中,现象为
将SO2通入紫色石蕊试液中,现象为
(3)将SO2通入溴水中,溴水褪色,是否是SO2的漂白性? (填“是”或“否”)
将SO2通入使酚酞呈红色的溶液中,溶液褪色,是否是SO2的漂白性?
5、SO2中含有+4价的S,既可以被氧化又可以被还原,指出下列反应中的氧化剂、还原剂。
SO2+2H2S=3S+2H2O 氧化剂 还原剂
SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr 氧化剂 还原剂
6、 生课外活动小组利用右图所示装置做如下实验:
在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,
冷却后恢复无色,则此溶液可能是________________溶液;
加热时溶液由无色变为红色的原因是:__________
7、下列变化需要加入氧化剂才能实现的是
A、S2— → HS— B、Na2SO3 →SO2 C、H2S →S D、 SO2→S
8、下列物质均有漂白作用,其漂白原理相同的是
①过氧化钠 ②次氯酸 ③二氧化硫 ④活性炭 ⑤臭氧
A、①②⑤ B、①③⑤ C、②③④ D、①②③
9、检验SO2气体中是否存在CO2气体,应采用的方法是      
A. 通过澄清石灰水
B. 先通过小苏打(NaHCO3)溶液,再通过石灰水
C. 先通过足量酸性高锰酸钾溶液,再通过石灰水
D. 通过品红溶液
10、导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是
A.酸雨 B.光化学烟雾 C.臭氧空洞 D.温室效应
11、将通入溶液至饱和,未见沉淀生成,继续通入另一种气体,仍无沉淀,则通入的气体可能是
A、 B、 C、SO3 D、HCl
12、将等物质的量的SO2、Cl2通入水中,所得的溶液( )
A 中性 漂白性 B 酸性 漂白性
C 只有漂白性 D 只有酸性
备课参考:
(一)参考答案:巩固练习:1、D 2、2Na + SNa2S 2Al +3S Al2S3
Fe + SFeS S+O2 SO2 3、C 4、(1)溶液褪色 溶液颜色恢复
(2)溶液先变红后褪色 溶液变红 (3)否 否 5、SO2 H2S Br2 SO2
6、品红和二氧化硫混合溶液 加热时二氧化硫挥发 7、C 8、B 9、C 10、A
11、A 12、D
(二)资料选用:
(1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]
(2)《教师教学用书》化学必修I
(3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编 薛金星
(4)高中课程《新学案》,主编 刘成坤
空气质量日报
空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”、“空气质量级别”、“首要污染物”等。空气污染指数(Air Pollution Index,简称API)就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的数值形式,并分级表示空气污染程度和空气质量状况。这种方式适于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。根据我国空气污染的特点和污染防治重点,目前计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物等。不同地区的首要污染物有所不同。空气质量分级标准是:空气污染指数50点对应的污染物浓度为空气质量日均值的一级标准,空气质量优;100点对应二级标准,空气质量良好;200点对应三级标准,空气轻度污染;300点对应四级标准,空气中度污染;超过300点则为五级标准,空气属重度污染。
空气质量日报、周报是环境监测为环境管理服务,为广大人民群众提供环境信息服务的新形式,它可以增强人们对环境的关注,促进群众对环境保护工作的理解和支持,促进人们生活质量的提高,受到了群众的广泛关注和支持。
二氧化硫的污染
SO2是主要的大气污染物之一,它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病。它还是形成酸雨的罪魁祸首之一,酸雨可谓“空中死神”,已成为全球性的环境问题。
猖獗的酸雨严重地威胁着地球。据资料记载,仅在1980年一年内,美国和加拿大就有5万余人成了酸雨的猎物。比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家,它的环境酸化程度已超过正常标准的16倍。在意大利北部,5%的森林死于酸雨。瑞典有15000个湖泊酸化。挪威有许多马哈鱼生活的河流已被酸雨污染。世界古迹、桥梁受酸雨腐蚀越来越快。号称世界最大露天博物馆智利复活岛上的石雕人像,正面临着解体和倒塌的威胁,美国每年花在修理受损古迹方面的费用超过了50亿美元。闻名世界,代表我国古建筑精华的北京汉白玉石雕,近年来也遭到意想不到的损害,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样的浮雕花纹,50多年前图案清晰可辨,如今却大多模糊不清,甚至成光板。我国江苏、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的农田曾经受酸雨影响造成经济损失一年达1380多万元。
那么酸雨是如何形成的呢
一般认为,酸雨是由于人为排放的SO2和氮氧化物等酸性气体进入大气,当这些气体达到一定浓度后,在水凝结过程中溶于水形成硫酸和硝酸,使雨水酸性变大,pH变小。pH小于5.6的雨水,称之为酸雨。
反应原理: 2SO2+2H2O+O2======2H2SO4
酸雨是无情的,酸雨的危害触目惊心。为了我们惟一的家园,人类必须采取行动防止与根绝酸雨,保护地球环境。
第3节 硫和氮的氧化物
(第2课时)
教学目标:
1、一氧化氮、二氧化氮的基本性质.环境污染和保护
2、培养学生的观察能力、分析能力、推理能力,且通过氮的氧化物对环境污染及硝酸工业制备原理的推导,培养学生的逆向思维能力,培养学生运用知识解决实际问题的能力,辨证的看待问题的方法
3、加强辩证唯物主义观点的教育及环保意识的教育.
重点和难点
重点:一氧化氮、二氧化氮的性质。环境污染和保护
难点:一氧化氮、二氧化氮的性质。
教学环节 教师活动 学生活动
新课导入 大气污染物,除二氧化硫以外,还有氮的氧化物,这节课我们重点学习氮的氧化物的有关性质。
新知学习 情景展示1 小白鼠接触空气中一氧化氮6~7分 钟引起麻醉,在12分钟死亡。主要为二氧化氮的毒作用,损害深部呼吸道。一氧化氮尚可与血红蛋白结合引起高铁血红蛋白血症。NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫,增强记忆的功能,而成为当前生命科学的研究热点,NO亦称为“明星分子”。
问题展示 NO对环境有一定危害,但对生命又有很大的作用,这对你有何启示?你了解的氮的氧化物有几种?你知道NO对人体的危害的主要原因吗? 学生分组讨论材料,形成答案
情景展示2 据医院的统计数据表明,近几年来呼吸系统疾病的患者人数呈现持续增加的态势,这与近几年机动车辆的增速过快有关,机动车辆排放的尾气中的氮氧化合物是致病的主要因素.火黄龙的成因:硫酸生产和硝酸生产可分别跑冒滴漏可观量SOx和NOx,由于NO2呈红棕色,因此,工厂尾气所排出的带有NOx 的废气象一条“黄龙”,在空中飘荡,控制和消除“黄龙”被称做“灭黄龙工程”。展示一充有NO气体的针筒,推拉活塞,观察现象 。 学生观察材料并思考完成问题
问题展示 组织阅读教材,讨论总结 上述材料,总结NO、NO2的物理性质。通过上述材料,分析氮的氧化物产生的途径。分析汽车尾气中氮的氧化物产生的原因,写出有关的化学反应方程式。
结论展示 NO 物理性质:无色、有毒气体化学性质: NO2 红棕色有毒气体,易溶、易液化
情景展示3 将一针筒内贮有60 mLNO2气体,另一针筒内注有20 mL紫色石蕊试液,将其注入NO2的针筒内,仔细观察针筒内的现象。将1反应后的针筒吸入少量的空气,观察现象。俗语说“雷雨发庄稼”,原因是打雷时,在闪电的作用下,空气中的N2和O2反应生成NO,NO和O2生成NO2,NO2和雨水生成的硝酸随雨水流入土壤,做了氮肥。 观察现象
问题展示 思考讨论并作答 1、材料的分析,写出NO2和水反应的化学反应方程式。析“雷雨发庄稼”原理中涉及反应思考如何能使NO2尽可能多的被水吸收?设计一个装置图。欲使30mL的NO2被水完全吸收,消耗的氧气(在同条件下)的体积为 把30mLNO2和O2的混合气体,通入倒立于水槽中装满水的量筒内,最后剩余7.5mL气体,原混合气体中有NO2_______mL,O2________mL。
结论展示 化学性质:2NO + O2 = 2NO2 3 NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
情景展示3 酸雨——露天文物的杀手 ?希腊古城雅典,是两千年前人类文明的杰出代表,那里巍然耸立的帕提农神庙,埃雷赫修庙及其他一些古建筑,如今却在酸雨侵蚀下横遭摧残。北京故宫,天坛上的大理石栏杆,芦沟桥上著名的石狮子等,在近几十年中由酸雨造成的损害超过几百年风吹雨淋的风化作用,剥蚀速度大大加快。据环保总局介绍,我国目前每年因酸雨和二氧化硫污染对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在 1100 亿元左右,今后这种污染损失还将持续不断地增加。4、酸雨是指pH低于5.6的大气降水,包括雨、雪、雾、露、霜。由于空气中含有二氧化碳,而二氧化碳溶于水后使水变成弱酸性,因此大气降水通情况下就具有一定的酸性。但是正常降水的pH不会低于5.6,因为二氧化碳饱和溶液的pH为5.6。降水的酸度来源于大气降水对大气中的二氧化碳和其他酸性物质的吸收。前面已经说过,二氧化碳引起的酸性是正常的。形成降水的不正常酸性的物质主要是:含硫化合物,含氮化合物
问题展示 根据上述材料分析总结酸雨的危害分析SO2和氮的氧化物形成酸雨涉及的反应过程。光化学烟雾形成的化学过程是:当汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成NO和O原子,即开始光化学烟雾的循环,不断的产生臭氧,这个循环过程包括下列三个化学化学方程式: 1) NO2 NO+O 2)2NO+O2=2NO2 3)O2+O=O3写出以上化学反应的总方程式:_______________________________.CO2也是酸性氧化物,它是否能形成酸雨?它引起的环境问题主要是什么?
结论展示 NO → NO2 → HNO3 SO2 → SO3 → H2SO4
小结 自然界中,NOx的生成大致有两条途径,一条是自然的,一条是人为的,NOx对环境有很大的危害,所以我们应不断增强环境保护的意识,保护自身,更保护人类生存的环境.
板书设计 第三节 硫和氮的氧化物二、氮的氧化物1、NO 2、NO2物理性质:无色、有毒气体 红棕色有毒气体,易溶、易液化化学性质:2NO + O2 = 2NO2 3 NO2 + H2O = 2HNO3 + NO三、硫和氮的氧化物对大气的污染NO → NO2 → HNO3 SO2 → SO3 → H2SO4
巩固练习:
1、写出N2与O2反应的化学方程式 ,该反应是“雷雨发庄
稼”原理的第一步,其它过程及反应是
2、水源污染的主要原因有( )。
(1)城市生活污水排放 (2)农业生产中,农药、化肥使用不当 (3)天然水跟空气、岩石和土壤等长期的接触 (4)工业生产中废液、废渣、废气的排放
   A.只有(1)(3)(4) B.只有(2)(4) C.只有(1)(2)(4) D.只有(1)(4)
3、下列大气污染物中,能与人体中血红蛋白结合而引起中毒的气体是( )。
A.SO2 B. CO C.NO2 D. NO
4、下列各组物质间反应,其中水既不作氧化剂又不作还原剂的氧化还原反应是( )。
①Na+H2O ②Na2O2+H2O ③CO2+H2O ④Na2O+H2O ⑤Cl2+H2O ⑥NO2+H2O
A. ①③⑤ B. ③④⑥ C. ③⑥ D. ②⑤⑥
5、下列气体不会造成大气污染的是( )。
A.二氧化硫 B.氮气 C.一氧化碳 D.一氧化氮
6 、水资源非常重要,联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是
A.酸雨是指pH<7的酸性降水 B.淡水的密度小于海水的密度
C.蒸馏法是海水淡化的方法之一 D.融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少
7、一氧化氮是大气污染物之一。目前,有一种治理方法是在400℃左右、有催化剂存在的情况下,用氨把一氧化氮还原为氮气和水。请写出该反应的化学方程式
8、下列含氧酸的酸酐,不能由单质跟氧气直接化合得到的是( )。
①H2CO3 ②H2SO3 ③H2SO4 ④H3PO4 ⑤H2SiO3 ⑥HNO3
A. ①③⑤ B.②④⑥ C. ③⑥ D. ③⑤⑥
9、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,其质量比为( )。
A.3:1  B.1:3  C.1:2   D.2:1
10、同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是( )。
A V1>V2>V3 B V1>V3>V2 C V2>V3>V1 D V3>V1>V2
11、把3体积NO2气体依次通过足量的饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4、Na2O2之后,用排水法把残留气体收集到集气瓶中,集气瓶内的气体是 ,其体积为
12、近年来,北京等大城市的公共汽车开始采用天然气作为汽车的燃料,其主要目的是
A.防止石油短缺 B.减低成本 C.减少对大气的污染 D.加大发动机的动力
13、下图对三种不同类型汽车(以序号1、2、3表示)的废气排放情况进行了比较。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气(主要成份是甲烷)为燃料的汽车和电动汽车。请判断其中序号为1的是 汽车,序号为3的是 汽车。
碳氢化合物 一氧化碳(CO) 氮氧化物(NOx) 二氧化碳(CO2)
(2)你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是
1 少用煤作燃料②把工厂烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源⑥硫酸厂废气通过碱溶液吸收
14、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是( )。
1 白色垃圾;②潮汐;③酸雨;④光化学烟雾;⑤臭氧空洞;⑥可吸入颗粒物
⑦赤潮;⑧绿色化学
A.①⑦ B.②⑤ C.②⑧ D.⑦⑧
备课参考:
(一)参考答案:
巩固练习答案:
1、N2 +O2 2 NO 2NO + O2 = 2NO2 3 NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
2、C 3、B、D 4、D 5、B 6、A 7、6NO +4 NH3 5N2 +6 H2O
8、C 9、C 10、B 11、1/4;O2 12、C 13、(1)电动 汽油
(2)①③⑤⑥ 14、C
(二)资料选用
(1)教材《化学》必修I,人民教育出版社,[2004]
(2)《教师教学用书》化学必修I
(3)《中学第二教材》高中化学必修I,北京教育出版社,主编 薛金星
(4)高中课程《新学案》,主编 刘成坤
一、大气污染的来源、危害、治理
主要污染物:二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘、放射性物质等。
1.来源:煤、石油的燃烧,矿石冶炼,汽车尾气,工业废气等。
2.危害:危害人体健康;影响植物生长;破坏建筑材料;改变地球气候等“温室效应”与全球变暖。
3.治理:综合治理:调整能源结构,开发新能源(太阳能、氢能、风能、地热等),减少使用煤、石油、天燃气等化石燃料,减少工业废气排放,对废气进行回收净化再利用等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制订标准、加强监测。
二、水污染的来源、危害、治理
主要污染物:无机物,碱、盐等,重金属耗氧物质,植物营养物质,石油,难降解有机物等。另外还有氰化物、酚类、病原体、放射性物质、悬浮固体物等等。
1.来源:石油炼制、工业废水、生活污水、使用过农药、化肥的农田排水、降雨淋洗大气污染物和地面淋洗固体垃圾等。
2.危害:污染水源,改变水质,加剧水源危机;造成水体富营养化,破坏海滨风景区;危及人体健康等;“赤潮”与水体富营养化。
3.治理:控制污水任意排放,对污水进行净化处理,改善用水制度,研究无污染新工艺,合理、科学地施用化肥、农药等。
三、居室污染的来源、危害及防治措施
主要污染物:CO、CO 2、SO2、NOx、NH3、醛类(如甲醛)、酚类、烟雾、烟尘、放射性稀有气体氡、电磁波、螨虫、细菌、病毒等。
1.来源:煤、石油、液化气、天然气等的燃烧,煎、炒、烘、烤等高温烹调加工中产生的烟雾,烟草的燃烧,电器发出的电磁波,地毯中的螨虫,建筑装璜材料产生的甲醛、放射性稀有气体氡,化妆品,日用化学品,家宠等。
2.危害:引起人体呼吸道、消化道等疾病,导致各种癌症、皮肤病、传染病,影响婴幼儿智力和发育等。
3.防治措施:保持室内清洁、通风;对电器辐射采取防护措施,并保持距离;厨房要有通风换气设施;宠物要经常洗浴,养成良好的排便习惯,并注意及时清除;女性朋友要慎用化妆品和日常化学用品;建议男士少抽烟或不抽烟。
四、人类的行动
1972年6月5日至16日,探讨保护人类环境战略的第一次国际交流大会——联合国人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩举行。会议通过了《联合国人类环境会议宣言》,简称《人类环境宣言》。同时联合国大会将“联合国环境会议”的开幕日——6月5日定为“世界环境日”,此后,联合国环境规划署每年都要在这一天发表环境现状、年度报告书,以期协调人类和环境的关系。
1974年5月成立了国务院环境保护领导小组。近几年,我国相继制定了《环境保护法》《海洋环境保护法》《森林法》《野生动物保护法》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等一系列有关保护环境的法律法规。
背景资料
[资料1]“伦敦烟雾事件”
素有“雾都”之称的英国伦敦,1952年12月5日至8日,又被浓雾笼罩。在这一段时间里,许多人突然患呼吸系统疾病,伦敦的各家医院一下子住满了病人。
4天中,死亡人数较常年同期增加4000多人。死者中,45岁以上者居多,约为平时死亡人数的3倍;1岁以下的死亡者,较平时增加约1倍,事件发生的一周中,因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱而死亡人数,分别为事件前一周中同类病症死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。因肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道疾病的死亡者,较平时成倍增加。
该事件与伦敦当时大量烧煤有关。煤烟尘经久不散,在恶劣的气象条件下,遇到逆温,靠近地面处大气污染物如烟尘、二氧化硫大量聚集,大雾变成了刺激性很强的酸雾。
伦敦公害事件发生以后,1956年、1957年又连续发生烟雾事件。1962年12月3日至7日,烟雾再度发生,又有约11000人患病,其中136人魂归西天。
[资料2]“核试验的阴影”
20世纪50年代中期,美国好莱坞出产的巨片《征服者》刚投放市场,便立即引起轰动,由著名影星约翰·韦思领衔的剧组班子一时间陶醉在成功的喜悦之中。
然而,谁也没有料到,伴随着成功的喜悦竟是巨大的打击。3年后,在影片中担任角色的女影星苏珊·海华因身患恶性肿瘤遽然而亡。6年之后,剧组的另一位女影星阿格妮丝·摩海德同样被癌症夺去了生命。22年之后,当年的主角约翰·韦思也同样因癌症而魂归西天。奇怪的是,悲剧没有从此中止。到了80年代初,《征服者》原剧组220人中竟有91人患上了癌症,其中有46人离开了人世。悲伤的气氛笼罩着好莱坞影城,这一幕幕悲剧引起了全世界的惊诧和关注。
一大批科学家迅速赶来了。经过反复调查,集中会诊,人们最后终于查出了原因。原来,影星们患上的癌症与圣乔治沙漠的沙粒有关。影片《征服者》所表现的是成吉思汗征服中亚的历史事件。当时摄制组在外景地圣乔治沙漠紧张地活动了2个月,拍摄了大量精彩的镜头。
随后,他们又用卡车将许多沙子运进摄影棚,继续该片的内景拍摄。不料,这些小小的沙子竟然酿成如此惨剧,实在令人痛心和震惊。原来,在圣乔治沙漠200千米以外的内华达州,有个美国原子弹试验基地,腾空而起的蘑菇云,将放射性物质四处扩散,严重污染了圣乔治沙漠,才导致了众影星罹难的惨剧。
[资料3]“温室效应”与全球变暖
“温室效应”是怎么回事呢 在温室里,玻璃能让阳光进入室内,但它却吸收了一定比率的热辐射,并阻挡了这些入室的热辐射返回空间。这样,不需要任何形式的加热补偿,温室内白天的温度就会比室外气温高出许多。农业生产上的塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床以及北方的塑料大棚菜畦,都是利用了这个道理。
大气中,有一些气体,具有与玻璃相似的作用——让阳光到达地球,阻碍热量从地球表面散发出去,从而维持了地球表面的气温。这种效应,就如同温室的作用一样,称为“温室效应”。能产生温室效应的气体有:二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氯氟烃、臭氧等气体,这些气体被称为“温室气体”。
大气中的二氧化碳为主要温室气体。二氧化碳浓度越高,保温作用就越强,会使地球温度升高。金星的大气层中CO2含量高达97%以上,因此,温室效应相当显著,其表面温度高达465~485℃,在那里,锡、铅、锌等金属都会熔化为液体。随着工业的发展,人类使用燃料越来越多,向大气中排出的二氧化碳与日俱增。加之,乱砍滥伐使森林面积减少,导致对CO2的吸收能力降低,由此引起大气中CO2浓度的升高。某些专家已经提出警告:到2057年,世界的热带雨林可能全部消失。那么,在不到100年至150年的时间里,大气中的CO2将显著增加。“温室效应”的作用将愈演愈烈,全球将会变暖。据科学家估计,到21世纪中叶,地球表面平均温度可能上升1.5~4.5℃。
南北极的高山冰川融化,而使海平面上升。海水的上涨将会带来灾难性后果:沿海城市被海水吞没,使很多人无家可归,成为“生态难民”。
[资料4]“疯猫跳海”
从1953年到1956年,在日本熊本县水俣湾附近的小渔村,出现了许多怪异的现象。一向温顺的猫变得步态不稳,抽筋麻痹,最后疯狂地跳入水中溺水而死,当时人们谓之“自杀猫”。更令人惊讶的是,人群中出现了大批口齿不清、步态不稳、面部痴呆的患者,进而发展为耳聋眼瞎,全身麻木,最后精神失常,他们时而酣睡不醒,时而兴奋异常,身体弯曲成弓,高叫而死。各种猜测与流言不胫而走,恐怖笼罩着周围地区,这就是闻名世界的日本公害事件之一——“水俣病事件”。
后经调查研究于1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染,特别是长期食用被污染的鱼贝类引起的甲基汞慢性中毒。这是由水俣氮肥厂排出的含氯化甲基汞(CH3HgCl)的废水污染海域后所造成的结果。
[资料5]“痛痛病”
继水俣病之后,日本又发现了一种怪病。患病初期,患者只是感到腰部和手足等处关节疼痛,后来又发展为神经痛、及至骨骼软化、萎缩、自然骨折、在剧痛难忍中丧生。对死者进行尸体解剖发现,他们全身多处骨折,有的竟达到73处,身高也缩短了几十厘米。这种病因不明的疾患,就被称为“痛痛病”。
经过调查,痛痛病发生在日本富山县神通川下游镉污染地区,病因就是当地居民长期饮用被镉金属污染的河水和食用此水灌溉的含镉稻米。这些镉是从哪里来的 原来,日本三井金属矿业公司在神通川上游开设了炼锌厂,炼锌厂经年累月向神通川排放废水,其中含有大量镉离子,于是镉便由食物链进入人体,积累到一定的数量后便引发了痛痛病。
痛痛病事件从1955年一直延续到70年代。据统计,1963年至1979年共有患者130人,其中81人真的痛死了。
[资料6]拿破仑之死和自贡恐龙绝灭之谜
不可一世的法兰西第一帝国君主拿破仑于1821年在圣赫勒拿岛死去。拿破仑究竟死于何人之手 100多年来一直是个谜。
随着科技的发展,20世纪70年代,科学家用重要的环境污染“监测器”——头发,分段分析其微量元素的浓度,以了解各时期内微量元素的摄入情况。结果发现拿破仑的头发里砷的含量比正常人高出40倍,而圣赫勒拿岛上的食用水中含有较多的砷。历史之谜终于揭开,叱咤风云的拿破仑,死于慢性砷中毒。
无独有偶,近年来我国科学家在研究国内外罕见的十分壮观的我国四川省自贡市恐龙遗址时,发现这里大量石化了的恐龙骨骼与残骸重重堆积的奇异景象竟同样是由微量元素砷所造成的。
地质学家通过多年研究,发现自贡恐龙骨骼中砷的含量达100~300 mg/kg,比一般动物骨骼高出数百倍至数千倍,对此地岩中残存的碳化植物的碎片进行化学分析后,发现当时植物中砷的含量高达100~1000 mg/kg。正是自贡当年格外丰盛的水草和参天大树,使云集在这里的众多恐龙发生积累性的慢性食物中毒而大批死亡以致绝灭。盛极一时的大恐龙,断送在元素砷之手。
[资料7]女儿国之谜
《西游记》中描写了唐僧一行西去取经路过女儿国的故事。众人不相信真有其事,如果真如此,那么怎能繁衍后代 岂不是种族灭绝,国之不存了吗
曾在广东某一山区的村寨里,数年前连续出生的尽是女孩,人们急了,照此下去,这个地区岂不也变成女儿国了吗 有的人求神拜佛,也无济于事。有位风水先生开言道:“地质队在后龙山寻矿,把龙脉破坏了,这是坏了风水的报应啊!”于是,迷信的村民,千方百计找到了原来在此地探矿的地质队,闹着要他们赔“风水”。地质队又回到了这个山寨,进行了深入的调查,终于找到了原因,原来是在探矿的时候,钻机把地下含铍的泉水引了出来,扩散了铍的污染,使饮用水的铍含量大为升高,长时间饮用这种水,而导致了生女不生男。后经治理,情况得到好转,在“女儿国”里又生出男孩了。
[资料8]“赤潮”与水体富营养化
“赤潮”是一种危害巨大的自然灾害,它会造成水质恶化和鱼类的大量死亡。20世纪以来,赤潮在世界各地频频发生,日本的濑户内海是赤潮的高发区,仅1976年就发生了326次之多。我国近来也时有发生,其中以1989年黄骅海域赤潮事件最大,损失最重(达3亿元人民币)。1998年春天,又一股来势汹涌的赤潮横扫了香港海和广东珠江口一带海域。赤潮过处,海水泛红,腥臭难闻,水中鱼类等动物大量死亡。当地的各类养殖场损失惨重。据《经济日报》1998年5月3日报道,此次赤潮事件,香港渔民损失近1亿港元;大陆珍贵养殖鱼类死亡逾300吨,损失超过4000万元。一时间,各新闻媒体炒作纷纷,人们不禁要问,何为“赤潮” 它是如何发生的
赤潮的发生机理至今尚无定论。一般认为,适度的水温、盐分、营养盐、促生质(促进藻类生长的物质)等各种因素都是赤潮生物的增殖因子。而水体富营养化亦即含氮磷营养盐的富集是赤潮发生的一个不可缺少的先决条件。
水体富营养化并非新生事件,自然界一直都存在这一现象。所谓沧海变桑田,部分原因就在于水体富营养化。它使湖泊等先变为沼泽,最后变为草原和森林,但这是一个成千上万年的过程。如今人类的活动使之变得异常剧烈。大量含氮、磷肥料的生产和使用、食品加工、畜产品加工等工业废水和大量城市生活污水特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理或处理不达标准即行排放,成为当今水体富营养化过程的重要物质来源。水体中过量的磷、氮营养盐,成为水中微生物和藻类的营养,使得蓝、绿藻和红藻迅速生长,急剧繁殖。它们的繁殖、生长、腐败,引起水中氧气大量减少,导致鱼虾等水生生物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外,由于死亡藻类分解时会放出一些CH4、H2S等气体,使海水变得腥臭难闻,水质恶化。这种由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染,叫做水体的“富营养化”。这种现象在海湾出现叫做“赤潮”,如果是发生在淡水中,又叫做“水华”。因此,水体富营养化是赤潮(或水华)的先兆,赤潮是水体富营养化的结果。
这时需要着重说明的是合成洗涤剂,它由表面活性剂、增净剂等组成。表面活性剂在环境中存留时间较长,消耗水体中的溶解氧,对水生生物有毒性,能造成鱼类畸形。增净剂如磷酸盐,可使水体富营养化。那么,如何治理水体富营养化呢
最有效最简单的办法莫过于把含大量氮磷元素的废水堵截在进入天然水体之前。例如,禁止含磷洗涤剂的生产和使用,对城市工业和生活污水进行净化处理,往污水中加入Ca(OH)2和Al2(SO4)3等沉淀剂除去磷等等。
[资料9]居室污染与防护
人的一生绝大部分时间是在室内(家庭居室、办公场所、商店宾馆、车辆飞机)度过的。人们已从室内空气中鉴定出300多种挥发性化学物质。尽管其含量一般仅在mg/kg或ug/kg级水平,甚至更低,而且由于人们长时间滞留于室内,其影响是十分严重的。医学研究表明,由上述原因造成的室内化学污染是呼吸道、心血管疾病和癌症的重要诱因。
1.建筑装璜装饰材料污染
随着生活水平的提高,各种新型建筑装璜装饰材料进入了家庭,成为新的化学污染源。家具、墙纸、天花板、化纤地毯、塑料地板、隔热材料等中所含的甲醛在长期持续缓慢地释放出来。各种树脂、油漆、乳胶、涂料、粘合剂等也大量释放出甲醛。塑料制品受热潮解时容易发生变性释放出甲醛。调查发现,装饰程度较高的居室中,甲醛浓度竟为室外的46倍。甲醛为细胞原浆毒,可经呼吸道、消化道及皮肤吸收,对皮肤有强烈的刺激作用,可引起组织蛋白的凝固坏死,对中枢神经系统有抑制作用。动物试验证明甲醛是致肺癌物。室内含量达30 mg/m3时可当即致死。因此,研制新一代环保型装璜装饰材料,实现装璜的环保化、绿色化,已经提到议事日程上来。控制甲醛污染的有效方法是关闭门窗,在室温27℃以氨水熏蒸几个小时。装修中使用的各种溶剂、粘合剂可造成苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯等挥发性有机物的污染。油漆中用做稀释剂的香蕉水,含苯或甲苯达50%~55%,其毒性作用主要表现在对神经系统的先兴奋后抑制作用,对皮肤粘膜有刺激性。中毒后出现头痛头晕、心动过速,重者出现意识障碍、抽搐,可发生脑水肿、呼吸衰竭甚至死亡。
2.厨卫污染
炊事燃烧、分散取暧是居室空气的主要污染源之一。各种燃料(煤、石油、液化气、天然气)、木材、纸张等,在供氧不足下不完全燃烧,生成大量多环芳烃(PAH)。在400℃~800℃下芳香烃逐渐聚合或环化生成的苯并[a]芘是强致癌物。SO2、酚等促进致癌物与苯并[a]芘等联合作用,使肺癌死亡率逐渐上升。家用炉具排放的烟气中苯并[a]芘可达1000 μg/m3。流行病学研究表明,煎、炒、烤、烘等高温烹调加工中,烹调油在270℃高温下分解,其烟雾中含有多环芳烃苯并[a]芘、苯并蒽,而食用油与鱼、肉等食品一起在高温下能生成烃类、醛类、羧酸、杂环胺等200多种物质,其遗传毒性远大于苯并[a]芘。香肠、熏鱼、烤牛肉、烤焦的鱼皮以及直接在火上烤的牛排中,苯并[a]芘的含量分别高达1.0~10.5 μg/kg。而爱吃烟熏食物的冰岛人的胃癌发生率很高。故应改革炉灶,使用脱排油烟机,注意通风、消烟、除尘,减少高温烹调,提倡烹饪电气化。
卫生间、下水道散发的气体中含有H2S、甲硫醇、甲硫二醇、乙胺、吲哚等,有毒性,会引起呕吐、降低食欲。空气中H2S含量为30~40 mg/m3时即会引起眼睛及呼吸道症状。而若在低浓度下长时间接触,也会发生慢性中毒反应,头痛、眩晕、记忆力和免疫功能下降。吸烟与肺癌的增长呈正相关。香烟烟雾中含有相当数量的多种PAH、氮氧化物、正尼古丁、假木贼碱以及As、Ni、Cr等多种致癌物和CO、HCN等多种有害物。用GC/MS分析烟草焦油中的PAH有150多种,其中致癌的有10多种。每100支烟中含苯并[a]芘3.0μg~ 4.0 μg,二苯并[a,j]蒽0.4 μg,苯并[b]荧蒽0.3 μg,苯并[j]荧蒽0.6 μg。吸烟有害健康,被动吸烟者同样受到严重威胁。
3.化妆品污染
美容热使形形色色的化妆品涌入家庭。专家告诫,应慎用各种化妆品。临床发现,使用化妆品引起皮炎患者增多。化妆品中的色素、香料、表面活性剂、防腐剂、漂白剂、避光剂等都可导致接触性皮炎。香水、防晒剂、染发剂中含的对苯二胺,口红中含的二溴和四溴荧光素都具有变应原性质,可引起皮肤红肿、搔痒,发生变应性接触性皮炎。胭脂、眉笔的笔芯亦含有变应原,可引起眼睑变应性接触性皮炎。使用含雌激素的化妆品能引起儿童性早熟发育症状。洗发香波中含的苯酚有毒性。其口服致死量为2 g~15 g。若苯酚通过皮肤大面积吸收进入体内,对内脏、肾功能和神经系统有广泛的破坏作用,严重者1小时内可死亡。洗发水含苯胺类化合物,溅入眼内,2天内眼球表面就出现广泛损伤,并能渗入晶体引起白内障。苯胺毒性很高,它通过肺呼吸、口服和皮肤接触进入体内。含氢醌的皮肤漂白剂、含巯基醋酸的冷烫剂、含硫化物的脱毛剂以及指甲化妆品常可引起刺激性接触性皮炎。国家规定祛斑霜的含汞量应低于百万分之一,但有些祛斑霜含汞量竟高达2%。长期使用后导致发汞、尿汞含量增高,引起慢性汞中毒。有些化妆品含有四氧化三铅(俗称丹红)或碱式碳酸铅(俗称铅白),进入人体或呼吸道易引起铅中毒。因此从医学的角度来看,不化妆、不染发、慎用化妆品、崇尚自然美,是现代女性最佳的养生之道。
4.日用化学品污染
家庭中广泛使用着各种日用化学品。美国环保局宣称,从油漆到洗涤剂,家家都有有毒化合物。各种家用除虫剂、消毒剂、洗涤剂、衣服干洗剂、空气清新剂、家具擦光剂、擦玻璃剂,它们是有用的,但同时也在散发出有毒气体。一些日用化学品含有挥发性溶剂,如汽油,长期使用有诱发心脏病的危险。毒性很高的苯胺有少量用于生产家用化学品、涂料、光漆、染料、抗氧化剂、除草剂、杀虫剂、杀菌剂。家用杀虫剂如萘(卫生球的主要成分)若误服、皮肤沾染或吸入高浓度蒸气均可损害肝、肾。广泛用做溶剂、灭火剂、干洗剂的CCl4,用做去油剂、干洗剂的CH3CCl3,用做致冷剂、发泡剂的CHF2Cl等是主要的氯代烃污染源。在农药、油漆、油墨、复写纸、粘胶剂等中用做添加剂、在塑料中用做增塑剂的多氯联苯(PCBs),是毒性极大的有机氯化物,可诱导肝癌、腺瘤的发展,并能通过母体转移给胎儿致癌。多氯代二苯并二恶英(PCDD)、多氯代二苯并呋喃(PCDF)是目前毒性最大的有机氯化物。杀虫剂、除草剂的大量使用,使环境中的PCDD、PCDF含量升高,每年进入环境的量可达106 g。
5.放射性污染
烟叶中含U、Ra—226、Po—210、Pb—210等放射性物质。我国6个品牌香烟中,Po—210含量为8.5×10-13 Curie/g。这些放射性物质被吸入支气管并在其分叉位积累,导致支气管上皮肿瘤。打火机使用的电石(氯化稀土产品)含微量U、Th,总放射性比活度为2.5×10-6 Curie/kg。放射性稀有气体氡是严重的公害之一。氡是3种天然放射系在放射性衰变中的产物,由于其有很大的流动性,能随时被人吸入体内,并继续发生放射性衰变,形成“内放射”,严重损伤人体的组织和器官,因此应注意严格选用符合国家标准、放射性物质含量低的建筑材料。身居花岗岩地带的居民应警惕当地井水、泉水、矿泉水有无异常高的放射性。其饮用水宜存贮几天后再饮用。生活燃料煤中U、Th的含量分别可达 0.8 μg/g。 北方农村用无烟囱地炉做饭、取暖,室内环境常被天然放射性物质尤其是Po—210污染,某些居民头发中Po—210的含量竟高出一船居民50多倍。
6.化学过敏症和大楼综合症
近年来一种易被人忽视的现代文明病——“化学物质过敏症”频频见诸报端,这是指因长期大量接触化学物质而导致的人体过敏,它严重影响人们的正常生活。患者大多存在自律神经障碍、瞳孔对光线的反应及眼球运动出现异常。其主要症状为手脚发冷、失眠、咽喉疼痛、头痛、腹泻、皮肤炎症等。由于导致上述症状的原因十分复杂,医生往往无法及时明确诊断。报道对144名患者的发病原因进行统计分析,35%因居住在新房内;58%因使用了空气清新剂、杀虫剂、香水甚至修正液等化学用品;6%原因不明。其中有80%为女性。除了撤去患者身边引发过敏症的化学物质,服用维生素以增加营养,促进排毒,通过运动加快排汗等方法外,目前尚无更有效的治疗方法。
随着高层建筑的现代化,使用空调系统的封闭型办公场所常使不少工作人员出现眼睛发干发炎、鼻塞、头痛、胸闷、怠倦、嗜睡等症状,被称为“大楼综合症”。其诱因是多种多样的;湿法复印机散发的碳氢化合物使人疲劳、皮肤疼痛、发炎;干法复印机逸出的臭氧能刺激眼睛与呼吸道,引起炎症;电脑、信息处理装置的荧光屏释放出的正离子影响人体的新陈代谢,降低对疾病的抵抗力,导致荧光屏皮疹;荧光照明设备的紫外线和空气中各种化学成分一起,产生光化学烟雾,影响视力。人体也是一种污染源,从呼吸道排出的化学物质有149种,通过尿和皮肤排出的有151种和171种。这些化学物质滞留在密闭的室内,对健康造成危害。
7.电子雾污染
电子雾污染虽不属于化学污染,但在室内环境污染中也处于举足轻重的位置,在此值得一提。空调、彩电、计算机、冰箱、电热毯等各种电子产品在使用中都不同程度地发出电磁波——电子雾。电子雾会使人头痛、疲乏、神经质、睡眠不安,影响儿童发育。生物学家调查发现,1969年~1982年美国马里兰州有951名男子死于脑瘤,其中大部分是电工或电气工程师。而在高压线附近工作的人体内癌细胞的生长速度比一般人快24倍。因此从安全起见,人与彩电之间的距离应保持4 m~5 m,离开荧光灯管2 m~3 m;卧室内勿放置冰箱,电热毯变热后应及时切断电源。移动电话、对讲机发出的高频电磁波对健康有影响,经常长时间使用会产生头痛、注意力分散、眼睑抽搐、记忆力衰退等症状。故能使用普通电话时尽可能不使用移动电话。
第三节 硫酸硝酸和氨
(第1课时)
教学目标
1.复习硫酸酸性,学习并掌握浓硫酸吸水性、脱水性,浓硫酸的氧化性。
2.通过学习浓、稀硫酸性质的比较,引导学生从量变引起质变角度,加深对自然辨证法的认识
3.培养学生的探索精神、动手能力、思维能力和创造能力。
教学重点、教学难点
重点:浓H2SO4的强氧化性
难点:浓H2SO4的强氧化性
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
新课导入 “会当凌绝顶,一览众山小”。让我们攀越硫的最高山峰,去领略它特别的风光。
新知学习 实验探究 请大家分述以下实验的实验现象,并写出有关反应的离子方程式。 学生叙述并分析稀硫酸显酸性的原因:H2SO4=2H++SO
过渡 稀硫酸主要体现酸的通性,那么浓硫酸呢?硫酸的浓度不同,会不会引起性质上的差异?如何通过实验验证你的结论? 学生猜测并设计验证实验。
实验探究 1、展示一瓶浓硫酸 观察现象,总结物理性质,体会浓、稀硫酸的区别。
思考交流 现有失去标签的浓硫酸、浓盐酸各一瓶(瓶相同,酸体积相同),不用化学方法如何鉴别 根据是什么 注意观察、对比。根据物理性质的区别。 学生分析总结
整理归纳 1.物理性质浓硫酸是一种无色油状液体。高沸点难挥发的强酸,密度大,极易溶于水。
过渡 浓硫酸与稀硫酸中溶质都是硫酸,那么它们的化学性质是否一样?
实验探究 1、用玻璃棒蘸取浓硫酸滴兰色石蕊试纸上(试纸先变红后变黑)2、在胆矾晶体中加入浓硫酸,(固体由兰色变为白色) 观察实验现象
思考交流 石蕊试纸先变红,后变黑,黑色