第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.1 硫及其化合物
教学设计
教学目标
知识与技能
认识硫元素在物质中具有不同价态,通过氧化还原反应实现含有不同价态硫元素的物质的相互转化;
从硫的原子结构,理解硫单质的化学性质;
掌握二氧化硫的氧化性和还原性,区分二氧化硫与氯水漂白性;粗盐中可溶性杂质的除杂方法。
掌握硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验,了解几种常见的硫酸盐。
过程与方法
培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。
以硫及其化合物的性质为载体,以实验设计为核心,训练学生对已有知识进行分析综合、归纳演绎的思维能力。
情感态度与价值观
(1)逐步培养勤于思考,勇于探究的科学品质,严谨求实的科学态度。
(2)培养学生能主动关心与环境保护,资源综合利用等有关的社会热点问题,形成与环境和谐共处,合理利用自然资源的观念。
教学重难点
1.教学重点
硫及其化合物的相互转化;硫及其化合物性质的综合运用
2.教学难点
硫及其化合物性质的综合运用
教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【复习】初中我们学过硫在空气和纯氧中燃烧的实验,我们都应该知道硫是什么颜色的?硫在空气和氧气中的现象是什么?产物是什么? 【学生】硫是黄色的粉末,在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧生成明亮的蓝紫色火焰,均有刺激性气味的气体生成。产物是二氧化硫。 【师】回答的很好!我们初中学的知识比较简单,高中会具体介绍硫及其化合物的相关性质,让我们一起来看一下吧! 设问激发求知欲
2.探索新知 【板书】一、硫的性质和用途 【师】我们先来看看硫原子结构,请同学来填空。 【展示PPT】引导学生回答。 【学生】硫是非金属元素,位于元素周期表的三周期ⅥA 族,易得电子,形成-2价硫的化合物,与氧元素相比,硫的得电子能力弱,所以含硫化合物常以+4、+6,而氧为-2价。 【师】回答的很好!硫在自然界存在的形态有两种,一种是游离态,也就是我们知道的硫单质,俗称硫黄,主要存在火山喷口附近或地壳的岩层里。另一种是化合态,主要以硫的氧化物和硫酸盐的形式存在,如硫铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)、石膏(CuSO4·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)。 【展示PPT】展示硫的化合物的图片。 【师】研究一种物质,首先要研究它的性质,我们先来学习硫的物理性质吧! 颜色状态脆性溶解性黄色固体 粉末很脆难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳
【想一想】如何清洗附在试管壁上的硫粉? 【学生讨论】因为硫易溶于二硫化碳,可以用二氧化碳清洗试管。 【师】不错!看来大家都非常聪明,那我们下面来学习硫的化学性质 【展示PPT】 (1)氧化性 ①与金属反应 2Na + S Na2S (剧烈反应,轻微爆炸) 2Al + 3S Al2S3 Fe + S FeS (黑色) 2Cu + S Cu2S (黑色) ②与非金属反应 H2 + S H2S (2)还原性 S + O2 SO2 (在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,均产生刺激性气味。) S + 2H2SO4(浓) 3SO2↑ + 2H2O 注意:硫与氧气反应只能生成SO2,不能生成SO3 (3)既有氧化性又有还原性 3S + 6NaOH 2Na2S + Na2SO3 +3H2O 【师】大家把相关的方程式记下来,深刻理解硫单质的化合价为0,可升可降,所以硫既有还原性,又有氧化性。硫有哪些用途呢? 【展示PPT】 (1) 制农药:石硫合剂用于杀死果树害虫。 (2)制黑火药:S + 2KNO3 +3C K2S + N2↑ +3CO2↑ (3)消除汞:不慎洒落水银,可撒上硫粉。 (4)工业制造硫酸、硫化天然橡胶。 【师】硫的性质和用途,咱们学完了,大家一定加深了对硫的认识。那我们来学习硫的氧化物和氢化物。 【板书】二、硫的氧化物和氢化物 【展示PPT】 (1)物理性质 颜色状态气味密度溶解性沸点毒性无色气态刺激性比空气大易溶于水低,易液化有毒
(2)化学性质 ①酸性氧化物的通性(NaOH) SO2 +NaOH = Na2SO3 + H2O SO2 + NaOH = NaHSO3 ②氧化性(H2S) SO2 +2H2S= 3S +2H2O ③还原性 2SO2 + O2 2SO3 SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 ④漂白性 使品红溶液褪色,加热后恢复颜色 【师】我们说二氧化硫是酸性氧化物,那么二氧化硫能与水反应生成相应的酸。我们通过实验来验证一下吧! 【实验】SO2与水反应 把充满SO2、塞有橡胶塞的试管倒立在水中,在水面下打开橡胶塞,观察试管内液面的上升。待液面高度不再明显変化时,在水下用橡胶塞塞紧试管ロ,取出试管,用pH试纸测定试管中溶液的酸碱度。 【学生活动】学生动手进行实验操作。并观察现象 【学生】现象:pH试纸测定试管中溶液显酸性。 【师】那么二氧化硫和水反应生成什么? 【学生思考】原理: SO2 + H2O H2SO3 【师】这是可逆反应,在用一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行。 SO3 + H2O = H2SO4 【多媒体播放实验】SO2漂白性,请学生观察实验现象。 【学生】现象:通入SO2后,品红溶液褪色。加热后恢复颜色。 【师】为什么会这样呢? 【学生】与品红反应生成不稳定的无色物质,加热后无色物质容易分解而恢复颜色。 【思考?讨论】有两瓶经过CI2和SO2漂白的品红溶液,如何通过简单实验鉴别?将等量Cl2与SO2通入品红溶液,漂白性是否增强? 加热,?恢复红色的是经过SO2漂白的品红溶液,否则是Cl2漂白过的品红溶液。将等量Cl2与SO2通入品红溶液,漂白性会消失,因为两者发生反应生成了H2SO4和 HCl。 【师】大家的父母有没有喝红酒的?大家回家可以看一下红酒的原料,一般都会写葡萄汁、二氧化硫。那有同学问了,二氧化硫不是有毒吗?为什么还要加入?那是因为在酿制过程中,某些细菌会影响到发酵,添加适量二氧化硫可以起到杀菌的作用,目前我国对于红酒中总二氧化硫的最大残留量不得超过50mg/kg。大家还知道二氧化硫的哪些用途? 【学生】①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等②杀菌消毒,可做食品添加剂③工业制备三氧化硫 【师】刚才我们学习了哪种物质和水反应生成硫酸? 【学生】三氧化硫 【师】那我们说三氧化硫是硫酸的酸酐。三氧化硫有哪些性质呢? 【展示PPT】 (1)物理性质 常温常压下,SO3是无色液体,熔点16.8℃、沸点44.8℃。 标准状况下,SO3为固体。 (2)化学性质 酸性氧化物,是硫酸的酸酐。 ①能与水反应,使紫色石蕊试液变红 ②与碱性氧化物反应:如CaO , CaO + SO3 = CaSO4 ③能与碱反应:如Ca(OH)2 , Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4 +H2O (3)工业制法 2SO2 + O2 2SO3 【师】硫化氢是一种无色、臭鸡蛋气味的气体,大气污染物。硫化氢可以与碱反应、硫化氢还具有强的还原性,并且具有可燃性。来学习一下相关方程式。 【展示PPT】 H2S + OH-(过量) =S2- + 2H2O; H2S + OH- (少量) = HS- + H2O 2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S ↓ + 2HCl 2H2S + 3O2 2SO2 + 2H2O 2H2S + O2 2S + 2H2O 【师】大家有泡过温泉吗?相信喜欢泡温泉的人一定知道硫磺泉,其实硫磺泉就是硫化氢泉。含有硫化氢的温泉对皮肤病有一定疗效。硫化氢可以制备高纯度的硫磺,也应用于化学鉴定分子金属离子等。 【师】酸雨我们都知道,让同学们根据自己的认知帮老师来填空。 【展示PPT】 【学生】(1)形成酸雨的物质为氮的氧化物、硫的氧化物。 (2)大气中SO2主要来自煤、石油等燃料的燃烧,金属的冶炼、硫酸工业排放的废气。 (3)酸雨的防治措施:对燃烧生产的酸性物质加以控制,改变含硫矿石结构,开发和利用清洁能源。 【师】酸雨形成的原理: 3NO2+2H2O = 2HNO3+NO
2SO2+O2 (加热) = 2SO3 SO3+H2O = H2SO4
【板书】三、硫酸 【师】硫酸是化学常用的试剂之一,在工业上如何制取呢? 【展示PPT】 1、物理性质 难挥发;浓硫酸与水以任意比互溶,溶解时可放出大量热;浓硫酸稀释方法:将浓硫酸缓慢倒入水中,边倒边搅拌。 2、化学性质 (1)酸的通性(稀硫酸) ①使紫色石蕊溶液变红,酚酞溶液不变色。 ②与活泼金属反应,如 Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ ③与碱性氧化物反应,如 CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O ④与碱反应,如 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O ⑤与某些盐反应,如Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O (2)浓硫酸的特性 ①吸水性(常用作干燥剂) 可干燥的气体有:H2 、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、 C2H2 、 C2H4等。 不可干燥的气体:碱性气体,如NH3;还原性气体,如H2S、HI等。 ②脱水性 按水的组成比脱去某些有机物中的氢、氧元素,使有机物脱水。如使纸张、棉花、木材、蔗糖等有机物脱水炭化(变黑)。 ③强氧化性 ⅰ.与绝大多数金属反应 (以铜为例) 【实验】 『 实验原理』金属 + H2SO4(浓) 高价态金属硫酸盐 + SO2 + H2O 『 实验现象』铜丝表面有气泡产生;试管中品红溶液褪色;试管中紫色石蕊溶液变为红色;将A试管里的溶液慢慢倒入水中,溶液变为蓝色。 『 实验结论』Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2 +2H2O 注意:Fe、Al 遇到冷的浓硫酸或浓硝酸会产生钝化反应。 应用:用铁罐来贮运浓硫酸,用铝槽车盛装浓硝酸。 ⅱ.与非金属反应 ⅲ.与还原性物质反应 ⅳ.难挥发性 由于浓硫酸是高沸点、难挥发性酸,所以能够制取易挥发性酸,如HCl、HNO3等。 【师】硫酸有哪些用途? ①硫酸是重要的化工原料,用于制化肥、农药、炸药和染料。 ②也可用于石油精炼、金属加工前的酸洗及制备易挥发性酸。 【实验】检验硫酸根离子的探究实验 实验操作实验现象实验结论在试管中加入少量稀硫酸,滴入几滴BaCl2溶液,再滴入少量稀盐酸,振荡,观察现象。先生成白色沉淀?,加入盐酸后??沉淀不溶解???。???????SO42-?与Ba2+反应生成不溶于盐酸的白色沉淀。 Ba2+?+SO42-?=BaSO4↓
在试管中加入少量Na2SO4溶液,滴入几滴BaCl2溶液,再滴入少量稀盐酸,振荡,观察现象。先??生成白色沉淀????,加入盐酸后??沉淀不溶解???。???????在试管中加入少量Na2CO3,滴入几滴BaCl2溶液,再滴入少量稀盐酸,振荡,观察现象。先??生成白色沉淀????,加入盐酸后??沉淀溶解且有气泡产生???。?????? CO32-?与Ba2+反应生成白色沉淀BaCO3,可溶于盐酸。
检验SO42-的操作:待测液经盐酸酸化,取上清液滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则有SO42-存在。 【师】盐酸算话的原因是什么? 【学生】排除CO32-、SO32-、Ag+等离子干扰。 【展示PPT】粗盐提纯 除去粗盐中可溶性杂质 ①粗盐中主要有Mg2+ 、Ca2+ 、SO42-杂质离子。 【师】加入试剂的顺序能改变吗? 【板书】①NaOH 、BaCl2、Na2CO3、HCl ②BaCl2、Na2CO3、NaOH 、HCl 【板书】四、不同价态含硫物质的转化 【师】硫元素是地壳、地幔中大量存在的元素,大多以硫化物形式存在,少部分以单质硫形式存在,火山喷发时容易随熔岩被运送到地表。地下的硫元素会与砷铁汞锑等元素化合生成含硫矿物。我们用框架的形式来展示含硫物质的相互转化。 【学生活动】书写相关的方程式 【展示PPT】展示方程式 通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力,激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成同步练习
四.板书设计
5.1 硫及其化合物
一、硫的性质和用途
二、硫的氧化物和氢化物
三、硫酸
粗盐提纯,加入试剂的顺序:
①NaOH 、BaCl2、Na2CO3、HCl
②BaCl2、Na2CO3、NaOH 、HCl
四、不同价态含硫物质的转化第五章 化工生产中的重要非金属元素
第三节 无机非金属材料
教学设计
教学目标
知识与技能
了解硅及二氧化硅的主要性质及应用;
了解硅在半导体工业和二氧化硅、传统的硅酸盐制品和新型的无机非金属材料的应用;
认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响。
过程与方法
学习能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
情感态度与价值观
(1)逐步培养勤于思考,勇于探究的科学品质,严谨求实的科学态度。
(2)使学生体会组成材料的物质的性质与材料的性能的密切关系,认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响,学会关注与化学有关的社会热点问题,激发他们学习化学的热情。
教学重难点
1.教学重点
硅、二氧化硅的性质与用途、硅的制备
2.教学难点
硅、二氧化硅的性质与用途
教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代文明的三大支柱。20世界80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志,就是因为材料与国民经济建设、国防建设和人民生活密切相关。 中国瓷文化流传已久,日常生活中用到的瓷器、计算机中央处理器、传导电话的光缆,化学实验室的玻璃仪器,我们建筑用的水泥,是什么材料制成的? 【多媒体展示】陶瓷、水泥、玻璃的图片 设问激发求知欲
2.探索新知 【板书】一、硅酸盐材料 【师】我们熟知的陶瓷、玻璃、水泥作为传统无机非金属材料的主角,应用广泛。你们能想到陶瓷、玻璃、水泥是硅酸盐制品吗? 【学生活动】阅读教材,了解陶瓷、玻璃、水泥,填表格。 【师】学习了硅酸盐制品,我们也需要掌握硅酸盐的组成、结构和性质。 【师】对比碳酸盐,硅酸盐有哪些元素组成? 【生】硅酸盐是有硅、氧、金属元素组成的。 【多媒体展示】展示硅酸盐的结构示意图。 【师】在硅酸盐中硅原子和氧原子构成了硅氧四面体,如图所示,四面体通过顶角的氧彼此相连,每个氧原子为2个四面体所共有。 【师】利用我们对陶瓷、玻璃、水泥的认识及硅酸盐的结构,谈一谈,硅酸盐的性质。 【生】多数硅酸盐具有硬度高、熔点高、难溶于水、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 【师】也正是硅酸盐的性质决定它的用途,作为一类优良的材料得到广泛应用 【思考与讨论】普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英砂为原料,经混合、粉碎,在玻璃窑中熔融,发生复杂的物理变化和化学变化而制得。你能写出发生反应的化学方程式吗? 【学生活动】写出反应方程式。 【师】随着科技的发展,无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系,一系列新型无机非金属材料相继问世。 【师】在美国旧金山,有个最大的高科技工业园区,称之为“硅谷”。它是现代电子工业和计算机发展的基地。这说明硅在电子工业革命中起着非常重要的作用。 【师】同学们还记得硅在地壳中的含量是多少吗? 【生】在地壳中,硅的含量位居第二,仅次于氧。 【师】自然界中无游离态的硅。硅的化合物几乎全部是二氧化硅和硅酸盐。广泛存在于各种矿物和岩石中。 【师】硅在元素周期表中的什么位置? 【生】位于第三周期、第ⅣA族。最外层电子为4个,既不容易的电子,又不容易失电子。 【多媒体展示】硅的空间结构示意图。 【生】硅晶体是正四面体结构的。 【师】没错,在形态上,硅呈现晶体和无定形的状态。 【师】由于硅元素处于金属元素与非金属元素的过渡位置,其单质的导电性介于导体与绝缘体之间,主要用于半导体材料。同学们观察硅单质的图片,还能得到硅的哪些性质? 【生】灰黑色、有金属光泽。 【师】硅的硬度大、熔点高、质地软。 【师】①常温下,硅与氢氟酸、氟气、强碱溶液反应。 【学生活动】写出相关的方程式。 【师】②加热(高温)条件下,硅与O2、Cl2、C、N2等非金属反应。 【学生活动】写出反应方程式。 【师】晶体硅中杂质会影响其导电性,因此会影响其导电性,因此必须制备纯度硅。工业上用焦炭还原石英砂可制得含有少量杂质的粗硅。 【多媒体展示】展示高纯硅制备的流程 【学生活动】写出高纯硅制备的原理。 【师】制备好的硅,有哪些用途呢? 【生】重要的半导体材料,信息技术的关键材料,主要用于制备硅芯片,应用于计算机、集成电路、晶体管等半导体器件中,还用于制造光电池。硅的合金用来制造变压器铁芯、耐酸设备等。 【师】石英玻璃、沙子、玛瑙的主要成分是什么?二氧化硅。石英、沙子、玛瑙、水晶,这些是二氧化硅的晶体;硅藻土是二氧化硅的无定形态。 【师】二氧化硅的结构是什么样的? 【多媒体展示】二氧化硅的结构示意图 【生】SiO2晶体是立体空间网状结构,每个Si结合4个O,每个O结合2个Si,N(Si):N(O)=1:2 【师】二氧化硅有哪些性质? 【生】硬度大、熔点高、不溶于水、不导电 【学生活动】学生验证二氧化硅分别与盐酸、硫酸、氢氟酸反应。 【生】二氧化硅不能与盐酸、硫酸反应,可与氢氟酸反应。 【师】二氧化硅是酸性氧化物,同样具备酸性氧化物的性质。 【师】二氧化硅有哪些性质? 【生】①水晶可用于制造电子工业的重要部件、光学仪器和工艺品。 ②用于制造光导纤维。 ③石英玻璃常用制造高温的化学仪器。 ④石英砂常用作玻璃原料和建筑材料 【师】介绍新型陶瓷、碳纳米管、碳纳米材料 通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力,激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成同步练习
四.板书设计
5.3 无机非金属材料
一、硅酸盐材料
二、新型无机非金属材料
1、硅
2、二氧化硅第七章 有机化合物
第三节 乙醇与乙酸
第2课时
教学目标
1、了解乙酸的组成、结构、主要性质和应用。
2、了解乙酸与人类生活和健康的知识,培养科学素养,提高生活质量。
教学重难点
乙酸的酸性、酯化反应
教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【导入】醋(Vinegar )是中国各大菜系中传统的调味品 。据现有文字记载,中国古代劳动人民以酒作为发酵剂来发酵酿制食醋,东方醋起源于中国,据有文献记载的酿醋历史至少也在三千年以上。"醋"中国古称"酢"、"醯"、"苦酒"等。"酉"是"酒"字最早的甲骨文。同时把"醋"称之为"苦酒",也同样说明"醋"是起源于"酒"的。 中国著名的醋有"神秘湘西"原香醋、镇江香醋、山西老陈醋、保宁醋、天津独流老醋、福建永春老醋、广灵登场堡醋、岐山醋、河南老鳖一特醋及红曲米醋。经常喝醋能够起到消除疲劳等作用,醋还可以治感冒的作用。 【师】我们生活中常见的醋的有效成分就是乙酸。 将化学与生活相结合,提出问题,激发学生的学习兴趣。
2.探索新知 【板书】一、乙酸的结构 【教师活动】介绍乙酸的分子式、结构式、结构简式,展示球棍模型、比例模型。请同学根据所掌握的信息搭建乙酸分子的结构模型。指出乙酸分子的官能团。 【学生活动】听讲,搭建模型。认识乙酸的官能团。 【教师活动】讲解羧酸的定义,列举乙酸、丙酸、丁酸的结构式,请同学们写出饱和一元羧酸的通式,并根据通式,写出甲酸的结构式。 【学生活动】聆听,动手写出饱和一元羧酸的通式及甲酸的结构式。 【强调】乙酸是指碳原子数为2的饱和一元羧酸,包括羧基中的碳。 【板书】二、乙酸的物理性质 【教师活动】展示白醋,通过学生观察、嗅气味,放进冰箱。认识乙酸的物理性质。 【学生活动】操作后,说出乙酸的物理性质。 【板书】三、乙酸的化学性质 1、酸性 【教师活动】准备药品,请学生分组进行实验探究乙酸的酸性。 【学生活动】探究,记录,观察实验现象并描述得出结论,回答问题,分析实验原理。 【思考与讨论】教师提问:学生回答:乙酸是酸,碳酸钙是盐,乙酸与碳酸钙的反应是利用了乙酸的酸性。 【板书】2、酯化反应 【教师活动】根据教材,请同学们分组进行实验制备乙酸乙酯。 【思考与讨论】教师提问: 1、试剂加入的顺序是如何? 2、导管口为什么在液面上方? 3、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液的作用分别是什么? 4、能否用NaOH溶液来代替饱和碳酸钠溶液? 5、如何鉴别乙酸乙酯、乙醇、乙酸?
6、还有哪些需要注意? 学生回答: 1、乙醇——浓硫酸——醋酸,或乙醇——醋酸——浓硫酸,不能先加浓硫酸,否则容易造成液体飞溅,造成事故安全。 2、防止饱和碳酸钠倒吸。 3、浓硫酸的作用:催化剂——加快反应速率、吸水剂——提高乙酸乙酯的产率;饱和碳酸钠溶液:降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层得到酯、与挥发出来的乙酸反应、溶解挥发出来的乙醇。 4、不能用NaOH代替饱和碳酸钠溶液,是因为NaOH溶液的碱性太强,促进生成的乙酸乙酯发生水解。 5、饱和碳酸钠溶液鉴别乙酸乙酯、乙酸、乙醇的最佳试剂(现象分别是液体分层、产生气泡、液体不分层)
6、①要加入沸石,防止液体发生暴沸。 ②对反应物加热不能太剧烈,以减少乙醇和乙酸的挥发。 【教师活动】讲解酯化反应,以乙醇与乙酸反应为例,分析酯化反应的实质,并指明酯化反应是取代反应。 【学生活动】从反应物断键位置、生成物成键位置理解酯化反应的本质。 【师】烧鱼时常加醋并加料酒,味道会更佳,原因是什么呢? 【生】因为醋中的只要成分是乙酸,料酒中的主要成分是醇,乙酸和乙醇生成乙酸乙酯,会放出香味。 【教师活动】展示乙酸乙酯结构式,请同学指出官能团,介绍乙酸乙酯的存在、性质及用途。 【学生活动】认识乙酸乙酯的结构式,书写官能团,认识乙酸乙酯的存在、性质及用途。 【板书】四、官能团与有机化合物的分类 【教师活动】讲解有机化合物的类别、官能团、代表物质及性质。 【学生活动】认真听讲,并填空。 通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力,激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结 【教师活动】回顾本节课内容,将本节课内容串联起来,请同学们重点记忆乙酸的酸性及酯化反应。理解研究乙酸的结构和性质的意义,能够用化学知识解释生活中的现象。 【学生活动】学生回忆本节课重点内容,完成课堂练习。 课堂总结,连贯知识,强化重难点。
三.板书设计
7.3.2 乙酸
一、乙酸的结构
二、乙酸的物理性质
三、乙酸的化学性质
1、酸性
2、酯化反应
四、官能团与有机化合物的分类第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.2 氮及其化合物
第1课时 氮与氮的氧化物
教学设计
教学目标
知识与技能
(1)了解氮气的性质;
(2)了解NO、NO2的物理性质;
(3)掌握氮氧化物之间的转化;
(4)了解氮氧化物对空气的污染及防治措施。
2. 过程与方法
通过交流研讨、观察、思考等过程训练科学的学习方法。
3.情感态度与价值观
(1)通过认识硝酸型酸雨的形成、危害和防治原理,进一步培养环境保护意识,形成与自然友好相处,促进对可持续发展的正确认识,感受科学地使用化学物质的意义;
(2)通过对于光化学烟雾的了解,增强学生的环境保护意识和健康意识;
(3)培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。
二、教学重难点
教学重点
NO、NO2的产生及两者的转化,NO2与H2O的反应。
2. 教学难点
NO、NO2的产生及两者的转化,NO2与H2O的反应。
三、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】[投影]①有关“魔鬼谷”的图片 情景1: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。 ②有关“雷雨发庄稼”的Flash [提问](1)为什么魔鬼谷内牧草茂盛,四季常青? (2)雷雨过后,庄稼为什么生长茂盛? [交流讨论]庄稼牧草茂盛需要水和化肥,雷雨过后,可能产生某种化肥。 [分析]自然界中大部分氮元素以游离态存在于空气中,仅有少数植物能将游离态的氮转化为可吸收的化合态的氮,我们把游离态氮转变为化合态氮的方法称为“固氮作用”。这也是我们这节课要研究的内容。 联系实际生活,情景带入
2.探索新知 [板书]一、二氧化氮和一氧化氮 1.氮气:在通常情况下,化学性质比较稳定,但在放电或高温的条件下,可以与氧气反应。 N2 + O2 放电或高温 2NO 【师】资料导课投影:信使分子——NO 三位美国药理学家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有正性心肌收缩力及心输出量的作用,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损伤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,这会给我们什么启示? [板书]2、NO的生成及与NO2转化 NO是无色无味气体,有毒,难溶于水,密度略大于空气,NO用排水法收集,NO是不成盐氧化物。NO2的物理性质:红综色气体,有毒,易溶于水,密度比空气大,NO2用向上排空气法收集。 N2+O22NO(无色气体) 2NO+O2===2NO2 (红棕色气体) 3NO2+H2O===2HNO3+NO 【师】1.如何鉴别NO和CO气体? 2.NO2气体和溴蒸气都是红棕色,能否用淀粉碘化钾试纸区别NO2和溴蒸气?如果不能,应如何鉴别? [分析]1.分别让NO、CO气体与氧气接触,如由无色气体变成红棕色的,则为一氧化氮气体。 2.不能,因为溴蒸气可以使淀粉碘化钾试纸变蓝,二氧化氮气体溶于水后生成的硝酸具有强氧化性,也能使淀粉碘化钾试纸变蓝。可以把它们分别溶于水,得到无色溶液的是二氧化氮气体,得到橙色溶液的是溴蒸气;或者让它们分别溶于硝酸银溶液中,得到淡黄色沉淀的是溴蒸气,无明显变化的是二氧化氮气体。 【师】(观察、思考)现给你一试管二氧化氮,其它药品仪器自选。设计实验,要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。 [分析]NO2被H2O充分吸收的条件: 实验步骤现象解释(可用化学方程式表示)⑴将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中水慢慢进入试管中,至试管的2/3,气体的颜色慢慢变浅,至无色3NO2+H2O=2HNO3+NO⑵制取少量氧气2H2O2=2H2O+O2⑶将氧气慢慢地通入步骤⑴的试管中气体由无色变为红棕色,又变为无色……,试管内液面逐渐上升2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【练一练】⑴将20 mL NO2与NO的混合气体通入倒立在水槽中盛满水的玻璃筒(带刻度)后,筒内剩下11 mL气体。求原混合气体中NO和NO2的体积各是多少? 【教师总结】a.若任意比例的NO2和O2混合气体溶于水会出现以下三种情况。 >4 NO气体剩余 V(NO2)/ V(O2) =4 恰好无气体剩余 <4 O2剩余 b.若任意比例的NO和O2混合气体溶于水会出现以下三种情况。 >4/3 NO气体剩余 V(NO)/ V(O2) =4/3 恰好无气体剩余 <4/3 O2剩余 【师】氮元素在生命活动中扮演着十分重要的角色,但是含氮化合物也给人类生活带来了一些负面影响,如氮氧化物导致空气污染等,那空气中氮氧化物的来源有哪些呢?氮氧化物的污染又表现在哪几方面?我们又采取哪些措施进行防治呢? [板书]二、二氧化氮对大气的污染 1.氮氧化物的来源 氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气 2.氮氧化物的危害 (1)硝酸型酸雨:N2+O22NO 2NO+O2===2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO (2)光化学烟雾 (3)臭氧层空洞 3.防治措施 (1)使用洁净能源减少氮氧化物的排放; (2)为汽车等交通工具安装尾气转化装置(2NO+2CON2+2CO2); (3)对于生产化肥、硝酸工厂排放的废气进行处理。 增强教学的问题性和探究性,充分调动学生参与探究学习的积极性,引导学生通过实验、观察、阅读、讨论等多种方式进行学习,培养学生提出问题、分析问题以及通过实验解决问题的能力。 由NO2如何被完全吸收的实验探究,上升到NOx与O2混合溶于水的计算 联系生活,使其产生对化学知识的亲近感,培养他们主动求知的精神和解决问题的能力。培养学生辩证唯物主义的观点。
3.小结作业 完成课后同步练习
四.
二氧化氮和一氧化氮、二氧化氮对大气的污染
一、二氧化氮和一氧化氮
1.一氧化氮和二氧化氮的生成
N2+O22NO(无色气体)
2NO+O2===2NO2 (红棕色气体)
3NO2+H2O===2HNO3+NO
2.一氧化氮和二氧化氮的物理性质
一氧化氮:无色无味的气体,有毒,不溶于水,密度比空气略大
二氧化氮:红棕色有刺激性气味的气体,有毒,密度比空气大,可溶于水并与水反应
3.一氧化氮和二氧化氮的化学性质
一氧化氮:不与水反应,在通常情况下易被氧气氧化成二氧化氮
2NO+O2===2NO2
二氧化氮:3NO2+H2O===2HNO3+NO
O2+4NO2+2H2O===4HNO3
二、二氧化氮对大气的污染
1.氮氧化物的来源
氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气
2.氮氧化物的危害
(1)硝酸型酸雨:N2+O22NO
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
(2)光化学烟雾
(3)臭氧层空洞
3.防治措施
(1)使用洁净能源减少氮氧化物的排放;
(2)为汽车等交通工具安装尾气转化装置(2NO+2CON2+2CO2);
(3)对于生产化肥、硝酸工厂排放的废气进行处理。第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.2 氮及其化合物
第2课时 氨和铵盐
教学设计
教学目标
知识与技能
(1)认识氨的物理性质和用途,掌握氨和铵盐的主要化学性质;
(2)理解“喷泉”实验中喷泉产生的原理;
(3)能够应用所学基本知识和化学基本技能去检验铵离子。
2. 过程与方法
(1)通过对实验的观察和分析,探究事物本质,体验科学探究的过程,强化科学探究的意识;
(2)培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现新知识的学习能力。
3.情感态度与价值观
有效的教学必须确保学习主体的参与,使课程变为学生“自己的课程”,唤起学生自我需求,引发学生求知的兴趣,产生愉快学习的心理体验。
二、教学重难点
教学重点
氨的物理性质、化学性质及铵盐的化学性质。
2. 教学难点
(1)对“喷泉”实验的理解。
(2)氨气的实验室制法
三、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题,是化学技术对社会发展与进步的巨大贡献之一,化学家有关氨的研究曾获得三次诺贝尔化学奖: 1918 年,德国化学家弗里茨·哈伯因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。哈伯的合成氨方法是人类科技发展史上的一项重大突破,是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。 1931 年,德国工业化学家卡尔·博施因为改进合成氨方法获得诺贝尔化学奖,博施的主要贡献是改进了哈伯首创的高压合成氨法,找到了合适的氧化铁型催化剂,使合成氨生产工业化,称为“哈伯—博施法”。2007年10月10日瑞典皇家科学院宣布,德国科学家格哈德·埃特尔因在表面化学研究领域作出开拓性贡献而获得2007年诺贝尔化学奖,格哈德·埃特尔最重要的贡献是合成氨的机理研究。 人类为什么对氨如此地感兴趣?它具有怎样的性质和用途呢?今天我们一起来认识它。 联系实际生活,情景带入
2.探索新知 [板书]第二节 氮及其化合物 第2课时氨和铵盐 【师】展示一瓶氨气,观察氨气的颜色,一名同学闻其气味,根据其相对分子质量比较氨气与空气的密度大小。对于有刺激性气味的气体或未知气体应当如何闻其气味? 【学生】小组讨论后,请一同学小结讨论结果。 【总结】[板书]1.氨的性质 ⑴物理性质:无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水(体积比1︰700),水溶液呈碱性。 [实验探究]氨气喷泉实验。 学生活动]观察现象,思考氨气还有什么性质? [现象]形成红色喷泉。 [结论]氨极易溶于水,水溶液显碱性。 【思考讨论】 ①烧瓶里为什么会形成喷泉? ②胶头滴管的作用是什么? ③烧瓶中的溶液为什么变成红色? 【归纳原因】①烧瓶内外产生压强差 ②引发“喷泉”实验 ③水溶液呈碱性,有OH-离子存在 【师】水是中性的,氨分子也没有氢氧根离子,那么氨水为什么会显碱性呢?氨水的成分又是什么呢?氨水有氨气的刺激性气味吗?说明氨水中有什么微粒? 【学生】说明氨水中有氨气分子存在。 【师】氨气溶于水形成氨水的过程,是简单的物理过程吗?会有怎样的反应发生呢? [设想推测] 假设NH3不和水反应,只是简单的溶于水,那么溶液中只存在NH3分子和H2O分子,这时溶液应该是中性的。 [实验验证] 方法一:滴加酚酞溶液变红色。 方法二:滴加紫色石蕊溶液变蓝色。 方法三:若是氨气则用湿润的红色石蕊试纸,试纸变蓝色。(常用于检验氨气)。 [学生讨论小结]氨水中的粒子:NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH- [拓展]在标准状况下,1 L水中溶解700 L NH3,所得溶液的密度为0.9 g·cm-3,则氨水的浓度为( ) A.18.4 mol·L-1 B.20.4 mol·L-1 C.34.7% D.52.2% [学生活动]动手练习。 [解析]氨水的溶质是NH3·H2O,但计算氨水的浓度时,溶质以NH3 分子计算。 氨水的物质的量浓度为 mol·L-1=18.4 mol·L-1 氨水质量分数的计算结果为:34.7% 故选择A、C。 【总结】[板书]⑵化学性质: ①NH3与水的反应 NH3+H2ONH3·H2O +OH- 氨水不稳定,受热易分解:NH3·H2O △ NH3↑+ H2O。 【师】:氨气溶于水所得溶液显碱性,氨气是一种碱性气体,那么它与酸反应会有什么现象呢? 演示实验:氨气与氯化氢的反应。分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒在空气中接近。学生观察现象,写出化学方程式。 [板书]:②与酸反应 浓氨水遇浓盐酸时,挥发出的NH3和HCl反应产生大量白烟。 NH3+HCl=NH4Cl(白烟) ③氨的催化氧化4NH3+5O24NO+6H2O 【师】:根据物质的分类方法,含NH4+的盐我们称之为铵盐。铵盐又有哪些性质呢? 演示实验:加热盛有氯化铵固体的试管,学生观察并描述实验现象。 2.铵盐的性质 ⑴物理性质:都是晶体,都易溶于水。 ⑵化学性质: ①受热易发生分解反应 (NH4)2CO3 △ 2NH3↑+CO2↑+H2O NH4Cl △ NH3↑+HCl↑ ②遇碱有氨气放出:NH4++OH- △ NH3↑+H2O 【思考与交流】:如何检验一种无色液体里是否含有铵根离子? [板书]:的检验:取少量试液,加入浓NaOH溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则含。 【思考与交流】: 回忆加热氯化铵固体的实验现象,思考能否用加热铵盐的方法制取氨气? 学生思考交流回答。教师补充。 【师】:加热铵盐生成的氨气很容易又和其他生成物反应,故不用该方法制取氨气。 【师】:在实验室里,常用加热铵盐和碱的混合物的方法制取少量的氨气。 学生分组实验。提醒学生注意装置要求、收集方法和验满方法等。 [板书]:3.氨气的实验室制法 (1)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 △ CaCl2+2NH3↑+2H2O。 (2)装置:固 + 固 △ 气。 (3)收集:向下排空气法。 (4)干燥剂:碱石灰。 (5)验满:用湿润的红色石蕊试纸放在管口。 (6)棉花团的作用:减少对流,防止氨气散逸。 讲述:不用NaOH和NH4Cl反应制氨气,是因为加热时NaOH对玻璃有较强的腐蚀作用。并且NaOH遇水易结块,不利于氨气的逸出。 知识拓展:演示氨气的另一种实验室制法:用浓氨水与CaO、NaOH 或碱石灰制取少量NH3。 【思考与交流】:用这种方法制取氨气的原理是什么? 讲述:因为CaO、NaOH 或碱石灰遇水会放出大量的热,使氨水受热分解放出氨气。(由于化学平衡知识还没有学习,只解释这些即可。) 过渡:上述方法只适用于实验室制取氨气,工业上制取氨气是用氮气和氢气在催化剂、高温高压的条件下合成的。 板书: N2+3H2 2NH3 4.NH3的用途 氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业、制硝酸 、铵盐、纯碱的原料。可以做致冷剂。 通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力 激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成课后同步练习
四.板书设计
一、 氨气
1、物理性质:
无色、刺激性气味的气体,易溶于水(1︰700),易液化。
2、化学性质:
(1)氨与水的反应:NH3+H2O NH3.H2O NH4++OH-
(2)氨与氧气反应:4NH3+5O24NO+6H2O;
(3)氨与酸的反应:NH3+HCl=NH4Cl
3、氨的用途:制冷剂、制尿素、制硝酸、制纯碱等
二、铵盐
1、物理性质:
白色固体或白色晶体,易溶于水。
2、化学性质:
(1)热不稳定性:
(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O NH4ClNH3↑+HCl↑
(2)遇碱性物质有氨气放出:NH4++OH-NH3↑+H2O
三、 氨气的实验室制法:
原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
装置:固 + 固 气
收集:向下排空气法
干燥:碱石灰
验满:①润的红色石蕊试纸,变蓝;
②用蘸取浓盐酸的玻璃棒检验产生白烟。第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.2 氮及其化合物
第3课时 硝酸
教学设计
教学目标
知识与技能
(1)复习氧化还原反应的概念,深入理解物质的氧化性、还原性。
(2)掌握硝酸的物理性质和化学性质(酸性、不稳定性、强氧化性)
(3)对金属与酸的反应形成更全面的认识。
2. 过程与方法
(1)通过探究硝酸的物理性质和化学性质,培养学生的动手、动脑和运用知识的能力;
(2)利用实验的手段,使学生学会硝酸的特性——强氧化性;
(3)通过讨论、分析、对比的方式,使学生掌握浓硝酸的氧化性大于稀硝酸的氧化性;
3.情感态度与价值观
(1)通过不同浓度酸的反应,让学生形成“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点,
(2)通过实验探究过程,体会到学习的过程是渐进的过程,从而激发学生的学习兴趣,培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质。
二、教学重难点
教学重点
硝酸的不稳定性和强氧化性;硝酸性质实验的设计。
2. 教学难点
硝酸的不稳定性和强氧化性;硝酸性质实验的设计。
三、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】在金属的化学性质学习中,已知:金属与酸反应生成盐和氢气。你所知道的是哪些金属与哪些酸反应生成氢气?已知的金属与酸的反应是否有局限性?如果将硝酸、浓硫酸与活泼金属及不活泼金属混合,结果会怎样? 复习旧知识,温固知新
2.探索新知 【师】硝酸是一种重要的化工原料,它不仅可以制氮肥,还可以做染料、炸药等。 简要介绍我国硝酸的年产量和在工业中占有的重要地位。 【板书】 (一)物理性质 [探究]请用自己实验桌上的药品(一瓶浓硝酸、一瓶水)和仪器(烧杯、玻璃棒)探究硝酸的物理性质。 【学生】每两人一组,进行观色态,闻气味;掂轻重(同水比);打盖观雾;与水混合放热。由一名学生综合概括,得出结论:纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,比水重,能溶于水。 【小结】纯硝酸为无色,有刺激性气味,可溶于水,溶时放热,易挥发,密度比水大。常用的浓硝酸的质量分数大约是69%,质量分数为98%以上的浓硝酸由于挥发的蒸气与空气中的水蒸气形成硝酸而产生“发烟”现象,通常叫做发烟硝酸。 【师】利用一瓶久置而发黄的浓硝酸的样品进行提问:为什么呈黄色? [启发]先判断黄色物质可能是什么,然后推测硝酸的分解还应有什么物质生成? 【板书】(二)硝酸的化学性质 ①不稳定性 4HNO32H2O+NO2↑+O2↑ 【学生】分析,讨论发黄的原因。 结论:可能有NO2产生,由于NO2溶于硝酸而变黄。 【讲解】:在HNO3中,由于氢元素和氮元素都处于最高价,又因NO2的生成,是氮元素的化合价 【师】在化学性质上,浓硫酸的特点是具有强氧化性,能与碳反应,硝酸是否也有如此性质呢? 【板书】②与非金属反应,如C,S,P等 4HNO3(浓)+ C = CO2 ↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O 【讲解】此反应与浓硫酸与非金属单质碳反应类似,产物生成原理相同。硝酸浓度越大,氧化性越强。 氧化性:浓HNO3 > 稀HNO3 【师】请同学们根据提供的实验仪器设计铜与浓硝酸反应实验装置。 [要求]没有气体泄漏,安全节约 [提示]浓硝酸盛装在小青霉素瓶中,已为大家准备好不同长短的铜丝。 (学生活动)学生探究,四人一组展开讨论,设计实验方案。 【学生】较好的方案:将细小的铜丝(约4 mm长)事先放在1 mL一次性注射器中,然后向装有浓硝酸的小青霉素瓶(带橡胶塞)中抽取约0.2 mL的浓硝酸,立即将注射器插在盛有少量NaOH溶液的另一个青霉素小瓶中(带橡胶塞)。 【板书】③与金属反应 (浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 【师】回忆Cu分别与浓、稀硝酸反应时的实验现象,并作出对比:(1)反应速率;(2)反应液颜色变化;(3)产生气体的颜色。 【师】[设疑]硝酸能氧化不活泼的金属铜,能否氧化较活泼的金属呢? [演示]将锌片插入一盛有少量浓硝酸的烧杯中,有红棕色气体放出,立即拿出,用水冲洗。再将铝条、铁钉放入浓硝酸中。 【学生】观察现象:无明显变化。结合铝、铁常温下遇浓硫酸发生钝化的现象判断铝、铁遇浓硝酸发生了钝化。 给学生探索的机会,培养学生的动手能力,口头表达能力、综合概括能力和评价能力。 巩固氧化还原反应知识,培养学生推理能力降低了,所以只能是HNO3中氧元素的化合价升高,因此,可能有氧气生成。 让学生在实践中体验合作,通过实验方案的设计和讨论获得一种成功的快感。 装置的改进:①可以做到使反应随时发生,随时停止。②有毒的NO2气体用碱液吸收,防止污染空气。对学生进行环保教育。③微型化实验,培养节约意识。
3.小结作业 完成课后同步练习
四.板书设计
硝酸的性质
1.硝酸的物理性质
2.硝酸的化学性质
①不稳定性
4HNO3 = 2H2O+ 4NO2↑+ O2↑
②与非金属反应,如C,S,P等
4HNO3(浓)+ C = CO2 ↑+ 4NO2 ↑+ 2H2O
③与金属反应
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O
3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑ +4H2O
浓硝酸钝化反应第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.1 硫及其化合物
第2课时 浓硫酸
教学设计
教学目标
知识与技能
(1)了解浓硫酸的三大特性。
(2)认识浓硫酸与稀硫酸性质的不同。
2. 过程与方法
(1)通过实验探究体验科学研究的一般过程,逐步掌握比较研究法,进一步形成交流、反思、评价的学
习习惯。
(2)以硫酸的知识学习为线索,通过多种活动,使学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法,
提高自主学习能力。
3.情感态度与价值观
(1)通过对浓硫酸的脱水性的探究实验,加强实验安全教育。
(2)通过探究实验,培养学生的学习兴趣和勇于创新的科学品质。
二、教学重难点
教学重点
浓硫酸的性质。
2. 教学难点
浓硫酸的性质。
三、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【PPT】播放硫酸伤人图片、新闻 【师】2002年2月23号清华大学刘海洋同学“为了测试熊的嗅觉”,用浓硫酸泼熊,造成动物园中五只黑熊受到不同程度的伤害,有一只熊生命受到严重的威胁……。 【师】今天我们就来共同探究关于浓硫酸的相关问题 联系实际生活,情景带入
2.探索新知 【PPT展示】关于硫酸的图片。 【师】 工业制硫酸 二.硫酸的物理性质 浓硫酸是一种无色、黏稠的液体,溶于水时放出大量的热。 注意:稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌。 三.硫酸的化学性质 (1)稀硫酸——具有酸的通性 ①电离方程式为H2SO4===2H++SO42-。 ②硫酸具有酸的通性,可与酸碱指示剂作用,也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。 (2)浓硫酸三大特性 实验操作实验现象实验原理实验结论蓝色晶体变成白色粉末浓硫酸具有吸水性蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并放出有刺激性气味的气体浓硫酸具有脱水性,且能氧化碳单质,生成CO2,本身被还原为SO2
注意:浓硫酸强氧化性的表现 1.与金属的反应 (1)Fe、Al的钝化 常温下,当Fe、Al遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。 (2)与位于氢之前的活泼金属反应 Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O 规律:①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性; ②浓硫酸一旦变稀,就发生:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。 (3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 规律:①反应需加热,否则不反应; ②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO2; ③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性; ④随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。 2.与非金属反应 C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。 3.与还原性化合物的反应 常见的还原性物质FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。 四.浓、稀硫酸的鉴别方法 现象浓H2SO4稀H2SO4物理性质加入水中放出大量热无明显现象观察状态黏稠状液体黏稠度较小的液体密度浓H2SO4密度较大,相同体积时,浓H2SO4质量大化学性质铁片因铁被钝化而无明显现象产生大量气泡铜片(加热)有气泡产生,溶液变蓝无明显现象白纸立即变黑无明显现象胆矾蓝色变为白色无颜色变化
通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力 激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成课后同步练习
四.板书设计
硫及其化合物
一.硫酸的物理性质
二.硫酸的化学性质
三.浓硫酸的三大特性第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.1 硫及其化合物
第3课时 硫酸根离子的检验
教学设计
教学目标
知识与技能
(1)了解硫酸根离子的检验方法。
(2)探究不同价态硫元素之间的相互转化。
2. 过程与方法
通过实验探究体验科学研究的一般过程,逐步掌握比较研究法,进一步形成交流、反思、评价的学
习习惯。
3.情感态度与价值观
(1)通过探究实验,培养学生的学习兴趣和勇于创新的科学品质。
二、教学重难点
教学重点
硫酸根离子的检验方法,不同价态硫元素之间的相互转化。
2. 教学难点
不同价态硫元素之间的相互转化。
三、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】粗盐为海水或盐井、盐池、盐泉中的盐水经煎晒而成的结晶,即天然盐,是未经加工的大粒盐,主要成分为氯化钠,其中含有一些可溶性杂质。那么怎样除去这些杂质呢?今天我们来探究一下。 联系实际生活,情景带入
2.探索新知 【实验5-4】在三支试管中分别加入少量稀硫酸、硫酸钠溶液和碳酸钠溶液,然后各滴入几滴氯化钡溶液,观察现象。 实验现象:三支试管中都生成了白色沉淀。 再分别加入少量稀盐酸,振荡,观察现象。 实验现象:Na2CO3溶液中生成的白色沉淀全部溶解了,稀硫酸和Na2SO4溶液中生成的白色沉淀无变化。 离子方程式:Ba2+ + CO?2? = Ba CO?↓ Ba2+ + SO?2? = Ba SO?↓ CO?2? + 2H? = H?O+CO?↑ 实验结论:先将溶液用盐酸酸化,以排除CO?2?等可能造成的干扰,然后加入 BaCl2溶液来检验SO?2?的存在。 【思考与讨论】经溶解、过滤和蒸发操作得到的粗盐中还含有一些可溶性硫酸盐及MgCl2、CaCl2等杂质。若按照下表顺序除去它们,应加入什么试剂? 【学生】小组讨论并写出可行方案。 【总结】 杂质加入的试剂离子方程式硫酸盐稍过量的BaCl2溶液Ba2+ + SO?2? = Ba SO?↓MgCl2稍过量的NaOH溶液Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓CaCl2稍过量的Na2CO3溶液Ba2+ + CO?2? = Ba CO?↓ Ca2+ + CO?2? = Ca CO?↓
拓展:加入试剂的顺序还可以作如下调整: (1)NaOH溶液 BaCl2溶液 Na2CO3溶液 (2)BaCl2溶液 Na2CO3溶液 NaOH溶液 【归纳】粗盐提纯分为两步:一是通过物理方法除去不溶性杂质; 二是通过化学方法和物理方法除去可溶性杂质。 【探究】不同价态含硫物质的转化 1.硫的存在 (1)游离态: 火山喷口附近、地壳的岩层内。 硫化物:黄铁矿FeS2、黄铜矿 CuFeS2 (2)化合态 硫酸盐:石膏CaSO4·2H2O、芒硝Na2SO4·10H2O 2.常用的氧化剂有浓硫酸,Cl2、KMnO4等,还原剂有金属单质、H2、Na2S等。完成下表。 转化目标(价态变化)转化前的含硫物质选择试剂(氧化剂或还原剂)转化后的含硫物质预期现象-2 0H2S氯水S向H2S溶液中滴加少量氯水,生成淡黄色沉淀0 +4S空气SO2在空气中点燃硫黄,产生淡蓝色火焰+4 +6SO2酸性高锰酸钾溶液H2SO4向酸性高锰酸钾溶液中通入SO2气体,溶液褪色
通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力 激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成课后同步练习
四.板书设计
硫及其化合物
一.硫酸根离子的检验
二.粗盐提纯中可溶性杂质的去除
三.不同价态含硫物质的转化第五章 化工生产中的重要非金属元素
5.1 硫及其化合物
第1课时 硫与二氧化硫
【教学目标】
知识与技能
(1)了解硫元素的结构、性质、存在与用途
(2)掌握二氧化硫的物理性质、化学性质
(3)了解二氧化硫的制备和用途
2. 过程与方法
(1)通过对硫原子结构分析解释硫单质有关的化学性质,增强学生从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系。
(2)通过实验探究二氧化硫的性质,同时通过实验强化学生发现和提出有探究价值的化学问题,并能依此设计和优化实验方案。
3.情感态度与价值观
认识二氧化硫在生产生活中的应用和对生态环境、食品安全的影响, 培养学生辩证地分析事物的科学态
度和价值观。
【教学重难点】
教学重点
二氧化硫的化学性质。
2. 教学难点
探究二氧化硫性质的实验设计。
【课前准备】
查阅硫和二氧化硫的相关知识,预习课本。
【教学过程】
自然界中的硫单质和硫的化合物(多媒体展示)
教师讲述:印尼东爪哇省的硫磺矿工从事着世界上条件最恶劣的工作,他们每天都要冒着生命危险,在火山坑中呼吸12小时的有毒气体,这些强悍的矿工用自己的双手打碎固化硫磺,然后将它们装入篮子中运送出火山坑。他们需要爬过锋利的岩石表面,沿着陡峭的山坡下降到2600米高的活火山坑中,承受火山随时喷发的风险。
这样的工作每日12小时重复10多次以上,导致他们的寿命平均不超过30岁。而他们每天的收入仅为3英镑(约合人民币28元),生存极其艰辛。
硫的性质
硫的物理性质
教师讲述:硫为黄色晶体(俗称硫磺),质脆,易研成粉末,硫的密度比水大,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。
硫的化学性质
教师讲述:硫与氢气、铁、铜、氧气的反应情况。
学生活动:让学生思考通过硫原子结构解释硫为什么具有这样的性质。
教师讲述:硫原子最外层有6个电子,在反应中易得到2个电子而呈-2价;硫的最高正价为+6价;单质硫的化合价为0,处于中间价态,故单质硫既有氧化性又有还原性,在反应中既可做氧化剂又可作还原剂。
设计意图:通过对硫原子结构分析解释硫单质有关的化学性质,增强学生从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系。
实验探究二氧化硫的性质
【实验5-1】:探究二氧化硫是否溶解于水?
学生活动:将集满SO2的试管倒扣在水中,振荡,观察现象并分析。
实验现象:经测量pH<7,说明溶液呈酸性。
实验结论:SO2是酸性氧化物,SO2溶于水和H2O反应生成H2SO3。
这同CO2溶于水极为相似,亚硫酸也只能存在于溶液中,很不稳定,
易分解成SO2和H2O。
2、二氧化硫的化学性质
(1)与水反应:SO2 + H2O H2SO3
老师讲述:CO2+H2OH2CO3这两个反应有什么特点呢?
学生活动:能同时向两个反应方向进行。
老师讲述:像这种在同一条件下,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,叫做可逆反应。
(2)与氧化物反应:
SO2+Na2O====Na2SO3 CaO+SO2====CaSO3
老师讲述:CaO+SO2====CaSO3这个反应原理可用于煤燃烧减少二氧化硫的排放
(3)与NaOH反应:SO2(不足)+2NaOH====Na2SO3+H2O
SO2(过量)+NaOH====NaHSO3
(4)还原性:2SO2+O22SO3
5SO2+2KMnO4+2H2O====K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr
(5)氧化性:SO2+2H2S====3S↓+2H2O
(6)漂白性:向品红溶液中通入SO2气体,品红溶液褪色,加热后恢复原色。
老师讲述:SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色,这与SO2使品红褪色,实质相同吗?
老师总结:不同。前者缘于SO2的还原性,发生的是氧化还原反应。后者缘于其漂白性,发生的是非氧化还原反应。
常见二氧化硫的制备
工业制法:4FeS2+11O2====2Fe2O3+8SO2
实验室制法:Na2SO3+H2SO4(浓)====Na2SO4+H2O+SO2↑
或Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑
五、二氧化硫的主要用途
(1)制硫酸:SSO2SO3H2SO4
(2)漂白纸浆、毛、丝、草帽等
(3)杀菌消毒
拓展:SO2在一定条件下可以转化为SO3,SO3也是一种典型的酸性氧化物。
SO3的熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,常温常压下,SO3不是气体
六、酸雨
酸雨的形成主要是因雨水中溶入SO2、SO3和一些硫酸盐,但以SO2为主。SO3的形成是因为在空气中飘尘的作用下,一部分SO2被O2氧化,或污染空气的NO2与SO2作用而产生SO3,在降水时SO3也溶于雨水生成H2SO4。
七、SO2与CO2的性质比较
SO2 CO2
相同点 常温下都是气体
密度均大于空气
溶于水后的溶液均可导电
酸性氧化物,都能使澄清石灰水变浑浊,气体过量时又变澄清
Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2 Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2
不同点 有刺激性气味,有毒 无味,无毒
易溶于水 可溶于水
具有还原性,能被O2、Cl2、Br2、I2、酸性KMnO4溶液等氧化 无还原性
具有漂白性,能使品红溶液褪色 没有漂白性
酸性:H2SO3>H2CO3
八.常见的CO2、SO2的鉴别方法
试剂 现象及结论
品红溶液 使品红溶液退色的是SO2;不能使品红溶液退色的是CO2
氢硫酸 出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2
高锰酸钾溶液 使紫色退去的是SO2,无明显现象的是CO2
溴水 使橙色退去的是SO2,无明显现象的是CO2
碘水(含淀粉) 使蓝色退去的是SO2,无明显现象的是CO2
七.常见漂白剂的漂白原理比较
类型 漂白原理 漂白特点 变化类型 举例
氧化型 漂白剂具有强氧化性,因与有色物质发生氧化还原反应而使其褪色 褪色后不会恢复原色 化学变化 HClO、Na2O2、O3、H2O2等
化合型 漂白剂与某些有色物质发生化合反应而使其褪色 一定条件下发生分解,又恢复原色 化学变化 SO2
吸附型 某些固体物质具有疏松多孔的结构,能吸附有色物质 —— 物理变化 活性炭等
【板书设计】
硫及其化合物
硫
物理性质
化学性质
(二)二氧化硫
1、物理性质
2、化学性质
(1)SO2具有酸性氧化物的性质
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性第五章 化工生产中的重要非金属元素
实验活动5
不同价态含硫物质的转化
教学设计
教学目标
知识与技能
认识含硫物质之间的相互转化,学会并掌握设计含硫物质之间相互转化的实验。
2. 过程与方法
(1)通过对实验的观察和分析,探究事物本质,体验科学探究的过程,强化科学探究的意识;
(2)培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现新知识的学习能力。
3.情感态度与价值观
有效的教学必须确保学习主体的参与,使课程变为学生“自己的课程”,唤起学生自我需求,引发学生求知的兴趣,产生愉快学习的心理体验。
二、教学重难点
教学重点
熟悉自然界常见的含硫物质的类别及硫元素的化合价,了解含硫物质在自然界中的存在与转化
根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质设计实验,实现不同价态硫元素的相互转化。
2. 教学难点
根据硫元素化合价会分析含硫物质的性质设计实验,实现不同价态硫元素的相互转化。
三、课前准备:
实验用品:试管、托盘天平、量筒、酒精灯、铁架台、试管架、橡胶塞、乳胶管、胶头滴管、玻璃导管、石棉网、玻璃棒、药匙、棉花、镊子、火柴。
浓硫酸、铜片、硫粉、铁粉、硫化钠溶液、酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、亚硫酸溶液、品红溶液。
四、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】同学们,上两节课我们学习到S、SO2、SO3、浓硫酸、硫酸根离子的检验,这节课我们来一起探究一下不同价态硫元素的相互转化。 联系实际生活,情景带入
2.探索新知 [板书] 实验活动5 不同价态含硫物质的转化 【师】通过阅读课本相关内容,了解自然界中硫的存在与转化。 【生】小组讨论后,请一同学小结讨论结果。 【总结】[板书]一、自然界中硫的存在与转化 【师】按照元素化合价将上述含硫物质进行分类: 【生】学生讨论并总结。 【思考与讨论】在一定条件下,自然界中的含硫物质可以实现相互转化,人工条件下也能发生。如何在实验室里实现不同价态含硫物质的相互转化呢? 二、通过实验探究不同价态含硫物质的转化 【师】让我们接住硫元素的价态二维图理解物质间的转化关系 【师】通过上述图的启发和提示,请同学们想一下再实验室中如何实现不同价态含硫物质的转化呢? 【生】依据氧化还原反应原理,实现低价态到高价态的转化选择合适氧化剂;实现高价态向低价态转化选择合适的还原剂。 【师】同学们在设计实验的同时,需要考虑到哪些方面的因素呢? 【生】遵循科学性、可行性、安全性和绿色化原则。 【师】同学们回答的非常正确,那么接下来让我们选择合适的试剂,通过实验操作来验证一下不同价态含硫物质之间的转化规律。希望同学们认真观察实验现象并思考总结有关规律。 【板书】1、-2价S→0 价S 实验步骤:在两支只管中分别加入1mL硫化钠溶液,向其中一支边振荡边滴加亚硫酸溶液,另一支边振荡边滴加酸性高锰酸钾溶液,用浸有氢氧化钠溶液的棉团塞住试管口,观察并记录实验现象。 【生】硫化钠转化为单质硫,硫元素由-2价转化为0价,观察到的现象是有淡黄色沉淀生成。 2、+6价S→+4价S 实验步骤:如下图所示链接仪器装置,向试管中加入1mL浓硫酸和一小块铜片,塞上带导管的单孔橡胶塞,加热,观察并记录实验现象。 【生】浓硫酸转化为二氧化硫,试管甲中观察到的现象是铜片上有气泡逸出,溶液变蓝色,铜片溶解,试管乙中观察到的现象是品红溶液逐渐变为无色。 3、0价S→-2价S 实验步骤:将0.5g硫粉和1.0g铁粉均匀混合,放在石棉网(或陶土网)上堆成条状。用灼热的玻璃棒触及混合粉末的一端,当混合物呈红热状态时,移开玻璃棒,观察并记录实验现象。 【生】硫转化为硫化亚铁,观察到的现象是混合物继续保持红热,最后生成黑色固体。 【师】课上演示的实验只是不同价态含硫化合物的部分转化,若同学们对其他转化有兴趣继续研究的话,可根据以下表格的提示,选择合适的氧化剂和还原剂,并预测实验现象,完成表格。 预期转化选择试剂实验操作和现象实验结论H2→O2→O2→ H2O4
【师】通过上述实验的探究,我们了解到只要选择合适的氧化剂和还原剂,就可以实现不同价态含硫物质的转化,那么通过实验我们可以总结出这些物质之间具有哪些转化形式和规律呢? 【板书】4、不同价态含硫物质转化关系图 (1).直线型转化关系 S(固体)SO2SO3H2SO4 或H2SS(固体) SO2SO3H2SO4 (2).交叉型转化关系图 三角型转化关系 【板书】5、不同价态含硫物质转化规律 (1)邻价位原则 当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态。即台阶式升降, 当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,如: ,相邻价态的粒子不发生氧化还原反应:如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 (2)归中规律 当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如: 2H2S+SO2===3S+2H2O, 2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。 (3)含硫物质的连续氧化 【师】学完这节课,硫的相关知识也就完结了。含硫物质的相互转化,需要了解常见的含硫物质的化合价,并能通过化学反应实现转化。对于简单的化学反应,可以通过自己设计的实验方案,来实现对应的实验目的。 通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力 激发学生对新事物的探究,培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成课后同步练习
四.板书设计
实验活动5 不同价态含硫物质的转化
一、自然界中硫的存在与转化
二、通过实验探究不同价态含硫物质的转化
1、-2价S→0 价S
2、+6价S→+4价S
3、0价S→-2价S
4、不同价态含硫物质转化关系图
(1).直线型转化关系
(2).交叉型转化关系图
(3)三角型转化关系
5、不同价态含硫物质转化规律
(1)邻价位原则
(2)归中规律
(3)含硫物质的连续氧化