1、教 案课题：第四章 第三节 硫和氮的氧化物(一)授课班级课 时教学目的知识与技能1、了解二氧化硫的物理性质和用途，掌握二氧化硫的化学性质2、了解可逆反应的概念，知道SO2的漂白原理过程与方法1、培养学生用新概念重新理解旧知识的能力(可逆反应概念)2、组织学生分组讨论，动手参与，培养学生设计实验、动手实验、观察现象的能力，并根据实验现象得出物质的化学性质。情感态度价值观1、结合二氧化硫的组成、结构和性质关系的教学过程，通过学生动手做实验，使他们获得新知，从而培养学生对科学研究的态度2、激发学生透过观察探究本质的兴趣，尊重科学以发展的眼光看待科学 重 点二氧化硫与水反应难 点可逆反应知识结构与板书
2、设计第三节 硫和氮的氧化物一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫(一)、硫(sulphur)俗称硫磺。1、硫的物理性质：淡黄色固体，难溶于水，可溶于酒精，易溶于CS2 ，熔沸点都很低。2、 硫的化学性质 氧化性：与绝大多数金属反应与非金属反应：H2+SH2S 还原性：与氧气发生反应 自身氧化还原反应 3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3 +3H2O (二) 二氧化硫1、物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。2、化学性质可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。(1) 酸性氧化
3、物-亚硫酐 二氧化硫与水反应 ：SO2 + H2O H2SO3 (亚硫酸) 二氧化硫与碱的反应SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O ；SO2 + NaOH = NaHSO3 SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O；Na2SO3 + H2O + SO2 = 2NaHSO3 与碱性氧化物反应 SO2+CaO=CaSO3 (2) 二氧化硫的氧化性：SO2+2H2S = 3S + 2H2O(3) 二氧化硫的还原性 与卤素单质反应：SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBrSO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl 与某些强氧
4、化剂的反应：2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 = K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4 SO2的催化氧化 2SO2+O2 2SO3 (4) 漂白性(5) 用途：制H2SO4 ；作漂白剂；杀菌，消毒(6) SO2的实验室制法 反应原理：Na2SO3 + H2SO4= Na2SO4 +SO2+H2O 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置 净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶 收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液 检验：湿润的蓝色石蕊试纸-变红 湿润的品红试纸-褪色 尾气处理：用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸(7) SO2的污染酸雨：空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨，
5、pH5.6(三) 三氧化硫1、物理性质：又名硫酸酐，是一种无色易挥发的晶体，溶沸点都很低。2、化学性质：具有酸的氧化物的通性，与水反应放出大量的热，具有较强的氧化性。(四) 硫化氢1、H2S的物理性质：无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，能溶于水，有剧毒。2、实验室制法：由强酸制弱酸的原理FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S FeS + 2H = Fe2 + H2S 用湿润的Pb(CH3COO)2试纸Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS + 2CH3COOH 试纸变黑 3、化学性质(1) 可燃性2H2S + 3O2
6、2H2O 2SO2 2H2S + O2 2H2O S (2) 还原性：H2S + X2 =2HX +S(X=Cl、Br、I)(4) H2S气体的水溶液-氢硫酸(3) 不稳定性：H2S H2+S 教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动投当天的空气质量日报讲请看当天空气质量日报的污染指数及首要污染物、空气质量级别、空气质量状(首要污染物有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒)讲今天我们来共同讨论关于硫、氮及其化合物的问题板书第三节 硫和氮的氧化物一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫投影视频硫磺的存在形式和硫单质的物理性质讲解并投影小结存在形式：游离态：火山口附近或地壳的岩石化
7、合态：硫化物和硫酸盐，如硫铁矿FeS2、黄铜CuFeS2、石膏（CaSO42H2O）、芒硝（Na2SO410H2O）板书(一)、硫(sulphur)俗称硫磺。1、硫的物理性质：淡黄色固体，难溶于水，可溶于酒精，易溶于CS2 ，熔沸点都很低。 思考用何种方法除去沾在试管上的硫单质？(用CS2 洗涤，加热升华法)问比较活泼的非金属单质，常见化合价为2，0，4，6，你能说出其代表物吗？写出你所知道的硫化物投影化合价-20+4+6物质类别FeS、Na2S、HgS、H2S SSO2、H2SO3、Na2SO3、NaHSO3 SO3、H2SO4、NaHSO4、Na2SO4 问硫单质的处于硫元素的中间价态，那
8、么硫会有哪些化学性质呢？讲硫既有氧化性又有还原性板书2、 硫的化学性质 氧化性：与绝大多数金属反应投影Fe+SFeS Cu+SCu2S (与变价金属生成低价金属)2Na+S=Na2S (研磨并轻微爆炸)Hg+S=HgS (除去有毒的Hg的方法)板书与非金属反应：H2+SH2S 讲制得的H2S是一种臭鸡蛋气味的有毒气体，有强还原性。板书 还原性：与氧气发生反应投影硫在空气和氧气中燃烧的视频实验现象：硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰。化学方程式：S+O2SO2 板书 自身氧化还原反应3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3 +3H2O 设问在空气质量报告的各项指标中，
9、有二氧化硫和二氧化氮的指数。二氧化硫和二氧化氮是什么？空气中有多种物质，为什么要选择这两种污染物的指数来报告？它们有什么危害？这就是我们这节书所介绍的内容，今天我们首先来共同讨论关于二氧化硫的问题。板书(二) 二氧化硫展示一瓶盛满的二氧化硫集气瓶问 二氧化硫什么颜色？什么状态？有什么气味？二氧化硫是无色，有刺激性气味的气体。问二氧化硫在水中的溶解性怎样呢？二氧化硫易溶于水。板书1、物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。 过渡刚了解SO2的物理性质，下面重点研究SO2的化学性质，看看他到底有什么秘密？ 板书2、化学性质引导请大家从理论上及已有的知识
10、推测。如前面第一章学习过物质的分类，SO2属于什么氧化物？分析SO2的化合价，结合第二章的氧化还原知识进行思考。酸性氧化物，与水反应生成酸；可以跟碱或碱性氧化物直接反应；具有氧化性、还原性，因S的化合价为+4价。引导非常好，那让我们一起通过实验进行验证。投影二氧化硫可溶性的视频实验现象: 试管中的水面上升，滴入紫色石蕊试液后，溶液变红。实验结论: SO2 溶于水后形成的溶液显酸性。板书(1) 酸性氧化物-亚硫酐 二氧化硫与水反应 ：SO2 + H2O H2SO3 (亚硫酸)讲H2SO3是一种不稳定的二元弱酸，有强还原性，弱氧化性。引导通过现象，可以得出二氧化硫的水溶液呈酸性。但H2SO3不稳定
11、，容易分解成水和二氧化硫，对于这样的反应，在同一条件下，能同时向两个方向进行的反应，我们称它为可逆反应。板书可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。问水电解产生氢气和氧气与氢气和氧气燃烧生成水，这二个反应是可逆反应吗？ 不是，条件不同引导二氧化硫与碱的反应怎么样呢？（为操作方便，是加进亚硫酸。）板书 二氧化硫与碱的反应SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O ；SO2 + NaOH = NaHSO3 SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O；Na2SO3 + H2O + SO2 = 2NaHSO3 思考与交流能否与石
12、灰水反应？有什么现象？方程式如何 向澄清石灰水中通入SO2，起初会看到沉淀，继续通入，沉淀消失 SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3+ H2O；SO2 + Ca(OH)2 + H2O =Ca（HSO3 ）2 SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3+ H2O；CaSO3 + H2O + SO2 = Ca（HSO3 ）2问能不能用澄清的石灰水来鉴别SO2与CO2 ？不能板书 与碱性氧化物反应 SO2+CaO=CaSO3 讲利用这点性质，我们可以解决含硫矿物燃料燃烧排放SO2的问题，可以把生成的SO2 最终转化为石膏，称之为钙基固硫过二氧化硫中的硫处于中间价态，既有氧化性，又有还原性板书
13、(2) 二氧化硫的氧化性：SO2+2H2S = 3S + 2H2O讲将SO2与H2S气体混合后可看到混浊讲SO2具有很强的还原性板书 (3) 二氧化硫的还原性 与卤素单质反应：SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBrSO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl讲SO2不仅能与卤素单质发生反应，而且能使酸性高锰酸钾溶液褪色板书 与某些强氧化剂的反应：2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 = K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4讲紫色的酸性KMnO4溶液褪色或变浅。但这并不是SO2的漂白性所起的作用，是它们之间发生氧化还原反应，漂白是对于有机色
14、质来说，卤水与酸性KMnO4不是有机色质。过SO2除了可以被溴水、酸性KMnO4溶液氧化外，还可被HNO3、氯气、氧气等强氧化剂氧化。如工业上生产H2SO4就可以用到以下反应。板书 SO2的催化氧化2SO2+O2 2SO3 讲SO3 是无色固体，熔沸点都很低。与水反应生成硫酸，是硫酸的酸酐，典型的酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性和强氧化性。投影实验视频：SO2的漂白性。实验现象：品红溶液褪色，再加热，颜色又复原。(品红溶液是一种有机红色染料)讲SO2有漂白作用，但漂白后的新物质不稳定，易恢复。板书(4) 漂白性投影SO2 能跟某些有色物质化合而生成不稳定的物质，该物质易分解恢复为原有色物质讲在
15、这里大家需要注意的是SO2的漂白性与氯气和活性炭不同，SO2不能漂白酸碱指示剂。投影小结常见漂白剂及其原理比较漂白剂HClO、Na2O2、O3、H2O2SO2活性炭原理具有强氧化性，将有色物质氧化成无色与某些有色物质化合成不稳定的无色物质吸附有色物质特点不可逆，褪色后颜色不再复原可逆，受热或放置一段时间可复原-变化化学化学物理过我们研究物质的性质的目的是为了能更好地应用它，SO2的这些性质决定有哪些用途呢？请大家总结并回答。讲SO2在日常生活中有一定用处，工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等，此外，二氧化硫还用于杀菌消毒。但它的危害性也非同小可，二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被
16、一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白等。食用这类食品，对人的肝、肾脏等有严重损害，并有致癌作用。板书(5) 用途：制H2SO4 ；作漂白剂；杀菌，消毒问关于酸性氧化物，我们最熟悉的莫过于CO2，那么SO2与CO2有哪些异同呢？投影小结相同点：都是无色气体且密度大于空气；均为非电解质；都是酸性氧化物不同点：SO2 有刺激性气味，有毒；SO2 能使品红退色思考与交流如何鉴别SO2和CO2 呢？鉴别SO2用品红溶液，看是否褪色，鉴别CO2用澄清石灰水，看是否有沉淀生成但需要注意的是，当SO2中混有CO2，不影响对SO2的鉴别但当CO2中混有SO2时，则需要除去SO2思考与交流如何除去CO2中的
17、SO2呢？可通过足量溴水(氯水)或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(目的是吸收SO2 )，再通过品红(目的是验证SO2是否被除尽)过根据SO2的性质以及以前学习过的气体制备知识，设计一下SO2在实验室取的装置。板书 (6) SO2的实验室制法 反应原理：Na2SO3 + H2SO4= Na2SO4 +SO2+H2O 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置 净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶 收集方法：向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液 检验：湿润的蓝色石蕊试纸-变红 湿润的品红试纸-褪色 尾气处理：用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸过虽然SO2在实际中有一定的应用，但因SO2是有毒气
18、体，是主要大气污染物之一，当空气中含大量SO2，对环境危害极大，请大家观看有关视频。板书(7) SO2的污染讲SO2的主要危害是直接危害人体健康而且是酸雨的主要成分板书酸雨：空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨，pHBr2 I2S 离子还原性：ClBrI 板书二、二氧化氮(nitrogen dioxide)和一氧化氮问欲认识两种氮氧化物，我们还要从大家最熟悉的氮气入手，空气中氮气的体积分数为多少？78%讲自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，生物体中蛋白质含有化合态氮，土壤中有硝酸盐，如KNO3、Ca(NO3)2 等。所以有人说“氮是生命元素”问工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。请大
19、家预测氮气的性质活泼与否 通常情况下，氮气不活泼，不与氧气反应，但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。板书1、NO和NO2的生成视频实验N2和O2在放电条件下的反应放电或 高温板书N2 + O2 2NO 2NO + O2= 2NO2 实验室制法：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O问通过实验观察，NO和NO2可能具有什么样的物理性质呢？大家推测一下。板书2、物理性质：NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。 NO2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水思考与交流可用什么样的
20、方法收集NO和NO2呢NO与空气密度相近且与空气中的氧气反应，但NO不溶于水，因此可用排水法收集NO2溶于水，密度比空气大，故用向上排空气法收集。讲氮除了-3、0外，其正价从+1到+5，NO和NO2是氮较为典型的氧化物，除此之外，还有N2O，俗称笑气。N2O3，是亚硝酸的酸酐。N2O5，是硝酸的酸酐。过那么NO和NO2究竟有哪些化学性质呢？下面让我们一起来探究一下。板书3、化学性质讲NO不与水反应，在常温下易与O2化合生成NO2 。板书（1）NO与氧气反应：2NOO22NO2讲NO2在通常状况下，能自身相互结合生成无色的N2O4 气体，且在加热时气体颜色加深板书(2) NO2 的聚合反应：2N
21、O2 N2O4 讲NO仅能与氧气反应，但NO2 的N处于中间价态，有弱还原性和强氧化性。NO2 具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝板书(3) NO2 的氧化性：4NO2 +2KI =2NO + 2KNO3 + I2 NO2 + SO2 + H2O = H2SO4 + NO讲NO和NO2有毒，污染环境，不能直接排放，但可以用碱液进行尾气吸收。板书(4) 与碱反应：NONO2 2NaOH=2NaNO2 +H2O2NO2 +2NaOH=NaNO3 +NaNO2+H2O 讲NO2溶于水，且能与水反应，NO2难被氧气氧化，易与水反应生成HNO3 板书(5) NO2与水反应视频实验NO2溶于水实
22、验板书3NO2+H2O=2HNO3+NO思考与交流NO2是否是硝酸的酸酐呢？ 不是，因为N的化合价不是+5价思考与交流俗话说“雷雨发庄稼”，请思考这其中的原理及涉及的可能反应。空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收。思考与交流在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青，这是为什么？试写出相关反应的化学方程式。N2 + O2 =2NO 2NOO22NO23NO2+H2O=2HNO3+NO科学探究现给你一试管预先
23、制好的NO2，其他药品和仪器自选。请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收。并填写教材上的表格投影填写表格并请同学总结实验步骤现象解释(可用化学方程式表示)(1)将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充满整个试管的2/3，无色气体充满试管的1/3(上部)3NO2+H2O=2HNO3+NONO2为红棕色气体，易溶于水，NO为无色气体，难溶于水(2)制取少量氧气2H2O2 =2H2O +O2(3)将氧气慢慢地通入步骤(1)的试管中无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体，但气体体积逐渐减小，液面不断上升2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+N
24、O思考与交流你的实验设计对工业上生产HNO3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)NO2与水的反应可知，只有2/3的NO2转化为HNO3，而1/3的NO2转化为NO。因此，硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO再氧化为NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO。经地这样多次的氧化和吸收，NO2可以比较完全地被水吸收，尽可能地转化为HNO3 讲工业上循环利用NO制HNO3 ，那么将NO做为中间产物对方程式叠加，可得到NO2和O2的混合气体共同与水反应的方程式板书4NO2+O2+2H2O=4HNO3讲那么，若是把NO2看到NO和O2反应的产物，再次将两个反应叠
25、加，又会得到什么呢？对，可以得到NO和O2的混合气体共同与水反应的方程式板书4NO + 3O2+2H2O=4HNO3讲氮氧化物溶于水的计算是常见的考点，有时需要讨论，并且需要讲究技巧。板书三、NO2、NO和O2的混合气体跟H2O反应的相关计算1、NO2溶于水的问题讲依据原理：3NO2+H2O=2HNO3+NO，若有气体剩余，应为NO。投影例1、将20mL NO和NO2 的混合气体的试管倒立于盛有H2O水槽中，充分反应后，余于气体体积变为10mL，求原混合气体中NO和NO2 各占多少？解法一：设NO体积为x mL，NO2体积为y mL x+y=203NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3
26、 1y y/3 x+y/3=10 解之得，x=5 y=15讲利用差量法可帮助快速解题，可在题中寻找体积差解法二：设NO2体积为x mL3NO2 + H2O =2HNO3 + NO V3 12x 20-10=10 x = 15讲若将NO和O2的混合气体通入水中，会发生反应4NO3O22H2O4HNO3 板书2、NO和O2的混合气体通入H2O讲通过方程式分析可知，若NO过量则余下气体为NO，若O2过量则余下气体为O2，解这类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。投影例2、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终有4mL气体，则通入O2的体积可能是多少？解：
27、若最终余下气体的成份为NO，则与水反应的NO为20-416mL4NO3O22H2O4HNO3 4 3 16 X X=12 mL 若最终余下气体的成份为O2，则20mLNO均与水反应4NO3O22H2O4HNO3 4 320 X X=15mL 此时，通入O2的体积为15+419mL通入O2的体积可能是12 mL 或19 mL 点击试题一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有H2O 的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？讲若将NO2和O2的混合气体通入水中，会发生反应4NO2O22H2O4HNO3 板书3、NO2和O2的混合气体通入H2O讲通过
28、这个反应可知，若O2过量则剩余气体为O2，但是若NO2过量，则过量的NO2还会和H2O继续反应，则余下气体为NO。投影例3、在一支容积为30mL的试管内充满NO2 和O2的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余5mL，则原混合气体中NO2 和O2的体积各是多少？解：设原混合气体中NO2的体积为x mL ，O2的体积为y mL 则 x + y = 30 若O2过量，则余下5 mL 气体为O2 ,则所有的NO2全部参加反应，而参加反应的O2的体积为(y 5) mL 4 NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 1 x y-5 x = 4(y-5)解之得，x = 20 mL y = 10
29、mL 若NO2过量，则O2全部参加反应，而过量的NO2还会和H2O继续反应，余下的5 mL气体为NO， 4 NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 1 4y y则过量的NO2体积为 (x-4y) mL3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3 1(x-4y) 5 则 x-4y = 15解之得，x = 27 mL y = 3 mL NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL 点击试题将充满NO2 和O2混合气体的量筒倒置于H2O 中，充分反应后保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2 和O2的体积比是多少？小结本节学习了氮的氧
30、化物，重点是NO和NO2的性质，尤其是NO与氧气和NO2与H2O的反应。自我评价1、对于氮的氧化物的下列叙述中，正确的是( D )A、氮的氧化物都是无色气体 B、氮的氧化物都不溶于水C、氮的氧化物都是酸性氧化物 D、氮的氧化物都是大气污染物2、将5 mLNO和15 mL NO2混合气体通入倒置水槽中充满水的试管里，最后在试管中能收集到的气体体积为( C ) A、20 mL B、15 mL C、10 mL D、5 mL 3、在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于H2O中且盛满H2O的容器内，充分反应后，容器内残留m/2体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色气体，则m/n=_(8：
31、3)4、有一容积为50 mL 带活塞的密闭容器，在常温下往此容器中充入30 mL NO和10 mL O2，待活塞停止后，容器体积为( D )A、40 mL B、30 mL V 40 mL C、30 mL D、20 mL V 30 mL 5在标准状况下，将NO2、NO、O2混合，充分充满容器倒置于水中，完全溶解且无气体剩余，若产物也不扩散，则所得溶液的物质的量浓度的数值范围为（ ）A0M1/22.4 B1/39.2M1/22.4C1/39.2M1/28 D1/28M1/22.46、常温下盛有10mL NO2 和10mL NO组成的混合气体的大试管倒立于水中，当向其中缓缓通入O2一段时间后，试管内残留2 mL气体，则通入O2的体积可能是多少？7、将3L NO2的气体依次通过三个装有足量的NaHCO3溶液、浓H2SO4、Na2O2装置后，用排水法收集残余气体，得到气体是_，体积为_教学回顾：版权所有：高考资源网()版权所有：高考资源网()
