高一化学教案（第三章）必修1鲁科
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文档简介
鲁科版高中化学必修1
第三章 自然界中的元素
▲ 章节知识概说
本章的核心内容是元素化合物知识，主要是应用第2章的概念和理论知识认识物质的性质，探讨物质在生产、生活中的应用，以及人类活动对生态环境的影响。
本章首先以碳元素的多样性为线索，探索了碳单质、碳的化合物以及碳元素转化的多样性；然后以硫及其化合物的转化为线索，探索了不同价态硫元素在自然界、实验室、生活、生产中的转化；紧接着以氮的循环为线索，探讨了氮在自然界中的循环、氮循环过程中的重要物质，以及人类活动对氮循环的影响；最后通过海洋这个蕴藏众多元素的领域，引入了更多的元素化合物知识，通过探讨从海洋中提取物质的途径，学习了镁、溴、碘等元素的知识。这样，就把零散的元素化合物的知识有机地结合在了一起，充分体现了高观点、大视野和多角度的特色。
▲ 课标理念感悟
知识与技能：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解碳及其重要化合物的主要性质，以及它们在自然界和生活、生产中的相互转化；通过氮的循环，了解氮气、氨气、铵盐以及硝酸的主要性质，认识它们在生产中的应用；通过实验探究了解硫单质、二氧化硫等的主要性质，探讨不同价态硫元素之间的转化途径；通过了解海洋中的重要元素，认识金属镁、溴单质、碘单质和卤化物的主要性质及其在生产中的应用。
过程与方法：运用氧化还原理论研究物质的氧化性和还原性，探讨含有相同元素的物质之间的相互转化。
情感态度与价值观：通过了解人类活动对氮循环的影响、酸雨问题和海洋资源的综合利用，认识人类活动对生态环境的影响，培养与环境和平相处的情感以及运用化学知识解决环境和资源问题的兴趣和热情。
第一节 碳的多样性
一、教材分析
（一）知识脉络
碳及其化合物在自然界中的广泛存在以及在我们的生产、生活中的广泛应用与碳的多样性紧密相关。本节教材在初中化学知识的基础上，通过介绍、归纳金刚石、石墨、C60、碳纳米管的物理性质和用途，体现碳单质的多样性；通过探究碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质，认识碳酸盐与碳酸氢盐这些含碳化合物的性质及转化关系,体现碳的化合物的多样性；通过介绍自然界和生产、生活中碳及其化合物间的转化，认识碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，体现碳元素转化的多样性。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
知识更具有时代性和实用性。通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。更容易实现三维目标的培养。
二、教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过介绍各种碳单质，使学生了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差别，导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。
2、知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化合物和有机化合物两大类，通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。
3、根据生产、生活中的碳元素转化的实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解它们的性质。使学生能够解释与含碳化合物有关的现象和解决简单问题，如水垢的形成与消除、木炭燃烧的现象、工业上炼铁的原理等，体会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的兴趣。
（二）过程与方法目标
1、通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的基本程序，培养学生利用实验科学探究的能力。
2、体会将自然界中的转化与实验室中的转化统一起来的科学思维方法。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过实验探究激发学生探究化学的兴趣，发扬合作学习的精神，养成严谨科学的学习习惯。
2、了解人们经常利用科学知识实现碳元素的转化，为人们服务的案例，体会化学科学的伟大，增强求知的欲望。
3、通过介绍人类的活动破坏了自然界中碳转化的平衡所造成的后果，激发学生应用化学知识，维护生态平衡的热情和责任。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：碳元素之间的转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
难点：碳元素之间的转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
（二）方法上重点、难点
通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的基本程序，培养学生利用实验科学探究的能力。
四、教学方法：实验探究、自主归纳。
五、课时安排：二课时。
六、教学过程设计：
第一课时
【引入】在初中我们接触过碳，知道碳既是构成生物体的基本元素，又是构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。碳以多种形态存在于自然界中。今天，我们一起来感受碳的多样性。
【图片展示】 1、自然界中常见的含碳物质
2、C60、石墨、金刚石的球棍模型
【指导阅读】 阅读P62第一部分：多种多样的碳单质。
【设问】 通过初中的学习和刚才的阅读，你已获得了有关碳单质的哪些内容？你还有哪些疑问？
一、多种多样的碳单质：
（一）、同素异形体：
1、同素异形体的概念：由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。
2、常见的同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60；氧：氧气、臭氧（O3）。
3、由于同素异形体由同种元素构成，所以同素异形体往往具有相似的化学性质；但由于组成同素异形体各种单质的原子间连接的方式不同（即结构不同），因此同素异形体的物理性质往往有很大差别。
（二）、金刚石、石墨、C60
1、结构
①金刚石：每个碳原子与另外4个碳原子以一种较强的相互作用相连接，形成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构。
②石墨：石墨晶体是层状结构。在同一层内，碳原子排列成正六边形(碳原子位于正六边形的顶点上)，一个个正六边形排列成平面网状结构，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相连。在同一层内，相邻的碳原子以较强的相互作用相结合，但层与层之间以一种较弱的相互作用相结合。
③C60：C60分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球，由12个正五边形和20个正六边形组成。分子内部，碳原子间以较强的相互作用结合，但分子间的相互作用较弱。
【思想方法】比喻法理解碳的各种单质的物理性质相异的主要原因：把碳原子比喻为建筑用的砖，把金刚石、石墨、C60比喻成用砖盖成的建筑物，用相同的砖但不同的方式盖成的建筑物，其外型不同，牢固程度可能会存在较大差异。因此，碳原子的排列不同，碳的各种单质的物理性质也会有很大差别。
2、性质
同素异形体 金刚石 石墨 C60
主要物理性质 硬度大、熔沸点高 硬度小、熔沸点高，易导电 硬度小、熔沸点低
主要化学性质 相似，如在一定条件下都可与氧气反应，生成CO2
C＋O2CO2 （O2充足） 2 C＋O22 CO （O2不足）
C＋CO22CO C＋H2O CO＋H2（水煤气）
【思考】如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？
（1797年英国化学家钱南为了测出金刚石的成分，做了一个非常昂贵的实验。他将金刚石放在密闭的、充满氧气的箱子里进行燃烧（箱子是纯金制的），结果却令人非常意外—箱子里的气体成分竟然是CO2 。）
【联想·发散】
1、碳作还原剂的特殊性：碳作还原剂，温度越高，还原性越强，在反应中碳的氧化产物可以是CO2和CO。当温度较低时（理论上小于710℃），碳倾向生成稳定的CO2（如：实验室用C还原CuO），一般温度超过1000℃，只要有固态碳存在，生成的气体是CO．而CO作还原剂，温度越低还原性越强，如CO只有在低于600℃时，才能还原FeO，所以在高炉中主要的出铁反应是在炉体上部（低温区）发生的。
2、碳纳米管：碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管，它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管。碳纳米管非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽。利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料，如其强度为钢的100倍，重量则只有钢的1/6，被科学家称为未来的“超级纤维”。 碳纳米管在航天、电子、储氢等诸多领域有广泛的应用前景。
【过渡】 尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。例如：蛋白质、淀粉、天然气等有机化合物；CO2、碳酸盐等无机化合物。
二、广泛存在的含碳化合物
（一）、氧化物：CO、CO2
CO：主要表现为还原性：
如 2 C＋O22 CO （O2不足） C＋CO22CO
3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe
CO2：1、常用作灭火剂；
2、也可作氧化剂：2Mg＋CO22MgO＋C（生成黑色和白色两种固体）
3、酸性氧化物，可与碱或碱性氧化物反应
CO2＋CaO===CaCO3
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O (CO2少量)
CO2＋ NaOH=== NaHCO3 (CO2过量)
（二）、碳酸钠和碳酸氢钠
1、碳酸钠和碳酸氢钠的比较
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 小苏打
色态 白色粉末 细小白色晶体
溶解性 易溶于水 较易溶于水(溶解度较Na2CO3小)
热稳定性 不易分解 受热易分解2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与HCl反应 Na2CO3＋2HCl＝CO2↑＋H2O(较快) NaHCO3＋HCl＝CO2↑＋H2O(剧烈)
与NaOH反应 不反应 HCO3-＋OH－＝CO32-＋H2O
与CO2反应 Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3 不反应
用途 用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业；洗涤剂 发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多
第二课时
2、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法 （资料P36）
①热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。
②和酸反应生成气体的速率不同。分别取一定量的固体，加入等浓度等体积的盐酸，反应快、产生气体相应多的为碳酸氢钠，另一个为碳酸钠。
③阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为碳酸钠，另一个为碳酸氢钠（特别注意：该方法必须取极稀溶液）。
3、Na2CO3和NaHCO3在一定条件下的相互转化：
溶液中：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
固体中：NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【练习】写出相关反应的离子方程式。
【思考】1、如何除去Na2CO3粉末中混有的NaHCO3？
2、如何除去NaHCO3粉末中混有的Na2CO3？
3、如何除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3？
三、碳及其化合物间的转化
（一）、自然界中碳及其化合物的转化
（1）碳及其化合物在自然界中的转化示意图
（2）模拟溶洞的形成
①溶洞的形成原理
石灰岩的主要成分是CaCO3，遇到溶有CO2的水时，会慢慢变成可溶于水的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]。
当受热或压强突然变小时，水中碳酸氢钙会分解，重新变成碳酸钙沉积下来。
在自然界里不断发生上述反应，石灰岩逐渐变成碳酸氢钙而溶解掉，形成溶洞；碳酸氢钙不断分解，生成的碳酸钙逐渐沉积，形成千姿百态的钟乳石、石笋和石柱。
②实验报告：探究溶洞的形成原理
实验准备：将CO2通入澄清石灰水中，得到CaCO3白色沉淀，备用。
实验方案及实验记录：
实验步骤 实验现象 化学方程式
向得到的悬浊液中继续通入足量的CO2气体 CaCO3白色沉淀逐渐溶解 CaCO3＋CO2+H2O＝Ca(HCO3)2
将所得溶液小心加热 溶液重新变浑浊并冒出气泡 Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2+H2O
【讲述】自然界在永不停息的进行着碳的转化，这种转化形式多种多样，速度也有快有慢，总体上处于平衡状态。但是，由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气，破坏了这种平衡，造成了“温室效应”。
（二）、生产和生活中碳及其化合物间的转化
1、高炉炼铁
原料：焦炭、铁矿石；高炉煤气的主要成分：CO、CO2、Fe2O3、N2等；
CO生成的化学方程式： C＋O2CO2；C＋ CO2 2CO
还原铁的氧化物的化学方程式：Fe2O3 ＋3CO2 Fe ＋3CO2
2、木炭燃烧：C＋O2CO2 2C＋O22CO
2CO＋O22CO2 C＋CO22CO
生成水煤气的化学方程式为：C＋H2OCO＋H2
3、水垢的形成：
① 有关化学方程式为：Ca(HCO3)2CaCO3 ↓＋CO2↑＋H2O
② 如何除去水壶中的水垢？加入醋酸，可以将CaCO3物质等溶解。
4、无机化合物与有机化合物间的转化
1828年，德国化学家维勒用无机物氰酸铵合成出有机化合物——尿素，打破了无机物和有机物之间的界限。碳及其化合物的转化，对人的生活、生产来说意义重大。
例：近年来大气中CO2增多，引起“温室效应”，请回答有关问题：
（1）空气中CO2的主要来源是什么？
（2）自然界中消耗CO2的主要过程是哪些？
解析：本题引导学生要关注生活、关注环境问题，做到学以致用，这是新课程的重要精神。尽管二氧化碳的产生途径很多，但是大量化石燃料的燃烧是产生二氧化碳的主要来源。由于江、海的面积大，将溶解大量二氧化碳，光合作用也将消耗大量二氧化碳。
答案：（1）含碳燃料的大量燃烧。
（2）溶于江水、海水；绿色植物的光合作用；岩石的风化等。
四、解题指导：
典例1：金刚石、石墨、C60性质有所不同，是由于
A．构成原子不同 B．原子的各自排列方式不同
C．具有不同的几何外形 D．硬度不同
典例2：现有25mL 2mol/L的Na2CO3 溶液和75mL 1mol/L的稀盐酸，①将Na2CO3溶液缓缓滴加到盐酸中 ②将稀盐酸缓缓滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体情况是
A. 均为0.84L B. 均为0.56L C. ①＞② D. ①＜②
拓展变式：向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液的碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是：
A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先逐渐增大，而后减小 D．先逐渐减小而后增大
典例3：将足量CO2通入KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是
答案：A。 写出典例3中有关反应的离子方程式。
拓展变式：若将标准状况下2.24 L二氧化碳通入400 mL 0.3 mol·L－1的氢氧化钾溶液中，生成何种物质？其物质的量分别是多少？?
答案：（1）CO2＋2OH－＋Ca2＋＝CaCO3↓＋H2O；CO2＋2OH－＝CO32-＋H2O
CO32-＋CO2＋H2O＝2HCO3-；CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca2＋＋2HCO3-
（2）冒出气泡，产生白色沉淀。Ca2＋＋2HCO3-CaCO3↓＋CO2+H2O
（3）K2CO3：0.02 mol；KHCO3：0.08 mol
典例4：从某悬浊液开始，可以发生如下框图所示的一系列变化
回答下面问题：
（1）操作①的名称是__________。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是__________。
（2）写出反应②和反应③的化学方程式：反应②：_________。反应③：_____________。
（3）在实验室中，如果获得干燥纯净的气体A，可以将它通过如下图中的装置，其中瓶Ⅰ中盛放的试剂是__________。瓶Ⅱ中盛放的试剂是__________。收集干燥气体A的方法是__________。
答案：（1）过滤 漏斗、玻璃棒烧杯 （2）Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O
Ca（OH）2＋Ca（HCO3）2＝2CaCO3↓＋2H2O （3）饱和NaHCO3溶液 浓H2SO4 向上排气法
拓展变式 ：某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均反应完全）：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中含有 。
答案：混合气体中一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种。
典例5：某实验小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，设计了如下实验步骤：
①用25 mLNaOH溶液吸收CO2气体，至CO2气体不再溶解；
②小火煮沸溶液1min~2min；
③在得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液，使其充分混合。
此方案能制得较纯净的Na2CO3（第一步的实验装置如图所示）
（1）将块状大理石加入试管中的正确方法是 _____________。
（2）写出①、③两步的化学反应方程式 _____________。
（3）装置B中盛放的试剂是_____________，作用是_____________。
（4）有人认为将实验步骤②、③的顺序对调，即先混合再煮沸，更合理；你认为对吗？
_____________（填“对”或“不对”），理由 。
解析：（1）将试管平放，用镊子把块状大理石放在试管口，将试管慢慢竖起，使块状大理石缓缓滑至试管底部。
（2）NaOH＋CO2 ＝NaHCO3 NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
（3）饱和NaHCO3溶液 除去HCl
（4）不对；若不先驱除溶液中溶解的CO2气体，则实验③加入的NaOH溶液将有一部分与CO2气体反应，使NaOH溶液不能完全转化为Na2CO3。这样制取的Na2CO3中就会混有NaHCO3。
高考真题：（2005全国-10）向0.1 mol·L1 NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是
A．Na+、CO32- B．Na+、HCO3- C．HCO3-、CO32- D．Na+、OH
拓展视野： 温室效应及危害
温室有两个特点：温度较室外高，不散热。 生活中我们可以见到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室，是让太阳光能够直接照射进温室，加热室内空气，而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外散发，使室内的温度保持高于外界的状态，以提供有利于植物快速生长的条件。
由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会带来以下列几种严重恶果： 1) 地球上的病虫害增加； 2) 海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。
科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。
温室效应是怎么来的？我们能做什么？
多彩化学漫步
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。
人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林。
为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤〕，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材〕，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。
补 充 练 习
1．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏．这是由于石墨
A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒
2．为探究植物光合作用的实质，某同学设计了如图所示的实验装置（透明、密闭）。在阳光下数天后植物生长最茂盛的是
A
3． （2001年广东·河南高考题）为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入
A．水；无水CaCl2固体 B．饱和NaHCO3溶液；浓H2SO4
C．浓H2SO4；饱和Na2CO3溶液 D．饱和Na2CO3溶液；稀H2SO4
4．含相同质量下列杂质的NH4HCO3 10ｇ与足量盐酸反应，放出气体最多的是
A．CaCO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．Ca(HCO3)2
5．把7.4gNa2CO3 10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L.若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是
A．3.18g B．2.21g C．5.28g D．4.22g
6．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：
①WX＋H2O＋CO2↑ ②Z＋CO2X＋O2
③Z＋H2OY＋O2↑ ④X＋Ca(OH)2Y＋CaCO3↓
试回答下列问题：
（1）W、X、Y、Z的化学式分别是：W 、X 、Y 、Z 。
（2）以上四个反应中，属于氧化还原反应的是 （填反应序号），反应中氧化剂是 （写化学式），还原剂是 （写化学式）。
（3）若④反应在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：①离子方程式 ；
②化学方程式 。
答案：（1）NaHCO3；Na2CO3；NaOH；Na2O2（2）②③；Na2O2；Na2O2
（3）Ca2＋＋CO32-＝CaCO3↓ Ca(OH)2＋K2CO3＝2KOH＋CaCO3↓
【小结】：
【布置作业】
【教后反思】
竞赛辅导：
将nmol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。
⑴ 可能发生的化学反应有 ：① Fe+C＝Fe+CO↑ ② 2FeO+C＝2Fe+CO2↑
③ FeO+CO＝Fe+CO2↑和④
⑵ 若n＜1/4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
⑶ 若n＜4，充分批应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
⑷ 若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是 。
⑸ 若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 。
解析：解该题的思路首先从多种反应的特点出发，结合反应①和②得出：C和FeO的物质的量比大于或等于1∶1时，只生成CO；若比值是小于或等于1∶2时，只生成CO2。在1∶1和1∶2之间既有CO也有CO2生成。在数轴上可分为二点三区间：
结合题意木炭和FeO的比值判断某一反应物是否过量，确定所发生的反应。再根据反应方程式的相加原理，简化计算步骤，最后应用范围讨论解法求解。
分析问题⑴中前三个方程式知C有还原性，CO2有一定的氧化性。既然题意是可能发生的反应，所以方程④是：C+CO2 2CO。
对于问题⑵，n＜1/4，C和FeO物质的量之比是1∶4，说明FeO过量，所以，容器内的固体除产物Fe外，还应有FeO，而气体只有CO2。
对于问题⑶，C和FeO物质的量之比是4∶1，说明木炭过量。从反应区间知，经充分反应后，容器内的固体除产物Fe外， 还应有木炭，而气体只有CO。
对于问题⑷，气体产物是混合物，只能是CO和CO2，则固体物质只有Fe，根据前面的分析，n值应在1∶1和1∶2之间，即1/2＜n＜1，说明木炭既要参加①式反应，又要参加②式反应。
对于问题⑸，要求混合气体中CO和CO2物质的量相等，可将①式和②式按题意相加得：
3FeO+2C3Fe+CO↑+CO2↑，若FeO为1mol，则C为2/3。
答案：⑴ C+CO2 2CO ⑵ FeO 和Fe，CO ⑶ C和Fe，CO ⑷ 1/2友情提醒：有些复杂的计算题由于涉及关系量繁杂，需要列表图示以求直观助思；还有些化学计算题中涉及到的化学知识用坐标曲线的形式表达出来更形象，概念性强，寓题意于变化的曲线之中，此法常用于解题的分析之中。有些计算题的不定因素多，答案有多元性，解这类题时不能仅靠数学方法，还要化学知识范围内分不同情况进行讨论，去掉不合理因素，得出正确结论。
第二节 氮的循环
一、教材分析
（一）知识脉络
氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。本节教材通过闪电这一自然现象，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质—氮气、NO、NO2、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质、用途。在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，重点介绍重要代表物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问题的能力。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；
2、通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2 、NO 、NO2的性质；
3、通过观察思考活动，认识NH3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；
4、通过观察思考活动，认识 HNO3的性质。
（二）过程与方法目标
1、培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；
2、初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；
2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
难点：硝酸的氧化性。
（二）方法上重点、难点
培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力，并使学生初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的重要性。
四、教学方法：实验引导，学生观察、归纳。
五、课时计划：4课时
七、教学过程
第1课时
【复习】 1、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质；
2、C、CO、CO2；碳酸盐、碳酸氢盐的相互转化。
【过渡】“P73第一自然段”。在氮循环中涉及到了较多重要的含氮元素的物质及其变化，下面我们一起来探讨这些物质的性质及转化。
一、氮在自然界中的循环：
（一）、自然界中氮元素循环示意图：分析课本上图
（二）、主要形式（P74）
（1）游离态→化合态
①是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物；
②放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中；
③合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态。
（2）化合态→游离态：硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气。
（3）化合态→化合态：化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的氮氧化合物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。
【交流·研讨】 组织学生阅读教材P74“”
二、氮循环中的重要物质及氮的固定：
（一）、N2
1、物理性质：无色无味无嗅的气体，氮气占大气总量的78.12%（体积分数）。微溶于水。
【讲述】 氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其它的物质发生反应，可作保护气体。但在一定的条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。
2、化学性质：
（1）还原性：N2+O2 2NO (有毒、无色、难溶于水)
说明：在雷雨天气，汽车的发动机中均可以发生该反应。在该反应中，N2表现出还原性。
（2）氧化性：3Mg＋N2Mg3N2
N2+3H2 2NH3 （可逆反应）
说明：a 该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。N2表现出氧化性。
b在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。
像这样：在同一条件下，同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。
①同一条件 ② 在可逆反应的化学方程式中用“”代替“=== ”。
3、氮的固定：使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定。
【板书】
阅读课本P75
【练习】：氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。指出下列固氮方式各属于哪种类型。
1、闪电时氮气转化为一氧化氮。
2、豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮。
3、在高温、高压和催化剂作用下，氮气和氢气反应合成氨。
（二）氮的氧化物：有六种：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
1、NO、NO2
物质 NO NO2
颜色 无色 红棕色
气味 无味 刺激性气味
溶解性 不溶解 与水反应
毒性 剧毒 剧毒
转化 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2、氮的氧化物溶于水的计算：
（1）NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水，根据：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。
（2）NO2和O2的混合气体溶于水时，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
当V(NO2)∶V(O2)＝4：1时，恰好反应，无剩余气体。
当V(NO2)∶V(O2)＜4：1时，剩余氧气。
当V(NO2)∶V(O2)＞4：1时，NO2过量，剩余气体为NO，且体积为过量NO2体积的 。
（3）NO和O2同时通入水中时，此时的反应为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
当V(NO) ∶V(O2) ＝4：3时，恰好反应，无剩余气体；
当V(NO2)∶V(O2)＜4：3时，剩余氧气；
当V(NO2)∶V(O2)＞4：3时，剩余NO。
（4）NO2、NO、O2三种气体混和通入水中，可先1方法求出NO2和H2O反应生成NO的体积，再加上原混和气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按3方法进行计算。或者按总反应式NO2+NO+O2+H2O=2HNO3分析求解。
总之，无论是4NO2+O2；4NO+3O2；还是NO2+NO+O2，从组成上说均是2个或1个N2O5与H2O的作用，所以它们都等效于这个反应：N2O5+H2O===2HNO3。于是上述四个问题的解决就可以归纳到混合气体中N、O原子（或物质的量）比值来分析判断。①n（N）∶n（O）=2∶5时，无气体剩余；②当n（N）∶n（O）>2∶5时，剩余NO；③当n（N）∶n（O）<2∶5时，剩余NO2。
[例1] 将amlNO、bmlNO2和xmlO2混和于同一试管，将试管口倒插入水中，充分反应后试管内气体可全部消失，则x和a、b应满足何种关系式？
分析：当且仅当n（N）∶n（O）=2∶5时，恰好完全反应，试管内无气体。即：
= x=
[例2] 将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2mL无色气体，求原混合中NO2和O2各多少mL？
答案：（1）NO2 6.4mL O2 3.6 mL (2)NO2 9.2mL O2 0.8mL
练习：1、将充满NO2和N2共45的试管，倒立于水槽中，过一段时间气体的体积变为35，则原混合气体中N2和NO2的体积比为 （ ）
A、7：2 B、2：7 C、1：2 D、2：1
2、一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的
A．1/4 B．3/4 C．1/8 D．3/8
第2课时
三、氨和铵盐
（一）、氨NH3：
1、NH3的物理性质：无色；有刺激性气味的气体；比空气轻；极易溶于水（1：700）。
2、NH3的化学性质：
（1）、与水反应：喷泉实验
NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- （可逆过程）
NH3是中学化学中最常见的一种碱性气体，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，常用于检验NH3的存在。
氨水成分：分子：H2O、NH3、NH3·H2O 离子：H＋、OH－、NH4＋
【辨析·比较】 液氨和氨水
液氨是氨气加压或降温得到的液态氨，是纯净物，即液氨由氨分子组成的液体。
氨水的主要成分是NH3·H2O．在氨水中以分子状态存在的粒子有：NH3、H2O、NH3·H2O；以离子状态存在的粒子主要有：NH4+、H＋、OH－，极少量的是H＋。所以氨水是混合物。
（2）、与酸反应：NH3+HCl=== NH4Cl （产生白烟）（实验）
NH3+HNO3 === NH4NO3 （产生白烟）
2NH3+H2SO4=== (NH4)2SO4
（3）、与氧气反应：4 NH3+5O2 4NO+6H2O （工业制HNO3的的重要反应）
【讲解】 由于氨水易挥发，不易运输，因此氨水不大量用作化肥，而是常将氨制成各种固态的铵盐加以使用，如何科学的使用铵态氮肥呢？要解决这一问题，首先要了解铵态氮肥的主要成分——铵盐的主要性质。
（二）、铵盐：
1、概念：由和酸根组成的盐。
2、白色晶体，均易溶于水。
3、化学性质：
（1）、受热易分解：NH4HCO3NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O
NH4Cl NH3 ↑+HCl↑
生成的NH3与HCl遇冷又会结合成NH4Cl：NH3 + HCl === NH4Cl
思考：此过程与碘的升华原理一样吗？
（2）、与碱溶液反应：NH4++OH-=== NH3·H2O（不加热）
NH4++OH- NH3 ↑+H2O
保存方法：密封、阴凉通风处保存。
施用注意事项：不能与碱性物质如草木灰等混用；埋在土下以保持肥效。
思考：如何检验NH4+的存在？
四、氨气的实验室制法：
1、常用药品：氯化铵和消石灰；
2、原理：2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)CaCl2 ＋2H2O ＋2NH3↑
3、装置：固+固 气 （类例制O2）
4、收集方法：向下排空气法
5、验满：（1）湿润的红色石蕊试纸（变蓝）（2）玻璃棒蘸浓盐酸（白烟）
6、试管口棉花团作用：防止空气对流。
收集NH3后的导管口处塞一团湿棉花或用稀H2SO4浸湿的棉花，吸收多余的NH3，以防污染空气。
7、干燥：用碱石灰或生石灰。
问：能否用浓H2SO4干燥？能否用CaCl2干燥？
拓展：快速制氨气法：
1、加热浓氨水法：NH3·H2O NH3 ↑+H2O
2、向生石灰或NaOH上滴加浓氨水。
例题与练习：
1、有关氨的性质的叙述正确的是
A．氨能在氧气中燃烧 B．氨水呈碱性
C．氨水和酸相遇都能产生白色烟雾 D．在反应NH3＋H+ ＝NH4+中，氨失去电子被氧化
2、氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离
A．加入氢氧化钠 B．加入AgNO3溶液 C．加热法 D．加入一种合适的酸 E．加入水
第3课时
五、硝酸及其应用
（一）、物理性质：
纯硝酸是无色，有刺激性气味的液体。易挥发，熔沸点低，密度比水大。
98%以上的浓HNO3又叫“发烟硝酸”。
（二）、化学性质：
1、硝酸具有酸的通性
①使指示剂变色：例如：稀HNO3使紫色石蕊溶液变红。
②与碱反应：如HNO3＋NaOH＝NaNO3＋H2O
③与碱性氧化物反应：如2HNO3＋CaO＝Ca(NO3)2＋2H2O
④与弱酸盐反应：如2HNO3＋Na2CO3＝2NaNO3＋CO2↑＋H2O
⑤与金属反应：由于硝酸具有强氧化性，因此，与酸反应时一般不产生H2。
2、特性：（重点）
（1）不稳定性：4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑
说明：硝酸越浓，越容易分解。长期存放的浓HNO3呈黄色，这是由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。一般将它保存在棕色瓶里，放置在阴凉处。
（2）强氧化性：
①与金属反应——除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）
Cu + 4HNO3（浓）=== Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe + 4HNO3（稀）=== Fe(NO3)3+ NO↑+ 2H2O
练习与思考：1、将以上反应改写成离子反应方程式；
2、以上反应中，HNO3表现了什么性质？
②与某些非金属单质（如碳、硫等）反应
C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
③与其它还原性物质的反应
如：3 Fe2＋ ＋4 H＋ + NO3－=== 3Fe3＋ ＋NO↑ ＋2H2O
可见：在酸性条件下，与还原性离子如不能大量共存。
【讨论】①通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？
②浓硝酸通常被还原为NO2、稀硝酸通常被还原为NO，故相同条件下，稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性，你认为这种观点对吗？请阐述你的理由。
规律：浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO，产物与硝酸的浓度有关。
【领悟·整合】
硝酸除了具有酸的通性以外，还具有挥发性、不稳定性、强氧化性等特性。硝酸不仅是氮循环中的一种重要物质，在实验室中也是一种重要的化学试剂，在工业上更是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、燃料、塑料和硝酸盐等。
【讲述】 掌握物质性质的目的是为了更好的利用物质。如食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。
又如二战期间，由于德军即将占领丹麦，丹麦物理学家，诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手，他把奖章溶解在一种溶液中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻耳家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻耳从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水（由浓盐酸与浓硝酸按体积比3：1混合而成）。
拓展：
一、王水：浓HNO3和浓盐酸的混合物（体积比1∶3）叫王水，它的氧化能力比硝酸更强，能够使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
二、氧化性酸和酸的氧化性概念辨析
酸的氧化性：实质上指氢离子的氧化性，任何酸都有不同程度电离出H＋的能力，H＋在一定条件下获得电子生成H2．因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是H＋作氧化剂如：锌与盐酸或稀H2SO4的反应，都可以用Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑离子方程式表示此类反应的实质。
氧化性酸：是酸根离子中心原子获得电子的能力，酸根离子获得电子后，中心原子化合价降低，形成相应的低价含氧化合物甚至是单质．
如浓H2SO4与Cu反应：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，
浓H2SO4与木炭反应：C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，
硝酸与锌反应：4Zn＋10HNO3(稀)＝4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O
5Zn＋12HNO3(很稀)＝5Zn(NO3)2＋N2↑＋6H2O
浓HNO3与木炭、单质硫、磷的反应等等。
作为氧化性酸，不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质。而酸的氧化性即H＋的氧化能力较弱，只能氧化较活泼的金属（即金属活动顺序表中氢前金属）。
六、人类活动对自然界氮循环和环境的影响
【指导阅读】阅读P78-人类活动对自然界氮循环和环境的影响
1．人类活动对自然界氮循环的影响：
（1）作物每年要从土壤中摄取大量的氮。每100m2土地的上空约有106kg的氮，这是巨大的氮资源。闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这是一种自然固氮。但自然固氮远远满足不了农业生产的需求。人类的固氮活动使活化氮的数量大大增加。科学家们预测，从现在到2020年，人工固氮将增加60%，达到年均2.24×1011kg。
（2）汽车的数量大大增加，由汽车排放到大气中的氮氧化物逐年增加。
2．人类活动对环境的影响：
人类是伟大的，人们用自己的智慧创造了一个新的自然界。但是，人类的活动也对地球的环境造成了一些不良的影响。当前环保面临的十大问题有：大气污染、地球变暖、臭氧层被破坏、酸雨蔓延、生物多样性减少、淡水资源枯竭与污染森林锐减、土壤荒漠化、海洋污染、固体废弃物污染。其中与氮循环失衡直接相关的有以下几个方面：
（1）光化学烟雾：光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。氮氧化合物是形成光化学烟雾的一个重要原因。大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气、化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。
（2）酸雨：氮氧化合物是形成酸雨的一个重要原因。
（3）富营养化：进入水体的氮的含量增大，会导致藻类“疯长”，迅速地覆盖在水面上，造成水体的富营养化。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉和淋洗，以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。
3．如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响
（1）控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。
（2）增强生态系统对有害物质的吸收能力。我们应保护森林，植树造林，促进全球氮的良性循环。
典例7：汽车尾气是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。
（1）与汽车尾气排放密切相关的是 。
a 光化学烟雾 b 赤潮 c 白色污染
（2）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 。
答案：（1）a （2）2CO＋2NO2CO2＋N2
七、常见考点：
1、NOx溶于水的计算：
例1：将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是
A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3
2、喷泉实验计算：
例2：如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体A将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。
A（干燥气体）NO2 b（液体）
A NO2 水
B CO2 4mol/LnaOH溶液
C Cl2 饱和NaCl溶液
D NH3 1mol/L盐酸
选项_____________（填A、B、C、D）为何不满足要求_________ ____．
练习：在标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入干燥纯净的NH3、含一半空气的氯化氢、NO2和O2的混合气体[v(NO2)∶v(O2)＝4 ∶1]。然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为
A．2∶1∶2 B．5∶5∶4 C．1∶1∶1 D．无法确定
3、离子共存：
例3、已知溶液为棕黄色， 溶液为浅绿色，向Fe(NO3)2溶液中加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是( )
A、变浅 B、变为红色 C、没有改变 D、变为棕黄色
练习：在酸性溶液中，下列各离子因氧化还原反应而不能大量共存的是（ ）
A． B．
C． D．
4、有关HNO3的计算：
例4、38.4 mg Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL气体(标准状况下)，反应消耗的HNO3其物质的量可能是（ ）
A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
例5、在100mL某混合酸中，HNO3的物质的量浓度为0.4mol·L-1，H2SO4的物质的量浓度为0.1 mol·L-1，向其中加入1.92 g铜粉，微热，待充分反应后，求溶液中的物质的量浓度。
答案：0.225 mol·L-1
关于HNO3计算小结：
1、与金属单质反应时HNO3表现酸性和氧化性，表现酸性的量可由金属所形成的盐计算得出，表现氧化性的量可由所产生的气体算出，不论是NO还是NO2。
2、金属与混酸的计算必须按照离子方程式计算，因为其中的不仅仅由HNO3提供。
【课堂小结】 学生自主完成教材第83页的“概括·整合”。
【课堂作业】 教材P83 E1、E2、E3
【布置研究性作业】 将学生分成若干小组，依据学生兴趣自主选取其中一个课题进行研究，研究成果将以小组为单位以板报的形式进行交流。
1、如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？
2、如何减少氮氧化物对环境的影响？
3、查阅资料，了解人工固氮的研究方向、成果及研究固氮的意义。
教学反思：
补充练习：
1．N2是空气的重要组成部分．因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的．其主要依据是
A．液态氮的沸点为－195.8℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热
C．N2与H2反应放热 D．N2在空气中约占78%（体积分数）
2．下列属于氮的固定的是
A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3? B．NO与O2反应生成NO2?
C．NH3经催化氧化生成NO? D．N2蛋白质
3．收集NO和NO２两种气体
A．都可用排水法 B．NO用排水法，NO２用向上排气法
C．都可用向上排气法 D．NO用向上排气法，NＯ２用排水法
4．用加热方法可分离的一组物质是
A．氯化铵和消石灰 B．碳铵和过氧化钠
C．碘和食盐 D．硝酸铵和硫酸钠
5．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓硝酸反应，②铜跟稀硝酸反应，③铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应．以下叙述正确的是
A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C．所消耗铜的物质的量是：途径③＞途径①＞途径②
D．所消耗硝酸的物质的量是：途径①＞途径②＞途径③
6．在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1 g，再向其中加入一定量的稀H2SO4，充分振荡后，剩余金属m2 g，则m1和m2之间的关系是
A．m1一定大于m2 B．m1可能等于m2
C．m1一定等于m2 D．m1可能大于m2
7．A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B．用圆底烧瓶收集干燥的B．按图所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉；A与浓H2SO4反应，放出无色气体C．用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按图所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。
（1）A的化学式是 。
（2）可用于除去B中水分的干燥剂是 。收集气体B的方法是 。
（3）收集气体C的方法是 。
8．将3.2 g Cu放入100 mL 0.20 mol·L－1的少量HNO3(aq)中，试求完全反应后所得到的气体的体积和被还原HNO3的物质的量。
9．已知A、B、C、D均为化合物，B、C常温常压下为气体，C气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；又知1 mol A在200℃时分解仅得1 mol B 和一定量的水两种产物，A中含有NO3－。A、B、C、D间有如下关系：
试回答下列问题：
（1）写出A、C的化学式：A 、C 。
（2）写出反应①的离子方程式：___________________。
（3）写出反应②的化学方程式，并标出电子的转移方向和数目：____________________。
10．现有N2、NH3、NO2组成的混合气体10L.此混合气体通过稀H2SO4时，溶液增重12.5g，混合气体体积减少到3.28L(体积均在标准状况下测定)，则此混合气体中三种成分的体积分别是多少 ?
1、A 2、AD 3、B 4、C 5、AD 6、A
7、答案：（1）NH4Cl （2）碱石灰（或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂） 向下排气法 （3）向上排气法
8、答案：V(NO)＝1.1×102 mL，n(被还原HNO3)＝5.0×10－3 mol
9、答案：(1)NH4NO3 NH3 (2)NH4+＋OH－NH3↑＋H2O（3） N2O↑＋2H2O
10、答案：此混合气体中N2有1.04升，NH3有2.24升，NO2有6.72升。
第三节 硫的转化
教材分析
（一）知识脉络
硫及其化合物的主要性质之一在于氧化性和还原性。而不同价态硫元素间的转化正好能够体现各种含硫物质的氧化性和还原性。本节教材突出了“不同价态的硫元素”及“硫的转化”的观点，从硫在自然界中的存在和转化接触含硫元素的物质以及它们在自然界中的存在，进而探讨硫的主要性质——氧化性和还原性。然后以探讨硫的主要性质的思路和方法为基础，借助方法导引，在实验室中实现不同价态硫元素间的转化，从中总结二氧化硫和浓硫酸的主要性质。最后通过介绍“硫酸的工业生产”和“酸雨及其防治”的有关知识，体现硫的转化在工业生产和环境保护中的应用。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
1、实用性和教育性。教材从实验室探究不同价态硫元素间的转化到了解生产、生活中不同价态硫元素间的转化，既体现了化学知识的实际应用，又激发了学生关注环境、保护环境的热情。
2、注重三维目标的培养。教材通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。从而实现三维目标的培养。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、认识硫单质，了解硫磺的主要性质；
2、应用氧化还原反应的知识，在实验室探究不同价态硫元素之间的相互转化，从而了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，归纳二氧化硫和浓硫酸的主要性质。
3、通过硫元素在生产、生活中的转化实例，了解硫及其化合物在生产中的应用，体会在应用过程中的环境问题，了解酸雨的危害，能够提出减少向大气中排放二氧化硫的措施。
（二）过程与方法目标
通过探究不同价态硫元素之间的相互转化，培养学生运用所学知识设计实验方案的能力；动手实验的能力；观察实验的能力；合作交流的能力；归纳实验结果的能力。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过实验探究，让学生体会研究化学的过程，激发学生学习化学的兴趣；
2、通过了解硫及其化合物的“功”与“过”，知道“功”与“过”的关键取决于人类对化学知识所掌握的程度，进一步增强学生学好化学的责任感。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：硫、二氧化硫的主要性质。难点：探究不同价态硫元素之间的相互转化。
方法上重点、难点
形成解决问题的方法以及选择解决问题的途径。
四、教学准备
（一）学生准备
1、预习第三节-硫的转化
2、先个人思考，然后小组讨论形成探究不同价态硫元素间的转化的实验方案。
3、查阅资料，了解酸雨的危害及防治。
（二）教师准备
1、将学生每五人编为一组
2、教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。
3、编制“活动·探究”活动报告及评价表；
五、教学方法
实验探究
六、课时安排
3课时
七、教学过程
第1课时
【播放录像】 火山喷发
【讲述】火山口黄色的物质即为硫单质。硫磺有广泛的用途，可用于制硫酸、火药、烟花爆竹等，还可以用来制硫磺软膏医治皮肤病。我们知道，物质的用途决定于物质的性质。下面，我们一起来认识硫单质的性质。
【板书】一、硫单质的性质
【提问】1、物质的物理性质应该从哪些方面去认识？怎样认识硫单质的物理性质？
2、硫元素常见的化合价有哪些？从化合价的角度推测，硫具有怎样的化学性质？如何用实验来证明你的推测，请设计出你的实验方案。
【讨论评价】学生讨论，教师评价各实验方案并做好表现性评价记录。
【演示实验】学生设计的合理方案可能较多，选取具有代表性的实验进行演示。
<实验1>在三个培养皿中分别取少量硫粉，观察它的颜色、状态；然后向其中分别加入等量的水、酒精和二硫化碳，观察它们的溶解情况。
<实验2>取少量硫粉放在试管中，在酒精灯上将其加热至熔化，观察发生的现象。
<实验3>把研细的硫粉与铁粉按照一定的比例（铁粉稍过量）混合均匀，放在石棉网上堆成“S”状，用灼热的玻璃棒触及一端。当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察发生的现象。
【学生讨论】1、通过实验，请归纳硫具有哪些物理、化学性质？
2、黑火药爆炸所发生的主要化学反应为：
S+2KNO3+3C======= K2S+3CO2↑+N2↑ 在此反应中硫体现出了什么性质？
3、硫与氯气相比，谁的氧化性强？你判断的依据是什么？
【归纳板书】
1、物理性质：淡黄色或黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔沸点不高，存在同素异形体。
2、化学性质
氧化性（与变价金属反应，一般生成低价态金属硫化物）
Fe+S======FeS （氧化性：S<练习>写出硫与铝、铜反应的化学方程式。
还原性
S+O2======SO2
（3） S+2KNO3+3C=======K2S+3CO2↑+N2↑ （硫既是氧化剂又是还原剂）
【小结过渡】硫元素的常见价态有-2、0、+4、+6；本节课我们依据氧化还原反应的规律，推测并寻找到合适的氧化剂和还原剂，实现了单质硫向-2价硫和+4价硫的转化。下节课将由同学们自己来设计方案，探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化。
【方法导引】探究不同价态硫元素间的相互转化，实际上是探究含有不同价态硫元素的物质间的相互转化。
首先，要选择含有不同价态硫元素的物质，如硫磺、二氧化硫（或亚硫酸、亚硫酸钠等）和硫酸（或三氧化硫、硫酸盐等）。
其次，是获取这些物质。实验室里备有硫磺、亚硫酸钠和浓硫酸试剂，常用亚硫酸钠与较浓的硫酸反应制备少量二氧化硫。
第三，实现不同价态硫元素间的相互转化，依据的主要是氧化还原反应规律，需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
【知识支持】1、常见的氧化剂有酸性KMnO4溶液，氯气，氯水，硝酸，浓硫酸，氧气等；常见还原剂有硫化氢（或氢硫酸），碘化钾，金属单质、氢气、一氧化碳等。
2、SO2能使品红溶液褪色，可利用这一性质检验SO2。
【设计要求】1、设计的方案尽量减少环境污染（SO2,H2S均有毒），认真对待尾气的处理。
2、实验方案要能判断是否实现了转化。
3、画出实验装置图。
【课前准备】教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。学生先个人思考，然后小组讨论形成实验方案。
【小结】整合本课所学内容，明确下节课任务。
第2课时（实验课）
【实验内容】 探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化。
【实验目的】 探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化；归纳总结SO2、浓硫酸的化学性质。
【实验用品】试管，试管夹，玻璃棒，胶头滴管，单孔橡皮塞，酒精灯，铁架台（带铁圈），药匙，烧杯，圆底烧瓶，止水夹，橡皮管，硫粉，亚硫酸钠，氢氧化钠稀溶液，品红溶液，酸性KMnO4溶液，氯水，浓硝酸，稀硝酸，碘化钾溶液，碘水，酚酞，氢硫酸，浓硫酸，BaCL2溶液，锌粒，铜片，火柴。
【实验步骤】
1、教师强调注意事项：
（1）试剂药品的取量
（2）操作正确
（3）安全问题
（4）注意有毒物质的吸收
2、学生检查实验所需的仪器和药品。
3、由学生依自己的设计方案动手实验并做好实验记录。
【问题讨论】用幻灯片或多媒体投影所要讨论的问题或将问题印发给学生。
1、根据实验结果，用图示的方法，表示不同价态硫元素之间的相互转化关系。能写出方程式的请完成化学反应方程式或离子方程式。
2、通过实验，总结二氧化硫，浓硫酸的化学性质并讨论作为氧化剂时浓硫酸与稀硫酸有什么不同？
3、在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
4、你还能实现其它含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化吗？
5、黄铁矿（FeS2）是比较常见的含硫的矿石，是我国工业上用来制造硫酸的一种原材料，如何把FeS2转化为H2SO4？请你设计FeS2→H2SO4转化的可能的方法。
第3课时
【引入】上节课我们通过实验探究了不同价态硫元素之间的转化，下面，我们一起来归纳上节课所讨论的问题。
【投影】用幻灯片或多媒体投影所要讨论的问题：
1、根据实验结果，用图示的方法，表示不同价态硫元素之间的相互转化关系。能写出方程式的请完成化学反应方程式。
2、通过实验，总结二氧化硫、浓硫酸的化学性质并讨论作为氧化剂时浓硫酸与稀硫酸有什么不同？
3、在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
4、你还能实现其它含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化呢？
5、黄铁矿（FeS2）是比较常见的含硫的矿石，是我国工业上用来制造硫酸的一种原材料，如何把FeS2转化为H2SO4？请你设计FeS2→H2SO4转化的可能的方法。
【归纳板书】学生归纳，老师点评并板书。
1、 强氧化剂
0 +4 +6
S S S
2、二氧化硫的性质
（1）物理性质：无色，有刺激性气味的有毒气体，易溶于水。
（2）化学性质
①酸性氧化物的通性。
②与水反应 SO2+H2O H2SO3
③氧化性 SO2+H2S===3S↓+2H2O
④还原性 2SO2+O2 2SO3
⑤能使品红溶液褪色（该性质用来检验SO2）。
<说明>：不要求学生掌握所有转化反应的化学方程式。
3、浓硫酸的特性
（1）吸水性——干燥剂。
（2）脱水性；
（3）强氧化性 Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O
【讨论解惑】
解决问题3：针对实验过程中出现的问题进行讨论、答疑。
例如：<问>：将二氧化硫气体通入到碘化钾溶液中，预测有硫生成。为什么无现象？
<答>：将二氧化硫通入到碘水中，碘水褪色，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀。证明碘的氧化性强于二氧化硫。因而二氧化硫不能将碘离子氧化成碘。
解决问题4：含有不同价态硫元素的物质间的转化与氧化还原反应有关，只要选择合适的
氧化剂和还原剂就可以实现。
解决问题5：先对学生提出的方案进行评价，然后指导阅读P87-硫酸的工业生产，简单介绍接触法制硫酸的流程：
S（或FeS2）SO2SO3H2SO4
【讲述】由于工农业生产的迅猛发展，空气受到了不同程度的污染，现在不少地区雨水的PH小于5.6，当雨水的PH小于5.6时，我们就称它为酸雨。我国是世界上三大酸雨区之一，且酸雨的主要成分是硫酸，硫酸型酸雨是如何形成的呢？我们如何防止或减少酸雨的形成呢？
【指导阅读】阅读：三、酸雨及其防治
【归纳小结】 酸雨的形成
2SO2+O22SO3
SO3+H2O==H2SO4
煤、石油等含硫元素 SO2
SO2+H2OH2SO3
2H2SO3+O2==2H2SO4
酸雨的防治：1、控制酸性物质的排放；
2、改变能源结构，开发利用清洁能源。
【指导阅读】 阅读P88页-身边的化学。
【讲述】简单介绍石膏，硫酸钡两种主要的硫酸盐。
【概括整合】 学生整理本节所学知识。
【作业】 P90-91页1、2、3、4、5。
【布置研究性学习任务】
将学生分为若干小组，分别完成其中的一个课题，在下次课上进行交流。
1、请查找资料，了解生产和生活中减少二氧化硫排放的具体措施，并结合二氧化硫的性质进行分析。
2、根据所学知识，你知道采取什么办法能解决下列问题吗？
（1）治理已酸化的湖泊和土壤。
（2）保护暴露在大气中的建筑。
（深圳市深圳中学 罗吉祥 编写）
第四节 海水中的化学元素
一、教材分析
（一）知识脉络
本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途；然后通过实验探究，得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系，以此为启示，介绍溴单质的提取原理和主要用途。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
本节内容既承载了元素化合物知识，又使学生认识到开发利用海洋的重要性和艰巨性。既关注了知识的获取、情感态度价值观的培养，又关注了海水化学资源综合利用的方向。体现了新课程的基础性和时代性。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。
2、通过实验探究、交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。
3、了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。
（二）过程与方法目标
通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
（三）情感态度与价值观目标
通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：金属镁的还原性；氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
难点：氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
（二）方法上重点、难点
学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
四、教学准备
（一）学生准备
预习：第四节-海水中的化学元素。重点思考“交流·研讨”中所提出的问题。
（二）教师准备
编制“活动·探究”活动报告及评价表。
五、教学方法
实验探究、交流研讨
六、课时安排
2课时
七、教学过程
第1课时
【引入】尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。那么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？
【指导阅读】 阅读P92-P95第一部分：海水——化学元素宝库。
【学生阅读后回答】海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。
【老师总结】 教师点评并简单介绍氯碱工业（不要求掌握这部分内容）。
【设问】 海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。目前，世界上有60%的镁来自海水，人们是怎样从海水中提取镁的呢？
【指导阅读】 阅读P95-P96第二部分：镁和海水提镁
【交流讨论】用多媒体投影下列讨论题：
1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。
2、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？
3、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？
4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？
【讨论作答】学生回答，教师点评。
1、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到氯化镁。
2、贝壳起到提供碱-消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：
CaCO3======CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2
3、经历的化学变化有：
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2 H2O
MgCl2=====Mg+Cl2↑
4、（1）就地取材-利用海滩上的贝壳
（2）节约原料-循环利用氯元素
<启示>：一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。
【讲述】 海水提镁的原理较为简单，但在实际生产中，还有许多难题需要解决，主要是怎样除去杂质。英国、美国、日本在这方面走在前列。我国由于陆地天然菱镁矿资源丰富，目前主要是通过煅烧菱镁矿来制取镁，没有安排大量人力和物力开发海水提镁工作。只是根据需要，每年利用制盐卤水生产一些氯化镁。近年来，我国对海水提镁的开发，也进行了一些研究和试生产，取得了可喜的成绩。镁是一种轻金属，其合金的强度高、机械性能好。这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。在冶金工业上，金属镁常用作还原剂和脱氧剂。下面我们通过实验来进一步认识镁的化学性质。
【演示实验】取一段镁条，观察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽。用坩埚钳夹住镁条，点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙或少量水），观察发生的现象。并完成下表
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
镁跟氧气反应
镁跟二氧化碳反应
【归纳总结】学生归纳，教师点评并板书。
镁的主要化学性质-还原性
1、与酸反应置换氢气
2、与氧气反应
3、与二氧化碳反应：2Mg+CO2=======2MgO+C
<思考> 由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？
【课堂练习】P100 1、2
【概括整合】 归纳本节课所学的内容。
第2课时
【复习】镁的主要化学性质有哪些？
【引入】溴是海水中重要的非金属元素。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。前面我们学习过氯气，下面我们一起来探讨溴单质和碘单质的性质。
【演示实验】
<演示实验1>：观察溴单质和碘单质的状态、颜色；取少量的溴单质和碘单质，分别观察它们在水、酒精和四氯化碳溶剂中的溶解情况和所形成溶液的颜色，把观察结果填入下表中：
物理性质 溴单质 碘单质
颜色
状态
溶解性和溶液颜色 水中
酒精中
四氯化碳中
<演示实验2>：给碘锤加热，观察发生的现象。
【交流讨论】1、在保存溴单质和碘单质时应分别注意哪些问题？
2、碘容易升华的性质有什么重要用途？
【过渡】 氯、溴和碘的单质除了具有以上物理性质之外，在化学性质方面有哪些相同和不同呢？
【活动探究】 我们已经认识了氯气的强氧化性，请用氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液，设计实验探究氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱。记录实验现象、实验结论或化学方程式。
你的实验方案与实验记录
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
<思考>：1、通过实验探究，你认为氯、溴、碘单质的化学性质有什么共同特点？它们的氧化性强弱如何？写出发生反应的离子反应方程式。
2、氯、溴和碘单质的氧化性强弱对于从溴化物中提取溴有何启示？
【指导阅读】 阅读P98-P99，思考并回答下列问题：
1、海水提溴的化学反应原理是什么？工业流程所经历的主要步骤有哪些？
2、溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？
3、为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？我国科学家在此领域取得了哪些成就？
【概括整合】 根据P99的提示，概括整合本节内容。
【作业】 P100-101 3、4
【研究性学习课题】 P101 5、6
碳的多样性
碳单质的多样性
碳元素转化的多样性
金刚石、石墨、C60
碳酸钠、碳酸氢钠的性质及转化
碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化
碳的化合物的多样性
碳酸盐
碳酸氢盐
H2CO3
加热，加碱
氮的循环
氨与铵态氮肥
硝酸及其应用
人类活动对氮循环和环境的影响
氮气与氮的固定
（氨的性质，
铵盐的性质）
（硝酸的性质）
（酸雨、光化学烟雾、富营养化）
放电
氮的固定
自然固氮
人工固氮
高能固氮（闪电，约占10%）
生物固氮（约占90%）
合成氨
仿生固氮
催化剂
高温
接触含硫元素的物质以及它们在自然界中的存在
硫元素在自然界中的存在和转化
了解硫磺的主要性质
认识硫单质
了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，归纳二氧化硫的主要性质
实验室探究不同价态硫元素间的转化
硫酸的工业生产，酸雨及其防治
生产、生活中不同价态硫元素间的转化
加热
加热
点燃
加热
氧化剂
还原剂
氧化剂
还原剂
强还原剂
催化剂
△
△
海水化学资源的综合利用
氯、溴、碘单质之间氧化性的比较
海水提溴和含溴化合物的用途
海水中的化学元素
种类、含量和存在形式
海水提镁及镁的性质、用途
高温
通电
点燃
第三章 自然界中的元素
▲ 章节知识概说
本章的核心内容是元素化合物知识，主要是应用第2章的概念和理论知识认识物质的性质，探讨物质在生产、生活中的应用，以及人类活动对生态环境的影响。
本章首先以碳元素的多样性为线索，探索了碳单质、碳的化合物以及碳元素转化的多样性；然后以硫及其化合物的转化为线索，探索了不同价态硫元素在自然界、实验室、生活、生产中的转化；紧接着以氮的循环为线索，探讨了氮在自然界中的循环、氮循环过程中的重要物质，以及人类活动对氮循环的影响；最后通过海洋这个蕴藏众多元素的领域，引入了更多的元素化合物知识，通过探讨从海洋中提取物质的途径，学习了镁、溴、碘等元素的知识。这样，就把零散的元素化合物的知识有机地结合在了一起，充分体现了高观点、大视野和多角度的特色。
▲ 课标理念感悟
知识与技能：根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解碳及其重要化合物的主要性质，以及它们在自然界和生活、生产中的相互转化；通过氮的循环，了解氮气、氨气、铵盐以及硝酸的主要性质，认识它们在生产中的应用；通过实验探究了解硫单质、二氧化硫等的主要性质，探讨不同价态硫元素之间的转化途径；通过了解海洋中的重要元素，认识金属镁、溴单质、碘单质和卤化物的主要性质及其在生产中的应用。
过程与方法：运用氧化还原理论研究物质的氧化性和还原性，探讨含有相同元素的物质之间的相互转化。
情感态度与价值观：通过了解人类活动对氮循环的影响、酸雨问题和海洋资源的综合利用，认识人类活动对生态环境的影响，培养与环境和平相处的情感以及运用化学知识解决环境和资源问题的兴趣和热情。
第一节 碳的多样性
一、教材分析
（一）知识脉络
碳及其化合物在自然界中的广泛存在以及在我们的生产、生活中的广泛应用与碳的多样性紧密相关。本节教材在初中化学知识的基础上，通过介绍、归纳金刚石、石墨、C60、碳纳米管的物理性质和用途，体现碳单质的多样性；通过探究碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质，认识碳酸盐与碳酸氢盐这些含碳化合物的性质及转化关系,体现碳的化合物的多样性；通过介绍自然界和生产、生活中碳及其化合物间的转化，认识碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，体现碳元素转化的多样性。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
知识更具有时代性和实用性。通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。更容易实现三维目标的培养。
二、教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过介绍各种碳单质，使学生了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体，它们的物理性质有较大的差别，导致物理性质相异的主要原因是碳原子的排列不同。
2、知道含碳元素的化合物种类繁多，一般分为含碳的无机化合物和有机化合物两大类，通过活动探究认识碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，初步体会它们性质的差异。
3、根据生产、生活中的碳元素转化的实例，了解碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化，从而进一步了解它们的性质。使学生能够解释与含碳化合物有关的现象和解决简单问题，如水垢的形成与消除、木炭燃烧的现象、工业上炼铁的原理等，体会化学在人类生产、生活中的应用，激发学生学习化学的兴趣。
（二）过程与方法目标
1、通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的基本程序，培养学生利用实验科学探究的能力。
2、体会将自然界中的转化与实验室中的转化统一起来的科学思维方法。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过实验探究激发学生探究化学的兴趣，发扬合作学习的精神，养成严谨科学的学习习惯。
2、了解人们经常利用科学知识实现碳元素的转化，为人们服务的案例，体会化学科学的伟大，增强求知的欲望。
3、通过介绍人类的活动破坏了自然界中碳转化的平衡所造成的后果，激发学生应用化学知识，维护生态平衡的热情和责任。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：碳元素之间的转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
难点：碳元素之间的转化，碳酸钠与碳酸氢钠的性质。
（二）方法上重点、难点
通过探究碳酸钠和碳酸氢钠的主要性质，进一步熟悉研究物质性质的基本程序，培养学生利用实验科学探究的能力。
四、教学方法：实验探究、自主归纳。
五、课时安排：二课时。
六、教学过程设计：
第一课时
【引入】在初中我们接触过碳，知道碳既是构成生物体的基本元素，又是构成地壳中岩石和化石燃料的主要元素。碳以多种形态存在于自然界中。今天，我们一起来感受碳的多样性。
【图片展示】 1、自然界中常见的含碳物质
2、C60、石墨、金刚石的球棍模型
【指导阅读】 阅读P62第一部分：多种多样的碳单质。
【设问】 通过初中的学习和刚才的阅读，你已获得了有关碳单质的哪些内容？你还有哪些疑问？
一、多种多样的碳单质：
（一）、同素异形体：
1、同素异形体的概念：由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。
2、常见的同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60；氧：氧气、臭氧（O3）。
3、由于同素异形体由同种元素构成，所以同素异形体往往具有相似的化学性质；但由于组成同素异形体各种单质的原子间连接的方式不同（即结构不同），因此同素异形体的物理性质往往有很大差别。
（二）、金刚石、石墨、C60
1、结构
①金刚石：每个碳原子与另外4个碳原子以一种较强的相互作用相连接，形成正四面体结构，向空间伸展形成空间网状结构。
②石墨：石墨晶体是层状结构。在同一层内，碳原子排列成正六边形(碳原子位于正六边形的顶点上)，一个个正六边形排列成平面网状结构，每一个碳原子都跟其他3个碳原子相连。在同一层内，相邻的碳原子以较强的相互作用相结合，但层与层之间以一种较弱的相互作用相结合。
③C60：C60分子是由60个碳原子构成的，它的形状像足球，由12个正五边形和20个正六边形组成。分子内部，碳原子间以较强的相互作用结合，但分子间的相互作用较弱。
【思想方法】比喻法理解碳的各种单质的物理性质相异的主要原因：把碳原子比喻为建筑用的砖，把金刚石、石墨、C60比喻成用砖盖成的建筑物，用相同的砖但不同的方式盖成的建筑物，其外型不同，牢固程度可能会存在较大差异。因此，碳原子的排列不同，碳的各种单质的物理性质也会有很大差别。
2、性质
同素异形体 金刚石 石墨 C60
主要物理性质 硬度大、熔沸点高 硬度小、熔沸点高，易导电 硬度小、熔沸点低
主要化学性质 相似，如在一定条件下都可与氧气反应，生成CO2
C＋O2CO2 （O2充足） 2 C＋O22 CO （O2不足）
C＋CO22CO C＋H2O CO＋H2（水煤气）
【思考】如何证明石墨、金刚石都是由碳元素组成？
（1797年英国化学家钱南为了测出金刚石的成分，做了一个非常昂贵的实验。他将金刚石放在密闭的、充满氧气的箱子里进行燃烧（箱子是纯金制的），结果却令人非常意外—箱子里的气体成分竟然是CO2 。）
【联想·发散】
1、碳作还原剂的特殊性：碳作还原剂，温度越高，还原性越强，在反应中碳的氧化产物可以是CO2和CO。当温度较低时（理论上小于710℃），碳倾向生成稳定的CO2（如：实验室用C还原CuO），一般温度超过1000℃，只要有固态碳存在，生成的气体是CO．而CO作还原剂，温度越低还原性越强，如CO只有在低于600℃时，才能还原FeO，所以在高炉中主要的出铁反应是在炉体上部（低温区）发生的。
2、碳纳米管：碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管，它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管。碳纳米管非常微小，5万个并排起来才有人的一根头发丝宽。利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料，如其强度为钢的100倍，重量则只有钢的1/6，被科学家称为未来的“超级纤维”。 碳纳米管在航天、电子、储氢等诸多领域有广泛的应用前景。
【过渡】 尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界主要是以化合物的形式存在的。例如：蛋白质、淀粉、天然气等有机化合物；CO2、碳酸盐等无机化合物。
二、广泛存在的含碳化合物
（一）、氧化物：CO、CO2
CO：主要表现为还原性：
如 2 C＋O22 CO （O2不足） C＋CO22CO
3CO＋Fe2O33CO2＋2Fe
CO2：1、常用作灭火剂；
2、也可作氧化剂：2Mg＋CO22MgO＋C（生成黑色和白色两种固体）
3、酸性氧化物，可与碱或碱性氧化物反应
CO2＋CaO===CaCO3
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O (CO2少量)
CO2＋ NaOH=== NaHCO3 (CO2过量)
（二）、碳酸钠和碳酸氢钠
1、碳酸钠和碳酸氢钠的比较
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 小苏打
色态 白色粉末 细小白色晶体
溶解性 易溶于水 较易溶于水(溶解度较Na2CO3小)
热稳定性 不易分解 受热易分解2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与HCl反应 Na2CO3＋2HCl＝CO2↑＋H2O(较快) NaHCO3＋HCl＝CO2↑＋H2O(剧烈)
与NaOH反应 不反应 HCO3-＋OH－＝CO32-＋H2O
与CO2反应 Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3 不反应
用途 用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业；洗涤剂 发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多
第二课时
2、碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法 （资料P36）
①热稳定性不同。分别加热少量固体，若发生分解反应，将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊的原试剂是NaHCO3，另一个为Na2CO3。
②和酸反应生成气体的速率不同。分别取一定量的固体，加入等浓度等体积的盐酸，反应快、产生气体相应多的为碳酸氢钠，另一个为碳酸钠。
③阴离子不同。分别取其稀溶液，滴加氯化钡稀溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的原试剂为碳酸钠，另一个为碳酸氢钠（特别注意：该方法必须取极稀溶液）。
3、Na2CO3和NaHCO3在一定条件下的相互转化：
溶液中：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
固体中：NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【练习】写出相关反应的离子方程式。
【思考】1、如何除去Na2CO3粉末中混有的NaHCO3？
2、如何除去NaHCO3粉末中混有的Na2CO3？
3、如何除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3？
三、碳及其化合物间的转化
（一）、自然界中碳及其化合物的转化
（1）碳及其化合物在自然界中的转化示意图
（2）模拟溶洞的形成
①溶洞的形成原理
石灰岩的主要成分是CaCO3，遇到溶有CO2的水时，会慢慢变成可溶于水的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]。
当受热或压强突然变小时，水中碳酸氢钙会分解，重新变成碳酸钙沉积下来。
在自然界里不断发生上述反应，石灰岩逐渐变成碳酸氢钙而溶解掉，形成溶洞；碳酸氢钙不断分解，生成的碳酸钙逐渐沉积，形成千姿百态的钟乳石、石笋和石柱。
②实验报告：探究溶洞的形成原理
实验准备：将CO2通入澄清石灰水中，得到CaCO3白色沉淀，备用。
实验方案及实验记录：
实验步骤 实验现象 化学方程式
向得到的悬浊液中继续通入足量的CO2气体 CaCO3白色沉淀逐渐溶解 CaCO3＋CO2+H2O＝Ca(HCO3)2
将所得溶液小心加热 溶液重新变浑浊并冒出气泡 Ca(HCO3)2CaCO3↓＋CO2+H2O
【讲述】自然界在永不停息的进行着碳的转化，这种转化形式多种多样，速度也有快有慢，总体上处于平衡状态。但是，由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气，破坏了这种平衡，造成了“温室效应”。
（二）、生产和生活中碳及其化合物间的转化
1、高炉炼铁
原料：焦炭、铁矿石；高炉煤气的主要成分：CO、CO2、Fe2O3、N2等；
CO生成的化学方程式： C＋O2CO2；C＋ CO2 2CO
还原铁的氧化物的化学方程式：Fe2O3 ＋3CO2 Fe ＋3CO2
2、木炭燃烧：C＋O2CO2 2C＋O22CO
2CO＋O22CO2 C＋CO22CO
生成水煤气的化学方程式为：C＋H2OCO＋H2
3、水垢的形成：
① 有关化学方程式为：Ca(HCO3)2CaCO3 ↓＋CO2↑＋H2O
② 如何除去水壶中的水垢？加入醋酸，可以将CaCO3物质等溶解。
4、无机化合物与有机化合物间的转化
1828年，德国化学家维勒用无机物氰酸铵合成出有机化合物——尿素，打破了无机物和有机物之间的界限。碳及其化合物的转化，对人的生活、生产来说意义重大。
例：近年来大气中CO2增多，引起“温室效应”，请回答有关问题：
（1）空气中CO2的主要来源是什么？
（2）自然界中消耗CO2的主要过程是哪些？
解析：本题引导学生要关注生活、关注环境问题，做到学以致用，这是新课程的重要精神。尽管二氧化碳的产生途径很多，但是大量化石燃料的燃烧是产生二氧化碳的主要来源。由于江、海的面积大，将溶解大量二氧化碳，光合作用也将消耗大量二氧化碳。
答案：（1）含碳燃料的大量燃烧。
（2）溶于江水、海水；绿色植物的光合作用；岩石的风化等。
四、解题指导：
典例1：金刚石、石墨、C60性质有所不同，是由于
A．构成原子不同 B．原子的各自排列方式不同
C．具有不同的几何外形 D．硬度不同
典例2：现有25mL 2mol/L的Na2CO3 溶液和75mL 1mol/L的稀盐酸，①将Na2CO3溶液缓缓滴加到盐酸中 ②将稀盐酸缓缓滴加到Na2CO3溶液中，在标准状况下产生的气体情况是
A. 均为0.84L B. 均为0.56L C. ①＞② D. ①＜②
拓展变式：向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程中，溶液的碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是：
A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先逐渐增大，而后减小 D．先逐渐减小而后增大
典例3：将足量CO2通入KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（V）的关系正确的是
答案：A。 写出典例3中有关反应的离子方程式。
拓展变式：若将标准状况下2.24 L二氧化碳通入400 mL 0.3 mol·L－1的氢氧化钾溶液中，生成何种物质？其物质的量分别是多少？?
答案：（1）CO2＋2OH－＋Ca2＋＝CaCO3↓＋H2O；CO2＋2OH－＝CO32-＋H2O
CO32-＋CO2＋H2O＝2HCO3-；CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca2＋＋2HCO3-
（2）冒出气泡，产生白色沉淀。Ca2＋＋2HCO3-CaCO3↓＋CO2+H2O
（3）K2CO3：0.02 mol；KHCO3：0.08 mol
典例4：从某悬浊液开始，可以发生如下框图所示的一系列变化
回答下面问题：
（1）操作①的名称是__________。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是__________。
（2）写出反应②和反应③的化学方程式：反应②：_________。反应③：_____________。
（3）在实验室中，如果获得干燥纯净的气体A，可以将它通过如下图中的装置，其中瓶Ⅰ中盛放的试剂是__________。瓶Ⅱ中盛放的试剂是__________。收集干燥气体A的方法是__________。
答案：（1）过滤 漏斗、玻璃棒烧杯 （2）Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O
Ca（OH）2＋Ca（HCO3）2＝2CaCO3↓＋2H2O （3）饱和NaHCO3溶液 浓H2SO4 向上排气法
拓展变式 ：某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（水蒸气）、H2中的一种或几种，依次进行如下连续处理（假定每步处理均反应完全）：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊。由此可以确定混合气体中含有 。
答案：混合气体中一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种。
典例5：某实验小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，设计了如下实验步骤：
①用25 mLNaOH溶液吸收CO2气体，至CO2气体不再溶解；
②小火煮沸溶液1min~2min；
③在得到的溶液中加入另一半（25 mL）NaOH溶液，使其充分混合。
此方案能制得较纯净的Na2CO3（第一步的实验装置如图所示）
（1）将块状大理石加入试管中的正确方法是 _____________。
（2）写出①、③两步的化学反应方程式 _____________。
（3）装置B中盛放的试剂是_____________，作用是_____________。
（4）有人认为将实验步骤②、③的顺序对调，即先混合再煮沸，更合理；你认为对吗？
_____________（填“对”或“不对”），理由 。
解析：（1）将试管平放，用镊子把块状大理石放在试管口，将试管慢慢竖起，使块状大理石缓缓滑至试管底部。
（2）NaOH＋CO2 ＝NaHCO3 NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
（3）饱和NaHCO3溶液 除去HCl
（4）不对；若不先驱除溶液中溶解的CO2气体，则实验③加入的NaOH溶液将有一部分与CO2气体反应，使NaOH溶液不能完全转化为Na2CO3。这样制取的Na2CO3中就会混有NaHCO3。
高考真题：（2005全国-10）向0.1 mol·L1 NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是
A．Na+、CO32- B．Na+、HCO3- C．HCO3-、CO32- D．Na+、OH
拓展视野： 温室效应及危害
温室有两个特点：温度较室外高，不散热。 生活中我们可以见到的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。使用玻璃或透明塑料薄膜来做温室，是让太阳光能够直接照射进温室，加热室内空气，而玻璃或透明塑料薄膜又可以不让室内的热空气向外散发，使室内的温度保持高于外界的状态，以提供有利于植物快速生长的条件。
由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会带来以下列几种严重恶果： 1) 地球上的病虫害增加； 2) 海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。
科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。
温室效应是怎么来的？我们能做什么？
多彩化学漫步
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。
二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。
人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CFC〕、甲烷、低空臭氧、和氮氧化物气体、地球上可以吸收大量二氧化碳的是海洋中的浮游生物和陆地上的森林，尤其是热带雨林。
为减少大气中过多的二氧化碳，一方面需要人们尽量节约用电（因为发电烧煤〕，少开汽车。另一方面保护好森林和海洋，比如不乱砍滥伐森林，不让海洋受到污染以保护浮游生物的生存。我们还可以通过植树造林，减少使用一次性方便木筷，节约纸张（造纸用木材〕，不践踏草坪等等行动来保护绿色植物，使它们多吸收二氧化碳来帮助减缓温室效应。
补 充 练 习
1．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏．这是由于石墨
A．有放射性 B．易燃、易爆 C．能导电 D．有剧毒
2．为探究植物光合作用的实质，某同学设计了如图所示的实验装置（透明、密闭）。在阳光下数天后植物生长最茂盛的是
A
3． （2001年广东·河南高考题）为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置中应依次装入
A．水；无水CaCl2固体 B．饱和NaHCO3溶液；浓H2SO4
C．浓H2SO4；饱和Na2CO3溶液 D．饱和Na2CO3溶液；稀H2SO4
4．含相同质量下列杂质的NH4HCO3 10ｇ与足量盐酸反应，放出气体最多的是
A．CaCO3 B．NaHCO3 C．Na2CO3 D．Ca(HCO3)2
5．把7.4gNa2CO3 10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L.若把等质量的混合物加热到恒重时，残留物的质量是
A．3.18g B．2.21g C．5.28g D．4.22g
6．有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：
①WX＋H2O＋CO2↑ ②Z＋CO2X＋O2
③Z＋H2OY＋O2↑ ④X＋Ca(OH)2Y＋CaCO3↓
试回答下列问题：
（1）W、X、Y、Z的化学式分别是：W 、X 、Y 、Z 。
（2）以上四个反应中，属于氧化还原反应的是 （填反应序号），反应中氧化剂是 （写化学式），还原剂是 （写化学式）。
（3）若④反应在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：①离子方程式 ；
②化学方程式 。
答案：（1）NaHCO3；Na2CO3；NaOH；Na2O2（2）②③；Na2O2；Na2O2
（3）Ca2＋＋CO32-＝CaCO3↓ Ca(OH)2＋K2CO3＝2KOH＋CaCO3↓
【小结】：
【布置作业】
【教后反思】
竞赛辅导：
将nmol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。
⑴ 可能发生的化学反应有 ：① Fe+C＝Fe+CO↑ ② 2FeO+C＝2Fe+CO2↑
③ FeO+CO＝Fe+CO2↑和④
⑵ 若n＜1/4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
⑶ 若n＜4，充分批应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。
⑷ 若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是 。
⑸ 若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为 。
解析：解该题的思路首先从多种反应的特点出发，结合反应①和②得出：C和FeO的物质的量比大于或等于1∶1时，只生成CO；若比值是小于或等于1∶2时，只生成CO2。在1∶1和1∶2之间既有CO也有CO2生成。在数轴上可分为二点三区间：
结合题意木炭和FeO的比值判断某一反应物是否过量，确定所发生的反应。再根据反应方程式的相加原理，简化计算步骤，最后应用范围讨论解法求解。
分析问题⑴中前三个方程式知C有还原性，CO2有一定的氧化性。既然题意是可能发生的反应，所以方程④是：C+CO2 2CO。
对于问题⑵，n＜1/4，C和FeO物质的量之比是1∶4，说明FeO过量，所以，容器内的固体除产物Fe外，还应有FeO，而气体只有CO2。
对于问题⑶，C和FeO物质的量之比是4∶1，说明木炭过量。从反应区间知，经充分反应后，容器内的固体除产物Fe外， 还应有木炭，而气体只有CO。
对于问题⑷，气体产物是混合物，只能是CO和CO2，则固体物质只有Fe，根据前面的分析，n值应在1∶1和1∶2之间，即1/2＜n＜1，说明木炭既要参加①式反应，又要参加②式反应。
对于问题⑸，要求混合气体中CO和CO2物质的量相等，可将①式和②式按题意相加得：
3FeO+2C3Fe+CO↑+CO2↑，若FeO为1mol，则C为2/3。
答案：⑴ C+CO2 2CO ⑵ FeO 和Fe，CO ⑶ C和Fe，CO ⑷ 1/2
第二节 氮的循环
一、教材分析
（一）知识脉络
氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。本节教材通过闪电这一自然现象，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质—氮气、NO、NO2、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质、用途。在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，重点介绍重要代表物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问题的能力。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；
2、通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2 、NO 、NO2的性质；
3、通过观察思考活动，认识NH3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；
4、通过观察思考活动，认识 HNO3的性质。
（二）过程与方法目标
1、培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；
2、初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；
2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
难点：硝酸的氧化性。
（二）方法上重点、难点
培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力，并使学生初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的重要性。
四、教学方法：实验引导，学生观察、归纳。
五、课时计划：4课时
七、教学过程
第1课时
【复习】 1、碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质；
2、C、CO、CO2；碳酸盐、碳酸氢盐的相互转化。
【过渡】“P73第一自然段”。在氮循环中涉及到了较多重要的含氮元素的物质及其变化，下面我们一起来探讨这些物质的性质及转化。
一、氮在自然界中的循环：
（一）、自然界中氮元素循环示意图：分析课本上图
（二）、主要形式（P74）
（1）游离态→化合态
①是豆科植物根部的根瘤菌，把氮气转变为硝酸盐等含氮化合物；
②放电条件下，与氧气结合为氮氧化合物，并随降水进入水体中；
③合成氨工厂、汽车发动机都可以将一部分氮气转化成化合态。
（2）化合态→游离态：硝酸盐在某些细菌作用下转化成氮气。
（3）化合态→化合态：化石燃料燃烧、森林和农作物枝叶燃烧所产生的氮氧化合物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。
【交流·研讨】 组织学生阅读教材P74“”
二、氮循环中的重要物质及氮的固定：
（一）、N2
1、物理性质：无色无味无嗅的气体，氮气占大气总量的78.12%（体积分数）。微溶于水。
【讲述】 氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其它的物质发生反应，可作保护气体。但在一定的条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。
2、化学性质：
（1）还原性：N2+O2 2NO (有毒、无色、难溶于水)
说明：在雷雨天气，汽车的发动机中均可以发生该反应。在该反应中，N2表现出还原性。
（2）氧化性：3Mg＋N2Mg3N2
N2+3H2 2NH3 （可逆反应）
说明：a 该反应是工业上合成氨的反应原理，具有非常重要的现实意义。N2表现出氧化性。
b在氮气跟氢气反应生成氨的同时，氨气也在分解生成氮和氢气。
像这样：在同一条件下，同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。
①同一条件 ② 在可逆反应的化学方程式中用“”代替“=== ”。
3、氮的固定：使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定。
【板书】
阅读课本P75
【练习】：氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。指出下列固氮方式各属于哪种类型。
1、闪电时氮气转化为一氧化氮。
2、豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮。
3、在高温、高压和催化剂作用下，氮气和氢气反应合成氨。
（二）氮的氧化物：有六种：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5
1、NO、NO2
物质 NO NO2
颜色 无色 红棕色
气味 无味 刺激性气味
溶解性 不溶解 与水反应
毒性 剧毒 剧毒
转化 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2、氮的氧化物溶于水的计算：
（1）NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水，根据：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。
（2）NO2和O2的混合气体溶于水时，根据反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
当V(NO2)∶V(O2)＝4：1时，恰好反应，无剩余气体。
当V(NO2)∶V(O2)＜4：1时，剩余氧气。
当V(NO2)∶V(O2)＞4：1时，NO2过量，剩余气体为NO，且体积为过量NO2体积的 。
（3）NO和O2同时通入水中时，此时的反应为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
当V(NO) ∶V(O2) ＝4：3时，恰好反应，无剩余气体；
当V(NO2)∶V(O2)＜4：3时，剩余氧气；
当V(NO2)∶V(O2)＞4：3时，剩余NO。
（4）NO2、NO、O2三种气体混和通入水中，可先1方法求出NO2和H2O反应生成NO的体积，再加上原混和气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按3方法进行计算。或者按总反应式NO2+NO+O2+H2O=2HNO3分析求解。
总之，无论是4NO2+O2；4NO+3O2；还是NO2+NO+O2，从组成上说均是2个或1个N2O5与H2O的作用，所以它们都等效于这个反应：N2O5+H2O===2HNO3。于是上述四个问题的解决就可以归纳到混合气体中N、O原子（或物质的量）比值来分析判断。①n（N）∶n（O）=2∶5时，无气体剩余；②当n（N）∶n（O）>2∶5时，剩余NO；③当n（N）∶n（O）<2∶5时，剩余NO2。
[例1] 将amlNO、bmlNO2和xmlO2混和于同一试管，将试管口倒插入水中，充分反应后试管内气体可全部消失，则x和a、b应满足何种关系式？
分析：当且仅当n（N）∶n（O）=2∶5时，恰好完全反应，试管内无气体。即：
= x=
[例2] 将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2mL无色气体，求原混合中NO2和O2各多少mL？
答案：（1）NO2 6.4mL O2 3.6 mL (2)NO2 9.2mL O2 0.8mL
练习：1、将充满NO2和N2共45的试管，倒立于水槽中，过一段时间气体的体积变为35，则原混合气体中N2和NO2的体积比为 （ ）
A、7：2 B、2：7 C、1：2 D、2：1
2、一定条件下，将等体积的NO和O2的混合气体置于试管中，并将试管倒立于水槽中，充分反应后剩余气体的体积为原总体积的
A．1/4 B．3/4 C．1/8 D．3/8
第2课时
三、氨和铵盐
（一）、氨NH3：
1、NH3的物理性质：无色；有刺激性气味的气体；比空气轻；极易溶于水（1：700）。
2、NH3的化学性质：
（1）、与水反应：喷泉实验
NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH- （可逆过程）
NH3是中学化学中最常见的一种碱性气体，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，常用于检验NH3的存在。
氨水成分：分子：H2O、NH3、NH3·H2O 离子：H＋、OH－、NH4＋
【辨析·比较】 液氨和氨水
液氨是氨气加压或降温得到的液态氨，是纯净物，即液氨由氨分子组成的液体。
氨水的主要成分是NH3·H2O．在氨水中以分子状态存在的粒子有：NH3、H2O、NH3·H2O；以离子状态存在的粒子主要有：NH4+、H＋、OH－，极少量的是H＋。所以氨水是混合物。
（2）、与酸反应：NH3+HCl=== NH4Cl （产生白烟）（实验）
NH3+HNO3 === NH4NO3 （产生白烟）
2NH3+H2SO4=== (NH4)2SO4
（3）、与氧气反应：4 NH3+5O2 4NO+6H2O （工业制HNO3的的重要反应）
【讲解】 由于氨水易挥发，不易运输，因此氨水不大量用作化肥，而是常将氨制成各种固态的铵盐加以使用，如何科学的使用铵态氮肥呢？要解决这一问题，首先要了解铵态氮肥的主要成分——铵盐的主要性质。
（二）、铵盐：
1、概念：由和酸根组成的盐。
2、白色晶体，均易溶于水。
3、化学性质：
（1）、受热易分解：NH4HCO3NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O
NH4Cl NH3 ↑+HCl↑
生成的NH3与HCl遇冷又会结合成NH4Cl：NH3 + HCl === NH4Cl
思考：此过程与碘的升华原理一样吗？
（2）、与碱溶液反应：NH4++OH-=== NH3·H2O（不加热）
NH4++OH- NH3 ↑+H2O
保存方法：密封、阴凉通风处保存。
施用注意事项：不能与碱性物质如草木灰等混用；埋在土下以保持肥效。
思考：如何检验NH4+的存在？
四、氨气的实验室制法：
1、常用药品：氯化铵和消石灰；
2、原理：2NH4Cl(s)＋Ca(OH)2(s)CaCl2 ＋2H2O ＋2NH3↑
3、装置：固+固 气 （类例制O2）
4、收集方法：向下排空气法
5、验满：（1）湿润的红色石蕊试纸（变蓝）（2）玻璃棒蘸浓盐酸（白烟）
6、试管口棉花团作用：防止空气对流。
收集NH3后的导管口处塞一团湿棉花或用稀H2SO4浸湿的棉花，吸收多余的NH3，以防污染空气。
7、干燥：用碱石灰或生石灰。
问：能否用浓H2SO4干燥？能否用CaCl2干燥？
拓展：快速制氨气法：
1、加热浓氨水法：NH3·H2O NH3 ↑+H2O
2、向生石灰或NaOH上滴加浓氨水。
例题与练习：
1、有关氨的性质的叙述正确的是
A．氨能在氧气中燃烧 B．氨水呈碱性
C．氨水和酸相遇都能产生白色烟雾 D．在反应NH3＋H+ ＝NH4+中，氨失去电子被氧化
2、氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离
A．加入氢氧化钠 B．加入AgNO3溶液 C．加热法 D．加入一种合适的酸 E．加入水
第3课时
五、硝酸及其应用
（一）、物理性质：
纯硝酸是无色，有刺激性气味的液体。易挥发，熔沸点低，密度比水大。
98%以上的浓HNO3又叫“发烟硝酸”。
（二）、化学性质：
1、硝酸具有酸的通性
①使指示剂变色：例如：稀HNO3使紫色石蕊溶液变红。
②与碱反应：如HNO3＋NaOH＝NaNO3＋H2O
③与碱性氧化物反应：如2HNO3＋CaO＝Ca(NO3)2＋2H2O
④与弱酸盐反应：如2HNO3＋Na2CO3＝2NaNO3＋CO2↑＋H2O
⑤与金属反应：由于硝酸具有强氧化性，因此，与酸反应时一般不产生H2。
2、特性：（重点）
（1）不稳定性：4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑
说明：硝酸越浓，越容易分解。长期存放的浓HNO3呈黄色，这是由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸的缘故。一般将它保存在棕色瓶里，放置在阴凉处。
（2）强氧化性：
①与金属反应——除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）
Cu + 4HNO3（浓）=== Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe + 4HNO3（稀）=== Fe(NO3)3+ NO↑+ 2H2O
练习与思考：1、将以上反应改写成离子反应方程式；
2、以上反应中，HNO3表现了什么性质？
②与某些非金属单质（如碳、硫等）反应
C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
③与其它还原性物质的反应
如：3 Fe2＋ ＋4 H＋ + NO3－=== 3Fe3＋ ＋NO↑ ＋2H2O
可见：在酸性条件下，与还原性离子如不能大量共存。
【讨论】①通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？
②浓硝酸通常被还原为NO2、稀硝酸通常被还原为NO，故相同条件下，稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性，你认为这种观点对吗？请阐述你的理由。
规律：浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO，产物与硝酸的浓度有关。
【领悟·整合】
硝酸除了具有酸的通性以外，还具有挥发性、不稳定性、强氧化性等特性。硝酸不仅是氮循环中的一种重要物质，在实验室中也是一种重要的化学试剂，在工业上更是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、燃料、塑料和硝酸盐等。
【讲述】 掌握物质性质的目的是为了更好的利用物质。如食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。
又如二战期间，由于德军即将占领丹麦，丹麦物理学家，诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手，他把奖章溶解在一种溶液中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻耳家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻耳从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水（由浓盐酸与浓硝酸按体积比3：1混合而成）。
拓展：
一、王水：浓HNO3和浓盐酸的混合物（体积比1∶3）叫王水，它的氧化能力比硝酸更强，能够使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
二、氧化性酸和酸的氧化性概念辨析
酸的氧化性：实质上指氢离子的氧化性，任何酸都有不同程度电离出H＋的能力，H＋在一定条件下获得电子生成H2．因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是H＋作氧化剂如：锌与盐酸或稀H2SO4的反应，都可以用Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑离子方程式表示此类反应的实质。
氧化性酸：是酸根离子中心原子获得电子的能力，酸根离子获得电子后，中心原子化合价降低，形成相应的低价含氧化合物甚至是单质．
如浓H2SO4与Cu反应：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，
浓H2SO4与木炭反应：C＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，
硝酸与锌反应：4Zn＋10HNO3(稀)＝4Zn(NO3)2＋N2O↑＋5H2O
5Zn＋12HNO3(很稀)＝5Zn(NO3)2＋N2↑＋6H2O
浓HNO3与木炭、单质硫、磷的反应等等。
作为氧化性酸，不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质。而酸的氧化性即H＋的氧化能力较弱，只能氧化较活泼的金属（即金属活动顺序表中氢前金属）。
六、人类活动对自然界氮循环和环境的影响
【指导阅读】阅读P78-人类活动对自然界氮循环和环境的影响
1．人类活动对自然界氮循环的影响：
（1）作物每年要从土壤中摄取大量的氮。每100m2土地的上空约有106kg的氮，这是巨大的氮资源。闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮，一次闪电能生成80～1500kg的一氧化氮。这是一种自然固氮。但自然固氮远远满足不了农业生产的需求。人类的固氮活动使活化氮的数量大大增加。科学家们预测，从现在到2020年，人工固氮将增加60%，达到年均2.24×1011kg。
（2）汽车的数量大大增加，由汽车排放到大气中的氮氧化物逐年增加。
2．人类活动对环境的影响：
人类是伟大的，人们用自己的智慧创造了一个新的自然界。但是，人类的活动也对地球的环境造成了一些不良的影响。当前环保面临的十大问题有：大气污染、地球变暖、臭氧层被破坏、酸雨蔓延、生物多样性减少、淡水资源枯竭与污染森林锐减、土壤荒漠化、海洋污染、固体废弃物污染。其中与氮循环失衡直接相关的有以下几个方面：
（1）光化学烟雾：光化学烟雾是指汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒的浅蓝色烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛，伤害植物，并使大气能见度降低。氮氧化合物是形成光化学烟雾的一个重要原因。大气中的氮氧化物主要来源于汽车尾气、化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。
（2）酸雨：氮氧化合物是形成酸雨的一个重要原因。
（3）富营养化：进入水体的氮的含量增大，会导致藻类“疯长”，迅速地覆盖在水面上，造成水体的富营养化。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉和淋洗，以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。
3．如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响
（1）控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。
（2）增强生态系统对有害物质的吸收能力。我们应保护森林，植树造林，促进全球氮的良性循环。
典例7：汽车尾气是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体。
（1）与汽车尾气排放密切相关的是 。
a 光化学烟雾 b 赤潮 c 白色污染
（2）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 。
答案：（1）a （2）2CO＋2NO2CO2＋N2
七、常见考点：
1、NOx溶于水的计算：
例1：将装有50mLNO2、NO混合气体的量筒倒立于水槽中，反应后气体体积缩小为30mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比是
A．5∶3 B．3∶5 C．3∶2 D．2∶3
2、喷泉实验计算：
例2：如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体A将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。
A（干燥气体）NO2 b（液体）
A NO2 水
B CO2 4mol/LnaOH溶液
C Cl2 饱和NaCl溶液
D NH3 1mol/L盐酸
选项_____________（填A、B、C、D）为何不满足要求_________ ____．
练习：在标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装入干燥纯净的NH3、含一半空气的氯化氢、NO2和O2的混合气体[v(NO2)∶v(O2)＝4 ∶1]。然后分别做喷泉实验，三个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为
A．2∶1∶2 B．5∶5∶4 C．1∶1∶1 D．无法确定
3、离子共存：
例3、已知溶液为棕黄色， 溶液为浅绿色，向Fe(NO3)2溶液中加入少量稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是( )
A、变浅 B、变为红色 C、没有改变 D、变为棕黄色
练习：在酸性溶液中，下列各离子因氧化还原反应而不能大量共存的是（ ）
A． B．
C． D．
4、有关HNO3的计算：
例4、38.4 mg Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL气体(标准状况下)，反应消耗的HNO3其物质的量可能是（ ）
A．1.0×10－3 mol B．1.6×10－3 mol C．2.2×10－3 mol D．2.4×10－3 mol
例5、在100mL某混合酸中，HNO3的物质的量浓度为0.4mol·L-1，H2SO4的物质的量浓度为0.1 mol·L-1，向其中加入1.92 g铜粉，微热，待充分反应后，求溶液中的物质的量浓度。
答案：0.225 mol·L-1
关于HNO3计算小结：
1、与金属单质反应时HNO3表现酸性和氧化性，表现酸性的量可由金属所形成的盐计算得出，表现氧化性的量可由所产生的气体算出，不论是NO还是NO2。
2、金属与混酸的计算必须按照离子方程式计算，因为其中的不仅仅由HNO3提供。
【课堂小结】 学生自主完成教材第83页的“概括·整合”。
【课堂作业】 教材P83 E1、E2、E3
【布置研究性作业】 将学生分成若干小组，依据学生兴趣自主选取其中一个课题进行研究，研究成果将以小组为单位以板报的形式进行交流。
1、如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？
2、如何减少氮氧化物对环境的影响？
3、查阅资料，了解人工固氮的研究方向、成果及研究固氮的意义。
教学反思：
补充练习：
1．N2是空气的重要组成部分．因此有科学家根据蒸汽机的原理，设计制造出液氮蒸汽机，即利用液态氮的蒸发来驱动机车，从而达到环境保护的目的．其主要依据是
A．液态氮的沸点为－195.8℃，远低于常温 B．N2在空气中燃烧放热
C．N2与H2反应放热 D．N2在空气中约占78%（体积分数）
2．下列属于氮的固定的是
A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3? B．NO与O2反应生成NO2?
C．NH3经催化氧化生成NO? D．N2蛋白质
3．收集NO和NO２两种气体
A．都可用排水法 B．NO用排水法，NO２用向上排气法
C．都可用向上排气法 D．NO用向上排气法，NＯ２用排水法
4．用加热方法可分离的一组物质是
A．氯化铵和消石灰 B．碳铵和过氧化钠
C．碘和食盐 D．硝酸铵和硫酸钠
5．用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓硝酸反应，②铜跟稀硝酸反应，③铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应．以下叙述正确的是
A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C．所消耗铜的物质的量是：途径③＞途径①＞途径②
D．所消耗硝酸的物质的量是：途径①＞途径②＞途径③
6．在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀HNO3，充分反应后剩余金属m1 g，再向其中加入一定量的稀H2SO4，充分振荡后，剩余金属m2 g，则m1和m2之间的关系是
A．m1一定大于m2 B．m1可能等于m2
C．m1一定等于m2 D．m1可能大于m2
7．A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B．用圆底烧瓶收集干燥的B．按图所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉；A与浓H2SO4反应，放出无色气体C．用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按图所示装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。
（1）A的化学式是 。
（2）可用于除去B中水分的干燥剂是 。收集气体B的方法是 。
（3）收集气体C的方法是 。
8．将3.2 g Cu放入100 mL 0.20 mol·L－1的少量HNO3(aq)中，试求完全反应后所得到的气体的体积和被还原HNO3的物质的量。
9．已知A、B、C、D均为化合物，B、C常温常压下为气体，C气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；又知1 mol A在200℃时分解仅得1 mol B 和一定量的水两种产物，A中含有NO3－。A、B、C、D间有如下关系：
试回答下列问题：
（1）写出A、C的化学式：A 、C 。
（2）写出反应①的离子方程式：___________________。
（3）写出反应②的化学方程式，并标出电子的转移方向和数目：____________________。
10．现有N2、NH3、NO2组成的混合气体10L.此混合气体通过稀H2SO4时，溶液增重12.5g，混合气体体积减少到3.28L(体积均在标准状况下测定)，则此混合气体中三种成分的体积分别是多少 ?
1、A 2、AD 3、B 4、C 5、AD 6、A
7、答案：（1）NH4Cl （2）碱石灰（或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂） 向下排气法 （3）向上排气法
8、答案：V(NO)＝1.1×102 mL，n(被还原HNO3)＝5.0×10－3 mol
9、答案：(1)NH4NO3 NH3 (2)NH4+＋OH－NH3↑＋H2O（3） N2O↑＋2H2O
10、答案：此混合气体中N2有1.04升，NH3有2.24升，NO2有6.72升。
第三节 硫的转化
教材分析
（一）知识脉络
硫及其化合物的主要性质之一在于氧化性和还原性。而不同价态硫元素间的转化正好能够体现各种含硫物质的氧化性和还原性。本节教材突出了“不同价态的硫元素”及“硫的转化”的观点，从硫在自然界中的存在和转化接触含硫元素的物质以及它们在自然界中的存在，进而探讨硫的主要性质——氧化性和还原性。然后以探讨硫的主要性质的思路和方法为基础，借助方法导引，在实验室中实现不同价态硫元素间的转化，从中总结二氧化硫和浓硫酸的主要性质。最后通过介绍“硫酸的工业生产”和“酸雨及其防治”的有关知识，体现硫的转化在工业生产和环境保护中的应用。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
1、实用性和教育性。教材从实验室探究不同价态硫元素间的转化到了解生产、生活中不同价态硫元素间的转化，既体现了化学知识的实际应用，又激发了学生关注环境、保护环境的热情。
2、注重三维目标的培养。教材通过活动探究的形式使学生获取知识，在关注获取知识结果的同时，也关注获取知识的过程。从而实现三维目标的培养。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、认识硫单质，了解硫磺的主要性质；
2、应用氧化还原反应的知识，在实验室探究不同价态硫元素之间的相互转化，从而了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，归纳二氧化硫和浓硫酸的主要性质。
3、通过硫元素在生产、生活中的转化实例，了解硫及其化合物在生产中的应用，体会在应用过程中的环境问题，了解酸雨的危害，能够提出减少向大气中排放二氧化硫的措施。
（二）过程与方法目标
通过探究不同价态硫元素之间的相互转化，培养学生运用所学知识设计实验方案的能力；动手实验的能力；观察实验的能力；合作交流的能力；归纳实验结果的能力。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过实验探究，让学生体会研究化学的过程，激发学生学习化学的兴趣；
2、通过了解硫及其化合物的“功”与“过”，知道“功”与“过”的关键取决于人类对化学知识所掌握的程度，进一步增强学生学好化学的责任感。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：硫、二氧化硫的主要性质。难点：探究不同价态硫元素之间的相互转化。
方法上重点、难点
形成解决问题的方法以及选择解决问题的途径。
四、教学准备
（一）学生准备
1、预习第三节-硫的转化
2、先个人思考，然后小组讨论形成探究不同价态硫元素间的转化的实验方案。
3、查阅资料，了解酸雨的危害及防治。
（二）教师准备
1、将学生每五人编为一组
2、教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。
3、编制“活动·探究”活动报告及评价表；
五、教学方法
实验探究
六、课时安排
3课时
七、教学过程
第1课时
【播放录像】 火山喷发
【讲述】火山口黄色的物质即为硫单质。硫磺有广泛的用途，可用于制硫酸、火药、烟花爆竹等，还可以用来制硫磺软膏医治皮肤病。我们知道，物质的用途决定于物质的性质。下面，我们一起来认识硫单质的性质。
【板书】一、硫单质的性质
【提问】1、物质的物理性质应该从哪些方面去认识？怎样认识硫单质的物理性质？
2、硫元素常见的化合价有哪些？从化合价的角度推测，硫具有怎样的化学性质？如何用实验来证明你的推测，请设计出你的实验方案。
【讨论评价】学生讨论，教师评价各实验方案并做好表现性评价记录。
【演示实验】学生设计的合理方案可能较多，选取具有代表性的实验进行演示。
<实验1>在三个培养皿中分别取少量硫粉，观察它的颜色、状态；然后向其中分别加入等量的水、酒精和二硫化碳，观察它们的溶解情况。
<实验2>取少量硫粉放在试管中，在酒精灯上将其加热至熔化，观察发生的现象。
<实验3>把研细的硫粉与铁粉按照一定的比例（铁粉稍过量）混合均匀，放在石棉网上堆成“S”状，用灼热的玻璃棒触及一端。当混合物呈红热状态时，移开玻璃棒，观察发生的现象。
【学生讨论】1、通过实验，请归纳硫具有哪些物理、化学性质？
2、黑火药爆炸所发生的主要化学反应为：
S+2KNO3+3C======= K2S+3CO2↑+N2↑ 在此反应中硫体现出了什么性质？
3、硫与氯气相比，谁的氧化性强？你判断的依据是什么？
【归纳板书】
1、物理性质：淡黄色或黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔沸点不高，存在同素异形体。
2、化学性质
氧化性（与变价金属反应，一般生成低价态金属硫化物）
Fe+S======FeS （氧化性：S
还原性
S+O2======SO2
（3） S+2KNO3+3C=======K2S+3CO2↑+N2↑ （硫既是氧化剂又是还原剂）
【小结过渡】硫元素的常见价态有-2、0、+4、+6；本节课我们依据氧化还原反应的规律，推测并寻找到合适的氧化剂和还原剂，实现了单质硫向-2价硫和+4价硫的转化。下节课将由同学们自己来设计方案，探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化。
【方法导引】探究不同价态硫元素间的相互转化，实际上是探究含有不同价态硫元素的物质间的相互转化。
首先，要选择含有不同价态硫元素的物质，如硫磺、二氧化硫（或亚硫酸、亚硫酸钠等）和硫酸（或三氧化硫、硫酸盐等）。
其次，是获取这些物质。实验室里备有硫磺、亚硫酸钠和浓硫酸试剂，常用亚硫酸钠与较浓的硫酸反应制备少量二氧化硫。
第三，实现不同价态硫元素间的相互转化，依据的主要是氧化还原反应规律，需要寻找合适的氧化剂或还原剂。
【知识支持】1、常见的氧化剂有酸性KMnO4溶液，氯气，氯水，硝酸，浓硫酸，氧气等；常见还原剂有硫化氢（或氢硫酸），碘化钾，金属单质、氢气、一氧化碳等。
2、SO2能使品红溶液褪色，可利用这一性质检验SO2。
【设计要求】1、设计的方案尽量减少环境污染（SO2,H2S均有毒），认真对待尾气的处理。
2、实验方案要能判断是否实现了转化。
3、画出实验装置图。
【课前准备】教师需要充分预计到探究活动中出现的各种情况以及解决的方法，试剂、仪器的准备要为学生的探究提供完全开放的环境。学生先个人思考，然后小组讨论形成实验方案。
【小结】整合本课所学内容，明确下节课任务。
第2课时（实验课）
【实验内容】 探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化。
【实验目的】 探究不同价态（0，+4，+6）硫元素之间的转化；归纳总结SO2、浓硫酸的化学性质。
【实验用品】试管，试管夹，玻璃棒，胶头滴管，单孔橡皮塞，酒精灯，铁架台（带铁圈），药匙，烧杯，圆底烧瓶，止水夹，橡皮管，硫粉，亚硫酸钠，氢氧化钠稀溶液，品红溶液，酸性KMnO4溶液，氯水，浓硝酸，稀硝酸，碘化钾溶液，碘水，酚酞，氢硫酸，浓硫酸，BaCL2溶液，锌粒，铜片，火柴。
【实验步骤】
1、教师强调注意事项：
（1）试剂药品的取量
（2）操作正确
（3）安全问题
（4）注意有毒物质的吸收
2、学生检查实验所需的仪器和药品。
3、由学生依自己的设计方案动手实验并做好实验记录。
【问题讨论】用幻灯片或多媒体投影所要讨论的问题或将问题印发给学生。
1、根据实验结果，用图示的方法，表示不同价态硫元素之间的相互转化关系。能写出方程式的请完成化学反应方程式或离子方程式。
2、通过实验，总结二氧化硫，浓硫酸的化学性质并讨论作为氧化剂时浓硫酸与稀硫酸有什么不同？
3、在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
4、你还能实现其它含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化吗？
5、黄铁矿（FeS2）是比较常见的含硫的矿石，是我国工业上用来制造硫酸的一种原材料，如何把FeS2转化为H2SO4？请你设计FeS2→H2SO4转化的可能的方法。
第3课时
【引入】上节课我们通过实验探究了不同价态硫元素之间的转化，下面，我们一起来归纳上节课所讨论的问题。
【投影】用幻灯片或多媒体投影所要讨论的问题：
1、根据实验结果，用图示的方法，表示不同价态硫元素之间的相互转化关系。能写出方程式的请完成化学反应方程式。
2、通过实验，总结二氧化硫、浓硫酸的化学性质并讨论作为氧化剂时浓硫酸与稀硫酸有什么不同？
3、在实验过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
4、你还能实现其它含有不同价态硫元素的物质之间的相互转化呢？
5、黄铁矿（FeS2）是比较常见的含硫的矿石，是我国工业上用来制造硫酸的一种原材料，如何把FeS2转化为H2SO4？请你设计FeS2→H2SO4转化的可能的方法。
【归纳板书】学生归纳，老师点评并板书。
1、 强氧化剂
0 +4 +6
S S S
2、二氧化硫的性质
（1）物理性质：无色，有刺激性气味的有毒气体，易溶于水。
（2）化学性质
①酸性氧化物的通性。
②与水反应 SO2+H2O H2SO3
③氧化性 SO2+H2S===3S↓+2H2O
④还原性 2SO2+O2 2SO3
⑤能使品红溶液褪色（该性质用来检验SO2）。
<说明>：不要求学生掌握所有转化反应的化学方程式。
3、浓硫酸的特性
（1）吸水性——干燥剂。
（2）脱水性；
（3）强氧化性 Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O
【讨论解惑】
解决问题3：针对实验过程中出现的问题进行讨论、答疑。
例如：<问>：将二氧化硫气体通入到碘化钾溶液中，预测有硫生成。为什么无现象？
<答>：将二氧化硫通入到碘水中，碘水褪色，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀。证明碘的氧化性强于二氧化硫。因而二氧化硫不能将碘离子氧化成碘。
解决问题4：含有不同价态硫元素的物质间的转化与氧化还原反应有关，只要选择合适的
氧化剂和还原剂就可以实现。
解决问题5：先对学生提出的方案进行评价，然后指导阅读P87-硫酸的工业生产，简单介绍接触法制硫酸的流程：
S（或FeS2）SO2SO3H2SO4
【讲述】由于工农业生产的迅猛发展，空气受到了不同程度的污染，现在不少地区雨水的PH小于5.6，当雨水的PH小于5.6时，我们就称它为酸雨。我国是世界上三大酸雨区之一，且酸雨的主要成分是硫酸，硫酸型酸雨是如何形成的呢？我们如何防止或减少酸雨的形成呢？
【指导阅读】阅读：三、酸雨及其防治
【归纳小结】 酸雨的形成
2SO2+O22SO3
SO3+H2O==H2SO4
煤、石油等含硫元素 SO2
SO2+H2OH2SO3
2H2SO3+O2==2H2SO4
酸雨的防治：1、控制酸性物质的排放；
2、改变能源结构，开发利用清洁能源。
【指导阅读】 阅读P88页-身边的化学。
【讲述】简单介绍石膏，硫酸钡两种主要的硫酸盐。
【概括整合】 学生整理本节所学知识。
【作业】 P90-91页1、2、3、4、5。
【布置研究性学习任务】
将学生分为若干小组，分别完成其中的一个课题，在下次课上进行交流。
1、请查找资料，了解生产和生活中减少二氧化硫排放的具体措施，并结合二氧化硫的性质进行分析。
2、根据所学知识，你知道采取什么办法能解决下列问题吗？
（1）治理已酸化的湖泊和土壤。
（2）保护暴露在大气中的建筑。
（深圳市深圳中学 罗吉祥 编写）
第四节 海水中的化学元素
一、教材分析
（一）知识脉络
本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途；然后通过实验探究，得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系，以此为启示，介绍溴单质的提取原理和主要用途。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
本节内容既承载了元素化合物知识，又使学生认识到开发利用海洋的重要性和艰巨性。既关注了知识的获取、情感态度价值观的培养，又关注了海水化学资源综合利用的方向。体现了新课程的基础性和时代性。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。
2、通过实验探究、交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。
3、了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。
（二）过程与方法目标
通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
（三）情感态度与价值观目标
通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：金属镁的还原性；氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
难点：氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
（二）方法上重点、难点
学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
四、教学准备
（一）学生准备
预习：第四节-海水中的化学元素。重点思考“交流·研讨”中所提出的问题。
（二）教师准备
编制“活动·探究”活动报告及评价表。
五、教学方法
实验探究、交流研讨
六、课时安排
2课时
七、教学过程
第1课时
【引入】尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。那么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中是以什么形式存在的？它们在海水中的含量如何？人们是怎样提取利用食盐的？
【指导阅读】 阅读P92-P95第一部分：海水——化学元素宝库。
【学生阅读后回答】海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。
【老师总结】 教师点评并简单介绍氯碱工业（不要求掌握这部分内容）。
【设问】 海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。目前，世界上有60%的镁来自海水，人们是怎样从海水中提取镁的呢？
【指导阅读】 阅读P95-P96第二部分：镁和海水提镁
【交流讨论】用多媒体投影下列讨论题：
1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。
2、海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？
3、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？
4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？
【讨论作答】学生回答，教师点评。
1、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到氯化镁。
2、贝壳起到提供碱-消石灰的作用。主要成分发生的化学变化有：
CaCO3======CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2
3、经历的化学变化有：
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2 H2O
MgCl2=====Mg+Cl2↑
4、（1）就地取材-利用海滩上的贝壳
（2）节约原料-循环利用氯元素
<启示>：一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。
【讲述】 海水提镁的原理较为简单，但在实际生产中，还有许多难题需要解决，主要是怎样除去杂质。英国、美国、日本在这方面走在前列。我国由于陆地天然菱镁矿资源丰富，目前主要是通过煅烧菱镁矿来制取镁，没有安排大量人力和物力开发海水提镁工作。只是根据需要，每年利用制盐卤水生产一些氯化镁。近年来，我国对海水提镁的开发，也进行了一些研究和试生产，取得了可喜的成绩。镁是一种轻金属，其合金的强度高、机械性能好。这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。在冶金工业上，金属镁常用作还原剂和脱氧剂。下面我们通过实验来进一步认识镁的化学性质。
【演示实验】取一段镁条，观察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽。用坩埚钳夹住镁条，点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙或少量水），观察发生的现象。并完成下表
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
镁跟氧气反应
镁跟二氧化碳反应
【归纳总结】学生归纳，教师点评并板书。
镁的主要化学性质-还原性
1、与酸反应置换氢气
2、与氧气反应
3、与二氧化碳反应：2Mg+CO2=======2MgO+C
<思考> 由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？
【课堂练习】P100 1、2
【概括整合】 归纳本节课所学的内容。
第2课时
【复习】镁的主要化学性质有哪些？
【引入】溴是海水中重要的非金属元素。地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。前面我们学习过氯气，下面我们一起来探讨溴单质和碘单质的性质。
【演示实验】
<演示实验1>：观察溴单质和碘单质的状态、颜色；取少量的溴单质和碘单质，分别观察它们在水、酒精和四氯化碳溶剂中的溶解情况和所形成溶液的颜色，把观察结果填入下表中：
物理性质 溴单质 碘单质
颜色
状态
溶解性和溶液颜色 水中
酒精中
四氯化碳中
<演示实验2>：给碘锤加热，观察发生的现象。
【交流讨论】1、在保存溴单质和碘单质时应分别注意哪些问题？
2、碘容易升华的性质有什么重要用途？
【过渡】 氯、溴和碘的单质除了具有以上物理性质之外，在化学性质方面有哪些相同和不同呢？
【活动探究】 我们已经认识了氯气的强氧化性，请用氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液，设计实验探究氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱。记录实验现象、实验结论或化学方程式。
你的实验方案与实验记录
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
<思考>：1、通过实验探究，你认为氯、溴、碘单质的化学性质有什么共同特点？它们的氧化性强弱如何？写出发生反应的离子反应方程式。
2、氯、溴和碘单质的氧化性强弱对于从溴化物中提取溴有何启示？
【指导阅读】 阅读P98-P99，思考并回答下列问题：
1、海水提溴的化学反应原理是什么？工业流程所经历的主要步骤有哪些？
2、溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？
3、为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？我国科学家在此领域取得了哪些成就？
【概括整合】 根据P99的提示，概括整合本节内容。
【作业】 P100-101 3、4
【研究性学习课题】 P101 5、6
碳的多样性
碳单质的多样性
碳元素转化的多样性
金刚石、石墨、C60
碳酸钠、碳酸氢钠的性质及转化
碳单质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳酸氢盐之间的转化
碳的化合物的多样性
碳酸盐
碳酸氢盐
H2CO3
加热，加碱
氮的循环
氨与铵态氮肥
硝酸及其应用
人类活动对氮循环和环境的影响
氮气与氮的固定
（氨的性质，
铵盐的性质）
（硝酸的性质）
（酸雨、光化学烟雾、富营养化）
放电
氮的固定
自然固氮
人工固氮
高能固氮（闪电，约占10%）
生物固氮（约占90%）
合成氨
仿生固氮
催化剂
高温
接触含硫元素的物质以及它们在自然界中的存在
硫元素在自然界中的存在和转化
了解硫磺的主要性质
认识硫单质
了解不同价态硫元素的氧化性和还原性，归纳二氧化硫的主要性质
实验室探究不同价态硫元素间的转化
硫酸的工业生产，酸雨及其防治
生产、生活中不同价态硫元素间的转化
加热
加热
点燃
加热
氧化剂
还原剂
氧化剂
还原剂
强还原剂
催化剂
△
△
海水化学资源的综合利用
氯、溴、碘单质之间氧化性的比较
海水提溴和含溴化合物的用途
海水中的化学元素
种类、含量和存在形式
海水提镁及镁的性质、用途
高温
通电
点燃