第四章 非金属及其化合物 教学设计学年高一化学上册.docx
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第四章非金属及其化合物教学设计学年高一化学上册
课题
非金属及其化合物(章节复习)------强化篇
教学
目标
知识与技能
根据考纲和常见高考题型分析,强化对本章知识点的理解与运用,提高学生运用理论知识分析问题,加深对理论知识的理解的能力
过程与方法
自主探究与归纳,提升对非金属及其化合物性质的理解与运用。
情感、态度与价值观
培养学生的归纳总结、运用知识分析问题解决问题的能力,培养不断探索的科学品质。
教学重点
1.非金属元素及其化合物的性质
2.非金属元素及其化合物的性质实验
3.非金属元素及其化合物与STSE
教学难点
非金属及其化合的性质的应用
教学设计
环节
师生活动
组内讨论
展示归纳
【过渡】本章节在高考中有哪些考点和题型,如何通过复习达成目标?
考纲展示:
1.常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)。
(1)掌握常见非金属元素单质及其重要化合物的主要性质,了解其应用。
(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
2.以上各部分知识的综合应用。
考纲解读
考点一:
非金属元素及其化合物的性质
考点二:
非金属元素及其化合物的性质实验
考点三:
非金属元素及其化合物与STSE
【讨论】考点突破:
考点一:
非金属元素及其化合物的性质
【真题体验】(天津高考)下列单质或化合物性质的描述正确的是(C)
A.NaHSO4水溶液显中性
B.SiO2与酸、碱均不反应
C.NO2溶于水时发生氧化还原反应
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【考点整合】
一、碳、硅及其化合物的性质
1.CO2、SO2与盐溶液的反应
(1)二者通入BaCl2、CaCl2溶液中均不反应,没有明显现象。
(2)SO2通入Ba(NO3)2溶液中会产生白色沉淀:
SO2
H2SO3
H2SO4
BaSO4↓。
(3)CO2通入Ba(NO3)2溶液中不反应,无明显现象。
2.硅及其化合物的特性
(1)Si的还原性强于C,但C能还原Si:
SiO2+2C
2CO↑+Si。
(2)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生,但Si能跟碱液作用放出H2:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能跟HF作用:
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。
(4)非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2为原子晶体。
(5)酸性氧化物一般不跟酸反应,但SiO2能跟HF反应。
(6)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3和H4SiO4均难溶于水。
(7)硅酸钠水溶液俗称泡花碱,但却是盐溶液。
(8)H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以有:
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下:
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑,因为CO2容易挥发。
3.明确下列含硅物质的成分
(1)水晶、石英、玛瑙等的主要成分都是SiO2。
(2)传统的陶瓷、水泥、普通玻璃、砖瓦、黏土的主要成分都是硅酸盐。
(3)水玻璃是Na2SiO3的水溶液。
(4)计算机芯片的成分是晶体硅。
(5)硅胶是经干燥脱水后的硅酸干凝胶。
(6)金刚砂的成分是SiC。
二、氯及其化合物的性质
1.氯气与某些物质的重要反应现象
溶液或物质
现象
干燥有色布条
无
湿润有色布条
褪色
湿润蓝色石蕊试纸
先变红,后褪色
湿润淀粉碘化钾试纸
变蓝色
紫色石蕊试液
先变红,后褪色
硝酸银溶液
白色沉淀
品红溶液
褪色
碳酸氢钠溶液
产生气泡
2.卤素的特性
(1)HX的熔沸点:
HCl、HBr、HI的熔沸点随相对分子质量的增大而增大,但相对分子质量最小的HF(分子间存在氢键)的熔沸点最高。
(2)AgX的溶解性:
AgCl、AgBr、AgI难溶于水,且溶解度依次减小,而AgF能溶于水。
(3)X2与H2O反应:
Cl2、Br2、I2能与水反应生成HX、HXO,反应式为X2+H2O
HX+HXO(X代表Cl、Br、I);而氟与水剧烈反应生成O2,反应方程式为2F2+2H2O=4HF+O2。
3.新制氯水与久置氯水的区别
名称
新制氯水
久置氯水
物质类别
混合物
混合物
微粒种类
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H2O、H+、Cl-、OH-
主要性质
黄绿色溶液,能导电,有酸性、漂白性
即为稀盐酸,无色溶液,只有强酸性,无漂白性
三、硫及其化合物的性质
1.硫元素的价态变化
不同价态的含硫物质是通过氧化还原规律联系在一起的。
2.同价态硫元素的转化
相同价态的含硫化合物之间,是通过酸碱反应规律联系在一起的:
3.常见漂白性物质的漂白原理的比较
(1)氧化剂型。
这类漂白剂主要包括HClO、Na2O2、H2O2、HNO3、O3等强氧化剂。
这类漂白剂的漂白原理就是利用其强氧化性将有色物质氧化成无色物质,适用于漂白纺织品。
这种漂白是彻底的、不可逆的。
(2)加合反应型。
这里主要指的是SO2,漂白剂与某些有色化合物化合成无色物质,但这种无色物质在受热或光照等因素的影响下,会发生分解反应,恢复原色,这种漂白是可逆的、不彻底的。
常用SO2漂白纸张、编织品等。
(注:
二氧化硫不能漂白酸碱指示剂)
(3)吸附作用型。
有些物质有疏松多孔的结构,具有较大的表面积,可以吸附一些有色物质或有色离子并使之褪色,属于物理变化。
此类物质有:
活性炭、胶体、硅藻土等。
4.SO2与CO2的相互鉴别
(1)鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液,看能否使其褪色,有时还需再加热看能否再复原。
(2)鉴别CO2气体的常用方法是用澄清石灰水,看能否使其变浑浊,足量时再变澄清。
(3)当混有CO2时,不会影响SO2的鉴别。
(4)当混有SO2时会干扰CO2的鉴别,应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。
(5)除去CO2中的SO2,常用方法是使混合气体先通过足量溴水或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(吸收SO2),再通过品红溶液(检验SO2是否被除尽)。
四、氮及其化合物的性质
1.氮的氧化物与水反应的四种情况
(1)单一气体反应。
NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时
依据:
3NO2+H2O=2HNO3+NO利用气体体积变化差值进行计算。
(2)NO2、O2同时反应。
NO2和O2的混合气体溶于水时
由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知
V(NO2)∶V(O2)
=4∶1,完全反应
<4∶1,O2过量
>4∶1,NO2过量,剩余NO
(3)NO和O2同时反应。
NO和O2同时通入水中时其反应是:
2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,总反应式为:
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
当体积比V(NO)∶V(O2)
<4∶3时,O2过量
=4∶3时,完全反应
>4∶3时,NO过量
(4)三种气体同时反应情况。
NO、NO2、O2三种混合气体通入水中时
可先按
(1)求出NO2与H2O反应生成的NO的体积,再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积,再按(3)方法进行计算。
2.金属与硝酸反应的三个守恒
(1)电子得失守恒。
规律1:
一定量的Cu完全溶于浓硝酸中,所产生的气体与一定量的氧气混合后恰好完全溶于水时,消耗氧气的量只取决于Cu的物质的量,即2n(O2)=n(Cu)。
拓展:
金属与硝酸反应生成的氮的氧化物在与O2混合后用水恰好完全吸收时,消耗氧气的量只取决于消耗金属的量。
可依据得失电子守恒建立等式n(M)×a=n(NO2)+3n(NO)=4n(O2)(a为金属M的化合价)。
(2)氮原子守恒。
规律2:
反应中被还原的硝酸的物质的量等于反应生成的NO和NO2气体的物质的量之和。
规律3:
金属与硝酸反应时,生成的气体的物质的量、生成的M(NO3)x中所含的氮元素的物质的量与剩余的硝酸的物质的量之和等于原硝酸的物质的量。
规律4:
金属与硝酸反应时,若生成的气体NO、NO2恰好完全溶于NaOH溶液中,由于生成物NaNO3、NaNO2中Na+与N个数比为1∶1,则n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)。
(3)电荷守恒。
规律5:
金属单质完全溶于硝酸中,其失去的电子的物质的量等于金属离子所结合的NO3-的物质的量,即n(e-)=n(NO3-)。
考点二:
非金属元素及其化合物的性质实验
【真题体验】(北京高考)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用如图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验操作和现象:
(1)A中反应的化学方程式是_______________________。
(2)C中白色沉淀是___________,该沉淀的生成表明SO2具有_________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是__________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是_____________。
②进行实验,B中现象:
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。
结合离子方程式解释实验现象异同的原因:
__________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。
B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是_____________。
【考点整合】
1.氯气的实验室制法
(1)装置。
(2)反应原理:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)收集方法:
向上排空气法。
(4)尾气吸收:
反应的离子方程式为:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
2.硫酸根离子的检验
(1)所用试剂:
BaCl2溶液和稀盐酸。
(2)干扰离子。
①阳离子:
Ag+,Ag++Cl-=AgCl↓(白色沉淀);
②阴离子:
SO32-、CO32-,因为BaSO3、BaCO3也是白色沉淀。
与BaSO4白色沉淀不同的是,这些沉淀溶于强酸中。
因此检验SO42-时,必须用盐酸酸化。
但是不能用HNO3酸化,因为在酸性条件下,SO32-、HSO3-会被溶液中的NO3-氧化为SO42-而得出错误结论。
同理,所用钡盐最好不用Ba(NO3)2溶液。
(3)操作方法:
被检液加足量盐酸酸化,取清液滴加氯化钡溶液,观察有没有白色沉淀(若有沉淀,则有SO42-;若无沉淀,则无SO42-)。
3.喷泉实验
(1)基本原理。
气体在液体中溶解度很大,在短时间内产生足够的压强差(负压),则打开活塞后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)形成喷泉的组合。
①NH3、HCl等极易溶于水的气体与水组合能形成喷泉。
②酸性气体(如CO2、SO2、NO2等)与NaOH(aq)组合能形成喷泉。
(3)喷泉实验成功的关键。
①盛气体的烧瓶必须干燥;
②气体要充满烧瓶;
③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);
④所用气体能大量溶于所用液体或气体能与液体快速反应。
考点三:
非金属元素及其化合物与STSE
【真题体验】(福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是(A)
A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C.节能减排符合低碳经济的要求
D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
【考点整合】
一、环境保护与绿色化学
1.常见的环境污染
按环境要素分:
大气污染、水体污染、土壤污染。
2.有关环境污染和环境保护的常见名词及其解释
3.绿色化学
绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子的利用率为100%。
4.中学常见污染环境的气体及其防治
(1)SO2:
工业上用浓氨水吸收,实验室用NaOH溶液吸收。
(2)NOx:
用NaOH溶液吸收,也可以用催化还原法转化。
(3)H2S:
用NaOH溶液吸收。
(4)Cl2、Br2、HCl:
实验室中常用NaOH溶液吸收,Cl2、Br2还可用Na2SO3溶液吸收。
工业上常用石灰乳吸收。
(5)CO:
用燃烧的方法除去。
5.酸雨及其防治
(1)形成酸雨的主要物质是硫的氧化物及氮的氧化物。
(2)SO2形成酸雨发生的主要反应:
2SO2+O2
2SO3SO3+H2O=H2SO4SO2+H2O
H2SO3
2H2SO3+O2=2H2SO4
(3)酸雨的主要危害:
破坏生态环境、使水质变酸、土壤酸化、危害人体健康等。
典型例题分析
【实战演练,师生分析、讨论并归纳】
例1:
(山东高考)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,该元素(A)
A.在自然界中只以化合态的形式存在
B.单质常用作半导体材料和光导纤维
C.最高价氧化物不与酸反应
D.气态氢化物比甲烷稳定
例2:
(全国卷)下列叙述中正确的是(A)
A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2
C.某溶液加入CCl4,CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-
D.某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
例3:
(山东高考)下列由相关实验现象所推出的结论正确的是(D)
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42-
C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者易溶于水
例4:
(上海高考)下列实验过程中,始终无明显现象的是(B)
A.NO2通入FeSO4溶液中
B.CO2通入CaCl2溶液中
C.NH3通入AlCl3溶液中
D.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中
例5:
如图所示是探究某气体化学性质的实验装置,图中B为活塞,如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变化;当关闭B时,C中红色布条颜色褪去。
则D瓶中盛有的溶液是( B )
A.浓H2SO4 B.饱和NaCl溶液C.浓NaOH溶液D.浓NaBr溶液
例6:
(江苏高考)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。
下列做法与社会可持续发展理念相违背的是(D)
A.改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放
B.开发利用可再生能源,减少化石燃料的使用
C.研发可降解高分子材料,减少“白色污染”
D.过度开采矿物资源,促进地方经济发展
课堂练习
【及时巩固,重视教学反馈,加深对知识的理解与运用】
1.下列固体混合物与过量的稀硫酸反应,能产生气泡并有沉淀生成的是(D)
A.NaHCO3和Al(OH)3B.BaCl2和NaCl
C.HClO3和K2SO4D.Na2SO3和BaCO3
2.下列叙述正确的是(C)
A.Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2
B.将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀
C.将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸
D.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu
3.将SO2气体通入BaCl2溶液至饱和,未见沉淀生成,继续通入另一种气体X,仍无沉淀生成,这种气体X可能是( B )
A.NH3B.CO2C.H2SD.NO2
4.下列有关无机非金属材料的说法中,不正确的是( B )
A.高纯硅可用于制造半导体材料
B.SiO2制成的玻璃纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆
C.玻璃、水泥和陶瓷,其成分中均含有硅酸盐
D.Si3N4是一种新型无机非金属材料,可用于制造发动机
5.下列“化学与生活”的说法不正确的是(C)
A.硫酸钡可用于钡餐透视
B.盐卤可用于制豆腐
C.明矾可用于水的消毒、杀菌
D.醋可用于除去暖水瓶中的水垢
总结归纳,结束新课
本节结合高考考纲,对本章节知识点进行系统的归纳,重点强化各考点的理解与应用,请课后认真整理教学案,准备章节测试。
板书设计
非金属及其化合物(强化篇)
一、考纲展示与解读
二、考点突破与题型分析:
考点一:
非金属元素及其化合物的性质
一、碳、硅及其化合物的性质
二、氯及其化合物的性质
三、硫及其化合物的性质
四、氮及其化合物的性质
考点二:
非金属元素及其化合物的性质实验
考点三:
非金属元素及其化合物与STSE
作业设计
整理教学案,自主复习,准备章节测试
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- 第四章 非金属及其化合物 教学设计学年高一化学上册 第四 非金属 及其 化合物 教学 设计 学年 高一化学 上册