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1、2019-2020 年人教版高中化学必修一：第四章非金属及其化合物教案 3 一、教学目标 知识与技能 1、掌握 Si、Cl2及其化合物的重要用途及性质 2、了解教材编排的顺序，由用途到性质到制法。 3、进一步了解S、N的化合物的重要用途，掌握其重要化学性质。 4、了解环境保护的重要意义 过程与方法 1、自主学习，自主归纳Si 、氯气单质及其化合物的用途，引导学生自主归纳、整理SO2、 NO2、H2SO4、HNO3、NH3的用途及性质。 2、通过典型例题的分析、学习，使学生体会“例题”的重要性，掌握分析问题、解决问题 的方法 3、探究与活动，通过复习，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽
2、象思维的能 力。 情感态度价值观 1、通过复习，进一步培养学生爱国主义情感。 2、树立正确的人生观、价值观；热爱科学、热爱社会、关注生活 3、通过复习，培养学生辩证唯物主义观点，养成理论联系实际的好习惯，使学生崇尚科学， 关注社会，进一步增强环保意识。 二、教学重难点 重 点： 1、归纳能力、比较能力的培养； 2、NH3性质实验室制法；H2SO4、HNO 3的性质和用途 难 点： 1、培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力； 2、H2SO4、HNO 3的化学性质， NH4 的检验； 3、使学生树立环保意识，形成辩证唯物主义世界观 三、教学过程 板书一、本章知识结构梳理 ( 一) 硅及
3、其化合物 1、二氧化硅和二氧化碳比较 投影小结 二氧化硅二氧化碳 类别酸性氧化物_酸性氧化物 晶体结构原子晶体分子晶体 熔沸点_高_ 低 与水反应 方程式 不反应 CO2+H2O H2CO3 与酸反应 方程式 SiO2 + 4HF=SiF4 +2H2O 不反应 与烧碱反 应方程式 SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O 少： 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 过： NaOH+CO2=NaHCO3 与 CaO反 应方程式 SiO2+CaO 高温 CaSiO3 CaO+CO2=CaCO3 存在状态 水晶、玛瑙、石英、硅石、 沙子 人和动物排放 板书 2、硅以及硅的化合物的用途 投
4、影小结 物质用途 硅单质半导体材料、光电池（计算器、人造卫星、登月车、探测器） SiO2 饰物、仪器、光导纤维、玻璃 硅酸钠矿物胶 SiC 砂纸、砂轮的磨料 板书 (二 ) 氯 3、液氯、新制的氯水和久置的氯水比较 投影小结 液氯新制氯水久置氯水 分类纯净物混合物混合物 颜色黄绿色黄绿色无色 成分Cl2 Cl2 、H2O 、HClO 、H、 Cl、 ClO、极少量的 为 OH H、 Cl、 H2O 、 极少量的OH 稀盐酸 性质氧化性氧化性、酸性、漂白性酸性 板书 4、氯气的性质 投影小结 与金属钠反应方程式 2Na+Cl2 点燃 2NaCl 与金属铁反应方程式 2Fe+3Cl2 点燃 2Fe
5、Cl3 与金属铜反应方程式 Cu+Cl2 点燃 CuCl2 与氢气反应方程式 H2+Cl2 2HCl； H2+Cl2 2HCl 与水反应方程式H2O +Cl2 =HCl+HClO 制漂白液反应方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 制漂白粉反应方程式2Cl2 +2Ca(OH)2=CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O 实验室制法 MnO2 4HCl（浓） MnCl2 +Cl2 +2H2O 氯离子的检验试剂以 及反应方程式 AgNO3溶液 Ag+Cl =AgCl 板书 (三 ) 硫、氮 5、二氧化硫的性质 投影小结 物 理 性质 颜色状态密度毒性 黄绿色比空气 _大_ 有毒
6、化 学 性 质 酸 性 与水反应方程式SO2+H2O H2SO3 与烧碱反应方程式 SO2+2NaOH=Na2SO3 +H2O Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 SO2+NaOH=NaHSO3 漂 白 性 漂白原理：由于它能跟某些有色物质生成：无色物质 曾学过的具有漂白 性的物质 吸附漂白：活性炭 氧化漂白： HClO、O3 、Na2O2 还 原 性 与氧气反应方程式2SO2 + O2 = 2SO3 与氯水反应方程式SO2 + Cl2 +2H2O = H2SO4+2HCl 氧 化 性 与硫化氢反应方程 式 SO2+2H2S = 3S+2H2O 板书 6、浓硫酸和浓硝酸的性质 投影小
7、结 浓硫酸浓硝酸 相 同 点 与Cu 反应 Cu+2H2SO4( 浓 ) CuSO4+ SO2 +2H2O Cu+4HNO3 ( 浓 )=Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O 3Cu 8HNO3( 稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O 与木 炭反 应 C + 2H2SO4(浓) CO2 +2SO2 +2H2O C+4HNO3(浓 ) CO2 +4NO2 +2H2O 与铁 铝反 应 发生钝化现象，所以可以用铁制或铝制容器来存放冷的浓 硫酸和浓硝酸 异同点 吸水性干燥剂 脱水性蔗糖变黑 王 水 ： 浓 硝 酸 和 浓 盐 酸 （_1_：3_） 板书 7、氨气、氨水与铵盐的性质 投影
8、小结 氨气颜色状态密度水溶性 的物 理性 质 无 色 有 刺 激 性 气 味 的气体 比空气 _小_ 易溶（ 1：_700_）可以形成喷 泉，水溶液呈_碱_性。 氨气 的化 学性 质 与 水 反 应 方程式 NH3+H2O NH3H2O NH4+OH 与 盐 酸 反 应方程式 NH3 + HCl = NH4Cl 实 验 室 制 法 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 +2NH3 +2H2O 氨水 成分 NNH3 、NH3 H2O 、H2O 、NH4 、 OH 、极少量的H 铵盐物理性质：铵盐都是_无色 _色晶体， _能_溶于水 化 学 性 质 氯化铵分解反 应方程式 NH4Cl NH3
9、+ HCl 碳酸氢铵分解 反应方程式 NH4HCO3 NH3 + H2O +CO2 板书二、本章典型题剖析 1、与氯气相关的过量计算 讲进行物质的量应用于化学方程式的计算，须按以下步骤进行：1、写出有关反应方程式；2、 找出相关物质的计量数之比；3、对应计量数，找出相关物质的物质的量；4、进行计算。 过下面，我们就在掌握上述各物理量间关系的基础上，来系统、全面地学习物质的量应用于化 学方程式的计算。 投影例1、将 30g MnO2 的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12 mol/L浓盐酸完全反应( 杂质 不参加反应 ) 。计算： (1) 参加反应的浓盐酸的体积 (2) 生成氯气的体积( 标
10、准状况下 ) 解： (1) 设参加反应的HCl 的物质的量为 X mol n( MnO2 ) = 30*76.6%/87=0.26 mol MnO2+4HCl ( 浓) MnCl2+Cl2+2H2O 1 4 0.26 X X=1.04 mol V(HCl)= 1.04/12=86.7 mL (2) n(Cl2)=n(MnO2 )=0.26 mol V(Cl2)= 22.4*0.26= 5.824L 讲本题的解题过程不止一种，说明解答同一问题可通过不同途径，希望大家在以后的学习中能 多动脑筋，多想些方法，以促使自己的思维能力更上一层楼。请大家根据以上内容，做如下练习。 点击试题 400 mL 某
11、浓度的 NaOH 溶液恰好与5.6L Cl2( 标准状况下 ) 完全反应，计算 (1) 生成 NaClO 的物质的量 (2) 该溶液中NaOH 的物质的量浓度 解： n(Cl2)=5.6/22.4 = 0.25 mol 设生成 NaClO的物质的量为X mol ,消耗 NaOH 的物质的量为y mol 2 NaOH + Cl2= NaCl + NaClO + H2O 2 1 1 y 0.25 x x= 0.25 mol y= 0.5 mol NaClO的物质的量为0.25mol c(NaOH )=1.25 mol/L 讲刚才的练习题的已知条件是两种反应物恰好完全反应，故计算时可直接利用所给反应
12、物的量 进行计算，若两种反应物的量都已给出，但却不知它们是否恰好完全反应，这时，计算应已哪一种 反应为标准呢？这就要涉及到过量计算。 投影例2、用 8.7 克 MnO2 与 100 克 36.5%的浓盐酸反应，消耗盐酸的物质的量是多少？产生氯 气在标况下的体积是多少？未参加反应的HCl 的质量是多少？ 讲在化学反应中，反应物间是按化学反应方程式所确定的质量比或物质的量比进行反应的，如 果某一反应中两种反应物的量都已给出，此时存在两种可能，一种是两种反应物恰好完全反应；二 是两种反应物不是恰好完全反应，而是一种反应物过量。这时就首先确定哪种反应物的量是过量的， 然而根据不足的物质，即完全反应的物
13、质的量进行有关计算，下面请解决例2。 解： n(MnO2)= 0.1 mol n(HCl)= 1 mol 由上可知，盐酸过量 设消耗 HCl x mol ,产生 Cl2 y mol MnO2+4HCl (浓) MnCl2+Cl2+2H2O 1 4 1 0.1 x y x= 0.4 mol y=0.1 mol (1) 消耗盐酸物质的量是0.4 mol (2) 标况下氯气的体积为2.24L (3) 未参加反应的HCl： 36.5*(1-0.4)= 21.9 g 点击试题将8.7 克 MnO2与 100 mL 6 mol/L 的浓盐酸共热，所得氯气的体积为多少？被还原的 物质的量为多少？ 讲过量计算
14、一个重要的应用是在氧化还原反应方面。即一种氧化剂多种还原剂的问题，氯气也 是一种强氧化剂，因此，我们来练习一道综合这两个方向的过量计算问题 点击试题已知：2Fe3+2I = 2Fe2 +I2 ；2Fe2+Br2 = 2Fe3 +2Br (1) 向含有 1 mol FeI2 和 2 mol FeBr2 的溶液中通入2 mol 氯气，此时被氧化的离子是_ (2) 如果向 (1) 的溶液中通入3 mol 氯气，则对应的氧化产物及其物质的量分别是_ (3) 若向含 a mol Fe2 和 b mol FeBr2的溶液中通入c mol 氯气，当I 、 Fe2、 Br完全被氧 化时， c 为_( 用含 a
15、 b 的代数式表示) (4) 若向均含有a mol Fe2 、 a mol Br 、a mol I 且等体积的2 份稀溶液，分别通入一定量 的氯气，当第一份溶液中有一半的I 被氧化成I2 、第二份溶液中有一半的Br被氧化成Br2 时， 向 2 份溶液中通入氯气的物质的量之比是_ 板书 2、关于浓硫酸的计算 讲浓硫酸能与不活泼的金属在加热条件下发生反应，但随着反应的不断进行，H2SO4 溶液降低， 当变成稀H2SO4 时反应即停止， 而活泼的金属Fe 和 Al 在常温下会发生钝化，而 Zn 与浓稀硫酸都能 发生反应，与浓H2SO4 反应生成SO2 ，与稀 H2SO4 反应生成H2 投影例3、使一
16、定质量的Zn 和 100 mL 18.5 mol/L 浓 H2SO4充分反应， Zn 完全溶解，同时生 成标准状况下的气体33.6L ，将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液c(H) = 0.1 mol/L,求气体A 中各组分和各组分的体积比。 解：由题意可知，A气体的成分是SO2和 H2 设 SO2的物质的量为 x mol ,H2的物质的量为y mol x + y = 33.6/22.4 = 1.5 mol Zn+2H2SO4( 浓) = ZnSO4 +SO2 +2H2O 2 1 2x x Zn+H2SO4 = ZnSO4 +H2 1 1 y y 2x + y = 18.5*0.1-0.1/2
17、= 1.8 解之得， x = 0.3 mol y = 1.2 mol V(SO2):V(H2)= 1:4 点击试题将铜片加入到150 mL 某浓度的浓硫酸中，加热使之反应，待铜片完全溶解后，冷却、 稀释、定容至1.00L ，取出 50.0 mL 稀释后的溶液，加入足量铁粉20.00 克。充分反应后，收集到 1.68L( 标准状况 ) 气体，残余固体经过滤、 洗涤、干燥后称量， 质量减少为16.04 克，试计算原H2SO4 溶液的物质的量浓度。 投影例4、向铜片中加入115 mL 某浓度的硫酸，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将其 溶液稀释到500 mL，再加入足量锌粉，使之充分反应，收集到
18、2.24L( 标准状况下 ) 气体。过滤残留 固体，干燥后称量，质量减轻了7.5 克，求在H2SO4 的物质的量浓度 解： n(H2)= 2.24/22.4 = 0.1mol , 设 Cu的物质的量为 x mol , Cu+2H2SO4( 浓) CuSO4 +SO2 +2H2O 1 2 1 x 2x x Zn+H2SO4 = ZnSO4 +H2 1 1 1 0.1 0.1 0.1 Zn+CuSO4 = Cu + ZnSO4 1 1 1 x x x 65(0.1+x)-64x = 6.5+x= 7.5 x= 1 n(H2SO4) = 2x+0.1=2.1 mol c(H2SO4) = 2.1/0
19、.115 = 18.26 mol/L 点击试题将Cu和 CuO的混合物 3.40 g，加入 13.0 mL浓 H2SO4 （过量）中加热，当混合物完全 溶解后，冷却，加水至500 mL。向此溶液中加入24.1 g细铁粉，直至反应放出3.36 L气体（标准 状况） ，滤出不溶物，洗涤、干燥称量，质量为16.1 g 。求：（1）最后所的溶液中的溶质及物 质的量浓度； （2）原混合物中Cu和 CuO的质量；（3）原浓硫酸的物质的量浓度。 板书 3、关于 HNO3 的计算 讲金属与浓、稀HNO3都能反应，但产物不同，浓硝酸对应生成NO2 ，稀 HNO3 对应生成NO ，但 浓、稀 HNO3 没有明确的
20、界限，这就要求我们在解决这类问题时要采用守恒法 投影例5、为测定某CuAg 合金的成份，将30.0 克该合金溶于80 mL 13.5 mol/L的浓 HNO3 中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L ，并测得溶液的C(H )= 1 mol/L ，假设反应后，溶液 的体积仍为80 mL ，试计算： (1) 被还原的HNO3 的物质的量 (2) 合金中银的质量分数。 解： (1) n (HNO3) = n(NO2) = 6.72/22.4 = 0.3 mol (2) 参加反应的 n (HNO3) = (13.5-1)*0.08 = 1 mol 其中参加氧化还原反应的 n (HNO3) = 0.
21、3 mol 起酸性作用的 n (HNO3) = 1-0.3 = 0.7 mol 设 Ag 的物质的量为X mol ，Cu的物质的量为 Y mol Ag - HNO3 - AgNO3 Cu - 2HNO3 - Cu(NO3)2 X X X Y 2Y Y 由合金质量可知 108X+64Y = 30 由起酸性作用的酸可得，X + 2Y = 0.7 mol 解之得， X = 0.1 mol Y = 0.3 mol w(Ag)% = 36% 讲解决此类问题不要企图依靠方程式或分析气体成份，而要着眼于HNO3 的守恒，在整个过程中 消耗的 HNO3分别起氧化剂与酸的作用，而起氧化剂作用的HNO3的物质的量
22、等于气体的物质的量， 起酸性作用的酸的量与金属成盐有关，抓住这两条物料守恒的线路，是解决这类问题的关键。 点击试题 38.4 mg Cu 跟适量的浓HNO3 反应， Cu全部作用后，共收集到气体22.4 mL ，反应消 耗的 HNO3 的物质的量可能是多少？ 讲解这类问题，除了抓住物料守恒外，还要根据氧化还原反应，适度运用电子守恒法 投影例6、14 克 Cu、Ag 合金与足量的某浓度的HNO3 的反应，将放出气体与1.12LO2 混合通入 H2O中，恰好完全吸收，求合金中Cu的质量 解： Cu、Ag先与 HNO3 反应生成NO或 NO2 ，生成的氮氧化物再与氧气反应生成HNO3 ，因此整个反应
23、 过程中，得电子的物质是氧气，而失电子的物质的Cu和 Ag。 即 1.12L 氧气所得电子数与14 克 Cu 、 Ag合金失去电子数相等。 设合金中Cu的物质的量为X mol， Ag的物质的量为 Y mol n(O2) = 1.12/22.4 = 0.05 mol 由质量可知 64X +108Y = 14 由得失电子守恒可知，2X + Y = 0.05*4 解之得， X = 0.05mol Y = 0.1 mol 合金中 Cu的质量为3.2 克 点击试题将32.64 克 Cu与 140 mL 一定浓度的HNO3反应， Cu完全溶解产生NO和 NO2 ，混合气 体在标准状况下气体体积为11.2L
24、 ，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，向溶液加入V mL a mol/L的 NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全 部转化为沉淀，则原HNO3溶液的浓度为 _ mol/L (3) 欲使 Cu与 HNO3 反应生成的气体在NaOH 溶液中全部转化为NaNO3 ， 至少需要30% 的 H2O2 _ 克 自我评价 1、在某100 mL 混合液中， HNO3和 H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 mol/L和 0.1mol/L ，向该混 合液中加入1.92 克 Cu，加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2的物质的量浓度是多少？ 2、25.6 m
25、g 铜跟含有 0.0014 mol HNO3 的浓硝酸恰好完全反应，反应完毕后收集的气体在标准状况 下的体积为多少？ 3、30 mL 一定浓度的硝酸溶液与5.12克铜片反应，当铜片全部反应完毕后，共收集到气体 2.24L(S.T.P)，则该 HNO3溶液的物质的量浓度至少为多少？ 4、将 Mg、Cu组成的 2.64 克混合物投入适量稀HNO3中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产 物 NO气体 0.896L( 标准状况 ) ，向反应后溶液中加入2mol/L NaOH 溶液 60 mL 时，金属离子恰好沉 淀完全，则形成沉淀的质量为多少？ 5、在 4mol/L 的 H2SO4和 2 mol/L
26、的 HNO3 混合溶液 10 mL 中，加入0.96 克铜粉，充分反应后， 最多可收集到标准状况下的气体的体积为多少？ 6、将 1.28 克 Cu跟一定量的浓HNO3反应，铜消耗完全时，共产生0.56L( 标准状况 ) 气体。所消耗 HNO3 的物质的量为多少？ 7、常温时，将a mol Cu和 a mol Fe 投入含 b mol HNO3的浓硝酸中，经一段时间后，使它们恰 好完全反应。已知反应后溶液中Fe3和 Fe2的物质的量相等，HNO3的还原产物为NO和 NO2 ，且 不考虑 NO2转化为 N2O4 。反应中可产生气体560 mL ，将该气体溶于水，充分反应后，气体体积减少 224 mL( 气体体积均为标准状况下体积) 。求 a,b 的值。 8、1.92gCu投入到一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成的气休颜色由深变成浅（不考虑2NO2 N2O4 ） ，共收集到672mL气体（标况） ，通入一定体积的O2恰好使气体完全溶于水，求通入O2的体 积（标况）。 9、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 。 （1）NO的体积为多少？（2）NO2的体积为多少？