硫及其重要化合物复习

2024-09-27

硫及其重要化合物复习(精选6篇)

硫及其重要化合物复习 篇1

文章编号:1008-0546(2013)02-0074-03 中图分类号:g633.8 文献标识码:b

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.02.029

一、指导思想与理论依据

本节“硫及其重要化合物”复习课,主要是以学业水平测试为教学目标的复习,复习内容的深广度,必需严格依据江苏省普通高中学业水平测试(必修科目)说明的要求和高中化学课程标准的要求,并在此基础上适当培养学生化学分析与思维能力,因为硫及其重要合物内容学生已经在高一经过系统的学习,对硫、二氧化硫、硫酸等知识有了一定的积累,因此对“硫及其重要化合物”复习课设计的教学目标是:引导学生对已学过硫及其化合物的知识进行条理化,并对各知识点中的重要内容与能力进行串联,让学生对硫及其重要化合物有个整体的认识,体会学习元素化合物知识的一般方法,并形成一定的分析、解决问题的能力。

二、教学内容分析

“硫及其重要化合物”普通高中化学课程标准要求的内容目标是:了解硫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,活动与探究目标:讨论减少向大气中排放二氧化硫的措施。

江苏省普通高中学业水平测试化学(必修科目)说明上的要求是:(1)了解硫的可燃性;(2)了解硫及其重要化合物的主要物理性质;(3)了解二氧化硫与氧气、与水的反应,认识亚硫酸的不稳定性,认识二氧化硫漂白作用与次氯酸漂白作用的区别;(4)了解浓硫酸的强氧化性,了解浓硫酸与cu、c的反应,了解常温下铝、铁在浓硫酸中的钝化现象;(5)了解二氧化硫的污染来源及危害,认识工业上生产硫酸的反应原理。

三、学生情况分析

“硫及其重要的化合物”是高中化学(必修)第四章,非金属及其化合物的内容,学生在高一第一学期学习化学时,由于硫及其重要化合物内容中化学实验较多,实验现象也丰富多彩,与生活实际联系也相对密切,所以学生学习硫及其重要化合物兴趣较浓,学习比较认真,基础知识比较扎实,高二分科后长时间的遗忘,加上知识零碎,没有系统性进行整理,因此复习时候主要是把前面零碎的知识按照一定的规律进行系统整合,同时在复习的过程中,重视学生的动手与动脑,避免教师复习一头热,学生只听不练,达不到复习的效果,在复习的过程中主要以引导学生回答为基础,突出学生的主体性,帮助学生去构建其知识网络。并在复习时重视对与硫及其重要化合物相关的知识的串联,如氧化还原反应、反应热效应、反应限度、离子反应等以元素化合物知识为载体的理论知识。

四、教学目标设计

1.了解硫、so2、h2so4的主要性质,能写出主要反应的化学方程式;

2.了解so2的漂白原理与次氯酸漂白原理的不同;

3.了解浓硫酸的强氧化性,与cu、c反应的原理及铝铁的钝化现象;

4.了解硫及其化合物的应用和对生态的影响。

五、教学重点与难点

1.重点:so2与浓h2so4的性质;

2.难点:浓硫酸的强氧化性。

六、教学过程设计流程图

知识复习顺序:s→ so2→h2so4

教学环节:基础知识梳理→ 重要知识点的强化 → 基础训练 → 能力提升

七、教学过程描述

八、教学反思

本节课高中学业考试复习课,硫及硫的重要化合物,涉及到的内容很多,在一节复习课中如何让学生能够从整体上去把握,知识的串联很重要,同时在复习中更应注重重点知识的强化,难点知识的突破,所以在设计的时候主要是在复习中,侧重了二氧化硫的漂白性和还原性的分析,浓硫酸的强氧化性的分析,并适当地进行氧化还原反应电子转移方向与数目的讨论,还在二氧化硫制硫酸的反应中强化了反应的限度,硫与氧的反应中强化了反应物浓度对反应速率的影响等,二氧化硫是造成酸雨的原因,酸雨的形成与防治便成了顺理成章嵌入其中。

(1)硫及其重要化合物为高一化学必修1的内容,复习时候,不必细讲,点到为止,主要是唤起学生对知识的回忆,让学生去思考,去解答,把知识点以问题的形式给出,引导学生去总结思考,其中涉及到许多重要的化学方程式,在复习的时候要求学生边复习,边书写强化。

(2)教师在复习中起到主导作用,帮助学生形成自己的知识网络,并对学生反馈出来的问题进行及时矫正,让学生体会到元素化合物的复习方法。

(3)适当引入一些历年的学业考试的试题,设计有基础题与难度题,让学生在有成就感的同时,也进行深度的思考。培养他们分析解决问题的思路与能力。

硫及其重要化合物复习 篇2

当前高三化学复习都是类似满堂灌的教学,复习模式几乎是“知识梳理—例题剖析—课后作业”三步走模式,教师讲,学生听,日复一日,造成如今较为普遍的教师、学生、教学的“惯性”疲惫:学生很认真的学了,教师也很努力的教了,但是学生的复习效率就是提不高。这是由于教师的“二传手”无法到位,学生头脑中无法形成一条清晰的知识链,不能将知识充分内化为能力,从而导致复习效率低。基于这种现象,笔者对《铝及其重要化合物》这模块的复习以翻转课堂的模式进行教学。

翻转课堂的特点之一就是在最大化地开展课前预习的基础上,不断延长课堂学习时间、提高学习效率,关键在于如何通过课堂活动设计完成知识内化的最大化。因此,在设计本课教学活动时,充分利用情境、协作、会话等要素充分发挥学生的主体性,完成对《铝及其重要化合物》本课题所需掌握的知识的内化及迁移。

(一)翻转课堂教学模式流程图

(二)教学过程简易图示

二、教学目标

(一)知识与技能

1.要求了解金属铝及其重要化合物的主要性质及应用。

2.要求掌握Al2O3和Al(OH)3的两性及Al 3+、AlO2-和Al(OH)3的互相转化关系。

(二)过程与方法

通过观看微课视频和QQ群互动学习,引导学生设计Al→Al(OH)3→Al2O3转化的不同实验,让学生在已有的知识上完成转化任务,促使学生在完成转化任务的过程中自主构建知识体系与发展。

(三)情感态度与价值观

通过翻转课堂复习教学,提高学生自学以及获取有效信息的能力;激发学生学习化学的兴趣,培养团队协作精神。同时养成从化学视角观察生活的习惯,体会化学对社会生活的重要影响。

三、教学重难点

重点:Al的化合物的化学性质、氢氧化铝的制备、Al2O3和Al(OH)3的两性及Al 3+、AlO2-和Al(OH)3的互相转化关系。

难点:铝的重要化合物之间的相互转化。

四、教学方法

实验探究法、小组讨论法、归纳总结法。

五、教学过程

教学环节1课前学习

【教师活动】课前布置学生观看视频,做课前测试。

【学生活动】课前观看视频,做针对性练习。

教学环节2梳理微课

【教师】同学们,课前我们布置了回去观看教学视频,做针对性在线作业的任务。现在就请每一个同学仔细想想,自己收获了什么?产生了什么疑问?

【学生】回忆前思考。

【教师】通过学生的回答来梳理本堂课需要掌握的知识。

【板书】略。

【设计意图】学生就自己在课前知识建构过程中产生的疑问向老师请教,接受老师的启发和个性化指导。由于学生在提问中带有很强的目的性,“我要学”的心理观念很强烈,因此效率很高。

教学环节3探究设计实验方案

【过渡】同学们都很认真地学习,掌握得很好。那有没有同学留意到视频中留下了一个实验探究?(确立探究目标)

【学生】设计多个方案帮助铝完成从Al(OH)3到Al2O3的转化。

【教师】现在同学们按我之前分配好的组别坐好,接着我会给出铝粉、稀盐酸、NaOH溶液为原料,请用可行的方案制备Al(OH)3进而制备Al2O3,结束之后每组派代表汇报总结,成绩好的组别最后有奖励,差的则要惩罚。

【学生】开始设计,以下是学生给出的5种实验方案。

【学生】每个小组推选一名代表汇报自己组内的收获,汇报后,其他组的学生对此进行评价,对于不明确的地方,由讲解的同学或同组内的其他成员做出解释。

【教师】对学生不明确的问题,进行补充说明,并对各个小组的合作学习做综合评价。

【设计意图】(1)设计探究性实验,激发学生的探究兴趣,训练学生的发散思维。

(2)“尊重学生的独立性”贯穿于整个课堂设计,让学生在独立学习中构建自己的知识体系。小组讨论中相互检查自己与队员们想法的正确性,集思广益,让学生自己去发现、去总结,培养学生分析问题的能力,并在思想的碰撞中培养学生合作思考的能力。

(3)通过实验探究,培养学生的探究能力和创新思维。

教学环节4构建“反应图”

【教师】同学们,我们进一步结合课前梳理以及评价反思实验探究的结果,从类别、价态、特性三个角度归纳Al、Al2O3和Al(OH)3、Al 3+、AlO2-等物质或离子的化学性质,并进一步画出互相转化的反应图。(让学生小组合作,最后得分如何要看各小组的完成情况)

【学生】认真思考讨论,分工合作,积极参与。

【设计意图】让学生通过自主学习、合作学习,全面掌握铝及其重要化合物的主要性质,通过构建反应图可以比较全面地掌握铝及其化合物的主要化学性质,还可以将它们的性质连接起来串成一条线、连成一个面,有利于学生自主构建铝及其化合物互相转化的反应图,更有利于学生发展分类观。

教学环节5微观视角看问题

【教师】通过构造反应图,相信大家对铝及其化合物有一个很清晰的知识网络了,但是看问题要从多个角度出发,接下来让我们从微观角度分析、理解Al(OH)3、Al 3+和AlO2-的化学性质。

【学生】认真思考讨论,分工合作,积极参与。

【设计意图】Al(OH)3是两性氢氧化物,属于弱电解质,在水溶液中存在着酸、碱两式电离平衡;而铝盐和偏铝酸盐,在水溶液中都存在着水解平衡。从微观角度分析并理解Al(OH)3、Al 3+和AlO2-的化学性质,既有利于学生运用学过的水溶液中的离子平衡理论从微观的角度深化理解元素化合物知识,又能帮助学生以元素化合物知识为载体加深对概念原理的理解,使概念原理更具有活性和功能性。

教学环节6随堂练习

【PPT展示】一道关于铝的化工流程高考真题。

【教师】同学们认真观看屏幕上的真题,待会以小组个人为单位进行抢答,最后是奖励还是受惩罚就看你们小组的知识掌握程度……

【学生】认真读题思考,抢答积极,气氛活跃愉快。

【教师】总结评讲。

【设计意图】以练习巩固新知识,突破学生惯有的“高考真题难,不敢做”的心理防线。

教学环节7课堂总结(15min)

【教师】这节课你们学到了什么?

【学生】抢答环节过后,余味未尽,纷纷积极抢答,且知识点总结得很全面。

【教师】同学们总结得很好,接下来由我来总结这节课各个小组的综合成绩,最好的那一组奖励老师亲手整理总结好的金属及其化合物高考的各个考点;最差那组惩罚完成我准备的关于铝及其化合物的课外练习。有奖有惩,每个同学都有机会,想要奖励的同学记得课下努力武装自己,下节课我们再切磋。

【设计意图】回顾学习内容,加深记忆;方便学生整理本课题需要掌握的内容。

教学环节8布置课后作业即课后学习

【教师】同学们,课后以本课《铝及其重要化合物》为蓝本,完成“以铁粉为原料,用尽可能多的方法制备铁红”的任务。

【设计意图】让学生们学以致用,提高复习效率,提高自学能力。

六、板书设计

七、教学反思

1.微课设计引用“先行者理念”,将微课视频以及课堂的活动先发给学生观看思考,课堂执行活动探究,整个教学过程贯彻学生个性化学习指导。

2.复习课大胆采用翻转课堂模式,为高三复习带去不一样的面貌;采用小组竞争,游戏学习,寓教于乐,让学生在枯燥的备考中体会到学习的乐趣,达到轻松复习的目的。

硫及其重要化合物复习 篇3

硫及其化合物知识在苏教版教材中,仅在高一的《化学1》中出现,在其他模块教材中都没有出现。那么,作为学完整个高中化学的高三学生,如何在高三化学一轮复习中用系统论的观点,整体把握和统领高中化学知识,综合运用化学知识进行系统复习,避免在高一基础上的简单机械重复或原地踏步,是本节课设计的意图所在。

1.树立整体意识

元素化合物知识研究的是物质,物质的性质由结构决定,反之,由物质的性质也可以推测物质可能有哪些结构;要运用物质就应了解或知道物质的制法;制取物质就要研究物质的收集方法;物质在制取、收集、使用等过程中自然会出现环境污染等问题……

高中化学总复习,不同于高一新授课,其主要教学目标之一就是引导学生建立起元素化合物的知识体系。

应该让学生确立如图1这样一个元素化合物知识学习框架。

2. 结构决定性质

结构决定性质,是研究物质的基本思想。化学反应的本质是原子外层电子的得失或重排,是原子的重新排列和组合。要研究物质,就必须研究物质的结构,尤其是要研究物质的原子结构、电子的排列情况、分子的结构等,从而推测或推知和预测该物质的性质,如图2。

苏教版《化学》中,介绍了有关物质结构的基本知识,如核外电子排布、原子的电子轨道表示式、外围电子排布式、杂化轨道理论、分子的空间构型、分子的极性、分子的结构式、电负性、等电子体等知识,完成高中学习任务的高三学生已经具备了讨论物质结构所需要的必备基础知识,学生完全有能力借助物质结构知识研究物质的性质。

高三一轮复习中元素化合物知识的复习,既然称之为一轮复习,就应该把相互有关联的知识,相互有因果关系的知识,相互有紧密联系的知识统领起来,并借助有关方法和手段解决在高一年级学习中由于知识限制而无法解决、不能研究的内容。

3. 编织物质转化关联网

建立物质之间的转化关联网是复习和研究物质性质的一种方法和手段。根据研究的侧重点的不同,关联网建立的方法有多种,有连线法、网络法以及坐标法。

目前使用最多的应该是网络法,如图3,还有

坐标法,(见图4)。

二、教学片段

1. 硫单质的教学片段

【教师】物质的结构决定物质的性质。硫单质的性质应该由硫原子的结构所决定。我们一起把硫原子的原子结构示意图画一下:

把硫原子的电子式画一下:■

【教师】认真观察硫原子的原子结构示意图和电子式,大家可以得出些什么想法。

【学生】硫原子为16号元素,最外层有6个电子,应该可以得到2个电子。

【教师】可以“得到2个电子”,说明硫元素显示怎样的化学性质?

【学生】氧化性。

【教师】所以,单质硫可以和氢气、金属钠、铁等具有较强还原性的单质反应,生成相应的硫化物。

从分子形状来看,在硫的氢化物中,硫原子和氢原子是否排在一条直线上?还是呈折线型?

学生开始争论,没有统一意见。

【教师】我们是否可以根据元素周期律来推测:S元素和O元素处在同一主族,S的价电子的电子排布结构与O相似,形成的氢化物H2S是否与H2O有共同或相似之处呢?

同学们恍然大悟。

【学生】对,H2O分子呈折线型,那么H2S分子也呈折线型。

【教师】为什么?

【学生】根据结构决定性质的规律,硫原子价电子的轨道表示式为:

硫原子在与H原子结合时,S原子采取sp3杂化,其中有2个杂化轨道分别与2个H原子形成σ键,还有2个杂化轨道中分别有2对孤电子对。由于S原子形成的是sp3杂化4个轨道,所以,H—S—H不可能成一直线,而是呈V型。

【教师】回答得非常准确。同样,H2O分子和H2S分子属于等电子体,通过等电子体的性质,也可以推测H2S与H2O有共同的分子形状。

2. 二氧化硫教学片段

【教师】你们知道CO2的电子式吗?它是直线型还是折线型?

学生非常轻松地就回答出来了:CO2中所有原子满足8电子结构,分子呈直线型。

【教师】那么,SO2是直线型还是折线型?

【学生】(不假思索就回答)与CO2一样,是直线型。

【教师】有什么理由可以证明SO2的分子结构与CO2一样,是直线型?

【学生】直觉,因为两者分子式类似。

【教师】化学是自然科学,要以事实为依据,不能凭直觉。我再提醒大家:根据“等电子原理”可知,当两种物质具有等电子结构时,应该具有相似的分子结构。

【学生】喔,SO2与CO2不属于等电子体,结构不会一样。

【教师】SO2分子中,S原子采用了sp2杂化,其中有2个杂化轨道分别与2个O原子形成2个σ键,余下的1个杂化轨道上有1对孤电子对与2个σ键在一个平面上。所以,分子形状为折线型。另外,S原子没有杂化的2个3p轨道上的电子与O原子2p轨道上的2个未成对电子形成大π键。

【学生】明白了。

【教师】比较一下:CO2中的C原子采用的是什么杂化?

【学生】C原子采用sp杂化,所以CO2分子呈直线型。

【教师】对。至此,大家能否理解为什么在以前的教学中,老师通常不让大家写SO2的电子式,而只要求大家写CO2电子式的原因了吧。

既然SO2与CO2两者的结构不同,那么SO2与CO2的性质应该也有不同。比如,SO2有较强的还原性,而CO2没有,这一性质上的差异,能否通过相关知识得以解释?

【学生】……

【教师】S原子上有一对孤电子对,当O原子靠近S原子的孤电子对时,由于O元素的电负性比S大(O电负性为3.5,S电负性为2.5,H电负性为2.1),容易被O原子所捕获,形成正三角形的SO3,其中S原子仍然为sp2杂化。endprint

3. 硫酸的教学片段

【教师】请同学写出硫酸的结构式。

【学生】(学生板书)

【教师】很好。从硫酸的结构式,大家能看到或想到些什么?

【学生】似乎有—OH。

【教师】对。其实,含氧酸和碱都可以看成氢氧化物。这也就解释了为什么HClO的结构式应该是H—O—Cl的形式,而不是H—Cl—O的形式。

【教师】那么,为什么在含氧酸中有—OH的结构,却显示出酸的性质呢?

【教师】原来,各类氢氧化物或含氧酸的酸碱性决定于它发生碱式(I处键断裂)还是酸式(II处键断裂)离解。

如果把R看成中心原子(离子),则若R为非金属元素,R的电负性相对较大,吸引电子能力强,使R—O键结合力增强,O原子上的负电荷向R原子方向偏移,使H原子上负电荷减弱,按II处断裂,H原子以H+的形式被释放出来,呈酸的特征。

若R为金属元素,R的电负性相对较小,吸引电子能力弱,使R—O键结合力减弱,由于O原子的电负性较大,负电荷偏向于O,致使电负性小的金属原子R以阳离子的形式离解出来,即按I处断裂,释放出OH-,呈碱的特征。

【学生】看来含氧酸和碱是同一类物质。

【学生】所以,教材上在讨论元素周期律时,用“氧化物的水化物”的表述方式来研究酸或碱,从而讨论“最高价氧化物的水化物”的酸性或碱性。

【教师】说得好。从上述键的断裂形式分析,能否说明Al(OH)3为什么显两性的原因?

【学生】能。铝元素金属性不强,非金属性也不强,所以,铝吸引电子能力不强,使Al(OH)3既可能按照酸式离解,也可能按照碱式离解。

【教师】那么,又如何解释浓硫酸具有“强”氧化性呢?而稀硫酸却没有“强”氧化性?

【学生】稀硫酸有一定的氧化性。但稀硫酸的氧化性与浓硫酸不同,浓硫酸氧化性是硫酸分子中S元素体现出来的,而稀硫酸氧化性是稀硫酸电离出来的H+所体现出的氧化性。

【教师】不错。能否从结构上讨论一下这种差别?

【学生】硫酸是共价化合物,浓硫酸中硫酸分子在没有水分子作用时,硫酸无法电离,S元素周围的O元素电负性大,吸引电子能力强,迫使具有较大电负性的S元素“强力反抗”,期望获得电子,这种强烈的获得电子能力就是氧化性,所以,浓硫酸体现出较强的氧化性。

【教师】表述合理,准确,到位。那稀硫酸为什么没有强氧化性?

【学生】稀硫酸溶液中,由于硫酸分子电离产生的■离子中,S元素以sp3杂化形式存在,且■离子带有2个单位负电荷,使S元素也部分分摊到部分负电荷,从而降低了S元素吸引电子的能力,即氧化性减弱。

【教师】稀硫酸有没有氧化性?

【学生】有。稀硫酸溶液中,H+离子的氧化性超过了■离子的氧化性,所以,稀硫酸的氧化性其实就是H+的氧化性。

【教师】非常好。

4. 环保教学片段(略)

5. 课堂结尾

【教师】同学们,这节课我们根据系统论观点,站在高三化学基础上,居高临下,把高中化学知识融会贯通地运用于元素化合物知识的复习,并紧紧抓住结构决定性质这一研究物质的有力武器进行了系统复习。

【教师】通过上述复习,大家对今后其他各章节有关元素化合物知识复习有何启发呢?

【学生】要定复习的框架。

【教师】是不是应该明确哪些是复习的重点?

【学生】应该复习各物质相互转化的化学方程式。

【学生】列出知识网络,列表总结各物质的结构、性质、制法、检验、用途、环保等。

【学生】……

【教师】很好!我想,是不是可以用几个字概括一下?

【教师】学习元素化合物知识可以概括为六个字:

“定位”——确定复习哪些物质、哪些性质、列出复习元素化合物知识的框架;

“织网”——把相互有关联的知识按照一定的方法编织成知识网,便于课后复习;

“构性”——用物质的结构决定物质的性质这一思路,系统分析、归纳相关知识。

【教师】但是,对具体的不同章节又有不同的“热点”,如本节课的热点为:

氧化性(浓硫酸)、还原性(SO2、H2SO3、H2S)、环保(SO2)、检验(SO2)、应用。

三、反思

化学新课程教学中,“课时紧”是贯穿整个高中化学课堂教学的重要特征。按理,元素化合物知识的复习,首先是各种物质性质的复习,也就是要引领学生复习、回顾乃至熟记各种物质的各类反应及化学反应方程式、制法、检验、实验操作等基础知识,但我认为让学生体验整个高中化学知识前后联系的整合方法,让学生体验复习元素化合物知识的思维方式,让学生体验用系统论观点思考和处理问题的方法,让学生体验建构知识框架的过程,让学生归纳并总结学习元素化合物知识的方法和手段等,要比简单梳理书本知识重要得多。有限的课堂教学时间,应该安排学习和研究最有价值的教学内容和探究内容。因此,有关化学方程式的复习、涉及物质间相互转化的化学反应方程式、相关实验等基础知识和内容可以让学生课后自己复习解决,不要放到有限的课堂内进行。另外,可以再配套增加两节习题课,以巩固并活学活用所学知识。endprint

3. 硫酸的教学片段

【教师】请同学写出硫酸的结构式。

【学生】(学生板书)

【教师】很好。从硫酸的结构式,大家能看到或想到些什么?

【学生】似乎有—OH。

【教师】对。其实,含氧酸和碱都可以看成氢氧化物。这也就解释了为什么HClO的结构式应该是H—O—Cl的形式,而不是H—Cl—O的形式。

【教师】那么,为什么在含氧酸中有—OH的结构,却显示出酸的性质呢?

【教师】原来,各类氢氧化物或含氧酸的酸碱性决定于它发生碱式(I处键断裂)还是酸式(II处键断裂)离解。

如果把R看成中心原子(离子),则若R为非金属元素,R的电负性相对较大,吸引电子能力强,使R—O键结合力增强,O原子上的负电荷向R原子方向偏移,使H原子上负电荷减弱,按II处断裂,H原子以H+的形式被释放出来,呈酸的特征。

若R为金属元素,R的电负性相对较小,吸引电子能力弱,使R—O键结合力减弱,由于O原子的电负性较大,负电荷偏向于O,致使电负性小的金属原子R以阳离子的形式离解出来,即按I处断裂,释放出OH-,呈碱的特征。

【学生】看来含氧酸和碱是同一类物质。

【学生】所以,教材上在讨论元素周期律时,用“氧化物的水化物”的表述方式来研究酸或碱,从而讨论“最高价氧化物的水化物”的酸性或碱性。

【教师】说得好。从上述键的断裂形式分析,能否说明Al(OH)3为什么显两性的原因?

【学生】能。铝元素金属性不强,非金属性也不强,所以,铝吸引电子能力不强,使Al(OH)3既可能按照酸式离解,也可能按照碱式离解。

【教师】那么,又如何解释浓硫酸具有“强”氧化性呢?而稀硫酸却没有“强”氧化性?

【学生】稀硫酸有一定的氧化性。但稀硫酸的氧化性与浓硫酸不同,浓硫酸氧化性是硫酸分子中S元素体现出来的,而稀硫酸氧化性是稀硫酸电离出来的H+所体现出的氧化性。

【教师】不错。能否从结构上讨论一下这种差别?

【学生】硫酸是共价化合物,浓硫酸中硫酸分子在没有水分子作用时,硫酸无法电离,S元素周围的O元素电负性大,吸引电子能力强,迫使具有较大电负性的S元素“强力反抗”,期望获得电子,这种强烈的获得电子能力就是氧化性,所以,浓硫酸体现出较强的氧化性。

【教师】表述合理,准确,到位。那稀硫酸为什么没有强氧化性?

【学生】稀硫酸溶液中,由于硫酸分子电离产生的■离子中,S元素以sp3杂化形式存在,且■离子带有2个单位负电荷,使S元素也部分分摊到部分负电荷,从而降低了S元素吸引电子的能力,即氧化性减弱。

【教师】稀硫酸有没有氧化性?

【学生】有。稀硫酸溶液中,H+离子的氧化性超过了■离子的氧化性,所以,稀硫酸的氧化性其实就是H+的氧化性。

【教师】非常好。

4. 环保教学片段(略)

5. 课堂结尾

【教师】同学们,这节课我们根据系统论观点,站在高三化学基础上,居高临下,把高中化学知识融会贯通地运用于元素化合物知识的复习,并紧紧抓住结构决定性质这一研究物质的有力武器进行了系统复习。

【教师】通过上述复习,大家对今后其他各章节有关元素化合物知识复习有何启发呢?

【学生】要定复习的框架。

【教师】是不是应该明确哪些是复习的重点?

【学生】应该复习各物质相互转化的化学方程式。

【学生】列出知识网络,列表总结各物质的结构、性质、制法、检验、用途、环保等。

【学生】……

【教师】很好!我想,是不是可以用几个字概括一下?

【教师】学习元素化合物知识可以概括为六个字:

“定位”——确定复习哪些物质、哪些性质、列出复习元素化合物知识的框架;

“织网”——把相互有关联的知识按照一定的方法编织成知识网,便于课后复习;

“构性”——用物质的结构决定物质的性质这一思路,系统分析、归纳相关知识。

【教师】但是,对具体的不同章节又有不同的“热点”,如本节课的热点为:

氧化性(浓硫酸)、还原性(SO2、H2SO3、H2S)、环保(SO2)、检验(SO2)、应用。

三、反思

化学新课程教学中,“课时紧”是贯穿整个高中化学课堂教学的重要特征。按理,元素化合物知识的复习,首先是各种物质性质的复习,也就是要引领学生复习、回顾乃至熟记各种物质的各类反应及化学反应方程式、制法、检验、实验操作等基础知识,但我认为让学生体验整个高中化学知识前后联系的整合方法,让学生体验复习元素化合物知识的思维方式,让学生体验用系统论观点思考和处理问题的方法,让学生体验建构知识框架的过程,让学生归纳并总结学习元素化合物知识的方法和手段等,要比简单梳理书本知识重要得多。有限的课堂教学时间,应该安排学习和研究最有价值的教学内容和探究内容。因此,有关化学方程式的复习、涉及物质间相互转化的化学反应方程式、相关实验等基础知识和内容可以让学生课后自己复习解决,不要放到有限的课堂内进行。另外,可以再配套增加两节习题课,以巩固并活学活用所学知识。endprint

3. 硫酸的教学片段

【教师】请同学写出硫酸的结构式。

【学生】(学生板书)

【教师】很好。从硫酸的结构式,大家能看到或想到些什么?

【学生】似乎有—OH。

【教师】对。其实,含氧酸和碱都可以看成氢氧化物。这也就解释了为什么HClO的结构式应该是H—O—Cl的形式,而不是H—Cl—O的形式。

【教师】那么,为什么在含氧酸中有—OH的结构,却显示出酸的性质呢?

【教师】原来,各类氢氧化物或含氧酸的酸碱性决定于它发生碱式(I处键断裂)还是酸式(II处键断裂)离解。

如果把R看成中心原子(离子),则若R为非金属元素,R的电负性相对较大,吸引电子能力强,使R—O键结合力增强,O原子上的负电荷向R原子方向偏移,使H原子上负电荷减弱,按II处断裂,H原子以H+的形式被释放出来,呈酸的特征。

若R为金属元素,R的电负性相对较小,吸引电子能力弱,使R—O键结合力减弱,由于O原子的电负性较大,负电荷偏向于O,致使电负性小的金属原子R以阳离子的形式离解出来,即按I处断裂,释放出OH-,呈碱的特征。

【学生】看来含氧酸和碱是同一类物质。

【学生】所以,教材上在讨论元素周期律时,用“氧化物的水化物”的表述方式来研究酸或碱,从而讨论“最高价氧化物的水化物”的酸性或碱性。

【教师】说得好。从上述键的断裂形式分析,能否说明Al(OH)3为什么显两性的原因?

【学生】能。铝元素金属性不强,非金属性也不强,所以,铝吸引电子能力不强,使Al(OH)3既可能按照酸式离解,也可能按照碱式离解。

【教师】那么,又如何解释浓硫酸具有“强”氧化性呢?而稀硫酸却没有“强”氧化性?

【学生】稀硫酸有一定的氧化性。但稀硫酸的氧化性与浓硫酸不同,浓硫酸氧化性是硫酸分子中S元素体现出来的,而稀硫酸氧化性是稀硫酸电离出来的H+所体现出的氧化性。

【教师】不错。能否从结构上讨论一下这种差别?

【学生】硫酸是共价化合物,浓硫酸中硫酸分子在没有水分子作用时,硫酸无法电离,S元素周围的O元素电负性大,吸引电子能力强,迫使具有较大电负性的S元素“强力反抗”,期望获得电子,这种强烈的获得电子能力就是氧化性,所以,浓硫酸体现出较强的氧化性。

【教师】表述合理,准确,到位。那稀硫酸为什么没有强氧化性?

【学生】稀硫酸溶液中,由于硫酸分子电离产生的■离子中,S元素以sp3杂化形式存在,且■离子带有2个单位负电荷,使S元素也部分分摊到部分负电荷,从而降低了S元素吸引电子的能力,即氧化性减弱。

【教师】稀硫酸有没有氧化性?

【学生】有。稀硫酸溶液中,H+离子的氧化性超过了■离子的氧化性,所以,稀硫酸的氧化性其实就是H+的氧化性。

【教师】非常好。

4. 环保教学片段(略)

5. 课堂结尾

【教师】同学们,这节课我们根据系统论观点,站在高三化学基础上,居高临下,把高中化学知识融会贯通地运用于元素化合物知识的复习,并紧紧抓住结构决定性质这一研究物质的有力武器进行了系统复习。

【教师】通过上述复习,大家对今后其他各章节有关元素化合物知识复习有何启发呢?

【学生】要定复习的框架。

【教师】是不是应该明确哪些是复习的重点?

【学生】应该复习各物质相互转化的化学方程式。

【学生】列出知识网络,列表总结各物质的结构、性质、制法、检验、用途、环保等。

【学生】……

【教师】很好!我想,是不是可以用几个字概括一下?

【教师】学习元素化合物知识可以概括为六个字:

“定位”——确定复习哪些物质、哪些性质、列出复习元素化合物知识的框架;

“织网”——把相互有关联的知识按照一定的方法编织成知识网,便于课后复习;

“构性”——用物质的结构决定物质的性质这一思路,系统分析、归纳相关知识。

【教师】但是,对具体的不同章节又有不同的“热点”,如本节课的热点为:

氧化性(浓硫酸)、还原性(SO2、H2SO3、H2S)、环保(SO2)、检验(SO2)、应用。

三、反思

硫及其重要化合物复习 篇4

上节课我们复习了金属钠及其化合物的性质,请问,工业上如何得到金属钠? 学生回答,书写电解熔融氯化钠的方程式。

如果我们电解饱和的氯化钠水溶液,产物是什么? 学生回答,书写电解饱和食盐水的方程式

在这两个反应中,有一种共同的产物——氯气,这是我们今天的复习内容。氯气是咱们在高中阶段系统学习的第一种元素,其重要地位不言而喻,尤其是氯水的成分,是每年学考的必考内容。我们研究一种物质,都要从哪几方面入手呢?(结构——性质——用途——制法等)他们之间有什么关系呢?(结构决定性质,性质反应结构,性质决定用途、制法等)

首先我们看结构。请同学分析一下氯原子的结构。(氯是第十七号元素,氯原子的原子核内有17个质子,原子核外电子排布是2、8、7)这样的结构,应该具有什么样的性质呢?(极易得到一个电子达到八电子稳定结构。得到电子后化合价降低,降得被还原氧化剂,显氧化性。)

第二,我们来看氯气的物理性质,氯气是一种黄绿色气体,有刺激性气味,密度大于空气,熔沸点较高,沸点是—107℃,在加压或者降温的条件下容易被液化。液态的氯气叫做液氯,是纯净物。氯气在水中的溶解度不大,1体积的水能溶解2体积氯气,氯气的水溶液叫做氯水,是混合物。氯气有毒,曾经在第二次世界大战中被纳粹用作毒气战。但是少量的氯气可以用于杀菌消毒,例如,自来水和游泳池的水通常都是用氯气消毒的。

化学性质。化学性质就是一系列的化学反应,首先我们看氯气能与哪些金属发生反应。课件出现钠、铁、铜与氯气的反应。学生板书化学方程式。3教师补充实验现象。钠在氯气中燃烧是黄色火焰,大量白烟,生成的产物是氯化钠。学生填表,书写化学方程式。

细铁丝在氯气中燃烧现象是棕黄色烟。产物是氯化铁,铁被氧化到了最高价态。铜丝在氯气中燃烧与铁丝类似,也是棕黄色烟。生成的产物是氯化铜,溶于水后呈蓝绿色。

学生书写化学方程式。

学生小结,氯气与金属反应的共同点。教师补充氯气能够跟金属活动顺序表中除了金,铂以外的所有金属发生反应,性质非常活泼。

再看氯气与非金属的反应。氯气可以和氢气发生化学反应。如果是将氢气在氯气中点燃,现象是氢气安静的燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。白雾是产物氯化氢吸收空气中的水蒸气形成的小液滴。苍白色火焰是咱们做推断题的时候的题眼,这个特征现象一定要记清楚。如果我们将氢气和氯气混合,用强光照射,将会发生爆炸。

学生记录实验现象,书写化学方程式。

在以上的反应中,氯气体现出了怎样的性质,与我们通过结构做的推测是否相符?氯元素的化合价均降低,降得被还原氧化剂,显氧化性,并且氯气一般可以把其他物质氧化到较高价态。

氯气与水的反应是咱们复习的重点。氯气通入水中可以生成盐酸和次氯酸。注意,同时盐酸和次氯酸也可以反应生成氯气和水,所以这是一个可逆反应,应该用可逆符号连接。次氯酸是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱。但是氧化性却很强,有漂白性,可以使染料等有机色素褪色,还可以用于杀菌消毒。次氯酸不稳定,在光照条件下可以比较快速的分解为盐酸和氧气。反应中有氧气生成,这是反应的特点。新制的氯水中有哪些离子和分子呢? 因为氯气与水的反应时可逆反应,所以氯水中氯气分子,水分子和次氯酸分子同时存在,氯化氢分子则全部电离成了氢离子和氯离子。次氯酸是弱酸,可以微弱电离出氢离子和次氯酸根,另外水分子也可以电离出极少量的氢离子和氢氧根离子。所以氯水的成分非常复杂,有三种分子,氯气分子,水分子,次氯酸分子,还有四种离子,氢离子,氯离子,次氯酸根,极少量的氢氧根。

我们来对比一下氯气,液氯,新制氯水,久置氯水的成分。学生填写表格。

下面我们复习氯气与碱的反应。

氯气可以和氢氧化钠反应生成氯化钠,次氯酸钠和水。请仿照书写氯气与石灰乳的反应。产物类似,也是生成盐酸盐,次氯酸盐和水。

学生书写化学方程式。

反应后,将水蒸干就得到了漂白粉,所以漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,其中的有效成分是次氯酸钙。漂白粉如何其作用呢?当次氯酸钙溶于水后,会和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸有漂白性。请写出漂白粉的漂白原理。

学生书写化学方程式。

如果漂白粉接触到空气会缓慢的发生这个反应,而生成的次氯酸又不稳定,容易分解,所以漂白粉久置会失效,请写出漂白粉失效的原因。

学生书写化学方程式。

氯气的一个重要用途就是制取漂白粉,另外还可以给自来水消毒,制取多种含氯农药,氯仿等有机物,是一种重要的化工原料。

在工业上,我们就是通过电解饱和食盐水的方法得到氯气,而在实验室,我们用二氧化锰和浓盐酸加热得到氯气。这个实验应该用什么类型的仪器,怎样收集氯气?怎样进行尾气处理?固液加热型装置,向上排气法收集氯气,用氢氧化钠溶液来吸收氯气,防止污染空气。

硫及其重要化合物复习 篇5

1.下列有关硝酸的化学性质的叙述中,正确的是()A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B.硝酸能与FeO反应,只表现氧化性 C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体

D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色

解析:硝酸是一种具有强氧化性的强酸,并且浓度越大,氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故A错误;硝酸是一种强氧化性酸,可氧化许多还原性物质,因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S,与FeO反应时表现氧化性和酸性,所以B、C错误,D正确。

答案:D 2.下列说法正确的是()A.投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H、Mg、SO4、NO3 B.可用稀硝酸除去试管内壁上的银镜

C.1.0 mol·L的KNO3溶液中可大量存在H、Fe、Cl、SO4 D.硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS+2H===H2S↑+Cu

解析:硝酸具有强氧化性,因而含有NO3的酸性溶液不能与铁反应产生H2,A项错;硝酸可溶解银,B项正确;Fe+

2+

2+-

1+

2+

2-

2+

2-

-在稀HNO3中不能大量存在,C项错;硝酸与CuS不能发生复分解反应,而是发生氧化还原反应,D项错。答案:B 3.在通风橱中进行下列实验:

下列说法不正确的是()A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2===2NO2 B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应 C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3 D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化

解析:A.铁放入稀HNO3中发生反应Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,NO逸出,遇到O2生成NO2,气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓HNO3中,在常温下会钝化,即在Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe进一步反应。C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D.在铁、铜之间加一个电流计,根据电子的流向,可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜,则铁被氧化。

答案:C 4.如图所示,向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L的硝酸并加热,待反应结束时,下列微粒在体系中一定大量存在的是()

1①NO3 ②Fe ③H ④NO ⑤NO2

A.①

B.①⑤

C.②④⑤

D.①②③⑤

解析:Fe与浓硝酸反应时,开始生成的还原产物是NO2,并且若铁少量浓HNO3足量时,还原产物只有NO2;当浓HNO3不足时,随反应进行浓HNO3变为稀HNO3,也会生成NO;当铁过量时,氧化产物是Fe,当HNO3过量时,氧化产物是Fe。因产物有硝酸盐,故溶液中一定含有NO3。

答案:B 5.将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是()A.硝酸浓度越大消耗的硝酸越少,产生的有毒气体也越少 B.反应中转移的电子总数稀硝酸少

C.试管内壁上的铜用浓硝酸除好,因反应速率快 D.两者用排水法收集的气体的体积相同

解析:铜完全反应,在进行相关计算时以铜为标准,等质量的铜在反应中失去的电子数相同,生成的Cu(NO3)2的量相同,浓硝酸被还原为NO2,价态由+5降到+4,每个氮原子只得1个电子,稀HNO3被还原时每个氮原子得到3个电子,故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少,生成NO2也比NO多。用排水法收集气体时,3NO2+H2O===2HNO3+NO,故两种情况收集到的气体一样多。

答案:D 6.下列说法不正确的是()A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性 C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H+2NO3===3Cu+2NO↑+4H2O D.HNO3―→NO―→NO2,以上各步变化均能通过一步实现

解析:A项中加入Cu(NO3)2固体后,Cu和H、NO3发生反应:3Cu+8H+2NO3===3Cu+2NO↑+4H2O,该项不正确。

2+

2+3+

2+-3++答案:A 7.下列有关铜与浓硝酸反应的说法中错误的是()A.HNO3是氧化剂,NO2是还原产物

B.若2 mol HNO3被还原,则反应中一定生成22.4 L NO2气体

C.参加反应的硝酸中,被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比是1∶1 D.硝酸在反应中既表现了强氧化性,又表现了酸性

解析:没有指明温度和压强,无法确定气体摩尔体积,也就无法确定气体体积。答案:B 8.如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。

Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验

将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸,往具支试管中放入约2 mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。

(1)写出具支试

应的化

:____________________________________________________________ __________________________________________________________。

(2)实验中观察到

性的现

是____________________________________________________________ __________________________________________________________。

Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验

(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是_________________________________。

(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是________(填写序号)。A.c中收集到无色气体

B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色 C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色 Ⅲ.实验反思

(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应,再进行铜与稀硝酸反应的实验,其好处是_________________________________________。

解析:Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+

4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,实验中具支试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生。Ⅱ.向分液漏斗中加水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气,有利于观察铜与稀硝酸的反应产物。答案:(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)铜片逐渐溶解,溶液变蓝,放出红棕色气体

非金属及其化合物复习全攻略 篇6

中学化学如果离开 (非金属) 元素化合物, 基本概念和基本原理就会“黯然失色”, 化学基本计算更是失去了物质间内在的可依据的定量“光彩”, 化学实验也将“荡然无存”。 (非金属) 元素及其化合物的重要性可见一斑!

一、考情分析

1.《高中化学课程标准》明确指出, 涉及元素化合物知识的“试题并不完全测试教学内容的掌握程度, 其测试重点集中在能够将这些内容应用到广泛的情景中去的能力上。”因此, 非金属元素及其化合物的复习不在于详尽、系统地掌握知识, 而在于能否“通过对实验现象、实物、模型、图形、图表以及自然界、生产和生活中的化学现象的观察, 获取有关的感性知识和印象, 并对这些感性知识进行初步加工和记忆的能力。”

2.《考试说明》中规定:①了解常见非金属元素单质 (如H、C、N、O、Si、S、Cl等, 下同) 及其重要化合物的主要性质和应用。②了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。③知识的综合应用。

3.分析2011年全国各地的高考化学试题, 可以看到:①试题一般都以元素化合物知识为载体, 很少有不涉及元素化合物组成、结构、性质、变化与制备等知识的试题, 但单纯考查元素化合物知识的记忆与简单应用的试题有所减少。②II卷中一般都摒弃了以物质 (元素) 推断、填空、实验等为主要形式的试题, 采用了以实际情境为依托、以元素化合物知识为载体, 融元素化合物知识、化学理论、化学实验、化学计算、有机化学知识等于一体的综合考查方式。③以对工业生产、材料科学等生产生活中的热点物质的研究为载体, 考查结合非金属元素及其化合物的化学实验方法。融实验技能、设计技能、探究方法、分析归纳、信息采集整理等为一体;或设计成开放性探究实验, 通过改变条件、改变装置、改变结论等方式进行考查。

4.预计2012年将会进一步注重非金属元素及其化合物之间知识的整体性和探究性, 强化与生活、生产、社会实际问题的联系。特别关注:氮元素及其化合物!

二、题型预测

新高考试题有明显特点:新——情景设计新;宽——分析问题和解决问题的方法和过程宽;活——设问方式、呈现形式活;高——思维能力要求高。

然而, 不管试题如何变化, 2012年高考化学试题从大的方面来讲, 不外乎以下四类:

1.突出概念、原理对元素化合物知识学习的指导作用

例1 短周期元素E的氯化物EClx的熔点为-78℃, 沸点为59℃;若0.2molEClx与足量的AgNO3溶液完全反应后, 可以得到57.4g的AgCl沉淀。则下列判断错误的是 ( )

A.E是一种非金属元素

B.在EClx中E与Cl之间形成共价键

C.E的一种氧化物为EO2

D.E位于元素周期表的ⅣA族

解析:n (AgCl) =0.4mol, 由Cl-守恒得x=2, 所以E为+2价;又根据EClx的熔点为-78℃、沸点为59℃, 均较低, 常温下为液体, 故EClx属于分子晶体, E必为一种非金属元素, 所以在EClx中E与Cl之间形成共价键;由于ECl2是共价化合物, 如果是8电子稳定结构的话, 则E形成两个共价键, 它的最外层应该有6个电子, 位于第ⅥA族, 因此, E为硫。

答案:D

本题易错点:因试题以不熟悉的SCl2为知识背景, 显性信息量又不大, 起始状态距离目标状态的空间太大, 无法直接判断出E在周期表中的位置。这样, 原有的位—构—性问题的位置优先策略运用起来就很难。当求得E为+2价时, 将它当做最高价就错误地认为E属于ⅡA族元素, 即E为金属元素铍。

2.以元素化合物间转化、反应为线索, 考查化学计算技巧与能力

例2 已知H2S与NaOH反应时, 当H2S过量时将得到NaHS。现向含8.0gNaOH的溶液中通入一定量H2S, 将得到的溶液低温小心蒸干, 称得无水物7.9g, 则该无水物中一定含有的物质是 ( )

A.Na2S B.NaHS

C.Na2S和NaHS D.NaOH和NaHS

解析:假设产物全部为NaHS

ΝaΟΗ+Η2S=ΝaΗS+Η2Ο0.2mol0.2mol×56g/mol=11.2g

假设产物全部为Na2S

2ΝaΟΗ+Η2S=Νa2S+2Η2Ο0.2mol0.1mol×78g/mol=7.8g

当NaOH完全反应时, 所得无水物质量应在 (7.8~11.2) g之间, 现称得无水物7.9g, 说明:当NaOH完全反应时, 既有Na2S又有NaHS;当NaOH没有完全反应时, 所得盐必有Na2S。综合以上两种情况, 该无水物中一定有Na2S。

答案:A

本题易错点:①对极端假设法不甚了解而不能形成正确的解题思路。②当计算出无水物质量在7.8~11.2g之间, 根据题告质量7.9g, 错误地认为C是本题的答案。

3.题设情景新颖、鲜活, 密切联系生产、生活实际, 巧妙地将元素化合物与化学用语有机地融合在一起

例3 汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间, 安全装置通电点火使其中的粉末分解, 释放出大量的氮气形成气囊, 从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理, 取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析, 确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性实验表明, 固体粉末部分溶解。经检测, 可溶物为化合物甲;不溶物为红棕色固体, 可溶于盐酸。

取13.0g化合物甲, 加热使其完全分解, 生成氮气和单质乙, 生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L;单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质;化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

请回答下列问题。

(1) 甲的化学式为______, 丙的电子式为______。

(2) 若丙在空气中转化为碳酸氢盐, 则反应的化学方程式为______。

(3) 单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为______, 安全气囊中的红棕色粉末的作用是______。

(4) 以下物质中, 有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是______。

A.KCl B.KNO3

C.Na2S D.CuO

解析:本题一改惯用的框图推断题, 素材选自日益普及的汽车安全装置, 是极为新颖的融概念、化学用语、计算、实验为一体的元素化合物考题。

根据题中信息:①粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素且分解释放出氮气;②水溶性实验部分溶解, 可溶部分为化合物甲, 不溶物为红棕色并可溶于盐酸;③13.0g化合物甲分解得到两种单质, 其中氮气折合成标准状况下的体积为6.72L;④单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应, 生成化合物丙和另一种单质。

可以得到结论:①粉末由两种物质混合而成。②红棕色物质只能为Fe2O3, 不可能为Fe (OH) 3, 因粉末中无氢元素。③甲只有两种元素, 且含N, 必含Na。根据有关数据进一步计算出钠与氮的物质的量之比:n (N) =6.72L/22.4L·mol-1×2=0.6mol, n (Na) = (13.0g-0.6mol×14g·mol-1) /23g·mol-1=0.2mol, 即有n (Na) ∶n (N) =0.2mol∶0.6mol=1∶3, 则化合物甲的化学式为NaN3。④Na与Fe2O3在高温隔绝空气的条件下发生置换反应, 其产物必为Na2O (化合物丙) 和Fe。丙不可能是Na2O2, 因隔绝空气的条件下没有O2参加反应, 生成Na2O2的反应中找不到氧化剂, Fe2O3充当了氧化剂, 而Na为还原剂, 由此引出可以用KNO3和CuO替代的结论。

答案: (1) ΝaΝ3Νa+[Ο]2-Νa+ (2) Νa2Ο+2CΟ2+Η2Ο=2ΝaΗCΟ3 (3) 6Νa+Fe2Ο3=3Νa2Ο+2Fe 避免分解产生的金属钠可能产生的危害 (4) BD

本题易错点:误认为甲是Na3N;误认为丙是Na2O2;误认为红棕色粉末Fe2O3的作用是催化剂, 且代用品中漏选B。

4.以元素化合物性质为载体而设置的实验 (探究) 试题

例4 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常在高温下还原二氧化硅制得粗硅 (含铁、铝、硼、磷等杂质) , 粗硅与氯气反应生成四氯化硅 (反应温度:450~500℃) , 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。实验室制备四氯化硅的装置如图所示:

相关信息如下:

a.四氯化硅遇水极易水解。

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物。

c.有关物质的物理常数见下表:

请回答下列问题。

(1) 写出装置A中发生反应的离子方程式:______。

(2) 装置A中g管的作用是______, 装置C中的试剂是______, 装置E中的h瓶需要冷却的理由是______。

(3) 装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏 (类似多次蒸馏) 得到高纯度四氯化硅, 精馏后的残留物中, 除铁元素外可能还含有的杂质元素是______ (填写元素符号) 。

(4) 为了分析残留物中铁元素的含量, 先将残留物预处理, 使铁元素还原成Fe2+, 再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定, 反应的离子方程式是5Fe2++ΜnΟ4-+8Η+=5Fe3++Μn2++4H2O。

①滴定前是否要滴加指示剂?______ (填“是”或“否”) , 理由: 。

②某同学称取5.000g残留物, 处理后在容量瓶中配制成100mL溶液, 移取25.00mL试样溶液, 用1.000×10-2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时, 消耗标准溶液20.00mL, 则残留物中铁元素的质量分数是______。

解析: (1) 制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置, B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl, 再用C (浓H2SO4) 除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应, 用冷水将产生的SiCl4冷凝即可。 (2) g管是将分液漏斗与烧瓶相连, 使它们中的压强相等, 这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低, 只有57.7℃, 而反应的温度达几百度, 故需要冷凝收集。 (3) 从物质的物理性质表可发现, AlCl3、FeCl3和PCl5均易升华, 故还应有Al、P、Cl元素。 (4) 由于高锰酸钾本身是紫红色的, 与Fe2+反应时可以褪色, 故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系, 5Fe2+~MnO4-, n (Fe) =10-2×20×10-3×5×100/25=4×10-3mol。w (Fe) =4×10-3×56/5×100%=4.480%。

答案: (1) ΜnΟ2+4Η++2Cl-=Μn2++Cl2↑+2H2O (2) 平衡压强, 使液体顺利流出并防止漏气 浓硫酸 产物SiCl4沸点低, 需要冷凝收集 (3) Al、P、Cl (4) ①否 KMnO4溶液的紫红色可指示反应终点 ②4.480%

本题易错点:对本题物理性质表理解不透, 导致 (2) 中冷却原理写不出; (3) 中杂质元素漏写P;对有效数字的运算规则不熟练, 导致 (4) 中4.480%写成4.48%。

三、核心知识透视

非金属及其化合物的知识内容, 除了稀有气体外, 主要是硅 (含碳) 、氯 (含溴、碘) 、硫、氮为代表的四种非金属及其化合物。

1.非金属元素通论

(1) 非金属元素的原子最外层电子数较多 (H除外) , 在化学反应中易获得电子, 而体现氧化性;又由于其元素化合价的“多端性”, 故而也体现还原性 (如H2、C、S、S2-等) 。

(2) 非金属构成的晶体类型有原子晶体 (如金刚石) 、分子晶体 (如S8) 和混合晶体 (如石墨) 。

(3) 存在同素异形现象。

(4) 最高价氧化物的对应水化物一般显酸性。

2.非金属元素分论

(1) Si

例1 如图所示的物质转化关系中, A是一种固体物质, E是一种白色沉淀。据此填空。

(1) B的名称:______。

(2) B与a溶液反应的化学方程式: 。

(3) 写出下列物质的化学式:A______, C______, D______, E______, F______。

解析:从框图可知, A是单质Si, E是白色沉淀H2SiO3, 则a溶液为NaOH溶液, B为SiO2。A+a的反应式:Si+2ΝaΟΗ+Η2Ο=Νa2SiΟ3+2Η2B+a的反应式:SiΟ2+2ΝaΟΗ=Νa2SiΟ3+Η2Ο, 即C为Na2SiO3、F为H2、D为H2O。C+过量HCl的反应:Νa2SiΟ3+2ΗCl=2ΝaCl+Η2SiΟ3;H2SiO3受热分解成B (SiO2) 和D (H2O) , 反应式为Η2SiΟ3=Η2Ο+SiΟ2。

答案: (1) 二氧化硅 (2) SiΟ2+2ΝaΟΗ=Νa2SiΟ3+Η2Ο (3) Si Na2SiO3 H2O H2SiO3

H2

透视:元素硅及其化合物的性质在新高考中的地位相当突出, 以Si、SiO2为载体的工艺流程题和工业制硅的实验探究题将成为一种命题趋势。复习时, 要注意知识的深度和硅在新材料、新技术方面的实际应用。

(2) S

例2 某无色溶液可能含有钠盐中的几种:①NaCl、②Na2SO4、③Na2SO3、④Na2S2O3、⑤Na2S、⑥Na2CO3。

(1) 向此溶液中加入适量稀硫酸, 有浅黄色沉淀析出, 同时有气体生成, 该气体有臭鸡蛋气味, 可使澄清石灰水变浑浊, 不能使品红试液褪色。该气体肯定含有______, 肯定不含有______。

(2) 在无色溶液中至少存在几种钠盐?最多有几种可能的组合?

解析:重点考查硫及其化合物间的相互关系。以钠盐的混合溶液与稀硫酸反应, 产生浅黄色沉淀和无色气体的实验现象, 判断无色溶液的可能组合。

写出有关化学反应式:

CΟ32-+2Η+=Η2Ο+CΟ2↑ ①

S2-+2Η+=Η2S

SΟ32-+2Η+=Η2Ο+SΟ2↑ ③

S2Ο32-+2Η+=S+SΟ2↑+H2O ④

反应生成的H2S与SO2间还可以发生以下反应:2Η2S+SΟ2=3S+2Η2Ο

掌握了以上五个反应, 便可根据题目给出的有关实验现象, 通过分析, 做出正确判断。

答案: (1) H2S、CO2 SO2 (2) 第一种情况:含有Na2S、Na2SO3、Na2CO3, 且n (Na2S) >2n (Na2SO3) 。第二种情况:含有Na2S、Na2S2O3、Na2CO3, 且n (Na2S) >2n (Na2S2O3) 。

透视:考查的热点有SO2的性质、SO32-和SO42-的性质及检验、浓硫酸的性质等, 其中硫及其化合物之间的相互转化与氧化还原反应知识、化学计算等综合起来更是热点中的热点。复习时, 要注意将硫及其化合物之间的相互转化形成知识网络, 并注意物质检验中语言的准确性和逻辑性。

(3) N

例3 X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子, 均由原子序数小于10的元素组成, X有5个原子核, 通常状况下, W为无色液体。已知:X+YΖ+W

(1) Y的电子式是______。

(2) 液态Z与W的电离相似, 都可电离出电子数相同的两种离子, 则液态Z的电离方程式是______。

(3) 用右图所示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作:

a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液, 将盛有Cu片的小烧杯放入瓶中。

b.关闭止水夹, 点燃红磷, 伸入瓶中, 塞好胶塞。

c.待红磷充分燃烧一段时间后, 打开分液漏斗旋塞, 向烧杯中滴入少量稀硝酸。

①步骤c后还缺少的一步主要实验操作是______。

②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是______。

③步骤c中滴入稀硝酸后烧杯中的现象是______, 反应的离子方程式是______。

(4) 一定温度下, 将1molN2O4置于密闭容器中, 保持压强不变, 升高温度至T1的过程中, 气体由无色逐渐变为红棕色, 温度继续由T1升高到T2的过程中, 气体逐渐变为无色。若保持T2, 增大压强, 气体逐渐变为红棕色。气体的物质的量n随温度T变化如右图所示。

①温度在T1~T2之间, 反应的化学方程式是______。

②温度在T2~T3之间, 气体的平均相对分子质量是______ (保留一位小数) 。

解析:X、Y、Z、W为含有相同电子数的分子或离子, 其组成元素的序数均小于10。X有5个原子核, 为CH4或NH4+;通常状况下, W为无色液体, 为H2O;根据X+YΖ+W, 可知X为NH4+, Y为OH-, Z为NH3。故Y的电子式为[ΟΗ]-。液氨电离和水相似, 其电离式为2ΝΗ3 (l) ΝΗ4++ΝΗ2-。用图示装置制备NO并验证其还原性, 但整个操作中没有验证步骤, 可以在制备到NO后, 通入少量氧气, 通过现象变化确定其还原性, 故应在c步骤后增加:打开止水夹, 通入少量氧气;红磷充分燃烧生成P2O5, 与氢氧化钠反应的离子方程式为Ρ2Ο5+6ΟΗ-=2ΡΟ43-+3Η2Ο;步骤c中滴入硝酸后的现象为:Cu片逐渐溶解, 有无色气泡产生, 溶液由无色变为蓝色, 反应的离子方程式为3Cu+8Η++2ΝΟ3-=3Cu2++2ΝΟ+4Η2Ο。1molN2O4置于密闭容器, 升温过程中, 逐渐转变为红棕色, 说明Ν2Ο42ΝΟ2, 此时装置中为2molNO2;根据图像中表示的意义, 继续加压时, 气体的物质的量增多, 且为无色, 超T2温度后, 物质的量约为3mol, 故其反应式为2ΝΟ2Ο2+2NO, 其平均相对分子质量为92/3=30.7。

答案: (1) [ΟΗ]- (2) 2ΝΗ3 (l) ΝΗ2-+ΝΗ+4 (3) ①打开止水夹, 通入少量氧气Ρ2Ο5+6ΟΗ-=2ΡΟ43-+3Η2ΟCu片逐渐溶解, 有无色气泡产生, 溶液由无色变为蓝色3Cu+8Η++2ΝΟ3-=3Cu2++2ΝΟ+4Η2Ο (4) 2ΝΟ22ΝΟ+Ο230.7

透视:氮的知识比硫更为复杂, 在近年来的新高考试题中更是频频亮相。涉及的知识点有:氨分子的结构与性质;氨气的实验室制法及相关计算;铵根离子的检验及铵盐的性质、硝酸的性质、NO和NO2的性质及相关计算、胺、肼等。

另外, 尚需关注“氨碱法制纯碱”:向浓氨水中加足量食盐晶体制成饱和氨盐水, 然后向饱和氨盐水中通入足量的CO2气体生成NaHCO3。因为NaHCO3在该状态下溶解度小, 所以先结晶析出, 再加热分解NaHCO3得到纯碱、水和二氧化碳。这种制碱方法是我国化学家侯德榜发明创造的, 所以叫侯氏制碱法。工业流程:盐水精盐水氨盐水碳酸氢钠纯碱。

(4) Cl

例4 右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置, 下列有关说法错误的是 ( )

A.烧瓶中立即出现白烟

B.烧瓶中立即出现红棕色

C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性

D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体

解析:此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图, 可知氨气 (过量) 和氯气接触时发生反应:8ΝΗ3+3Cl2=6ΝΗ4Cl+Ν2, 烧瓶中出现白烟, A对;不出现红棕色气体, B错;该反应中, 氨气中的氮元素化合价升高, 表现还原性, C对;烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体, D对。

答案:B

透视:考查的知识点主要为氯气及含氯化合物的性质, 其中氯气的实验室制法和性质实验备受命题者青睐, 有时延伸到氯碱工业。复习时, 既要注意掌握氯气的性质及制法、氯水的性质、次氯酸根离子的性质, 又要注意与基本概念、基本理论 (重点是氧化还原反应) 及现实相联系。另外, 不能忽视氯气在有机反应中也占有一席之地。

3.常见非金属的性质比较

四、复习方法点拨

1.“串串珠”法

此法由目前广大农村家庭的来料加工衍生而来。君不见:家家户户, 妇孺小孩, 都在家中“串串珠”, 将一颗颗形式各异的珠子, 用一条线穿串起来, 成为一条人见人爱的“项链”或“手镯”。学习非金属及其化合物也一样, 如可以从“二氧化硅、硅酸、硅酸盐、硅单质”中找出一颗颗“硅珠”, 并将其串成以下一条“硅链”:

(SiH4→) Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3

同理, 氯、硫、氮也可以串成相似的“非金属及其化合物”链:

HCl→Cl2→Cl2O7→HClO3 (HClO、HClO4) →KClO3 (NaClO、NaClO4)

H2S→S→SO3 (SO2) →H2SO4 (H2SO3) →Na2SO4 (Na2SO3)

NH3→N2→N2O5 (NO、NO2) →HNO3→NH4NO3 (NaNO3)

至此, 事情还没有做完, 若能在知识链的基础上将其结成知识网, 使“分散”的知识系统化、条理化, 更利于记忆。

如氮及其化合物的知识网:

然后, 根据每一价态元素的代表物, 弄清每一步转化的条件和化学方程式, 从而总结出各代表物质的结构、性质、制法、检验、用途、存在和化合物的相互转化关系。

2.“硫梯”构造法

由于氧族元素中硫元素化合价的多变性, 增加了这部分内容中化学方程式书写的难度。但仔细观察并分析自然界中不同价态硫元素间的转化关系“链”:H2S→S→SO2→SO3, 你可能会发现:此链是按硫元素化合价递增的顺序排列的。若将此链竖起来, 并适当形变, 则得右上图所示的形如“楼梯”的“硫梯”。

(1) 硫梯中的规律

相邻阶梯不反应, 相间阶梯能反应。原因是处于最高阶梯只有氧化性, 处于最低阶梯只有还原性, 中间阶梯既有氧化性又有还原性。

(2) 硫梯的应用

硫梯的应用很广泛, 但要注意的是, 发生氧化还原反应时, 硫元素的化合价变化与我们上下楼梯相似, 都得一个一个阶梯的爬上或走下。

①解析SO2可用浓H2SO4进行干燥:

SO2中硫元素的化合价为+4价, 而硫酸中的硫元素为+6价, 属于相邻价态, 相邻不反应 (即化合价不能互换) 。

②解析H2S不能用浓H2SO4干燥:

根据相间能反应, H2S不能用浓H2SO4干燥且要被浓H2SO4氧化成单质S, 浓H2SO4自身被还原为SO2 (即只靠拢不交错) 。

③书写“陌生”的化学方程式, 如硫与热的氢氧化钠溶液共热:

在NaOH溶液中, S能升高到+4价 (即上一个“阶梯”) , 降低到-2价 (即下一个“阶梯”) (即歧化反应) :3S+6ΝaΟΗ=2Νa2S+Νa2SΟ3+3Η2Ο

3.纵横比较法

(1) 纵向比较——同族元素间的比较

结构比较, 如卤素。首先比较氟、氯、溴、碘、砹的原子结构, 它们最外层都是7个电子, 决定了它们具有相似的化学性质;又从F→I, 核电荷数增加, 电子层数递增, 原子半径逐渐增大, 决定了它们的性质具有差异性。再从性质、制法和用途等方面进行比较。

(2) 横向比较——不同族元素间的比较

如卤族元素与氧族元素的比较:

在结构上——卤族元素与氧族元素的原子, 最外层电子分别为7个和6个, 一般情况下易得电子, 表现出氧化性。

在化学性质上——氯和硫, 既有氧化性, 又有还原性, 但以氧化性为主。当可变价态的金属 (如Fe) 与氯气反应时, 金属呈高价态;与硫反应时, 金属呈低价态。氯、氧、硫元素氧化性强弱的顺序为Cl2>O2>S。

4.理论指导法

中学化学理论有平衡理论、结构理论、酸碱理论等。用理论指导复习, 更能在深层次上理解知识。

如复习氮族时, 可用氨水的平衡方程式复习氨和铵盐的性质。

ΝΗ3+Η2ΟΝΗ3Η2ΟΝΗ4++ΟΗ①氨极易溶于水, 溶解过程是放热过程且易挥发 (以氢键结合且氢键较弱) 。②氨水是电解质溶液, 电解质是NH3·H2O不是NH3。③氨水是碱性的, 得出检验氨气的方法:用湿润的红色石蕊试纸。④氨能与酸反应生成铵盐 (加酸平衡向右移动) 。⑤氨水中的粒子种类:分子有NH3、H2O和NH3·H2O, 离子有NH4+、OH-、极少量的H+。⑥铵盐能与碱反应放出氨气。由此得出氨气的实验室制法和铵盐的检验方法, 以及氨态氮肥不宜与碱性肥料混合施用的原因。

5.建模法

学习 (非金属) 元素及其化合物的思维模式:

五、反馈演练

1.以水为溶剂进行中和滴定的原理:Η3Ο++ΟΗ-=2Η2Ο。已知液态SO2和纯水的导电性相近, 因为液态SO2也能发生自电离:2SΟ2SΟ32-+SΟ2+, ΔH>0。下列叙述中错误的是 ( )

A.若以液态SO2为溶剂, 用SOCl2滴定Na2SO3, 该滴定反应可以表示为SΟ32-+SΟ2+=2SΟ2

B.在一定温度下, 液态SO2中c (SO32-) 与c (SO2+) 的乘积是一个常数

C.液态SO2中自电离的存在, 说明SO2是离子化合物

D.适当升高温度, 液态SO2的导电能力增强

2.硅酸盐与二氧化硅一样, 都是以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以用投影图表示成 (如图所示) :

其中“○”表示氧原子, 中心黑点表示硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成各种不同的硅酸根离子。则在无限长的单链阴离子中, 硅原子与氧原子的个数之比为 ( )

A.1∶2 B.1∶3 C.2∶5 D.2∶7

3.工业废气中的氮氧化物 (主要为NO2和NO) 是大气的主要污染物之一, 为了保护环境, 工业上常通入氨气与之发生如下反应:ΝΟx+ΝΗ3Ν2+Η2Ο, 通过此反应可转化为无毒的氮气。现有NO2和NO的混合气体3L, 通入3L (同温、同压下) NH3恰好使其完全转化为N2, 原混合气体中NO2和NO的物质的量之为 ( )

A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶4

4.下图所示的框图中, A~I都是由短周期元素组成的常见物质。其中A是气体, 它的水溶液呈碱性;氧化物D和氧化物F都易与人体血液中的血红蛋白结合而使人中毒;单质E可作半导体材料。

(1) 化合物A的化学式是______, 氧化物G的电子式是______。

(2) 组成单质E的元素在元素周期表中的位置是______;单质H和单质E以及氧化物I均能形成______ (填“分子”、“原子”或“离子”) 晶体, 其中单质E的熔点______ (填“高于”、“低于”或“等于”) 氧化物I的熔点。

(3) 标准状况下, 将2.24L氧化物F和1.68L单质B同时通入1L氧化物G中 (反应前后溶液体积的变化忽略不计) , 发生反应的化学方程式为______, 所得溶液的pH=______。此时再向溶液中通入2.24L化合物A, 完全反应后所得溶液的pH______ (填“>7”、“<7”或“=7”) , 用离子方程式表示其原因: 。

(4) 单质B和单质C在一定条件下可组成原电池 (用KOH溶液作电解质) , 则该原电池负极的电极反应式为______。

参考答案:1.C2.B3.A4. (1) ΝΗ3ΗΟΗ (2) 第三周期ⅣA族 原子 低于 (3) 4ΝΟ+3Ο2+2Η2Ο=4ΗΝΟ317ΝΗ4++Η2ΟΝΗ3Η2Ο+Η+ (4) Η2+2ΟΗ--2e-=2Η2Ο

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