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1.知識(shí)與技能
了解CO2的物理性質(zhì)。
2.過(guò)程與方法
(1)學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分析和歸納。
(2)會(huì)運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
強(qiáng)化在學(xué)習(xí)當(dāng)中解決問(wèn)題的意識(shí)。
教學(xué)重難點(diǎn):
1.重點(diǎn)
CO2的物理性質(zhì)。
2.難點(diǎn)
CO2與水的反應(yīng)。
教學(xué)過(guò)程:
一、復(fù)習(xí)回顧,導(dǎo)入新課
【引言】上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中制取二氧化碳的方法,所以,首先請(qǐng)大家思考一個(gè)問(wèn)題,在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中我們用什么來(lái)制取二氧化碳?
【學(xué)生回答】用石灰石或者是大理石和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳。
【追問(wèn)】石灰石和大理石的主要成分是什么?
【學(xué)生回答】碳酸鈣。
【過(guò)渡并提問(wèn)】實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中主要是碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳,這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是不是這個(gè)?(看ppt)
【學(xué)生回答】不是。
【追問(wèn)】為什么?
【回答】缺少一個(gè)向上的箭頭。
【追問(wèn)】為什么加箭頭?
【回答】因?yàn)槎趸际且环N氣體。
【過(guò)渡】二氧化碳這種氣體又有什么性質(zhì)呢?這節(jié)課我們就來(lái)共同的學(xué)習(xí)和探討一下二氧化碳的性質(zhì)。
二、合作交流,解讀探究
二氧化碳的物理性質(zhì)
【過(guò)渡】現(xiàn)在在我面前的這個(gè)集氣瓶里面裝的就是二氧化碳,大家仔細(xì)的觀察這瓶二氧化碳,結(jié)合以前我們所學(xué)的知識(shí),然后告訴我,在通常狀況下,二氧化碳的顏色、氣味和狀態(tài)分別是什么。
【學(xué)生回答】二氧化碳是一種無(wú)色無(wú)味的氣體。
【過(guò)渡】接下來(lái),我給大家做一個(gè)實(shí)驗(yàn),大家仔細(xì)地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,然后想一想通過(guò)這個(gè)現(xiàn)象,你還能得出關(guān)于二氧化碳的哪些物理性質(zhì)。
【演示實(shí)驗(yàn)】把二氧化碳倒入裝有燃燒蠟燭的燒杯當(dāng)中。
【提問(wèn)】你看到了什么現(xiàn)象?
【學(xué)生回答】燒杯中的蠟燭熄滅了。
【追問(wèn)】是一起熄滅的嗎?
【回答】不是,下面的蠟燭先熄滅的。
【追問(wèn)】為什么下面的蠟燭先熄滅。
【回答】因?yàn)槎趸嫉拿芏缺瓤諝獾拿芏却蟆?/p>
【猜想】如果將水倒入集滿二氧化碳且質(zhì)地較軟的塑料瓶中,立即旋緊瓶蓋、震蕩,你會(huì)看到什么現(xiàn)象?
【過(guò)渡】現(xiàn)在我就給大家做這個(gè)實(shí)驗(yàn),大家仔細(xì)地看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
【演示實(shí)驗(yàn)】向一個(gè)裝滿二氧化碳的軟質(zhì)塑料瓶當(dāng)中倒入約三分之一體積的水,立即旋緊瓶蓋,震蕩,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
【提問(wèn)】你看到了什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?
【回答】瓶子變癟了。
【追問(wèn)】為什么瓶子會(huì)變癟?
【回答】因?yàn)槎趸寄苋苡谒?,瓶子?nèi)壓強(qiáng)減少,所以變癟了。
【總結(jié)】所以二氧化碳還有一個(gè)物理性質(zhì)就是能溶于水。
三、課后反思
1.要注意知識(shí)的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>
縱向,即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強(qiáng)弱的比較,H2C03和H2Si03,的酸性強(qiáng)弱的比較等。
橫向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對(duì)比。如Si、P、S、Cl的非金屬?gòu)?qiáng)弱的比較,氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性強(qiáng)弱的比較等。
2.要注意知識(shí)的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過(guò)程等。在歸納時(shí)要注意各物質(zhì)的特殊性,如CO的毒性和還原性,SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。
3.要重視所學(xué)知識(shí)與社會(huì)、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導(dǎo)體材料與計(jì)算機(jī)技術(shù)的聯(lián)系,光導(dǎo)纖維與通訊的聯(lián)系等
考點(diǎn)說(shuō)明
碳、硅等元素知識(shí)也是非金屬元素的命題熱點(diǎn)之一,該類(lèi)試題常以元素及其化合物知識(shí)為載體與化學(xué)基本概念、基本理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)及化學(xué)計(jì)算密切結(jié)合。考查的內(nèi)容主要有:
1.C、CO的還原性;
2.CO、C02的檢驗(yàn)與鑒別;
3.C02、CO等氣體的制取和收集;
4.C02與Na0H、S02與C等反應(yīng)產(chǎn)物的確定及計(jì)算;
5.幾種新型無(wú)機(jī)非金屬材料的性能和重要用途;
6.環(huán)境保護(hù),消除碳氧化物污染的綜合應(yīng)用。
CO2作為化學(xué)與生物學(xué)相互聯(lián)系的重要物質(zhì)(CO2是植物光合作用的反應(yīng)物,是動(dòng)物新陳代謝的產(chǎn)物),在今后的綜合測(cè)試中應(yīng)引起重視。
7.金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
第一講碳、硅及其化合物
第一節(jié)碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外層電子數(shù)均為4個(gè),易形成共價(jià)化合物。
1.碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
元素
性質(zhì)碳(C)硅(Si)鍺(Ge)錫(Sn)鉛(Pb)
主要化合價(jià)+2、+4+4(只有+4)+2、+4+2、+4+2、+4
單質(zhì)色、態(tài)無(wú)色或黑色固體灰黑色固體灰白色固體銀白色固體藍(lán)白色固體
氫化物RH4的穩(wěn)定性
主要氧化物CO、CO2SiO2GeO、GeO2SnO、SnO2Pb、PbO2
最高價(jià)氧化物的水化物化學(xué)式H2CO3H2SiO3H4SiO4Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4
酸堿性酸性遞減堿性遞增(多數(shù)有兩性)
金屬性、非金屬性非金屬性遞減、金屬性遞增
2.碳的化學(xué)性質(zhì)
碳在常溫下性質(zhì)比較穩(wěn)定,很難被氧化,但在點(diǎn)燃或加熱的條件下也能跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
①還原性:_________________________________________
②可燃性:__________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比較
(1)一氧化碳
物理性質(zhì)
五色無(wú)味氣體,劇毒(結(jié)合血紅蛋白),難溶于水
化學(xué)性質(zhì)
①可燃性
②還原性(與Fe304、CuO、H20的反應(yīng))
③不成鹽氧化物
實(shí)驗(yàn)室制法
收集方法:排水法
檢驗(yàn)方法:點(diǎn)燃后在火焰上方罩上干燥的燒杯,無(wú)水霧出現(xiàn),罩沾有澄清的石灰水的燒杯,出現(xiàn)渾濁
工業(yè)制法主要用途:燃料、還原劑、化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性質(zhì):無(wú)色略帶酸味氣體,無(wú)毒,能溶于水(1:1)固體時(shí)俗稱(chēng)干冰
化學(xué)性質(zhì)
①不能燃燒,一般情況下不助燃;
②氧化性(與C、Mg的反應(yīng))
③酸性氧化物(與堿及堿性氧化物的反應(yīng))
④與鹽[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]
收集方法:向上排空氣法
體驗(yàn):使澄清的石灰水變渾濁煅燒石灰石:CaC03=CaO+C02
用途:滅火劑、致冷劑、人工降雨、制純堿、尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶體結(jié)構(gòu):與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)似,是正四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。
②物理性質(zhì):硬度大、熔點(diǎn)高,具有金屬光澤,是一種半導(dǎo)體,只能以化合態(tài)存在于自然界。
③化學(xué)性質(zhì):不活潑。注意下列化學(xué)反應(yīng)的條件,前三者常溫反應(yīng),后四者需加熱。
第三個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式說(shuō)明NaOH等堿性溶液不使用玻璃塞的試劑瓶。
第四個(gè)化學(xué)方程式說(shuō)明氫氟酸能用玻璃試劑瓶,而應(yīng)用塑料瓶。
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制?。?/p>
(思考,上述反應(yīng)說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)這是為什么?)
②化學(xué)性質(zhì)
常溫可與F2、HF、NaOH反應(yīng),加熱條件下可與O2、H2HNO3Cl2等物質(zhì)反應(yīng)
(2)二氧化硅
結(jié)構(gòu)
化學(xué)性質(zhì):酸性氧化物(與堿性氧化物反應(yīng)、堿反應(yīng)),特殊反應(yīng)(HF),與碳反應(yīng)
(3)硅酸
制法
化學(xué)性質(zhì)
課堂之外
硅的制?。涸诎雽?dǎo)體及集成電路的發(fā)展史上,硅是極其重要的角色,因此研究計(jì)算機(jī)的地方稱(chēng)為硅谷,集成電路需要超純度的硅,它是怎樣產(chǎn)生的呢?
Si02+2CSi+2C0
主要副反應(yīng)為:Si02+3CSiC+2C0
因此生產(chǎn)的粗硅所含的雜質(zhì)有C、Si02、SiC等,它們都是高熔沸點(diǎn)物質(zhì)。為了提純硅采用下列方法:
SiCl4的沸點(diǎn)很低,可以采用蒸餾的方法反復(fù)提純,直所需的純度。
2.鉛的化合物與鉛污染
鉛的應(yīng)用很廣,如鉛蓄電池、汽油抗爆震的添加劑四乙基鉛[Pb(C2H5)]等,古代也有人用鉛制成器皿,但鉛是有毒的,古羅馬帝國(guó)時(shí)興用鉛皿煮酒以消除酸味:
Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2
(醋酸)鉛糖
但由于鉛糖是有毒的,不少的人因此而中毒?,F(xiàn)代鉛污染主要來(lái)源于汽車(chē)的尾氣,環(huán)保部門(mén)已在很多城市禁止使用含鉛汽油。
考題解析
例下列關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是()
A.硅是非金屬元素,但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體
D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料
C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)
D.當(dāng)加熱到一定溫度時(shí),硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)
[解析]常溫下,硅可與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng),加熱和高溫條件下,硅能與氧氣、氫氣起反應(yīng)。選C。
[答案]C
例下列關(guān)于碳族元素的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是()
A.它們從上到下的非金屬性向金屬性遞變的趨勢(shì)比鹵族元素明顯
B.碳族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱
C碳
族元素原子的最外層都有4個(gè)電子
D.主要化合價(jià)有+2價(jià)和+4價(jià),大多數(shù)+2價(jià)化合物穩(wěn)定
[解析]由碳族元素主要化合價(jià)及有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律,
關(guān)鍵詞:二氧化硫;教學(xué)設(shè)計(jì);氧化物
一、課題
普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《化學(xué)(必修)》人教版第四章第三節(jié)。
二、教材分析
二氧化硫是本章學(xué)習(xí)中重要的氧化物,是工業(yè)生產(chǎn)硫酸環(huán)節(jié)中的一種重要的反應(yīng)物質(zhì),也是學(xué)生初步認(rèn)識(shí)環(huán)境污染中大氣污染的一種主要物質(zhì)。課本通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段探究其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、培養(yǎng)探究精神具有重要意義。通過(guò)對(duì)其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的了解掌握,樹(shù)立較強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)。
三、設(shè)計(jì)理念
在教學(xué)設(shè)計(jì)中將所學(xué)知識(shí)分解為一個(gè)個(gè)獨(dú)立而又相連的模塊,將這些相對(duì)獨(dú)立的單元通過(guò)問(wèn)題的設(shè)計(jì)巧妙地串聯(lián)起來(lái),通過(guò)對(duì)問(wèn)題的提出、思考、探究來(lái)獲得認(rèn)識(shí)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法;充分利用豐富的教學(xué)語(yǔ)言、形體語(yǔ)言使學(xué)生沉浸在教師創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情景中,全身心地投入。比如實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和增加,思考時(shí)允許同學(xué)之間小聲討論等等。
四、教學(xué)目標(biāo)分析
1.在知識(shí)方面,根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和認(rèn)識(shí)能力,不任意拔高,也不隨意增加內(nèi)容。
2.在技能培養(yǎng)方面,培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力(可逆反應(yīng)的概念),注意培養(yǎng)學(xué)生設(shè)
計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、分析問(wèn)題的能力。
3.在情感態(tài)度方面,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究態(tài)度,認(rèn)真仔細(xì)、實(shí)事求是的作風(fēng),通過(guò)二氧化硫?qū)Νh(huán)境造成的危害,讓學(xué)生樹(shù)立環(huán)保意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。
五、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
二氧化硫的化學(xué)性質(zhì);研究某物質(zhì)的方法;二氧化硫的氧化性和還原性;可逆反應(yīng)的概念。
六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)及分析
引言:據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上的古建筑在20世紀(jì)所遭受的腐蝕比過(guò)去幾百年甚至幾千年所遭受的腐蝕還要嚴(yán)重,有的已經(jīng)面目全非。造成這場(chǎng)災(zāi)難的元兇是什么呢?它就是酸雨。酸雨的形成就與我們今天要學(xué)習(xí)的二氧化硫有關(guān)(創(chuàng)設(shè)情景,激意)。
(一)二氧化硫的物理性質(zhì)(了解)
提問(wèn):我們討論物質(zhì)的物理性質(zhì)一般從哪幾個(gè)方面考慮?(分給學(xué)生每人一試管二氧化硫)
學(xué)生:(思考后回答)從物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味、密度、溶解性等。學(xué)生觀察已經(jīng)收集在試管中的二氧化硫,兩個(gè)學(xué)生聞它的氣味?(注意操作方法)
引導(dǎo):(1)為什么只讓兩位同學(xué)聞氣味?(2)那么二氧化硫在常溫常壓下的溶解性如何?怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明?
教師:二氧化硫是一種比空氣重的有毒氣體。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)1:將裝滿二氧化硫氣體的試管倒立在水槽中(注意觀察試管內(nèi)水面的變化,做好后用橡皮塞塞住備用)
思考:(1)怎樣將裝滿二氧化硫氣體的試管倒立在水槽中而又不至于氣體逸散?(2)試管中水面上升包含著哪些物理、化學(xué)現(xiàn)象?
現(xiàn)象:水面上升并迅速充滿試管。
討論:師生共同得到如下結(jié)論:SO2易溶于水,1:40
由學(xué)生解釋本實(shí)驗(yàn)里包含的物理、化學(xué)現(xiàn)象,并且能延伸到某些氣體不易溶于水,但能跟溶液(酸、堿性)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致液面升高的現(xiàn)象。(創(chuàng)設(shè)情景,探索問(wèn)題,以誘達(dá)思)
投影: 二氧化硫的物理性質(zhì)
顏色
狀態(tài)
氣味
水溶性
毒性
密度
無(wú)色
氣態(tài)
刺激性
1:40
有毒
比空氣大
(二)二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)
問(wèn)題:SO2是酸性氧化物嗎?怎樣證明?
討論:SO2是非金屬氧化物,可能是酸性氧化物??雌渌芤耗芊袷棺仙镌囈鹤兗t。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)2:向SO2的水溶液中滴入紫色石蕊試液,并加熱。
師生共同得到如下結(jié)論:SO2是酸性氧化物,SO2+H2O=H2SO3
信息傳遞:H2SO3= SO2+H2O
提問(wèn):觀察上面兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物有何特點(diǎn)?
歸納:可逆反應(yīng)的概念(見(jiàn)課本72頁(yè))
教師:下面我們來(lái)研究氣體接觸有色物質(zhì)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
學(xué)生實(shí)驗(yàn)3:向SO2的水溶液中投入紅色花瓣,觀察花瓣顏色變化。
師生共同得到如下結(jié)論:SO2可以使某些有色物質(zhì)褪色。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)4:向品紅溶液(2ml)中逐滴加入飽和SO2水溶液,并且邊加邊振蕩。觀察品紅顏色的變化。
教師指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的觀察操作,并由實(shí)驗(yàn)得到二氧化硫具有漂白性的結(jié)論。將褪色的品紅溶液的試管口套上一個(gè)小氣
球,加熱試管至液體沸騰,觀察溶液顏色變化。(套上小氣球起了什么作用?)
教師:剛才褪色的品紅溶液加熱至沸后又恢復(fù)原來(lái)的顏色,說(shuō)明了什么問(wèn)題?引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容。
析疑(師生共同參與):SO2的漂白原理是通過(guò)與有色物質(zhì)化合生成無(wú)色不穩(wěn)定物質(zhì)的過(guò)程,它跟HClO,Na2O2,O3,H2O2的漂白原理不同。漂白后的物質(zhì)易分解恢復(fù)原來(lái)有色物質(zhì)的顏色,并且不是對(duì)所有有色物質(zhì)均有漂白作用(如紫色石蕊通入SO2變紅色,但紅色不會(huì)褪去)。
得到二氧化硫的用途:漂白劑、消毒殺菌,用在食品上時(shí)需要嚴(yán)格控制使用劑量,如一些過(guò)于白凈的面粉、饅頭(有的還有刺鼻氣味)是商家不規(guī)范使用的結(jié)果。往往會(huì)對(duì)人體帶來(lái)危害(教師的誘導(dǎo)作用體現(xiàn)在學(xué)生從形象思維發(fā)展到抽象思維,最終獲得認(rèn)識(shí)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法)。
(三)二氧化硫的氧化性和還原性
問(wèn)題:(1)請(qǐng)畫(huà)出硫原子結(jié)構(gòu)示意圖,并據(jù)此分析硫元素的最高正價(jià),最低負(fù)價(jià)。
(2)SO2中的硫顯示+4價(jià),從氧化還原反應(yīng)角度判斷它具有什么樣的性質(zhì)?(激發(fā)學(xué)生思考,培養(yǎng)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力)
分析:S+6、S+4、 S0、S-2
教師:那么,我們有沒(méi)有辦法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)證實(shí)+4價(jià)硫在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化呢?下面我們來(lái)做兩個(gè)實(shí)驗(yàn)(激發(fā)興趣,引發(fā)探究,動(dòng)手動(dòng)腦,全員參與)。
學(xué)生討論得出方案:氧化性:SO2和H2S的反應(yīng);還原性:(1)2mlKMnO4溶液中逐滴滴加飽和二氧化硫水溶液,振蕩、觀察。(2)向2ml溴水溶液中逐滴滴加飽和二氧化硫水溶液,振蕩、觀察。
教師:通過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生分析下面的變化:
(1)KMnO4 ——Mn2+(褪色,被還原)
SO2+H2O ——H2SO4(被氧化)
(2)Br2—— 2Br-(褪色,被還原)
SO2+H2O ——H2SO4(被氧化)
要求學(xué)生寫(xiě)出二氧化硫跟溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
上述實(shí)驗(yàn)發(fā)生的反應(yīng)證實(shí)了SO2具有還原性,其實(shí)還有像Cl2,O2等均能氧化SO2。
(四)本課小結(jié)(師生共同回顧)
SO2的物理性質(zhì):色、態(tài)、味、毒、溶。
SO2的化學(xué)性質(zhì):(1)酸性氧化物,跟水反應(yīng)生弱酸H2SO3;(2)具有漂白性,消毒殺菌;(3)既有氧化性,又有還原性,能跟KMnO4,Cl2,Br2,O2等氧化劑及H2S等還原劑反應(yīng)。
(五)隨堂檢測(cè):(投影)
1.下列氣體能做噴泉實(shí)驗(yàn)的有( )。
1、元素周期表,除稀有氣體外,越靠右上越活潑。
2、與氫氣化合,形成的氫化物越穩(wěn)定,鍵能越大越活潑。
3、最高價(jià)氧化物的水化物酸性越強(qiáng)越活潑。
一、運(yùn)用分類(lèi)法,認(rèn)識(shí)元素化合物
組成物質(zhì)的元素種類(lèi)并不多,約108種,然這些元素組成的無(wú)機(jī)物卻有三十幾萬(wàn)種,多而瑣碎,需要將它們分門(mén)別類(lèi)才能有效認(rèn)識(shí)它們.分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)不唯一,可以從不同角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)研究.如,空氣、硫酸銨、銅、 碘酒、碘、氫氣、石墨、食鹽水這八種物質(zhì),可以根據(jù)物質(zhì)通常的存在狀態(tài)分類(lèi),分成氣體、液體和固體,也可以根據(jù)導(dǎo)電性能分類(lèi),分成能導(dǎo)電的和不能導(dǎo)電的兩類(lèi),或者根據(jù)所含物質(zhì)的種類(lèi)分成純凈物和混合物.不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)得到的結(jié)果顯然不同,但無(wú)論哪種分類(lèi)方法,只有恰當(dāng)?shù)姆诸?lèi)才是合適的.
由于認(rèn)識(shí)客觀事物是由現(xiàn)象到本質(zhì),當(dāng)還不能完全把握事物本質(zhì)時(shí),往往會(huì)根據(jù)現(xiàn)象分類(lèi).隨著認(rèn)識(shí)的不斷深入,把握住事物的本質(zhì)或內(nèi)部特征,根據(jù)事物的本質(zhì)和內(nèi)部聯(lián)系進(jìn)行分類(lèi),這樣的分類(lèi)才更科學(xué),對(duì)學(xué)習(xí)才更有幫助.比如,Al2O3僅從表象來(lái)分類(lèi),可歸為金屬氧化物,但若深入其本質(zhì),則歸為兩性氧化物,這為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)它的化學(xué)性質(zhì)打好基礎(chǔ).
值得注意的是,對(duì)物質(zhì)類(lèi)別的認(rèn)識(shí)要多角度,比如SO2,是酸性氧化物,可以推測(cè)它能與堿反應(yīng),但由于S的價(jià)態(tài)處于中間價(jià)態(tài),既有還原性又有氧化性,所以又能和一些氧化劑和還原劑反應(yīng).
二、運(yùn)用分類(lèi)法,學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)
三、運(yùn)用分類(lèi)法,建構(gòu)元素化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
對(duì)已學(xué)的元素化合物知識(shí)進(jìn)行鞏固,將眾多的物質(zhì)和紛繁的化學(xué)反應(yīng)聯(lián)系起來(lái),行之有效的方法就是建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),將物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系表示出來(lái).其形式不拘一格,可以是直線型的流程圖,也可以是以某一物質(zhì)為中心的輻射圖等.
在復(fù)習(xí)時(shí),運(yùn)用分類(lèi)法就可以對(duì)具體物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系去設(shè)計(jì)完成知識(shí)網(wǎng)絡(luò),也可以在同學(xué)或老師的幫助下進(jìn)行補(bǔ)充和修改,讓知識(shí)在自己的頭腦中更具體、更清晰.
四、運(yùn)用分類(lèi)法,推測(cè)未知物質(zhì)的性質(zhì)
在學(xué)習(xí)階段,要學(xué)習(xí)所有的物質(zhì)及其反應(yīng)是不現(xiàn)實(shí)的,就好比要將所有的漢字和英文單詞全部認(rèn)識(shí)和記住也是不現(xiàn)實(shí)的.一類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)是相似的,可以根據(jù)物質(zhì)的類(lèi)別來(lái)推測(cè)未知物質(zhì)的性質(zhì).比如,在學(xué)習(xí)硝酸時(shí),就可以根據(jù)它和已學(xué)的濃硫酸均為強(qiáng)氧化性酸來(lái)推測(cè)它可能具有的化學(xué)性質(zhì):常溫下和鋁鐵發(fā)生鈍化、和大多數(shù)金屬單質(zhì)反應(yīng)、和還原性物質(zhì)反應(yīng)等.學(xué)習(xí)知識(shí),就是要掌握學(xué)習(xí)方法.只要掌握了物質(zhì)的分類(lèi),就可以觸類(lèi)旁通,推測(cè)它可能具有的化學(xué)性質(zhì).
值得一提的是,只有抓住了物質(zhì)間本質(zhì)的相似點(diǎn)才能進(jìn)行類(lèi)推,否則推測(cè)就是失敗的.所以對(duì)未知物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)時(shí)要從化學(xué)角度科學(xué)合理的分類(lèi).
學(xué)生經(jīng)過(guò)一個(gè)多學(xué)期的學(xué)習(xí),已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)驗(yàn)探究能力,因而在處理本節(jié)課重點(diǎn)和難點(diǎn)堿的化學(xué)性質(zhì)時(shí),采用實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作精神。
【教學(xué)分析】
(1)教材分析:本課題內(nèi)容介紹堿的性質(zhì)、用途,在前面的學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了氫氧化鈣、氫氧化銅、氨水等物質(zhì),但沒(méi)有構(gòu)建出堿作為一類(lèi)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)。本單元開(kāi)始,將化合物進(jìn)一步劃分為酸、堿、鹽,建立更加完善的物質(zhì)分類(lèi)系統(tǒng)。在內(nèi)容的選取上,注意聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際,選取學(xué)生日常生活或平時(shí)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)物質(zhì),通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明,充分體現(xiàn)了從生活走向化學(xué),由化學(xué)走向社會(huì)的課程新理念,同時(shí)注意通過(guò)活動(dòng)與探究、討論、調(diào)查與研究等方式培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的方法。
(2)學(xué)情分析:學(xué)生已具備一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)驗(yàn)探究能力,采用實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)方法能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。前面已系統(tǒng)學(xué)習(xí)了氧氣、二氧化碳、金屬、酸等物質(zhì)的性質(zhì),學(xué)生初步了解了學(xué)習(xí)新物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)思路和方法。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能
1.認(rèn)識(shí)幾種常見(jiàn)堿,知道堿都具有相似的化學(xué)性質(zhì)。
2.會(huì)用酸堿指示劑檢驗(yàn)溶液的酸堿性。
過(guò)程與方法
1.通過(guò)同學(xué)間的合作進(jìn)行活動(dòng)探究―尋找指示劑,學(xué)會(huì)如何利用和開(kāi)發(fā)身邊的物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)探究。
2.通過(guò)幾種常見(jiàn)的堿化學(xué)性質(zhì)探究比較,能簡(jiǎn)單的歸納出幾種堿各自相似的化學(xué)性質(zhì)。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.樹(shù)立科學(xué)的物質(zhì)觀,學(xué)會(huì)用辯證的觀點(diǎn)看待事物,能透過(guò)表面現(xiàn)象挖掘事物具有共性的本質(zhì)原因。
2.知道化學(xué)作為自然科學(xué)的一部分,它本身就起源于人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng),樹(shù)立學(xué)好化學(xué),更要用好化學(xué)的意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高。
2.堿的化學(xué)性質(zhì)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
不同的堿也具有相似的化學(xué)性質(zhì)。
【教學(xué)方法】
實(shí)驗(yàn)探究、多媒體教學(xué)
【教學(xué)過(guò)程】
展示:稀鹽酸,稀硫酸,氫氧化鈉,氫氧化鈣各一瓶。
提問(wèn):這四瓶物質(zhì)中哪些屬于酸,哪些屬于堿?
過(guò)渡:氫氧化鈉和氫氧化鈣都是我們生產(chǎn)生活中常見(jiàn)的堿,這節(jié)課我們就來(lái)研究它們的性質(zhì),并以它們?yōu)槔ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究堿的化學(xué)性質(zhì)?
指導(dǎo):指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P55頁(yè)有關(guān)內(nèi)容
[活動(dòng)與探究一]以小組為單位做以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn),完成表格:
1.取兩只表面皿,用鑷子夾取一小塊氫氧化鈉放在其中一只表面皿上,用藥匙取少量氫氧化鈣放在另一只表面皿上,觀察氫氧化鈉和氫氧化鈣的顏色、狀態(tài)以及一段時(shí)間后又有什么現(xiàn)象發(fā)生。
2.取兩支試管,分別加入少量氫氧化鈉和氫氧化鈣,再加入等量的水,振蕩,使它們充分溶解,靜置后觀察現(xiàn)象。
3.取一只蒸發(fā)皿,加入適量的水,用鑷子夾取一塊生石灰小心的放如蒸發(fā)皿,觀察現(xiàn)象。(表格發(fā)到每個(gè)小組)
〈組織交流〉
將部分小組填寫(xiě)的表格通過(guò)實(shí)物投影儀展示臺(tái)在全班交流。
展示、播放:展示被濃氫氧化鈉溶液腐蝕的雞爪,播放建筑工人用石灰漿粉刷墻壁的畫(huà)面。
總結(jié):
氫氧化鈉為白色固體,化學(xué)式為NaOH,易溶于水,有很強(qiáng)的腐蝕性,所以又叫火堿、燒堿、苛性鈉,使用時(shí)要特別小心;氫氧化鈉還易吸收空氣中的水分而潮解,因此,可作某些氣體的干燥劑。那么,氫氧化鈉應(yīng)該怎樣保存呢?
氫氧化鈣又叫熟石灰或消石灰,化學(xué)式為Ca(OH)2,是白色粉末,建筑工地從石灰窯買(mǎi)來(lái)的石灰是生石灰(CaO),加水就得到熟石灰,CaO + H2O = Ca(OH)2,反應(yīng)放出的熱量足以使雞蛋煮熟;氫氧化鈣也有腐蝕性。
過(guò)渡:接下來(lái)我們以氫氧化鈉和氫氧化鈣為例,通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究堿有哪些化學(xué)性質(zhì)?并以小組為單位完成探究報(bào)告
講解:通過(guò)大家的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察分析、總結(jié)交流,我們發(fā)現(xiàn):和酸一樣,堿也具有相似的化學(xué)性質(zhì)。
1.堿能與指示劑發(fā)生反應(yīng),堿溶液能使紫色石蕊試液變藍(lán)色,使無(wú)色酚酞試液變紅色。
2.堿還能和二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等非金屬氧化物反應(yīng)。
講解:從二氧化碳的檢驗(yàn)化學(xué)方程式入手,總結(jié)出堿與非金屬氧化物反應(yīng)化學(xué)方程式寫(xiě)法規(guī)律。
提問(wèn):通過(guò)兩節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究,我們發(fā)現(xiàn)不同的酸具有相似的化學(xué)性質(zhì),不同的堿也具有相似的化學(xué)性質(zhì),這時(shí)什么原因呢?
[活動(dòng)與探究二]
請(qǐng)大家按照教材P57頁(yè)圖10-9的改進(jìn)裝置,根據(jù)[實(shí)驗(yàn)10-7]的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析原因。
說(shuō)明:改用學(xué)生電源和1.5V小燈泡,采用并聯(lián)電路,石墨電極和燒杯一定要清洗干凈。否則,殘留在燒杯和電極上的雜質(zhì)溶解在酒精或蒸餾水中,一旦電離出自由移動(dòng)的離子,也會(huì)使燈泡發(fā)光。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生很容易找到能導(dǎo)電的液體和不能導(dǎo)電的液體,但原因卻不是很清楚。
引導(dǎo):觀看教材P57頁(yè)圖10-10。
演示:鹽酸、氫氧化鈉等在水中解離過(guò)程的動(dòng)畫(huà)課件。
講解:從圖10-11我們可以看出,鹽酸、硫酸等酸溶液都能解離出氫離子(H+),而氫氧化鈉、氫氧化鈣等堿溶液都能解離出氫氧根離子(OH―),正是由于這種結(jié)構(gòu)上的相似,所以不同的酸具有一些相似的化學(xué)性質(zhì),不同的堿也具有一些相似的化學(xué)性質(zhì)。
【小結(jié)】
要求學(xué)生以“這節(jié)課的收獲及困惑”為題,展開(kāi)討論,派代表上臺(tái)演講。
【板書(shū)設(shè)計(jì)】
課題1 常見(jiàn)的酸和堿
一、氫氧化鈉和氫氧化鈣的物理性質(zhì)
(1)俗名
(2)物理性質(zhì):
二、氫氧化鈣的制備
三、探究氫氧化鈉和氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)
四、用途:
技巧一、抓住重點(diǎn),構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)
在復(fù)習(xí)“碳和碳的化合物”時(shí)應(yīng)找準(zhǔn)中心,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),達(dá)到以點(diǎn)帶面的復(fù)習(xí)效果。
1.通過(guò)設(shè)計(jì)三角關(guān)系,巧妙揭示碳、一氧化碳、二氧化碳三者之間的關(guān)系。“碳三角”如圖所示:
2.該部分知識(shí)以CO2為中心并以此展開(kāi),因此,我們也應(yīng)以CO2為中心,對(duì)知識(shí)進(jìn)行疏理?!疤己吞嫉幕衔铩敝R(shí)網(wǎng)絡(luò)如下:
技巧二、注重實(shí)驗(yàn),加強(qiáng)探究
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的特色。在“碳和碳的化合物”中包含“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法”、“木炭還原氧化銅”、“一氧化碳還原氧化銅”等實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)是各類(lèi)考試考查的重點(diǎn)與熱點(diǎn),在復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)理解。
例如,“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法”可解讀如下:
1.實(shí)驗(yàn)藥品:塊狀石灰石(或大理石)、稀鹽酸
2.反應(yīng)原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
3.選擇發(fā)生裝置的依據(jù):固體與液體反應(yīng),且不需要加熱。
4.選擇收集方法的依據(jù):二氧化碳的密度比空氣大,且二氧化碳?xì)怏w可溶于水。
5.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)檢;(2)裝;(3)加;(4)收;(5)驗(yàn)。
技巧三、對(duì)比歸納,突破難點(diǎn)
在復(fù)習(xí)時(shí)要善于采取對(duì)比歸納的方法突破難點(diǎn)。
1.章節(jié)知識(shí)對(duì)比
(1)C和CO的對(duì)比:C和CO的化學(xué)性質(zhì)很相似性(可燃性和還原性),但燃燒現(xiàn)象、還原金屬氧化物的裝置及操作步驟等有差異。
(2)CO和CO2的對(duì)比:CO和CO2都是無(wú)色無(wú)味的氣體,都是碳的氧化物,但兩者在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等方面有著許多的差異。
2.前后知識(shí)對(duì)比
(1)H2和CO的對(duì)比:H2和CO均具有可燃性,但其燃燒產(chǎn)物不同;均具有還原性,但在實(shí)驗(yàn)裝置、尾氣處理等方面不同。
(2)O2、H2和CO2實(shí)驗(yàn)室制法對(duì)比:在復(fù)習(xí)CO2的實(shí)驗(yàn)室制法時(shí),應(yīng)與O2、H2的實(shí)驗(yàn)室制法進(jìn)行比較,包括原理、裝置、收集、檢驗(yàn)、驗(yàn)滿等。
技巧四、抓住主線,串聯(lián)知識(shí)
抓住“物質(zhì)的用途由性質(zhì)決定,物質(zhì)的性質(zhì)由結(jié)構(gòu)決定”這條主線,將零散的知識(shí)串聯(lián)在一起,構(gòu)建出有機(jī)的知識(shí)整體,達(dá)到事半功倍的效果。
以碳的單質(zhì)為例:
1.碳單質(zhì)的物理性質(zhì):金剛石、石墨、活性炭等雖然都是由碳元素組成的,但由于碳原子的排列方式不同,使它們的物理性質(zhì)差異很大。金剛石堅(jiān)硬,可制作鉆頭、玻璃刀等;石墨質(zhì)軟、能導(dǎo)電,可制作鉛筆芯、劑、電極等;木炭、活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),可制作吸附劑等。
2.碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
(1)穩(wěn)定性:在常溫下,單質(zhì)碳很穩(wěn)定,不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此,可用碳素墨水書(shū)寫(xiě)檔案材料,這樣可以長(zhǎng)時(shí)間保存而不褪色。(2)可燃性:①氧氣充足時(shí),碳充分燃燒,生成二氧化碳;②氧氣不充足時(shí),碳燃燒不充分,生成一氧化碳。(3)還原性:在高溫條件下,碳能跟某些金屬氧化物發(fā)生反應(yīng),把金屬氧化物還原成金屬單質(zhì)。碳表現(xiàn)出還原性,決定了碳可用于冶金工業(yè)。
技巧五、辯證思維,認(rèn)識(shí)物質(zhì)
任何物質(zhì)都有兩面性,我們要學(xué)會(huì)辯證地認(rèn)識(shí)物質(zhì)。例如一氧化碳可以用作燃料、可以用來(lái)冶煉金屬,但一氧化碳也會(huì)污染空氣(具有毒性);二氧化碳能促進(jìn)植物的光合作用,但二氧化碳過(guò)多就會(huì)造成溫室效應(yīng)等。
技巧六、關(guān)注社會(huì),聯(lián)系實(shí)際
(1)掌握氮族元素性質(zhì)的相似性、遞變性。
(2)掌握N2的分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意義。
2.能力和方法目標(biāo)
(1)通過(guò)“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系,掌握利用元素周期表學(xué)習(xí)元素化合物性質(zhì)的方法。
(2)通過(guò)N2結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等的學(xué)習(xí),了解利用“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途”等線索學(xué)習(xí)元素化合物性質(zhì)的方法,提高分析和解決有關(guān)問(wèn)題的能力。
[教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)]氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)。氮族元素性質(zhì)遞變規(guī)律。
[教學(xué)過(guò)程]
[引入]投影(或掛出)元素周期表的輪廓圖,讓學(xué)生從中找出氮族元素的位置,并填寫(xiě)氮族元素的名稱(chēng)、元素符號(hào)。根據(jù)元素周期律讓學(xué)生通過(guò)論分析氮族元素在結(jié)構(gòu)、性質(zhì)上的相似性和遞變性。
[教師引導(dǎo)]氮族元素的相似性:
[學(xué)生總結(jié)]最外電子層上均有5個(gè)電子,由此推測(cè)獲得3個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以氮族元素能顯-3價(jià),最高價(jià)均為+5價(jià)。最高價(jià)氧化物的通式為R2O5,對(duì)應(yīng)水化物通式為HRO3或H3RO4。氣態(tài)氫化物通式為RH3。
氮族元素的遞變性:
氮磷砷銻鉍
非金屬逐漸減弱金屬性逐漸增強(qiáng)
HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO4H3BiO4
酸性逐漸減弱堿性逐漸弱增強(qiáng)
NH3PH3AsH3
穩(wěn)定性減弱、還原性增強(qiáng)
[教師引導(dǎo)]氮族元素的一些特殊性:
[學(xué)生總結(jié)]+5價(jià)氮的化合物(如硝酸等)有較強(qiáng)的氧化性,但+5價(jià)磷的化合物一般不顯氧化性。
氮元素有多種價(jià)態(tài),有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6種氧化物,但磷主要顯+3、+5兩種價(jià)態(tài)。
[教師引導(dǎo)]氮族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)有哪些遞變規(guī)律?
[師生共同總結(jié)后投影]課本中表1-1。
[引入第一節(jié)]
第一節(jié)氮和磷
氮?dú)?/p>
布置學(xué)生閱讀教材第2-3頁(yè)的內(nèi)容,進(jìn)行歸納總結(jié)。
[邊提問(wèn)邊總結(jié)]
(一)氮的存在
游離態(tài):大氣中N2的體積比為78%、質(zhì)量比為75%。
化合態(tài):無(wú)機(jī)物中(如硝酸鉀等),有機(jī)物中(如蛋白質(zhì)、核酸等)。
[引導(dǎo)]請(qǐng)學(xué)生觀察周?chē)諝獠⑼ㄟ^(guò)聯(lián)想分析氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)。
[學(xué)生總結(jié)]
(二)氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)
無(wú)色無(wú)味,難溶于水(1:0.02),比空氣稍輕。
[投影]常見(jiàn)氣體在常溫常壓下的溶解度,讓學(xué)生進(jìn)行比較。
難溶氣體:N2(1:0.02);H2(1:0.02);
微溶氣體:O2(1:0.2)
可溶氣體:Cl2(1:2)、H2S(1:2.6)
易溶氣體:SO2(1:40)
極易溶氣體:HCl(1:500)
[思考]實(shí)驗(yàn)室制N2時(shí)應(yīng)該用什么方法來(lái)收集?
(三)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)
[引導(dǎo)]結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),先研究N2的結(jié)構(gòu)。
1.N2的結(jié)構(gòu)
電子式:;結(jié)構(gòu)式:NN。氮氮三鍵的鍵能很大(946kJ·mol-1),所以N2很穩(wěn)定,通常情況下,性質(zhì)很不活潑。
2.氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)
(1)與氫氣反應(yīng)
(2)跟鎂反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2
(3)與氧氣反應(yīng):N2+O22NO
引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)角度分析上述三個(gè)反應(yīng)。進(jìn)而得出“氮?dú)饧饶鼙憩F(xiàn)氧化性,也能表現(xiàn)還原性”的結(jié)論。
[引導(dǎo)]中國(guó)有句農(nóng)諺,叫做“雷雨發(fā)莊稼”,誰(shuí)能解釋這句話的含義?請(qǐng)大家閱讀教材第3-4頁(yè)內(nèi)容,再來(lái)理解這句農(nóng)諺。
[學(xué)生總結(jié)]
[補(bǔ)充演示實(shí)驗(yàn)]教師事先在一燒瓶?jī)?nèi)充滿一氧化氮?dú)怏w,讓學(xué)生觀察一氧化氮的顏色等。打開(kāi)瓶塞,讓學(xué)生觀察變化。
[學(xué)生觀察結(jié)論]一氧化氮是一種無(wú)色氣體、二氧化氮顯紅棕色。通常條件下,一氧化氮易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。
[教師引導(dǎo)]請(qǐng)用雙線橋法標(biāo)出以上三個(gè)反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。
[學(xué)生活動(dòng)]完成以上作業(yè),教師根據(jù)學(xué)生作業(yè)情況加以說(shuō)明。
(四)氮?dú)獾挠猛?/p>
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保護(hù)氣:焊接金屬、充填燈泡、保存糧食和水果。
[教師引導(dǎo)]請(qǐng)學(xué)生分析以上用途中利用氮?dú)饽姆矫娴男再|(zhì)。
(五)氮的固定
將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锏倪^(guò)程叫做氮的固定。
途徑:自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮:合成氨工業(yè)。
教師向?qū)W生介紹人工模擬生物固氮這一世界性研究課題的現(xiàn)狀和前景,鼓勵(lì)學(xué)生獻(xiàn)身科學(xué)研究為人類(lèi)作出貢獻(xiàn)。
[課堂小結(jié)]
結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和具體反應(yīng)之間的聯(lián)系:
非金屬元素及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
[隨堂練習(xí)]
1.不屬于氮的固定的變化是()
(A)根瘤菌把氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨(B)氮?dú)夂蜌錃庠谶m宜條件下合成氨
(C)氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下合成NO(D)工業(yè)上用氨和二氧化碳合成尿素
答案:D。
2.在汽車(chē)引擎中,N2和O2進(jìn)行反應(yīng)會(huì)生成污染大氣的NO(N2+O22NO+Q),據(jù)此,有人認(rèn)為廢氣排出后,溫度即降低,NO分解,污染也就會(huì)自行消失,事實(shí)證明此說(shuō)法不對(duì),其主要原因可能是()
(A)常溫常壓下NO的分解速度很慢
(B)在空氣中NO迅速變?yōu)镹O2而不分解
(C)空氣中N2與O2的濃度高,不利于平衡向左移動(dòng)
(D)廢氣排出后,壓強(qiáng)減小,不利于平衡向左移動(dòng)
答案:AB。
3.利用下列方法,可以在實(shí)驗(yàn)室里從空氣中制取氮?dú)獾氖牵ǎ?/p>
(A)把空氣液化,然后分離出氮?dú)?/p>
(B)把空氣緩緩?fù)ㄟ^(guò)加熱了的銅網(wǎng)
(C)把空氣緩緩?fù)ㄟ^(guò)加熱了的鎂粉
(D)把空氣通過(guò)裝有氫氧化鈉的洗氣瓶
答案:B。
4.現(xiàn)有M、R兩種第ⅤA族元素,下列事實(shí)不能說(shuō)明M的非金屬性比R強(qiáng)的是()。
(A)酸性:H3MO4>H3RO4
(B)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:MH3>RH3
(C)氣態(tài)氫化物還原性:MH3>RH3
(D)含氧酸鹽的穩(wěn)定性:Na3MO4>Na3RO4
答案:C、D。
5.在F、P、Si、Fe這四種元素中,每種元素都有某些方面區(qū)別于某它三種元素。若從中選出氟元素,選擇的理由中正確的是()。
(A)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)
(B)單質(zhì)與冷水反應(yīng)最劇烈
(C)單質(zhì)固態(tài)時(shí)為分子晶體,熔沸點(diǎn)較低
(D)在氧化物:OF6、P2O5、Fe2O3中,OF6最穩(wěn)定
答案:BC。
6.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將O2與NO按3:4體積比充滿燒瓶,將燒瓶倒置于水中,最后燒瓶?jī)?nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度約為(單位:mol·L-1)()。
(A)0.045(B)0.036(C)0.026(D)0.018
答案:B。
7.1898年,曾有人發(fā)明了固氮的一種方法,該法以石灰石、焦炭、空氣為原料。第一步反應(yīng)是石灰石分解;第二步是使第一步反應(yīng)產(chǎn)物和焦炭反應(yīng),在電爐中的高溫下制得第三步反應(yīng)起始物;第三步反應(yīng)中另一反應(yīng)物是空氣,該反應(yīng)也是在電爐中完成的,生成一種固體;第四步是使該固體和水蒸氣反應(yīng)制得氨氣。又知該固體中有與N3-互為等電子體的離子。
(1)試寫(xiě)出四步反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(2)試簡(jiǎn)評(píng)該固氮方法。
答案:(1)CaCO3CaO+CO2;CaO+3CCaC2+CO;CaC2+N2CaCN2+C;CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3。
(2)這種方法,需要消耗大量電能,原料眾多,設(shè)備重,生產(chǎn)成本高。
8.有A、B、C、D四種氣體,能發(fā)生下列變化
A+DE+H2O,E+O2D,
C+DB+F,B+O2C。
且已知其中:C為紅棕色,D能使石灰水變渾濁,E常溫下是固體,F(xiàn)是一種酸酐。
(1)寫(xiě)出四種氣體的化學(xué)式:A_________、B_________、C_________、D_________。
(2)寫(xiě)出C+DB+F所表示的反應(yīng)方程式_____________________________。
(3)寫(xiě)出D使石灰水變渾濁的反應(yīng)方程式_______________________________。
答案:
(1)H2S、NO、NO2、SO2。
關(guān)鍵詞:元素 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 化合價(jià) 元素周期律 活動(dòng)順序
元素及其化合物的知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的核心內(nèi)容之一,它是化學(xué)基本概念、基本理論、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等知識(shí)的載體和基石。元素化合物種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性質(zhì)多變、化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象絢麗多彩,這正是化學(xué)的魅力所在。元素化合物內(nèi)容多、知識(shí)點(diǎn)多,一學(xué)就懂,但記憶量大、化學(xué)方程式多、知識(shí)容易遺忘、鞏固難等特點(diǎn),大多數(shù)同學(xué)對(duì)這部分內(nèi)容掌握得不是很牢固,尤其是在物質(zhì)性質(zhì)的運(yùn)用上不那么得心應(yīng)手。筆者經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)的學(xué)習(xí)可以從結(jié)構(gòu)、元素周期律和元素周期表、物質(zhì)所屬類(lèi)別、代表物的性質(zhì)、化合價(jià)、活動(dòng)順序、特性等方面理解和把握。
一、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系無(wú)疑是貫穿學(xué)習(xí)元素及化合物始終的一條主線
原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì),其中原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)的多少,原子半徑的大小,化學(xué)鍵類(lèi)型和強(qiáng)弱,決定了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。例如Na原子最外層只有一個(gè)電子,半徑較大,易失去最外層的電子而表現(xiàn)出較強(qiáng)的金屬性。N2從N原子最外層有5個(gè)電子,半徑較小推測(cè)化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)比較活潑,但是N2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,原因是N2分子中含NN,鍵能大,破壞化學(xué)鍵需要較多的能量,故其化學(xué)性質(zhì)不活潑?;瘜W(xué)鍵的類(lèi)型、共價(jià)鍵的極性,晶體類(lèi)型,對(duì)溶解性、硬度、熔沸點(diǎn)、導(dǎo)電性等物理性質(zhì)起決定性作用。如CO2和SiO2均為ⅣA族元素的最高價(jià)氧化物,C和Si的化合價(jià)均為+4價(jià),原子最外層都有4個(gè)電子,但物理性質(zhì)如狀態(tài)、熔沸點(diǎn)、硬度相差很大,原因是固態(tài)CO2屬于分子晶體,后者屬于原子晶體。
二、元素周期律是元素性質(zhì)內(nèi)在聯(lián)系的體現(xiàn),對(duì)元素及化合物的學(xué)習(xí)起指導(dǎo)作用
根據(jù)元素在周期表中位置和同周期元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律、同主族元素的相似性,遞變性規(guī)律來(lái)理解元素的性質(zhì),不但如此,其同種類(lèi)型的化合物也具有相似性和遞變性等特點(diǎn)。例據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律,推測(cè)原子半徑最大的鹵素――砹(At)及其化合物可能具有的性質(zhì)是:①砹單質(zhì)為有色固體,易溶于有機(jī)溶劑;②HAt不穩(wěn)定很容易分解;③AgAt為有色的、難溶于水的鹽;④NaAt易溶于水;⑤HAt的水溶液呈強(qiáng)酸性等。
三、類(lèi)別:同一類(lèi)別物質(zhì)有其通性
如學(xué)習(xí)某種酸,就要回顧酸有哪些通性?(與酸堿指示劑作用、與金屬單質(zhì)反應(yīng)、與堿性氧化物反應(yīng)、與堿的中和反應(yīng)、與鹽間的復(fù)分解反應(yīng)),再如碳酸鹽均能與H+作用產(chǎn)生CO2、弱酸的酸式鹽既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)等。所以,學(xué)習(xí)化學(xué)性質(zhì)時(shí)首先根據(jù)分類(lèi)規(guī)律判斷物質(zhì)所屬類(lèi)別,再回顧該類(lèi)物質(zhì)的通性推測(cè)可能的性質(zhì)。
四、代表物:一般代表物是某一族元素的單質(zhì)或化合物的代表,或某一類(lèi)別物質(zhì)的代表
如Na是堿金屬的代表,代表的是活潑金屬。Cl2是鹵素的代表,代表的是活潑的非金屬單質(zhì)。有機(jī)物中的甲烷、乙烯、乙炔、溴乙烷、苯酚、乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯等更是同系物的代表,其性質(zhì)有相似之處,我們應(yīng)掌握代表物的性質(zhì),然后可以從個(gè)別到一般進(jìn)行演繹。
五、化合價(jià):體現(xiàn)元素間化合的數(shù)目特性的用語(yǔ)
從另一角度可以通過(guò)元素的價(jià)態(tài)和性質(zhì)的關(guān)系從氧化還原角度分析物質(zhì)的氧化性和還原性,根據(jù)性?xún)r(jià)規(guī)律可知,“高價(jià)氧化低價(jià)還,中間價(jià)態(tài)兩俱全”。通過(guò)分析組成物質(zhì)元素的化合價(jià),來(lái)推導(dǎo)物質(zhì)可能具有的氧化性和還原性。例如硫元素的單質(zhì)和化合物的學(xué)習(xí),利用化合價(jià)與物質(zhì)的氧化性還原性的關(guān)系可知,硫化氫和金屬硫化物中硫的化合價(jià)為-2價(jià),主要體現(xiàn)還原性,三氧化硫和硫酸中硫的化合價(jià)為+6價(jià),故三氧化硫和濃硫酸具有氧化性,而S、SO2、H2SO3、Na2SO3等,硫的化合價(jià)處在中間價(jià)態(tài),故它們既有氧化性又有還原性。
六、活動(dòng)性順序:利用金屬活動(dòng)性順序和非金屬活動(dòng)性順序,推導(dǎo)元素的單質(zhì)(原子)或離子的金屬性和非金屬性、氧化性和還原性的遞變
例如金屬的活動(dòng)性越強(qiáng),單質(zhì)的還原性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)金屬離子氧化性越弱。非金屬的活動(dòng)性越強(qiáng),單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)陰離子、非金屬氫化物的還原性越弱,反之越強(qiáng)。
七、特性:物質(zhì)不同于其他物質(zhì)的性質(zhì)