高中化学 第三章《自然界中的元素》课件 鲁科版必修1.ppt

1 教学分析本讲内容通过碳单质的多样性 碳的化合物的多样性及碳元素转化承载相关的碳及其化合物的内容 运用物质结构理论分析理解碳族元素的相似性 递变性及特殊性 运用氧化还原反应理论解释单质碳 co co2三者之间的转化关系 运用电解质理论分析并解释na2co3 nahco3溶液呈碱性 通过比较找出各知识间的内在联系 2 重点突破本讲教学在知识与技能方面的重点是na2co3与nahco3的性质 在过程与方法方面的重点是应用各类物质之间的反应关系和氧化还原反应的知识探讨物质的性质 以及含有相同元素的物质之间的转化 用迁移法分析其相似性 用比较不同法 分析其差异性和递变性 把握解题的切入点和突破口 3 例题处理例1是一个实验设计题 难点是装置的作用以及顺序排列 要求学生在掌握知识的前提下对实验设计要整体考虑 例2通过实验考查na2co3和nahco3的性质 学会定性和定量分析化学问题 例3考查co2与naoh溶液反应的产物判断 分析图像加入盐酸25ml 75ml时发生的反应 1 碳的多样性2 碳的氧化物 co co2 的比较3 na2co3和nahco3的比较 学生p33 一 碳单质的多样性1 同素异形体由同一种组成的不同的单质 2 石墨 金刚石 c60的比较 学生p33 元素 性质 深灰 无 灰黑 高 高 质软 硬度最大 硬度小 良导体 非导体 非导体 电极 铅笔芯 钻头 3 碳的化学性质 1 与o2反应的化学方程式为o2充足 c o2co2 o2不足 2c o2 不足 2co 2 与金属氧化物反应与cuo反应的化学方程式为 2cuo c2cu co2 3 与非金属氧化物反应如与h2o co2 sio2反应的化学方程式分别为 h2o g cco h2 co2 c2co sio2 2csi 2co 或sio2 3csic 2co 4 与强氧化剂反应如与浓hno3 浓h2so4反应的化学方程式分别为 c 4hno3 浓 co2 4no2 2h2o c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o 温馨提醒 同素异形体的判断需注意三个要点 a 必须由同一元素组成 b 必须是不同的单质 c 必须结构不同 如o2与o3 s2 s4与s8等 同素异形体之间的转化属于化学变化 但价态不改变 是非氧化还原反应 不同的同素异形体 因结构不同 物理性质不同 但化学性质相似 由同一种元素形成的物质 由于同素异形体的存在 不一定为纯净物 二 碳的氧化物比较 温馨提醒 1 除去co co2气体中混有的杂质的方法 co中混有co2 通过naoh溶液的洗气瓶 co2中混有co 通过硬质玻璃管中盛放的灼热的cuo co2中混有o2 通过硬质玻璃管中盛有的灼热的cu网 co2中混有so2 通过饱和小苏打或酸性kmno4溶液的洗气瓶 co2中混有hcl 通过饱和小苏打溶液的洗气瓶 co2中混有h2s 可通过cuso4溶液的洗气瓶 2 检验co2和除去co2的区别检验co2的存在 是通过实验证明有co2 并不一定除去 用的试剂为澄清石灰水 除去co2是通过实验将co2除掉 用的试剂是浓的naoh溶液等 而不用石灰水 三 碳酸钠和碳酸氢钠 温馨提醒 na2co3 nahco3的水溶液都呈碱性 但在同温度 同物质的量浓度时 na2co3水溶液的碱性强 原因是co32 结合h 的能力比hco3 强 对于不同浓度的na2co3和nahco3的水溶液 不能用酸溶液或ph试纸来鉴别 但可用cacl2溶液来鉴别 学生p34 1 自然界中碳及其化合物的转化 碳及其化合物的转化 自然界中能够释放出co2的过程有 1 火山喷发 2 森林 草原燃烧 3 动植物的呼吸排泄 4 动物的遗体微生物分解等 自然界中能够消耗co2的过程有 1 植物的光合作用 2 在海水中的溶解等 2 生产和生活中碳及其化合物间的转化 3 有机物和无机物间的转化1828年 德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵nh4cno合成有机化合物 尿素 co nh2 2 突破了无机化合物与有机化合物之间的界限 水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气体的主要成分是co h2 还含有co2和水蒸气 请用如图所示装置设计一个实验 以确认上述混合气体中含有co和h2 1 连接上述装置的正确顺序是 填各接口的代码 混合气体 接 接 接 接 2 确认混合气体中含有h2的实验现象是 其理由是 3 确认混合气体中有co的实验现象是 示范解析 1 整体设计实验过程 2 确认混合气体中有h2的现象是无水cuso4变蓝 因混合气体中原有的水蒸气已被浓h2so4吸收 使无水cuso4变蓝的只能是h2和cuo反应新生成的h2o 确认co存在的实验现象是澄清石灰水变浑浊 因通过naoh溶液后的气体中肯定已无co2 但最后的气体又能使澄清石灰水变浑浊 只能是co与cuo反应新生成的co2 答案 1 efdca b b a jih 2 无水cuso4白色粉末变蓝因为h2通过灼热的cuo后生成铜和水蒸气 水蒸气使无水硫酸铜变蓝 3 黑色cuo变红 澄清石灰水变浑浊 2009 黄冈模拟 化合物a b c d各由两种元素组成 甲 乙 丙是三种单质 这些常见的化合物与单质之间存在如下图所示的关系 已知化合物c是一种有机物 试回答下列问题 1 写出下列物质的化学式 a b d 甲 2 写出下列反应的化学方程式 b d a 丙 a 乙 d 解析 本题的突破口在c是由两种元素组成的有机物 能与甲单质反应 生成物是由两种元素组成的化合物a和b 据此易想到c为烃 甲为o2 再结合 可知a为co2 d为co 乙为碳 b为h2o 丙为h2 答案 1 co2h2ocoo2 2 h2o g coh2 co2co2 c2co 1 na2co3 nahco3的鉴别 关于na2co3 nahco3的问题分析与计算 2 na2co3 nahco3和盐酸反应的比较na2co3溶液和稀盐酸反应可理解为分步反应 na2co3 hcl nahco3 nacl nahco3 hcl nacl h2o co2 nahco3溶液和稀盐酸反应的化学方程式为 nahco3 hcl nacl co2 h2o 1 放出co2的速率不同由于na2co3需要逐步结合两个h 才放出co2 则nahco3与盐酸反应放出co2速率较快 2 耗酸量不同等质量的na2co3与nahco3分别与盐酸反应 前者耗酸多 等物质的量na2co3与nahco3分别与盐酸反应 前者耗酸多 3 co2生成量比较 na2co3 nahco3与盐酸反应生成co2的量的比较 一定量的nahco3受热分解产生的co2量与受热分解后的残留物和酸反应产生的co2量相等 当n hcl 2n na2co3 时 无论如何滴加 产生的co2一样多 当n hcl 2n na2co3 时 把na2co3溶液滴加到盐酸中比把盐酸滴加到na2co3溶液中产生的co2多 3 与ca oh 2反应时用量与产物的关系 1 na2co3与ca oh 2反应时 产物与用量无关na2co3 ca oh 2 caco3 2naoh 2 nahco3与ca oh 2反应时 产物与用量有关ca oh 2过量时 nahco3 ca oh 2 caco3 naoh h2oca oh 2少量时 2nahco3 ca oh 2 caco3 na2co3 2h2o 2009 临沂模拟 某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体 用不同的方法做了以下实验 如图所示 1 只根据图 所示实验 能够达到实验目的的是 填装置序号 2 图 所示实验均能鉴别这两种物质 其反应的化学方程式为 与实验 相比 实验 的优点是 填选项序号 a 比 复杂b 比 安全c 比 操作简便d 可以做到用一套装置同时进行两个对比实验 而 不行 思路点拨 1 等质量的na2co3和nahco3与足量盐酸反应产生的co2不等 2 nahco3受热易分解 解析 1 na2co3 nahco3均能与hcl反应生成使澄清石灰水变浑浊的co2 但nahco3比等质量na2co3反应快 且产生co2量多 因此实验 能鉴别na2co3和nahco3 2 nahco3受热发生分解反应2nahco3na2co3 co2 h2o 但na2co3受热不易分解 3 酒精灯火焰直接加热试管a 然后预热试管b 因此试管b中盛放nahco3 更能说明稳定性na2co3 nahco3 自我解答 1 2 2nahco3na2co3 co2 h2od 3 nahco3 co2与naoh溶液反应产物的判断co2 2naoh na2co3 h2o co2不足 co2 naoh nahco3 co2过量 产物成分与反应物量的关系 也可用数轴来表示 深化提醒co2与naoh反应时不会出现nahco3和naoh共存的情况 因为两者能发生反应 nahco3 naohna2co3 h2o 有50mlnaoh溶液 向其中逐渐通入一定量的co2 随后取此溶液10ml将其稀释到100ml 并向稀释后的溶液中逐滴加入0 1mol l的盐酸 产生的co2气体体积 标准状况下 与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示 试分析向naoh溶液中通入co2气体后 所得溶液中的溶质是什么 其物质的量之比是多少 产生的co2气体体积 标准状况 是多少 示范解析 解答该类型题目首先应明确naoh与co2反应的产物有四种情况 即 naoh na2co3 na2co3 na2co3 nahco3 nahco3 然后再分析图像的关键点 如起点 拐点等 结合naoh na2co3 nahco3与盐酸反应的化学方程式进行计算 分析图像 加入盐酸25ml时开始产生co2气体 至反应完毕又消耗50ml盐酸 根据反应 na2co3 hcl nahco3 nacl nahco3 hcl nacl h2o co2 可知滴入盐酸至25ml时开始发生反应 根据耗酸量可知nahco3的物质的量 开始加入盐酸无气体放出 说明溶质可能为naoh与na2co3或nahco3与na2co3的混合物或na2co3 若溶质为naoh和na2co3的混合物 生成气体的耗酸量应小于未产生气体时的耗酸量 若溶质为na2co3 生成气体的耗酸量与未产生气体时的耗酸量应相等 若溶质为na2co3和nahco3的混合物 生成气体时的耗酸量应大于未产生气体时的耗酸量 再分析图像 加入盐酸25ml时开始产生co2气体 再消耗50ml盐酸反应完全 耗酸量为未产生气体的2倍 说明原物质是na2co3和nahco3的混合物 由耗酸量可判断出物质的量之比为1 1 产生气体体积亦可由产生气体时的耗酸量求得 v co2 0 1mol l 1 22 4l mol 1 0 05l 0 112l 答案 溶质为na2co3和nahco3的混合物 物质的量之比为1 1 co2的体积为0 112l 将标准状况下 1 12lco2通入到100mlnaoh溶液中 充分反应后 减压将溶液小心蒸干 得到不含结晶水的固体w 其质量为5 08g 则下列情况中符合题意的是 解析 首先应根据co2与naoh的物质的量之间的关系 判断出生成物的组成及其物质的量 然后再计算出质量即可 n co2 0 05mol若co2都转化为na2co3 m na2co3 106g mol 1 0 05mol 5 3g若co2都转化为nahco3 m nahco3 84g mol 1 0 05mol 4 2g题目中生成固体w为5 08g 所以固体w应为na2co3和nahco3的混合物 根据c原子守恒和质量守恒建立关系如下 答案 d 进入创新作业做题 学而时习之 不亦说乎 第二讲氮的循环 1 教学分析本讲内容了解氮气 氨 铵盐的性质 掌握氨气的实验室制法和nh4 的检验 通过对nh3的化学性质和实验室制法的学习 培养对实验现象的观察能力和完成实验的基本操作能力 掌握硝酸的性质和用途 复习时抓住不同价态的氮元素具有不同的氧化性和还原性 形成氧化还原反应知识链 便于理解和记忆 掌握含氮化合物的重要性质 2 重点突破本讲重点是氮气 氨 铵盐的性质 难点是氮的氧化物与水反应的有关计算以及硝酸的氧化性 认真分析考点一 归纳氮的氧化物溶于水的几种情况 利用电子转移守恒法或利用混合气体中n o原子个数比进行分析判断 解决硝酸与金属反应时要注意反应产物的确定 学会运用电子守恒 n原子守恒 电荷守恒等方法求解 3 例题处理例1依据化学反应原理 判断剩余2ml无色气体有两种情况 o2或no 是解答本题的关键 例2是以实验室制备nh3的三种方法的原理和条件去选择相应的装置 例3考查硝酸与金属反应体现酸性和氧化性 解题时灵活运用电子守恒 n原子守恒求解 1 氮在自然界中的循环和影响2 氮气及其氧化物的性质3 氨与铵盐4 硝酸的性质 重点是强氧化性 学生p38 一 氮在自然界中的循环及影响1 氮在自然界中的循环 学生p38 2 含氮化合物对环境的影响 二 氮气及其氧化物1 氮气 1 物理性质 无色 气体 无味 略小 难溶于水 2 化学性质由于n2分子内的非常牢固 通常情况下n2的化学性质不活泼 很难与其他物质发生反应 在一定条件下 可与o2 h2等发生反应 n n 3 存在及用途n2在大气中的体积分数约为 主要用作合成氨的原料气 以及填充气和保护气 液态氮可做冷冻剂等 4 氮的固定将空气中氮气转化为的方法 通常有两种途径 2 氮的氧化物 78 氮化合物 自然固氮 人工固氮 无 毒 不 红棕 刺激性 毒 易 2no2 2hno3 no 温馨提醒 由于 2no2 n2o4 所以 收集no21mol时在标准状况下的体积应小于22 4l 标准状况下22 4lno2的质量大于46g no与o2混合后 相对分子质量应大于按体积比求得的数值 三 氨与铵盐1 氨 1 物理性质氨是无色 有气味的气体 密度比空气 液化 液氨汽化时吸收大量的热量 故可用做 溶于水 常温常压下 1体积水中能溶解体积氨 2 化学性质 与水反应化学方程式为 刺激性 小 易 制冷剂 极易 700 nh3 h2o nh3 h2o nh4 oh 与酸反应与h2so4 hno3 hcl等反应的化学方程式分别为 2nh3 h2so4 nh4 2so4nh3 hno3 nh4no3nh3 hcl nh4cl以上三种酸中 当nh3靠近时会产生白烟的是 hno3 hcl 与o2反应化学方程式为 4nh3 5o24no 6h2o 3 制法 实验室制法原理 2nh4cl ca oh 2cacl2 2nh3 2h2o 装置 固 固气 干燥剂 收集方法 验满 则说明 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口 若产生白烟 则已集满 工业制法 碱石灰 向下排空气法 将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口 试纸若变蓝 nh3已收集满 温馨提醒 氨易液化 易溶于水是因为nh3之间 nh3与h2o之间能形成氢键 氨水的密度小于水 当把氨水稀释时 其质量分数减小密度增大 计算氨水的浓度时 溶质是nh3而不是nh3 h2o 氨水中的nh3 h2o是弱电解质而不是nh3 氨的干燥不能用cacl2 p2o5 浓硫酸作干燥剂 因为cacl2与nh3反应生成cacl2 8nh3 p2o5能与h2o nh3反应生成磷酸盐 浓h2so4能与nh3反应生成 nh4 2so4 2 铵盐 1 物理性质 都是晶体 都能溶于水 2 化学性质 不稳定 nh4clnh4hco3硝酸铵受热分解较复杂 如 nh4no3n2o 2h2o或2nh4no32n2 o2 4h2o nh3 hcl nh3 co2 h2o 与碱反应nh4 oh nh3 h2o或nh4 oh nh3 h2o 水解反应 nh4 h2o 3 用途 可用作氮肥 炸药 制硝酸 温馨提醒 nh4 的检验步骤 取少许待检物于试管中 加入naoh溶液 并加热 把湿润的红色石蕊试纸放在试管口附近 若试纸变蓝 则待检物中含铵离子 使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 我们学过的只有nh3 该现象为nh3的特征现象 nh3 h2o h 四 硝酸1 物理性质纯硝酸是色 挥发 有气味的液体 能跟水以任意比互溶 98 以上的浓硝酸有 发烟 现象 通常叫做发烟硝酸 2 化学性质 1 酸的通性 但与活泼金属反应时不能生成h2 2 不稳定性 化学方程式为 4hno34no2 o2 2h2o 久置的浓硝酸呈黄色 因为溶解了no2 实验室保存浓hno3时 应注意 无 易 刺激性 密闭 避光 置于阴凉处 3 强氧化性 能与以外的所有金属反应 如cu与浓 稀hno3均可反应 化学方程式分别为 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o有些金属 如 等 在冷的浓hno3中发生 与不活泼的木炭反应的化学方程式为 c 4hno3 浓 4no2 co2 2h2o pt au 钝化 fe al 温馨提醒 浓硝酸具有强氧化性 能将有色有机物漂白 由于浓硝酸易挥发 具有腐蚀性 一般不用浓硝酸漂白 物质氧化性强弱取决于得电子的难易 而不是取决于得电子的多少 hno3浓度越大 得电子越容易 故浓hno3氧化性比稀hno3强 浓hno3能将no氧化 而稀hno3不能将no氧化 故浓hno3的还原产物为no2而不是no 也说明浓hno3氧化性比稀hno3强 学生p39 1 no2或no2与n2 非o2且不溶于水 的混合气体溶于水时 可依据3no2 h2o 2hno3 no 利用气体体积差值进行计算 氮的氧化物与水反应的有关计算 2 no2和o2混合气体溶于水的计算由4no2 o2 2h2o 4hno3可知 当体积比 v no2 v o2 3 no与o2同时通入水中2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no总反应方程式为 4no 3o2 2h2o 4hno3当体积比 v no v o2 4 no2 no o2三种混合气体通入水中 1 可先将no和o2转化为no2 再按上述各种情况分别处理 2 也可先将no2和h2o反应转化为no 按4no 3o2 2h2o 4hno3情况处理 3 还可以利用混合气体中n o原子个数比进行分析判断 n o 将盛有12mlno2和o2的混合气体的量筒倒立于水槽中 充分反应后 还剩余2ml无色气体 则原混合气体中o2的体积和剩余的2ml气体分别是a 1 2ml nob 2 4ml o2c 3 5ml o2d 4ml no 示范解析 解题依据的化学反应原理为 4no2 o2 2h2o 4hno33no2 h2o 2hno3 no 设o2的体积为x 剩余的气体有两种可能 若剩o2 则解得x 4ml 选项b c不正确 若剩no 则v剩 解得x 1 2ml 选项d不正确 选项a正确 答案 a 拓展 氮的氧化物溶于水的几种情况 不仅可用来进行气体体积的求算 还可进行生成的hno3浓度计算 比如 标况下盛no2的烧瓶 倒扣在水中 充分反应后所得hno3浓度 不考虑2no2 n2o4及hno3的扩散 应为 若no2与o2体积比4 1 或小于4 1 充满烧瓶 倒扣于水中所得hno3溶液的浓度 标况 应为 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 no和no2 no2和o2 nh3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 v3b v1 v3 v2c v2 v3 v1d v3 v1 v2 解析 假定各试管的体积为2l 则 3no2 h2o 2hno3 no 4no2 o2 2h2o 4hno3v2 nh3易溶于水 n2难溶于水 v3 1l所以v1 v3 v2 答案 b 一 氨气的制取1 用铵盐制取 氨气的制取与喷泉实验 实验平台5 1 反应原理 化学方程式 ca oh 2 2nh4clcacl2 2nh3 2h2o 2 实验装置 如图 3 验满方法 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 若试纸变蓝色 说明氨气已收集满了 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口 若产生白烟 则已集满 4 干燥方法 通过以下任一装置 5 棉花的作用 减缓nh3与空气对流 收集纯净的nh3 2 用浓氨水来制取可利用浓氨水与固体强碱或生石灰来制取nh3 1 实验装置 2 反应原理浓nh3 h2o与naoh固体 cao制取nh3是因将浓氨水滴到固体氢氧化钠 或cao 固体上 一方面固体氢氧化钠溶解放热 cao不仅放热而且还吸收浓nh3 h2o中的h2o 温度升高 氨气的溶解度减小 有利于氨气放出 另一方面 与水作用后生成碱 使溶液中c oh 增大 化学平衡nh3 h2o nh3 h2o nh4 oh 左移 有利于氨气放出 浓氨水与生石灰反应的化学方程式为 nh3 h2o cao ca oh 2 nh3 深化提醒制氨气时 选用的铵盐及碱都有一定的要求 选铵盐时 不选 nh4 2co3 nh4hco3 nh4no3等 因它们受热易分解 使产生的nh3中混有较多的杂质气体 另外nh4no3易爆炸 选碱时 用碱石灰而不用naoh或koh 因naoh koh具有吸湿性 易结块 不利于产生氨气 且在高温下均能腐蚀玻璃 二 喷泉实验1 喷泉形成的原理 容器内外存在较大的压强差 在这种压强差的作用下 使液体通过尖嘴管喷涌 2 分类 1 负压型 即接纳喷起液体空间压强低于大气压 而待喷液体与大气相通 通常是容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应 如 装置如图 夹持装置略 2 正压型即接纳喷起液体的空间与大气相通 而待喷液体所受压强高于大气压 通常是容器内的液体由于受热挥发 如浓盐酸 浓氨水 酒精等 或由于发生化学反应 容器内产生大量气体 如喷雾器 人造喷泉 火山喷发等 装置如图 2009 威海模拟 实验室制氨气通常有三种方法 用固体氢氧化钙和氯化铵反应 装置同课本 称取7 9g碳酸氢铵固体放入试管内 再加入8g氢氧化钠固体 常温下即能产生氨气 装置如图甲 在锥形瓶中注入50ml浓氨水 再加入10g氢氧化钠固体 装置如图乙 选取三个250ml的干燥的烧瓶及瓶塞 用于收集三种制法的氨气 请填空 1 写出 法制取氨气的化学方程式 2 说明用 法制取氨气的原理 3 检验氨气已收集满的方法是 4 集满氨气的烧瓶做喷泉实验 装置如图丙 烧杯内盛酚酞溶液 其现象是 思路点拨 本题主要考查nh3的性质 通过氨气的实验室制取也考查了nh4 和oh 的反应 解题的关键是第 种方法和第 种相似 只是铵盐和碱不同 比第 种方法反应快 不用加热 第 种制氨方法 一定要用浓氨水和固态naoh 自我解答 1 nh4hco3 2naoh na2co3 nh3 2h2o 2 在浓氨水中存在着下列平衡 nh3 h2o nh3 h2o nh4 oh 当加入氢氧化钠固体 增大溶液中c oh 使氨水中的平衡向左移动 naoh固体溶解时又放热 使氨水溶液温度升高 氨气溶解度减小而有大量氨气逸出 3 将润湿的红色石蕊试纸沾在玻璃棒上 然后靠近瓶口 试纸变蓝说明已满 或用玻璃棒蘸浓盐酸接近集气瓶口冒白烟 表示氨气已收集满 4 图丙装置中圆底烧瓶内的长玻璃管喷出 泉水 喷泉呈红色1 法制取nh3为何不用naoh 2 若将丙图中的胶头滴管去掉 应如何引发喷泉 提示 1 反应太快 不易控制反应速率 价格比ca oh 2昂贵 2 打开弹簧夹 用手 或热毛巾等 将烧瓶捂热 氨气受热膨胀 赶出玻璃导管内的空气 氨气与水接触 即发生喷泉 1 硝酸与金属反应的一般规律 1 金属与hno3反应一般不生成h2 浓hno3一般被还原为no2 稀hno3一般被还原为no 极稀的hno3可被还原成nh3 生成nh4no3 硝酸与金属 非金属反应的一般规律 2 足量金属与一定量浓硝酸反应时 随着硝酸浓度的降低 产物也发生改变 3 金属与hno3反应的一般通式为 金属 浓硝酸 金属硝酸盐 no2 h2o反应中 表现氧化性 被还原 的hno3占 表现酸性生成硝酸盐的hno3占 金属 稀硝酸 金属硝酸盐 no h2o反应中 表现氧化性 被还原 的hno3占 表现酸性生成硝酸盐的hno3占 2 硝酸与非金属反应的规律 1 浓硝酸能与碳 硫 磷等非金属单质反应 一般生成最高价含氧酸或最高价氧化物 二氧化氮和水 2 与非金属反应 hno3表现强氧化性 不表现酸性 3 硝酸与金属反应产物的确定 1 足量浓硝酸做氧化剂时 其还原产物是no2 稀硝酸做氧化剂时 其还原产物通常为no 2 一定量浓硝酸参加反应 其还原产物可能是no2 no的混合物 若硝酸很稀且与活泼金属反应 则还原产物较复杂 可能是no n2o n2 nh3等 且硝酸越稀 还原产物的价态越低 深化提醒金属与hno3的反应运用 守恒法 求解 一般有 1 电子守恒金属失电子数 生成气体的hno3得电子数 2 氮原子守恒耗hno3的量 盐中no 3的量 表现酸性的hno3 气体中的n原子 被还原的hno3 的量 3 电荷守恒hno3过量时 反应后溶液中 不考虑oh 有 c no 3 c h n c mn mn 代表金属离子 金属与硝酸反应 求算离子浓度 ph等 金属与no 3 h 混合溶液反应的计算常用离子方程式分析 2009 烟台模拟 将32 64g铜与140ml一定浓度的硝酸反应 铜完全溶解产生的no和no2混合气体在标准状况下的体积为11 2l 请回答 1 no的体积为 l no2的体积为 l 2 待产生的气体全部释放后 向溶液中加入vmlamol l 1的naoh溶液 恰好使溶液中的cu2 全部转化成沉淀 则原硝酸溶液的浓度为 mol l 1 3 欲使铜与硝酸反应生成的气体在naoh溶液中全部转化为nano3 至少需要30 的双氧水 g 思路点拨 解答该题时要灵活运用两个守恒 1 电子守恒 铜失电子的量与hno3得电子的量相等 2 原子守恒 n 反应的cu n cu2 n 反应的hno3 n no3 n no n no2 解析 设混合气中no和no2的物质的量分别为x和y 则x y 只要cu完全溶解 32 64g铜的物质的量为32 64g 64g mol 0 51mol cu失去电子总数必然等于n元素得到电子总数 据此有3x y 2 0 15 2mol解得 x 0 26mol y 0 24mol 所以v no 22 4l mol 0 26mol 5 8lv no2 22 4l mol 0 24mol 5 4l 2 根据元素守恒 硝酸在与cu发生反应时n元素一部分生成no no2气体放出 另一部分n元素以no3 形式留在溶液中 当该溶液与naoh反应时 必生成nano3 所以溶液中的n no3 与n naoh 必然相等 则n hno3 n nano3 n no n no2 n naoh n no n no2 av 10 3 0 5 mol 3 根据得失电子守恒 no no2变成nano3时失去的电子总数与cu跟hno3反应时cu失去的电子总数相等 即 0 51mol 2 1 02mol h2o2在反应中必须得到这些电子 由于h2o2中的o元素显 1价 被还原成 2价时每摩尔h2o2要得2mol电子 可知需h2o2的物质的量为0 51mol 即需要30 的双氧水的质量为 57 8g 自我解答 1 5 85 4 2 av 10 3 0 5 0 14 3 57 8 将一定质量的铜粉加入到100ml某浓度的稀硝酸中充分反应后 容器中剩余m1g铜粉 共收集到no气体448ml 标准状况 然后向上述混合物中加入稀硫酸至不再反应为止 容器剩余铜粉m2g 则m1 m2为 a 5 76gb 2 88gc 1 92gd 0 答案 a 解析 学而时习之 不亦说乎 进入创新作业做题 第三讲硫的转化 1 教学分析本讲内容要从物质的属类去认识硫及其化合物的有关性质 注重元素化合物与氧化还原反应知识的相互渗透综合 要以氧化还原反应知识为指导 抓住价态变化规律来理解元素化合物的性质 如通过分析硫元素价态变化规律 来理解掌握硫及其化合物的性质 2 重点突破本讲的重点和难点是不同价态硫元素的转化 so2的性质和浓硫酸的性质 对于h2s so2主要考查其还原性 如h2s与o2反应前后体积变化 h2s与o2反应的有关图像分析等 同时理解掌握so2的漂白性以及酸性氧化物的通性 浓硫酸的性质 so42 离子的检验等 3 例题处理对于例1要抓住题干信息a是正盐与强酸 强碱反应生成的物质连续两步氧化这一突破口 推断a是 nh4 2s是解决本题的关键 例2以so2检验为载体 将其实验室制备 性质检验顺序及试剂选择结合起来 考查对所学知识的迁移应用能力和实验操作的分析处理能力 例3考查浓h2so4的酸性和强氧化性以及so2的性质 用电子守恒去解决有关计算问题 学生p43 一 硫1 自然界中的硫 1 游离态 主要存在于附近或 2 化合态 主要以硫化物和的存在 如黄铁矿 石膏 芒硝 2 物理性质硫俗 是一种晶体 在水 酒精 cs2中的溶解性分别为 学生硫酸盐p43 火山喷发口 地下水里 fes2 caso4 2h2o 称硫黄 淡黄色 不溶 微溶 易溶 na2so4 10h2o 3 化学性质 1 与金属反应与fe cu hg等反应的化学方程式分别为 fe sfes2cu scu2shg s hgs 2 与非金属单质与h2 o2等反应 化学方程式分别为 h2 sh2so2 sso2 现象 空气中燃烧呈色火焰 纯氧中燃烧呈 色火焰 硫熔化 淡蓝 明亮的蓝紫 二 二氧化硫1 物理性质so2是色 有气味的有毒气体 密度比空气 液化 溶于水 2 化学性质 1 酸性氧化物通性 与h2o反应 so2 h2o h2so3 该反应为反应 与碱性氧化物 如cao 反应 cao so2 caso3 与碱反应 so2 2oh so32 h2o 无 刺激性 大 易 易 可逆 与某些弱酸盐 如na2co3 na2so3 溶液反应 so2 co32 so32 co2 so2 h2o so32 2hso3 2 还原性 与o2反应 2so2 o22so3 与卤素单质x2 x可以是cl br i 水溶液反应 x2 so2 2h2o 2x so42 4h 3 氧化性 可与h2s反应 化学方程式为 so2 2h2s 3s 2h2o其中 氧化产物是s 还原产物是 s 温馨提醒 品红吸收so2是可逆反应 因此常用品红来检验so2 若要完全吸收so2应用kmno4酸性溶液或溴水 同样由于澄清石灰水的浓度比较小 因此澄清石灰水只能用来检验co2气体 若要完全吸收co2气体应用naoh溶液 4 漂白性so2可而起漂白作用 加热又分解为和 使某些湿润的有色物质退色 so2 有色物质 三 硫酸1 物理性质纯硫酸是无色状黏稠的液体 挥发 与 溶于水时放出 所以稀释浓硫酸的正确操作为 2 浓硫酸的特性 1 油 难 水以任意比互溶 大量的热 将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓地加入水中 并不断用玻璃棒搅拌 胆矾变白 吸水性 滤纸变黑 脱水性 2 写出cu c与浓h2so4反应的化学方程式cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 h2o c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o 温馨提醒 亚硫酸根离子的检验 加入盐酸 将产生的气体通入品红溶液中 红色退去 或加入bacl2溶液生成白色沉淀 加入稀盐酸 沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体 学生p44 硫元素转化的价态变化规律 1 处于硫元素的最低价态 只有还原性 处于中间价态 既有氧化性 又有还原性 但以还原性为主 是硫元素的最高价态 只有氧化性 如浓h2so4 2 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 如 3 硫元素相邻价态的微粒不发生氧化还原反应 如s和h2s s和so2 so2和浓h2so4之间不发生氧化还原反应 4 有时硫的化合价会发生跳位转化 深化提醒 1 s2 so2 3可共存 但在酸性环境中发生反应 2 含 4价硫的化合物都具有强还原性 如h2so3 so2 so2 3等 含 6价硫的化合物如浓h2so4具有氧化性 而硫酸盐 稀硫酸中硫元素均不表现氧化性 在下列物质转化中 a是一种正盐 d的相对分子质量比c的相对分子质量大16 e是酸 当x无论是强酸还是强碱时 都有如下的转化关系 当x是强酸时a b c d e均含同一种元素 当x是强碱时 a b c d e均含另外同一种元素 请回答 1 a是 y是 z是 2 当x是强酸时 e是 写出b生成c的化学方程式 3 当x是强碱时 e是 写出b生成c的化学方程式 思路点拨 1 d的相对分子质量比c大16 即多1个氧原子 2 物质的连续氧化过程是本题推断的一个突破口 解析 由d的相对分子质量比c的相对分子质量大16 容易联想d比c分子增加1个氧原子 则d可能是氧化物 而e为酸 则应为含氧酸 而y是能提供 o 的物质 a为正盐 与碱反应放出的物质能连续两次氧化最后得一含氧酸 可推知a可能是铵盐 可能的 而a与强酸反应时 生成的物质也会连续氧化两次 最后生成含氧酸 则a可能为硫化物 含s2 综合上面叙述可确定a是 nh4 2s 自我解答 1 nh4 2so2h2o 2 h2so42h2s 3o22so2 2h2o 3 hno34nh3 5o24no 6h2o 在通常状况下 a为固态单质 根据如图转化关系 回答 1 写出a e的化学式 a b c d e 2 写出下列反应的化学方程式 e c c d 解析 因a为固态单质 则b为其氢化物 c为其氧化物 由知e为能与cu反应的酸 浓h2so4或hno3 由a为固态单质 推断a为s b为h2s c为so2 d为so3 e为h2so4 答案 1 sh2sso2so3h2so4 浓 2 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 2so2 o22so3 1 表现化学性质的典型实验 二氧化硫的性质和制取 2 制取 1 实验室制取 原理 na2so3 固 h2so4 浓 na2so4 so2 h2o 实验装置 固 液 气 收集 向上排空气法 验满 用湿润的品红试纸置于集气瓶口 若退色证明已收集满 尾气处理 用naoh溶液吸收 2 工业制备 s o2so2 4fes2 11o22fe2o3 8so2 实验室用加热170 浓h2so4和无水乙醇的方法制乙烯 其出口的气体除乙烯外 还含有co2 so2 水蒸气 1 试用图中所列各装置设计一实验 验证上述反应所产生的各种产物 装置可重复使用 这些装置的连接顺序 按产物气流从左至右的方向 是 填编号 2 实验室可观察到装置 中 a瓶的溶液退色 c瓶的溶液不退色 a瓶溶液的作用是 c瓶的作用是 b瓶中溶液可用 a naoh溶液b kmno4溶液c 饱和nahco3溶液d 饱和na2so3溶液 3 装置 中所加的固体药品是 可验证的产物是 确定装置 在整套装置中位置的理由是 4 装置 中所盛溶液是 可验证的产物是 解析 要检验so2 可以用品红溶液 要检验co2 应该用澄清石灰水 要检验c2h4应用溴水 但是so2的存在会干扰对co2和c2h4的检验 所以检验co2和c2h4前必须考虑先检验so2并且要把它彻底除去 除so2时要考虑c2h4的还原性 另外生成物还有水蒸气也需要通过实验来证明 因为在检验so2 co2时 必须经水溶液装置 直接会影响水蒸气的检验 因此 这四种产物的检出顺序必须是先检验水蒸气 再检验so2 最后检验co2和c2h4 并且保证每种检验都不受其他物质的干扰 自我解答 1 2 验证产物气流中有so2确定产物中so2已被b瓶溶液全部除去d 3 无水cuso4水蒸气由于产物气流通过 时会带出水 所以 必须在 之前 4 澄清石灰水 溴水 co2 c2h4 若b瓶中盛放na2co3溶液或kmno4酸性溶液对实验有何影响 提示 b中若为na2co3溶液 so2溶于其中又产生co2 干扰对co2的检验 若为kmno4酸性溶液 c2h4也被kmno4氧化为co2 从而干扰co2 c2h4的检验 1 浓h2so4的特性 1 强氧化性 在加热的条件下浓h2so4可氧化大多数金属 非金属单质及低价态化合物 能使al fe钝化 也是浓h2so4强氧化性的表现 浓h2so4的还原产物一般为so2 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2oc 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2oh2s h2so4 浓 s so2 2h2o 浓h2so4主要性质的实验探究 实验平台6 2 吸水性 吸水性指的是吸收游离的水分子 浓h2so4可作许多气体的干燥剂 利用的就是浓h2so4的吸水性 3 脱水性 浓h2so4能将一些有机物中的h和o元素 组合 成水夺去 该性质在有机反应中应用较多 2 so42 的检验 有白色沉淀 有so42 警示 不能用hno3酸化 同理 所用钡盐也不能用ba no3 2溶液 因为在酸性条件下 so32 hso3 等会被溶液中的no3 氧化为so42 从而使检验得出错误的结论 2009 威海模拟 某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应 用下图所示装置进行有关实验 请回答下列问题 1 装置a中发生的化学反应的化学方程式为 2 装置b的作用是贮存多余的气体 b中广口瓶内应盛放的液体是 填序号 水 酸性kmno4溶液 na2co3溶液 饱和的nahso3溶液 3 装置c和d中产生的现象相同 但原因却不同 c中是由于so2 反应的离子方程式为 而d中则是由于so2具有 4 装置d中试管口塞一团棉花 棉花中应浸有一种液体 这种液体是 其作用是 5 实验完毕 待a中烧瓶内液体冷却后 过滤 向滤液中加入少量的蒸馏水稀释 溶液为蓝色 为了证明蓝色只与cu2 有关 而与其他离子无关 某同学设计了下列实验 其中对实验目的没有意义的是 填序号 观察稀h2so4溶液呈无色 观察cuso4粉末呈白色 稀释cuso4溶液 溶液蓝色变浅 往cuso4溶液中加入足量naoh溶液 生成蓝色沉淀 过滤 滤液呈无色 往cuso4溶液中加入足量bacl2的溶液 生成白色沉淀 过滤 滤液仍显蓝色 6 若实验中用7 2g铜片和12 5ml18 5mol l 1的浓硫酸在加热条件下充分反应 最终铜片仍有剩余 根据所学的知识 某同学认为溶液中一定还有硫酸剩余 其理由是 假定反应前后溶液的体积不变 设剩余硫酸的浓度为amol l 1 现向反应后溶液中缓慢加入硝酸钾固体 充分搅拌直到剩余铜片恰好完全反应 反应消耗硝酸钾 mol 用含a的代数式表示 要化简 示范解析 5 水合铜离子才是蓝色的 稀释溶液中的离子种类不变 6 加入kno3后的离子反应为 3cu 2no3 8h 3cu2 2no 4h2o由得失电子守恒 如 2 3n no3 18 5 a 12 5 10 3解得 n no3 mol 答案 1 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 2 3 溶液具有酸性 中和了溶液中的naohso2 2oh so32 h2o或so2 oh hso3 漂白性 4 碱液吸收多余的so2 防止污染环境 5 6 反应过程中浓h2so4被不断消耗 生成的水逐渐增多 使浓硫酸逐渐变稀 至一定浓度就不再与铜反应 如何鉴别浓h2so4和稀h2so4两瓶无色溶液 提示 1 观察状态 浓h2so4为油状黏稠液体 而稀h2so4为均一透明液体 2 利用密度 手掂份量 浓h2so4的质量大 3 加入铁钉 浓h2so4使之钝化 而稀h2so4有气体产生 4 加入铜片并加热 浓h2so4产生刺激性气味的无色气体 而稀h2so4不反应 5 各取少许加入蔗糖中 浓h2so4能使蔗糖脱水炭化而变黑 而稀h2so4无明显现象 6 测导电性 浓h2so4的导电性明显弱于稀h2so4 7 滴入石蕊试液并微热 浓h2so4使石蕊试液先变红然后红色消失 稀h2so4只能使石蕊试液变红色 进入创新作业做题 学而时习之 不亦说乎 第四讲海水中的元素 1 教学分析本讲内容以海水中化学资源的开发利用为线索 了解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 溴单质的提取原理以及溴和氯 碘单质之间氧化性的强弱关系 2 重点突破本讲复习重点有两个 一是金属镁的还原性 要掌握镁及其化合物之间的相互转化和海水提镁原理的流程图 二是氯 溴 碘单质的氧化性和氧化性强弱比较以及卤素离子的检验方法 培养学生了解化学科学发展对自然资源利用的作用 3 例题处理对于例1掌握海水提镁的原理 镁及其化合物的性质 尤其是mgcl2在受热时能水解以及化学实验基本操作能力 对于例2要根据卤素单质的氧化性顺序设计反应流程 准确判断各反应现象 写出反应方程式 1 海水中的化学元素2 海水提镁及镁的性质3 溴和海水提溴 学生p48 一 海水中的化学元素1 常量元素每升海水里 含量大于的元素共有种 分别是 写元素符号 主要以的形式存在 在这些盐中 约占80 以上 学生p48 1 mg 11 cl na mg s ca k c sr br b f 盐 nacl 2 微量元素及其作用每升海水里 含量低于的元素 如锂 碘 铀 二 海水提镁和镁的性质1 海水提镁 1 基本流程 1 mg 热核反应的重要材料 医药 生理作用 核燃料 2 基本步骤及主要反应 制碱 caco3cao co2 cao h2o ca oh 2 沉淀 mg2 2oh mg oh 2 酸化 mg oh 2 2hcl mgcl2 2h2o 蒸发结晶析出mgcl2 6h2o 脱水 mgcl2 6h2omgcl2 6h2o 电解 mgcl2mg cl2 2 镁的性质 1 物理性质具有色金属光泽的固体 均较小 熔点 有良好的 和 2 化学性质 与o2反应 2mg o22mgo 与cl2反应 mg cl2mgcl2 与n2反应 3mg n2mg3n2 与co2反应 co2 2mgc 2mgo 产生耀眼白光 同时形成大量 集气瓶内壁附有色粉末和色颗粒 银白 密度 硬度 较低 导电 导热 延展性 白烟 白 黑 与h2o反应mg 2h2omg oh 2 h2 与非氧化性酸反应离子方程式为 mg 2h mg2 h2 3 用途 生产合金 冶金工业上用做和 温馨提醒 工业生产的镁不能在空气中冷却 因镁能与空气中的co2 o2 n2均能反应 所以通常在h2中冷却 还原剂 脱氧剂 三 溴和海水提溴1 溴和碘 1 溴 碘单质物理性质比较 液体 固体 易溶 易溶 2 氯 溴 碘单质化学性质比较 与碱溶液反应如与naoh溶液反应的方程式为 2naoh x2 nax naxo h2o x cl br i 氧化性a 都能与金属反应生成金属卤化物 如与钠反应的化学方程式为 2na x22nax x cl br i b 氯 溴 碘单质的氧化性强弱是 cl2br2i2 cl2能从br i 的溶液中置换出br2 i2 其离子方程式 cl2 2br 2cl br2 cl2 2i 2cl i2 同理 br2能置换i2 其离子方程式 br2 2i i2 2br c 与一些还原性离子反应 如与so32 fe2 反应的离子方程式为 br2 so32 h2o 2br 2h so42 br2 2fe2 2br 2fe3 2 海水提溴 1 原料 苦卤 晒盐后的母液 和cl2 2 反应原理 cl2 2br 2cl br2 3 工艺流程 温馨提醒 溴 碘的特殊性 1 溴的特殊性 溴在常温下为红棕色液体