非金属及其化合物教学建议及教材分析教学案例

高一化学第四章《非金属及其化合物》教材分析和教学建议本章在高一化学教材中有着“承上启下”的作用。它安排在“金属及其化合物”之后，是常见无机化合物性质等知识的继续，在进一步了解元素化合物的研究方法的同时，又为元素族概念的形成，元素性质的递变规律、元素周期表的形成积累感性材料，是学生学习元素周期律、元素周期表知识的重要基础。

一、理解课标、了解考纲，准确把握教学内容和要求

1．课标要求

内容标准

活动与探究建议

通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响

①实验：氯气的漂白性

②查阅资料：日常生活中的含氯化合物；硅及其化合物在信息技术、材料科学等领域的应用。

③查阅资料并讨论：减少向大气中排放氮氧化物、二氧化硫的措施。④讨论：自然界碳、氮循环对维持生态平衡的作用。

二、教材分析

1．明确目标

掌握重点第一节：要求了解硅在自然界中的存在形式，了解硅晶体的性质及用途；知道二氧化硅的性质和用途；了解硅酸盐的用途。

教材内容的增删与改进：①增加了碳元素的原子结构示意图

②硅酸盐的丰富性改为“科学视野”

③增加了普通玻璃、水泥生产介绍

④课后习题增加了“碳、硅结构、性质”比较。突出了结构与性质的关系。重点：二氧化硅的性质

第二节：要求了解氯及其化合物的性质和用途，理解漂白粉等含氯化合物的漂白原理和生产原理，学会Cl-

的检验方法。简介卤素。教材内容的增删与改进：①删掉“学与问”：自来水为什么有气味

②增加了Cl2与Ca(OH)2­的反应方程式

③增加了p.80“学与问”重点：氯气的性质

第三节：要求了解二氧化硫的性质，能用方程式说明二氧化硫生产硫酸的基本原理；了解氮的氧化物的性质，探究NO、NO2制硝酸的可能方法。了解二氧化硫、氮的氧化物对大气的污染。教材内容的增删与改进：①增加了硫元素存在形式及硫单质物理性质的介绍

②增加了三氧化硫物理化学性质的内容

③把二氧化硫的漂白作用由“资料卡片”改为正文

④增加了“资料卡片”〈预防硫化氢中毒〉

⑤删掉“科学视野”〈信使分子NO〉

⑥习题增加了硫元素不同价态之间的转化、硫酸生产的计算及氮元素价态的变化与氧化还原的关系的内容。重点：二氧化硫的性质，氮的氧化物的性质，二氧化硫、氮的氧化物对大气的污染。

第四节：要求了解浓硫酸的吸水性、脱水性和酸性；用氧化还原的知识分析并理解浓硫酸、硝酸的强氧化性。知道氨气的性质、制法及检验。知道铵盐的性质。

教材内容的增删与改进：①先介绍酸改为先介绍氨

②增加N2+3H22NH3

反应式

③增加“思考与交流”〈氨经一系列反应可得到硝酸…〉

④习题增加了“硫酸性质，离子反应、离子共存，溶液中离子浓度的计算”等内容。使知识更加系统。重点：硫酸、硝酸的强氧化性，氨气的性质

2．三套教材比较

人教版苏教版鲁科版主要知识点

1．硅在自然界的存在,单质的性质和用途2．二氧化硅的性质和用途3．硅酸的性质和制法4．硅酸盐的性质和用途5．氯气的性质6．HClO的性质1．硅的性质、信息材料2．二氧化硅的性质和用途3．硅酸盐的用途4.氯碱工业5.氯气的性质6.海水中提取溴碘7.卤素单质氧化性比较8.二氧化硫的性质9.酸雨的形成及危害10．二氧化硫的回收11．硫酸的制备12．浓硫酸的特性1．碳的同素异形体的结构2．碳酸盐的性质3．碳及其化合物的转化4．单质硅的性质与用途5．二氧化硅的性质和用途6．硅酸盐与材料7．海水中的化学元素8．氯碱工业9．溴、碘单质的性质10．硫单质的存在、性质与用途人教版

苏教版

鲁科版

主要知识点

7．漂白粉的生产原理及用途8．Cl－的检验9．卤素简介10．硫的存在，单质硫的性质11．二氧化硫、三氧化硫的性质12．二氧化氮、一氧化氮的生成与性质13．SO2、NO2对大气的污染14．氨气的工业、实验室制法和氨气的性质13．几种重要的硫酸盐14．硫和含硫化合物的相互转化15．氮氧化物对环境污染与防治16．二氧化氮、一氧化氮的生成与性质17．氨气的制取和氨气的性质11．二氧化硫的性质12．硫酸的工业制备13．酸雨的危害与防治14．硫酸盐的性质与用途15．二氧化氮、一氧化氮的生成与性质16．氨气的合成和氨气的性质、用途人教版苏教版鲁科版主要知识点15．浓硫酸、硝酸的强氧化性16．氮的多种价态的化合物

18．铵盐的性质19．工业制硝酸20．硝酸的性质17．铵盐的性质

18．硝酸的性质19．氮氧化物的危害

探究活动二氧化氮与水的反应

1．氯气的性质2．氯水中主要有哪些物质？3．卤素单质与化合物之间的反应4．铵盐的性质

1．碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质2．模拟溶洞的“形成”3．不同价态硫元素间的转化4．氯、溴、碘单质氧化性强弱比较

人教版

苏教版

鲁科版

实践活动

1．分析空气污染的成因2．雨水pH的测定

1．查阅资料：酸雨的危害与防治2．查阅资料：了解氮氧化物对环境的影响3．查阅资料：了解水泥、玻璃、陶瓷工业的发展4．查阅资料：了解海水晒盐的过程和NaCl的用途5．查阅资料：了解氯气的用途6．查阅资料：氯碱厂厂址如何选择？

1．查阅资料：了解减产二氧化硫排放的措施2．查阅资料：食盐的用途

3．知识结构

单质化合物非金属及其化合物氧化物SO2、NO2SiO2氢化物NH3含氧酸H2SO4、HNO3、HClOH2SiO3含氧酸盐NaClO、Ca(ClO)2硅酸盐Cl2SN2Si三、教学建议

（一）深入研究教材中知识呈现主线，合理重组教学内容例一：第一节

《硅及其化合物》的教学

1．可根据碳、硅原子结构相似，通过回忆碳的化学性质，让学生推测硅可能有哪些化学性质？

2．通过视频展示金刚石和晶体硅的结构，由学生已知的金刚石推出晶体硅的性质；

3．回忆二氧化碳的化学性质,推测SiO2可能的化学性质?

晶体硅的结构模型

4．由比较CO2与沙子的主要成分SiO2的物理性质，思考讨论造成差异的原因？

5．由碳酸的性质、制法推导出硅酸的性质、制法。建立由单质——氧化物——对应水化物（酸）的知识体系。

6．通过“材料”学习硅、二氧化硅、硅酸盐的用途。

经过整合让学生有规律可循，方便学习。在这里不要求学生掌握晶体结构，只是让学生积累感性认识，为以后学习晶体结构打基础。

通过多媒体展示干冰和SiO2晶体的结构，了解晶体结构的不同，而引起性质不同。从而建立结构决定性质的概念。水晶制品现代通信用光缆

（二）设置“问题”进行探究式教学例二：第二节《富集在海水中的元素——氯》的教学时可设置以下问题：

1.由氯原子最外层7个电子易得电子，推测氯气的化学性质？可与哪些物质反应？

现

象

结

论

金属（Fe、Cu）

非金属（H2）

有色布条

干燥布条

湿润布条

水

NaOH溶液（酚酞）

结

论

通过实验验证：2．氯气与水是否发生了反应？氯水中可能含有哪些物质？

通过实验验证：氯水中可能存在的粒子

实验方案

现

象

结论

pH试纸

AgNO3溶液

有色布条

石蕊试液

淀粉KI试纸

3．Br、I与Cl原子结构相似，最外层都是7个电子，所以单质与Cl2性质相似，具有强氧化性。如何判断Cl2、Br2、I2的氧化性强弱？通过实验验证：

现象

结论

溴化钠溶液中加氯水，加CCl4

碘化钾溶液中加氯水，加CCl4

碘化钾溶液中加溴水，加CCl4

氯化钠溶液中加溴水，加CCl4

结论

（三）渗透环保教育本章所涉及到的与环保有关的知识点：

1．“Cl2的毒性”

展示图片——Cl2泄漏事件及历史资料，说明Cl2的毒性对环境造成危害，甚至成为杀人武器。

2．SO2的危害①SO2——人体健康的“杀手”②展示图片——酸雨的形成，说明酸雨的成因、危害，并讨论防治污染、保护环境的措施。③大气污染——空气质量日报：空气污染指数项目（SO2、NO2和可吸入颗粒物）④漂白性被不法商人利用

3．氮氧化物①光化学烟雾：震惊世界的伦敦烟雾②酸雨被酸雨腐蚀的雕像2005年京沪高速淮安段，一辆槽罐车与一辆迎面驶来大货车相撞后翻倒在地，槽罐车上约32吨液态氯气快速泄漏。事故发生后，组织周围居民逆风撤离，并尽量将居民安置在附近的某些制高点,迅速向车头喷水和喷洒已稀释的氢氧化钠溶液。氯气吸入后，作用于气管、支气管、细支气管和肺泡，导致相应的病变。高浓度氯会刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。

事件链接趁着顺风，德军开启了压缩氯气钢瓶，在长约六公里的战线上，黄绿色的云团飘向法军阵地。毫无准备的英法士兵随着黄绿色的气体涌来，先是咳嗽，继而喘息，拼命挣扎，口吐黄液慢慢躺倒。使1.5万人中毒，5000人死亡.这就是战争史上的第一次化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。历史事件例三：第三节

硫和氮的氧化物的教学设计：

1．在了解了SO2的危害后，引入问题：怎么得到SO2？SO2属于哪类氧化物？有哪些性质？

①酸性氧化物CO2

SO2

与水反应

与NaOH反应

与CaO反应

与Na2CO3反应

②学生实验SO2分别通入

现

象

紫色石蕊试液

紫色花瓣品红溶液

结

论

③提出问题：Cl2与SO2的漂白原理是否相同？

氯气与二氧化硫漂白性的比较：氯

气

二氧化硫

原

理

实

质

效

果

范

围

④提出问题：酸雨是怎样形成的？

⑤展示NO2样品，思考NO2是如何形成酸雨的？如何解释“雷雨发庄稼”？

实验：Ⅰ．

将一试管NO2倒扣于水中

Ⅱ．

将剩余气体与空气接触

N2NONO2HNO3

SO2+H2O==H2SO3

；H2SO3+O2==H2SO4

分析价态变化说明SO2有什么性质？

⑥提出问题：能否用水完全吸收NO2？

3NO2+H2O==2HNO3+NO；

2NO+O2==2NO2

（要同时通­O2）

得出：4NO2+O2+2H2O==4HNO3

⑦提出问题：还可用什么溶液来吸收NO2？实验：将一试管NO2倒扣于NaOH溶液中

（四）在实验装置设计的教学中培养学生能力例四

第四章

《氨、硫酸和硝酸》的教学中可作如下设计：

1．提出问题：氨气是否易溶于水？如何设计一个装置进行实验证明？根据学生所设计的装置，讨论是否可行？如何改进？并预计可能产生的现象及原理。引出喷泉实验。（根据学生能力可进一步设计喷泉装置）

2．设计对比实验：

Cu与

现象

结论

稀H2SO4

浓H2SO4

提出问题：浓H2SO4反应生成的气体是什么物质？如何验证？画出实验装置图（若考虑环保应如何改进）

3．设计对比实验：

Cu与

现象

结论

稀HNO3

浓HNO3提出问题：铜与稀硝酸反应，试管上部出现红棕色气体,能否说明产物是NO2?为什么?若要证明产物是NO而不是NO2（即要观察到无色气体）应如何设计实验装置？画出装置图。以上设计有一定难度，对学生能力要求较高，不一定要求学生全部掌握，可在老师的引导下逐步写成，并在以后的学习中逐渐提高能力。

例五．元素不同价态的转变关系的应用

如：H2S

SSO2SO3H2SO4

N2

NH3NONO2

HNO3

通过一系列转化关系的分析，复习巩固氧化还原反应的知识，同时使学生了解到工业上硫酸、硝酸的制备过程,并为后一步解无机推断题积累知识.四、典型例题

1.石英砂(主要成分为SiO2)是一种常用工业原料,其中常混有少量碳酸钙,要除去石英砂中的少量碳酸钙,应采用的方法是()A.用水溶解后过滤分离B.用稀硫酸溶解后过渡分离C.用酒精灯加热D.用稀盐酸溶解后过滤分离D

2．已知A是一种半导体单质，B为制造光导纤维的材料，D为白色胶状沉淀。根据下图中所表示的下图关系，按要求填空：C，高温煅烧NaOH溶液BCDA答案：①SiO2、H2SIO3②SIO2+2NaOH==Na2SiO3+H2ONa2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3

①写出物质的化学式：B

，D

。②写出下列化学方程式：

BC

.

CD

.

3．某课外活动小组利用如图所示装置制取氯气（已知氯气难溶于饱和食盐水）。提供的试剂有浓盐酸、饱和食盐水、氢氧化钠溶液、高锰酸钾固体。反应的化学方程式为：2KmnO4­+16HCl（浓）===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O①装置H中盛放的试剂是

。②尾气处理时关闭弹簧夹a和弹簧夹

，打开弹簧夹

。③处理尾气时，发生反应的化学方程式

。④用含0.032molHCl的浓盐酸跟足量高锰酸钾反应,产生氯气的物质的量应

(填”大于”、

“等于”

或“小于”)0.01mol。答案:①饱和食盐水②b、c③2NaOH+Cl2==NaCl+NaClO+H2O④小于④

4．用胶头滴管将新制的饱和氯水逐滴滴入含有酚酞的氢氧化钠稀溶液中，边滴边振荡，直至红色刚好褪去。褪色的原因可能有两种，请用简要的文字说明：⑴①

②

。⑵请设计简单的实验证明红色褪去的原因是①还是②？简述所用试剂、操作、现象及结论

。答案:⑴①氯水中氢离子与碱中和

②

氯水中次氯酸氧化所致

⑵向褪色后的溶液中再加入过量的NaOH溶液,若恢复红色则①正确,若仍为无色,则

②正确

5．银耳本身为淡黄色，不法商贩生产出一种“雪耳”，颜色洁白如雪。其制作过程如下：将银耳堆放在密封状况良好的塑料棚内，

棚的一端置一口锅，锅内放硫磺，加热使硫磺熔化并燃烧，两天左右，“雪耳”就制成了。这种“雪耳”对人体是有害的。将银耳制作成“雪耳”利用了()A．硫的还原性

B．硫的氧化性

C．二氧化硫的还原性

D．二氧化硫的漂白性

D

6．右图是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓缓通入少量气体X，若关闭活塞K，则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内的溶液Y可能的组合是（

）ABCDX氯气

二氧化硫

二氧化碳

氯化氢

Y

饱和食盐水

饱和NaHCO3溶液

Na2SO3溶液

饱和NaHSO3溶液

AD

7．下图虚线框图中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生所有气体产物。回答下列问题：

⑴如果装置中①、②、③三部分的连接顺序改为②、①、③，则可以检出的物质是

，不能检出的物质是

。⑵如果将仪器的连接顺序变为①、③、②，则可以检出的物质是

，不能检出的物质是

。⑶如果将仪器的连接顺序变为②、③、①，则可以检出的物质是

，不能检出的物质是

。答案：⑴SO2、CO2H2O⑵H2OSO2、CO2

⑶SO2、CO2H2O

8．已知在水溶液中，硝酸能将SO2氧化成SO42—。碳与浓硫酸共热产生的气体X和铜与浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图装置）。下列说法中正确的是

（

CD

）

A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B．从Z导管口出来的气体中无二氧化碳C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D．在Z导管口有红棕色气体出现

9．在右图装置中，烧瓶中充满干燥气体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。则a和b分别是（

）A（干燥气体）

B（液体）

ANO2

水

BCO2

4mol/LNaOH溶液

CCl2

饱和NaCl溶液

DNH3

1mol/LHCl溶液

BD

10．已知A、B、C、D、为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转化关系如下图所示：DCABGHDEF

⑴D的化学式是

，E的化学式

.

⑵A和B反应生成C的化学方程式是

.⑶E和F反应生成D、H和G的化学方程式是

.答案：⑴NH3NH4Cl⑵H2+Cl2==2HCl⑶2NH4Cl+Ca（OH）2==2NH3↑+2H2O+CaCl2

11．G是一种常见的黑色固体单质，常温下C是一种常见的一种无色液体化合物。I遇空气即变成红棕色的E，E、F是常见的大气污染气体。A的浓溶液B的浓溶液CDEFHI⑴写出化学式：G

，C

，D

。⑵写出下列方程式：A+G==C+D+E

.