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文档简介
1、第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物桓台一中桓台一中 王爱青王爱青学习目标:学习目标:1、认识、分析、解决酸雨问题。、认识、分析、解决酸雨问题。2、通过分析酸雨等环境问题,学习硫、氮及其、通过分析酸雨等环境问题,学习硫、氮及其化合物的重要性质。化合物的重要性质。3、巩固研究物质性质的思路方法。、巩固研究物质性质的思路方法。4、建立从化学视角分析环境问题的思路,进、建立从化学视角分析环境问题的思路,进一步培养学生的环保意识。一步培养学生的环保意识。学习方法指导:学习方法指导:(1)学习非金属元素及其化合物的一般顺序:)学习非金属元素及其化合物的一般顺序:单质单质氧化物氧化物氢化物氢化物酸酸
2、盐盐(2)非金属元素的价态特点)非金属元素的价态特点多变价,要特别注意从多变价,要特别注意从价态变化角度建立知识网络价态变化角度建立知识网络教学设计:教学设计:从硫和氮的氧化物所导致的酸雨问题入手,首先重点分析硫酸型酸从硫和氮的氧化物所导致的酸雨问题入手,首先重点分析硫酸型酸雨。学习步骤如下:雨。学习步骤如下:从学生接触过的含硫物质入手,以二维图的形式展示硫的化合价和从学生接触过的含硫物质入手,以二维图的形式展示硫的化合价和对应的物质,对含硫化合物有个整体的了解,为接下来进一步学习对应的物质,对含硫化合物有个整体的了解,为接下来进一步学习每一种物质的性质做铺垫,而且为接来下的学习中从氧化还原的
3、角每一种物质的性质做铺垫,而且为接来下的学习中从氧化还原的角度去分析不同价态硫之间的相互转化打好基础。度去分析不同价态硫之间的相互转化打好基础。硫酸型酸雨的成分(硫酸型酸雨的成分(H2SO4)导致硫酸型酸雨的污染物(导致硫酸型酸雨的污染物(SO2)探究探究SO2形成酸雨的途径(探究二氧化硫的化学性质),并了解形成酸雨的途径(探究二氧化硫的化学性质),并了解SO3的性质的性质学习了硫的氧化物之后,氮的氧化物的学习可以借鉴硫的氧化物学学习了硫的氧化物之后,氮的氧化物的学习可以借鉴硫的氧化物学习方法。习方法。思考与交流一:你所了解的环境问题有哪些?思考与交流一:你所了解的环境问题有哪些?概况归纳:概
4、况归纳:当前,人类面临十大环境当前,人类面临十大环境问题:问题:水危机、土地荒漠化、臭氧层遭破坏、水危机、土地荒漠化、臭氧层遭破坏、温室效应、酸雨肆虐、森林锐减、温室效应、酸雨肆虐、森林锐减、水土流失、物种灭绝、垃圾成灾、水土流失、物种灭绝、垃圾成灾、有毒化学物品污染。其中,有毒化学物品污染。其中,酸雨酸雨肆虐是跨国界的全球性的灾害。肆虐是跨国界的全球性的灾害。一、硫及其氧化物一、硫及其氧化物思考交流思考交流2 2:关于酸雨你知道什么?你还想知道什么?:关于酸雨你知道什么?你还想知道什么?1、酸雨是、酸雨是Ph小于小于5.6的雨水,酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨。的雨水,酸雨分为硫酸型酸雨和硝
5、酸型酸雨。2、导致硫酸型酸雨的主要物质是二氧化物,导致硝酸型酸雨的主要、导致硫酸型酸雨的主要物质是二氧化物,导致硝酸型酸雨的主要物质是一氧化氮和二氧化氮。物质是一氧化氮和二氧化氮。3、空气中的二氧化硫主要来自于煤、石油等化石燃料的燃烧;氮的、空气中的二氧化硫主要来自于煤、石油等化石燃料的燃烧;氮的氧化物主要来自于汽车尾气的排放。氧化物主要来自于汽车尾气的排放。从学生已有的知识出发,引发学生进一步探究的兴趣,从相对熟悉的硫酸型酸雨入手,展开对硫及其化合物无性质的探究。学生已有的认知:学生已有的认知:+6+40-2氢化物单质氧化物酸小组合作:请用二维图结合硫的化合价尽可能多的列出含硫的物质。小组合
6、作:请用二维图结合硫的化合价尽可能多的列出含硫的物质。H2SSSO2SO3盐H2SO3H2SO4SO42-SO32-HSO3-路径一:二氧化硫路径一:二氧化硫亚硫酸亚硫酸硫酸硫酸路径二:二氧化硫路径二:二氧化硫三氧化硫三氧化硫硫酸硫酸思考交流思考交流3 3:根据二维图分析硫酸型酸雨是怎么:根据二维图分析硫酸型酸雨是怎么形成的?可能的路径有几条?形成的?可能的路径有几条?这两条路径是否都可以实现呢?这两条路径是否都可以实现呢? 通过下面的学习解决这个问题。通过下面的学习解决这个问题。硫在自然界的存在(化合态)硫在自然界的存在(化合态)主要以硫化物和硫酸盐形式存在主要以硫化物和硫酸盐形式存在石膏石
7、膏CaSO4.2H2O黄铜矿黄铜矿黄铁矿黄铁矿FeS2探究一:硫单质探究一:硫单质胆矾、蓝矾:CuSO4.5H2O 钡餐,重晶石: BaSO4绿矾: FeSO4.7H2O 芒硝: Na2SO4.10H2O 明矾: KAl(SO4)2.12H2O 生石膏:CaSO4.2H2O 熟石膏:2CaSO4.H2O黄铁矿:FeS2认识常见含硫盐:认识常见含硫盐:思考:做完实验后,如何洗涤附着在试管内壁的硫?思考:做完实验后,如何洗涤附着在试管内壁的硫?用二硫化碳洗涤用二硫化碳洗涤自主学习一:硫的物理性质自主学习一:硫的物理性质 硫单质俗称:硫单质俗称: ,颜色状态:,颜色状态: ,溶解性,溶解性: 溶于水
8、,溶于水, 溶于酒精,溶于酒精, 溶于溶于CS2。硫黄硫黄黄色晶体黄色晶体不不微微易易常见的淡黄色或黄色固体总结:硫、过氧化钠、溴化银(淡黄色常见的淡黄色或黄色固体总结:硫、过氧化钠、溴化银(淡黄色)碘化银(黄色)。)碘化银(黄色)。归纳整理:请总结常见的淡黄色或黄色物质。归纳整理:请总结常见的淡黄色或黄色物质。合作探究合作探究1:从化合价的角度分析硫单质的化学性质:从化合价的角度分析硫单质的化学性质单质硫中硫元素为0价,处于中间价态,化合价既能升高又能降低。既有氧化性又有还原性。HgSHgS(用于除去有毒的汞)硫的氧化性较弱,与硫的氧化性较弱,与CuCu、FeFe等变价金属反应时生成低价的硫
9、化物等变价金属反应时生成低价的硫化物。与氯气与氯气跟铁、跟铁、铜的反铜的反应对比应对比 物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大, 易液化,易溶于水易液化,易溶于水 (1:40)归纳整理归纳整理易液化的气体总结:易液化的气体总结:Cl2 、SO2探究二:二氧化硫探究二:二氧化硫自主学习二:二氧化硫的物理性质自主学习二:二氧化硫的物理性质 合作探究二:从化合价的角度和类别角度分析二氧化硫可能化合作探究二:从化合价的角度和类别角度分析二氧化硫可能化学性质,并设计实验验证猜想学性质,并设计实验验证猜想1、属于酸性氧化物,具有酸性氧化物
10、的通性、属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性2、化合价处于中间价、化合价处于中间价 ,既有氧化性又有还原性,既有氧化性又有还原性所提供的药品:两试管二氧化硫,盛有蒸馏水的水槽,酸性高锰酸钾溶液,所提供的药品:两试管二氧化硫,盛有蒸馏水的水槽,酸性高锰酸钾溶液,双氧水,氢硫酸,氯化钡溶液,紫色石蕊试液、双氧水,氢硫酸,氯化钡溶液,紫色石蕊试液、Ph试纸、品红溶液试纸、品红溶液学生会用紫色石蕊试液或者学生会用紫色石蕊试液或者Ph试纸来验证酸性氧化物的性质试纸来验证酸性氧化物的性质会选择酸性高锰酸钾或者双氧水来验证二氧化硫的氧化性,但是用会选择酸性高锰酸钾或者双氧水来验证二氧化硫的氧化性,但是用双氧
11、水必须用氯化钡溶液来验证硫酸根的生成;双氧水必须用氯化钡溶液来验证硫酸根的生成;而验证二氧化硫的氧化性必须用还原剂,这里面只可以选择氢硫酸而验证二氧化硫的氧化性必须用还原剂,这里面只可以选择氢硫酸1、酸性氧化物:、酸性氧化物:可以使紫色石蕊试液变红色可以使紫色石蕊试液变红色归纳整理:二氧化硫的化学性质归纳整理:二氧化硫的化学性质类比二氧化类比二氧化碳的反应碳的反应(4)与盐反应)与盐反应SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3(燃煤除硫)(燃煤除硫)SO2+CaO=CaSO3(3)与碱性氧化物反应)与碱性氧化物反应 (NaOH足量)(NaOH少量)SO2+NaOH=NaHSO3SO2+2N
12、aOH=Na2SO3+H2O(1)与)与H2O反应反应SO2+H2O H2SO3(可逆反应(可逆反应)(2)与碱反应)与碱反应(SO2也可以使澄清石灰水变浑浊)2、氧化性:、氧化性:3、还原性:、还原性:可与酸性高锰酸钾、氯水、双氧水等氧化剂反应可与酸性高锰酸钾、氯水、双氧水等氧化剂反应,也可以被氧气氧化也可以被氧气氧化4、特性:漂白性、特性:漂白性使品红褪色,加热恢复原色(对比使品红褪色,加热恢复原色(对比HClO的漂白性)的漂白性)2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2+5SO42-+4H+(使酸性使酸性KMnO4褪色褪色)SO2 +Cl2+2H2O=2HCl+H2SO42SO2+O2
13、 2SO3催化剂催化剂2H2S+SO2=3S +H2O溶液中生成淡黄色沉淀溶液中生成淡黄色沉淀归纳:不同漂白剂的漂白原理归纳:不同漂白剂的漂白原理SO2,HClO, Na2O2, H2O2, O3, 活性炭活性炭暂时化合暂时化合氧化色素氧化色素物理吸附物理吸附工业上常用来漂白纸浆、工业上常用来漂白纸浆、毛、丝、草帽等。毛、丝、草帽等。不能漂白酸碱指示剂不能漂白酸碱指示剂。永久性漂白,可以使指永久性漂白,可以使指示剂褪色示剂褪色SO2属性属性价态价态特性特性 酸性氧化物酸性氧化物 氧化性、还原性氧化性、还原性漂白性漂白性概括归理概括归理从三方面分析从三方面分析SO2的化学性质的化学性质学以致用:
14、学以致用:合作探究合作探究1:思考:思考CO2、SO2 性质的异同点,性质的异同点,用尽量多的方法鉴别用尽量多的方法鉴别 CO2和和SO2。归纳整理:归纳整理:CO2、SO2 性质的异同点性质的异同点同:(同:(1 1)两者均为酸性氧化物)两者均为酸性氧化物 (2 2)两者都有氧化性)两者都有氧化性异:(异:(1 1)SOSO2 2具有具有还原性还原性, COCO2 2没有没有 (2 2)SOSO2 2具有具有漂白性漂白性, COCO2 2没有没有鉴别方法:鉴别方法:1、物理方法:、物理方法:闻气味,有刺激性气味的是闻气味,有刺激性气味的是SO2,另,另一种一种为为CO2。2、化学方法:、化学
15、方法:(1)、通入)、通入H2S溶液溶液 后,能使溶液变浑浊的原气体是后,能使溶液变浑浊的原气体是SO2,无现象的是无现象的是CO2。(2)、)、 通入溴水或氯水或通入溴水或氯水或 KMnO4(H+)溶液后,能使它们溶液后,能使它们褪色的原气体是褪色的原气体是SO2,无现象的是无现象的是CO2。(3)、通入品红溶液)、通入品红溶液 ,能使品红溶液褪色,加热褪色后能使品红溶液褪色,加热褪色后的溶液,颜色又复原的气体是的溶液,颜色又复原的气体是SO2,无现象的是无现象的是CO2。 合作探究合作探究2 2 :如何除去:如何除去COCO2 2中混有的中混有的SOSO2 2?将气体通过盛有将气体通过盛有
16、KMnO4(H+)溶液或饱和溶液或饱和NaHCO3溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶自主学习三、自主学习三、SOSO3 3的性质(酸性氧化物通性)的性质(酸性氧化物通性)SO3+H2O = H2SO4(工业制硫酸)(工业制硫酸)SO3+CaO = CaSO4SO3+Ca(OH)2 = CaSO4+H2O 自主学习四自主学习四、阅读课本、阅读课本9191页资料卡片了解页资料卡片了解H H2 2S S的物理的物理性质,思考性质,思考H2S的化学性质的化学性质1、无色、有臭鸡蛋气味的气体,有毒性、无色、有臭鸡蛋气味的气体,有毒性2、易溶于水,溶于水形成弱酸、易溶于水,溶于水形成弱酸氢硫酸氢硫酸3、-2价硫具有
17、强还原性价硫具有强还原性请写出请写出SO3与水、碱性氧化物、碱的反应。与水、碱性氧化物、碱的反应。回顾思考交流回顾思考交流3 3:根据对根据对SOSO2 2性质的学习,你认性质的学习,你认为两条路径是否都可以实现?如果是,哪条是为两条路径是否都可以实现?如果是,哪条是主要的?主要的?路径一:二氧化硫路径一:二氧化硫亚硫酸亚硫酸硫酸硫酸路径二:二氧化硫路径二:二氧化硫三氧化硫三氧化硫硫酸硫酸归理:第一条更容易实现,因为二氧化硫易溶于水,归理:第一条更容易实现,因为二氧化硫易溶于水,SO2溶于水生成的亚硫酸溶于水生成的亚硫酸很容易被空气中的氧气氧化;第二条路径中第一步的转化需要催化剂,虽然在空气很
18、容易被空气中的氧气氧化;第二条路径中第一步的转化需要催化剂,虽然在空气中粉尘等的催化作用下也有少量转化,但不是主要路径。中粉尘等的催化作用下也有少量转化,但不是主要路径。酸雨的防治方法:酸雨的防治方法:1、减少煤、石油等化石燃料的使用、减少煤、石油等化石燃料的使用 2、燃煤除硫、燃煤除硫 (1)SO2 + CaO = CaSO3 高温高温(2)2CaSO3 + O2 = 2CaSO41下列说法不正确的是:下列说法不正确的是:硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体硫是一种淡黄色的能溶于水的晶体硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里硫在空气中燃烧的产物是二
19、氧化硫硫在空气中燃烧的产物是二氧化硫硫在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫硫在纯氧中燃烧的产物是三氧化硫ABCD SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2 SO4下列说法正确的是下列说法正确的是ASO2能使能使KMnO4水溶液迅速褪色水溶液迅速褪色 B可以用澄清石灰水鉴别可以用澄清石灰水鉴别SO2和和CO2C硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3 D少量少量SO2通过浓的通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀溶液能生成白色沉淀二、氮及其氧化物二、氮及其氧化物合作交流:你们了解的氮的氧化物所导致的环境问题有哪些?合作交流:你们了解的氮的氧化物所导致的环境问题有哪
20、些?酸雨、光化学烟雾酸雨、光化学烟雾一、自主学习:氮气的性质一、自主学习:氮气的性质1、氮气的性质很稳定:、氮气的性质很稳定:2、用途:做保护气、用途:做保护气,填充灯泡,焊接金属等填充灯泡,焊接金属等 N2 + O2 = 2NO高温或放电思考交流思考交流:汽车尾气中的氮的氧化物是如何产生的?:汽车尾气中的氮的氧化物是如何产生的?二:一氧化氮和二氧化氮的性质二:一氧化氮和二氧化氮的性质2N2 + O2 = 2NO2NO + O2 = 2 NO2 (工业制硝酸的第二步)(工业制硝酸的第二步)高温或放电高温或放电NO:无色、不溶于水的有毒气体(可以与血红蛋白结合)。无色、不溶于水的有毒气体(可以与
21、血红蛋白结合)。NO2:红棕色红棕色,有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大,易,有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大,易溶于水,易液化。溶于水,易液化。3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (工业制硝酸的第三步)(工业制硝酸的第三步)思考交流:思考交流:有两种红棕色气体,一种为溴蒸气、一种为二氧化氮,有两种红棕色气体,一种为溴蒸气、一种为二氧化氮,如何用简单的方法鉴别二者?如何用简单的方法鉴别二者?1、通入水中,无色的为、通入水中,无色的为NO2,橙色的为溴蒸气,橙色的为溴蒸气2、通入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀的为溴蒸气,无现象的为、通入硝酸银溶液,产生淡黄色沉淀的为溴蒸气,无现象的
22、为NO2合作探究:合作探究:现给你一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选。请设现给你一试管二氧化氮,其他药品和仪器自选。请设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。1.请设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。请设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。2. 你的设计对工业上生产硝酸有什么启示?(从原料的充分你的设计对工业上生产硝酸有什么启示?(从原料的充分利用、减少污染物的排放等方面考虑。)利用、减少污染物的排放等方面考虑。)实验步骤实验步骤现象现象解释解释1将一支充满将一支充满NONO2 2的试管倒放在盛的试管倒放在盛有水的水槽中有水的水槽中红
23、棕色气体逐渐消红棕色气体逐渐消失,水位上升,最失,水位上升,最后水充满整个试管后水充满整个试管的的2/32/3,无色气体,无色气体充满试管的充满试管的1/31/33NO3NO2 2 + H+ H2 2O =2HNOO =2HNO3 3 + + NO NO NONO2 2红棕色气体,易溶红棕色气体,易溶于水,于水,NONO无色、不溶无色、不溶于水于水2制取少量氧气制取少量氧气3将氧气慢慢地通将氧气慢慢地通入(入(1 1)试管中)试管中无色气体变为红棕无色气体变为红棕色气体又变为无色色气体又变为无色气体,但气体体积气体,但气体体积逐渐缩小,液面不逐渐缩小,液面不断上升断上升2NO+ O2NO+ O2 2 = 2NO = 2NO2 23NO3NO2 2 + H+ H2 2O =2HNOO =2HNO3 3 + + NONO 启示:启示:工业制硝酸可以采用通氧气或者让工业制硝酸可以采用通氧气或者让NO循环使用的方法提高原料的利
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