硫和氮的氧化物教案

课题:第四章 第三节 硫和氮的氧化物(一) 教 学 目 情感态度 的 价值观 知识与 技能 过程与 方法

授课班级 课 时

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 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。 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 难 点

二氧化硫与水反应 可逆反应

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 ① 氧化性:与绝大多数金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态) 2Al+3S 加热 Al2S3(制取 Al2S3 的唯一途径) Fe+S 加热 FeS(黑色)

加热

与非金属反应:H2+S ② 还原性:与氧气发生反应 ③ 自身氧化还原反应 (二) 二氧化硫

H2S

3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3 +3H2O

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) 酸性氧化物------亚硫酐 ① 二氧化硫与水反应 :SO2 + H2O ② 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 ] ③ 与碱性氧化物反应 SO2+CaO==CaSO3 H2SO3 (亚硫酸)

(2) 二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S === 3S↓ + 2H2O (3) 二氧化硫的还原性 ① 与卤素单质反应: SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl ② 与某些强氧化剂的反应: 2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 === K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4 ③ SO2 的催化氧化 2SO2+O2

催化剂 加热

2SO3

(4) 漂白性(能漂白品红、鲜花等有机色素,不能漂白酸碱指示剂。 ) (5) 用途:制 H2SO4 ;作漂白剂;杀菌,消毒 (6) SO2 的实验室制法 ① 反应原理:Na2SO3 + H2SO4=== Na2SO4 +SO2↑+H2O ② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置

3 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶 ○ 4 收集方法:向上排空气法或排饱和 NaHSO3 溶液 ○ 5 检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红 ○

湿润的品红试纸---褪色

6 尾气处理:用 NaOH 溶液和倒扣漏斗装置防倒吸 ○

(7) SO2 的污染 (三) 三氧化硫

酸雨:空气中 SOX 和

NOX 随雨水下降成为酸雨,pH

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 3、化学性质 (1) 可燃性 2H2S + 3O2

点燃

试纸变黑

2H2O + 2SO2

2H2S + O2

点燃

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

[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 化合态: 硫化物和硫酸盐, 如硫铁矿 FeS2、 黄铜 CuFeS2、 石膏 (CaSO4· 2H2O) 、 芒硝 (Na2SO4· 10H2O)

[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 物质 类别 -2 FeS、 Na2S、 HgS、H2S 0 S +4 SO2、H2SO3、 Na2SO3、 NaHSO3 +6 SO3、H2SO4、 NaHSO4、Na2SO4

[问]硫单质的处于硫元素的中间价态,那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 ① 氧化性:与绝大多数金属反应

[投影]Fe+S

△ △

FeS

Cu+S

Cu2S (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+S

H2 S

[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]② 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+O2

点燃

SO2

[板书]③ 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,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 ① 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,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]② 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 [SO2 + Ca(OH)2 + H2O ==Ca(HSO3 )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] ③ 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] (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 ① 与卤素单质反应: SO + Br + 2 H O = H S O + 2HBr 2 2 2 2 4 SO2 + 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] ② 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]③ SO2 的催化氧化 2SO2+O2

催化剂 加热

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 原理

HClO、 Na2O2、 O3、 H2O2 具有强氧化性,将有色 物质氧化成无色

SO2 与某些有色物质 化合成不稳定的 无色物质

活性炭 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 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 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 ① 反应原理:Na2SO3 + H2SO4=== Na2SO4 +SO2↑+H2O

② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置

3 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶 ○ 4 收集方法:向上排空气法或排饱和 NaHSO3 溶液 ○ 5 检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红 ○

湿润的品红试纸---褪色

6 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,pH

[讲]由于溶解了二氧化碳的缘故,正常雨水的 pH 值在 5.6 左右,然而,当空气中大量 N 和 S 的 氧化物随雨水降落下来就会使得雨水的 pH 值小于 5.6 而形成酸雨。 [讲]SO2 的主要来源是化石燃料燃烧,含 S 矿石冶炼等工业废气 [思考与交流]如何控制酸雨呢?大家有什么好办法 1、改善燃料种类,积极开发新能源; 2、对煤(其中含硫为 0.3%-5%)进行处理,如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排 放的烟进行处理以回收 SO2 . 3、种植能够吸收 SO2 的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉)等; [过]酸雨放置一段时间后,pH 会降低,这是因为 H2SO3 被空气缓慢氧化成 H2SO4 而造成的,由此 我们可知道,SO32 会被空气缓慢氧化成 SO42 ,但是 SO2 被氧化成 SO3 却需要很高的条件,生成的

― ―

SO3 是硫酸的酸酐,是一种无色易挥发的固体

[板书](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。

[问]那么 SO3 的通性表现在哪几方面呢? [投影小结] (1) 与水反应: SO3 + H2O==H2SO4 (放出大量的热) (2) 与碱性氧化物反应: SO3 + CaO==CaSO4 (3) 与碱反应: SO3 +C a ( O H ) 2 == CaSO4 +H2O [过]最后,请

大家阅读资料卡片,让我们拓展视野,一同来了解一下硫化氢的知识。 [讲]给大家读一段资料:敦煌石窟是我国也是世界著名的艺术宝库。敦煌壁画是艺术珍品,但令 人奇怪的是,美丽的飞天的脸为什么都是黑的呢?经调查研究,这是自然界中 H2S 搞的鬼。原来壁 画是用碱式碳酸铅做白色颜料,用 PbO 做黄色颜料。本来飞天的脸都是白的,但日久天长,空气中 的 H2S 跟 Pb 反应,生成黑色的 PbS,所以飞天的脸都是黑的。

在日常生活中也常常看到这样一种现象:家具涂上白漆后,显得明亮洁白。但一两年后变得棕 黄了,时间再长又变得棕黑了,原因是有些白漆是用 PbCO3 做颜料,空气中 H2S 跟油漆中的 PbCO3 反应生成棕黑色的 PbS。 [讲]以上资料中提到的 H2S 究竟是一种什么气体?下面的时间我们来研究 H2S 的知识。

[板书](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 ↑

[问]由实验原理,我们可知,制取 H2S 应采取什么样的装置呢? 固、液混合,不加热,可选用和 H2、CO2 相同的装置 也可用启普发生器。 [讲]但在制备气体之前要检查装置的气密性。 [问]那么收集装置是什么样的呢? 用向上排空气法收集 H2S,理由是密度比空气大,且能溶于水 [问]H2S 气体有剧毒,造成大气污染,那么尾气吸收试剂应用什么呢?能用 H2O 吗? H2S 是酸性气体,应用碱液吸收,不用 H2O 是因为 H2S 在 H2O 中的溶解度小。 [投影]资料卡片------常用干燥剂 酸性:浓硫酸、硅胶、P2O5 碱性:NaOH、碱石灰(CaO、NaOH) 中性:CaCl2 、Na2SO4 但 CuSO4 只能证明有水存在,却不能大量吸收水 [问]要制得干燥的 H2S 应怎么办? H2S 是酸性、有强还原性的气体,可选用 P2O5 和中性干燥剂。 [问]如何验满呢?

[板书] 用湿润的 Pb(CH3COO)2 试纸 Pb(CH3COO)2 + H2S == PbS↓ + 2CH3COOH [板书] 3、化学性质

[思考与交流]请大家分析 H2S 中 S 元素的化合价,并从氧化还原反应的角度来推测其化学性质。 H2S 中 S 显-2 价,是 S 的最低价,故在发生氧化还原作用时只显还原性。 [视频实验]在导管口用火点燃 H2S 气体,观察完全燃烧时发出淡蓝色火焰,然后用一个蒸发皿靠 近火焰现象,皿底部附有淡黄色粉末。

试纸变黑

[问]下面我们可利用课前制备的 H2S 气体,研究一下 H2S 气体的化学性质

[问]由此现象可得出什么结论?

[板书] (1) 可燃性

[讲]H2S 燃烧的产物与 O2 用量有关,当 O2 充足时,H2S 能完全燃烧而以出淡蓝色火焰

,并生成 H2O 与 SO2。

[板书] 2H2S + 3O2

点燃

2H2O + 2SO2

[讲]当火焰罩上蒸发皿时,有淡黄色粉末出现时,是由于 H2S 不完全燃烧生成 S 之故。

[板书] 2H2S + O2

点燃

2H2O +S

[思考与交流]请大家分析上述两反应,讨论出 H2S 与 O2 按不同比例混合时的氧化产物

[过]由刚才的学习我们知道,H2S 具有还原性,可被 O2 氧化为 SO2 或 S,那么能否被具有氧化性 的卤素单质所氧化呢? [问]碘水、溴水、氯水能将 H2S 氧化吗?氯、溴、碘、硫的氧化性顺序如何呢?

[板书](2) 还原性:H2S + X2 ==2HX +S↓(X=Cl、Br、I)

[投影小结]单质氧化性:Cl2>Br2 >I2>S 离子还原性:Cl

― ― ―

[小结]事实证明,H2S 是一种较强的还原剂,可被 O2、卤素单质、SO2、酸性高锰酸钾溶液等强氧 化剂氧化。 [讲]H2S 除了有强还原性外,还有不稳定性,即在较高温度时易分解为 H2 和 S,其稳定性弱于 S 的同族元素 O 所形成的氢化物 H2O

[板书](3) 不稳定性:H2S

H2↑+S

[过]H2S 气体溶于水时,可得氢硫酸,下面我们就来一起讨论它的性质。

[板书] (4) H2S 气体的水溶液----氢硫酸

[讲]氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸,其酸性比碳酸还要弱,具有酸的通性。 [思考与交流]现有氢硫酸(H2S)、亚硫酸(H2SO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)三瓶溶液,它们在空气中易变 质。 (1) 分析变质的原因 均有强还原性,能被空气中的氧气氧化。 2H2S+O2==2S↓+2H2O 2H2SO3+ O2==2H2SO4 2Na2SO3 +O2==2Na2SO4 (2) 设计实验证明是否发生变质 H2S :观察是否有浑浊 H2SO3:加 BaCl2 溶液,是否有白色沉淀 Na2SO3:先加盐酸酸化,再加入 BaCl2 溶液,看是否有白色沉淀生成 (3) 设计实验证明溶液已完全发生变质

H2S :加入硫酸铜溶液,看是否有黑色沉淀 H2SO3:加入品红溶液,看是否褪色 Na2SO3 :加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色 [总结]本节从硫单质的性质讲起,从 S 的-2、0、+4、+6 价的价态对它的氢化物、氧化物及其对应 的水化物和盐的氧化还原性进行了分析,重点学习了 SO2 的性质,使我们对酸雨的形成与防治有了 一定的认识。

[自我评价]

1.在 BaCl2 溶液中通入 SO2 气体,溶液仍澄清。若将 BaCl2 溶液分别盛在两支试管,一支加 HNO3 , 另一支加 NaOH 溶液,再通入 SO2 气体,结果两支试管均有白色沉淀。由此,下列结论合理的是 ( C )

A.BaCl2 有两性 B.两试管沉淀均是 BaSO3 C.SO2 有还原性,酸性 D.升高 PH,使 SO2 水溶液中 SO3

2―

浓度增大

2.下列实验能证明某无色气体为 SO2 的是( CD ) A.能使澄清石灰水变浑浊 B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C.能使品红试液褪色,加热后又显红色 D.能使溴水褪色,再滴加酸化

的 BaCl2 溶液有白色沉淀产生 3.检验 SO2 气体中是否混有 CO2 气体,可采用的方法是( D ) A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水 C.先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水 D.先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水 4.能证明 SO2 具有漂白性的是( B ) A.SO2 气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中,发现溶液紫色褪去 B.SO2 气体通入品红溶液中,红色褪去 C.显红色的酚酞通入 SO2 后,红色褪去 D.SO2 气体通入溴水中,橙色褪去

教学回顾:

授课班级 课 时

课题:第四章 第三节 硫和氮的氧化物(二) 知识 教 学 目 的 与 技能 过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 难 点

1、了解一氧化氮和二氧化氮的部分物理性质 2、酸雨的形成与防治,自主探究分析空气污染的原因,自主探究雨水 pH 的测定。 1、通过设计和评价二氧化氮与水反应的装置简图,及参与观察实验,提高 获取知识、分析知识、评价知识的能力

1、通过参与探究过程,培养自身严谨的科学态度和辩证分析能力。

二氧化氮与水的反应,二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 二氧化氮与水的反应

1、NO 和 NO2 的生成 N2 + O 2 知 识 结 构 与 板 书 设 计 2NO 2NO + O2== 2NO2 实验室制法:Cu+4HNO3(浓)==C u ( N O 3 ) 2 +2NO2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3C u ( N O 3 ) 2 +2NO↑+4H2O 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 3、化学性质 (1)NO 与氧气反应:2NO+O2==2NO2 (2) NO2 的聚合反应:2NO2 (3) NO2 的氧化性: 4NO2 +2KI ==2NO + 2KNO3 + I2 N2O4

NO2 + SO2 + H2O == H2SO4 + NO (4) 与碱反应: NO+NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H2O 2NO2 +2NaOH==NaNO3 +NaNO2+H2O (5) NO2 与水反应:3NO2+H2O==2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 4NO + 3O2+2H2O==4HNO3 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 2、NO 和 O2 的混合气体通入 H2O 3、NO2 和 O2 的混合气体通入 H2O 教学过程 教学步骤、内容

[投影]资料卡片:信使分子------NO 三们美国药理学家 Robert F. Furch gott , Louis J.I gnarro 和 Ferid Murad 获取了 1998 年 诺贝尔生理学或医学奖,他们发现“NO”是心血管系统的信号分子,NO 却在哺乳类动物 及人类机体起着广泛的重要的生物学作用 三位科学家发现 NO 在人体血管内具有传递信号的功能,使血管处于持续的舒张状态, 血压降低,NO 可抑制 VSMC 和心肌细胞增殖,维持其正常的有丝分裂;少量 NO 有正性心 肌及心输出量的作用,并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死,进而在心 肌缺血再灌注操作中发挥细胞保护作用 [思考]NO 被视为大气污染物,没想到它会在生命过

程中有如此重要的作用,这会给我们 什么样启示?>

[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

[板书]N2 + O2

放电或 高温

2NO

2NO + O2== 2NO2

实验室制法: Cu+4HNO3(浓)==C u ( N O 3 ) 2 +2NO2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3C u ( N O 3 ) 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:2NO+O2==2NO2

[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:2NO2

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: NO+NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H2O 2NO2 +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 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO [科学探究]现给你一试管预先制好的 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 (1) 将一支充满 NO2 的试管倒 放在盛有水的 水槽中 现象 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) (2) (3) 制取少量氧气 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 [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 2H2O2 ==2H2O +O2↑ 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO 解释(可用化学方程式表示) 3NO2+H2O==2HNO3+NO NO2 为红棕色气体,易溶于 水,NO 为无色气体,难溶 于水

[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==20 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO 3 y x+y/3==10 1 y/3 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 mL 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO 3 x x = 15 [讲]若将 NO 和 O2 的混合气体通入水中,会发生反应 4NO+3O2+2H2O==4HNO3 1 △V 2 20-10==10

[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:若最终余下气体的成份为 NO,则与水反应的 NO 为 20-4=16mL 4NO+3O2+2H2O==4HNO3 4 16 3 X X=12 mL

若最终余下气体的成份为 O2,则 20mLNO 均与水反应 4NO+3O2+2H2O==4HNO3 4 20 3 X X=15mL

此时,通入 O2 的体积为 15+4=19mL

∴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 4NO2+O2+2H2O==4HNO3

[板书]3、NO2 和 O2 的混合气体通入 H2O

[讲]通过这个反应可知,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 x 1 y-5 x == 4(y-5)

解之得,x = 20 mL y = 10 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 4y 1 y

则过量的 NO2 体积为 (x-4y) mL 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO 3 (x-4y) 1 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 ) C、10 mL D、5 mL

B、15 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=______(8:3)

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 C、30 mL B、30 mL

教学回顾:

课题:第四章 第三节 硫和氮的氧化物(一) 教 学 目 情感态度 的 价值观 知识与 技能 过程与 方法

授课班级 课 时

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 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。 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 难 点

二氧化硫与水反应 可逆反应

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 ① 氧化性:与绝大多数金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态) 2Al+3S 加热 Al2S3(制取 Al2S3 的唯一途径) Fe+S 加热 FeS(黑色)

加热

与非金属反应:H2+S ② 还原性:与氧气发生反应 ③ 自身氧化还原反应 (二) 二氧化硫

H2S

3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3 +3H2O

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) 酸性氧化物------亚硫酐 ① 二氧化硫与水反应 :SO2 + H2O ② 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 ] ③ 与碱性氧化物反应 SO2+CaO==CaSO3 H2SO3 (亚硫酸)

(2) 二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S === 3S↓ + 2H2O (3) 二氧化硫的还原性 ① 与卤素单质反应: SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr SO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl ② 与某些强氧化剂的反应: 2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 === K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4 ③ SO2 的催化氧化 2SO2+O2

催化剂 加热

2SO3

(4) 漂白性(能漂白品红、鲜花等有机色素,不能漂白酸碱指示剂。 ) (5) 用途:制 H2SO4 ;作漂白剂;杀菌,消毒 (6) SO2 的实验室制法 ① 反应原理:Na2SO3 + H2SO4=== Na2SO4 +SO2↑+H2O ② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置

3 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶 ○ 4 收集方法:向上排空气法或排饱和 NaHSO3 溶液 ○ 5 检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红 ○

湿润的品红试纸---褪色

6 尾气处理:用 NaOH 溶液和倒扣漏斗装置防倒吸 ○

(7) SO2 的污染 (三) 三氧化硫

酸雨:空气中 SOX 和

NOX 随雨水下降成为酸雨,pH

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 3、化学性质 (1) 可燃性 2H2S + 3O2

点燃

试纸变黑

2H2O + 2SO2

2H2S + O2

点燃

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

[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 化合态: 硫化物和硫酸盐, 如硫铁矿 FeS2、 黄铜 CuFeS2、 石膏 (CaSO4· 2H2O) 、 芒硝 (Na2SO4· 10H2O)

[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 物质 类别 -2 FeS、 Na2S、 HgS、H2S 0 S +4 SO2、H2SO3、 Na2SO3、 NaHSO3 +6 SO3、H2SO4、 NaHSO4、Na2SO4

[问]硫单质的处于硫元素的中间价态,那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 ① 氧化性:与绝大多数金属反应

[投影]Fe+S

△ △

FeS

Cu+S

Cu2S (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+S

H2 S

[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]② 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+O2

点燃

SO2

[板书]③ 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,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 ① 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,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]② 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 [SO2 + Ca(OH)2 + H2O ==Ca(HSO3 )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] ③ 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] (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 ① 与卤素单质反应: SO + Br + 2 H O = H S O + 2HBr 2 2 2 2 4 SO2 + 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] ② 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]③ SO2 的催化氧化 2SO2+O2

催化剂 加热

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 原理

HClO、 Na2O2、 O3、 H2O2 具有强氧化性,将有色 物质氧化成无色

SO2 与某些有色物质 化合成不稳定的 无色物质

活性炭 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 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 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 ① 反应原理:Na2SO3 + H2SO4=== Na2SO4 +SO2↑+H2O

② 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置

3 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶 ○ 4 收集方法:向上排空气法或排饱和 NaHSO3 溶液 ○ 5 检验:湿润的蓝色石蕊试纸---变红 ○

湿润的品红试纸---褪色

6 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,pH

[讲]由于溶解了二氧化碳的缘故,正常雨水的 pH 值在 5.6 左右,然而,当空气中大量 N 和 S 的 氧化物随雨水降落下来就会使得雨水的 pH 值小于 5.6 而形成酸雨。 [讲]SO2 的主要来源是化石燃料燃烧,含 S 矿石冶炼等工业废气 [思考与交流]如何控制酸雨呢?大家有什么好办法 1、改善燃料种类,积极开发新能源; 2、对煤(其中含硫为 0.3%-5%)进行处理,如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排 放的烟进行处理以回收 SO2 . 3、种植能够吸收 SO2 的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉)等; [过]酸雨放置一段时间后,pH 会降低,这是因为 H2SO3 被空气缓慢氧化成 H2SO4 而造成的,由此 我们可知道,SO32 会被空气缓慢氧化成 SO42 ,但是 SO2 被氧化成 SO3 却需要很高的条件,生成的

― ―

SO3 是硫酸的酸酐,是一种无色易挥发的固体

[板书](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。

[问]那么 SO3 的通性表现在哪几方面呢? [投影小结] (1) 与水反应: SO3 + H2O==H2SO4 (放出大量的热) (2) 与碱性氧化物反应: SO3 + CaO==CaSO4 (3) 与碱反应: SO3 +C a ( O H ) 2 == CaSO4 +H2O [过]最后,请

大家阅读资料卡片,让我们拓展视野,一同来了解一下硫化氢的知识。 [讲]给大家读一段资料:敦煌石窟是我国也是世界著名的艺术宝库。敦煌壁画是艺术珍品,但令 人奇怪的是,美丽的飞天的脸为什么都是黑的呢?经调查研究,这是自然界中 H2S 搞的鬼。原来壁 画是用碱式碳酸铅做白色颜料,用 PbO 做黄色颜料。本来飞天的脸都是白的,但日久天长,空气中 的 H2S 跟 Pb 反应,生成黑色的 PbS,所以飞天的脸都是黑的。

在日常生活中也常常看到这样一种现象:家具涂上白漆后,显得明亮洁白。但一两年后变得棕 黄了,时间再长又变得棕黑了,原因是有些白漆是用 PbCO3 做颜料,空气中 H2S 跟油漆中的 PbCO3 反应生成棕黑色的 PbS。 [讲]以上资料中提到的 H2S 究竟是一种什么气体?下面的时间我们来研究 H2S 的知识。

[板书](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 ↑

[问]由实验原理,我们可知,制取 H2S 应采取什么样的装置呢? 固、液混合,不加热,可选用和 H2、CO2 相同的装置 也可用启普发生器。 [讲]但在制备气体之前要检查装置的气密性。 [问]那么收集装置是什么样的呢? 用向上排空气法收集 H2S,理由是密度比空气大,且能溶于水 [问]H2S 气体有剧毒,造成大气污染,那么尾气吸收试剂应用什么呢?能用 H2O 吗? H2S 是酸性气体,应用碱液吸收,不用 H2O 是因为 H2S 在 H2O 中的溶解度小。 [投影]资料卡片------常用干燥剂 酸性:浓硫酸、硅胶、P2O5 碱性:NaOH、碱石灰(CaO、NaOH) 中性:CaCl2 、Na2SO4 但 CuSO4 只能证明有水存在,却不能大量吸收水 [问]要制得干燥的 H2S 应怎么办? H2S 是酸性、有强还原性的气体,可选用 P2O5 和中性干燥剂。 [问]如何验满呢?

[板书] 用湿润的 Pb(CH3COO)2 试纸 Pb(CH3COO)2 + H2S == PbS↓ + 2CH3COOH [板书] 3、化学性质

[思考与交流]请大家分析 H2S 中 S 元素的化合价,并从氧化还原反应的角度来推测其化学性质。 H2S 中 S 显-2 价,是 S 的最低价,故在发生氧化还原作用时只显还原性。 [视频实验]在导管口用火点燃 H2S 气体,观察完全燃烧时发出淡蓝色火焰,然后用一个蒸发皿靠 近火焰现象,皿底部附有淡黄色粉末。

试纸变黑

[问]下面我们可利用课前制备的 H2S 气体,研究一下 H2S 气体的化学性质

[问]由此现象可得出什么结论?

[板书] (1) 可燃性

[讲]H2S 燃烧的产物与 O2 用量有关,当 O2 充足时,H2S 能完全燃烧而以出淡蓝色火焰

,并生成 H2O 与 SO2。

[板书] 2H2S + 3O2

点燃

2H2O + 2SO2

[讲]当火焰罩上蒸发皿时,有淡黄色粉末出现时,是由于 H2S 不完全燃烧生成 S 之故。

[板书] 2H2S + O2

点燃

2H2O +S

[思考与交流]请大家分析上述两反应,讨论出 H2S 与 O2 按不同比例混合时的氧化产物

[过]由刚才的学习我们知道,H2S 具有还原性,可被 O2 氧化为 SO2 或 S,那么能否被具有氧化性 的卤素单质所氧化呢? [问]碘水、溴水、氯水能将 H2S 氧化吗?氯、溴、碘、硫的氧化性顺序如何呢?

[板书](2) 还原性:H2S + X2 ==2HX +S↓(X=Cl、Br、I)

[投影小结]单质氧化性:Cl2>Br2 >I2>S 离子还原性:Cl

― ― ―

[小结]事实证明,H2S 是一种较强的还原剂,可被 O2、卤素单质、SO2、酸性高锰酸钾溶液等强氧 化剂氧化。 [讲]H2S 除了有强还原性外,还有不稳定性,即在较高温度时易分解为 H2 和 S,其稳定性弱于 S 的同族元素 O 所形成的氢化物 H2O

[板书](3) 不稳定性:H2S

H2↑+S

[过]H2S 气体溶于水时,可得氢硫酸,下面我们就来一起讨论它的性质。

[板书] (4) H2S 气体的水溶液----氢硫酸

[讲]氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸,其酸性比碳酸还要弱,具有酸的通性。 [思考与交流]现有氢硫酸(H2S)、亚硫酸(H2SO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)三瓶溶液,它们在空气中易变 质。 (1) 分析变质的原因 均有强还原性,能被空气中的氧气氧化。 2H2S+O2==2S↓+2H2O 2H2SO3+ O2==2H2SO4 2Na2SO3 +O2==2Na2SO4 (2) 设计实验证明是否发生变质 H2S :观察是否有浑浊 H2SO3:加 BaCl2 溶液,是否有白色沉淀 Na2SO3:先加盐酸酸化,再加入 BaCl2 溶液,看是否有白色沉淀生成 (3) 设计实验证明溶液已完全发生变质

H2S :加入硫酸铜溶液,看是否有黑色沉淀 H2SO3:加入品红溶液,看是否褪色 Na2SO3 :加入酸性高锰酸钾溶液,看溶液是否褪色 [总结]本节从硫单质的性质讲起,从 S 的-2、0、+4、+6 价的价态对它的氢化物、氧化物及其对应 的水化物和盐的氧化还原性进行了分析,重点学习了 SO2 的性质,使我们对酸雨的形成与防治有了 一定的认识。

[自我评价]

1.在 BaCl2 溶液中通入 SO2 气体,溶液仍澄清。若将 BaCl2 溶液分别盛在两支试管,一支加 HNO3 , 另一支加 NaOH 溶液,再通入 SO2 气体,结果两支试管均有白色沉淀。由此,下列结论合理的是 ( C )

A.BaCl2 有两性 B.两试管沉淀均是 BaSO3 C.SO2 有还原性,酸性 D.升高 PH,使 SO2 水溶液中 SO3

2―

浓度增大

2.下列实验能证明某无色气体为 SO2 的是( CD ) A.能使澄清石灰水变浑浊 B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C.能使品红试液褪色,加热后又显红色 D.能使溴水褪色,再滴加酸化

的 BaCl2 溶液有白色沉淀产生 3.检验 SO2 气体中是否混有 CO2 气体,可采用的方法是( D ) A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水 C.先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水 D.先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水 4.能证明 SO2 具有漂白性的是( B ) A.SO2 气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中,发现溶液紫色褪去 B.SO2 气体通入品红溶液中,红色褪去 C.显红色的酚酞通入 SO2 后,红色褪去 D.SO2 气体通入溴水中,橙色褪去

教学回顾:

授课班级 课 时

课题:第四章 第三节 硫和氮的氧化物(二) 知识 教 学 目 的 与 技能 过程 与 方法 情感 态度 价值观 重 点 难 点

1、了解一氧化氮和二氧化氮的部分物理性质 2、酸雨的形成与防治,自主探究分析空气污染的原因,自主探究雨水 pH 的测定。 1、通过设计和评价二氧化氮与水反应的装置简图,及参与观察实验,提高 获取知识、分析知识、评价知识的能力

1、通过参与探究过程,培养自身严谨的科学态度和辩证分析能力。

二氧化氮与水的反应,二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 二氧化氮与水的反应

1、NO 和 NO2 的生成 N2 + O 2 知 识 结 构 与 板 书 设 计 2NO 2NO + O2== 2NO2 实验室制法:Cu+4HNO3(浓)==C u ( N O 3 ) 2 +2NO2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3C u ( N O 3 ) 2 +2NO↑+4H2O 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 3、化学性质 (1)NO 与氧气反应:2NO+O2==2NO2 (2) NO2 的聚合反应:2NO2 (3) NO2 的氧化性: 4NO2 +2KI ==2NO + 2KNO3 + I2 N2O4

NO2 + SO2 + H2O == H2SO4 + NO (4) 与碱反应: NO+NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H2O 2NO2 +2NaOH==NaNO3 +NaNO2+H2O (5) NO2 与水反应:3NO2+H2O==2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 4NO + 3O2+2H2O==4HNO3 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 2、NO 和 O2 的混合气体通入 H2O 3、NO2 和 O2 的混合气体通入 H2O 教学过程 教学步骤、内容

[投影]资料卡片:信使分子------NO 三们美国药理学家 Robert F. Furch gott , Louis J.I gnarro 和 Ferid Murad 获取了 1998 年 诺贝尔生理学或医学奖,他们发现“NO”是心血管系统的信号分子,NO 却在哺乳类动物 及人类机体起着广泛的重要的生物学作用 三位科学家发现 NO 在人体血管内具有传递信号的功能,使血管处于持续的舒张状态, 血压降低,NO 可抑制 VSMC 和心肌细胞增殖,维持其正常的有丝分裂;少量 NO 有正性心 肌及心输出量的作用,并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死,进而在心 肌缺血再灌注操作中发挥细胞保护作用 [思考]NO 被视为大气污染物,没想到它会在生命过

程中有如此重要的作用,这会给我们 什么样启示?>

[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

[板书]N2 + O2

放电或 高温

2NO

2NO + O2== 2NO2

实验室制法: Cu+4HNO3(浓)==C u ( N O 3 ) 2 +2NO2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3C u ( N O 3 ) 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:2NO+O2==2NO2

[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:2NO2

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: NO+NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H2O 2NO2 +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 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO [科学探究]现给你一试管预先制好的 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 (1) 将一支充满 NO2 的试管倒 放在盛有水的 水槽中 现象 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) (2) (3) 制取少量氧气 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 [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 2H2O2 ==2H2O +O2↑ 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO 解释(可用化学方程式表示) 3NO2+H2O==2HNO3+NO NO2 为红棕色气体,易溶于 水,NO 为无色气体,难溶 于水

[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==20 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO 3 y x+y/3==10 1 y/3 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 mL 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO 3 x x = 15 [讲]若将 NO 和 O2 的混合气体通入水中,会发生反应 4NO+3O2+2H2O==4HNO3 1 △V 2 20-10==10

[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:若最终余下气体的成份为 NO,则与水反应的 NO 为 20-4=16mL 4NO+3O2+2H2O==4HNO3 4 16 3 X X=12 mL

若最终余下气体的成份为 O2,则 20mLNO 均与水反应 4NO+3O2+2H2O==4HNO3 4 20 3 X X=15mL

此时,通入 O2 的体积为 15+4=19mL

∴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 4NO2+O2+2H2O==4HNO3

[板书]3、NO2 和 O2 的混合气体通入 H2O

[讲]通过这个反应可知,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 x 1 y-5 x == 4(y-5)

解之得,x = 20 mL y = 10 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 4y 1 y

则过量的 NO2 体积为 (x-4y) mL 3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO 3 (x-4y) 1 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 ) C、10 mL D、5 mL

B、15 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=______(8:3)

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 C、30 mL B、30 mL

教学回顾:


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