高一化学新教材教案全套[上学期]

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高一化学新教材教案全套[上学期]

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★第二课时
[引言]上节课我们介绍了化学键中的离子键,本节课我们再来认识另一种类型的化学键——共价键。
[板书]第四节 化学键(第二课时)
四、共价键
[师]什么是共价键呢 我们初中所学的共价化合物的知识可以帮助我们找到答案。
请大家看以下实验,并描述实验现象。
[电脑演示]氢气在盛有氯气的集气瓶中燃烧。
[学生看后回答]氢气在氯气中燃烧,发出苍白色的火焰,集气瓶的瓶口有大量白气出现。
[问]这位同学所说的“白气”是什么呢 并说出你所推断的依据。
[生甲]是氯化氢气体。因为氢气与氯气反应生成了氯化氢气体。
[生乙]是盐酸。是因为生成的氯化氢分子与空气中的水分子结合成盐酸。
[师]乙回答是正确的。需要注意的是,该现象不能用“白气”或“白烟”来描述。因为它是氢气与氯气反应生成的氯化氢分子与空气中的水分子结合而成的盐酸小液滴分散在瓶口所形成的现象,应该说是“白雾”。
我们前面学过,氢气与氯气在光照条件下的反应。这是它们在又一条件(即点燃)下反应的反应现象。请大家写出该反应的化学方程式:
[学生活动]
[教师板书]H2+Cl2====2HCl
[师]在该条件下,氢分子被破坏成氢原子,那么,当氢原子和氯原子相遇时,它们是通过什么作用结合成氯化氢分子的呢 请根据初中所学过的知识问答。
[生]它们是通过共用电子对形成氯化氢分子的。
[师]对。像氯化氢这样以共用电子对形成分子的化合物,叫共价化合物。而原子之间通过共用电子对所形成的相互作用,就叫做共价键。
[板书]原子之间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
[师]氢原子与氯原子结合成氯化氢分子的过程,我们可用下列动画形象地表示出来。
[电脑演示]画面上有一条河,河边有大、小两个小精灵,小的代表氢原子,大的代表氯原子,河的对岸风景优美,并写有“成功的彼岸——稳定结构”的字样。代表氢原子的小精灵手里拿着一朵花,自言自语地说:“要到达彼岸,我还需要一朵花。”代表氯原子的小精灵手里拿着七朵花,望着彼岸对自己说:“我要成功,还得去找另一朵花来。”它俩都在河边匆匆地寻找另一朵花。当它们相遇时,眼里都放出了光彩。代表氯原子的小精灵意欲去把氢原子小精灵手里的花夺过来,而氢原子小精灵呢,却上前去抢它手中的一朵花,因为互不相让,两人便撕打起来。虽然打得精疲力尽,但却都未达到目的(因为它们的力气相差不大)。最后两个小精灵异口同声地说:“让我们讲和吧!”这时,氢原子小精灵把手中的一朵花递过去,氯原子小精灵也把它的一朵花递过来,它们的手握在了一起。氢原子小精灵高兴地说:“我终于有两朵花可以到彼岸了。”氯原子小精灵也兴奋地说:“我所需要的八朵花也够了。不过,我的劲儿大,这两朵花得离我近一点。”氢原子小精灵虽不情愿,但却无可奈何,只好点了点头。协议成功后,两个小精灵便携手飞向了彼岸。
[师]以上画面中,氢原子和氯原子共用的这两朵花就相当于一个共用电子对,两朵花(共用电子对)的共用,使它们各自都满足了对方的要求,并把它俩紧紧地联系在了一起,这两朵花的作用就相当于共价键,即共价键的存在,使氯原子和氢原子最终结合成了氯化氢分子。
共价键与离子键不同的地方在于:共价键的成键粒子是原子,它们相互之间属不打不相识的关系,而形成离子键的粒子是阴、阳离子,它们之间是周瑜打黄盖——一个愿打,一个愿挨。
从氯原子和氢原子的结构来分析,由于氯和氢都是非金属元素,不仅氯原子易得一个电子形成最外层8个电子的稳定结构,而且氢原子也易获得一个电子,形成最外层两个电子的稳定结构。这两种元素的原子获得电子难易的程度相差不大,所以相遇时都未能把对方的电子夺取过来。这两种元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层一个电子组成一个电子对,电子对为两个原子所共用,在两个原子核外的空间运动,从而使双方最外层都达到稳定结构。这种电子对,就是共用电子对。共用电子对受两个核的共同吸引,使两个原子结合在一起。在氯化氢分子里,由于氯原子对于电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以电子对偏向氯原子一方。因此,氯原子一方略显负电性,氢原子一方略显正电性,但作为分子整体仍呈电中性。
以上过程也可以用电子式表示如下:
[板书]
[讲解]氯化氢分子中,共用电子对仅发生偏移,没有发生电子得失,未形成阴、阳离子,因此,书写共价化合物的电子式不能标电荷。
[投影练习]用电子式表示下列共价化合物的形成过程。
CO2、NH3、CH4
[学生活动,教师巡视,并让三个同学到黑板上各写一个]
[师]在用电子式表示共价化合物时,首先需分析所涉及的原子最外层有几个电子;若形成稳定结构,需要几个共用电子对;然后再据分析结果进行书写。
[对三个同学书写的结果进行评价,并纠错]容易出现的问题是:
1.不知怎样确定共用电子对的数目和位置;
2.受离子键的影响,而出现中括号,或写成离子的形式;
3.把“→”写成“====”。
[把正确结果书写于黑板上]
[板书]
[过渡]由以上分析可以知道,通过共用电子对可形成化合物的分子,那么,通过共用电子对,能不能形成单质的分子呢 下面,我们以氢分子为例,来讨论这个问题。
[师]请大家写出氢原子的电子式。(H×)
[问]要使氢原子达到稳定结构还差几个电子
[生]一个电子。
[问]氢分子是由氢原子构成的,要使每个氢原子都达到两电子稳定结构,氢原子与氢原子之间应怎样合作
[生]形成共用电子对!
[师]那么,请大家用电子式表示出氢分子的形成过程。
[让一个同学把结果板书于黑板上]
[板书]H×+×H→H××H
[师]氢原子和氢原子结合成氢分子时,由于两个氢原子得失电子的能力相等,所以其形成的共用电子对位于两原子的正中间,谁也不偏向谁。
[师]由氢分子的形成过程也可以解释为什么氢气分子为双原子分子。那是因为氢原子和氢原子相遇时,每两个结合就可以达到稳定结构。
[问]为什么稀有气体是单原子组成的
[生]因为稀有气体元素的原子都已达到稳定结构。
[师]很好。请大家用电子式表示氯气、氧气、氮气。
[学生活动,教师巡视]
[对具有典型错误的写法进行分析、评价]
[易出现的错误是]
1.把用电子式表示物质写成了用电子式表示其形成过程;
2.把氮气的电子式写成∶N∶∶∶N∶
[写出正确结果]
[板书]
[师]由此,我们得出以下结论:即同种或不同种非金属元素化合时,它们的原子之间都能通过共用电子对形成共价键(稀有气体除外)。
以上共价键中的共用电子对都是成键原子双方提供的,共用电子对能不能由成键原子单方面提供呢 我们可通过NH的形成及结构进行说明。
已知氨分子和氢离子可结合生成铵根离子。那么,它们是通过什么方式结合的呢 分析氨分子和氢离子的电子式,即可揭开此谜。
[板书]
[讲解]从氨分子的电子式可以看出,氨分子的氮原子周围还有一对未共用电子,而氢离子的周围正好是空的。当氨分子和氢离子相遇时,它们一拍即合,即氢离子和氨分子结合时各原子周围都是稳定结构。这样,在氮原子和氢离子之间又新成了一种新的共价键,氨分子也因氢分子的介入而带正电荷,变成了铵根离子(NH),其电子式可表示如下:
[板书]
[师]像这种共用电子对由成键原子单方提供的共价键,叫做配位键。配位键的性质和共价键相同,只是成键方式不同。
在多数共价键分子中的原子,彼此形成共用电子对后都达到稳定结构,还有一些化合物,它们的分子中并不是所有的原子都达到稳定结构。如BF3分子中的硼离子,外层只有6个电子;PCl5分子中的磷原子共用5对电子后,磷原子外层成了10个电子。同样的情况还有CO、NO2等分子,因此,化学键理论仍在不断发展中。
[过渡]在化学上,我们常用一根短线来表示一对共用电子,这样得到的式子又叫结构式。以上提到的几种粒子,表示成结构式分别为:
[板书]H—Cl O==C==O ?N??H?H
[过渡]从上节课的学习我们知道,含有离子键的化合物一定是离子化合物。那么,含有共价键的化合物是不是一定是共价化合物呢 下面,我们通过分析氢氧化钠的结构来对此结论进行判断。
[问]氢氧化钠是否为离子化合物 判断依据是什么
[生]氢氧化钠是强碱,所以是离子化合物。
[师]已知氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子组成的,试用电子式表示氢氧化钠。
[由学生和老师共同完成]
[板书]
[问]根据氢氧化钠的电子式分析,氢氧化钠中存在什么类型的化学键
[生]钠离子和氢氧根离子之间是离子键,氧原子和氢原子之间是共价键。
[师]十分正确。
[板书](把离子键和共价键的字样标在氢氧化钠电子式对应位置的下方)
[问]含有共价键的化合物一定是共价化合物。这句话是否正确
[生]不正确。
[师]因此,我们说含有离子键的化合物一定是离子化合物,而含有共价键的化合物不一定是共价化合物。
[师]下面,让我们来认识几种化合物的电子式。
[板书]
[师]请大家标出其中存在的化学键。
[请一位同学上黑板在相应位置写上离子键、共价键]
[师]通过以上实例及以前的学习,我们可以得出这样的结论:即在离子化合物中可能有共价键,而在共价化合物中却不可能有离子键。
非金属和非金属原子之间,某些不活泼金属与非金属原子之间,形成的都是共价键。如HCl中的H—Cl键和AlCl3的Al—Cl键。
[过渡]从有关离子键和共价键的讨论中,我们可以看到,原子结合成分子时,原子之间存在着相互作用。这种作用不仅存在于直接相邻的原子之间,而且也存在于分子内非直接相邻的原子之间。前一种相互作用比较强烈,破坏它要消耗比较大的能量,是使原子互相联结成分子的主要因素。我们把这种相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键。
[板书]五、化学键
相邻的原子之间强烈的相互作用叫做化学键。
[师]理解化学键的定义时,一定要注意“相邻”和“强烈”。如水分子里氢原子和氧原子之间存在化学键,而两个氢原子之间及水分子与水分子之间是不存在化学键的。
学了有关化学键的知识,我们就可以用化学键的观点来概略地分析化学反应的过程。如钠与氯气反应生成氯化钠的过程,第一步是金属钠和氯气分子中原子之间的化学键发生断裂(旧键断裂),其中金属钠破坏的是金属键,氯气分子断开的是共价键,它们分别得到钠原子和氯原子;第二步是钠原子和氯原子相互结合,形成钠氯之间的化学键——离子键(新键形成)。分析其他化学反应,也可以得出过程类似的结论。因此,我们可以认为:
[讲解并板书]一个化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
[师]请大家用化学键的观点来分析,H2分子与Cl2分子作用生成HCl分子的过程。
[生]先是H2分子与Cl2分子中的H—H键、Cl—Cl键被破坏,分别生成氯原子和氢原子,然后氯原子与氢原子又以新的共价键结合成氯化氢分子。
[师]大家理解得很好。离子键和共价键是两种不同类型的化学键,它们之间的区别我们可总结如下:
[投影展示] 离子键与共价键的比较
键项 型目 离子键 共价键
形成过程 得失电子 形成共用电子对
成键粒子 阴、阳离子 原 子
实质 阴、阳离子间的静电作用 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
注:以上内容也可由学生自己填写。
[小结]本节课我们主要介绍了共价键的实质及化学反应过程的本质。
[布置作业]课本一、2,3,4;二、1;三、2,3。
[参考练习]1.下列说法中正确的是( )
A.含有离子键的化合物必是离子化合物 B.具有共价键的化合物就是共价化合物
C.共价化合物可能含离子键 D.离子化合物中可能含有共价键
答案:AD
2.下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
A.Ba(OH)2 B.CaCl2 C.H2O D.H2
答案:A
3.下列物质的电子式书写正确的是( )
答案:C
4.在下列分子结构中,原子的最外层电子不能满足8电子稳定结构的是( )
A.CO2 B.PCl3 C.CCl4 D.NO2
答案:D
●板书设计
第四节 化学键(第二课时)
四、共价键
原子之间通过共用电子对所形成的相互作用,叫做共价键。
五、化学键
相邻的原子之间强烈的相互作用,叫做化学键。
化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
●教学说明
本课时补充了H2在Cl2中燃烧的实验,一是和前面所学卤族元素中H2与Cl2在光照条件下的反应相对照,扩充学生的知识;二是学生在初中就知道氯化氢是共价化合物。通过形象的实验,以激起他们探究氯化氢分子是怎样形成的兴趣,从而使学生更好地理解共价键形成的实质。由于氯气与氯化氢均为大气污染物,所以采取了用电脑演示的方法。在后面共价键的讲解中,用了拟人法,以集中学生精力,并帮助他们更好地理解共价键形成的实质。在此过程中,让学生们练习了多种类型(如单质、AB型、AB2、AB3、AB4)的电子式的写法,并向学生介绍了一些常见物质(如Na2O2、H2O2、NaOH、NH4Cl)的电子式的写法,以拓宽学生的视野。在学生深入理解了离子键和共价键的知识后,很自然地引出了化学键的概念,以及化学反应过程的本质。最后以共价键和离子键的比较作结,以使学生学到的知识得以进一步深化。
关于配位键的知识,教师可视具体情况而决定进还是不讲。
点燃第四节 化学键
●教学目标
1.使学生理解离子键、共价键的概念,能用电子式表示离子化合物和共价化合物的形成。
2.使学生了解化学键的概念和化学反应的本质。
3.通过离子键和共价键的教学,培养学生对微观粒子运动的想象力。
●教学重点
离子键、共价键。
●教学难点
化学键概念、化学反应的本质。
●课时安排
2课时
●教学方法
启发、诱导、拟人、讲述、练习、比较。
●教学用具
投影仪、电脑;
盛有氯气的集气瓶、金属钠、小刀、滤纸、镊子、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴。
●教学过程
★第一课时
[引言]从前面所学知识我们知道,元素的化学性质主要决定于该元素的原子的结构。而化学反应的实质就是原子的重新组合,那么,是不是任意两个或多个原子相遇就都能形成新物质的分子或物质呢
[生]不是!
[师]试举例说明。
[生甲]如氢原子和氟原子在常温下相遇能形成氟化氢分子,而氢原子和氦原子在同一条件下就不发生化学反应。
[生乙]如金属都是由原子组成的,金戒指和银耳环放一起无变化,把金器和铁器放一块也不会有新的物质生成。
[生丙]稀有气体也是由原子直接构成的,它们和其他物质的原子相遇时,很难起反应,因此常用作保护气。
[生丁]要是任意原子相遇都能重新组合成新物质的话,这世界简直就无法想象!
……
[师]大家回答得很好!以上例子说明,原子和原子相遇时,有的能进行组合,有的不能,这说明在能组合的原子和原子之间,一定有某种作用的存在,才能使原子和原子相互结合成新的分子和新的物质。而原子和原子组合时,相邻的原子之间所存在的强烈的相互作用,我们又称其为化学键,这也是我们本节课所要讲的内容。
[板书]第四节 化学键(第一课时)
[师]根据原子和原子相互作用的实质不同,我们可以把化学键分为离子键、共价键、金属键等不同的类型。首先我们来学习离子键。
[板书]一、离子键
[师]要知道什么是离子键,还须从我们初中学过的离子化合物说起。
[问]什么是离子化合物 举例说明。
[生]由阴、阳离子相互作用而构成的化合物,就是离子化合物。如氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸锌、氢氧化钠等。
[师]一点不错!下面,我们就亲自制备一种离子化合物——氯化钠来进行分析。
[演示实验5—4]钠在氯气中燃烧。
[请一位同学描述实验现象]
[生]钠在加热的情况融成一个小球,当把盛有黄绿色气体的集气瓶扣于预热过的钠上方时,钠剧烈燃烧,瓶中出现大量白烟,原来的黄绿色逐渐消失!
[师]瓶中出现的白烟是什么呢
[生]氯化钠的固体小颗粒。
[师]请大家写出该反应的化学方程式。
[学生活动]
[教师板书]2Na+Cl2====2NaCl
[师]从宏观上看,钠和氯气发生了化学反应,生成了新物质氯化钠。如若从微观的角度,又应该怎样理解上述反应呢
[生]在上述条件下,氯气分子先被破坏成氯原子,氯原子和钠原子重新组合,生成新的氯化钠分子。
[师]生成新的氯化钠分子!那么,氯原子和钠原子又是通过什么方式组合的呢 亦即它们之间存在怎样的一种作用呢
要想知道究竟,我们必须从氯原子和钠原子的结构上入手分析。
请大家回忆以往学过的知识,回答:原子在参加化学反应时,都有使自己的结构变成什么样的结构的倾向
[生]稳定结构。
[师]什么是稳定结构
[生]最外层电子数是8的结构,K层为最外层时是2个电子。
[师]它们通常通过什么方式来得到稳定结构
[生甲]通过得失电子。
[生乙]通过得失电子或形成共用电子对。
[师]应该是乙种说法完整。请大家根据已有知识来填写课本P114页表5—14。
[投影展示]
表5—14,氯化钠的形成
注:表中画“▲”的空格为所要填写内容。
[学生活动,教师巡视]
[请一个同学把结果写在投影胶片上,教师指正书写中出现的错误]
[师]上述过程我们可以用电脑形象地表示如下:
[电脑演示]
①钠原子最外层1个电子在核外高速运动,氯原子最外层7个电子在核外高速运动;
②钠原子与氯原子互相接近(发生反应);
③钠原子最外层1个电子跑到氯原子上去,钠原子变成带1个单位正电荷的阳离子,氯原子变成带1个单位负电荷的阴离子,由于静电作用而生成氯化钠。
[讲述]从原子结构分析氯化钠的形成过程,我们可以看出在钠跟氯气反应时,由于钠元素的金属性很强,在化学反应中钠原子易失掉一个电子而形成8电子稳定结构;而氯元素的非金属性很强,在化学反应中氯原子易得一个电子而形成8电子稳定结构。
当钠原子和氯原子相遇时,钠原子的最外电子层的1个电子转移到氯原子的最外电子层上,使钠原子和氯原子分别形成了带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。这两种带有相反电荷的离子通过静电作用,形成了稳定的化合物。我们把阴、阳离子结合成化合物时的这种静电作用,叫做离子键。
[板书]使阴、阳离子结合成化合物的静电作用,叫做离子键。
[师]请大家看下列演示
[电脑演示]画面上出现一个插有红旗的目的地,内注明“稳定结构”,附言是“携8个苹果者方可进来!”目的地外面,有两个小精灵,各拿一个放苹果的盘子,代表钠原子的小精灵的盘子里放有9个苹果(其中的1个颜色区别于另外8个);代表氯原子的小精灵盘子里放有7个苹果。由于不符合进入目的地的条件,在外面急得团团乱转,当他们不期而遇时,眼里都放出了光彩,钠原子小精灵从自己的盘子里拿出那个多余的苹果,递给氯原子小精灵。氯原子小精灵高兴地说:“谢谢你。”这时,代表钠原子的小精灵头上多了一顶标有“+”的帽子,而代表氯原子的小精灵头上多了一顶标有“-”的帽子。后他们调皮地头碰着头并异口同声地说:“我们一起飞吧!”
随后,他们一起飞向了目的地——稳定结构。
[师]画面上的两个小精灵,互相都诚心诚意地帮助了对方,这促使他俩成了好朋友,而他们在彼此需要时所建立的这种友谊也是比较牢固的,一般情况下不易被破坏。离子键所表示的就是这种友谊,通过离子键所形成的化合物,一般情况下都很稳定。如我们日常生活中用的食盐——氯化钠,在通常情况下以晶体形式存在很难变质!
[师]氯离子和钠离子通过离子键形成了离子化合物——氯化钠。刚才大家回答钠在氯气中燃烧的实验现象时,有同学说,钠和氯气反应生成的氯化钠是分子,那么,氯化钠晶体到底是不是由氯化钠分子构成的呢 请大家参考课本P116页的资料回答。
[学生阅读资料后回答]
[生]氯化钠晶体中不存在氯化钠分子,只有在蒸气状态时,才有氯化钠分子。
[师]说得对!大家看,这就是氯化钠晶体的结构:
[电脑展示]氯化钠晶体的立体动画,使其旋转,让学生从各个方向清晰地观察立方体,并选中其中的一个Cl-或Na+,让其周围的阳离子或阴离子图标闪烁。
[师]在氯化钠晶体中,每个氯离子的周围都有6个钠离子,每个钠离子的周围都有6个氯离子,钠离子和氯离子互相交替,形成了氯化钠晶体,亦即氯化钠晶体中不存在单个的氯化钠分子。
[思考]同一种元素的原子和离子的化学性质是否相同 为什么
[学生思考后回答]不相同。因为它们的结构不同。
[师]很正确。同一种元素的原子和离子,它们原子核中的质子数是相同的,但原子核外的电子数是不同的。而化学性质决定于原子核外电子排布情况,且主要决定于最外层电子数。如钠原子和钠离子相比,钠原子不显电性,最外层有1个电子,在化学反应中容易失去一个电子而表现出强的金属性,从而易与水、酸等反应;而钠离子带1个单位正电荷,最外层为8电子稳定结构,不易失电子,也不易得电子,化学性质比钠原子稳定得多。因此,同一元素的原子和离子因结构不同而化学性质不同。
[过渡]由于在化学反应中,一般是原子的最外层电子发生变化,为了分析化学反应实质的方便,我们引进了只表示元素原子最外层电子的这么一种式子——电子式。
[板书]二、电子式
[讲述]在元素符号周围用小黑点(或×)来表示原子的最外层电子的式子叫电子式。
如Na、Mg、Cl、O的电子式我们可分别表示为:
[板书]
[师]这样,我们就可以很方便地用电子式来表示出离子化合物氯化钠的形成过程。
[板书]
[讲述]上述式子中的“+”表示“相遇”;“”表示电子转移的方向;“ ”表示原子相遇电子的移动方向; 即为氯化钠的电子式。在电子式里面,阳离子的电
子式与其离子符号相同。知钠离子、镁离子的电子式分别为:
[板书]Na+ Mg2+
[讲述]阴离子的电子式要在元素符号周围标出其最外层的8个电子,并用方括号括起来,要在方括号的右上角标明该离子所带的负电荷数。如Cl-,S2-的电子式分别为:
[板书]
[师]请大家用电子式表示离子化合物氯化镁的形成过程。
[学生活动,教师巡视,并把书写过程中出现的各种错误让学生展示于黑板上,进行讲解]
易出现的错误为:
[师]1的错误是MgCl2的电子式中,两个氯离子要单个地一一写出,而不能合并;
2的错误是出现了“====”用电子式表示化合物的形成过程,要用“→”表示由什么形成什么,而不能用“====”;
3的错误是离子未标明所带电荷数。
上述1、2的式子中均没有表示出电子转移的方向。在实际书写时,可以省略。
综上所述,用电子式表示化合物的形成过程,相同的几个原子可以单个一一写出,也可以合并起来用系数表示其个数,如1、2式中氯原子的表示方法;相同的离子要单个地一一写出,一般不合并,如氯化镁中两个氯离子的表示方法;另外,由原子形成化合物时要用“→”表示,而不用“====”。因此,氯化镁的形成过程可用电子式正确地表示如下:
[板书]
[师]请大家用电子式表示离子化合物,Na2O的形成过程。
[学生活动,教师巡视,并及时指正错误]
[把正确的答案写于黑板上]
[板书]
[师]请大家总结用电子式表示粒子及用电子式表示化合物的形成过程时应注意的问题。
[学生总结,教师板书]
[板书]1.离子须标明电荷数;
2.相同的原子可以合并写,相同的离子要单个写;
3.阴离子要用方括号括起;
4.不能把“→”写成“====”;
5.用箭头标明电子转移方向(也可不标);
[练习]用电子式表示离子化合物
MgBr2 K2O
[学生活动,教师巡视;多数学生会写成MgBr2和K2O的形成过程]
[师]用电子式表示离子化合物与用电子式表示离子化合物的形成过程不是一回事儿,不能混淆。溴化镁的电子式应写为:
[草板书] 而不是
[师]后者为用电子式表示MgBr2的形成过程。
[过渡]要写出离子化合物的电子式或用电子式表示其形成过程,我们首先须知道其是否能形成离子键,那么,哪些元素之间能形成离子键 并进而得到离子化合物呢
[师]活泼金属与活泼的非金属化合时,都能形成离子键,从而形成离子化合物。元素周期表是ⅠA族、ⅡA族的活泼金属与ⅥA族、ⅦA族的活泼非金属化合时,一般都能形成离子键。另外,强碱及大多数的盐中也都含有离子键。
含有离子键的化合物必定是离子化合物。
[过渡]离子化合物的性质与离子键有无关系 离子键的强弱又应如何判断呢
[板书]三、离子键强弱与离子化合物的性质
[讲述]离子化合物的熔沸点与离子键的强弱有密切关系。
[讲解并板书]离子的半径越小,带电荷越多,阴阳离子间的作用——离子键越强,其形成化合物的熔沸点也就越高。
[投影练习]1.下列原子或离子半径比较不正确的是( )
A.Na+>Mg2+>Al3+ B.K+>Na+>Li+ C.Cl>S>P D.S2->S
答案:C
2.判断下列各组物质的熔点高低
(1)MgO NaCl (2)NaF NaCl
答案:(1)> (2) >
[学生活动]
[小结]本节课我们主要学习了化学键中的离子键及电子式的有关知识。知道离子键是阴、阳离子之间的静电作用,电子式不仅可以用来表示原子、离子,还可以用来表示物质及物质的形成过程。
[布置作业]课本习题一、1;三、1。
课后思考题:想一想,为什么NaCl中Na原子与Cl原子的个数比为1∶1,而Na2O中Na原
子与O原子的个数比却是2∶1
[参考练习]
1.下列不是离子化合物的是( )
A.H2 O B.CaI2 C.KOH D.NaNO3
2.下列微粒电子式错误的是( )
3.下列化合物电子式书写正确的是( )
4.A元素的最高价离子0.5 mol被还原成中性原子时,要得到6.02×1023个电子,它的单质同盐酸充分反应时,放出0.02 g H2,用去0.4 g A。B元素的原子核外电子层数与A相同,且B元素形成的单质是红棕色液体。
(1)写出两种元素的名称:A. B. 。
(2)用结构示意图表示A、B两元素常见离子:A. ,B. 。
(3)用电子式表示A、B形成化合物的过程。
答案:1.A 2.B 3.D
4.解析:从B的单质为红棕色液体可推知B的单质为Br2。溴原子有4个电子层,所以A原子也有4个电子层,由0.5 mol A元素的最高价离子被还原成原子时能得到电子1 mol,说明A的离子为+2价,即A原子最外层有2个电子。
依题意:A ~~H2
M 2g
0.4 g 0.02 g
M=40 g·mol-1即A为钙元素。
由上分析可得出以下答案:
(1)A.钙 B.溴
(3)
●板书设计
第四节 化学键(第一课时)
一、离子键
使阴、阳离子结合成化合物时的静电作用,叫做离子键。
2Na+Cl2====2NaCl
二、电子式
1.离子须标明电荷;
2.相同的原子可以合并写,相同的离子要单个写;
3.阴离子要用方括号括起来;
4.不能把“→”写成“====”;
5.用箭头标明电子转移方向(也可不标)。
三、离子键强弱与离子化合物的性质
离子半径越小,带电荷越多,阴、阳离子间的作用——离子键越强,其形成化合物的熔沸点也就越高。
●教学说明
本课时内容的重点是对离子键概念的理解及电子式的书写方法。由于离子键的概念比较抽象,用电脑演示离子键形成的过程并设计成动画,不但可以提高学生学习的兴趣及积极性,还能很好地帮助学生理解离子键的形成及概念。在电子式的学习里,学生最易犯的是眼高手低的毛病,为了加深学生对错误的认识,课堂上用了欲擒故纵的方法,即先用电子式表示出AB型(如NaCl)离子化合物的形成过程,却并未讲出书写重点,然后让学生根据自己的理解写A2B及AB2型离子化合物的形成过程,此时再指出错误所在。这样,学生听起课来十分专心,印象也深。最后再由学生根据自己的错误所在,总结出书写时的注意事项,从而得到了好的教学效果。

点燃★第三课时
[复习]常言“温故而知新”,请思考以下问题,并对下列反应做出判断:
1.什么是氧化还原反应 判断根据是什么
2CuO+H2=====Cu+H2O
MnO2+4HCl(浓)======MnCl2+H2O+Cl2↑ 属于氧化还原
3NO2+H2O======2HNO3+NO 的反应有哪些?
2H2O2======2H2O+O2↑
CaCO3+H2O+CO2====== Ca(HCO3)2
[小结]依据氧化还原反应的特征,即化合价变化来判断化学反应是否属氧化还原反应。
[讲述]在上述氧化还原反应中 ?的实质是失去了电子,被氧化,而CuO Cu的实质是得到了电子,被还原,其中H2为CuO的还原提供了电子,CuO为H2的氧化得到了电子,从而使双方完成氧化还原反应,在这里H2起还原作用称为还原剂,CuO起氧化作用称为氧化剂。
[板书]三、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂
氧化剂——得电子(电子对偏向)的物质
还原剂——失电子(电子对偏离)的物质
[思考]氧化剂和还原剂在氧化还原反应中本身所发生的反应,所含元素化合价变化的情况。
[引导]氧化还原反应的本质是电子的转移,如何在化学方程式上清楚地表示氧化还原反应的过程呢
[板书]2.“双线桥”表示氧化还原反应。(以CuO+H2======Cu+H2O为例)
①双线桥从左指向右连接不同价态的同种元素;
②线上标明电子得失、化合价升降、被氧化、被还原等内容(注意得失电子守恒)。

+ ===== +
[投影]用“双线桥”表示下列氧化还原反应,并指出氧化剂和还原剂。
①2H2O=====2H2↑+O2↑
②2Al+3H2SO4======Al2(SO4)3+3H2↑
③2KClO3=====2KCl+3O2↑
[评价]
[设问]除“双线桥”外,有无别的方法可表示氧化还原反应,请同学们加以探讨。
[引导]在所学过的反应中,哪些物质属常见氧化剂,哪些物质属常见还原剂
[分析]在氧化还原反应中:氧化剂得电子价降低,还原剂失电子价升高。
[板书]常见氧化剂:O2、Cl2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4等;
常见还原剂:Fe、Mg、Al等金属单质,H2、C、CO等。
[投影]试从化合价角度分析下列粒子的性质。在Fe3+、Fe2+、Al3+、H+、S、Cl-等粒子中只有氧化性的是_______________,只有还原性的是_______________,兼有的是_______________。
[小结]从元素化合价分析,当粒子中元素化合价处于:最高价——只具氧化性 最低价——只具还原性 中间价——兼有氧化性和还原性。
[引导]同学们能否举出生产、生活中一些常见的氧化还原反应
[板书]3.生产、生活中的氧化还原反应
[总结]本课围绕氧化还原反应的本质——电子的转移,介绍了有关概念,小结如下:
[板书]
反应物 表现性质 变化过程 发生反应 生成物
还原剂 e–氧化剂 还原性氧化性 被氧化被还原 氧化反应还原反应 氧化产物还原产物
[布置作业]课后习题一、二、三。
[补充]分析下列变化过程是氧化还是还原,再填空:
①Fe FeCl2 需加____________剂,如____________
②CuO Cu 需加____________剂,如____________
③HCl Cl2 是____________反应,HCl是____________剂
④HCl H2 是____________反应,HCl是____________剂
⑤Fe3+ Fe 需加____________剂,Fe3+具有____________性
[板书设计]三、氧化剂和还原剂
1.氧化剂和还原剂
氧化剂:得电子(电子对偏向)的物质
还原剂:失电子(电子对偏离)的物质
2.“双线桥”表示氧化还原反应
①双线桥从左指向右,连接不同价态的同种元素;
②线上标明电子得失、化合价升降、被氧化、被还原等内容(注意得失电子守恒)。
[小结]常见氧化剂:O2、Cl2、浓HNO3、KMnO4等;
常见还原剂:Fe、Mg、Al等金属单质,H2、C、CO等。
3.生产、生活中的氧化还原反应
反应物 表现性质 变化过程 发生反应 生成物
还原剂 e–氧化剂 还原性氧化性 被氧化被还原 氧化反应还原反应 氧化产物还原产物
[迁移训练]分析下列氧化还原反应,用双线桥表示电子转移的方向和数目,并指出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物。
①2H2S+SO2======3S↓+2H2O
②KClO3+6HCl======KCl+3Cl2↑+3H2O
③5NH4NO3======4N2↑+2HNO3+9H2O
④4FeS2+11O2======8SO2+2Fe2O3 (注意总结规律)
[教学思路]首先复习初中所学化学反应的分类知识,有重要的四种基本反应类型,及从得失氧角度分出的氧化反应和还原反应,然后结合实例说明以上分类知识不够全面,不够本质,从而转入从化合价升降和电子转移角度来认识氧化还原反应。再从电子转移角度介绍氧化剂和还原剂、氧化性和还原性,氧化产物和还原产物等概念。最后举例说明氧化还原反应在社会生产、科技和生活中的广泛应用,从而认识化学知识的实用价值。
高温

通电
得2e– ,化合价降低,被还原

失2e– ,化合价升高,被氧化


△★第二课时
[引言]从上一节课我们所学的知识可以知道:原子核相对于原子很小,即在原子内部,原子核外,有一个若大的空间供电子运动,那么,电子在核外的运动与宏观物体是否相同?我们又怎样来描述核外电子的运动呢?下面我们就来探讨这个问题。
[板书]第一节 原子结构(第二课时)
二、原子核外电子运动的特征
[电脑演示以下运动]1.物质的自由落体运动;2.火车的运动;3.炮弹的抛物线运动;4.天体的运行;5.氢原子的一个电子在核外闪烁运动。
[讨论]核外电子的运动规律跟宏观物体的运动规律有什么不同?
[生]1.宏观物体的运动有固定的方向,电子没有。
2.宏观物体的运动有确定的路线,电子没有。
[讲述]正如大家所述,宏观物体的运动,如天体的运行、导弹的发射、车辆的行驶等,它们都有确定的轨道,我们可用宏观物体的运动规律准确地测出它们某一时刻所处的位置和运动速度,可以描画出它们的运动轨迹。
当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时,其运动规律跟普通物体不同。它们没有确定的轨道,因此,我们不能准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度,也不能描画出它的运动轨迹。
那么,我们应该如何去描述核外电子的运动呢?让我们先来研究氢原子核外的一个电子的运动特点。
[电脑显示]氢原子核外一个电子的运动示意图(由慢到快)
[师]我们看到,当电子的运动速度加快时,在原子核周围有一团云雾,我们形象地称它为“电子云”——电子形成的云雾之意。
[问]氢原子核外只有一个电子,它怎么能形成一团云雾呢?
[启发]这是由于电子在核外的运动速度太快(2.2×106 m/s),使我们眼花缭乱的结果。
[问]大家有没有在什么地方见过类似的现象?
[生]1.快速进退录像带时,与此情景有点相似。
2.武打影片里,形容剑舞得快时,舞剑人的周围常是一团剑影。
3.科幻动画片里,飞蝶的运行,及争斗场面。
[师]好,大家的联想很丰富。以上场面,都有一个共同的特点——快。电子的运动速度更快得多。因此,在核的周围形成带负电的电子云便好理解了。由于电子难以捕捉,又没有确定的轨道,我们在描述核外电子的运动时,只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。
[投影展示](在通常状况下氢原子电子云示意图)
[讲述]图中的每一个小黑点表示电子曾在那里出现过一次。黑点多的地方——也即电子云密度大的地方,表明电子在核外空间单位体积内出现机会多,反之,出现的机会少。从这张图中,我们可以看出,氢原子的核外电子在离核远的地方单位体积内出现的机会少,在离核近的地方单位体积内出现的机会多。
因此,原子核外电子运动的特征是:
[板书并讲述]运动速度快,没有确定的轨道,可用电子云形象地表示。
[过渡]在氢原子的核外,只有一个电子,运动情况比较简单。对于多电子原子来讲,电子运动时是否会在原子内打架?它们有没有一定的组织性和纪律性呢?下面我们就来学习有关的知识:
[板书]三、原子核外电子的排布
[讲解]科学研究证明,多电子原子中的电子排布并不是杂乱无章的,而是遵循一定规律的。通常,能量高的电子在离核较远的区域运动,能量低的电子在离核较近的区域运动。这相当于看足球比赛,观众中坐在最外面的人往往是活动余地最大的(能量高),而里面的人往往是活动余地较小的(相当于能量低的电子);我们可以把他们的座位分为甲、乙、丙、丁等不同的区域。同样,我们可以把核外电子运动的不同区域按能量的低高,分为1、2、3、4……等不同的电子层,并分别用符号K、L、M、N……来表示。
[讲解并板书]1.电子层的划分
电子层(用n表示)1、2、3、4……
电子层符号 K、L、M、N……
离核距离 近 远
能量高低 低 高
[师]核外电子的分层运动,又叫核外电子的分层排布。核外电子的分层排布,遵循以下规律:
[讲解并板书]2.核外电子的排布规律
(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层)
(2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时,最多不超过2个);次外层电子数目不超过18个,倒数第三层不超过32个。
(3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层,排满L层才排M层)。
[师]以上规律是相互联系的,不能孤立地机械地套用。
知道了原子的核电荷数和电子层的排布规律以后,我们就可以画出原子结构示意图。
如钠原子的结构示意图可表示为 ,请大家说出各部分所表示的含义。 [生]圆圈表示原子核,+11表示核电荷数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层电子数。
[练习]请根据以上规律填写课本P93表5—3核电荷数为1~20的元素原子核外电子层排布。
[学生练习,教师巡视]
[投影练习]1.判断下列示意图是否正确?为什么?
[答案](A、B、C、D均错)A、B违反了最外层电子数为8的排布规律,C的第一电子层上应为2个电子,D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。
2.根据核外电子排布规律,画出下列元素原子的结构示意图,并与课本P36和P72相对照:
(1)3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs
(2)9F 17Cl 35Br 53I
[师]请大家分析课本P93表5—2稀有气体元素原子电子层排布。
[问]稀有气体的最外层电子数有什么特点?
[生]除氢为2个外,其余均为8个。
[问]元素的化学性质主要决定于哪层电子?
[生]主要决定于最外层电子数。
[问]稀有气体原名为惰性气体,为什么?
[生]因为它们的化学性质懒惰,不活泼,一般不易和其他物质发生化学反应。
[师]我们把以上分析归纳起来,会得出什么结论呢?
[生]原子最外层电子数为8的结构的原子,不易起化学反应。
[师]回答得很好。通常,我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构,称为相对稳定结构。如稀有气体的原子就是上述结构,一般不与其他物质发生化学反应。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时,是不稳定结构。在化学反应中,具有不稳定结构的原子,总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。
[板书]3.稳定结构与不稳定结构
[问]依据氯原子和钠原子的结构示意图分析,在发生化学反应时,它们的最外层电子分别容易发生怎样的变化?
[生]钠原子易失去一个电子形成8电子稳定结构,氯原子易得一个电子形成8电子稳定结构。
[概括总结]很对,原子的核外电子排布,特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质。从初中所学知识,我们知道,金属元素的原子最外层电子数一般少于4个,在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳定结构,表现出金属性;而非金属元素的最外层一般多于4个电子,在化学反应中易得到电子而达到8个电子的相对稳定结构,所以非金属元素表现出非金属性。
请大家看以下投影:
[投影展示]
[师]从以上投影可以看出,原子得到或失去电子后的阴阳离子也可用结构示意图来表示,称作离子结构示意图。
[板书]4.离子结构示意图
[投影练习]1.写出下列离子的离子结构示意图:
Mg2+ F- Br- Ca2+
2.填空
(1)当质子数(核电荷数) =核外电子数时,该粒子是 , 电性。
(2)当质子数(核电荷数)>核外电子数时,该粒子是 离子,带 电荷。
(3)当质子数(核电荷数)<核外电子数时,该粒子是 离子,带 电荷。
答案:1.Mg2+ ?
2.(1)原子 不显 (2)阳 正 (3)阴 负
[小结]本节课我们学习了原子核外电子的运动特征和核外电子排布,知道原子核外的电子运动速度快,没有确定的轨道,可以用电子云形象地表示;多电子原子里的核外电子的运动并不是杂乱无章的,而是按一定的规律排布。
[投影练习]1.下列有关电子云及示意图的说法正确的是( )
A.电子云是笼罩在原子核外的云雾
B.小黑点多的区域表示电子多
C.小黑点疏的区域表示电子出现的机会少
D.电子云是用高速照相机拍摄的照片
2.下列原子结构示意图中,正确的是( )
3.某元素的原子核外有3个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为( )
A.14 B.15 C.16 D.17
答案:1.C 2.B 3.A
[作业]教材P95一、1、2
[参考练习]1.若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同,则a的数值为( )
A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+2
2.某元素的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图为
3.今有甲、乙、丙、丁四种元素。已知:甲元素是自然界中含量最多的元素;乙元素为金属元素,它的原子核外K层、L层电子数之和等于M、N层电子数之和;丙元素的单质及其化合物的焰色反应都显黄色;氢气在丁元素单质中燃烧火焰呈苍白色。
(1)试推断并写出甲、乙、丙、丁四种元素的名称和符号;
(2)写出上述元素两两化合成的化合物的化学式。
参考答案:1.A 2. [析:设核电荷数=质子数Z,元素的电子层数为n,最外层电子
数为y;依题意Z=5n Z=3y,则5n=3y n=3y/5。因原子的最外层电子数不超过8,即y为1~8的正整数,仅当y=5时,n=3为合理解,所以Z=15) 3.(1)甲为氧元素,O;乙为钙元素,Ca;丙为钠元素,Na;丁为氯元素,Cl;(2)Na2O,Na2O2,CaO,NaCl,CaCl2]
●板书设计
第一节 原子结构(第二课时)
二、原子核外电子运动的特征
运动速度快,没有确定的轨道,可用电子云形象地表示。
三、原子核外电子排布
1.电子层的划分
电子层(用n表示) 1、2、3、4……
电子层符号 K、L、M、N……
离核距离 近 远
能量高低 低 高
2.核外电子的排布规律
(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2个(n表示电子层)
(2)最外层电子数不超过8个(K层是最外层时,最多不超过2个);次外层电子数目不超过18个,倒数第三层不超过32个。
(3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层,排满L层才排M层)。
3.稳定结构与不稳定结构。
4.离子结构示意图。
●教学说明
本节课内容较抽象,理论性强。教师在授课时要从学生的实际出发,注意掌握教材的深广度。既要注意把握科学的严密性,又要考虑学生的可接受性,并尽量用直观教具和形象的比喻使抽象的概念具体化,从而调动学生的学习积极性。
教材在编写原子核外电子的排布这部分内容时,采取了探究式的方法。即先讨论核电荷数为1~20的元素的原子核外电子排布,再总结出规律。这里采取了先给出核外电子的排布规律,再让学生写出1~20号元素的原子核外电子排布的顺序。在此基础上,对稀有气体的电子排布进行分析、讨论、启发,从而得出稳定结构与不稳定结构的含义。把两种方法应用于两个并行班,实验结果是后一种方法可以使课堂结构紧凑,学生对课堂知识掌握得牢固程度也要比前一种方法好。教学过程中,因为学生要亲自参与分析、归纳、练习等环节,其学习的积极性有增无减,从而达到了较好的教学效果。★第二课时
[引言]氧族元素中氧为首领,其单质O2是环绕在地球表面大气对流层中的一种与生物生命息息相关的重要气体,它还能在社会各行各业(工、农、科技、国防、医疗等)中,显示其非凡的身手。氧气有何过人之处呢 因为它是一种来自于空气、无公害的强氧化剂。它还有一位功不可没的同根兄弟——“O3”,号称生命的卫士。化学上,将它们称为同素异形体,请看相关内容。
[板书]二、臭氧
[承转]化学上为何将O3、O2称为同素异形体,其含义是什么 在弄清这个问题之前,我们先比一比两兄弟。
[引导]O3与O2,均由氧元素组成,在分子组成上只不过仅是一个O原子之差,但两兄弟的“脾气”和“外貌”却大相径庭。
[板书]O3与O2物理性质的对比
[学生阅读]课本“二、臭氧·物理性质”并与O2对比。
[投影]O3与O2物理性质的对比
O3 O2
色、嗅、态 通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体,液态O3呈深蓝色,固态O3为紫黑色 通常为一无色无气味的气体液态O2呈淡蓝色,固态O2呈雪花状,淡蓝色
溶解度(水中) 大 小
熔点 -251℃ -218℃
沸点 -112.4℃ -183℃
[讲述]由表可知,O3与O2物理性质差别甚大,像它们这样由同一种元素组成的两种不同单质,称为同素异形体。
[板书]同素异形体:由同一种元素形成的性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。如O3、O 2就是氧元素的同素异形体,我们说O3、O2互为同素异形体关系。
[提问]我们还学过其他元素的同素异形体吗
[回答]金刚石和石墨为碳的同素异形体,红磷和白磷互为同素异形体。
[思考]你认为理解同素异形体概念应把握哪些关键之处
[回答]“同一种元素”的“不同单质”
[评价]完全正确。
[思考1]钠原子(Na)和钠离子(Na+)都是由同一种元素——钠元素形成的,它们是同素异形体吗 为什么
[回答]不是,因为Na原子和Na+是同一元素的不同粒子,不属单质。
[思考2]Fe2O3和Fe3O4的组成元素完全相同,它们是同素异形体吗 为什么
[回答]不是,因为它们是由完全相同的两种元素组成的化合物。
[思考3]H与H互为什么关系
[回答]互为同位素。
[讨论]同素异形体和同位素有何区别
[投影]同素异形体和同位素的区别
同素异形体 同位素
定 义 同一种元素的不同单质互称同素异形体 同一元素的不同核素(或不同原子)互称同位素。
研究对象 单 质 核素或原子
举 例 O2和O3,石墨和金刚石 H、H、H;Cl和Cl
[思考]为什么O3和O2的物理性质差别这么大
[讲解]是由于分子组成及原子的结合方式不同,导致分子结构不同所造成的。
[转引]O3、O2物理性质差别很大,那么,它们的化学性质如何呢
[板书]2.臭氧的化学性质
[学生阅读]有关臭氧的化学性质的内容并与O2对比。
[提问]O3与O2相比,有无共性 有何差别
[回答]二者都具氧化性,而且O3比O2有着更强的氧化性;另O3不稳定,能分解。
[小结并板书](1)极强氧化性
(2)不稳定性:2O3====3O2
[思考]上述反应是否为氧化还原反应 为什么
[回答]否,因无元素化合价的变化。
[讲述]O3具有极强的氧化性,如不活泼金属Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化,而在常温下却能被臭氧氧化,再如酒精、棉絮等易燃物,常温下遇较多的O3会立即着火,从而引起不可想象的火灾,不过天公作美,地面附近大气层中O3含量极微,仅占0.001 ppm。
臭氧相对于O2不稳定,常温下能缓慢分解,若加热或高温或有MNO2作催化剂时可迅速分解,而且O3生成O2的反应为一放热反应,这也说明O3比O2更为活泼。
[提问]造成O3与O2化学性质差别的原因是什么
[回答]源于它们的分子组成、分子结构不同。
[过渡]大家熟知,O2的用途极为广泛,O3同样功不可没,其重要用途有哪些
[学生阅读]O3用途的相关内容
[板书]3.臭氧的用途
脱色剂、消毒剂
[思考]O3用于脱色、消毒,基于其什么性质
[回答]强氧化性
[讲述]空气中微量O3(1 ppm以内)对人体健康有益,因为它能杀菌消毒,刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快振奋之感。疗养院常设在空气新鲜宜人的松林里,因其中含微量O3,是由松林这种针叶树的树脂在被O2氧化的过程中产生的。另外,雷雨之后,当漫步街头田野,同样感到空气格外的清新,其原因一是雨水洗净了尘埃,二是打雷闪电时,空中产生了臭氧(3O2====2O3)。但是,当空气中O3含量超过10-5%(体积分数)时,就会对人体、动植物及其他露置物质造成极大危害,这就是说当O3含量较多时,它就成了一种大气污染物,因此,对于O3应全面辩证地认识其功与过。
[转引]自然界中的O3(90%)主要集中于离地面15 km~50 km的大气平流层中,称为臭氧层,是地球生命的保护伞,O3也就有了“生命卫士”之美称。
[追问]那么为什么说O3是地球生命的保护伞
[录音讲述]臭氧层中臭氧含量很少,却可以吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射,因此,臭氧层恰似过滤器一般,阻挡了紫外线,给地球送来了滤过的益于万物生长的光和热,使地球生命免遭灾难,减少了呼吸道疾病、白内障、皮肤病、肿瘤、癌症等的发病率。所以臭氧是一个天然保护伞,是名符其实的“生命卫士”。
然而,近年来,南极上空的臭氧层出现了空洞,北极上空O3浓度也有所减少,臭氧层对生物的保护作用正在减弱,有害射线已对地球生物造成严重危害,如皮肤肿瘤患者剧增,仅据美国1979年统计,死于皮肤癌的人数已达13600多名,患皮肤肿瘤者已达30多万。那么,破坏臭氧层的罪魁祸首是谁呢 ——氟氯烃、氮氧化物、碳氧化物等气体,这种现象已引起世人普遍关注,所以《保护臭氧层维也纳公约》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等国际公约相继出台,决定减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用,大力开发无氟制冷工业,并把9月16日定为“保护臭氧国际日”,所以我们要保护臭氧层,保护环境,热爱地球。
[板书]4.保护臭氧层
[投影]氟氯烃破坏臭氧层的原理:
例:1995年,诺贝尔化学奖授于致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家,大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线,保护地球上的生物。氟利昂(氟氯烃的商品名称)上升到大气平流层中,可在紫外光作用下分解产生氯原子,氯原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应如下:
O3 O2+O Cl+O3 ClO+O2 ClO+O Cl+O2 总反应式:2O3====3O2
请判断,在上述臭氧变成氧气的反应过程中,氯原子是( )
A.反应物 B.生成物 C.中间产物 D.催化剂
(根据氯原子的行为特征可判断为催化剂,答案当为D)
[师生小结]对臭氧的总体认识臭氧与氧气虽然组成元素相同,但由于它们的分子组成及原子结合方式不同,造成分子结构的不同,引起两者性质上的很大差别。O3和O2互为同素异形体关系,O3具有更强的氧化性,且不稳定,空气中的少量O3对人体有益,过之则有害,而大气平流层中的臭氧层则是人类的保护伞。
[过渡]氧在自然界中有O2、O3两种游离态,化合态的氧也普遍存在,如含氧酸盐、氧化物、水等。其中水和人类的关系甚为密切。下面谈的是与水的元素组成完全相同的过氧化氢。
[板书]三、过氧化氢
[学生阅读]课本“三、过氧化氢”并与H2O对比。
[投影]H2O2与H2O的比较:
H2O2 H2O
分子结构及分子极性 极性分子(两个H不在同一平面上) 极性分子
物理性质 无色粘稠液体,水溶液俗称双氧水,具弱酸性 无色、无味、透明液体呈中性
化学性质 不稳定2H2O2====2H2O+O2↑具氧化性 很稳定
用途 可用作氧化剂、漂白剂、清毒剂、脱氯剂、火箭燃料等 常用极性溶剂
[设题]1.如何保存过氧化氢 为什么
(由于其不稳定易分解,因此应置于棕色瓶内避光阴凉处保存)
2.过氧化氢易分解,若在其水溶液中加入少量MnO2,可大大促进它的分解,因此可用于实验室里制取O2。原理为2H2O2=====2H2O+O2↑,请设计反应装置。
[提问]反应装置的选择根据什么来确定
[回答]反应物的状态和反应条件。
[追问]H2O2与MnO2混合制O2的反应有何特点
[回答]固液,不加热。
[提问]曾学过的常见气体中,哪些属于这些类型
[回答]H2、CO2
[小结]该反应选择固液不加热制气装置(同H2、CO2的制备)
[补充演示]H2O2的分解
现象:迅速产生大量气泡,用带火星木条检验确为O2。
[讨论]用上述装置及反应原理制取O2与用加热KClO3和MnO2混合物制O2的方法相比有何优点
[小结]便于操作,便于控制。
[练习]在下列四种溶液中,分别加入少量固体MnO2,能产生气体的是( )
A.3% H2O2溶液 B.1 mol·L-1 NaOH溶液
C.1 mol·L-1 KClO3溶液 D.1 mol·L-1 盐酸
(NaOH溶液与MnO2在任何条件下都不反应,C选项从表面看很似实验室制O2的方法,但实验室制O2是用固体KClO3和MnO2固体在加热条件下制得,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2,D项中1 mol·L-1 HCl为稀盐酸,且缺少加热条件,故不可能有Cl2产生,答案为A。此题应提醒学生注意反应条件)
[小结]通过H2O2与H2O的对比学习,我们知道两者在性质上迥然不同,这是由于它们的分子组成,分子结构的差异所造成的。
[布置作业]1.课本习题二、四。
2.收集查找资料,写一篇关于臭氧的小论文。
[参考练习]
1.下列各组中互为同位素的是( ),互为同素异形体的是( )
A.O2和O3 B.H和H C.H2O和H2O2 D.O2-和O
答案:B A
2.只由一种元素形成的单质一定是纯净物吗 为什么
答案:像C、O、P、S等元素可形成同素异形体,即同一种元素的不同单质。因此该题说法错误,应为“不一定”。如说只由一种元素形成的纯净物一定是单质,则是正确的。
3.试举例说明有单质参加或单质生成的反应不一定是氧化还原反应。
答案:同素异形体之间的转化不是氧化还原反应,如:2O3 3O2。
4.在KI和H2SO4的混合液中加入H2O2水溶液,迅速反应产生大量气体,反应过程可表示如下:
①H2O2+KI+H2SO4 K2SO4+H2O+I2
②H2O2+I2 HIO
③H2O2+HIO I2+O2↑+H2O(以上反应式均未配平)
(1)H2O2在反应①中的作用是( )
A.还原剂 B.氧化剂
C.既不是氧化剂也不是还原剂 D.既是氧化剂又是还原剂
(2)有人认为:上述反应②③可说明I2是H2O2分解的催化剂,你认为 (填“对”或“不对”),其理由是 。
答案:(1)B (2)对 I2在反应前后的质量和化学性质未改变
●板书设计
第一节 氧族元素(第二课时)
二、臭氧
1.臭氧与氧气物理性质的对比:(投影)
同素异形体:由同一种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。
2.臭氧的化学性质
(1)极强氧化性
(2)不稳定性 2O3====3O2
3.臭氧的用途
脱色剂、消毒剂
4.保护臭氧层
三、过氧化氢
H2O2与H2O的对比(投影给出)
●教学说明
关于臭氧和过氧化氢的内容,教学大纲只要求作常识性介绍,但笔者认为在学科知识向综合性、应用性和实践性转化的今天,联系生活实际,关注地球环境,关心人类健康是非常必要的,因此,本节课的设计注重以下几点:
1.基本指导思想
挖掘臭氧知识,对学生进行全面认识事物的辩证唯物主义思想教育,渗透环保意识,结合实际中臭氧空洞的现象,使学生深刻认识保护臭氧层的意义,通过氟氯烃破坏臭氧层原理的介绍,使学生感受到科学知识与生活、社会的密切关系。
2.教学目标
在知识方面,紧抓同素异形体概念,并与同位素概念相比较,使学生真正从本质上区别它们。在能力方面,结合H2O2分解产生O2的反应,训练学生设计简单制备实验的装置、方法,从而培养其分析、思维、解决问题的能力。
3.教学策略
本文知识点很少,要求不高,主要是通过对臭氧知识的学习,对学生进行一些思想教育,因此,教学策略着重于调动学生关注社会、关心环境、树立主人翁意识。主要采取了结合一些数据、实例、现象分析臭氧的功与过,并要求学生进一步收集查寻资料以便更多地了解臭氧;在培养能力方面,主要采用了启发、引导、讨论、比较、评价等方法。
放电


MnO2
高温
放电第四节 环境保护
●教学目标
1.通过参加环境教育活动,学习一些环境知识,增强环境保护意识,树立主人翁社会责任感。
2.通过收集、调查、发言,培养学生团结合作、科研实践、组织表达等能力。
●教学重点
大气污染、水污染、居室污染的来源、危害及防治。
●课时安排
2课时
●教学方法
教师引导,学生组织。
●教具准备
投影仪、多媒体计算机、大屏幕、自备图片、软件资料等。
●资料准备
课前按组分配,收集、查寻资料解决相应问题。
1.大气污染的来源、危害及治理
“温室效应”与全球变暖
2.水污染的来源、危害及治理
“赤潮”与水体富营养化
3.居室污染的来源、危害及防治措施
“家宠”与疾病
4.地球人采取的行动
从身边做起与社会责任感
●教学过程
★第一课时
[引言]由指定学生,结合大屏幕图片,有感情地引出。
“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天”,这是一幅多么撩人的自然美景。然而,如今的地球正在遭受着前所未有的灾难(大屏幕按文字顺序逐一显示图片):大气污染加剧、水污染严重、固体废弃物与日俱增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、水土流失、土地沙漠化……。生存环境的日益恶化,严重威胁着人类的健康和生命,于是,全人类大声疾呼:“Save Our Soul”,(拯救生命),保护地球,保护环境。
[板书]第四节 环境保护
[说明]“环境保护”四个字写大一些,其中“环境”二字用绿色粉笔写出以突出主题。
[屏幕显示]联合国决议,每年6月5日——“世界环境日”。
[讲述]环境——人类赖以生存和发展的自然环境及人类活动所能达到的宇宙空间。大气、水体、土壤和生物界是四大环境要素。
曾经,人们是那样和谐愉快地与大自然融为一体,如今,“潘多拉的魔匣”被打开了。请看,“天堂”被蒙上了阴影;请听,生命之泉的呻吟;母亲河在哭泣,苍天在流泪……我们的家园正在忍受着魔鬼的蹂躏。
[学生活动]讲述大气污染的来源、危害及治理(由第一小组同学完成)。
[归纳]屏幕显示
一、大气污染的来源、危害、治理。
主要污染物:二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘、放射性物质等。
1.来源:煤、石油的燃烧,矿石冶炼,汽车尾气,工业废气等。
2.危害:
危害人体健康
影响植物生长
破坏建筑材料
改变地球气候等
[录音回放]见资料1、2,危害事件举例(可视学生资料而定,需作充分准备,避免重复)。
[学生活动]概述“温室效应”与全球变暖。
[概括]录音回放,见资料3。
[过渡]那么有哪些治理办法呢
3.治理:
综合治理:调整能源结构,开发新能源(太阳能、氢能、风能、地热等),减少使用煤、石油、天燃气等化石燃料,减少工业废气排放,对废气进行回收净化再利用等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制订标准、加强监测。
[过渡]有一句出自医学名著《东医宝鉴》的名言——“身土不二”。它的意思是:人身和土是不能分离的,人生活在土地上,食用土地上长出的东西,如果适应环境,就会身体健康。而当人们离开故土,到陌生的地方去工作、去学习、去旅游,往往会不适应。俗话说:“一方水土养一方人”,其实也就是这个道理。“身土不二”说明了人和环境互相依托的辩证关系,当环境遭受破坏以后,人类自身也会受到影响。
请听来自生命之源的呼唤。
[学生活动]讲述水污染的来源、危害及治理(由第二小组同学完成)。
[归纳]屏幕显示。
二、水污染的来源、危害、治理。
主要污染物:无机物,碱、盐等,重金属耗氧物质,植物营养物质,石油,难降解有机物等。
另外还有氰化物、酚类、病原体、放射性物质、悬浮固体物等等。
1.来源:石油炼制、工业废水、生活污水、使用过农药、化肥的农田排水、降雨淋洗大气污染物和地面淋洗固体垃圾等。
2.危害:
污染水源,改变水质,加剧水源危机。
造成水体富营养化,破坏海滨风景区。
危及人体健康等。
[录音回放]见资料4、5、6、7,危害事件举例。
[学生活动]概述“赤潮”与水体富营养化。
[概括]录音回放,见资料8。
3.治理:
控制污水任意排放,对污水进行净化处理,改善用水制度,研究无污染新工艺,合理、科学地施用化肥、农药等。
[总结]以上我们从来源、危害、治理三方面讨论了大气污染和水污染。可以看出,造成环境污染的因素主要是人的活动。人类活动导致的污染不仅于此。我们知道,随着社会和科学的不断进步和发展,人们的生活水平和生活条件有了极大的改善,尤其城市,可谓高楼林立,居室装饰豪华气派,可就在人们享受优美舒适和温暖时,却不知身边也隐藏着无形的杀手——居室污染。
那么居室污染有哪些 其危害是什么 如何防治 我们下一节讨论。请同学们继续准备。
●板书设计
第四节 环境保护
●备课资料
[资料1]“伦敦烟雾事件”
素有“雾都”之称的英国伦敦,1952年12月5日至8日,又被浓雾笼罩。在这一段时间里,许多人突然患呼吸系统疾病,伦敦的各家医院一下子住满了病人。
4天中,死亡人数较常年同期增加4000多人。死者中,45岁以上者居多,约为平时死亡人数的3倍;1岁以下的死亡者,较平时增加约1倍,事件发生的一周中,因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱而死亡人数,分别为事件前一周中同类病症死亡人数的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。因肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道疾病的死亡者,较平时成倍增加。
该事件与伦敦当时大量烧煤有关。煤烟尘经久不散,在恶劣的气象条件下,遇到逆温,靠近地面处大气污染物如烟尘、二氧化硫大量聚集,大雾变成了刺激性很强的酸雾。
伦敦公害事件发生以后,1956年、1957年又连续发生烟雾事件。1962年12月3日至7日,烟雾再度发生,又有约11000人患病,其中136人魂归西天。
[资料2]“核试验的阴影”
20世纪50年代中期,美国好莱坞出产的巨片《征服者》刚投放市场,便立即引起轰动,由著名影星约翰·韦思领衔的剧组班子一时间陶醉在成功的喜悦之中。
然而,谁也没有料到,伴随着成功的喜悦竟是巨大的打击。3年后,在影片中担任角色的女影星苏珊·海华因身患恶性肿瘤遽然而亡。6年之后,剧组的另一位女影星阿格妮丝·摩海德同样被癌症夺去了生命。22年之后,当年的主角约翰·韦思也同样因癌症而魂归西天。奇怪的是,悲剧没有从此中止。到了80年代初,《征服者》原剧组220人中竟有91人患上了癌症,其中有46人离开了人世。悲伤的气氛笼罩着好莱坞影城,这一幕幕悲剧引起了全世界的惊诧和关注。
一大批科学家迅速赶来了。经过反复调查,集中会诊,人们最后终于查出了原因。原来,影星们患上的癌症与圣乔治沙漠的沙粒有关。影片《征服者》所表现的是成吉思汗征服中亚的历史事件。当时摄制组在外景地圣乔治沙漠紧张地活动了2个月,拍摄了大量精彩的镜头。
随后,他们又用卡车将许多沙子运进摄影棚,继续该片的内景拍摄。不料,这些小小的沙子竟然酿成如此惨剧,实在令人痛心和震惊。原来,在圣乔治沙漠200千米以外的内华达州,有个美国原子弹试验基地,腾空而起的蘑菇云,将放射性物质四处扩散,严重污染了圣乔治沙漠,才导致了众影星罹难的惨剧。
[资料3]“温室效应”与全球变暖
每年6月5日是“世界环境日”,1989年的主题便是“警惕:全球变暖”。1991年的主题是:“气候变化——需要全球合作”。气候的变化确实已经成为限制人类生存和发展的重要因素,成为世人关注的话题。
“温室效应”是怎么回事呢 在温室里,玻璃能让阳光进入室内,但它却吸收了一定比率的热辐射,并阻挡了这些入室的热辐射返回空间。这样,不需要任何形式的加热补偿,温室内白天的温度就会比室外气温高出许多。农业生产上的塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床以及北方的塑料大棚菜畦,都是利用了这个道理。
大气中,有一些气体,具有与玻璃相似的作用——让阳光到达地球,阻碍热量从地球表面散发出去,从而维持了地球表面的气温。这种效应,就如同温室的作用一样,称为“温室效应”。能产生温室效应的气体有:二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氯氟烃、臭氧等气体,这些气体被称为“温室气体”。
大气中的二氧化碳为主要温室气体。二氧化碳浓度越高,保温作用就越强,会使地球温度升高。金星的大气层中CO2含量高达97%以上,因此,温室效应相当显著,其表面温度高达465~485℃,在那里,锡、铅、锌等金属都会熔化为液体。随着工业的发展,人类使用燃料越来越多,向大气中排出的二氧化碳与日俱增。加之,乱砍滥伐使森林面积减少,导致对CO2的吸收能力降低,由此引起大气中CO2浓度的升高。某些专家已经提出警告:到2057年,世界的热带雨林可能全部消失。那么,在不到100年至150年的时间里,大气中的CO2将显著增加。“温室效应”的作用将愈演愈烈,全球将会变暖。据科学家估计,到21世纪中叶,地球表面平均温度可能上升1.5~4.5℃。
全球变暖,非洲将是受影响最严重的地区。森林消失,沙漠扩大,美国、中美洲和东南亚会遭受旱灾。恶劣的天气可能增多,它将破坏城市,夺去生命。热带流行的疟疾和寄生虫病将向北方蔓延,并可能使欧洲也出现流行病。地中海地区由于严重的缺水将出现半沙漠化,积雪在欧洲将全部消失,亚热带植被将北迁几千米,使农业生产失调。气候的变暖将会使南北极的高山冰川融化,而使海平面上升。海水的上涨将会带来灾难性后果:沿海城市被海水吞没,如我国上海、意大利威尼斯、泰国曼谷、英国伦敦、美国纽约等海滨城市将会遭到灭顶之灾,这将会使很多人无家可归,成为“生态难民”。地球变暖,会导致种种恶果。大气污染对全球气温的影响已成为举世关注的问题。于是,联合国环境规划署把“警惕:全球变暖”作为1989年世界环境日的主题,提醒人们保护全球气候,减少或避免大气污染物的排放。
[资料4]“疯猫跳海”
从1953年到1956年,在日本熊本县水俣湾附近的小渔村,出现了许多怪异的现象。一向温顺的猫变得步态不稳,抽筋麻痹,最后疯狂地跳入水中溺水而死,当时人们谓之“自杀猫”。更令人惊讶的是,人群中出现了大批口齿不清、步态不稳、面部痴呆的患者,进而发展为耳聋眼瞎,全身麻木,最后精神失常,他们时而酣睡不醒,时而兴奋异常,身体弯曲成弓,高叫而死。各种猜测与流言不胫而走,恐怖笼罩着周围地区,这就是闻名世界的日本公害事件之一——“水俣病事件”。
后经调查研究于1962年才确定水俣病的发生是由于汞的环境污染,特别是长期食用被污染的鱼贝类引起的甲基汞慢性中毒。这是由水俣氮肥厂排出的含氯化甲基汞(CH3HgCl)的废水污染海域后所造成的结果。
继水俣镇之后,日本于1964年、1973年先后在西海岸的阿贺野川流域的新浮县境内,明海南部沿岸的有明町等地发生了第二次、第三次水俣病。据报导,第一次水俣病患者558人(72人死亡),第二次332人(14人死亡),第三次10人,前后共计900人,实际受害人数远远超过这个数字,仅水俣镇受害居民就有1万人左右。三次事件均是由含汞废水污染水源后引起的。
[资料5]“痛痛病”
继水俣病之后,日本又发现了一种怪病。患病初期,患者只是感到腰部和手足等处关节疼痛,后来又发展为神经痛、及至骨骼软化、萎缩、自然骨折、在剧痛难忍中丧生。对死者进行尸体解剖发现,他们全身多处骨折,有的竟达到73处,身高也缩短了几十厘米。这种病因不明的疾患,就被称为“痛痛病”。
经过调查,痛痛病发生在日本富山县神通川下游镉污染地区,病因就是当地居民长期钦用被镉金属污染的河水和食用此水灌溉的含镉稻米。这些镉是从哪里来的 原来,日本三井金属矿业公司在神通川上游开设了炼锌厂,炼锌厂经年累月向神通川排放废水,其中含有大量镉离子,于是镉便由食物链进入人体,积累到一定的数量后便引发了痛痛病。
痛痛病事件从1955年一直延续到70年代。据统计,1963年至1979年共有患者130人,其中81人真的痛死了。
[资料6]拿破仑之死和自贡恐龙绝灭之谜
不可一世的法兰西第一帝国君主拿破仑于1821年在圣赫勒拿岛死去。拿破仑究竟死于何人之手 100多年来一直是个谜。
随着科技的发展,20世纪70年代,科学家用重要的环境污染“监测器”——头发,分段分析其微量元素的浓度,以了解各时期内微量元素的摄入情况。结果发现拿破仑的头发里砷的含量比正常人高出40倍,而圣赫勒拿岛上的食用水中含有较多的砷。历史之谜终于揭开,叱咤风云的拿破仑,死于慢性砷中毒。
无独有偶,近年来我国科学家在研究国内外罕见的十分壮观的我国四川省自贡市恐龙遗址时,发现这里大量石化了的恐龙骨骼与残骸重重堆积的奇异景象竟同样是由微量元素砷所造成的。
地质学家通过多年研究,发现自贡恐龙骨骼中砷的含量达100~300 mg/kg,比一般动物骨骼高出数百倍至数千倍,对此地岩中残存的碳化植物的碎片进行化学分析后,发现当时植物中砷的含量高达100~1000 mg/kg。正是自贡当年格外丰盛的水草和参天大树,使云集在这里的众多恐龙发生积累性的慢性食物中毒而大批死亡以致绝灭。盛极一时的大恐龙,断送在元素砷之手。
[资料7]女儿国之谜
《西游记》中描写了唐僧一行西去取经路过女儿国的故事。众人不相信真有其事,如果真如此,那么怎能繁衍后代 岂不是种族灭绝,国之不存了吗
曾在广东某一山区的村寨里,数年前连续出生的尽是女孩,人们急了,照此下去,这个地区岂不也变成女儿国了吗 有的人求神拜佛,也无济于事。有位风水先生开言道:“地质队在后龙山寻矿,把龙脉破坏了,这是坏了风水的报应啊!”于是,迷信的村民,千方百计找到了原来在此地探矿的地质队,闹着要他们赔“风水”。地质队又回到了这个山寨,进行了深入的调查,终于找到了原因,原来是在探矿的时候,钻机把地下含铍的泉水引了出来,扩散了铍的污染,使饮用水的铍含量大为升高,长时间饮用这种水,而导致了生女不生男。后经治理,情况得到好转,在“女儿国”里又生出男孩了。
[资料8]“赤潮”与水体富营养化
“赤潮”是一种危害巨大的自然灾害,它会造成水质恶化和鱼类的大量死亡。20世纪以来,赤潮在世界各地频频发生,日本的濑户内海是赤潮的高发区,仅1976年就发生了326次之多。我国近来也时有发生,其中以1989年黄骅海域赤潮事件最大,损失最重(达3亿元人民币)。1998年春天,又一股来势汹涌的赤潮横扫了香港海和广东珠江口一带海域。赤潮过处,海水泛红,腥臭难闻,水中鱼类等动物大量死亡。当地的各类养殖场损失惨重。据《经济日报》1998年5月3日报道,此次赤潮事件,香港渔民损失近1亿港元;大陆珍贵养殖鱼类死亡逾300吨,损失超过4000万元。一时间,各新闻媒体炒作纷纷,人们不禁要问,何为“赤潮” 它是如何发生的
赤潮的发生机理至今尚无定论。一般认为,适度的水温、 盐分、营养盐、促生质(促进藻类生长的物质)等各种因素都是赤潮生物的增殖因子。而水体富营养化亦即含氮磷营养盐的富集是赤潮发生的一个不可缺少的先决条件。
水体富营养化并非新生事件,自然界一直都存在这一现象。所谓沧海变桑田,部分原因就在于水体富营养化。它使湖泊等先变为沼泽,最后变为草原和森林,但这是一个成千上万年的过程。如今人类的活动使之变得异常剧烈。大量含氮、磷肥料的生产和使用、食品加工、畜产品加工等工业废水和大量城市生活污水特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理或处理不达标准即行排放,成为当今水体富营养化过程的重要物质来源。水体中过量的磷、氮营养盐,成为水中微生物和藻类的营养,使得蓝、绿藻和红藻迅速生长,急剧繁殖。它们的繁殖、生长、腐败,引起水中氧气大量减少,导致鱼虾等水生生物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外,由于死亡藻类分解时会放出一些CH4、H2S等气体,使海水变得腥臭难闻,水质恶化。这种由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染,叫做水体的“富营养化”。这种现象在海湾出现叫做“赤潮”,如果是发生在淡水中,又叫做“水华”。因此,水体富营养化是赤潮(或水华)的先兆,赤潮是水体富营养化的结果。
这时需要着重说明的是合成洗涤剂,它由表面活性剂、增净剂等组成。表面活性剂在环境中存留时间较长,消耗水体中的溶解氧,对水生生物有毒性,能造成鱼类畸形。增净剂如磷酸盐,可使水体富营养化。那么,如何治理水体富营养化呢
最有效最简单的办法莫过于把含大量氮磷元素的废水堵截在进入天然水体之前。例如,禁止含磷洗涤剂的生产和使用,对城市工业和生活污水进行净化处理,往污水中加入Ca(OH)2和Al2(SO4)3等沉淀剂除去磷等等。
愿人们的行为能防止水体富营养化,消除赤潮的威胁。
★第二课时
[引言]俗话说:“明枪易躲,暗箭难防”。难防,不等于不触防 。隐藏在我们身边的无形杀手究竟是什么 下面请第三小组同学代表给大家讲讲。
[学生活动]讲述居室污染的来源、危害及防治措施。
[归纳]屏幕显示
三、居室污染的来源、危害及防治措施
主要污染物:CO、CO 2、SO2、NOx、NH3、醛类(如甲醛)、酚类、烟雾、烟尘、放射性稀有气体氡、电磁波、螨虫、细菌、病毒等。
1.来源:煤、石油、液化气、天然气等的燃烧,煎、炒、烘、烤等高温烹调加工中产生的烟雾,烟草的燃烧,电器发出的电磁波,地毯中的螨虫,建筑装璜材料产生的甲醛、放射性稀有气体氡,化妆品,日用化学品,家宠等。
2.危害:引起人体呼吸道、消化道等疾病,导致各种癌症、皮肤病、传染病,影响婴幼儿智力和发育等。
[录音回放]见资料9、10、11、12
[过渡]随着生活条件的不断改善,人们的消遣方式也多种多样,如近年来兴起的家庭宠物热。当我们观赏着鱼儿的嬉戏,聆听着鸟儿的鸣唱,抚摸着温驯的小猫小狗,生活确是情趣盎然,惬意非常。然而,在这惬意的后面却潜伏着疾病的隐患。
[学生活动]讲述“家宠”与疾病。
[小结]录音回放,见资料13。
[引导]由居室污染而引起的种种人身伤害事件,媒体时有报道,因此,为使自己生活得更加舒适安全,必需做好污染防治工作。
3.防治措施:
保持室内清洁、通风。
对电器辐射采取防护措施,并保持距离。
厨房要有通风换气设施。
宠物要经常洗浴,养成良好的排便习惯,并注意及时清除。
女性朋友要慎用化妆品和日常化学用品。
建议男士少抽烟或不抽烟。
[过渡]面对日益恶化的环境,我们不能束手待毙,联合起来,定能将潘多拉的魔匣关上,正所谓众志成城。请看地球人的行动。
[学生活动]由第四小组代表发言。
[概括]屏幕显示
(1)1972年6月5日至16日,探讨保护人类环境战略的第一次国际交流大会——联合国人类环境会议在瑞典斯德哥尔摩举行。会议通过了《联合国人类环境会议宣言》,简称《人类环境宣言》。同时联合国大会将“联合国环境会议”的开幕日——6月5日定为“世界环境日”,此后,联合国环境规划署每年都要在这一天发表环境现状、年度报告书,以期协调人类和环境的关系。
“世界环境日”的意义在于提醒全世界注意全球环境状况和人类活动对环境的影响,要求各国政府和公众在这一天开展各种活动,强调保护和改善人类环境的重要性,呼吁全世界人民为维护和改善人类环境而共同努力。
(2)1973年8月5日,在周恩来总理的关怀下,中国历史上第一次环境会议在首都北京举行。这次会议确定了“全面规划,合理布局,综合利用,化害为利,依靠群众,大家动手,保护环境,造福人民”的环保工作方针。1974年5月成立了国务院环境保护领导小组。近几年,我国相继制定了《环境保护法》《海洋环境保护法》《森林法》《野生动物保护法》等一系列有关保护环境的法律法规。
(3)1985年,在联合国规划署的倡导下,各国政府官员和科学家相聚在维也纳,签订了维也纳公约。1987年在联合国环境规划署的主持下,24个国家共同签署了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。它规定工业国家必须在2000年前禁止生产和使用氯氟烃产品,发展中国家则延长10年。1990年, 大约有60个国家在伦敦签署了到2000年停止使用和生产氯氟烃及其他几种制品的协议。1992年11月,在丹麦首都哥本哈根举行了有86个国家的部长和官员们参加的联合国环境会议。会议达成协议,发达国家停止生产氯氟烃的日期,从2000年提前到1996年。研制氯氟烃的代用品,寻找“修补”臭氧空洞的方法已成为科学家的重要课题。无氟致冷设备也成为众多工程师的新设计。
(4)1991年6月14日至19日在北京召开了“发展中国家环境与发展部长级会议”。会议就全球环境与发展这一当代人类共同关心的问题,进行了广泛而深入的磋商、讨论。最后,会议通过了具有划时代意义的、旨在推进环境与发展国际合作的《北京宣言》,它表明了发展中国家的共同心声。
(5)1992年6月3日至14日,在里约热内卢召开了永远载入人类文明发展史册的盛会。与会者有全球183个国家和地区的代表团,其中有102位国家元首,近800名与会代表和记者。在这里召开的是“联合国环境与发展大会”。这次大会被称为“地球高峰会议”或“里约热内卢会议”。会议产生了保护地球环境的5个重要文件,它们是《里约环境与发展宣言》《气候变化框架宣言》《生物多样性公约》《关于森林问题的原则声明》和《21世纪议程》,其中核心文件便是《里约环境与发展宣言》,它是文件的纲领,被誉为“地球宪章”。它的中心是:环境保护应作为发展进程中不可缺少的组成部分,必须对环境和发展进行综合决策,必须加强发展中国家和发达国家的国际合作,合作是惟一的选择。正如大会秘书长克里斯·斯特朗所说的:“在这个星球上,没有一个国家能如一个富裕的孤岛漂浮在贫困苦难的海洋上。”
在这次里约热内卢的国际会议中心前的广场上有一块最引人注目的“地球誓言”的签字墙,墙高达2.5米,宽5米,整个墙面为白底绿字,白色象征着洁净的天空,绿色象征着优美的自然环境。墙面上用中文、英文等7种文字写着:“我保证竭尽全力为今世后代把地球建成一个安全而舒适的家园而奋斗。”醒目的文字表达着全球50亿人的心愿和决心。
[引导]亡羊补牢未为晚,人们采取了积极的措施。
[屏幕显示]①开发“绿色能源”是当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要措施。联合国环境保护机构的最近一项调查表明,至少有10多个国家在开发“绿色能源”,以缓解本国能源不足的矛盾,同时也显著地改善本国的环境。开发“绿色能源”一是利用现代技术开发洁净、无污染的新能源,如太阳能、风能、潮汐能、氢能等。二是化害为利,将发展能源同改善环境相结合,充分利用城市垃圾、淤泥等废物中所蕴藏的能源。与此同时,大量普及自动控制技术和设备以提高能源的利用率。
②兴建“绿色建筑”是人们崇尚自然、回归自然的一种潮流。绿色建筑是指在设计与建造中,充分考虑建筑物与周围环境的协调,利用风能、光能等自然能源,以最大限度地减少能源消耗以及对环境的污染。绿色建筑室内布局非常合理,在装饰时尽量减少使用合成材料,如油漆要求不含有致癌的化学物质,地毯应为无污染、无胶的100%纯毛毯等。为此,英国的皮尔金顿公司还开发了K玻璃,一种节能玻璃,热量透过这种玻璃时的损失可比普通玻璃减少70%,由于K玻璃隔热性能相当于几英寸厚的砖墙,因此在使用过程中,可将窗做大以充分利用阳光,节约能源。专家对此作过测算,如果英国所有的家庭将普通单层玻璃窗全部换成双层窗户,每年可节省价值10亿英磅的能源费,并使取暖或发电时排出的二氧化碳的排放量减少1100万吨,这样节省的价值将更大,生态效益更为突出。
[讲述]另外还有,如在德国兴起的“多吃豆腐少吃肉”潮流,即要吃“环境餐”,以间接保护自然环境而且有益于身体健康。人们还采用综合治理措施,成立垃圾管理中心,将垃圾分门别类,以便重新加工、回收利用,达到变废、变害为宝的目的。人们不断研究设计节能的新工艺,开发清洁生产技术,还大力推行城市绿化政策,以绿制害……
“天人合一”是中国古代哲学家提出的观点。“天”指的是大自然,“人”指的是人为因素,“天人合一”强调的是人对自然的尊重和保护。“天人合一”的观点其实包含着一种持续发展的思想。当今的人们终于清醒地认识到“只有一个地球”,爱护地球,关心和解决环境问题,走可持续发展之路是人类通向未来的新的发展之路、必由之路。
[过渡]“拯救地球,就是拯救人类自己”,这是人类共同的呼唤,是当今世界的最强音。那么,作为人类中的一员、一个中学生,我们该有何思考,作何行动呢
[学生活动]由第四小组代表发言。“从身边做起与社会责任感”问题的探讨。
[总结]“要增强全民族的环境意识,保护和合理利用土地、矿藏、森林、水等自然资源,努力改善生态环境”。这是社会对我们提出的要求。环境保护这一功在千秋大业的工作,决不仅仅是少数专业人员的责任。地球上每一个公民,都有义务来维护周围的环境。
作为肩负新世纪历史重任的青年一代,我们应从小做起、从身边做起,树立环保意识,增强保护环境的社会责任感和紧迫感,并自觉地投入到保护环境的行动中去。
古人说:“千里之行,始于足下。”如果每个人都能从身边做起,会是怎样的结果
有人做过这样一个算术题:如果把世界上所用纸张的一半加以回收利用,就可满足人们对新纸张需求量的75%,这样不仅可使8万平方千米的森林免于因造纸而惨遭砍伐,而且可使环境污染显著减轻。又如,使用易拉罐作为饮料容器将消耗大量的铝,而炼铝又消耗大量能源并产生环境污染。而节纸用纸、不喝易拉罐饮料,回收易拉罐却是每个人日常生活中很容易做到的事件。因此,环境保护就在我们每一位的身边。
“一室不扫,何以扫天下”。胸怀大志的青年朋友,让我们携起手来从身边做起吧!
[歌曲回放]《众人划浆开大船》
“一根竹蒿,难渡汪洋海;
众人划浆,开动大帆船……”
[布置作业]调查本地固体废弃物的主要种类、危害、处理办法和回收价值。
●板书设计
第四节 环境保护
●教学说明
联合国教科文组织公布的21世纪教育的四个基本点:1.学习知识;2.学习做事;3.学习为人处世;4.学习和睦相处。这其中包含着做人的根本、思想道德、社会责任感的教育。因此,如今的课堂除知识、能力外,不容忽视的是思想道德教育。
环境问题由来已久,如今已成为世人关注的热点问题。借此可抓住机会对学生进行环境教育,以增强其环保意识,培养其主人翁责任感意识。
环境污染虽然多由化学物质引起,与化学知识关系密切,但在学科知识向综合性、应用性、实践性转化的今天,笔者认为本节课堂应是开放型的。因此,教学中,结合主要常见的环境污染问题,设置了3个题目,其中居室污染问题中包含有化学、物理、生物等学科的知识,这亲可使学生认识到知识的价值和知识间的联系。
采用课前调查、收集的形式,有助于学生实践、自主学习、团结合作能力的培养。借助计算机、大屏幕等多媒体进行教学,可增大信息量,有助于学生更多、更全面地认识环境污染的形成、危害及防治,从而清醒地认识到环境保护的重要性和迫切性。第三节 碱金属元素
●教学目标
1.使学生了解碱金属的物理性质和化学性质,并能运用原子结构的初步知识来了解它们在性质上的差异及递变规律,为今后学习元素周期律打好基础。
2.使学生了解焰色反应,并能利用焰色反应检验钾、钠及其化合物。
3.对学生进行科学方法的训练。
●教学重点
碱金属元素的性质以及原子结构的关系。
●教学难点
教学方法模式的训练。
●教学用具
第一课时:投影仪、铁架台(带铁圈)、石棉网、酒精灯、烧杯、玻片、水、金属钠、钾、酚酞溶液。
第二课时:投影仪、酒精灯、装在玻棒上的铂丝,Na2CO3、CuSO4、KCl、BaCl2、CaCl2溶液蓝色钴玻璃。
●课时安排
共2课时
第一课时:碱金属元素的原子结构和碱金属的性质。
第二课时:焰色反应及相关练习。
●教学过程
★第一课时
[复习提问]碱金属元素的家庭成员有哪些 为什么把它们称做碱金属
[引言]本节课我们就来系统地学习碱金属元素。
[板书] 第三节 碱金属元素
[讲解]人们把锂、钠、钾、铷、铯等叫做碱金属,并把它们放在一起研究,说明它们之间存在着某种内在的联系。这种内在的联系是什么呢 下面,我们将从它们的结构特征和性质等来进行探讨。
[板书]一、碱金属元素的原子结构
[教师]首先,我们来分析碱金属元素在原子结构上的差异。
[投影]
[学生分析总结]
[板书]相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:随核电荷数的增多,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
[讲解]根据碱金属元素在原子结构上的特点,我们可进行如下分析:由于元素化学性质与元素原子的最外层电子数密切相关,碱金属元素原子的最外层上都只有一个电子,因此它们应该具有相似的化学性质,由此可推知它们也应该像碱金属的代表物钠一样,在化学反应中易失去一个电子,形成+1价的阳离子,并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。
现在,我们用实验来证明这个推测。
[板书]二、碱金属的化学性质
[演示实验2—9]取Na、K同时放在石棉网上灼烧。
[演示实验2—10]Na、K分别与水反应。
[讲解]实验证明,Na、K具有相似的化学性质。K比Na更容易燃烧,K与水反应比Na与水反应更剧烈,说明K的金属性要比Na强。
元素的结构决定了元素的性质。如果说K与Na的化学性质相似是由于碱金属元素的最外层电子数相等而引起的,那么K比Na性质活泼又应该怎样解释呢
[学生讨论并回答]
[教师总结]元素金属性的强弱,是由元素原子失电子能力的难易程度决定的。碱金属元素随核电荷数的增加,原子的电子层数逐渐增多,原子半径也逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。因此,碱金属元素的原子失去最外电子层中电子的能力逐渐增强,也就是说从锂到铯,它们的金属性逐渐增强。所以,K与O2及水反应时要比Na剧烈。
综合上述实验及分析,我们可得出碱金属的以下性质:
[板书]1.与非金属的反应
2Na+O2====== Na2O2
[教师]已知锂在空气中燃烧生成氧化锂,写出该反应的化学方程式。
[学生练习,教师板书]
4Li+O2======2Li2O
[讲解]Rb、Cs在室温时,遇到空气会立即燃烧。K、Rb等碱金属与O2反应,会生成比过氧化钠更复杂的氧化物。
碱金属除了能与O2反应外,还能与Cl2、S等大多数非金属发生反应,表现出很强的金属性,且金属性从锂到铯逐渐增强。
[过渡]除Na、K外,其他碱金属元素也都可以和水反应生成相应的碱与H2。
[板书]2.与水的反应
[教师]请大家写出Na、K、Rb分别与水反应的化学方程式。
[找一个同学上黑板板书]
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
2Rb+2H2O====2RbOH+H2↑
[教师]预测它们与水反应的剧烈程度并证明理由。
[学生回答]
[讲解]上面的实验及大量事实说明,碱金属元素随核电荷数的增加,原子的电子层数增多原子半径增大,它们的金属性由锂到铯逐渐增强。
[过渡]由刚才我们所学的碱金属的化学性质可知,碱金属元素的化学性质随核电荷数的递增而呈现出一定的相似性和递变性。那么,碱金属的物理性质是否也符合上述规律呢
大家分析课本上表2—1,并总结出碱金属元素物理性质的特点和递变规律。
[板书]三、碱金属的物理性质
[教师]请大家将分析结果填入下表:
[板书]
Li Na k Rb Cs
相似点 颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
递变性 密度变化
熔沸点变化
[学生活动,填表]
[讲解]因为锂的密度比煤油小,因此,不能保存在煤油里,通常保存在石蜡中。
[小结]碱金属元素原子结构上的相似性和递变性,决定了碱金属元素性质的相似性和递变性。
[投影练习]
1.下列有关碱金属元素的叙述,错误的是 ( )
A.单质是很强的还原剂
B.碱金属与非金属直接化合后都生成盐
C.随原子的电子层数的增加,单质的熔沸点降低
D.原子电子层越多,其单质与水反应越剧烈
E.钾是最活泼的金属
2.碱金属元素在自然界中以什么状态存在 说明理由。
[板书设计] 第三节 碱金属元素
一、碱金属元素的原子结构
相同点:最外层都只有一个电子。
不同点:随核电荷数的增多,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
二、碱金属的化学性质
1. 与非金属的反应
2Na+O2======Na2O
4Li+O2======2Li2O
2.与水的反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
2Rb+2H2O====2RbOH+H2↑
三、碱金属的物理性质
Li Na k Rb Cs
相似点 颜色 均为银白色(Cs略带金色)
硬度 柔软
密度 较小
熔沸点 较低
导电导热性 强
递变性 密度变化 逐渐增大(K特殊)
熔沸点变化 单质的熔沸点逐渐降低
[教学说明]本节课从实验对比和理论分析入手,总结出了碱金属元素性质的相似性及递变规律。教师在讲述本节课的同时,要特别注意启发,引导学生从物质的结构入手来分析物质的性质并逐渐使学生学会比较的学习方法,以此来培养学生分析问题、解决问题的能力,为以后学习元素周期律知识打下良好的基础。
点燃
点燃
点燃第三节 化学反应中的能量变化
●教学目标
1.使学生了解化学反应中的能量变化,了解吸热反应和放热反应,进一步了解化学反应的分类知识。
2.介绍燃料充分燃烧的条件,培养学生节约能源和环境保护的意识,树立社会责任感。
3.通过分析空气用量对燃料燃烧的利与弊,渗透一分为二认识事物的辩证唯物主义观点的教育。
●教学重点
化学反应及其能量变化,放热反应和吸热反应。
●教学难点
化学反应中能量观点的建立。
●教学用具
试管、胶头滴管、温度计、小烧杯、玻璃片、玻璃棒、铝片、盐酸、NH4Cl晶体,氢氧化钡晶体。
●教学方法
实验、讨论、自学、讲解等。
●课时安排
共1课时
●教学过程
[引言]问题引入:
1.请回忆CO2的实验室制法及工业制法。
2.说说氢氧焰焊接金属、生活区使用管道煤气及石油液化气等是利用了化学反应中的什么变化
[小结]利用化学反应可制备所需物质;化学反应中所释放的能量同样具有重要的实用价值。
引出课题:
[讲解]从人类祖先发现野火起,就开始利用化学反应所释放的能量,如今人类所需能量的绝大部分仍由化学反应产生。
[提问]人类所使用的燃料主要有哪些
[小结]煤、石油、天然气等化石燃料及其制品。
[过渡]是否化学反应均有能量放出
[演示实验1—3、1—4]请同学们注意观察现象。
[结论]铝片与盐酸的反应放出热量,NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体反应要吸收热量。
[小结]化学反应伴有能量变化,常表现为热量变化(还有光能、电能等)。
[板书] 第三节 化学反应中的能量变化
一、化学反应中的能量变化
据能量 →放热反应:放出热量的化学反应。
化学反应
变化情况 →吸热反应:吸收热量的化学反应。
[讨论]为什么化学反应过程中会有放热或吸热现象
[投影]
①新旧物质组成结构不同,本身能量有所不同。
②反应中能量守恒。
③反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热和吸热。
∑E(反应物)>∑E(生成物)——放热反应(能量释放)
[板书]
∑E(反应物)<∑E(生成物)——放热反应(能量释放)
[提问]试举几个放热反应和吸热反应的例子。
[过渡]我们所使用的燃料主要是化石燃料,化石燃料是经过亿万年才形成的蕴藏量有限的非再生能源,而随着社会的发展,人类对能源的需求量越来越大,因此如何合理利用能源以及开发新能源等是摆在人类面前的一个非常重要的问题。
[板书]二、燃料的充分燃烧
[阅读]阅读课本有关内容
[问题]1.燃料充分燃烧的条件是什么
足够多的空气
[板书]1.条件
足够大的接触面积
[问题]2.燃料不充分燃烧会造成怎样的结果
(产热少,浪费资源,产生CO、烟尘等污染空气、危害人体)
[问题]3.为使燃料充分燃烧,要通入足够多的空气。空气过多行吗 (过多空气会带走部分热量,同样造成浪费,因此要控制适当)
[小结]任何事物都要一分为二辩证地分析。
[问题]4.增大燃料与空气接触面积可采取哪些措施 (粉碎固体燃料,雾化液体燃料)
[问题]5.煤燃烧时会对环境产生哪些污染 (大量烟尘,产生SO2造成大气污染,形成酸雨)
[投影]酸雨的形成及危害。
[小结]为了减少污染,提高煤的燃烧效率和发展洁净煤技术非常必要。
[问题]6.高效、清洁利用煤炭的重要途径有哪些
[板书]2.煤的汽化或液化:
C(s)+H2O(g)======CO(g)+H(g)
干馏煤气:H2、CO、CH4、CO2
[讨论]实际中煤的用途只是作燃料而直接燃烧掉吗 (综合利用)
[投影]煤的用途(来源于初中课本)
[小结]需进一步开发综合利用煤的新技术。
[投影总结]
[作业]1.课后习题。
2.阅读教材的“资料”“阅读”部分。
[板书设计] 第三节 化学反应中的能量变化
1、 化学反应中的能量变化
据能量 →放热反应:……
化学反应
变化情况 →吸热反应:……
∑E(反应物)>∑E(生成物)——放热反应(能量释放)
∑E(反应物)<∑E(生成物)——放热反应(能量释放)
2、 燃料的充分燃烧
足够多的空气
1.条件
足够大的接触面积
2.煤的汽化或液化:
C(s)+H2O(g)======CO(g)+H(g)
干馏煤气:H2、CH4、CO、CO2
[教学设计说明]本课为极好的联系社会实际的素材。资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题,教学中结合教材要渗透资源、能源和环保的意识,以培养学生的社会责任感、使命感。
通过分析空气用量对燃料燃烧的利与弊,适时对学生进行一分为二辩证唯物主义观点的教育。
在教学策略上本课尽可能采用实验、资料、投影、录像等教学手段以激发学生的学习兴趣,通过分析、讨论、阅读、思考等教学方法,训练学生思维能力、阅读能力等,同时促进师生之间、学生之间的交流与合作。
高温第一节 碳族元素
●教学目标
1.使学生了解碳族元素的性质及其递变规律。
2.使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同主族元素性质及其递变规律的方法。
3.培养学生的总结、思考、判断能力。
●教学重点
碳族元素性质的递变规律
●教学难点
以碳族元素知识为载体,培养学生的总结、思考、判断能力
●课时安排
一课时
●教学方法
引导、探究、自学、练习
●教学用具
投影仪
炭块、镊子
●教学过程
[引言]第ⅠA碱金属元素易失去电子,表现活泼的金属性;第ⅦA族卤素易得到电子,表现活泼的非金属性;居于它们中间的第ⅥA族元素性质如何呢?它们及其化合物有怎样的用途?本章我们就来学习该族元素及其化合物的知识,用时了解几种新型无机非金属材料。
[板书]第七章 碳族元素 无机非金属材料
[师](用镊子取一块炭展示给学生)它和硅是兄弟关系,它就是我们初中学过的炭!
请大家写出碳和硅的原子结构示意图,并说明它们结构上的异同点。
[学生活动后回答]
碳和硅的原子序数不同、电子层数不同,但最外层电子数相同。
[板书]
[师]从碳、硅的原子结构示意图可以看出,碳、硅均为元素周期表中的第ⅣA族元素,且分属于周期表中的二、三周期。
那么,与碳、硅同主族的四、五、六周期的元素的原子序数分别是多少呢?请大家根据各周期元素的种类数进行推断,并写出它们的原子结构示意图。
[学生活动,请一位同学上黑板写出锗、锡、铅的原子结构示意图]
[学生板书]
[师]能否写出上述三种元素的符号和名称呢?请大家用最快的速度识记并默写。
[学生或老师板书]
锗 Ge 锡 Sn 铅 Pb
[师]由以上硅、锗、锡、铅的原子结构示意图可以看出,它们的最外层都与碳一样有4个电子,且同属第ⅣA族,我们把它们统称为碳族元素。
[板书]第一节 碳族元素
[师]以上我们所学的,就是碳族元素的名称、符号及原子结构。
[板书]一、碳族元素的名称、符号及结构
[过渡]下面,我们根据碳族元素的原子结构特点,来分析碳族元素在性质上的相似性和递变性。
[板书]二、碳族元素性质的相似性和递变性
[师]请大家根据碳族元素的原子结构特点,并结合元素周期律的知识,填写下表:
[投影展示]
碳族元素性质的递变规律
[上表可由学生回答,教师填写完成,也可由学生独立完成]
[师]注意,碳族元素的氢化物的写法是碳族元素在前,氢元素在后。
答案:
[师]请大家根据上表归纳并总结出碳族元素性质的相似性和递变性。
[教师引导,学生归纳、总结出以下结论]
[板书]1.相似性
(1)最外电子层上均有4个电子,易形成共价键。
(2)最高正价均为+4价,最高价氧化物通式为RO2,对应水化物通式为:H2RO3〔或H4RO4或R(OH)4〕。
(3)气态氢化物可表示为RH4。
2.递变性
随着原子序数的递增,元素的原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,元素由非金属性向金属性递变的趋势明显。
[问题探究]根据元素周期律知识,Pb的金属性比Sn强,而在金属活动顺序表中,Sn的活动性比Pb强,这是否矛盾?
[生]不矛盾。看待事物的角度不同,结果也不同。
[师]确实不矛盾。元素周期律所谓的金属性和非金属性,指的是元素原子在干态时的得失电子能力;而金属活动性顺序表,是依据金属原子在水溶液中的失电子能力强弱所排列的,二者排列的依据不同,结果也不同。
[师]第ⅣA族元素中,碳是典型的非金属;硅虽外貌像金属,但在化学反应中多显示非金属性,通常被认为是非金属;锗的金属性比非金属性强;锡和铅都是金属。由于硅和锗在元素周期表中位于金属和非金属分界线附近,所以常用来做半导体材料。
由于碳族元素在周期表中处于容易失去电子的碱金属与容易得到电子的卤素的中间位置,这使得它们得失电子的能力都较弱,一般容易形成共价化合物。
另外,碳族元素的化合价除了+4价外,还有+2价。其中,碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的,而铅的+2价化合物是稳定的。因此,+4价的铅(如PbO2)在参加化学反应时,往往会得电子而被还原成+2价的化合物,它本身是强氧化剂。
[板书]3.主要化合价
+4、+2 Pb的+2价稳定
[问题探究]碳的+4价化合物稳定,CO就应具有较强的还原性,那么,在什么条件下CO表现强还原性呢?
[生]CO在高温下表现强还原性。
[师]对,所以常温下,可以用浓H2SO4干燥CO。
[投影例题]1.如果发现114号新元素(位于第七周期ⅣA族),下列有关X可能具有的性质合理的是
A.X是非金属元素
B.X的+2价化合物比+4价化合物稳定
C.XO2具有强氧化性
D.X有稳定的氢化物
解析:根据碳族元素性质递变规律,可推知114号元素的金属性比铅还强,一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同,即为+2价,所以XO比XO2稳定。+4价的X易得电子变成+2价,所以XO2具有强氧化性。X是金属元素,不可能存在稳定的气态氢化物。
答案:BC
2.课本上说“……碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的,而铅的+2价化合物是稳定的”。
(1)根据上一句话判断:锡的+2价化合物(如SnCl2)应具有较强的___________性,铅的+4价化合物应具有较强的_____________性。
(2)Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3的形式,根据化合价规律和这种书写方法,若将Pb3O4用上述形式表示,其化学式可写为______________。
(3)PbO2与浓盐酸可发生氧化还原反应生成Cl2,该反应的化学方程式为____________________________。
解析:(1)关键要理解锡的+4价化合物是稳定的,因而+2价化合物不稳定,容易转变为+4价化合物,而显示较强的还原性;同理,铅的+4价化合物具有较强的氧化性。
(2)铅的两种常见化合价中,+2价稳定,+4价不稳定,易得电子被还原。题中信息表明,Fe3O4中有+2、+3两种价态的铁元素。思维迁移到Pb3O4中铅的化合价+2价和+4价。仿照上述形式的写法,将Pb3O4写成2PbO·PbO2,此化合物中正负化合价的代数和为零。
(3)PbO2与浓盐酸反应,已知浓盐酸的氧化产物是Cl2,则PbO2的还原产物必然是+2价的化合物,这里应是PbCl2,另有H2O生成。(注:此处也可将MnO2与浓盐酸的反应迁移,即可写出PbO2与浓盐酸反应的化学方程式)
答案:(1)还原 氧化
(2)2PbO·PbO2
(3)PbO2+4HClPbCl2+Cl2↑+2H2O
[过渡]以上我们学习了碳族元素的原子结构及化学性质,下面,我们通过下表来认识一下碳族元素单质的物理性质。
[板书]4.单质的物理性质
[投影展示]
碳族元素及其单质的一些重要性质
[师]从上表可看出,实验测出的碳族元素原子半径的递变规律与我们根据原子核外电子排布预测的是一致的。碳族元素单质的密度是从碳到铅逐渐增大,熔、沸点逐渐降低,锡的熔、沸点较特殊,这与其成键情况及空间结构有关系。
[问]碳元素形成的单质,在表上列出了金刚石和石墨两种,它们与碳元素的关系是什么?
[生]它们都是碳元素的同素异形体。
[问]二者性质、用途有何不同?
[生]金刚石的熔点和沸点较高,硬度大,难溶于溶剂,不能导电;主要用于制造钻具、装饰品。
石墨熔点很高,质软有滑腻感,是电的良导体。主要用于制造润滑剂、电极、耐火材料。
[问]碳元素只有金刚石和石墨两种同素异形体吗?
[生]不止金刚石和石墨,还有C60、C70等。
[师]对,C60是一种较重要的碳单质。下面请同学们阅读课本P144“C60及其应用前景”。
[学生阅读]
[板书]5.C60简介
[师]从阅读材料里我们可以看出,碳元素除了金刚石和石墨外,还有多种同素异形体,在已发现的碳族成员如C50、C60、C70、C84……中C60是最稳定的。C60可以形成各种化合物,可用作高温润滑剂、耐热和防火材料等。目前,将C60应用于超导体、材料科学等领域的探索正在不断地深入。
C60分子的结构是足球状的,是由20个正六边形和12个正五边形呈一定弧度一个接一个地排列成的一个球体分子。它的结构是由英国科学家克罗托教授最先设想出来的。在他为了这个大大的“碳分子”的结构而冥思苦想、食不知味、睡不入眠的时候,是著名建筑学家布克曼斯特·富勒设计的一个球形模型给了他灵感。所以,他又把自己设计的这种新的碳分子的结构,称为“富勒笼球”。
C60及一系列碳族分子的发现,是化学发展史上一件具有划时代意义的大事。为了表彰这一重大科学成就,1996年的诺贝尔化学奖授给了克罗托和另外两位对C60的发现做出贡献的科学家——美国赖斯大学的化学教授柯尔和斯莫利。
[投影练习]
1.下列气态氢化物中最不稳定的是
A.CH4 B.NH3
C.SiH4 D.H2S
答案:C
2.根据碳族元素的相似性和递变规律,并结合其一般性和特殊性的知识,判断下列说法中正确的是
A.CO2为弱氧化剂,PbO2为强氧化剂
B.CO2、PbO2都是弱氧化剂,CO和PbO都是还原剂
C.Sn(OH)2可与HCl反应,但不与NaOH反应
D.锗单质的熔点在Si和Pb之间,是半导体
答案:AD
3.近年来,科学家发现一种新分子,它具有空心的类似足球状结构,化学式为C60,下列说法正确的是
A.C60是一种新型化合物
B.C60和石墨都是碳的同素异形体
C.C60在纯氧中充分燃烧只生成唯一产物CO2
D.C60的摩尔质量为720
答案:BC
[小结]本节课我们学习了碳族元素的结构特点及随着原子序数的递增,其性质递变的规律,同时还认识了碳元素的另一种同素异形体——C60。
[布置作业]1.复习初中所学碳及其化合物的知识。
2.预习硅及其化合物的知识。
●板书设计
第七章 碳族元素 无机非金属材料
第一节 碳族元素
一、碳族元素的名称、符号及结构
二、碳族元素性质的相似性和递变性
1.相似性
(1)最外电子层上均有4个电子,易形成共价键。
(2)最高正价均为+4价,最高价氧化物通式为RO2,对应水化物通式为:H2RO3〔或H4RO4或R(OH)4〕。
(3)气态氢化物可表示为RH4。
2.递变性
随着原子序数的递增,元素的原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱、失电子能力逐渐增强,元素由非金属性向金属性递变的趋势明显。
3.主要化合价
+4、+2 Pb的+2价稳定
4.单质的物理性质
5.C60简介示范教案一(实验七 浓硫酸的性质 硫酸根离子的检验)
●教学目标
1.通过实验认识浓硫酸的特性,归纳检验硫酸根离子的方法。
2.练习吸收有害气体的实验操作,增强环保意识。
3.通过实验,激发学生学习兴趣,训练实验设计及操作技能,培养观察、分析、思维和创新能力。
4.通过实验培养严谨、求实的科学态度和科学方法。
●教学重点
设计实验、验证浓硫酸的特性,掌握硫酸根离子的检验方法
●教学难点
对实验现象的分析、思考
●课时安排
1课时
●教学方法
教师引导、学生实验,设疑推进
●教学用具
投影仪、培养皿、大漏斗、胶头滴管、试管、量筒、石蕊试纸、火柴、纸片、木条、点滴板、棉花、铁架台、带单孔橡皮塞的玻璃管、镊子、剪刀、酒精灯、品红试纸、烧杯。
浓硫酸、稀硫酸、蒸馏水、胆矾、氢氧化钠固体、无水硫酸铜、碳酸钠溶液、硫酸钠溶液、亚硫酸钠溶液、硝酸银溶液、氯化钡溶液、硝酸钡溶液、稀盐酸、稀硝酸。
●教学过程
[趣味实验]将一张空白无字的纸在酒精灯火焰上方小心地来回移动,一会儿,纸上神奇地出现了黑色的字迹,是火焰写的字吗?
[引言]是浓硫酸所为。老师预先在干净的白纸上蘸稀硫酸写好了字样。由于稀硫酸是无色的,所以纸上几无痕迹。然后在酒精灯火焰上方小心烘烤,水分很快蒸发,纸上稀硫酸变成了浓硫酸,进而出现了大家看到的现象。那么,这是由浓硫酸的什么特性造成的(脱水性)?下面通过实验进一步认识它的特性。
[板书]一、浓硫酸的特性
[提问]浓硫酸溶于水有何现象?
[回答]放出大量的热
[投影演示]如右图,在一盛有浓硫酸的培养皿上罩一对口吻合的大漏斗,漏斗内壁上贴上几条湿润的石蕊试纸,然后把吸足水的胶头滴管通过漏斗管插入漏斗中至接近浓硫酸的液面,再将水注入,观察。
[现象]液面立即沸腾,飞溅液滴使漏斗壁上的石蕊试纸上出现红色斑点。
[分析]由于浓硫酸溶于水放出大量的热,且其密度比水大,当将水注入浓硫酸中进行稀释时,会导致液面沸腾,硫酸液滴四处飞溅,造成事故。因此,稀释浓硫酸时应注意操作规则。
[设疑]为避免上述情况,请同学们设计合理安全的实验方案,以配制体积比为1∶5的硫酸溶液。
[板书]1.浓硫酸的稀释
[师生评价总结并板书]稀释浓硫酸的操作规则可概括为:酸入水、沿器壁、慢慢倒、轻轻摇(或及时搅)。
[学生实验]在一试管中注入5 mL蒸馏水,然后慢慢地沿试管内壁倒入1 mL浓硫酸,轻轻振荡,并用手触摸试管外壁(溶液留作后用)。
[过渡演示]取一根火柴,在火柴头和火柴杆上用胶头滴管滴上浓硫酸,观察。
[现象]片刻后,火柴杆变黑,火柴头着火燃烧。
[分析]火柴杆变黑,是由于浓硫酸的脱水性使之炭化。火柴头之所以燃烧,是因为浓硫酸与火柴头上的化学物质发生了复杂的化学反应,产生了一种强氧化剂,同时,也由于浓硫酸具有吸水性,吸水放热,从而引起火柴头的自发燃烧。
[板书]2.浓硫酸的脱水性和吸水性
[设疑]稀硫酸有无吸水性和脱水性呢?请同学们设计实验,对比浓稀硫酸。
备用物质:纸片、木条、胆矾、浓硫酸、稀硫酸。
[引导]实验操作尽可简约且便于对比观察,那么,用什么样的仪器呢?
[师生评价总结]采用白色点滴板进行。
[学生实验]在一白色点滴板的不同孔穴中分别放入小纸片、小木条和少量CuSO4·5H2O,分为两组,然后分别滴入几滴浓硫酸和稀硫酸,观察。
[现象]滴入浓硫酸后,纸片、木条逐渐被腐蚀变黑,蓝色胆矾逐渐变灰至白色固体,滴入稀硫酸后,纸片、木条无明显现象,胆矾溶解,仍呈蓝色。
[分析]纸片、木条均是含碳、氢、氧的有机物,遇浓硫酸,可将其中的氢、氧元素按水的组成比脱去而变黑,胆矾属结晶水合物,浓硫酸吸收结晶水并与之形成稳定的水合物,使蓝色CuSO4·5H2O变成白色无水CuSO4。
[投影板书结论](1)浓硫酸具有脱水性,可使某些含C、H、O的有机物脱水炭化。
(2)浓硫酸具有吸水性,可吸收结晶水和自由水。
(3)稀硫酸无此性质。
[问题讨论]由于浓硫酸具有强吸水性和脱水性,因此它对皮肤有强烈腐蚀性,使用时必须注意安全,若不慎在皮肤上沾上了浓硫酸,该如何处理呢?
[生]迅速用干布拭去,再用大量水冲洗,最后可涂上碳酸氢钠溶液。
[追问]能否涂上氢氧化钠溶液呢?为什么?
[生]不能,因为NaOH有强腐蚀性。
[补充演示]在一试管中放入少量白色无水硫酸铜粉末,然后滴入浓硫酸,观察有无颜色变化,再加入固体氢氧化钠,观察。
[分析]白色无水硫酸铜在浓硫酸中不变蓝,再加入氢氧化钠固体时,反应由慢至快,放出大量热,使溶液沸腾,反应结束后,溶液呈蓝色。
[讨论](分组进行)解释以上现象。
[解释]氢氧化钠与浓硫酸发生中和反应生成水并放热,反应过程中也有浓硫酸水化时放出的热,所以溶液沸腾,最后溶液呈蓝色,是因为CuSO4溶于水的缘故。该实验,体现了中和反应的实质(H++OH-====H2O)及其热效应以及浓硫酸吸水放热的性质。
[说明]实验时,由于所加氢氧化钠的量的原因,可能会出现蓝色絮状沉淀(出现在H2SO4被完全中和之后),Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓。
[过渡演示]在一试管中投入一小块铜片,加入约2 mL稀硫酸,观察,然后加热,再观察。
[现象]无现象,加热,仍无明显现象。
[结论]稀硫酸与铜不反应。
[说明]实验中,所用硫酸要稀,加热时间不能过长。
[转问]浓硫酸与铜怎样呢?请大家设计实验进行检验。
[板书]3.浓硫酸的氧化性
[讲述]浓硫酸具有强氧化性,加热时可将不活泼金属铜氧化,同时产生有刺激性气味的有毒气体二氧化硫(可用品红试纸检验),实验中为防空气污染,必须做好二氧化硫气体的吸收操作。
[设疑]可采用哪些方法吸收二氧化硫气体呢?
[提问并解答](1)可将气体通入浓的氢氧化钠溶液或浓碳酸钠溶液中或……
(2)可在导气管口系一气球或塑料袋。
[讲评并引导]同学们的方法都合理可行,不过,当实验中产生的二氧化硫的量非常少时,有无更简便的处理办法呢?
[回答]可将浸有碳酸钠溶液的棉花缠放于导气管口。
[学生实验]①在一试管中放入一小块铜片,再小心注入2 mL浓硫酸,将试管固定于铁架台上。把一湿润的品红试纸放于玻璃管中(导管末端处),塞紧试管口,在玻璃管口处缠放一团浸有碳酸钠溶液的棉花。给试管加热,观察。
[现象]加热,铜与浓硫酸发生反应,放出能使湿润品红试纸褪色的气体。反应过程中,溶液变黑色浑浊。
②继续加热、观察
[现象]继续加热,溶液逐渐透明,并呈蓝绿色。
③给玻璃管放有湿润品红试纸处微热,观察。
[现象]品红试纸恢复红色。
④待试管中液体冷却后,将上层液体倾入大量水中以冲稀未反应的浓硫酸,并向试管中加入约 3 mL水,观察。
[现象]试管中的溶液稀释后呈明显蓝色。
[解释]在加热条件下,铜与浓硫酸反应放出二氧化硫气体,由于反应中有一些副反应发生产生黑色不溶物,致使液体呈黑色浑浊,继续加热时,黑色不溶物和浓硫酸进一步反应,最后得到透明的硫酸铜溶液。
给褪色的品红试纸加热又恢复红色,证明了二氧化硫的漂白性是暂时的。
反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
[结论]浓硫酸具强氧化性
[说明]实验时,铜片要小,浓硫酸要稍过量,且要注意尾气处理。
[提问]请写出用Na2CO3溶液吸收SO2反应的化学方程式。
[学生板演]SO2+Na2CO3====Na2SO3+CO2
[过渡演示]如图,往稀硫酸和硫酸钠溶液中滴入少量氯化钡溶液,观察。然后再滴入少量盐酸,观察。
[现象]均产生白色沉淀,加入盐酸后沉淀不溶解。
[结论解释]H2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2HCl
Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl
[问题探究]现有四组实验,现象如下:
第一组:试液白色沉淀白色沉淀
第二组:试液无沉淀白色沉淀
第三组:试液无沉淀白色沉淀
第四组:试液白色沉淀白色沉淀
请同学们分组讨论,试液中一定或可能含有的离子。
[学生讨论后回答]
第一组:试液中可能含Ag+或SO。
第二组:试液中一定含SO。
第三组:试液中可能含SO或SO或SO和SO。
第四组:试液中可能含Ag+或SO或SO或少量Ag+和SO或SO和SO。
[说明]该实验试题容易考虑不全面的为第三、四组。
[学生实验]如图,在Na2SO3溶液中滴加足量稀硝酸,观察。再滴加Ba(NO3)2溶液,观察。
[说明]Na2SO3要纯,操作要快,以防Na2SO3被氧气氧化。
[现象]同上述第三组现象相同。
[结论解释]SOSO;SO+Ba2+====BaSO4↓,所以不能由此(第三组实验现象)确定试液中一定含有SO或SO
[学生实验]如图,往Na2SO3溶液中加BaCl2溶液,观察。再加足量稀HCl,观察。
[现象]产生白色沉淀,再加稀HCl后,沉淀溶解并伴有气泡。
[结论解释]SO+Ba2+====BaSO3↓;BaSO3+2H+====Ba2++SO2↑+H2O
[学生实验]如图,往Na2CO3溶液中滴加BaCl2溶液,观察。再加足量稀HCl,观察。
[现象]产生白色沉淀,加稀HCl后,沉淀溶解并伴有气泡。
[结论解释]CO+Ba2+====BaCO3↓;BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O
[讨论]分析以上实验,归纳SO的检验方法。
[提问并回答]应以第二组的实验方法为检验标准。
[板书]二、硫酸根离子的检验
[投影]试剂:稀HCl、BaCl2溶液。
操作:被检验液中滴加足量稀HCl,无沉淀,再滴加BaCl2溶液。
结论:若产生白色沉淀,则有SO存在,反之,则无。
[说明](1)加入HCl酸化以排除CO、SO、Ag+等的干扰,若滴加HCl后,产生白色沉淀,则需取上层清液进行试验。
(2)不用HNO3酸化,防止SO被HNO3氧化成SO而造成干扰。
[总结]本节我们通过实验、观察、分析,验证了浓硫酸的特性,通过对比、分析、实验验证,归纳了SO的检验方法。从中可深刻感受到实验的重要性。实验是研究化学的基础,是检验理论知识的标准,是探索新物质、新反应的途径。
[问题讨论](投影)化学实验中,常常会有有害气体产生,试举出几种防止尾气污染空气的方法。
[举例]CO——气球或塑料袋收集后点燃或在导气管末端安尖嘴管并直接点燃。
Cl2——浓强碱溶液吸收。
H2S——浓强碱溶液或饱和CuSO4溶液吸收。
SO2——浓强碱溶液吸收或本实验方法。
[小结]吸收尾气的方法很多,总之,要根据有害气体的性质去选择适宜的方法,以达到最佳的吸收效果。
[布置作业]按小组完成实验报告
●板书设计
实验七 浓硫酸的性质与硫酸根离子的检验
一、浓硫酸的特性
1.浓硫酸的稀释:酸入水、沿器壁、慢慢倒、轻轻摇(或及时搅)
2.浓硫酸的脱水性和吸水性
3.浓硫酸的氧化性
二、硫酸根离子的检验第二节 气体摩尔体积
●教学目标
1.在学生了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上,理解气体摩尔体积的概念。
2.通过气体摩尔体积和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
●教学重点
气体摩尔体积的概念。
●教学难点
气体摩尔体积的概念。
●教学用具
投影仪。
●课时安排
第一课时:气体摩尔体积的概念。
第二课时:有关气体摩尔体积的计算。
●教学过程
★第一课时
[引言]通过上一节课的学习,我们知道,1 mol任何物质的粒子个数都相等,约为6.02×1023个,1 mol任何物质的质量都是以克为单位,在数值上等于构成该物质的粒子的相对原子(分子)质量。那么,1 mol任何物质的体积(即摩尔体积)又该如何确定呢
[教师]1 mol任何物质的质量,我们都可以用摩尔质量做桥梁把它计算出来。若想要通过质量求体积,还须怎样才能达到目的呢
[学生]还需知道物质的密度!
[教师]请写出质量(m)体积(V)密度(ρ)三者之间的关系,[]
下面,我们根据已有的知识,来填写下表。
注:质量与体积栏内的数值由学生填写。
[投影]
物质 物质的量mol 质量g 密度g·cm-3 体积cm3
Fe 1 56 7.8 7.2
Al 1 27 2.7 10
H2O 1 18 1.0 18
H2SO4 1 98 1.83 53.6
温度0°C、压强101 kPa
物质 物质的量mol 质量g 密度g·L-1 体积L
H2 1 2 0.0899 22.4
O2 1 32 1.429 22.4
CO2 1 44 1.977 22.3
请同学们根据计算结果,并参照课本上的1 mol几种物质的体积示意图,分析物质存在的状态跟体积的关系。
[学生讨论]
[结论]1. 1 mol不同的固态或液态的物质,体积不同。
2.在相同状态下,1 mol气体的体积基本相同。
3.同样是1 mol的物质,气体和固体的体积相差很大。
[指导学生参看课本上1 mol水由液态变为气态的插图和有关数据,来体会1 mol同样物质,当状态不同时,其体积的差异]
[教师]请大家参考课本内容和自己计算所得数据,分析和讨论以下问题:
[投影]1.物质体积的大小取决于哪些微观因素
2.当粒子数一定时,固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素
3.为什么相同外界条件下,1 mol固、液态物质所具有的体积不同,而1 mol气态物质所具有的体积却基本相同
4.为什么比较一定量气体的体积,要在相同的温度和压强下进行
[学生活动,回答]
[老师总结]1.物质体积的大小取决于物质粒子数的多少、粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。
2.当粒子数一定时,固、液态的体积主要决定于粒子本身的大小,而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。
3.在固态和液态中,粒子本身的大小不同决定了其体积的不同,而不同气体在一定的温度和压强下,分子之间的距离可以看作是相同的,所以,粒子数相同的气体有着近似相同的体积。
4.气体的体积受温度、压强的影响很大,因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件。
[讲述]对于气体来说,我们用得更多的是气体的体积,而不是质量,且外界条件相同时,物质的量相同的任何气体都含有相同的体积,这给我们测定气体提供了很大的方便,为此,我们专门引出了气体摩尔体积的概念。这也是我们本节课所学的重点。
[板书]一、气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积。
[讲解]即气体的体积与气体的物质的量之比,符号为Vm,表达式为Vm=。
[板书]符号:Vm
表达式:Vm=
单位:L·mol-1
[讲解并板书]
在标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4 L。(或气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4 L)
[讲解]1.为了研究的方便,科学上把温度为0°C、压强为101 kPa规定为标准状态,用S·T·P表示。
2.气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。
3.同温同压下,气体的体积只与气体的分子数目有关,而与气体分子的种类无关。
[投影练习]判断正误
1.标况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。(×,物质应是气体)
2.1 mol气体的体积约为22.4 L。(×,未指明条件——标况)
3.标况下,1 mol O2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4 L。(√,气体体积与分子种类无关)
4.22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。(×,未指明气体体积是否在相同条件下测定)
5.任何条件下,气体的摩尔体积都是22.4 L。(×,只在标况下)
6.只有在标况下,气体的摩尔体积才能是22.4 L。(×,不一定)
思考:同温同压下,如果气体的体积相同则气体的物质的量是否也相同呢 所含的分子数呢
[学生思考并回答]
[教师总结]因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变,各种气体在一定的温度和压强下,分子间的平均距离是相等的。所以,同温同压下,相同体积气体的物质的量相等。所含的分子个数也相等。这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的,并被许多的科学实验所证实,成为定律,叫阿伏加德罗定律。
[板书]阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
[讲解]由上述定律我们可以推出如下推论:
[板书]同温同压下:
[小结]影响物质的体积的因素有多种,对于气体,相同条件下,物质的量相同的气体含有相同的体积。为此,引入了气体摩尔体积的概念,标准状况下,气体摩尔体积的数值约为22.4 L·
mol-1。只要同学们正确掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义,就很容易做气体的质量和体积之间的相互换算。
[布置作业]略
[板书设计] 第二节 气体摩尔体积
一、气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积。
表达式:Vm=
单位:L·mol-1
标准状况下的气体摩尔体积:Vm=22.4 L·mol-1
阿伏加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
[教学说明]本课题立足于师生共同探究和讨论,要求教师要充分调动起学生的积极性和主动性。同时,要注意,学生在课堂上虽然很好地理解了气体摩尔体积,但在课下对有关条件特别容易忽略。因此,教师在讲授时要注重强调外界条件对气体的影响。第三节 元素周期表
●教学目标
1.使学生了解元素周期表的结构以及周期、族等概念。
2.使学生理解同周期、同主族元素性质的递变规律,并能运用原子结构理论解释这些递变规律。
3.使学生了解原子结构、元素性质及该元素在周期表中的位置三者间的关系,初步学会运用周期表。
4.通过对元素周期律的发现及元素周期表的编制过程的了解,使学生正确认识科学发展的历程,并以此来引导自己的实践,同时促使他们逐渐形成为科学献身的高贵品质。
5.使学生了解元素周期律和周期表的意义,认识事物变化由量变引起质变的规律,对他们进行辩证唯物主义教育。
6.使学生对核素、同位素及元素相对原子质量的测定有常识性的认识。
●教学重点
元素周期表的结构、元素的性质、元素在周期表中的位置与原子结构的关系。
●教学难点
元素的性质、元素在周期表中的位置和原子结构的关系、核素、同位素。
●课时安排
3课时
●教学用具
投影仪、胶片、元素周期表挂图
●教学方法
启发、诱导、阅读、讨论、练习、探究等。
●教学过程
★第一课时
[引言]上一节我们学习了元素周期律,知道元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。那么,有没有一种工具可以把我们已知的一百多种元素之间的这种周期性很好地表现出来呢?答案是肯定的。那就是元素周期表,也是我们本节课所要讲的主要内容。
[板书]第三节 元素周期表(第一课时)
[师]请大家拿出自己亲手绘制的元素周期表。
[学生取表,教师把元素周期表的挂图挂于黑板上]
[师]根据元素周期律,把电子层数目相同的各种元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行;再把不同横行中最外层的电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。这样,就可以得到一个表,这个表就叫元素周期表。元素周期表有不同的形式,我们这里介绍的是其中一种常见的形式。
元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间相互联系的规律,是我们学习化学的重要工具。下面我们就来学习元素周期表的有关知识。
首先,我们来认识元素周期表的结构。
[板书]元素周期表的结构
[师]数一数元素周期表有多少个横行?多少个纵行?
[生](数后回答)有7个横行,18个纵行。
[师]对。我们把元素周期表中的每一个横行称作一个周期,每一个纵行称作一族。下面,我们先来认识元素周期表中的横行——周期。
[板书]1.周期
[师]元素周期表中共有7个周期,请大家阅读课本P104的有关内容。
[学生活动]
[问]把不同的元素排在同一个横行即同一个周期的依据是什么?
[生]依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列在一个横行里。
[问]周期序数与什么有关?
[生]周期序数等于该周期元素具有的电子层数。
[师]如此,我们可以得出如下结论:
[板书]周期序数=电子层数
[投影练习]已知镁元素和溴元素的原子结构示意图:
它们分别位于第几周期?为什么?
[生]镁有三个电子层,位于第三周期;溴有四个电子层,位于第四周期。
[师]请把所得结论与元素周期表相对照,看是否正确。
[学生看元素周期表]
[师]元素周期表中,我们把1、2、3周期称为短周期,4、5、6周期称为长周期,第7周期称为不完全周期,因为一直有未知元素在发现。
[请大家根据自己绘制的元素周期表,完成下表内容。(课本P105表5—11)]
[投影]
表5—11 周期表的有关知识
类别 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数
短周期 1 H—He 2 1
2 Li—Ne 8 2
3 Na—Ar 8 3
长周期 4 K—Kr 18 4
5 Rb—Xe 18 5
6 Cs—Rn 32 6
不完全周期 7 Fr—112号 26 7
[学生活动,让一个学生把结果写在胶片上]
[师]从上面我们所填表的结果可知,在元素周期表的7个周期中,除第1周期只包括氢和氦,第7周期尚未填满外,每一周期的元素都是从最外层电子数为1的碱金属开始,逐步过渡到最外层电子数为7的卤素,最后以最外层电子数为8的稀有气体结束。
需作说明的是:第6周期中,57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu),共15种元素,它们原子的电子层结构和性质十分相似,总称镧系元素。第7周期中,89号元素锕(Ac)到103号元素铹(Lr),共15种元素,它们原子的电子层结构和性质也十分相似,总称锕系元素。为了使表的结构紧凑,将全体镧系元素和锕系元素分别按周期各放在同一个格内,并按原子序数递增的顺序,把它们分两行另列在表的下方。在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素,多数是人工进行核反应制得的元素,这些元素又叫做超铀元素。
元素周期表上列出来的元素共有112种,而事实上现在发现的元素还有:114号、116号、118号元素。
[过渡]学完了元素周期表中的横行——周期,我们再来认识元素周期表中的纵行——族。
[板书]2.族
[师]请大家数一下,周期表中共有多少个纵行?
[生]18个。
[师]在每一个纵行的上面,分别有罗马数字Ⅰ、Ⅱ、……及A、B、0等字样,它们分别表示什么意思呢?
请大家阅读课本P105有关内容。
[学生活动]
[教师板书]
[师]罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等表示什么意思?
[生]族序数。
[师]A、B又分别表示什么呢?
[生]A表示主族,B表示副族。
[师]什么是主族?什么是副族?
[生]由短周期元素和长周期元素共同构成的族,叫做主族;完全由长周期元素构成的族,叫做副族。
[师]元素周期表中共有多少个主族?多少个副族?
[生]7个主族、7个副族。
[师]元素周期表中还有哪些纵行没提到?
[生]零族和第Ⅷ族。
[师]零族元素都是什么种类的元素?为什么把它们叫零族?
[生]零族元素均为稀有气体元素。由于它们的化学性质非常不活泼,在通常状况下难以与其他物质发生化学反应,把它们的化合价看作为零,因而叫做零族。
[师]第Ⅷ族有几个纵行?
[生]3个。
[师]分析元素周期表中从ⅢB到ⅡB之间的元素名称,它们的偏旁部首有什么特点?说明什么?
[生]其偏旁均为“金”,说明它们均为金属。
[师]很正确。元素周期表的中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共六十多种元素,通称为过渡元素。因为这些元素都是金属,所以又把它们叫做过渡金属。
[师]请大家根据本节的学习内容,填写板书中的空白。
[把黑板上所挂元素周期表取下,让一个学生上黑板填写]
[注:易把16个族错添为18个]
[师][指住板书内容]此即为元素周期表的主要结构。在中学化学里,我们主要学习主族元素的性质。
[师]元素的性质主要是由元素原子的最外层电子数决定的。请大家分析讨论主族元素的族序数与主族元素原子的最外层电子数有什么关系?可参考我们学习过的碱金属、卤族元素以及1~20元素原子的结构示意图。
[学生分析、讨论]
[生]主族元素的族序数等于其最外层电子数。
[师]很好!由此我们可得出以下结论:
[讲述并板书]主族元素的族序数=元素原子的最外层电子数
(或:主族序数=最外层电子数)
[投影练习]已知某主族元素的原子结构示意图如下,判断其位于第几周期,第几族?
[生]X位于第四周期、第一主族;Y位于第五周期、第七主族。
[师]能判断它们分别是什么元素吗?可对照元素周期表。
[生]X为钾元素,Y为碘元素。
[师]很正确。
[过渡]以上,我们了解了元素周期表的结构。那么,科学家们在完成这张元素周期表时,经历了怎样的一个过程呢?请大家阅读课本P109《元素周期律的发现》这部分内容,并思考以下问题。
[投影展示]阅读思考题:
1.元素周期律发现的背景是什么?
2.元素周期律的发现和周期表的编制是否应完全归功于门捷列夫?
3.门捷列夫总结出的元素周期律是否就是我们现在所学的元素周期律?
4.门捷列夫在研究的过程中,最突出的两大功绩是什么?
5.通过这些资料,你认为人类认识世界的过程是不是一帆风顺的?所得到的知识是否都为绝对真理?
[学生阅读、思考]
[教师让学生分别回答以上各个问题,其中问题5由教师和学生一块完成]
1.从18世纪中叶到19世纪中叶的100年间,随着科学技术的发展,新的元素不断地被发现。人们也逐渐积累了不少关于这些元素的物理、化学性质的资料。因此,人们产生了整理和概括这些感性材料的迫切要求。
2.不应该。而是许多科学家不断研究、探索的智慧结晶。
3.不是。门捷列夫的元素周期律指的是:元素(以及由它所形成的单质和化合物)的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性的变化。如今的元素周期律已发展为:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。
4.首先是预言了某些未知元素,并为这些元素在表中留下了空位;其次是指出了当时测定的某些元素的相对原子质量数值可能有错误。
5.人类认识世界的过程不是一帆风顺的,而是曲折的、螺旋式前进的。人们得到的知识不一定都是绝对真理,其中多数是处于发展中,并且在发展中不断地被完善。元素周期表的发现就是一个很好的例子。
[师]从以上史料可以看出,元素周期律的发现和元素周期表的编制是经过一个发展过程的。从1789年拉瓦锡提出将元素分为四类,到1869年门捷列夫提出元素周期律为止,先后有德贝莱纳、高库尔特瓦、欧德林、迈耶尔、纽兰兹等科学家为此做出努力。如果没有“三素组”“螺旋图”“六元素表”“八音律”等元素分类工作的基础,就不会有门捷列夫的元素周期律。门捷列夫的元素周期律既是前人思想的继承,又是前人思想的创新和发展。元素周期律在门捷列夫之后又经过了不断地完善和发展,1894年拉姆塞发现惰性气体氩,继后又有氦的发现等。于是,在周期表中增加了一个零族,稀有气体排在这族中。1913年莫斯莱测定原子序数,并提出周期律的真正基础是原子序数而不是原子量。直到今天,还有许多人在研究周期律,周期表也出现了多种形式,如维尔纳长式周期表、波尔塔式表等。另外,也一直有人工合成的新元素在不断地填充元素周期表。
[师]请大家参看课本P111表5—13。
(人工合成元素的新进展)
[学生活动]
[师]能说出该表上为什么没有113、115、117号元素吗?
[生]这些元素尚未被发现,或正在研究中。
[师]确实这样!美国的劳伦斯·贝克莱实验室曾预计,该实验室和德国重离子研究中心以及俄罗斯的研究人员不久将会用氪离子来轰击铋靶子,以获得119号元素。由于119号元素会衰变成尚未发现的117、115和113号元素,所以科学家有可能一次就发现4种新元素!
[问]在这么多人工合成新元素的合成者中,却没有中国人的足迹,大家是否为此感到遗憾呢?
[生](很懊恼地)十分遗憾!
[师]那么,就让我们向纽兰兹、门捷列夫等科学家学习吧,他们的研究历程向我们揭示了这样一个真理,即:我们不但要学习前人的知识,更要在前人所积累的知识的基础上,进行创新和发展。引申到我们现在的学习中,就是:既要牢固地掌握知识,又要灵活地运用知识,更要不断地扩充和发展知识。
物理学家根据原子核结构理论计算,认为周期系最后可能出现的是原子序数为175的元素。人工合成的元素,将会完成第七周期,并进入第八周期,甚至第九周期。不过,机遇总是垂青于那些头脑有准备的人。如我们前面学习碱金属时所知道的英国化学家戴维,一生都是好学不倦,其仅在1807~1808年两年内就发现了钾、钠、钙、恩、钡、镁、硼等元素,当时年仅29岁;1824年法国化学家巴拉尔发现溴,当时才22岁。
[师]因此,只要我们努力学习,不断进取,勇于为科学事业而攀登,那么,人工合成新元素的合成者中,出现中国人的身影就不再仅仅是一个希望,中国诺贝尔奖金的空缺也终会弥补!
[布置作业]1.一、1
2.重新熟悉元素周期表,预习下节课内容。
3.试着写一篇学了这节课的感想。
●板书设计
第三节 元素周期表(第一课时)
一、元素周期表的结构
1.周期
周期序数=电子层数
2.族
主族元素的族序数=元素的最外层电子数 或 主族序数=最外层电子数
●教学说明
元素周期表是元素周期律的具体表现形式,是学化学的一种重要工具,对整个中学化学的学
习具有重要的指导作用。因此,学生对元素周期表的熟悉程度直接影响着其对化学的学习,为了使学生更好地了解元素周期表的结构,我特意把这节课内容设计成三课时。本课时,重点讲解了元素周期表的结构。如果仅仅是像以往那样详细地介绍周期表的横行、纵行,很容易使学生产生枯燥感,而且课后的遗忘率特别高,为此,在本课时我加进了有关元素周期律的发现及元素周期表的编制的史料,旨在提高学生们学习化学及对元素周期表学习的兴趣,并向其揭示其中的科学思想和科学方法,使其受到多方面的教育。
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—1—★第二课时
[板书]第二节 元素周期律(第二课时)
[引言]从上一节我们分析3~9、11~17号元素的得失电子能力强弱知道:当电子层数相同时,随着元素原子序数的递增,最外层电子数从1递增到8,原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,因而失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,即元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。那么,我们如何用实验来验证这个结论呢?这就是我们本节课所要学习的内容。
[师]请大家结合课前预习知识回答:判断元素金属性和非金属性的依据。
[学生回答,教师板书]
判断元素金属性强弱的依据:
1.单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易;
2.最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。
判断元素非金属性强弱的依据:
1.跟氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性;
2.元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱。
[师]回答得很好。下面我们就按照这个标准,以11~18号元素为例,来研究元素的金属性和非金属性的变化情况。为了使我们更好地理解本节课的内容,请大家先填写下表。
[投影]填写下列各元素的气态氢化物、最高价氧化物及最高价氧化物对应水化物的化学式:
原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
气态氢化物 — — — ① ② ③ ④ —
最高价氧化物 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ —
最高价氧化物的水化物 —
注:“—”不填。
[按序号依次填为:SiH4、PH3、H2S、HCl、Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4]
[学生活动、教师巡视]
[在黑板纠正共性错误,对画线部分须做补充说明]
[师]一般,对于金属元素我们主要研究其金属性,对于非金属元素我们主要研究其非金属性。下面我们通过实验来研究Na、Mg、Al三种金属元素的金属性强弱。
[演示实验5—1]
+Na
滴有酚酞的水 +Mg
+Al
[师]请大家分别描述实验现象(注意反应现象的剧烈程度)
[生]1.Na在常温下,与水剧烈反应,浮于水面在水面四处游动,同时产生大量无色气体,溶液变红。
2.Mg在常温下,与水的反应无明显现象;加热时,镁带表面有大量气泡出现,溶液变红。
3.Al在常温或加热下,遇水无明显现象。
[注]学生在描述实验现象时,常把“产生无色气体”回答成“产生氢气”;“与Mg反应在常温下现象不明显”常易错答为“Mg与冷水不反应”。教师根据具体情况进行纠正。
[师]上述现象说明了Na、Mg、Al的金属性强弱顺序怎样?
[生]Na的金属性最强,Mg次之,Al最弱。
[师]也即Na、Mg、Al的金属性强弱顺序为Na>Mg>Al
[板书]金属性Na>Mg>Al
[师]请大家预测一下,Mg、Al分别与稀盐酸反应时,现象是否会相同?应该有什么区别?
[生]Mg与盐酸反应要比Al与盐酸反应剧烈。
[师]实践是检验真理的惟一标准。下面,我们通过实验来进行验证。
[演示实验5—2]
+Mg条
1 mol/L盐酸
+Al条
[同时让附近的学生用手摸一下试管的外壁,请这位同学告诉大家,两支试管的温度是否一样?]
[生]与Mg反应的试管壁温度高,与Al反应的试管壁温度低。
[师]从刚才的实验现象我们可知,Mg与稀HCl的反应剧烈得多,同时放出大量的热。这说明大家的预测是正确的。根据Na、Mg、Al三者的金属性强弱顺序,我们可推知,Na与HCl反应将会更剧烈,甚至发生爆炸。
请大家写出上述反应的化学方程式。
[学生活动,教师巡视,并纠正错误]
[2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ Mg+2H2O====Mg(OH)2+H2↑
Mg+2HCl====MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑]
[过渡]那么,Na、Mg、Al的氧化物及最高价氧化物的水化物的性质怎样呢?
[师]在初中,我们曾把氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物。那么,Na2O、MgO、Al2O3分别属哪类化合物呢?
[生甲]Na2O、MgO、Al2O3均为碱性氧化物。
[生乙]Na2O、MgO为碱性氧化物,Al2O3为两性氧化物。
[师]生乙的回答是正确的。那么,到底什么是两性氧化物呢?请大家阅读课本P101有关两性氧化物的知识,并分别写出Al2O3与盐酸和NaOH溶液反应的化学方程式。已知Al2O3与NaOH反应生成的盐叫偏铝酸钠(NaAlO2)。
[把NaAlO2写于黑板上]
[学生活动]
[教师板书]两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
Al2O3+6HCl====2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O
[师]请把自己书写的化学方程式与黑板上的相对照。
[师]那么,Na、Mg、Al对应的最高价氧化物的水化物是:NaOH、 Mg(OH)2、Al(OH)3。
Al(OH)3会不会也像Al2O3一样具有两性呢?下面我们通过实验来进行研究。
[演示实验5—3]1 mol/L AlCl3+3 mol/L NaOH 制取Al(OH)3↓
Al(OH)3+3 mol/L H2SO4→
Al(OH)3+6 mol/L NaOH→
[师]请大家描述以上实验现象。
[生]AlCl3和NaOH溶液相遇有白色絮状沉淀生成,该沉淀既能溶于H2SO4,又能溶于NaOH。
[师]回答得很好。上述实验证明,Al(OH)3与Al2O3一样,显两性。
[讲述]像Al(OH)3这样既能跟酸起反应,又能与碱起反应的氢氧化物,叫两性氢氧化物。请大家写出上述反应的化学方程式。
[板书]两性氢氧化物:既能跟酸起反应,又能跟碱起反应的氢氧化物。
AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl
2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2O
Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O
[师]NaOH是我们熟知的强碱,Al(OH)3显两性,那么Mg(OH)2的碱性与NaOH和Al(OH)3相比怎样呢?
[生]Mg(OH)2的碱性应弱于NaOH,强于Al(OH)3。
[师]十分正确。Mg(OH)2属中强碱。由此我们可得出如下结论:
[讲解并板书]碱性强弱 NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
[思考]Mg(OH)2是否会溶于NaOH
[学生思考后回答]
[甲]不会。
[乙]会。
[实验验证]取一盛有MgCl2溶液的试管,向其中滴加6 mol/L NaOH溶液,直至过量,出现的白色沉淀不会消失。
[过渡]上面我们研究了11~18号元素中金属元素的金属性。下面我们来研究非金属元素的非金属性。
[师]请大家根据原子结构的知识,判断下列元素的非金属性强弱。
[板书]Si P S Cl
[与学生共同得出]非金属性的强弱Si<P<S<Cl
[板书]非金属性的强弱 Si<P<S<Cl
[师]请大家根据我们刚学习过的判断元素非金属性强弱的依据,做如下练习:
[板书]氢化物稳定性强弱顺序 SiH4 PH3 H2S HCl
酸性强弱顺序 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4
[学生活动]
[请学生说出结果,教师把“<”“>”填在上述板书中适当的位置]
[师]请大家预言一下,H2与S生成H2S易,还是H2与Cl2生成HCl易?Si与H2?P与H2呢?
[生]应是H2与Cl2生成HCl易,H2与S反应次之,P与H2反应困难,Si与H2反应更难。
[师]大家对Si、P、S、Cl元素氢化物的稳定性强弱顺序及其最高价氧化物的水化物酸性强弱的判断是否正确?刚才的预言是否准确呢?请大家参考正确答案,阅读课本P101和P102上的有关内容。
[学生活动,阅读课本]
[师]本节课我们的研究结论可用以下两表来表示。
[投影展示表5—9、5—10]
表5—9 钠、镁、铝的性质比较
性质 Na Mg Al
单质与水(或酸)的反应情况 与冷水剧烈反应放出氢气 与冷水反应缓慢,与沸水迅速反应,放出氢气,与酸剧烈反应放出氢气 与酸迅速反应放出氢气
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 NaOH强碱 Mg(OH)2中强碱 Al(OH)3两性氢氧化物
表5—10 硅、磷、硫、氯的性质比较
性质 Si P S Cl
非金属单质与氢气反应的条件 高温 磷蒸气与氢气能反应 须加热 光照或点燃时发生爆炸而化合
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 H4SiO4弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4比H2SO4更强的酸
[师]因为18号元素氩是一种稀有气体元素,一般情况不难与其他物质发生化学反应。因此,我们不研究它的性质。
[师]综上所述,我们可以从11~18号元素性质的变化中得出如下结论:
[讲解并板书]
Na Mg Al Si P S Cl
Ar
金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 稀有气体元素
[师]如果我们对其他元素也进行同样的研究,也会得出类似的结论。同时,也证实了我们上一节的推测:元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈现周期性的变化。元素周期律即元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化,在此也得以很好的体现。
[投影练习]用元素符号回答原子序数11~18号的元素的有关问题(课本P103—1)
(1)除稀有气体外,原子半径最大的是 。
(2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是 。
(3)最高价氧化物的水化物呈两性的是 。
(4)最高价氧化物的水化物酸性最强的是 。
(5)能形成气态氢化物且最稳定的是 。
[答案:(1)Na (2)Na (3)Al (4)Cl (5)Cl
注:此处(2)、(3)、(4)、(5)分别容易错填为:NaOH、Al(OH)3、HClO4、HCl]
[小结]本节课我们用实验及推理的方式重新巩固了元素周期律,同时认识了两性氧化物和两性氢氧化物两个概念。
[布置作业]1.课本习题二、1、6、7
2.写出Al2O3、Al(OH)3分别与强酸强碱反应的离子方程式。
3.模仿本书附录,画一张元素周期表,下节课上课时带上。(不用写外围电子构型)
[参考练习]1.从原子序数11依次增加到17,下列所叙递变关系错误的是( )
A.电子层数逐渐增多 B.原子半径逐渐增大
C.最高正价数值逐渐增大 D.从硅到氯负价从-4-1
答案:AB
2.已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是:HXO4>H2YO4>H3ZO4。则下列说法正确的是
A.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3
B.非金属活泼性:Y<X<Z
C.原子半径:X>Y>Z
D.原子最外电子层上电子数的关系:Y=(X+Z)
解析:本题的关键信息是:“最高价氧化物对应水化物的酸性强弱”。这说明,这三种元素为成酸元素,应显非金属性。由于其原子序数相连,意味着其有相同的电子层数(即周期数),然后利用有关知识,不难推出,正确答案为A、D。
答案:AD
3.用原子结构的观点说明元素性质随原子序数的递增而呈周期性变化的原因。
答案:元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定。从核外电子的排布情况可知,原子的最外层电子数随原子序数的递增而呈周期性变化。从锂到氖,原子的最外层电子数由1个依次递增到8个;从钠到氩,原子的最外层电子数也由1个依次递增到8个。也就是说,每隔一定数目的元素,就出现与前面元素具有相同最外层电子排布的情况,从而表现出相似的化学性质。所以,元素原子的核外电子排布呈周期性变化,从而也决定了元素性质的周期性变化。
●板书设计
第二节 元素周期律(第二课时)
判断元素金属性强弱的依据:
1.单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易。
2.元素最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱。
金属性 Na>Mg>Al
碱性强弱
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
判断元素非金属性强弱的依据:
1.跟氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性。
2.元素最高价氧化物的水化物的酸性强弱。
非金属性 Si<P<S<Cl
氢化物稳定性 SiH4<PH3<H2S<HCl
酸性强弱顺序
H4SiO4>H3PO4>H2SO4>HClO4
Na Mg Al Si P S Cl      
    Ar
金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 稀有气体
副板书
两性氧化物:既能和酸反应生成盐和水,又能和碱起反应生成盐和水的氧化物。
Al2O3+6HCl====2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O
两性氢氧化物:既能跟酸起反应,又能跟碱起反应的氢氧化物。
AlCl3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaCl
2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+6H2O
Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O
关于两性氧化物和氢氧化物的知识,理解起来并不难,学生在此处极易出现的错误是,Al2O3、Al(OH)3与碱反应的方程式易写错,因此特意布置了作业2。
给学生布置作业3的目的是:为下一节课元素周期表的讲授做基础,预先没告诉学生制表目的,则其在绘制元素周期表时,自然会有各种各样的疑问,包括为什么老师要让我们这样做?周期表中的A、B分别代表什么?为什么元素非要按这种形式排列等等。旨在让学生先疑惑而后解惑,从而为下节课的学习作一个很好的铺垫。
●教学说明
本节课因为有演示实验,也是本章的第一次实验,根据高一学生的心理特点,讲授此课并不会显得十分枯燥,但本节内容的目的是在实验验证的基础上来帮助学生巩固和理解元素周期律的实质的。若教师引导不好,往往易使实验起到喧宾夺主的作用。因此,教师在讲授本节内容时,一定要注意让学生参与到教学活动中来,让其既动手练习,又动脑思考,从而激活他们的思维,使其认识上升到认知的高度,并锻炼他们的抽象思维推理能力。
常温

△[引言]上节课我们知道了物质的量浓度的概念及其与质量分数的区别,本节课我们来学习物质的量浓度与溶质的质量分数之间的联系及有关溶液稀释的计算。
[板书]第三节 物质的量浓度(第二课时)
二、溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
[师]请大家根据上节课内容,回答下列问题:
[提问并投影]1.已知某1 L H2SO4溶液中含有250 mL H2SO4,请算出该溶液的物质的量浓度。
[生]该题无法计算!
[问]为什么?
[生]因为溶液中所含溶质——H2SO4的量无法得出。
[师]大家再看另一问题:
[提问并投影]2.已知每100 g H2SO4溶液中含有37 g硫酸,求该硫酸溶液的物质的量浓度。
[生]此题仍然不能计算。
[师]为什么?
[生]因为根据题中已知数据,无法求得该H2SO4溶液的体积。
[师]回答得很好。那么,要算出溶液中溶质的物质的量浓度,必须从哪些方面着手呢?
[生]必须设法找出溶液的体积和溶液中溶质的物质的量。
[师]请大家根据刚才的分析,做如下练习:
[投影]3.将质量为m,相对分子质量为Mr的物质溶解于水,得到体积为V的溶液,此溶液中溶质的物质的量浓度为 。
[学生活动,请一位同学把答案填于空白处]
[答案]c=
[过渡]下面,让我们一块来分析以下例题:
[投影]例1:已知37%的H2SO4溶液的密度为1.28 g·cm-3,求其物质的量浓度。
[分析]从上节课的知识我们知道,溶质的质量分数和物质的量浓度都可用来表示溶液的组成。因此,二者之间必定可以通过一定的关系进行换算。根据我们刚才的讨论分析可知,要算出物质的量浓度,必须设法找出所取溶液的体积及其中所含溶质的物质的量。由于浓度是与所取溶液的多少无关的物理量,所以,我们既可取一定质量的溶液来计算,也可取一定体积的溶液来计算,故此题有两种解法。
请大家自选一种解法进行计算。
[学生活动,教师巡视,并从学生中选取有代表性的解法让学生写于投影仪胶片上,以备展示]
[师]此题的解题过程可如下表示:
[投影]解法一:
取100 g溶液来计算,
m(H2SO4)=100 g×37%=37 g。
n(H2SO4)==0.37 mol。
V[H2SO4(aq)]==78.12 mL=0.078 L。
c(H2SO4)= =4.8 mol·L-1。
答:37%的H2SO4溶液的物质的量浓度为4.8 mol·L-1。
解法二:
取1 L溶液来计算,
V[H2SO4(aq)]=1 L=1000 mL
m(H2SO4)=V[H2SO4(aq)]·ρ[H2SO4(aq)]·w(H2SO4)
=1000 mL×1.28 g·cm-3×37%=473.6 g,
n(H2SO4)= =4.8 mol
c(H2SO4)==4.8 mol·L-1。
答:37%的H2SO4溶液的物质的量浓度为4.8 mol·L-1。
[讲解]取一定质量或一定体积的溶液来解答此题时,所取溶液质量或体积的数值可以是任意值。以上解法中所取的100 g溶液或1 L溶液,是为了让计算过程简单化。
[投影思考题]请大家总结出:溶质质量分数为w,密度为ρ的某溶液中,其溶质的物质的量浓度的表达式。以1 L溶液为标准进行归纳,并注意各量的单位。
[学生总结,教师板书]
c= ρ(g·cm-3) M(g·mol-1)
[师]请同学们利用上式进行以下练习。
[投影]市售浓H2SO4中,溶质的质量分数为98%密度为1.84 g·cm-3。计算市售浓H2SO4中H2SO4的物质的量浓度。
[学生活动]
[答案]c==18.4 mol·L-1。
[问]如果已知溶液中溶质的物质的量浓度c及溶液的密度ρ,又怎样求其质量分数呢?
[学生回答,教师板书]
w= c(mol·L-1) ρ(g·cm-3)。
[师]请大家计算以下溶液中溶质的质量分数。
[投影]已知75 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液的质量为80 g,计算溶液中溶质的质量分数。
[学生活动]
[问]大家在求溶液中溶质的质量分数时,是否用到了公式w=
[生]没有!
[问]哪位同学能说一下该题的解题思路?
[生]求溶液中溶质的质量分数,关键是找出溶液的质量和溶液中溶质的质量,题中已告诉我们溶液的质量,则只要根据题中已知数据求出溶液中所含溶质的质量,此题便可得解。
[师]问答得很好!这也说明我们在平常解题时,要具体问题具体分析,而不能盲目地一见公式就用。
以下是本题的解题过程,供大家参考。
[投影展示]
解:75 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液中溶质的物质的量为:
n(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=2 mol·L-1×0.075 L=0.15 mol
m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.15 mol×40 g·mol-1=6 g
w(NaOH)=×100%=×100%=7.5%。
答:溶液中溶质的质量分数为7.5%。
[过渡]现在,请大家根据以上计算,找出下列各量之间的关系,并标明各量的单位。
[板书]
[学生回答,教师板书]
[过渡]在实际生产中,对一定物质的量浓度的浓溶液,还往往需要稀释后才能使用。如喷洒农药时,须把市售农药稀释到一定浓度才能施用,实验室所用一定浓度的稀H2SO4也均由浓H2SO4稀释而来,这就需要我们掌握有关溶液稀释的计算。
[板书]三、有关溶液稀释的计算
[问]溶液在稀释前后,溶质和溶液的量将发生如何变化?
[生]溶液的量发生变化,而溶质的量不变。
[师]回答得很好。这也就是说,稀释浓溶液时,溶液的质量或体积要发生变化,但溶质的量(质量或物质的量)均不变。为此,在用一定物质的量浓度的浓溶液配制稀溶液时,我们常用下面的式子来进行有关计算。
[板书]m(浓)w(浓)=m(稀)w(稀) 或m1w1=m2w2
c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀)或c1V1=c2V2
[师]请大家依据上式做如下练习:
[投影]1.配制200 mL 1.0 mol·L-1 H2SO4溶液,需要18 mol·L-1 H2SO4溶液的体积是 。
2.在50 g HCl的质量分数为30%的盐酸中加入250 g水后,得到的稀盐酸中溶质的质量分数为 。
[学生活动,教师巡视,并让两位同学把上述两题的解题过程分别写在投影仪的胶片上]
[师]以下是上题的解题过程,供大家参考。
[投影]1.解:设配制200 mL(V1)、1.0 mol·L-1(c1)的H2SO4溶液,需要18 mol·L-1(c2)的H2SO4溶液的体积为V2。
V2==0.0111 L=11.1 mL。
答:需要18 mol·L-1的H2SO4溶液的体积是11.1 mL。
2.解:已知m1=50 g,w1=30%,m2=50 g+250 g,求w2。
w2==5%。
答:得到的稀盐酸中溶质的质量分数为5%。
[小结]本节课我们主要讲了两个问题:一个是表示溶液组成的溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数之间的换算。另一个是有关溶液稀释的问题,它遵循的原则是:稀释前后溶质的量不变。
[布置作业]习题:一、1 三、1、4
[参考练习]
1.14.2 g质量分数为69%的浓硝酸(密度为1.420 g·cm-3)与10 mL 15.55 mol·L-1的硝酸的浓度相比( )
A.是同一浓度的不同表示方法
B.数值不同,但也能换算为相同值
C.是不同浓度的两种硝酸
D.无法比较其大小
解析:此题实际上考查的是物质的量浓度和质量分数之间的换算。因浓度是与溶液体积大小无关的数值,故我们可直接通过浓硝酸的质量分数和其密度算出HNO3的物质的量浓度:
c(HNO3)==15.55 mol·L-1。
即质量分数为69%的浓硝酸与15.55 mol·L-1的硝酸是同一浓度的不同表示方法。
答案:AB
2.下列溶液中氯离子浓度与20 mL 1 mol·L-1氯化铝溶液中的氯离子浓度相等的是( )
A.60 mL 1 mol·L-1的氯化钠溶液
B.30 mL 2 mol·L-1的氯化铵溶液
C.60 mL 3 mol·L-1的氯化钾溶液
D.30 mL 1 mol·L-1的氯化铁溶液
解析:由题中各选项可看出,每种物质均给出了体积和浓度,实际上氯离子的浓度可由每种物质的浓度求出,与体积并无关系。20 mL 1mol·L-1的氯化铝溶液中,氯离子的浓度c(Cl-)=1 mol·L-1×3=3 mol·L-1,各选项中c(Cl-)分别为:A.1 mol·L-1;B.2 mol·L-1;C.3 mol·L-1;D.3 mol·L-1。
答案:CD
3.将4 g NaOH溶解在10 mL水中,再稀释成1 L,从中取出10 mL,这10 mL溶液的物质的量浓度是( )
A.1 mol·L-1 B.0.1 mol·L-1 C.0.001 mol·L-1 D.10 mol·L-1
解析:加水之后溶质的物质的量不变,但溶液体积变为1 L,故1 L该溶液的浓度为:
c(NaOH)==0.1 mol·L-1。
取出任意体积某溶液其浓度不变,故取出的10 mL浓度也应为0.1 mol·L-1。
答案:B
●板书设计
第三节 物质的量浓度(第二课时)
二、溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算
c= ρ(g·cm-3) M(g·mol-1)
w= c(mol·L-1) ρ(g·cm-3)
三、有关溶液稀释的计算
m(浓)w(浓)=m(稀)w(稀) 或m1w1=m2w2
c(浓)V(浓)=c(稀)V(稀) 或c1V1=c2V2
●教学说明
有关物质的量浓度的计算,由于涉及概念较多,一般学生特别是思考和分析问题能力较差的学生,要熟练掌握这些内容是有困难的,这需要在以后的学习中进行多次相关的训练才能切实掌握。
知识的归纳、整理是常用的科学方法。学生只有知道知识的来龙去脉、参与有关知识网、包括公式等的整理工作,克服单纯的模仿和套用公式的毛病,才能真正掌握它。让学生参与其中,有利于发展和提高他们的思维能力、分析问题和解决问题的能力。
( )
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( )第一节 氯气
●教学目标
1.使学生掌握氯气的化学性质及在实验室中制取氯气的基本原理和方法。
2.使学生掌握氯离子的检验方法。
3.使学生了解氯气的物理性质和用途。
4.通过引导学生观察、分析演示实验现象,培养学生观察和分析问题的能力。
5.培养学生设计实验的能力。
●教学重点
1.氯气的化学性质及实验室制法。
2.氯离子的性质。
●教学难点
氯气的化学性质。
●教学方法
实验探索、启发、引导、比较、讲解等。
●课时安排
第一课时:氯气的实验室制法及氯气的化学性质(与水、碱的反应)。
第二课时:氯气的物理性质、化学性质(与金属、非金属单质的反应,氯离子的检验)。
●教具准备
第一课时:电脑、投影仪、氯气制取装置一套(含净化装置和试剂)、集气瓶、玻璃片、大烧杯、NaOH溶液、水、红纸、两瓶氯气。
第二课时:投影仪、集满氯气的集气瓶、酒精灯、火柴、坩埚钳、尖嘴弯管、制氯气的装置一套、铜丝、镁条、锌粒、稀硫酸、氯化钠溶液、稀盐酸、氯化钾溶液、硝酸银溶液、碳酸钠溶液。
●教学过程
★第一课时
[引言]前面我们学习了碱金属元素的有关知识,知道碱金属是几种在原子结构和元素性质上都具有一定相似性的金属元素,本章,我们来学习几种在原子结构和元素性质上都具有一定相似性的非金属元素——卤素,它们包括氟、氯、溴、碘、砹五种元素。
[板书]第四章 卤 素
[讲解]在卤素形成的单质中,最主要的是18世纪70年代的瑞典化学家舍勒首先发现并制得的氯气。本节课我们就来学习氯气的实验室制法和它的一些化学性质。
[板书]第一节 氯 气(第一课时)
一、氯气的实验室制法
[问]根据我们以前学过的制取气体的实验问答,一套完整的制取气体装置应包括哪几个环节?
[生]包括气体发生、气体净化、气体收集、尾气吸收四个环节。
[师]回答得很好!现在,就请大学以以上四个环节为依据,结合有关信息,来设计实验室制取氯气的装置。
[投影]已知氯气是一种有毒的、密度比空气大的黄绿色气体。能溶于水(常温下,1体积的水约能溶解两体积的Cl2),并能与NaOH溶液发生反应。
实验室制氯气的反应方程式如下:
MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O
可供选择的试剂:浓盐酸、二氧化锰、水、NaOH溶液、浓H2SO4、饱和食盐水。
仪器:烧瓶、带分液漏斗及导管的双孔橡皮塞、橡皮管、洗气瓶(两个)、集气瓶、烧杯、石棉网、铁架台(带铁夹)、酒精灯
[学生思考,教师板书]
1.实验原理:MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O;
2.Cl2中可能含有的杂质;
3.除杂试剂;
4.收集方法:
5.尾气吸收试剂;
[师]请大家根据刚才的思考结果回答,Cl2中可能含有的杂质是什么?并说出推断的依据。
[生]可能有HCl气体和水蒸气。因反应物中的浓盐酸有挥发性,故可能有HCl;反应体系中有水,且反应在加热的条件下进行,故可能有水蒸气。
[板书]HCl、H2O(g)
[问]水蒸气应该选什么试剂除去?
[生]浓H2SO4
[讲解]对于Cl2中含有的HCl气体,我们常用排饱和食盐水的方法除去。这是因为HCl气体极易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小之故。
[板书]饱和食盐水、浓H2SO4
[问]实验室收集Cl2应用什么方法?
[生]向上排空气法!
[板书]向上排空气法
[问]那么,用什么试剂来吸收有毒的尾气呢?
[生]用NaOH溶液
[板书]NaOH液
[把信息中提供仪器在“电脑实验室”中呈现]
[师]好,现在就请一位同学把以上仪器进行有效连结!
[一学生用鼠标在“电脑实验室”中进行模拟安装,另两名学生在实验台上进行实际安装,最终结果如下图所示]
[师]下面,我们就按以上设计装置来制取一瓶纯净干燥的氯气。
[请两位同学上台来收集]
[过渡]我们刚刚制得的氯气能和哪些物质发生化学反应呢 下面,我们就通过实验来认识氯气的化学性质。
[板书]二、氯气的化学性质
[师]请大家仔细观察下面的实验:
[演示实验:把一块红纸分成两片,一片直接投入刚刚制得的氯气中,一片用水润湿后再投入]
[师]叙述你们所看到的现象。
[生]干燥的红纸条不褪色,湿润的红纸褪色。
[师]以上现象可说明氯气与水反应生成了能使红纸褪色即具有漂白性的新物质。
[板书]1.氯气与水的反应
[设问]那么,氯气与水反应生成的新物质是什么呢?
[讲解]实验证明,氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸。
[板书]Cl2+H2O====HCl+HClO
[设问]起漂白作用的到底是盐酸还是次氯酸呢?
[补充实验]把盐酸滴在干燥的红纸片上,不褪色。
[讲解]由上面的实验可知,干燥的氯气与盐酸都不具有漂白性,则具有漂白作用的一定是次氯酸。
[设问]次氯酸有哪些重要的性质和用途呢 请大家阅读课本中的有关内容,找出答案。
[学生活动]
[板书](1)HClO的性质
[师]请大家叙述次氯酸有哪些性质?
[学生回答、教师板书]
HClO不稳定,容易分解放出氧气。
2HClO====2HCl+O2↑
有强氧化性,可用来漂白、杀菌、消毒。
[讲解]次氯酸在光照的条件下,分解加速,它属于弱酸,在水溶液中仅部分电离:
[板书]HClO H++ClO-
[设问]Cl2溶于水是否全部和水反应 怎样证明
[补充实验]在上面收集有Cl2的集气瓶中注入少量水,振荡,与另一瓶氯气的颜色相比较,并把所得溶液颜色与纯水的颜色相比较(可在瓶后衬一张白纸,现象更明显)。
[讲解]注入水后,集气瓶中的黄绿色变浅,说明氯气溶于水。溶液为黄绿色,而Cl-、HClO及ClO-无色,所以说明氯水中含有大量的氯气分子。由此可知,氯气溶于水时,仅有少量的氯气与水发生了反应。
常温下,1体积的水约溶解2体积的氯气。
[问]在新制的氯水中,含有哪些粒子。
[学生思考并回答,教师板书]
(2)新制氯水中所含粒子:
H2O、HClO、Cl2、H+、Cl-、ClO-、OH-
[问]氯水为何要现用现制,并保存在棕色的细口瓶中?
[生]因氯水中的次氯酸不稳定,易分解,而光照时分解加速,从而使次氯酸分子的数目大为减少,故氯水要现用现制,并保存在棕色的细口瓶中。
[过渡]刚才我们制氯气时,用于吸收尾气的是NaOH碱溶液,说明Cl2是可与碱反应的。
[板书]2.氯气与碱的反应
[补充实验]把少量NaOH溶液注入另一瓶盛有氯气的集气瓶中,黄绿色全部消失,所得溶液无色。
[讲解]Cl2可与NaOH溶液充分反应,生成可溶于水的NaCl和NaClO。
[板书]Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
[引导学生从Cl2与H2O的反应来理解该反应]
[教师]请大家根据上式,写出Cl2与Ca(OH)2溶液的反应。
[板书]2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
[讲解]上述反应就是工业上生产漂粉精的原理,是通过Cl2与石灰乳作用制成的。其中的有效成分是次氯酸钙。
思考:次氯酸具有漂白作用,为什么不用HClO直接漂白,而要转换成次氯酸盐 漂白粉漂白的原理是什么 请大家看书后回答。
[学生看书,并回答]
[生]因为次氯酸不稳定,而次氯酸盐较稳定,故不用次氯酸直接漂白,而是把它转化为较稳定的次氯酸盐,次氯酸盐可和空气中的二氧化碳和水蒸气反应,生成次氯酸而漂白。
[师]回答得很正确。漂白粉中的有效成分次氯酸钙的漂白原理,可用方程式表示如下:
[板书]Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3↓+2HClO
[设问]上述反应说明了H2CO3与HClO的酸性强弱顺序如何 Ca(ClO)2能与HCl反应吗 漂白粉应怎样保存才能不很快失效
[生]根据强酸制弱酸的原理,说明碳酸酸性强于次氯酸,因盐酸是强酸,故也能与次氯酸钙反应;因漂白粉在潮湿的空气中,易吸收空气中的二氧化碳而释放出次氯酸,次氯酸不稳定,容易分解而使漂白粉失效,故漂白粉应密闭保存,并置于阴凉、干燥处。
[师]请同学们写出盐酸与次氯酸钙反应的方程式。
[请一位同学上黑板来写]
[学生板书]Ca(ClO)2+2HCl====CaCl2+2HClO
[小结]本节课我们主要学习了氯气的实验室制法和氯气与水、碱的反应。
[投影]课后思考题:
1.实验室制Cl2为何不用Ca(OH)2溶液来吸收尾气
2.用湿润的蓝色石蕊试纸检验Cl2时,为何试纸的颜色先变红,后变白
[答案]1.因Ca(OH)2在水中的溶解度很小,所得溶液极稀,不能保证尾气被充分吸收。
2.Cl2与H2O发生反应,有盐酸和HClO生成,变红是因为生成酸的酸性,变白是缘于HClO的漂白性。
[布置作业]习题:一、2. 二、3. 5. 七、1.
[参考练习]
1.在空气中能稳定存在的物质是( )
A.石灰水 B.氯水 C.次氯酸钠 D.食盐水
解析:能与空气中CO2、O2、H2O反应和见光易分解的物质在空气中均不能稳定存在。石灰水中的Ca(OH)2能与空气中的CO2反应生成CaCO3;氯水中的HClO易分解;次氯酸钠在空气中发生反应:CO2+H2O+2NaClO====Na2CO3+2HClO而变质。
答案:D
2.下列关于氯水的叙述正确的是( )
A.新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制的氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后变白
C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2
D.氯水放置数天后,pH会变小。
解析:新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-等粒子,光照氯水发生反应2HClO=====2HCl+O2↑,故A、C项叙述错误;氯水中的H+可使石蕊变红,HClO具有漂白性可使石蕊褪色,前者反应速率较快,后者反应速率较慢,故先变红后褪色;氯水久置,因弱酸(HClO)分解成强酸(盐酸)使溶液酸性增强、pH减小。
答案:BD
3.比较次氯酸的漂白作用与活性炭的褪色作用在本质上的区别。
答案:次氯酸具有强氧化性,能将有色物质氧化而使其褪色,是化学变化,漂白后的物质一般不恢复到原色;而活性炭的褪色作用是它的吸附作用引起,因吸附了有色物质而褪色,是物理变化过程。
●板书设计
第四章 卤 素
第一节 氯 气(第一课时)
一、氯气的实验室制法
1.实验原理:MnO2+4HCl(浓)===== MnCl2+Cl2↑+2H2O
2.Cl2中可能含有的杂质:HCl、H2O(g)
3.除杂试剂:饱和食盐水、浓H2SO4
4.收集方法:向上排空气法。
5.尾气吸收试剂:NaOH溶液
二、氯气的化学性质
1.氯气与水的反应:Cl2+H2O====HCl+HClO
(1)HClO的性质
HClO不稳定,容易分解放出氧气。
2HClO====2HCl+O2↑
有强氧化性,可用来漂白、杀菌、消毒。
HClO H++ClO-
(2)新制氯水中所含粒子
H2O、HClO、Cl2、H+、Cl-、ClO-、OH-
2.氯气与碱的反应
Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2====Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3↓+2HClO
Ca(ClO)2+2HCl====CaCl2+2HClO
●教学说明
把Cl2的实验室制法以信息题的形式提到前面讲,一是可以培养和提高学生设计实验的能力;二是讲Cl2与水和碱的反应时,可一气呵成;三是对下节课Cl2的物理性质的学习打下了很好的基础;更重要的是在培养学生的观察能力、分析能力和推理能力方面,有着良好的效果,在讲本节课以前,若能有时间讲一节有关实验设计的专题,效果会更理想。





光第一节 氧化还原反应
●教学目标
1.在复习四种基本反应类型以及从得氧、失氧角度划分氧化反应和还原反应的基础上,使学生了解化学反应有多种不同的分类方法。各种分类方法由于划分的依据不同而有不同的使用范围。
2.使学生学会用化合价升降及电子转移的观点来理解氧化还原反应,并会利用“双线桥”分析氧化还原反应。
3.使学生了解氧化剂和还原剂。
4.在理解电子得失、氧化和还原的相互依存和相互对立的关系上对学生进行对立统一等辩证唯物主义观点的教育。
●教学重点
用化合价升降和电子转移的观点来理解氧化还原反应。
●教学难点
用化合价升降和电子转移的观点分析氧化还原反应。
●课时安排
共3课时
●教学方法
设疑、启发、讨论、讲解。
●教学过程
★第一课时
[引入]初中所学许多化学反应,从不同角度可将其进行分类,其中有重要的四种基本反应类型,请用四种基本反应类型写出生成CO2的四个化学方程式。
[板书] 第一章 化学反应及其能量变化
第一节 氧化还原反应
一、化学反应类型
1.基本反应类型
反应类型 举例 表示式
化合反应 C+O2====CO2 A+B====AB
分解反应 CaCO3====CaO+CO2↑ AB====A+B
置换反应 C+2CuO====2Cu+CO2↑ A+BC====AC+B
复分解反应 AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3 AB+CD====AD+CB
[讨论]以上反应类型的分类依据是什么
[小结]依据反应物和生成物的类别及种类来区分。
[思考]Fe2O3+3CO==== 2Fe+3CO2、CH4+2O2====CO2+2H2O两反应属何种基本反应类型
[小结]不属于基本反应类型中的任何一种,说明此种分类方法不能囊括所有化学反应,不能反映所有化学反应的本质。
[过渡]那么Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2反应属于什么类型呢 (从得失氧角度分析)
[板书]2.氧化还原反应
[讨论]完成下列表格
[板书]
反应类型 得失氧情况 举例
氧化反应 物质得到氧的反应 2Mg+O2====2Mg0
还原反应 物质失去氧的反应 CuO+H2===Cu+H2O
[讨论]从得失氧角度分析,在H2+CuO====Cu+H2O反应中CuO失氧发生了还原反应,那么此反应是否属氧化还原反应
[小结]在以上反应中H2====H2O发生了氧化反应,所以从整体上看,上述反应属于氧化还原反应。
[设问]在2Mg+O2====2MgO反应中,对于镁来说,Mg====MgO的反应是氧化反应,那么有还原反应存在吗
[小结]氧化还原反应同时存在,同时发生,两者既对立,又统一,不能截然分开。因此2Mg+O2====2MgO是氧化反应的说法是片面的。
[设问]究竟如何理解2Mg+O2====2MgO反应中的还原反应
[思考]S+O2====SO2、2Na+Cl2====2NaCl、H2+Cl2====2HCl三反应是否属于氧化还原反应
[阅读]阅读课本有关反应类型的内容。
[总结]化学反应从不同角度有多种分类方法。各有其适用范围。如四种基本反应类型,它只是依据反应物和生成物的类别、种类对化学反应的一种形式上的分类,并不能包括所有反应,即说它没有反映化学反应的本质。而从得失氧角度划分的氧化还原反应同样不能反映化学反应的本质。如在2Na+Cl2==== 2NaCl反应中无氧的得失,那么氧化还原反应的本质是什么呢 有待于进一步的研究和学习。
[布置作业]预习并思考。
[板书设计] 第一章 化学反应及其能量变化
第一节 氧化还原反应
一、化学反应类型
1.基本反应类型
反应类型 举例 表示式
化合反应 C+O2====CO2 A+B====AB
分解反应 CaCO3====CaO+CO2↑ AB====A+B
置换反应 C+CuO====Cu+CO↑ A+BC====B+AC
复分解反应 AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3 AB+CD====CB+AD
2.氧化还原反应
反应类型 得失氧情况 举例
氧化反应 物质得到氧的反应 2Mg+O2====2Mg0
还原反应 物质失去氧的反应 CuO+H2===Cu+H2O



点燃
高温
高温
高温
点燃
点燃
点燃
点燃
点燃
点燃
点燃
得氧
得氧




点燃
高温
高温
点燃
高温2
高温
高温氧族元素复习课
●教学目标
1.掌握氧族元素原子结构与元素化学性质的递变规律。
2.掌握二氧化硫的化学性质,了解其用途及对空气的污染,增强环保意识。
3.掌握浓硫酸的化学特性及硫酸根离子的检验方法。
4.通过硫及其重要化合物的相互转化关系的学习,培养学生归纳、总结知识的能力。
5.通过针对练习,训练学生知识迁移和应用能力。
6.进一步体会学习元素化合物知识的方法。
●教学重点
1.氧族元素的原子结构与元素化学性质的递变规律。
2.归纳总结硫及其重要化合物之间的相互转化关系。
3.硫酸根离子的检验方法。
●教学难点
硫及其重要化合物之间的相互转化。
●课时安排
1课时
●教学方法
归纳总结、练习巩固
●教具准备
投影仪
●教学过程
[讲述]硫及其重要化合物包括的物质较多,性质也较复杂,而掌握物质的化学性质是本章学习的重点。为此,建议从三个方面去把握:(1)单质、化合物的相互关系;(2)元素价态与性质的关系;(3)是否具有特殊性。每一种物质要往类上归纳,掌握其通性,同时还要注意它所处的价态,掌握其氧化性和还原性,另外考虑物质有无特殊性。
[板书]一、知识点及规律(投影展示)
1.氧族元素原子结构和元素性质
[投影板书]由学生归纳表中内容。
元素名称及元素符号 氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te)
核电荷数 8 16 34 52
电子层数 2 3 4 5
最外层电子数 6 6 6 6
结构 相似性 最外层都有6个电子,化学反应中易得2个电子,表现-2价
递变性 随核电荷数增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
化合价 -2 -2、+4、+6 -2、+4、+6 -2、+4、+6
密度 随核电荷数的增加,单质密度逐渐增大
熔沸点 随核电荷数的增加,单质熔沸点逐渐升高
与H2化合难易 点燃剧烈化合 加热时化合 较高温时化合 不直接化合
氢化物稳定性 随核电荷数的增加,气态氢化物稳定性逐渐减弱
氧化物化学式 —— SO2、SO3 SeO2、SeO3 TeO2、TeO3
氧化物对应水化物化学式 —— H2SO3、H2SO4 H2SeO3、H2SeO4 H2TeO3、H2TeO4
最高价氧化物水化物酸性 随核电荷数增加,最高价态氧化物的酸性逐渐减弱(O除外)
元素的非金属性 随核电荷数增加,元素非金属性逐渐减弱
2.价态与氧化性、还原性的规律
[学生小结]H2S及-2价硫化物中,硫的价态最低,硫元素只具还原性,浓硫酸中,硫的价态最高,硫元素只具氧化性,而单质硫、二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸盐中的硫处于中间价态,既具有氧化性,又具有还原性。
3.H2S和S2-有较强的还原性,应掌握以下规律:
[说明]O2、Cl2因条件不同,位置可能有变化。
[举例]如H2S+I2====S↓+2HI 2H2O+2F2====O2+4HF
显然,上述关系式中,S2-应具较强的还原性,易被氧化。
[学生小结并投影板书]S2- S↓
[说明]S2-被氧化时,常产生单质硫的浅黄色沉淀,这是实验中的重要现象,依此可推断。
4.掌握下列物质的性质及其应用
(1)硫:氧化性、还原性
(2)硫化氢:不稳定性、还原性(包括可燃性)
(3)氢硫酸:不稳定性、弱酸性、还原性(S-2)、氧化性(H+)
(4)二氧化硫:酸性氧化物的性质、还原性、氧化性、漂白性
(5)亚硫酸:酸性、不稳定性、氧化性、还原性
(6)浓硫酸:酸性、难挥发性(高沸点)、稳定性、吸水性、脱水性、强氧化性
5.二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸盐的还原性比较
按SO2 H2SO3 NaSO3顺序还原性增强。
[讲述]H2SO3、Na2SO3通常就可被O2氧化。因此,保存和使用时要防止被氧化变质。而SO2则需在催化剂、加热条件下才能转化为SO3。那么SO2通常可被哪些氧化剂氧化呢?
[回答]如溴水、高锰酸钾溶液等。
6.掌握二氧化硫的漂白原理,以及与HClO漂白原理的差异,并对高中阶段出现的具有漂白能力的物质进行归纳总结。
[引导分析并投影板书]
氯水、臭氧、过氧化钠、过氧化氢 二氧化硫
漂白原理 氧化漂白 非氧化漂白
漂白效果 永久性 暂时性
7.掌握SO的鉴别方法并思考如何检验SO
[引导小结并投影板书]
SO:加盐酸酸化后,再加可溶性钡盐
SO:加稀硫酸后,将气体通入品红溶液中
8.对比SO2和CO2的性质,掌握区分两者的方法
[过渡]下面围绕代表元素硫展开复习
[板书]二、硫及其重要化合物的性质
[投影]
[练习]如何实现上述转化,写出有关的化学方程式,并思考体现了物质什么样的化学性质。
[投影讲评]
①S+H2====H2S *②S+Fe====FeS
*③S+2Cu==== Cu2S ④S+O2 SO2
*⑤H2S+Cl2====S↓+2HCl(O2、Br2、I2、浓H2SO4等) *⑥H2S+CuSO4====CuS↓+H2SO4
⑦H2S+2NaOH====Na2S+2H2O *⑧FeS+2H+====Fe2++H2S↑(非氧化性酸)
*⑨Na2S+2HCl====2NaCl+H2S↑(非氧化性酸) ⑩Na2S+CuSO4====Na2SO4+CuS↓
SO2+H2O====H2SO3 SO2+2NaOH====Na2SO3+H2O
SO2+2H2S S↓+2H2O *2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O====H2SO4 SO3+2NaOH====Na2SO4+H2O
*2Na2SO3+O2====2Na2SO4 H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl
*2H2SO4(浓)+Cu====CuSO4+SO2↑+2H2O Na2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NaCl
*2H2SO3+O2====2H2SO4 Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
[强调]注意上述画“*”号的反应
[设疑](1)对比与,说明什么?
(2)反应⑧⑨可加酸为非氧化性酸,如HCl、稀H2SO4,能否加浓H2SO4或HNO3?
(3)反应⑤体现了H 2S的什么性质?
(4)对比通常酸和盐的反应,反应⑥有何特点?
(5)反应⑨体现了浓H2SO4什么性质?
(6)反应的离子方程式怎样写?
[提问并回答](1)说明SO2转化为亚硫酸、亚硫酸盐之后,还原性增强,更易被氧气氧化。
(2)FeO、Na2S均因含-2价硫而具有还原性
(3)反应⑤体现了H2S的还原性。
(4)反应⑥违背通常强酸制弱酸的规律,比较特殊。
(5)反应体现了浓H2SO4的强氧化性和酸性。
(6)反应的离子方程式相同:SO+Ba2+====BaSO4↓
[过渡]本章含硫化合物中,SO2、H2S均为有毒气体,是大气污染物,因此实验和使用时应注意安全,注意环保。
三、环境保护
[练习]1.下列关于硒的叙述,错误的是( )
A.硒化氢有毒,有恶臭,比H2S更易分解
B.H2SeO3是弱酸
C.硒在空气中燃烧生成SeO2
D.H2Se气体的水溶液不具酸性
解析:据氧族元素化学性质的相似性和递变规律来分析,Se和S同族又相邻,对比硫化氢、亚硫酸、氢硫酸及硫和氧气的反应,即可找出答案。
答案:D
2.下列物质不能由单质直接化合得到的物质是( )
A.CuS B.FeS C.H2S D.SO3
解析:此题考查单质硫的化学性质。硫的化学性质同O2相似,能跟大多数金属化合表现氧化性,但其氧化性较O2弱,与Cu、Fe等变价金属反应时得到的是低价态金属硫化物。硫可被氧气氧化,直接产物为SO2。加热时硫可与氢气化合生成硫化氢。
答案:AD
3.在下列物质中,既能跟硫化氢反应又能跟溴水反应的是( )
①硫化钠溶液 ②二氧化硫饱和溶液 ③硫酸铜溶液 ④硝酸银溶液
A.②④ B.①③ C.①②④ D.①②③④
解析:①Na2S+H2S====2NaHS Na2S+Br2====2NaBr+S↓
②2H2S+SO2====3S↓+2H2O SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr
③CuSO4+H2S====CuS↓+H2SO4 CuSO4+Br2≠
④H2S+2AgNO3====Ag2S↓+2HNO3
Br2+H2O+2AgNO3====AgBr↓+AgBrO+2HNO3
答案:C
4.检验某未知溶液中是否含有SO的下列操作中最合理的是( )
A.加入硝酸酸化了的硝酸钡溶液
B.先加硝酸酸化,再加硝酸钡溶液
C.先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液
D.先加盐酸酸化,再取上层清液加入氯化钡溶液
E.加入盐酸酸化了的氯化钡溶液
解析:检验SO时,加酸主要是为排除SO、CO、Ag+的干扰。A、B无法排除SO的干扰。C的未知液中若含有Ag+,加盐酸酸化时会生成AgCl沉淀。对SO的检验造成影响。E无法排除Ag+的干扰。
答案:D
5.将浓硫酸慢慢注入浓盐酸中,产生的现象是( )
A.放出黄绿色气体 B.冒白雾,混合物温度升高
C.液体四溅 D.冒白烟,液体四溅
解析:浓硫酸具强吸水性且吸水放热,浓盐酸具强挥发性,浓硫酸不能氧化盐酸。因此,实验中会冒白雾且混合液温度升高,但由于是“慢慢注入”,所以不会造成液体四溅。
答案:B
6.下列反应的离子方程式是否正确?如不正确,请改正。
(1)硫化亚铁和稀硫酸反应:S2-+2H+====H2S↑
(2)石灰乳和盐酸反应:OH-+H+====H2O
(3)氢氧化钡溶液和稀硫酸反应:Ba2++OH-+H++SO====BaSO4↓+H2O
(4)足量的氢氧化钠溶液和碳酸氢钙溶液反应:OH-+Ca2++HCO====CaCO3↓+H2O
(5)向10%的40 g氢氧化钠溶液中通入标准状况下的硫化氢气体2.24 L:2OH-+H2S====S2-+2H2O
解析:(1)不正确,硫化亚铁难溶,应用化学式表示。
(2)不正确,石灰乳应用化学式表示。
(3)不正确,因为1 mol Ba(OH)2能电离出2 mol OH-,1 mol H2SO4能电离出2 mol H+,所以该离子方程式中OH-、H+及H2O的计量数应为2。
(4)不正确,1 mol Ca(HCO3)2可以电离出2 mol HCO,可跟2 mol的OH-反应,得到2 mol CO,其中1 mol CO又跟Ca2+结合,生成CaCO3沉淀,另有2 mol的H2O生成。
(5)不正确,10%的NaOH溶液40 g中含NaOH 4 g与标准状况下2.24 L的H2S反应,应生成0.1 mol的水和0.1 mol的HS-离子,而不是0.1 mol S2-离子和0.2 mol H2O。
答案:以上各离子方程式都不正确,正确的离子方程式应为:
(1)FeS+2H+====Fe2++H2S↑
(2)Ca(OH)2+2H+====Ca2++2H2O
(3)Ba2++2OH-+2H++SO====BaSO4↓+2H2O
(4)2OH-+Ca2++2HCO====CaCO3↓+CO+2H2O
(5)OH-+H2S====HS-+H2O
[总结]“冰冻三尺,非一日之寒”,希望大家是坚持不懈的有心人。
[布置作业]课本P144~145习题
[参考练习]
1.24 mL浓度为0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液,恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7(重铬酸钾)溶液完全反应,则元素Cr在被还原产物中的化合价为( )
A.+6价 B.+3价 C.+2价 D.0价
解析:此题应根据氧化还原反应中,得失电子守恒的规律解答。在氧化还原反应里,还原剂失去电子的总数,一定等于氧化剂得到电子的总数。即还原剂的物质的量×1mol还原剂失去电子的总物质的量=氧化剂的物质的量×1 mol氧化剂得到电子的总物质的量。
设:1 mol Cr被还原得x mol电子,则
24×10-3L×0.05 mol·L-1×2=20×10-3L×0.02 mol·L-1×2x
解得:x=3,所以Cr在被还原的产物中显+3价。
答案:B
2.列举四种不同类别的试剂,只要选用其中任一种都可以鉴别K2S和K2SO4两种无色溶液。(注意:鉴别时可依据的离子方程式相同的算同一类别的试剂)
(1)四种试剂的名称是①、②、③、④。
(2)鉴别可依据的化学反应的离子方程式依次是① 、② 、③ 、④ 。
解析:应从两种盐的氧化性、还原性、对应酸的酸性强弱、对应盐的溶解性差别等多方面去找出S2-和SO的差别。
答案:(1)①氯水或溴水 ②盐酸或稀硫酸 ③CuCl2溶液或CuSO4溶液 ④BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液
(2)①Cl2+S2-====S↓+2Cl- ②S2-+2H+====H2S↑ ③Cu2++S2-====CuS↓
④Ba2++SO====BaSO4↓
(说明:此题可选鉴别试剂还有其他)
3.如右图所示,小试管内盛有约3 mL饱和硫酸铜溶液,与锥形瓶连通的U形管内盛有少量水(为便于观察,预先染成红色),沿小试管内壁小心地慢慢倒入约3 mL浓硫酸,静置片刻,可观察到的现象有 。(填写标号,有多少个就填多少个)
A.小试管内液体分成两层,上层蓝色,下层无色
B.U形细管内左边液面下降,右边液面升高C.有少量固体析出
D.以上现象都没有,无明显变化
解析:此题考查浓硫酸的一些重要性质,如密度、强吸水性、吸水放热等。由于浓硫酸密度大于硫酸铜饱和溶液,沿试管内壁小心倒入时,可分层且浓硫酸在下层,为无色层。浓硫酸具有强吸水性,由于吸水使饱和硫酸铜溶液中析出白色固体CuSO4,以上吸水过程放出大量的热,使锥形瓶中气体体积膨胀,致使U形管中左边液面下降,右边液面上升。
答案:A、B、C
4.有Na2S溶液A和Na2SO3溶液B,将A、B等体积混合,加入过量稀硫酸,回答下列问题:
(1)观察到的现象 。
(2)如果没有气泡冒出,则A与B的物质的量浓度关系为 。
(3)如果产生一种有刺激性气味的气体,则A与B的物质的量浓度关系为 。
(4)若产生一种具有臭鸡蛋气味的气体,则A与B的物质的量浓度关系为 。
解析:Na2S溶液和Na2SO3溶液在不显酸性的溶液中可共存,但若往其混合液中加入稀硫酸,则会发生如下反应:
Na2S+H2SO4====Na2SO4+H2S↑
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2SO3
2H2S+H2SO3====3S↓+3H 2O
可合并为:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4====3Na2SO4+3S↓+3H2O,显然A、B等体积混合时,若无气泡产生,则c(A)∶c(B)=2∶1,若产生刺激性气味气体,则c(A)∶c(B)<2∶1,若产生腐臭鸡蛋气味气体,则c(A)∶c(B)>2∶1。
答案:(1)有淡黄色沉淀生成,可能有气泡冒出 (2)c(A)∶c(B)=2∶1
(3)c(A)∶c(B)<2∶1 (4)c(A)∶c(B)>2∶1
5.已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物,Y的摩尔质量数值比Z的小16,乙、丙摩尔质量相同。B的摩尔质量数值比D的小2,B、X摩尔质量相同,各物质转化关系如下图(各反应条件略):
(1)丙、B的化学式分别为:丙 B
(2)Y转化为Z的化学方程式为
解析:甲、乙、丙为常见单质,且乙、丙摩尔质量相同。题中甲 A B和乙 C D两条线,应能判断为连续氧化过程(此为突破此题的关键),则初步推断丙为O2,乙则为S,C为SO2,D为SO3,A、B均为氧化物。
又据C+A Y即SO2+A Y,则A应为碱性氧化物,可推断甲为金属单质,再进行综合分析,可知甲为常见金属钠,A为Na2O,B为Na2O2,则X为Na2S,Y为Na2SO3,Z为Na2SO4。
答案:(1)O2 Na2O2 (2)2Na2SO3+O2====2Na2SO4
●板书设计
复习课
一、知识点及规律
二、硫及其重要化合物的性质
三、环境保护
●教学说明
本章知识点较多,且多为重点,相互之间又有很大联系,因此,在比较了氧族元素原子结构与元素性质的关系之后,主要围绕S S S S这条线,展开了对硫及其重要化合物性质的复习, 使学生在完成它们的相互转化过程中,进一步认识各物质的重要化学性质及反应的一些特殊性,最后以练习为主以加强知识的迁移和运用能力。整个教学过程以学生主体参与为基本,以归纳综合运用知识为目的。
还原性依次增强
氧化性依次增强
H2S S SO2 H2SO4
-2 0 +4 +6
还原性依次增强
氧化性依次增强
S2- I- Br- Cl- F-
S I2 Br2 Cl2 O2 F2
氧化剂:HNO3、浓H2SO4
KMnO4、O2、Cl2、Br2、I2等
+4 +4 +4



====
点燃

催化剂

+6
+丙
+丙
+丙
+丙
-2 0 +4 +6★第二课时
[设问]钠在空气中燃烧时火焰是什么颜色
[教师]现在,我用铂丝分别蘸取Na2CO3溶液与CuSO4溶液在酒精灯上灼烧,请大家仔细观察火焰的颜色。
[演示上述实验]
[现象总结]Na2CO3溶液在酒精灯上灼烧时,与钠燃烧时的火焰相同,而CuSO4溶液在酒精灯上灼烧时呈绿色。
[引入课题]很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,这在化学上叫焰色反应。
[板书]四、焰色反应
[讲解]焰色反应是元素的性质,主要用来检验金属元素。
[教师]请大家仔细阅读课本实验2—11,注意做焰色反应实验时的正确操作。
[投影练习]
1.焰色反应每次实验都要用试剂洗净铂丝,这种试剂是 ( )
A.Na2CO3溶液 B.NaOH溶液 C.硫酸 D.稀盐酸
2.铂丝洗净后,需要在酒精灯上灼烧到 为止,才能进行实验。
[教师]下面,我请两位同学上来分别做灼烧CaCl2与BaCl2溶液的试验,请大家注意观察他们的操作步骤是否正确,并注意观察火焰颜色。
[学生演示]
[结论]CaCl2:砖红色 BaCl2:黄绿色
[教师]现在,我来做KCl的焰色反应的实验,请一个同学上来透过蓝色的钴玻璃看颜色,其他同学在下面观察。
[演示上述实验]
[结论]不透过钴玻璃:黄色 透过钴玻璃:紫色
[讲解]造成上述现象的原因是什么呢 原来,在钾的化合物中常混有钠元素,钠的黄色焰色遮盖了钾的焰色——紫色,透过蓝色钴玻璃看时,可滤去钠引起的干扰——黄光。因此,用焰色反应测定钾元素时,应透过蓝色的钴玻璃去看。
[教师]我手里现在拿着一束细铜丝,请大家预测,其在酒精灯上灼烧时火焰颜色是什么
[学生]绿色。
[教师验证上述实验]
[投影练习]3.焰色反应是 ( )
A.单质的性质 B.化合物的性质 C.离子的性质 D.元素的性质
[讲解]节日晚上燃放的五彩缤纷的焰火,就是碱金属,以及锶、钡等金属化合物焰色反应所呈现的各种鲜艳色彩。
[教师]综合上述内容,对于焰色反应我们应掌握:
[讲解并板书]
1.焰色反应是元素的性质,与其存在状态无关;
2.焰色反应是指某些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色;
3.注意操作;
4.应用:检验金属元素,焰火;
5.Na:黄色,K:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
[投影例题]有A、B、C、 D四种物质的溶液,在进行焰色反应实验时,火 焰都呈黄色,它们之间可发生如右图所示的转化,则这四种物质分别为:A 、B 、C 、D 。?
有关反应的离子方程式:





[分析]火焰呈黄色,说明它们均为钠的化合物,A能与酸性氧化物CO2反应,说明其为碱性氧化物或显碱性的物质,由反应③和⑤可推知:D为硫酸盐。再结合反应④可推知A必为NaOH。以此为线索,可推知其他物质。
A.NaOH B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.Na2SO4
(有关离子方程式可与学生共同于黑板上完成)
1 2OH-+CO2====CO+H2O
②CO+CO2+H2O=====2HCO
③HCO+H+====H2O+CO2↑
④Ba2++SO====BaSO4↓
⑤CO+2H+====H2O+CO2↑
[投影练习]
4.有A、B、C、D、E五种金属,通过下述实验推断它们各是Na、K、Fe、Cu、Ag中的哪一种 并写出有关的离子反应方程式。
(1) 金属A和D在室温下均可与水剧烈反应,焰色反应A为黄色,D为紫色(透过钴玻璃)。
(2)向D与水反应后的溶液中,加入C的可溶性盐溶液,有蓝色沉淀生成。
(3)金属B可生成两种价态的化合物,B与稀H2SO4反应生成H2。
(4)金属E与稀硫酸不反应,它的硝酸盐与NaCl液反应可产生不溶于稀HNO3的白色沉淀。根据以上实验可知:
A 、B 、C 、D 、E 。
有关离子方程式:




[学生活动、教师巡视,最后教师讲评]
[小结]焰色反应是元素的性质。化学上我们常用焰色反应来鉴别或鉴定物质。
[布置作业]略
[板书设计]四、焰色反应
1.焰色反应是元素的性质,与其存在状态无关;
2.焰色反应是指某些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特殊的颜色;
3.注意操作;
4.应用:检验金属元素,焰火;
5.Na:黄色,K:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
[教学说明]
本节焰色反应的知识较少,因此,可进行一些与所学知识有关的练习。如本节课所选例题,既巩固了有关钠的化合物的知识,又重点复习了离子方程式的书写。这样做可使学生知新而温故,从而使得课堂学习更为有效。★第三课时
[引言]
在前面的学习中我们知道,浓度是用来表示溶液组成的物理量,而一定浓度的溶液往往是通过固体或液体配制而成。有关溶液的配制在初中我们就已学过,即一定质量分数的溶液的配制,请大家回忆有关知识后,思考并回答以下问题:
[投影]配制100 g 7%的NaCl溶液,其操作步骤有哪些?需要哪些实验用品或仪器?
[学生活动,教师板书]第三节 物质的量浓度(第三课时)
四、一定质量分数的溶液的配制
1.步骤
2.仪器
[师]请一位同学说出配制上述溶液的基本步骤。
[学生回答,教师板书]
①计算 ②称量 ③溶解
[师]在考虑操作过程中应使用哪些用品和仪器的思路是:首先分析配制溶液所需药品,再考虑其取用方式,最后再根据配制步骤来决定需要哪些仪器。这样,可防止答案遗漏。
现在,请大家按以上思路回答本题第二问。
[学生回答,教师板书]
天平(含砝码,两张同样大小的纸)、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管
[师]很好,现在请一位同学来具体地描述一下上述溶液的配制过程。
[请一位同学回答]
[生]首先通过计算求得配制溶液所需溶质氯化钠7 g,溶剂水为93 g;然后用天平准确称取7 g氯化钠固体,放入烧杯中,再用量筒量取93 mL水,倒入放氯化钠的烧杯中;最后用玻璃棒搅拌,使氯化钠固体溶解即可。
[师]回答得很正确。请你再回答一下,计算时得到所需溶剂水为93 g,为什么量取时却用量筒量93 mL水,而不用天平称93 g水呢?
[生]因为水的密度近似等于1 g·cm-3,即93 mL水的质量近似等于93 g。另外,取用液体时,量取它的体积比称量它的质量要方便得多。
[问]仪器中的胶头滴管起什么作用?
[生]量筒量取水时使用。即量取93 mL水时,先是将水注入量筒,当液面接近刻度线时,要改用胶头滴管滴加至刻度,以保证所量取液体体积的准确性。
[师]十分正确。谢谢,请坐。
[过渡]从前两节课的学习我们知道,物质的量浓度和溶质的质量分数一样,也是用来表示溶液组成的。如果我们要配制一定物质的量浓度的溶液,所需容器和步骤是否和配制一定质量分数的溶液一样呢?这就是我们本节课所要解决的问题。
[板书]五、一定物质的量浓度的溶液的配制
[师]下面,我们以配制500 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液为例来分析配制一定物质的量浓度的溶液所需仪器和步骤。
[板书]1.步骤
2.仪器
[问]配制上述溶液所需原料是什么?
[生]碳酸钠和水。
[问]所需溶质碳酸钠的质量应怎样得到?
[生]通过计算得到!
[师]请大家根据已知条件计算出碳酸钠的质量。
[学生计算,教师板书]
①计算
[生]需要碳酸钠的质量为5.3 g。
计算过程为:m(Na2CO3)=n(Na2CO3)·M(Na2CO3)=c(Na2CO3)·V[Na2CO3(aq)]·M(Na2CO3)
=0.1 mol·L-1×0.5 L×106 g·mol-1=5.3 g
[问]我们用什么仪器来取用5.3 g的碳酸钠呢?
[学生回答,教师板书]
天平(含砝码,两张同样大小的纸)、药匙
[问]所需溶质的质量有了,那么,所需溶剂即水的量呢?我们能否算出它的质量或体积呢?
[生]根据题中条件无法算出水的量。
[师]这也就是说,配制一定物质的量浓度的溶液时,我们不能像配制一定质量分数的溶液一样,通过用一定量的水和碳酸钠混合来配出所需的碳酸钠溶液,那么,是不是就没有其他办法了呢?
[教师展示500 mL的容量瓶]
[师]这种仪器可以帮助我们达到目的。
[问]这种仪器叫什么?使用时应注意什么?
[生]叫容量瓶。使用时,应首先检验容量瓶是否漏水;配制溶液时,不管是固体试剂还是液体试剂,都应先放在烧杯中用适量的蒸馏水溶解或稀释,然后再转移到容量瓶中。若试剂与水混合有温度变化,则应把溶液放至室温才能转移。
另外,向容量瓶中加入至刻度线时,在液面到达刻度线1~2 cm处,应改用胶头滴管滴加水到刻度。
[师]很好!下面就请大家阅读课本P56有关“一定物质的量浓度溶液的配制”的内容,并参阅图3—8总结出配制500 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液所用仪器及步骤。
[学生看书]
[学生总结,教师板书]
②称量 ③溶解 ④转移 ⑤洗涤 ⑥振荡 ⑦定容 ⑧摇匀
容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
[师]现在,我们请一位同学上讲台来亲自配制500 mL 0.1 mol·L-1的碳酸钠溶液,请大家观察其配制步骤及基本操作是否正确。
[请一位同学上台操作]
[对该同学的操作进行指正和评价]
[师]在熟悉了配制步骤和所用仪器后,请大家思考回答下列问题:
[投影]1.为什么要用蒸馏水洗涤烧杯内壁?
2.为什么要将洗涤后的溶液注入到容量瓶中?
3.为什么不直接在容量瓶中溶解固体?
4.转移溶液时,玻璃棒为何必须靠在容量瓶刻度线下?
5.为什么要轻轻振荡容量瓶,使容量瓶中的溶液充分混合?
[请不同的学生回答以上各问]
[答案]1.为了使烧杯壁上留有的溶质全部转移到溶液中去;2.因为洗涤液中含有溶质,洗涤液转移到容量瓶中可使所配制溶液的浓度尽可能精确;3.因为大多数物质溶解时都会伴随着吸热或放热过程的发生,引起溶液温度升降,从而影响到溶液体积,导致定容不准确;4.若玻璃棒在刻度线以上,将会使少量溶液滞留在刻度线以上而导致定容有偏差;5.可以防止因溶液混合不均而造成的体积偏差。
[师]由以上分析我们可以知道,在配制一定浓度的溶液时,我们一定要严格按照操作步骤及操作注意事项来进行操作,否则,将会对配制结果造成影响——偏高或偏低。
请大家思考以下行为会对配制结果产生什么样的影响?并说出理由。
[投影]1.称量5.3 g的固体溶质时,物质与砝码的位置颠倒。
2.容量瓶内壁存有水珠。
3.定容时仰视读数。
4.未用蒸馏水洗涤烧杯内壁。
5.溶质溶解后放热,没有恢复至室温转移。
6.天平的砝码沾有其他物质或已生锈。
[请不同的学生回答以上各问]
[答案]1.称量时,若被称量物与砝码的位置颠倒,将会使实际称得物质的质量小于5.3 g(为4.7 g),即n(溶质)减小,从而使结果偏低;2.因容量瓶的容积是固定的,故其内壁存有水时,不会对配制结果造成影响;3.定容时仰视读数,会使溶液的体积增大,致使溶液浓度偏低;4.若未用蒸馏水洗涤烧杯内壁,将会使溶质留于烧杯内,致使所配溶液的浓度偏低;5.烧杯内溶液未冷却到室温就进行转移时,因热胀冷缩之故,将会造成所量取的溶液的体积小于容量瓶上所标注的液体的体积,致使所配溶液浓度偏高;6.当天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀时,将使砝码本身的质量大于所标注质量,导致所称溶质质量偏高,最终使所配溶液的浓度偏高。
[师]由刚才这些同学的分析,我们可以得出这样的结论:即在分析配制一定物质的量浓度的溶液的误差时,根据c=,分析操作行为对n与V的影响即可。
[问]若在定容时,因不小心使液面超过了容量瓶的刻度线,应该怎么办?
[学生思考,疑惑……]
[有同学回答]重新配制!
[师]十分正确!因为液面超过刻度线时,就意味着所配溶液的浓度已不符合要求,因此,要知错就改,而且是彻底地改!
[小结]本节课我们主要讲了一定物质的量浓度的溶液的配制,其配制步骤与所需仪器与配制一定质量分数的溶液是不同的。
[布置作业]习题:一、5 三、3
[参考练习]
1.在容量瓶上无须有标记的是( )
A.标线 B.温度 C.浓度 D.容量
答案:C
2.如何用密度为1.84 g·cm-3、98%的H2SO4配制0.5 mol·L-1的H2SO4溶液500 mL?简述配制步骤。
答案:①计算:设需浓H2SO4的体积为V
V×1.84 g·cm3×98%=0.5 L×0.5 mol·L-1×98 g·mol-1
V=13.6 mL;
②量取:用20 mL的量筒量取13.6 mL的浓H2SO4;
③溶解:向250 mL烧杯中注入约100 mL蒸馏水,把量取的浓H2SO4慢慢沿烧杯壁注入蒸馏水中,同时用玻璃棒搅拌;
④静止冷却;
⑤转移:把烧杯中溶液沿玻璃棒注入500 mL的容量瓶中;
⑥洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2~3次,将洗涤液移入容量瓶中;
⑦振荡容量瓶使溶液均一;
⑧定容:继续加水至离刻度线约2~3 cm时,再用胶头滴管加蒸馏水至凹液面与容量瓶刻度正好相平;
⑨摇匀:盖上瓶盖,上下颠倒摇匀。
最后转入洁净的试剂瓶中,贴好标鉴,注明溶液浓度及配制日期。
●板书设计
第三节 物质的量浓度(第三课时)
四、一定质量分数溶液的配制
1.步骤:①计算 ②称量 ③溶解
2.仪器:天平(含砝码、两张同样大小的纸)、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管
五、一定物质的量浓度的溶液的配制
1.步骤:①计算 ②称量 ③溶解 ④转移 ⑤洗涤 ⑥振荡 ⑦定容 ⑧摇匀
2.仪器:天平(含砝码及两张同样大小的纸)药匙、容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
●教学说明
配制一定物质的量浓度的溶液,是高中阶段最重要的实验之一,除了要掌握正确的配制步骤及仪器的使用方法外,还要能准确地分析实验误差。这样,可有利于学生思维能力及分析问题能力的提高。第二节 元素周期律
●教学目标
1.使学生了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价与元素金属性、非金属性的周期性变化。
2.了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念。
3.认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果,从而理解元素周期律的实质。
●教学重点
原子核外电子层排布和元素金属性、非金属性变化的规律。
●教学难点
元素金属性、非金属性变化的规律。
●课时安排
2课时
●教学方法
归纳法、诱导探究法、练习法、实验启发等。
●教学用具
投影仪、胶片。
金属钠、镁条、铝片、1 mol/L HCl、1 mol/L AlCl3、3 mol/L NaOH、6 mol/L NaOH、3 mol/L H2SO4、MgCl2液、水、砂纸、镊子、滤纸、试管、胶头滴管、小烧杯。
●教学过程
★第一课时
[引言]迄今为止,人类已经发现了一百多种元素,而各种元素的种类又是由该元素原子内的核电荷数即质子数决定的,那么,核电荷数不同的各元素之间的关系是相互割裂的还是相互联系的呢?
从前面我们所学的碱金属和卤族元素的知识知道,核电荷数不同的碱金属之间及卤族元素之间,在原子结构和性质上都呈现出一定的相似性和递变性,那么,在其他的核电荷数不同的元素之间,是否也存在着某种关系或规律呢?
下面,我们以核电荷数为1~18的元素作为例子,从元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价等方面来进行分析。
[讲解]为了研究方便,我们把不同的元素按核电荷数由小到大的顺序对其进行编号,这种编号又叫原子序数。显然,原子序数在数值上是与这种原子的核电荷数相等的。
[板书]原子序数=核电荷数
[师]下面,请大家按课本P96第一节习题一、2的表格顺序,画出1~18号元素的核外电子排布示意图(可直接画在书上)。并据此完成课本P98表5—6的相关内容。
[学生活动]
[投影展示]1.1~18号元素原子结构示意图。
2.表5~6 随着原子序数的递增,原子核外电子层排布变化的规律性
原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数
1~2 1 1~2 2
3~10 2 1~8 8
11~18 3 1~8 8
结论:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现——变化。
[讲述]从上表可以看出:随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况(H、He除外),这种周而复始的重现(但并不是简单的重复)的现象,我们称之为周期性。这就如同我们一年一年的四季更替及生活中的每天都是24小时一样。因此,原子核外电子层排布的这种规律性变化,我们便称之为周期性变化。由此,可得出如下结论:
[讲述并板书]随着原子序数的递增,元素原子最外层电子排布呈现周期性变化。
[过渡]元素的性质是与构成元素的原子结构密切相关的。元素原子半径的大小,直接影响着其在化学反应中得失电子的难易程度。那么随着原子序数的递增,元素的原子半径会不会像元素原子的最外层电子排布一样呈现周期性变化呢?下面,我们根据我们刚刚画出来的1~18号元素的原子结构示意图来进行讨论。
[问]怎样根据粒子结构示意图来判断原子半径和简单离子半径的大小呢?
[生]原子半径和离子半径的大小主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定的。
[讲解并投影板书]1.当电子层数及核电荷数均不同时,电子层数越多的,半径越大。如Na与K。
2.当电子层数相同,核电荷数不同时,核电荷数越大的,半径越小。如Na与Mg。
3.当核电荷数相同,电子层数也相同时,核外电子数越多的,半径越大。如Cl与Cl-。
[师]请大家根据以上结论,判断下列粒子的半径大小。
[投影练习]
(1)F Cl (2)Cl S P (3)Na+ Mg2+ Al3+ (4)Cl- S2-
[答案](1)F<Cl (2)Cl<S<P (3)Na+>Mg2+>Al3+ (4)Cl-<S2-
[师]请大家参考1~18号元素的原子结构示意图结合以上判断方法,来推测3~9、11~17号元素原子半径的变化趋势,并完成下表①、②项。
[投影]表5—7 随着原子序数的递增,元素原子半径变化的规律性
原子序数 原子半径的变化
3~9 ①
11~17 ②
结论:随着原子序数的递增,元素原子半径呈现 ③ 的变化。
[①大→小 ②大→小 ③周期性]
[师]请大家把自己的推测结果与课本P97表5—5中有关原子半径的实测值相比较,看变化趋势是否一致?
[生]一致。
[师]从上面的分析我们知道,3—9号元素的原子半径的变化趋势是由大到小的,到11~17号元素时,又重复了相同的变化趋势,由此,我们可以得出如下结论:
[讲解并板书]随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性变化。
[同时完成表5—7③]
[说明]在表5—5中,稀有气体元素的原子半径并未列出,这是由于其原子半径的测定与相邻非金属元素的依据不同,数字不具有可比性,故不列出。
[练习]课本P103二、3
在下列元素中,原子半径最小的是( )
A.N B.F C.Mg D.Cl
答案:B
[过渡]从以上的学习我们可以知道,随着元素原子序数的递增,元素的原子结构呈周期性变化,那么,元素的性质是否也会有周期性的变化呢?我们从元素的化合价(一种元素的原子在和其他元素一定数目的原子化合时所表现出来的性质)和金属性与非金属性两个方面来进行探讨。
[师]请大家根据以前学过的知识及经验,标出下表中1~18号元素的最高正价和最低负价,并举例说明。正负价都有的,要两者全标。
[投影]元素的主要化合价及实例
原子序数 1 2
元素符号 H He
主要化合价 +1 O
实 例 H2O He
原子序数 3 4 5 6 7 8 9 10
元素符号 Li Be B C N O F Ne
主要化合价 +1 +2 +3 +4、-4 +5、-3 -2 -1 0
实 例 Li2O BeCl2 BF3 CO2、CH4 HNO3NH3 H2O HF Ne
原子序数 11 12 13 14 15 16 17 18
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl Ar
主要化合价 +1 +2 +3 +4、-4 +5、-3 +6、-2 +7、-1 0
实 例 NaCl MgCl2 AlCl3 SiO2SiH4 H3PO4、PH3 H2SO4、H2S HClO4、HCl Ar
结论:随着原子序数的递增,元素化合价呈现周其性变化。
[师]对于稀有气体元素,由于它们的化学性质不活泼,在通常状况下难以与其他物质发生化学反应,因此,把它们的化合价看作0。
[教师和学生共同完成表中化合价及实例项。表中画线处的例子,一般需要教师做补充说明,完成上表时,化合价的数值表示须用醒目的颜色来表示]
[问]说出上表中元素化合价变化的规律?
[生]原子序数为1~2时,化合价从+1下降到0;原子序数为3~9时,随着原子序数的递增,最高正价从+1到+5,最低负价从-4到-1;原子序数为11~17时,随着原子序数的递增,最高正价从+1到+7,最低负价从-4到-1。稀有气体元素的化合价均为0。
[师]很好!那么,能不能由此说明:随着原子序数的递增,元素的化合价也呈周期性变化呢?
[生]能!
[板书]随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性的变化。
[投影练习]课本P103二、2、4、5
2.在下列元素中,最高正化合价数值最大的是( )
A.Na B.P C.Cl D.Ar
4.原子序数从3~10的元素,随着核电荷数的递增而逐渐增大的是( )
A.电子层数 B.电子数 C.原子半径 D.化合价
5.元素X原子的最外层有3个电子,元素Y原子的最外层有6个电子,这两种元素形成的化合物的化学式可能是( )
A.XY2 B.X2Y3 C.X3Y2 D.X2Y
答案:2.C 4.B 5.B
[师]元素的化学性质是由元素的原子结构决定的。原子结构决定了元素原子在参加化学反应时得失电子的难易程度。请大家根据已学知识分析3~9、11~17号元素随着原子序数的递增得失电子的难易程度。
[学生活动]
[问]3~9、11~17号元素随着原子序数的递增,得失电子的能力怎样递变?依据是什么?
[生]3~9号元素,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱;11~17号元素重复了以上递变规律。
[问]这种规律性的变化是否为周期性变化?
[生]是!
[师]我们知道,元素原子得失电子能力的强弱决定了元素金属性和非金属性的强弱。因此,对于以上结论,我们也可以表述为:
[表述并板书]随着原子序数的递增,元素的金属性与非金属性呈周期性变化。
[师]纵观以上结论,我们可以归纳出这样一条规律,即:
[讲解并板书]元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化,这个规律叫元素周期律。
[师]这也是我们本节课的题目的内涵所在。
[板书]第二节 元素周期律(第一课时)
[师]当然,大家应该明白,元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。
[师]另外,刚才我们对元素金属性与非金属性的周期性变化仅仅是作了理论上的推测,如果要用实验来验证其递变规律,又应从哪些方面着手呢?请大家预习下节课内容。
[布置作业]课本习题一、2、3;三。
[参考练习]1.下列粒子半径之比大于1的是( )
A. B. C. D.
[粒子半径之比大于1,亦即分子上的粒子半径要大于分母位置上的粒子半径。结合本节课内容可判断出答案为:B、C。本题的目的是为了加深对原子半径和离子半径比较规律的理解]
2.已知X、Y均为1~18号之间的元素,X、Y可形成化合物X2Y和X2Y2,又知Y的原子序数小于X的原子序数,则两种元素的原子序数之和为( )
A.19 B.18 C.27 D.9
[析:符合化学式为X2Y和X2Y2的有:H2O、H2O2;Na2O、Na2O2;和K2O、K2O2等,只要认真细心地审题,便会选出A,答案A]
●板书设计
第二节 元素周期律(第一课时)
原子序数=核电荷数
元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。这个规律叫做元素周期律。
●教学说明
本节教学内容在许多地方都涉及到对初中知识的归纳。而学生在初三学习时,由于初中教师对初中教材大纲的把握不同,处理方法也不一样,导致了高一学生对这部分内容的掌握也深浅不一。如核外电子排布、半径大小的比较虽说在初中不作要求,但原初中的实际教学多数已达高中时的要求。因此,本节课的教学须让学生动手、动脑、参与归纳,并在学习的过程中帮助学生查漏补缺。教学中不但要注意对旧知识的复习,更应注意剖析新旧知识的区别与联系,帮助学生温故知新,实现由未知向已知、由浅入深的转化。 第二节 钠的化合物
●教学目标
1.使学生了解钠的重要化合物的性质和用途。
2.通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验,使学生了解鉴别它们的方法。
3.使学生认识对比的学习方法。
●教学重点
1.Na2O2的性质。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法。
●教学难点
过氧化钠和二氧化碳的反应。
●教学用具
投影仪、小试管、大试管、小烧杯、脱脂棉、胶头滴管、酒精灯、火柴、气球、小烧杯、铁架
台、镊子,Na2O2、Na2CO3、NaHCO3固体,NaHCO3、BaCl2溶液,稀盐酸、石灰水、水、酚酞试剂。
●课时安排
共1课时
●教学过程
[设问]有人打电话119,意味着有什么事情发生
[学生]有火情发生。
[设问]这时,我们首先想到用什么灭火呢
[学生]水、灭火器等。
[讲解]通常使用的灭火器是由于反应产生了比空气重且一般不支持燃烧的二氧化碳。而今天,我却要用水和二氧化碳来点火,大家相信吗
[演示实验2—6]蘸有Na2O2的脱脂棉与水的反应。
[补充实验]在一个盛有少量碳酸钠固体的小烧杯中加入盐酸,并用镊子夹取蘸有过氧化钠粉末的脱脂棉伸入烧杯,脱脂棉剧烈燃烧。
[设问]发生上述现象的原因是什么呢
[展示过氧化钠]
[教师]原来,是这种叫做过氧化钠的化合物在起作用。
[引入新课]由于钠的性质活泼,其化合物的种类繁多,用途也广。本节课我们就来学习钠的化合物。
[板书] 第二节 钠的化合物
[教师]我们在初中已学过NaCl和NaOH,本节课我们来重点学习Na2O2、Na2CO3和NaHCO3。首先我们来学习Na2O2的性质。
[板书]一、过氧化钠
[教师]由刚才的实验我们可知,Na2O2可与H2O和CO2发生化学反应,它们反应后的生成物是什么
[演示实验2—5]把水滴入盛有Na2O2的试管中,检验生成的气体,并在反应后的溶液中滴加酚酞试液。
[讲解]由刚才带火星的木条复燃和溶液变红可推知,Na2O2与水反应后生成了相应的碱NaOH和O2,请大家写出该反应的反应方程式。
[学生活动]
[教师板书]2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
[讲解]Na2O2与CO2反应时也生成了O2(支持了脱脂棉的燃烧),同时生成了Na2CO3。
[与学生一起写出该反应的反应方程式]
[板书]2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2↑
[补充实验]在盛有少量酚酞试液的试管中逐渐加入Na2O2粉末,振荡。
[学生描述所观察到的现象]溶液先变红,后褪色。
[讲解]上述实验说明了Na2O2具有漂白性。实际应用中,我们常用其来漂白织物、麦秆、羽毛等。
[投影思考题]1.呼吸面具中常用Na2O2来做供氧剂,说明理由。
2.Na2O2应怎样保存
[过渡]同样是由钠元素与氧元素组成的化合物——Na2O,却有着与Na2O2不同的性质。
[板书]二、氧化钠
[讲解]Na2O是一种白色固体,也能与H2O与CO2反应,分别生成NaOH和Na2CO3。
[板书]Na2O+H2O====2NaOH
Na2O+CO2====Na2CO3
[投影比较Na2O与Na2O2的性质]
过氧化钠 氧化钠
色态
化学式
与水反应式
与CO2反应式
稳定性
[过渡]日常生活中,我们蒸馒头要用发酵粉,大家知道发酵粉中含有哪些成分吗
[展示Na2CO3、NaHCO3粉末]
[讲解]这就是发酵粉中所含的两种物质。下面,我们就来学习它们的性质。
[板书]三、碳酸钠和碳酸氢钠
[教师]请大家阅读课本上有关内容,总结出Na2CO3与NaHCO3的物理性质。
[学生活动,教师板书]
[板书]碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较。
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
①化学式
②俗名
③色态
④溶解性
⑤与酸反应的现象及离子方程式
⑥与BaCl2反应的现象及离子方程式
⑦稳定性
⑧用途
[学生完成表中的①②③④]
[设问]Na2CO3与Na2CO3·10H2O是否为同一物质
[讲解]Na2CO3与Na2CO3·10H2O是两种不同的纯净物,Na2CO3·10H2O在空气中易发生风化而变成粉末。
[设问]检验某一种物质中是否含有CO,用什么试剂 根据什么现象判断
(用稀HCl,看是否有气体放出)
[教师]从初中所学知识我们知道,在Na2CO3中滴稀HCl,会有CO2气体产生,那么,在
NaHCO3中滴入稀盐酸,现象又如何呢
[演示实验2—7]
[完成表中内容⑤]
[设问]在Na2CO3与NaHCO3的溶液中分别滴加BaCl2,现象是否一样呢
[补充实验]在Na2CO3与NaHCO3的溶液中分别滴加BaCl2,完成表中内容⑥。
[讲解]碳酸盐的正盐除Na+、K+、NH外,多数是不溶于水的,而碳酸盐中的酸式盐却都溶于水,鉴别Na2CO3与NaHCO3溶液时,我们即可据此用BaCl2或CaCl2做试剂来进行鉴别。
[过渡]Na2CO3与NaHCO3的另一个不同点是它们的热稳定性不同。
[演示实验2—8]分别加热Na2CO3与NaHCO3。
[结论]NaHCO3加热可发生分解反应,生成能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。而Na2CO3加热无明显现象,鉴别Na2CO3与NaHCO3固体时,我们常用上述方法。
[与学生一同完成表⑦]
[讨论]如何鉴别Na2CO3、NaHCO3和NaCl
(学生讨论回答,然后由教师对学生的设计方案作出评价)
[过渡]Na2CO3与NaHCO3性质的不同,决定了它们的用途也有所不同,请大家从课本中找出 Na2CO3与NaHCO3的用途,并完成表中内容⑧。
[小结]本节课我们重点讲了Na2O2、Na2CO3、NaHCO3三种化合物,它们的性质各不相同,用途也各有千秋。
[布置作业]略
[板书设计] 第二节 钠的化合物
一、过氧化钠
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2↑
二、氧化钠
Na2O+H2O====2NaOH
Na2O+CO2====Na2CO3
三、碳酸钠与碳酸氢钠
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
①化学式 Na2CO3 NaHCO3
②俗名 纯碱、苏打 小苏打
③色态 白色粉末 白色细小晶体
④溶解性 溶解度较大 溶解度较小
⑤与酸反应的现象及离子方程式 产生气体速度比NaHCO3慢CO+2H+====CO2+H2O↑ 产生气体速度较快HCO+H+====CO2↑+H2O
⑥与BaCl2反应的现象及离子方程式 有白色沉淀生成Ba2++CO====BaCO3↓ 无现象
⑦稳定性 稳定 不稳定,加热易分解2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O
⑧用途 玻璃、制皂、造纸、纺织 发酵粉、药剂
[教学说明]
本节课采取了启发、探究式教学法,旨在利用生动有趣的演示实验和精心设计的一系列问题引起学生的浓厚兴趣。启发学生自觉参与对知识的归纳与总结,并通过思维活动把从实验中得到的感性认识上升为理性认识。教学过程遵循由表及里的认知规律。层层设疑,让学
生通过对比、讨论析疑、释疑,来培养学生分析问题和解决问题的能力。
△第三节 无机非金属材料(第1课时)
●教学目标
1.使学生对硅酸盐工业及一些产品和新型无机非金属材料有大致印象。
2.使学生认识到化学在社会、生活、生产、科学技术中的重要作用。用科学的奇妙和威力激发学生学习化学的兴趣。
3.通过介绍我国材料科学发展的成就,对学生进行爱国主义教育。
4.通过社会及科学技术的发展对新型材料的要求,培养学生的社会责任感。
●教学重点
水泥、玻璃、陶瓷工业的发展及其在现代国民经济中的主要地位
新型无机非金属材料的特点、用途和发展
●教学难点
激发学生的求知欲
培养学生热爱科学的情感
●课时安排
2课时
●教学方法
实物展示、启发诱导、引导归纳、自学、讲述、实验
●教学用具
录像机、投影仪
普通玻璃片、红色玻璃片、蓝色玻璃片各一块,普通玻璃管、被碰损的搪瓷碗或杯,稀盐酸、酒精喷灯、火柴、图片、高压钠灯、光导纤维玩具。
●教学过程
第一课时
[引言]请同学们看以下一些住宅图,并注意它们各自的构成材料。
[图片展示]图片1:原始人居住的洞穴
图片2:用茅草搭起来的房屋
图片3:用树枝、泥巴盖起来的房子
图片4:用石头砌起来的石屋,用木棍、木板搭起来的房子
图片5:用砖、水泥等盖的住宅
图片6:高楼大厦
图片7:现代居室(包括电视机、音响、电脑等)
[问]大家看了这些图片以后,想到了什么
[生]甲:人类社会是越来越进步的。
乙:所用材料越来越高级。
丙:人类智慧的力量是无穷的。
丁:人类可以在自然条件材料的基础上进行再加工。
戊:人类加工自然资料的技术越来越高,以至于根本看不出它们的本来面目。
……
[师]大家回答得很好。以上图片说明这样一个事实,即在人类社会发展的过程中,大自然馈赠予人类的材料(如泥土、木材、石头等),已远远不能满足人类社会发展的需求。为了人类自身发展的需要,人们总是在大自然的馈赠之外,用自己的聪明才智和勤劳的双手,不断地研制、创造着各种各样的新材料,以满足人类物质文明和科学技术不断发展的需要。
人类使用和制造材料有着悠久的历史,从制造出第一种材料——陶开始,发展到今天,材料的品种越来越多,各种材料组成了一个庞大的材料家族。
在材料家族中,有一类非常重要的材料叫无机非金属材料。
[板书]第三节 无机非金属材料
[引言]请大家看录像机展示的这些物品。
[录像机展示]水泥、住宅玻璃、汽车、火车的车窗玻璃、挡风玻璃、各种颜色的玻璃、光学仪器玻璃、器皿玻璃、缸、罐、茶具、瓷质餐具、卫生设施、艺术饰品。
[师]录像机刚刚展示的这些物品可谓琳琅满目。大家是否能想到,这些形态不一,用途各异的物品却源自于同一类物质——含硅物质。它们都是以含硅物质为原料经加热制成的,这一制造工业叫做硅酸盐工业。硅酸盐工业的产品即为硅酸盐材料。本节课我们就来简单了解几种硅酸盐材料。
[板书]一、硅酸盐材料
[师]首先,我们来了解一下水泥的有关知识。
[板书]1.水泥
[师]水泥是一种非常重要的建筑材料。请大家阅读课本有关内容,并填写下表。
[投影展示]水泥
主要原料 主要设备 反应条件 普通水泥的主要成分 主要性质
[学生阅读完课本后,可由学生回答,教师填写上表]
答案:
粘土石灰石(石膏)适量 水泥回转窑 高温 硅酸三钙:3CaO·SiO2硅酸二钙:2CaO·SiO2铝酸三钙:3CaO·Al2O3 水硬性
[师]由上表可以看出,水泥最主要的性质是水硬性。即跟水混合搅拌并静置后,很容易凝固变硬,由于水泥具有这一优良特性,被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化,因此是水下工程必不可少的材料。
[问]建筑用粘合剂——水泥沙浆的成分是什么?
[生]是水泥、沙子和水的混合物。
[问]混凝土又是由什么做成的呢?
[生]是由水泥、沙子和碎石混合而成。
[师]目前,我国已成为世界上生产和使用水泥制品最多的国家。大家知道吗?解放前我国的水泥曾被称为“洋灰”,就是现在,也仍然还能听到这种叫法。
叫“洋灰”的原因是什么呢?
同学们能否从下面的图表得到启示呢?
[投影展示]
1949~1998年我国水泥年产量示意图
[学生看图后回答]因为解放前我国的水泥产量小,所使用的水泥主要靠外国进口。
[师]很正确。希望同学们现在能好好学习,将来在各个领域有很好的作为,以使这个“洋”字在我国越来越少,最后消失。
[过渡]水泥的知识我们就了解这些。下面我们就来学习在我们工作和生活中随处可见的物质——玻璃。
[板书]2.玻璃
[师]请大家阅读课本P150有关玻璃的内容,并填写下表。
[投影展示]玻璃
主要用料 反应条件 玻璃窑中发生的主要反应 成分
[学生阅读完课本后,由学生回答,教师填写上表]
纯碱石灰石石英 高温 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ Na2SiO3CaSiO3SiO2
[师]上表所反映的是制造普通玻璃时所用的原料、主要反应及普通玻璃的主要成分。
[问题探究]据强酸制弱酸的规律,上述玻璃窑中发生的反应,能否证明硅酸的酸性比碳酸强呢?
[生甲]能
[生乙]不能。强酸制弱酸的规律仅适用于溶液中进行的反应,而且,从碳和硅在周期表中的位置推断,应该是碳酸酸性强于硅酸。
[师]生乙回答的很准确。二氧化硅能与碳酸钙和碳酸钠反应生成二氧化碳,是由于该反应的反应物均为固体,在高温下发生反应时,生成的二氧化碳气体脱离反应体系使反应得以进行,但这不能说明硅酸的酸性比碳酸强,酸性强弱的本质是酸电离出氢离子的难易程度。我们已学的复分解反应的规律,仅是适用于溶液里的反应,不能套用高温条件下物质之间的反应。
[问题探究]有关氢氟酸的反应可否在玻璃容器中进行?
[生]不能。玻璃中含有SiO2,SiO2 能与氢氟酸反应(4HF+SiO2====SiF4↑+2H2O),而使玻璃被腐蚀。
[展示一小块普通玻璃]
[问]大家看,这是一块普通玻璃,当我们把若干块普通玻璃叠加,或从侧面看这块玻璃时,它都是绿色的。为什么?
[生]因为原料中混有二价铁的缘故。
[展示一块红色玻璃,一块蓝色玻璃]
[问]它们和我刚才取的那块普通玻璃的颜色不一样,是什么造成了它们的这种差别呢?
[生]是因为在制造玻璃的过程当中,加入了金属氧化物。在红色玻璃中加的是氧化亚铜(Cu2O),在蓝色玻璃中加的是氧化钴(Co2O3)。
[师]很好。也就是说在制造玻璃的过程中,当我们加入某些金属氧化物时(如二氧化锰、二氧化锡等),会使玻璃呈现不同的颜色。
[问]请大家根据生活经验,说一下普通玻璃的优点和缺点是什么?
[生甲]玻璃的透光性能好,但易碎,并且易伤人。
[生乙]玻璃的透明度高,比如可以让我们看见试管里或烧瓶里的反应,还可以看见商店橱窗里的东西。
[生丙]用玻璃制成的物品美观,但就是不结实,如窗户上的玻璃,很容易被打破。
[生丁]玻璃不耐热,开水都能把它炸裂。
……
[师]大家说得都很好。也正是为了让玻璃“弃恶扬善”,玻璃专家们进行了深入的研究,并不断地制成有各种各样性能的特种玻璃。如石英玻璃、光学玻璃、玻璃纤维、钢化玻璃等。
[投影展示]
几种玻璃的特性和用途
种类 特性 用途
普通玻璃 在较高温度下易软化 窗玻璃、玻璃瓶、玻璃杯等
石英玻璃 膨胀系数小,耐酸碱,强度大,滤光 化学仪器;高压水银灯、紫外灯等的灯壳;光导纤维、压电晶体等
光学玻璃 透光性能好,有折光和色散性 眼镜片;照相机、显微镜、望远镜用凹凸透镜等光学仪器
玻璃纤维 耐腐蚀、不怕烧、不导电、不吸水、隔热、吸声、防虫蛀 太空飞行员的衣服、玻璃钢等
钢化玻璃 耐高温、耐腐蚀、强度大、质轻、抗震裂 运动器材;微波通讯器材;汽车、火车窗玻璃等
[师](手取一根玻璃管)大家看,这是由普通玻璃做成的一根玻璃管,现在,我把它放在酒精喷灯上灼烧,请大家看发生的现象。
[演示实验]取一根玻璃管,置于燃着的酒精喷灯上,烧软后把玻璃管拉成两支尖嘴管。
[问]大家看到了什么?
[生]玻璃受热、变软,可拉细。
[师]实验室里的胶头滴管就是这样制出来的。这说明普通玻璃在高温时易软化、变形。但如果我们在玻璃容器中进行的是高温下的化学反应,普通的玻璃仪器显然是不能满足要求的,这时我们可以用能承受较高温度的石英玻璃容器。石英玻璃的主要成分是二氧化硅,它的膨胀系数小,不怕温度的骤然变化,而且具有很高的化学稳定性,所以是一种制作高温容器的良好材料。
[讲述]钢化玻璃是将普通玻璃在电炉里加热软化后急速冷却而成的。其成分与普通玻璃一样,但经这样处理后,玻璃的内应力消失,机械强度增大,不易破碎。一旦破碎,碎块也没有尖锐的棱角,不易伤人,是一种安全玻璃。
玻璃纤维是由熔融玻璃拉成或吹成的纤维,是玻璃钢中的增强材料。玻璃钢,是一种复合材料,质轻而坚硬,机械强度可与钢材相比,因此得名。
光学玻璃又称铅玻璃,它与普通玻璃成分不相同,主要由硅酸钾、硅酸铅和石英组成。生产中对原料纯度要求高、不能含有氧化铁等杂质,熔制过程要严格控制工艺,并采取搅拌等措施,排净气泡,保证料液高度均匀,只有这样,才能使制成的玻璃质地均匀,有很好的折光性等光学性能。
有关这几种玻璃的特性和用途,请大家参看上面投影。
[问]看起来晶莹透明的玻璃是不是晶体呢?请大家思考后回答,说出判断的依据。
[生甲]是。晶体都能反光,玻璃也能反光,所以是。
[生乙]是。因为玻璃是一个规则的形体,看起来也是亮晶晶的。
[生丙]不是。晶体都有规则的几何形状,玻璃没有。
[生丁]不是。晶体都有固定的熔点,而玻璃没有。
……
[师]好。看来大家都很爱动脑思考。事实上,玻璃不是晶体。因为晶体的外表特征是有一定的、整齐的、有规则的几何外形(当然,构成晶体的那个最小的单元是我们肉眼看不见的),它有固定的熔点。而玻璃是介于结晶态和无定形态之间的一种物质状态,我们把它叫做玻璃态。
它的结构特点是:它的粒子不像晶体那样有严格的空间排列,但又不像无定形体那样无规则排列,而是“短程有序、远程无序”。即从小范围来看,它有一定的晶型排列;从整体来看,却像无定形的物质那样是无晶形的排列规律。所以玻璃态物质没有一定的熔点,而是在某一温度范围内逐渐软化变为液态。
[过渡]上面我们学了水泥和玻璃。下面我们再来了解一下由粘土(主要成分是硅酸盐)做原料制成的产品——陶瓷。
[2板书]3.陶瓷
[师]请同学们阅读教材上“陶瓷”这一部分内容,并了解以下知识。
[投影展示]陶瓷
主要原料 生产过程 反应条件 种类 性能
[上表可由学生阅读课本后回答,教师填写]
粘土 ①混合 ②成型 ③干燥 ④烧结 ⑤冷却 高温 土器、陶器炻器、瓷器 抗氧化、抗酸碱腐蚀耐高温、绝缘、易成型
[问]我国最为著名的陶器产地在什么地方?有什么之称?
[生]江苏宜兴。有陶都之称。
[师]陶器的产生是人类发展史上的一块里程碑,是人类最早不用大自然的现成材料而制成的器具,制陶技术可以说是最古老的材料技术,是人类材料技术的发端。因此,恩格斯把陶器的出现作为新石器时代开始的标志。
我国是世界上最早生产陶器的国家。有黑陶、白陶、彩陶等多个品种。陕西临潼出土的秦始皇兵马俑,被人们称作“世界奇观”,它们就是在烧成的陶胎上进行彩绘而制成的,称为彩绘陶,其工艺水平令世人叹为观止。
制瓷器的要求比制陶器高,它需要纯净的粘土作原料,烧制温度也相对高一些。因此,瓷器比陶器瓷体白净,质地致密。
瓷器是中华文明的象征。在许多拉丁语系国家中,“瓷器”和“中国”都以“CHINA”这同一种字母拼音表示。
[问]我国素有“瓷都”之称的地方在哪里?
[生]江西景德镇。
[师]对。景德镇所烧制的薄胎瓷器被誉为:“洁如玉、明如镜、薄如纸、声如磬。”可见有多么的精致了。
[问]对于一般烧制的陶瓷制品,有什么共同的缺陷呢?
[生甲]表面比较粗糙,而且有不同程度的渗透性。
[生乙]容易碰破而损坏!
[问]怎样弥补?
[生]烧制前在坯体表面涂上一层釉,使成品光滑,不渗水。
[师举起一个搪瓷杯,上有破损]
[师]大家看,这个杯的外壳就是陶瓷,里面是铁,它的陶瓷表面破损后,露出了其庐山真面目——铁(呈褐色)。下面,我往这个杯里加酸,大家看有什么现象。
[演示]在搪瓷杯里加稀盐酸,并使酸接触破损处。
[请坐在前面的同学说一下观察到的现象]
[生]酸遇搪瓷,无现象;当酸接触破损处时有气泡产生。
[问]大家知道这气泡是什么吗?怎么产生的?
[生]气泡是氢气。是酸与铁发生了反应而生成的。
[问]这说明陶瓷有什么性质?起什么作用?
[生]说明陶瓷耐腐蚀,不和酸反应,但比较脆,易被碰损。在此起保护和装饰作用。
[师]回答得很好。关于陶瓷,科学家们一直在探索着扬长避短的制作技术,并已取得了很大的进展和突破。下节课我们将介绍这方面的知识。
思考:在多年使用的厨房里,久未更换的玻璃往往失去光泽,严重的还会形成白色斑点,这种现象化学上叫做“碱析”,产生碱析的化学方程式为___________________。
解析:这是一道运用所学知识解释实际问题的题目,经常尝试既有利于掌握化学理论知识,还利于培养自己的实践能力。玻璃的主要成分有Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。厨房中CO2、H2O(g)浓度相对较高,碳酸酸性强于硅酸,时间长了玻璃中的Na2SiO3将会在CO2、H2O(g)的持续作用下析出白色H2SiO3,所以往往失去光泽,严重的会形成白色斑点。
答案:Na2SiO3+CO2+H2O====Na2CO3+H2SiO3
[小结]本节课我们以水泥、玻璃、陶瓷为例,简单介绍了硅酸盐材料,它们均是以含硅物质为原料,经过一系列复杂的物理、化学变化而得到的产品。
[布置作业]课本习题:2、3
●板书设计
第三节 无机非金属材料(第一课时)
一、硅酸盐材料
1.水泥
2.玻璃
3.陶瓷第一节 物质的量
●教学目标
1.使学生初步理解物质的量的单位——摩尔的含义。了解物质的量、物质的粒子数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。
2.了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德罗常数的涵义。
3.初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力。
●教学重点
1.物质的量及其单位。
2.摩尔质量的概念和有关摩尔质量的概念计算。
●教学难点
物质的量及其单位——摩尔。
●课时安排
第一课时:物质的量及其单位——摩尔。
第二课时:摩尔质量的概念及其计算。
●教学过程
★第一课时
[教具准备]投影仪、供练习用的胶片
[引言]我们在初中时知道,分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子,可以构成客观存在的、具有一定质量的物质。这说明,在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量之间,必定存在着某种联系。那么,联系他们的桥梁是什么呢 科学上,我们用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子、或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。欲想知道究竟,请认真学好本章内容。
[板书] 第三章 物质的量
[过渡]什么是物质的量呢 它就是本节课我们所要认识的对象。
[板书] 第一节 物质的量
[讲解]就像长度可用来表示物体的长短,温度可表示物体的冷热程度一样,物质的量可用来表示物质所含粒子数目的多少,其符号为 n,它是国际单位制中的基本物理量,四个字不能分开。长度、温度的单位分别是米和开尔文,物质的量的单位是摩尔,符号 mol,简称摩。
[板书]一、物质的量
1.是一个物理量,符号为 n,单位为摩尔(mol)。
[讲解]课本上列出了国际单位制中的7个基本物理量,供大家参考。
[稍顿]既然物质的量是用来表示物质所含粒子数目的多少的,那么,物质的量的1个单位即1 mol表示的数目是多少呢
指导学生阅读,分析书上有关内容,并得出结论。
[板书]2. 1 mol粒子的数目是0.012 kg 12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3. 1 mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
[讲解]阿伏加德罗是意大利物理学家,他对6.02×1023这个数据的得出,有着很大的贡献,用其名字来表示该常数,以示纪念。
[投影练习]填空
1. 1 mol H2所含氢气分子的个数 。
2. 2 mol氢分子含 个氢原子。
3. 1 mol SO是 个硫酸根离子。
[讲解]物质的量只限制了所含粒子个数的多少,并没限制粒子种类,所以,使用摩尔时应注明所指粒子是哪种。
[投影练习]
判断正误,说明理由。
A. 1 mol氢 × 没有指出是分子、原子或离子
B. 1 molCO2 √
C. 1 mol小米 × 小米不是微观粒子
[评价上题,得出结论]
[板书]4.使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。
[投影]根据摩尔的有关知识,进行计算。
1. 1.204×1024个H,合多少 mol
2. 5 mol的O2中有多少个氧气分子
3. N个水分子的物质的量是多少 (已知,阿伏加德罗常数为NA)
教师引导学生总结得出:粒子总个数、阿伏加德罗常数、物质的量三者的关系为:
[板书]5.
[讲解]摩尔是一个巨大数量粒子集合体,可以有0.5 mol O2,0.01 mol H2SO4等,而分子、原子等,就不能说0.5个或0.01个。
[投影练习]
1.0.5 mol水中含有 个水分子。
2.2 mol水中含有 个水分子, 个氢原子。
3.1 mol H2SO4中含有 个H2SO4分子, 个硫酸根离子。
4.1 mol HCl溶于水,水中存在的溶质粒子是什么 它们的物质的量各是多少
5.1个水分子中有 个电子,1 mol H2O中呢
[小结]物质的量是一个基本物理量,单位为摩尔,它表示含有一定数目的粒子集体,1 mol物质含有阿伏加德罗常数个粒子。
[板书设计] 第三章 物质的量
第一节 物质的量
一、物质的量
1.是一个物理量,符号为 n,单位为摩尔(mol)。
2.1 mol粒子的数目是0.012 kg 12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3.1 mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位为 mol-1。
4.使用摩尔时,必须指明粒子(分子、原子、离子、质子、电子等)的种类。
5.n=
[教学说明]物质的量是整个高中化学教学中的重点和难点之一。教师应按教学内容的要求,深入浅出地讲清物质的量的概念,不要希望一节课就能解决概念的全部问题,也不要认为讲明白了学生就应该会了。实际上,学生在思考问题,回答问题或计算中出现错误是很正常的。只有在本章教学和后续的各章教学中,帮助学生反复理解概念、运用概念,不断地纠正出现的错误,才能使学生较深刻地理解,较灵活地运用这一概念。第二节 二氧化硫
●教学目标
知识目标
了解SO2的物质性质和用途,掌握SO2的化学性质。
能力目标
培养实验设计、观察、分析能力,训练知识应用能力。
德育目标
了解酸雨的形成和危害,认识保护环境的重要性,增强环保意识。
●教学重点、难点
SO2的化学性质
●教学方法
实验探究、设疑启发、对比归纳等。
●教具准备
投影仪、两试管SO2气体、试管、水槽、烧瓶、石棉网、酒精灯、分液漏斗、石蕊试液、品红试液、新制氯水、KMnO4溶液、碘水、稀盐酸、BaCl2溶液。
●课时安排
1课时
●教学过程
[引言]“酸雨”一词是美国化学家Smith于1872年首先提出的,直到20世纪40年代,酸雨问题才引起人们的普遍关注。
酸雨是如何形成的 其危害究竟有多大 造成酸雨的罪魁祸首是谁呢 ——SO2
[板书]第二节 二氧化硫
一、二氧化硫的性质
[展示]一试管SO2气体,观色并闻味。
[演示]将一集满SO2的试管倒置于水槽中,晃动、观察、橡皮塞塞上后,取出水面,留作后用。
[概括并板书]1.物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(1∶40),易液化(-10℃)。
[设疑]从物质组成看,SO2和CO2有何关系
[讲解]SO2和CO2组成上的相似性,可能导致性质上的相似。CO2是一种酸性氧化物,SO2是否也是 SO2中硫显+4价,通过S—S—S—S,可以看出,S处于中间位置,而CO2中碳显最高价态+4价,这将导致两者性质上的差异。下面,通过实验来探究SO2的化学性质。
[板书]2.化学性质
[设疑]SO2是酸性氧化物吗 如何验证
[演示]往刚才充有水的试管中滴加紫色石蕊试液,观察。
[分析]紫色石蕊试液变红,说明溶液呈酸性,这是由于SO2溶于水和H2O反应生成H2SO3。这同CO2溶于水极为相似,亚硫酸也只能存在于溶液中,很不稳定,易分解成SO2和H2O。
[板书](1)酸性氧化物
SO2+H2O H2SO3(CO2+H2O H2CO3)
[讲解]H2SO3、H2CO3均为不稳定的弱酸,但H2SO3的酸性比H2CO3强。
[引导]既然SO2是酸性氧化物,它应具有酸性氧化物的通性,请大家对比CO2写出SO2同NaOH溶液反应的化学方程式。
[评价并板书] SO2+2NaOH====Na2SO3
SO2+NaOH====NaHSO3
[设疑]分析SO2中S的价态,推测它可能具有的性质。
[提问并回答]SO2中S为+4价,处于中间价,所以既有氧化性又有还原性。
[评价]正确,请举例说明它的氧化性。
[板书](2)氧化性,SO2+2H2S====3S↓+2H2O
[讲解]SO2的氧化性较弱,只在少数反应中体现。
[讨论]请同学们设计几例实验验证SO2的还原性。
[评价、讲述]SO2的还原性应表现在它与氧化剂的反应上,可通过与O 2、KMnO4(H+)、卤素单质水溶液等氧化剂的反应来证明。
[演示]将SO2气体分别通入溴水、KMnO4溶液中,观察。
[分析]溴水和KMnO4溶液褪为无色,说明两者都与SO2发生了氧化还原反应,SO2具有还原性。
[板书](3)还原性,SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr
[副板书]5SO2+2KMnO4+2H2O====K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
[板书]2SO2+O2======2SO3
[讲解]SO2具较强的还原性,可被X2、O2、KMnO4、HNO3等许多氧化剂氧化。
[思考]2 mol SO2与1 mol O2在上述条件下充分反应,能否得到2 mol SO3
[提问并回答]不能。因该反应是可逆的,不能朝某一方向进行到底,反应物、生成物是共存的。
[练习]请看实验
[演示]①往BaCl2溶液中通入SO2,观察。
②往BaCl2溶液中加入新制氯水,然后通入SO2气体,再加入稀盐酸,观察。
[分析]BaCl2溶液中通入SO2气体无明显现象,在其中加入新制氯水后,通入SO2有白色沉淀生成,加入稀盐酸后,沉淀不消失。
[问题]白色沉淀是何物 如何产生 写出反应的化学方程式。
[讨论]分组进行
[提问并回答]白色沉淀是BaSO4
SO2+Cl2+2H2O====2HCl+H2SO4
H2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2HCl
[评价]同学们答得很对。
[小结]由上述实验可知,SO2中+4价的S遇到氧化剂可失去电子被氧化成+6价的S,说明SO2具有还原性。SO2和O2需在一定温度和催化剂存在条件下才能反应,但由SO2转化成的H2SO3或亚硫酸盐在常温下就能被氧化,所以亚硫酸盐应密闭保存,以防变质。
[副板书] 2H2SO3+O2====2H2SO4
2Na2SO3+O2====2Na2SO4
[过渡]我们学过的HClO、O3、Na2O2、H2O2等都是强氧化剂,具漂白性。SO2也有氧化性,能漂白吗
[演示]往品红溶液中通入SO2气体,然后再加热,观察。
[分析]品红溶液中通入SO2气体,红色褪去,与往其中通入Cl2的现象相同,说明SO2具有什么性质 加热后,红色恢复,说明了什么
[小结]SO2具有漂白性,但生成的无色物质不稳定,受热易分解,使颜色恢复。
[板书]4.漂白性
[设疑]SO2和氯水的漂白有何不同
[讲解]氯水漂白是因Cl2溶于水后产生的HClO有强氧化性,可将有色物质氧化成无色物质而漂白,实质为氧化还原反应,这种漂白效果是永久性的。SO2漂白是因为它与有色物质反应生成一种不稳定的无色物质,这种无色物质见光遇热易分解,从而使有色物质恢复原色。实质为非氧化还原反应,这种漂白结果是暂时的。
[投影小结]氯水与二氧化硫漂白性的比较
氯水 二氧化硫
原理 氯水中HClO将有色物质氧化成无色物质 SO2溶于水产生的H2SO3与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质
实质 氧化还原反应 非氧化还原反应
效果 永久性 暂时性
范围 可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色 漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色
[设疑]久置的报纸为什么会变黄
[分析]工业上常用SO2来漂白纸浆,以致报纸放久会变黄。
[设疑]SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色,实质相同吗
[回答]不同。前者缘于SO2的还原性,发生的是氧化还原反应。后者缘于其漂白性,发生的是非氧化还原反应。
[设疑]在潮湿条件下,若将等物质的量的SO2气体和Cl2同时作用于有色物质,漂白效果会更好吗 为什么
[回答]潮湿条件下,SO2与Cl2混合会发生氧化还原反应:SO2+Cl2+2H2O====2HCl+H2SO4,生成的盐酸和硫酸均不具有漂白性,所以当两者按等物质的量混合时,漂白作用消失殆尽。
[投影小结]SO2的化学性质
①具有酸性氧化物的通性,与H2O、NaOH反应
②具有氧化性,与H2S反应
③具有还原性,与O2、Br2、I2、Cl2、KMnO4等反应
④具有漂白性
[设疑]CO2和SO2在化学性质上既有相似性又有差异性,如何区分这两种气体呢
[回答]可将两种气体分别通过品红溶液或溴水或KMnO4溶液,使之褪色者为SO2,反之为CO2。
[追问]能用澄清石灰水鉴别吗 为什么
[回答]不能。因两者均能使澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清。原理为:
CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O CaCO3+H2O+CO2====Ca(HCO3)2
SO2+Ca(OH)2====CaSO3↓+H2O CaSO3+H2O+SO2====Ca(HSO3)2
[过渡]性质决定用途,SO2有哪些用途呢
[投影小结]SO2的主要用途
(1)制硫酸:S SO2 SO3 H2SO4
(2)漂白纸浆、毛、丝、草帽等
(3)杀菌消毒
[转引]虽然SO2的实际中有一定的应用,但SO2是有毒气体,是主要的大气污染物之一,当空气中含有大量SO2时,对环境危害极大。
[板书]二、二氧化硫的污染
[阅读资料]有关酸雨危害的记载
SO2是主要的大气污染物之一,它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病。它还是形成酸雨的罪魁祸首之一,酸雨可谓“空中死神”,已成为全球性的环境问题。
猖獗的酸雨严重地威胁着地球。据资料记载,仅在1980年一年内,美国和加拿大就有5万余人成了酸雨的猎物。比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家,它的环境酸化程度已超过正常标准的16倍。在意大利北部,5%的森林死于酸雨。瑞典有15000个湖泊酸化。挪威有许多马哈鱼生活的河流已被酸雨污染。世界古迹、桥梁受酸雨腐蚀越来越快。号称世界最大露天博物馆智利复活岛上的石雕人像,正面临着解体和倒塌的威胁,美国每年花在修理受损古迹方面的费用超过了50亿美元。闻名世界,代表我国古建筑精华的北京汉白玉石雕,近年来也遭到意想不到的损害,故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样的浮雕花纹,50多年前图案清晰可辨,如今却大多模糊不清,甚至成光板。我国江苏、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的大豆田曾经受酸雨影响造成经济损失一年达1380多万元。
[提问]阅读资料后,你有何感想 酸雨的危害大致有哪些方面
[投影小结]酸雨的危害
(1)对人体健康造成直接危害
(2)破坏森林、草原和农作物
(3)使土壤酸性增强,湖泊酸化,生态环境受损
(4)破坏建筑物
[过渡]那么酸雨是如何形成的呢
[讲解]一般认为,酸雨是由于人为排放的SO2和氮氧化物等酸性气体进入大气,当这些气体达到一定浓度后,在水凝结过程中溶于水形成硫酸和硝酸,使雨水酸性变大,pH变小。pH小于5.6的雨水,称之为酸雨。
[投影]2SO2+2H2O+O2======2H2SO4 NOx HNO3
[小结]酸雨是无情的,酸雨的危害触目惊心。为了我们惟一的家园,人类必须采取行动防止与根绝酸雨,保护地球环境。
[课后思考题](1)空气中SO2的主要来源
(2)如何防止SO2污染环境
[参考练习]1.由于易被氧化,在实验室不易长期保存的溶液是( )
A.Ca(OH)2 B.氢硫酸 C.Na2SO3 D.氯水
答案:BC
2.下列气体在浓碱溶液中能做喷泉实验的是( )
A.N2 B.He C.SO2 D.HCl
答案:CD
3.除去CO2中混有的少量SO2气体,可选用试剂( )
A.澄清石灰水 B.品红溶液 C.溴水 D.饱和NaHCO3溶液
解析:鉴别CO2和SO2时,可将气体分别通过品红溶液或溴水或KMnO4溶液等,使溶液颜色褪去者为SO2。但除杂时,要将SO2除尽且须防止CO2的消耗与溶解。因此应选择答案D。原理:NaHCO3+SO2====NaHSO3+CO2(强制弱)。
答案:D
4.下列各组气体中均能造成大气污染的是( )
A.CO2、O2 B.N2、CO C.Cl2、N2 D.H2S、SO2
答案:D
5.有一混合气可能由H2S、SO2、CO2和H2中的几种组成。此混合气通入硫酸铜溶液后产生黑色沉淀;另取混合气通过澄清石灰水,生成白色沉淀,则此混合气中一定有 ,一定不会有 ,可能含有 。
解析:此题旨在考查能否灵活应用SO2的氧化性。据题,产生黑色沉淀,定有H2S无SO2,因两者会发生反应不能共存。混合气使澄清石灰水变白色浑浊,定为CO2所为。可能含有H2。
答案:一定含有H2S和CO2 一定不含SO2 可能含有H2
[布置作业]1.课本习题一、二、四。
2.对比CO2的实验室制造,思考实验室里如何制取SO2。
3.家庭实验:测定两水的pH。
●板书设计
第二节 二氧化硫
一、二氧化硫的性质
二、二氧化硫的污染
“酸雨”的危害
●教学说明
1.教学目标
学习知识,培养能力,增强环保意识。
2.教学策略与设计意图
(1)通过新旧知识的联系对比,培养学生迁移、扩展能力。
对于SO2具酸性氧化物的性质,采取对比法,先分析CO2、SO2的组成,然后设计实验验证,这样把CO2的反应规律移到了SO2中,使学生能较好地掌握新知识。
(2)设计实验进行探究,培养学生观察思维分析的能力。
针对SO2的还原性,设计了几例具针对性、启发性的实验,如SO2和溴水、KMnO4溶液的反应,引导学生从现象入手进行分析,从而认识本质,体会学习和研究问题的方法和思维过程,提高学习能力。
(3)通过设疑,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
①在学习了SO2的还原性之后,能否将知识迁移、综合应用呢 为此,特设计实验:往BaCl2溶液中通SO2气体;往滴加了新制氯水的BaCl2溶液中通SO2气体,并加稀盐酸。通过观察现象,引导学生进行分析,再运用已学有关反应规律的知识解决设置的问题,使能力得以提高。
②在SO2漂白性之后,设置的问题是在潮湿条件下将等物质的量的SO2、Cl2同时作用于有色物质后漂白作用如何 为什么
③小结SO2的化学性质后,将问题上升到综合比较的层次:CO2和SO2在化学性质上有相似性,也有差异性,如何区别它们
(4)通过有趣的实验探究和问题设置,来引导学生的浓厚兴趣。
(5)通过对酸雨危害性的史料介绍,使学生认识环境保护的重要性,增强环保意识。
-2 0 +4 +6 +4
催化剂

SO2
催化剂
尘埃[引言]上节课我们学了氯气的实验室制法和氯气的性质,本节课我们来继续学习有关氯气的知识。
[板书]第一节 氯 气(第二课时)
一、氯气的性质和用途
[教师]请大家根据上节课所观察到的和学到的知识,总结出氯气的物理性质。
[学生总结,教师板书]
[板书]1.氯气的物理性质
①黄绿色有刺激性气味的有毒气体
②易液化(氯气 液氯)
③密度比空气大
④能溶于水
[过渡]物质的性质与物质的结构有着极为密切的关系,请大家根据氯原子的结构示意图来分析和预测氯气的化学性质。
[学生思考]
[板书]2.氯气的化学性质
[师]请大家口答下列填空
[投影]氯原子的最外电子层上有 个电子,在化学反应中极易 电子形成8电子稳定结构而显示 价,故氯气有强的 性(填“氧化”或“还原”)
[答案]7 得一个 -1 氧化
[设问]在初中时,我们曾学过氯气能和哪些物质反应 (可提醒学生在学习离子化合物和共价化合物的概念时所学到的例子)
[答]氯气可和金属钠反应生成氯化钠,也可和非金属H2反应生成氯化氢。
[过渡]下面,我们就来学习氯气与金属和非金属的反应。
[板书](1)氯气与金属的反应
2Na+Cl2====== 2NaCl
[设问]从前面碱金属的知识我们知道,钠是一种很活泼的金属。对于性质不活泼的金属,氯气是否也能与其反应呢
[展示铜丝]
[师]这是一束铜丝,请同学们根据初中所学金属活动顺序表,判断铜是活泼金属还是不活泼金属?
[生]属不活泼金属!
[师]请大家仔细观察以下实验现象:
[演示实验4—1,铜丝在氯气中燃烧]
[请一位同学描述实验现象]
[生]红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,冒出大量棕色的烟,向集气瓶中注水后,浓烟消失,得到绿色溶液。
[讲解]大家看到的棕黄色浓烟是CuCl2固体小颗粒分散在集气瓶中所致。CuCl2溶于水时因所得溶液的浓度大小不同而会分别呈现出黄绿、绿、蓝等颜色。
[板书]Cu+Cl2======CuCl2
[问]若把刚才的铜丝换成铁丝,能反应吗?依据是什么?
[生]能,因为铁的活动性比铜强,铜在点燃的条件下能与氯气反应,铁在同样的条件下也一定能反应。
[师]推测得很好!请大家写出铁与氯气在点燃条件下的反应方程式。
[学生活动,教师巡视,并让两名学生把具有代表性的方程式写于黑板上]
[学生板书]2Fe+3Cl2======2FeCl3
Fe+Cl2======FeCl2
[在第一个方程式旁边画“√”,第二个方程式旁边画“×”]
[师]为什么会是这样的呢?这是由于氯气的氧化性较强,和变价金属反应时,总是生成高价氯化物之故。
[问]氯气虽能和铁反应,但我们贮存氯气时(此时,氯气以液态存在,即液氯),却用主要成分是铁的钢瓶,这是为什么呢 请大家参考课本有关内容回答。
[学生看课本后答]因为在通常情况下,干燥的氯气不能与铁起反应,故可用钢瓶储运液氯。
[师]很好,这也提醒我们,在学习有关物质的性质时,一定要注意反应发生的条件。
[过渡]初中我们学过氯气和氢气反应可生成氯化氢气体,那么,它们反应时的现象
如何呢 下面,我们一试即知。
[板书](2)氯气与非金属的反应
[演示实验4—2,氢气在氯气中燃烧]
[请一位同学描述实验现象]
[生]氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾生成。
[讲解]实验时我们在瓶口观察到的白雾就是氢气与氯气反应生成的氯化氢气体跟空气中的水蒸气结合形成的盐酸小液滴分散在空气中之故。此反应也是工业制盐酸的主要反应。
[板书]H2+Cl2======2HCl
[讲述]氢气和氯气不但能在点燃的条件下发生反应,在光照时也能发生上述反应。
[演示实验4—3,氢气与氯气的混合爆炸]
[板书]H2+Cl2======2HCl
[问]工业上制盐酸能否在上述条件下反应?为什么?
[生]不能,因H2与Cl2在光照时发生反应要爆炸,有危险!
[师]很正确!
[问]通过刚才铜在氯气中燃烧和氢气在氯气中燃烧的实验,想一想,燃烧是否必须有氧气参加
[生]不一定!
[师]对!事实上,任何发光发热的化学反应都可以叫燃烧。这也是为什么初中课本对燃烧的定义是:通常说的燃烧是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。
[讲解]氯气不但能与氢气反应,在一定条件下,还可与磷、硫、碳等非金属直接化合。以下是磷与氯气反应的有关知识,供同学们参考。
[投影]把点燃的磷伸入盛有氯气的集气瓶中,磷在氯气里继续燃烧,出现白色的烟雾,它是三氯化磷液体和五氧化磷固体的混合物,反应方程式为:
2P+3Cl2======2PCl3 PCl3+Cl2====PCl5
PCl3为无色液体,是一种重要的化工原料,可用来制造许多磷的化合物,广泛用在制农药领域。
[师]回忆上节课内容,氯气还有哪些性质
[学生回答,教师板书]
(3)氯气与水的反应
(4)氯气与碱的反应
[总结]氯气是一种化学性质很活泼的非金属,在化学反应中易得电子而形成-1价的氯化物,表现出较强的氧化性。
[师]请大家根据我们学过的氯气的性质,并参照课本提供信息,总结出氯气的用途。
[学生活动,教师板书]
3.氯气的用途
[请一位同学回答]
[生]氯气是一种重要的化工原料,除用于消毒、制造盐酸和漂白剂外,还用于制造氯仿等有机溶剂和多种农药。
[师]很好!这也说明物质的用途都是由其性质决定的。
[过渡]氯气与金属及某些化合物反应时,往往生成氯化物。其中大多数氯化物能溶于水电离出氯离子,在初中我们曾学过检验盐酸的方法,对于可溶性氯化物中的氯离子,我们也可采取类似的方法检验。
[板书]二、氯离子的检验
[师]请大家仔细观察下面的实验
[演示实验4—6:在HCl、NaCl、KCl溶液中滴入AgNO3溶液,均有白色沉淀生成]
[师]上述反应的实质是:
[板书]Ag++Cl-====AgCl↓
[问]是不是滴加AgNO3有白色沉淀生成就一定能断定溶液中有氯离子呢
[演示实验:Na2CO3溶液与AgNO3溶液反应,也有白色沉淀生成]
[问]刚才得到的白色沉淀是什么?
[生]是Ag2CO3沉淀。
[师]这说明加AgNO3有白色沉淀生成的溶液中不一定就有氯离子。
那么,应怎样才能防止检验Cl-时CO的干扰呢?
[演示实验:在上述有白色沉淀的试管中滴加稀硝酸]
[问]由刚才的实验可得出什么结论?
[生]Ag2CO3可溶于稀硝酸,并有气体生成,AgCl不溶于稀硝酸。
[师]因此,检验溶液中的Cl-时,我们常用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验。
请大家写出生成Ag2CO3沉淀和Ag2CO3溶于稀硝酸的离子反应方程式。
[学生活动,请一位同学上黑板写出]
[学生板书]2Ag++CO====Ag2CO3↓
Ag2CO3+2H+====2Ag++CO2↑+H2O
[小结]本节课在上节课的基础上,使我们对Cl2的性质有了更全面的认识:Cl2是一种黄绿色有毒的气体,化学性质活泼,显示出较强的氧化性,有着广泛的用途。检验溶液中的Cl-时,我们可用硝酸酸化的AgNO3溶液做试剂。
课后思考题:液氯与氯水是否为同一种物质?
[答案]不是,构成液氯的粒子是氯气分子,而氯水中却含有H2O、Cl2、HClO、Cl-、ClO-、H+等多种离子,液氯是纯净物、氯水是混合物。
[布置作业]习题:二、1. 4. 四、 五、
[参考练习]
1.下列物质属于纯净物的化合物是( )
A.四氧化三铁 B.液氯
C.漂白粉 D.氯气与红磷的反应产物
解析:液氯和氯气是不同状态的同一种单质;漂白粉是CaCl2和Ca(ClO)2的混合物;Cl2与磷反应的产物是PCl3和PCl5的混合物;四氧化三铁是一种纯净的化合物。
答案:A
2.下列关于氯的叙述中,正确的是( )
A.氯原子是黄绿色的 B.氯元素能溶于水
C.氯气具有氧化性 D.氯离子在水溶液中具有漂白作用
解析:氯气的物理性质应是大量的氯气分子聚集在一起所呈现出的性质。颜色和溶解性是具体物质的性质,而不是氯原子或氯元素,次氯酸有漂白性,而Cl-无,Cl2单质有强氧化性。
答案:C
3.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是( )
①氯气②液氯③新制氯水④氯气的酒精溶液⑤盐酸⑥盐酸酸化的漂白粉溶液
解析:能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的物质,应具有酸性和漂白性等性质。在题中所给的物质①②中只存在Cl2分子,其既无酸性,又无漂白性。④中存在的是Cl2分子和乙醇分子,也没有酸性和漂白性。⑤中只存在H+和Cl-及水分子,其只能使试纸变红,却不能使之褪色。只有③新制氯水和⑥盐酸酸化的漂白粉溶液中,因溶液中存在H+和HClO,故符合要求。
答案:③⑥
●板书设计
第一节 氯 气(第二课时)
一、氯气的性质和用途
1.氯气的物理性质
①黄绿色,有刺激性气味的有毒气体
②易液化(氯气 液氯)
③密度大于空气
④能溶于水
2.氯气的化学性质
①氯气与金属的反应
2Na+Cl2======2NaCl
Cu+Cl2======CuCl2
2Fe+3Cl2======2FeCl3
②氯气与非金属的反应
H2+Cl2======2HCl
H2+Cl2======2HCl
③氯气与水的反应
④氯气与碱的反应
3.氯气的用途
二、氯离子的检验
Ag++Cl-====AgCl↓
2Ag++CO====Ag2CO3↓
Ag2CO3+2H+====2Ag++CO2↑+H2O
●教学说明
对于元素化合物知识的教学,如若仅仅是介绍性的讲解,则所学知识对学生来说,很容易成为过眼烟云。故教学的重点应放在培养学生的分析、归纳、推埋等能力上面,应力争使学生对所学知识能举一反三,触类旁通,即学会学习的方法,从而促使其综合素质能力的提高。
常压,-34°C
点燃
点燃
点燃
点燃
点燃
光照
点燃
常压,-34°C
点燃
点燃
点燃
点燃
光照实验三 碱金属及其化合物的性质
【实验目的】
1.通过钠及其化合物性质的实验,加深对碱金属及其化合物性质的认识;
2.初步学会利用焰色反应检验钾离子和钠离子.
【实验要领】
1.钠的性质
(1)钠的物理性质及钠跟水的反应
新切开的钠的断面是光亮的银白色,易跟氧起反应,但产物较复杂,如氧化钠(Na2O)、过氧化钠(Na2O2)等.
金属钠跟水反应生成氢气的实验,用拇指堵住试管口倒放入烧杯中,这样的操作对学生来讲,不熟练可能会使一部分空气进入试管.所以在正式做收集气体的实验之前,教师可安排学生练习几次放入试管的操作.如果操作还是有困难,可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口,放入水中后再拔去橡皮塞.本实验也可以用水槽代替烧杯,这样口径比较大,操作方便.
注意在实验时不能取用较大的钠块.这是因为钠的性质很活泼,它跟水反应时放出大量的热,甚至能使周围的水沸腾,因此钠同时也跟水蒸气反应.如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住,不能游动,放出的热不易扩散,会使氢气着火燃烧,甚至还会发生小爆炸,使生成的氢氧化钠飞溅出来.
(2)钠与氧气的反应
在做钠与氧气反应的实验时,为了保证倾斜的空气能够流通,玻璃管不能太细,而且装入玻璃管中的钠粒不能太大.待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时,稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程.实验时如果没有太粗的玻璃管,也可用去底的试管代替.注意本实验中所用的钠块,应去掉其表面的氧化物,否则燃烧时会使试管壁显黑色,影响对实验现象的观察.
2.碳酸氢钠受热分解
碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些,这样受热比较均匀,分解也比较完全,澄清的石灰水变浑浊后,应将盛石灰水的试管移去,因为若通入过多的二氧化碳,会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中,使浑浊现象消失.
当实验结束时,一定要先移去装有石灰水的烧杯,再熄灭酒精灯,以防止水倒流,使试管炸裂.
3.碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应
本实验也可采用下述方法进行:
取相同式样的100 mL细口瓶两只,各注入25 mL 1.0 moL·L-1 HCl溶液.再取两只气球,一只装入1.0 g无水碳酸钠,另一只装入1.0 g碳酸氢钠,分别套在两只细口瓶的口上.
实验时,掀起两只气球,使里面的固体全部落到细口瓶里的盐酸中,比较反应的剧烈程度,碳酸氢钠的反应剧烈得多,碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多.
4.焰色反应
这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的,为了能够便于观察,最好用无色火焰,所以用煤气灯较好,因煤气灯的火焰本身颜色较微弱,干扰较小.一般酒精灯火焰呈杂色,可向学生作适当说明,每做一次实验,都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净,再在火焰上灼烧至无色,才可继续做实验.做焰色反应实验时,要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧,使形成的火焰较长,焰色反应现象比较明显.
焰色反应实验也可采用下述方法进行:
在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花,蘸些酒精,在酒精灯火焰上点燃,向燃着的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液.
如无铂丝,可用无锈洁净的铁丝代替,也能得到较好的效果.
做焰色反应实验时,溶液的浓度大一些为好,浓度太小呈现的焰色很快消去,不易观察,做实验时,可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末,然后进行灼烧,这样效果更明显.
实验完毕,要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min~3 min,再用蒸馏水洗净,保存在试管里,使它洁净无垢.
【实验过程】
一、钠的性质
1.钠的物理性质
(1)实验过程
将钠用镊子从煤油中取出,用滤纸吸干煤油,然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小),进行观察,并注意切面的变化.
(2)注意事项
①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿,因为易与汗液反应,灼伤腐蚀皮肤.
②取出钠后要迅速吸干煤油,并要放到玻璃上切割.
③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶,不能乱扔乱放,因为钠很活泼容易引起危险.
④钠与O2反应很容易,在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察.
(3)实验现象
切面银白色,但迅速变暗(4Na+O2=2Na2O等),失去金属光泽.
(4)实验结论
金属钠硬度很小(质软),具有银白色金属光泽,很容易被空气氧化.
2.钠与水的反应
(1)实验过程:①②③④
Na与水的反应
图2—7
(2)反应原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)注意事项:取钠不要太大,钠块过大,会发生爆炸.
(4)实验现象:①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成,并发出嘶嘶声.
(5)实验结论:钠与水反应剧烈,生成碱并放出气体.
3.收集并检验钠与水反应放出的气体
(1)实验过程:①②③④⑤
收集并检验Na与水反应生成的气体
图2—8
(2)反应原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2H2+O22H2O.
(3)注意事项
①试管内要装满水,不要留有气泡,以防点燃时发生爆炸.
②钠不要太大,用刺有小孔的铝箔包住.包裹时不要用手触摸金属钠.
③试管中气体集满后,不要急于从水中取出试管,应待钠反应完毕后再取试管,以避免在取试管时,皮肤蘸上钠而灼伤.
④试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立,点燃时可将试管微微倾斜.
(4)实验现象:试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声.
(5)实验结论:钠与水反应剧烈,生成碱放出氢气.
4.钠和氧气的反应
(1)实验过程:①②③④⑤⑥⑦
钠与氧气的反应
图2—9
(2)反应原理:2Na+O2Na2O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(3)注意事项
①玻璃管中装的钠不能太大,太大反应太剧烈,会将玻璃管炸裂.
②反应开始时,即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管,但是角度不能太大,以防止钠从玻璃管中脱出.并能保证空气疏通从而观察到明显现象.
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去,用纯钠进行实验.因为表面被氧化的钠在受热熔化后,钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察.
④加热时间不能太长,否则钠与O2迅速反应、燃烧起来,现象就不是很明显了.
⑤盛Na2O2的小试管要干燥.
(4)实验现象
钠熔成小球,先变成白色后变成淡黄色固体,淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体.
(5)实验结论
钠熔点低,与O2加热反应生成Na2O2,Na2O2遇水生成O2.
二、NaHCO3的分解
(1)实验过程
①用一干燥大试管,装入NaHCO3粉末.(大约占试管容积1/6)
②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧.并将大试管固定在铁架台上,且试管口稍向下倾斜.
③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中.
④用酒精灯加热,先均匀受热,然后固定在药品多的部位加热.
⑤当试管中产生气体减少时,先把导管从澄清石灰水中拿出来,再熄灭酒精灯
(2)反应原理
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑
(3)注意事项
①装药品时,应将药品倾斜地铺在试管底部,以便于受热.
②固定大试管时,应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜.防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂.
③当试管中产生气体减少时,若停止实验,应先将导气管从石灰水中取出来,再撤去酒精灯停止加热,否则,会使石灰水倒吸而引起试管炸裂.
(4)实验现象
澄清石灰水变浑浊,大试管内壁有水生成.
(5)实验结论
NaHCO3受热易发生分解反应.
三、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应
(1)实验步骤
图2—10
(2)反应原理
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑或CO+2H+=H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑或HCO+H+H2O+CO2↑
(3)注意事项:使用的盐酸浓度不能太大,否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管.
(4)实验现象和结论
两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体,但NaHCO3与盐酸反应更剧烈.
四、焰色反应
(1)实验步骤
把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧→蘸KCl粉末灼烧——隔蓝色钴玻璃观察→把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧→蘸Na2CO3粉末灼烧并观察→把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧→蘸Na2CO3和KCl混合粉末灼烧——先直接观察,再隔蓝色钴玻璃观察→把铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧.
(2)实验现象和结论
钠元素火焰颜色为黄色,钾元素火焰颜色为紫色(隔蓝色钴玻璃观察).
【实验思考】
1.若钠、钾等碱金属在空气中失火,可否用水或CO2灭火,为什么 用什么灭火效果好
答案:钠、钾等碱金属失火不能用水灭火,因为它们与水反应剧烈,且产生易燃气体H2,易导致爆炸发生;也不能用CO2灭火,因为Na、K有还原性,能夺去CO2中的氧继续燃烧.
钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭.
2.万一被钠灼伤了皮肤,应该怎么办
答案:万一被钠灼伤了皮肤,应先用稀醋酸洗涤,然后再涂上3%~5%的硼酸溶液.情况严重者速到医院烧伤科救治.
3.用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好,有哪些优点
答案:用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好.优点有二:①产生气体速度快,②产生气体CO2多.
4.实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些
答案:实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置.注意事项:①试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处);②试管口应略向下倾斜,因为实验室中的药品不是很干燥,加热时有水生成,或固体反应时生成水,若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂;③受热时先均匀加热试管底部,然后固定在药品集中的部位加热.
5.焰色反应操作的注意事项有哪些?
答案:(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.
【实验习题】
1.做焰色反应实验的铂丝应用
A.硫酸洗涤
B.盐酸洗涤
C.水洗涤
D.钠和钾
答案:B
2.检验小苏打粉末中是否含有苏打的方法是
A.溶于水,加Ca(OH)2溶液
B.溶于水,加CaCl2溶液
C.加稀HCl
D.溶于水,加入NaOH溶液
答案:B
3.除去CO2气体中混有的气体杂质HCl,应选用的饱和溶液是
A.烧碱
B.小苏打
C.纯碱
D.熟石灰
答案:B
4.下列物质中与盐酸不反应,只能与氢氧化钠溶液反应的是
A.Na2CO3
B.NaHCO3
C.NaHSO4
D.Cu(OH)2
答案:C
5.把过量的小苏打与氢氧化钠混合均匀,充分加热,最后留下的固体物质是
A.Na2O和Na2CO3
B.Na2O2和Na2CO3
C.Na2CO3
D.Na2O、Na2O2和Na2CO3
答案:C
6.观察钾焰色反应颜色,通常要透过蓝色的钴玻璃片,其原因是
A.火焰太耀眼
B.火焰太小
C.排除杂质元素可能造成的干扰
D.为了保护眼睛
答案:C
7.下列操作易引起事故的是
A.将水倒入到浓硫酸中
B.用大试管加热NaHCO3使NaHCO3分解
C.用手直接取用钠块投入到水中
D.排水法收集的一小试管H2移近酒精灯去点燃
答案:AC
8.用加热的方法可达到提纯目的的是
A.Na2CO3固体中有NaHCO3杂质
B.Na2O2中有Na2O
C.Na2CO3固体中有NaCl
D.食盐中有泥砂
答案:AB
9.下列物质的保存方法错误的是
A.少量金属钠保存在煤油中
B.氢氧化钠保存在橡皮塞广口瓶中
C.块状碳酸钙固体保存在细口玻璃瓶口
D.稀盐酸可保存在细口磨砂玻璃瓶中
答案:C
10.只用一种试剂即可区别NaOH、Ca(OH)2、HCl的溶液,应该选用下列溶液中的
A.石蕊试液
B.小苏打溶液
C.BaCl2溶液
D.AgNO3溶液
解析:这三种澄清溶液中NaOH和Ca(OH)2均呈碱性,要鉴别它们应该在Na+和Ca2+区别上选择试剂,可以选择Na2CO3或NaHCO3.因为CO能与Ca2+形成CaCO3沉淀,而NaOH与Na2CO3与NaHCO3混合无明显现象,且盐酸与CO或HCO作用均生成CO2气体.所以区别上述三种溶液可选用Na2CO3或NaHCO3溶液.
答案:B
11.写出两种以NaHCO3为原料制取CO2的化学反应原理:方法a___________________,方法b__________________,这两种方法中__________种方法的碳酸氢钠的利用率高,原因是________________________________.
答案:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O a 每产生44 g CO2,方法a只要84 g NaHCO3,而方法b要168 g NaHCO3
12.如图2—11是某学生设计的碳酸氢钠的受热分解的实验装置图.试指出其错误之处,并加以纠正.
图2—11
错误:
①______________________;
②____________________________;
③____________________________;
纠正:
①______________________;
②____________________________;
③____________________________;
答案:①伸入试管的导气管太长
②试管口向上倾斜
③用焰心加热
①伸入试管的导气管一般为1 cm左右
②管口向下倾斜
③用外焰加热
13.钠与水反应产生H2同时收集产生的H2实验,能否在启普发生器中进行?
解析:钠与水反应有以下一些特点:反应剧烈,反应放出热量,块状金属钠会随反应进行而熔化等,而启普发生器仅适用块状固体与液体反应而且反应平缓不加热的实验.
答案:钠与水反应不宜在启普发生器中进行.
14.草木灰中含有K+、Na+、CO、SO等离子,试设计一个实验方案来验证这些离子的存在.
答案:首先用焰色反应实验验证Na+、K+(透过蓝色钴玻璃)的存在;然后取样溶于水配制成溶液,加入BaCl2溶液产生白色沉淀,再加稀HNO3,有气泡生成说明有CO,沉淀最终未完全溶解说明有SO存在.
15.工业品纯碱中常含有少量的NaCl等杂质,图2—12中的仪器装置可用来测定纯碱中Na2CO3的质量分数,图中标号:①—空气;②—某溶液,③—纯碱样品,④—稀H2SO4,⑤—浓H2SO4,⑥—碱石灰,⑦—碱石灰.
图2—12
实验步骤是:
①检查装置的气密性;
②准确称量盛有碱石灰的干燥管Ⅰ的质量(设为m1 g).
③准确称量一定量的纯碱的质量(设为m2 g),并将其放入广口瓶中;
④从分液漏斗中缓缓滴入稀H2SO4,至不再产生气体为止;
⑤缓缓鼓入空气数分钟,然后称量干燥管Ⅰ的总质量(设为m3 g).
根据上述实验,回答下列问题:
(1)鼓入空气的目的是____________________________________________.
(2)装置A中液体②应为____________,其作用是____________________________,如撤去装置A,直接向装置B中缓缓鼓入空气,测定结果将____________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(3)装置C的作用是__________,如果撤去装置C,则会导致实验结果____________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)干燥管Ⅱ的作用是________________________.
(5)上述实验的操作④和⑤,都要求缓缓进行,其理由是:__________________________,如果这两步操作太快,则会导致实验测定结果____________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(6)根据实验,纯碱中Na2CO3的质量分数的计算式为____________.
答案:(1)赶走残留在广口瓶中及装置里的CO2
(2)碱溶液 除去空气里的CO2 偏大
(3)除去CO2中混有的水蒸气 偏大
(4)吸收空气中的CO2和水蒸气
(5)使反应产生的CO2能与碱石灰充分反应而完全吸收 偏小
(6)×100%★第二课时
[教学用具]投影仪、胶片、一杯水
[复习提问]1.1 mol物质所含粒子的个数是以什么为标准得出来的
2.物质的量、阿伏加德罗常数、粒子总个数三者之间的关系
[新课引入]教师取一杯水,对同学说:
“老师这儿有一杯水,老师想知道这杯水里有多少个水分子,现在让你们来数,能数得清吗 ”
回忆初中有关水分子的知识:
10亿人数一滴水里的水分子,每人每分钟数100个,日夜不停,需要3万多年才能数清。
很显然,靠我们在座的大家一个一个来数,在我们的有生之年,是完不成任务的。那么,能否有其他的方法呢
答案是肯定的。我只要称一下这杯水的质量,就可以很轻易地知道!
连接水分子这种粒子与水的质量之间的桥梁,就是我们上节课学过的——物质的量。
“下面,就让我们来导出它们之间的关系。”
[推导并板书]
[板书]
微观 一个C原子 一个O原子 一个Fe原子
↓扩大6.02×1023 ↓扩大6.02×102 ↓扩大6.02×1023
1 mol C 原子 1 mol O 原子 1 mol Fe 原子
↓ ↓ ↓
质量 0.012 kg=12 g x g y g
相对原子质量 12 16 56
[讲解]因为任何一种原子的相对原子质量,若以12C的1/12为标准所得的比值。所以,1 mol任何原子的质量比,就等于它们的相对原子质量比。由此我们可求出x值和y值。
[学生计算]得出x=16 y=56
[问]要是1 mol Na原子或1 mol H原子的质量呢
[学生讨论,得出结论]1 mol任何原子的质量,若以克为单位,在数值上等于其相对原子质量的数值。
[设问]那么,对于由原子构成的分子,其1 mol的质量是多少呢 离子呢
[学生讨论]
[教师总结]因为分子都是由原子构成的,所以,1 mol任何分子的质量在数值上就等于该分子的相对分子质量。对于离子来讲,由于电子的质量很小,可以忽略不计,所以1 mol离子的质量在数值上就等于该离子的式量。
[板书]1 mol任何物质的质量,是以克为单位,在数值上就等于该物质的原子(分子)的相对原子质量(相对分子质量)。
[投影练习]
1 mol H2O的质量是 g
1 mol NaCl的质量是 g
1 mol Na+的质量是 g
1 mol S的质量是 g
[讲解]由以上我们的分析讨论可知,1 mol任何粒子或物质的质量是以克为单位,在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等,我们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,也就是说,物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量的比。
[板书]摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:M 单位:g·mol-1或 kg·mol-1
表达式:M=
[讲解]依据此式,我们可以把物质的质量与构成物质的粒子集体联系起来。
[投影练习]1.Na的摩尔质量
2.NaCl的摩尔质量
3.SO的摩尔质量
(注意单位)
[教师]下面,让我们根据摩尔质量的概念进行计算。
[投影]例1.24.5克H2SO4的物质的量是多少
[分析]由式子M=可得n=,我们可以通过H2SO4的相对分子质量得出M(H2SO4)=98 g·
mol-1,题中给出了H2SO4的质量 m(H2SO4)=24.5 g
解:H2SO4的相对分子质量为98,摩尔质量为98 g·mol-1。
n(H2SO4)==0.25 mol
答:24.5 g H2SO4的物质的量是0.25 mol。
[练习]1.1.5 mol H2SO4的质量是 ,其中含有 mol O, mol H,其质量分别为 和 。
2.0.01 mol某物质的质量为1.08 g,此物质的摩尔质量为 。
例2.71 g Na2SO4中含有Na+和SO的物质的量是多少
[分析]因Na2SO4是由Na+和SO构成的,1 mol Na2SO4中含2 mol Na+和1 mol SO,只要我们知道了Na2SO4的物质的量,即可求出n(Na+)和n(SO)。
解:Na2SO4的相对分子质量为142,摩尔质量为142 g·mol-1。
n(Na2SO4)==0.5 mol
则Na+的物质的量为1 mol,SO的物质的量为0.5 mol。
[思考]
[教师拿起一上课时的那杯水]
问:已知,我手里拿的这杯水的质量是54克,大家能算出里面所含的水分子的个数吗
[n(H2O)==0.3 mol
N(H2O)=nNA=3×6.02×1023=1.806×1024个]
[小结]1 mol不同物质中,所含的分子、原子或离子的数目虽然相同,但由于不同粒子的质量不同,因此,1 mol不同物质的质量也不相同,以g为单位时,其数值等于该粒子的相对原子(分子)质量。
宏观物质的质量与微观粒子集体的关系为m======n
[布置作业]略
[板书设计]
微观 1个C 1个O 1个Fe
↓扩大6.02×1023倍 ↓扩大6.02×1023倍 ↓扩大6.02×1023倍
1 mol C 1 mol O 1 mol Fe
质量 0.012 kg=12 g x y
相对原子质量 12 16 56
因为元素原子的质量比=元素相对原子质量比
所以x=16 y=56
[结论]1 mol任何物质的质量,是以克为单位,在数值上等于该物质的原子的(分子的)相对原子质量(相对分子质量)。
摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:M
单位:g·mol-1 kg·mol-1
表达式:M=m/n
[教学说明]此课时最常出现的问题是有关物质的量和质量之间关系的推导。这往往是由于初中学习时,对相对原子质量的涵义不甚明了所致。因此,可根据学生的具体情况先复习有关相对原子质量的知识。另外,有关摩尔质量的单位也是学生容易忽略的。
×M
÷M★第三课时
[板书]第三节 元素周期表(第三课时)
[师]前面我们学习了元素周期表的有关知识,知道了门捷列夫在元素周期律的发现及元素周期表的编制过程中,做出了杰出的贡献。那么,引起元素性质周期性变化的本质原因是什么?门捷列夫当时怎样认为的?
[生]引起元素性质周期性变化的本质原因是原子序数的递增,而门捷列夫认为元素的性质是随着相对原子质量的递增而呈周期性变化的。
[师]不但门捷列夫是这样认为的,在他之前的纽兰兹、迈耶尔、德贝莱纳等在探索元素周期律时也是以此为标准的。与他们不同的是:门捷列夫并没有机械地完全相信当时所测定的相对原子质量数值,从而,使元素周期表的编制出现了质的飞跃。
这也说明,相对原子质量的测定在化学发展的历史进程中,具有十分重要的地位。正如我国著名化学家傅鹰先生所说:“没有可靠的原子量,就不可能有可靠的分子式,就不可能了解化学反应的意义,就不可能有门捷列夫的周期表。没有周期表,则现代化学的发展特别是无机化学的发展是不可想象的。”
那么,元素周期表中各元素的相对原子质量是怎样得出来的呢?
[生]元素原子的质量与一种碳原子质量的1/12的比值。
[师]这里的“一种碳原子”指的是哪种碳原子呢?
[生]是原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子,即碳—12原子。
[师]元素周期表中各元素的相对原子质量真的是这样计算出来的吗?要想知道究竟,我们还须了解以下两个概念。
[板书]四、核素、同位素
[师]我们以前学过元素,即具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。知道同种元素原子的原子核中质子数相同。那么,它们的中子数是否相同呢?
科学研究证明,同种元素原子的原子核中,中子数不一定相同。如组成氢元素的氢原子,就有以下三种:
[投影展示]
三种不同的氢原子
原子符号 质了数 中子数 氢原子名称和简称
①H 氕(H)
②H 氘(D)
③H 氚(T)
[问]H、H分别表示什么?
[生]H表示一个质量数为1、质子数为1的原子;H表示一个质量数为3、质子数为1的原子。
[师]根据第一节所写内容,填写表中空白。
[请一个同学把答案填写在胶片上]
答案:
1 0
1 1
1 2
[问]以上三种原子的原子结构有什么异同?
[生]核内质子数相同,中子数不同。
[师]我们把具有一定数目的质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。
[板书]核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。
[师]上述H、H和H就各为一种核素。
[问]那么,H、H和H是否为同一种元素呢?为什么?
[生]是。因为它们的质子数即核电荷数相同。
[师]对。它们都属于氢元素。我们又把它们互称为同位素。
[讲解并板书]同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
[师]也就是说,同一元素的不同核素之间互称为同位素。如H、H和H三种核素均是氢的同位素。我们把它们分别叫做氕、氘、氚,为了便于区别,又把它们分别记做H、D、T。此处的“同位”是指这几种核素的质子数(核电荷数)相同,在元素周期表中占据同一个位置的意思。
[投影练习]1.下列叙述中正确的是( )
A.氢有三种同位素,即有三种氢原子
B.所有元素的原子核均由质子和中子构成
C.具有相同的核外电子数的粒子,总称为元素
D.元素即核素
E.H是一种同位素
答案:A
2.在Li、N、Na、Mg、Li、C几种核素中:
(1) 和 互为同位素。
(2) 和 质量数相等,但不能互称同位素。
(3) 和 的中子数相等,但质子数不相等,所以不是同一种元素。
[师]元素、核素、同位素三者之间的关系,我们可以用下图来表示:
[板书]
[讲述]1.同一种元素,可以有若干种不同的核素;
2.同位素是同一元素的不同核素之间的互称,不指具体的原子;
3.符号X既表示一个具体的原子,又表示一种核素。
[师]许多元素具有多种同位素。如氧元素有O、O、O三种同位素;碳元素有C、C和C等几种同位素;氯元素有Cl、Cl两种同位素;铀元素有U、U、U等多种同位素。同位素有的是天然存在的,有的是人工制造的,有的有放射性,有的没有放射性。
[讲解时须把以上各核素符号写于黑板上]
[板书]O:O、O、O Cl:Cl、Cl C:C、C、C U:U、U、U
[问]截止到1999年,人们已经知道了115种元素,能不能说人们已经知道了115种原子?为什么?
[生]不能。因为许多元素有多种同位素,即人们知道的原子种类要比元素种类多。
[师]很好!大家能否回答一下,为什么测定相对原子质量的标准强调用12C而不说碳原子呢?
[生]因为碳原子有3种,若不指明是哪种,所测相对原子质量的标准就不一样。
[师]十分正确。
同位素不但在科学研究方面有重要的用途,在日常生活、工农业生产等方面也能大显身手。
请大家阅读课本P108有关内容,了解同位素的用途。
[学生阅读]
[师]请大家举例说明同位素的用途。
[生]如,可以利用H、H、制造氢弹;利用U制造原子弹和作核反应堆的燃料;利用放射性同位素给金属制品探伤,抑制马铃薯和洋葱等发芽,延长贮存保鲜期。在医疗方面,可以利用某些核素放射出的射线治疗癌肿等。
[师]需要说明的是,同一元素的各种同位素虽然核内中子数不同(或说质量数不同),但它们的化学性质基本相同。
[过渡]在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。我们平常所说的某种元素的相对原子质量,是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。下面,我们介绍各元素相对原子质量平均值的算法。
[板书]五、元素的相对原子质量
[问]对于具有同位素的元素来讲,应该怎样求其同位素的相对原子质量呢?
[生]同位素的相对原子质量应是将原子的真实质量与C质量的1/12相比较所得的数值。
[师]对。如O的相对原子质量可以通过以下数值求出。
[投影展示]已知一个O的质量为2.657×10-26 kg,一个C的质量为1.993×10-26 kg,
O的相对原子质量=×12=15.998
[师]这样,只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量,及在自然界中各同位素的原子百分数,就可以利用下式求出该元素的相对原子质量。
[讲解并板书]A=A1×a1%+A2×a2%+……
表示某元素的相对原子质量
A1、A2…… 为同位素的相对原子质量
a1%、a2%…… 为同位素的原子百分数或同位素原子的物质的量分数
[师]下面,我们以氯元素为例,来求氯元素的相对原子质量。
[投影并讲解]已知氯元素有两种天然同位素:Cl和Cl,并测得以下数值:
符号 同位素的相对原子质量 在自然界各同位素的原子百分数
Cl 34.969 75.77%
Cl 36.966 24.23%
则氯元素的相对原子质量=34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.45
[师]元素周期表中各元素的相对原子质量就是这样算出来的。
[师]在数值上,同位素的相对原子质量近似等于质量数,我们平常做题时,常用质量数代替同位素的相对原子质量来计算元素的近似相对原子质量。
[投影练习]
铜有两种天然同位素Cu和Cu,已知铜的相对原子质量是63.5,则Cu的物质的量分数是( )
A.75% B.25% C.50% D.45%
[学生活动,教师巡视]
解:设Cu含x%
则 Cu为(1-x%)
依题意:63×x%+65×(1-x%)=63.5 x=75%
故选A。
[师]在元素周期表上,氢元素的相对原子质量是1.008,这个数值是怎样算出来的?
[生]是根据氢的三种同位素H、H、H的相对原子质量及它们在自然界的原子百分数算出来的平均值。
[师]很正确。大家看,这是我们初中所学的相对原子质量的概念:
[投影展示]经过研究和实践,国际上一致同意以一种碳原子(核内有6个质子和6个中子的碳原子)的质量的1/12(约1.66×10-27千克)作为标准,其他原子的质量跟它比较所得的数值,就是这种原子的相对原子质量。
[问]结合我们刚刚学过的知识,分析:上述相对原子质量是否就是元素的相对原子质量?
[生]不是。
[问]那它指的是什么的相对原子质量呢?
[生]是元素的一种同位素的相对原子质量。
[师]大家对本节课的知识理解得很好。随着现代科技水平的提高,原子量的数值越来越得以准确的测定,人们对元素性质的认识也越来越深入。
相对原子质量的测定对于化学的发展起着十分重要的作用。然而,这种重要的科学数据,近两个世纪以来多为西方发达国家所测定。
值得我们自豪的是:我国著名化学家、中国科学院院士张青莲教授在测定元素相对原子质量方面谱写了新的篇章。他精确地测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗的相对原子质量,并被国际原子量委员会采用为国际新标准。其中在锗的相对原子质量的测定上,贡献尤为突出。他的成功,标志着我国在此科研领域达到了国际先进水平。
请大家参看课本P108阅读资料《张青莲教授为元素相对原子质量的测定做出了卓越贡献》
[学生活动]
[教师可根据课堂时间的具体情况,向学生介绍张青莲教授的情况及相对原子质量测定方面的知识,见备课资料]
[投影练习]
1.以下互为同位素的是( )
A.金刚石与石墨 B.D2与H2 C.CO与CO2 D. Cl与Cl
答案:D
2.设某元素原子核内的质子数为m,中子数为n,则下列论断正确的是( )
A.不能由此确定该元素的相对原子质量
B.这种元素的相对原子质量为m+n
C.若碳原子质量为W g,此原子的质量为(m+n)W g
D.核内中子的总质量小于质子的总质量
答案:A
3.道尔顿的原子学说曾经起了很大作用,他的学说中,包含有下述三个论点:
①原子是不能再分的粒子。②同种元素的原子的各种性质和质量都相同。③原子是微小的实心球体。
从现代的观点来看,你认为这三个论点中不正确的是( )
A.只有③ B.只有①③ C.只有②④ D.①②③
[小结]本节课我们重点讲解了核素、同位素的概念,以及元素相对原子质量的计算方法等知识。
[布置作业]习题二、1、2,三、6
[参考练习]
1.在过氧化钠中含有,各数字所表示的意义是:16 、8 、2- 、
2 、-1 。
答案:氧原子质量数;氧原子的核电荷数(或质子数);过氧离子带2个单位负电荷;氧原子数;氧元素化合价。
2.物质的量相同的H2O和D2O相比较,所含氧原子数之比为 ,式量之比为 ,质量之比为 ;与足量钠反应,放出的气体在标况下的质量之比为 。
答案:1∶1 9∶10 9∶10 1∶2
3.元素X的一种同位素X,元素Y的一种同位素为Y,已知a>c,b>d,则元素X和Y的相对原子质量的大小关系为 。
解答:因一种元素的相对原子质量和该元素的几种同位素的相对原子质量及含量有关。a>c,b>d只能说明X比Y的相对原子质量大,但不能说明X元素和Y元素相对原子质量的大小关系,故答案不能确定。
●板书设计
第三节 元素周期表(第三课时)
四、核素、同位素
核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素。
同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
O:O O O
C:C C C
U:U U U
Cl:Cl、Cl
五、元素的相对原子质量
A=A1×a1%+A2×a2%+……
A表示某元素的相对原子质量
A1、A2……为同位素的相对原子质量
a1%、a2%……为同位素的原子百分数或同位素原子的物质的量分数
●教学说明
本节课设计的主要结构是:(从初中学过的相对原子质量的知识进行)激疑;(通过所学的新知识进行)析疑;(新旧知识结合而最终)解疑。
本课时的内容是建立在初中所学相对原子质量、元素等概念的基础上的,课上采取启发、诱导、探究、比较等教学方法,旨在培养学生的科学思维能力,并激发他们的学习兴趣,让他们在学习的过程中真正明白:高中知识是对初中知识的延伸和发展,也使他们的认识得以深化,并达到温故而知新的教学目的。
课上最好能有时间介绍张青莲教授的事迹及元素相对原子质量测定的有关知识。这样,既可以激发学生的求知欲望,又可扩大他们的视野。
-1
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—1—★第二课时
[复习提问、投影]
在下列物质中:①CH3COOH ②HCl ③NaOH ④Cu(OH)2 ⑤AgCl ⑥Na2CO3 ⑦C2H5OH ⑧H2O ⑨SO2⑩Fe
1.属于强电解质的是____________
2.属于弱电解质的是____________
3.属于非电解质的是____________
4.溶液中主要以离子形式存在的是____________
[小结]电解质和非电解质是据化合物在溶于水或受热熔化时能否电离来划分的,能否导电只是能否电离的表现形式。强电解质和弱电解质是根据电解质在水溶液中电离程度来划分的,与物质的溶解性无必然联系。
[引入]因电解质溶于水可电离成为离子,所以电解质在溶液里所起的反应实质上是离子间的反应。
[板书]三、离子反应
1.离子反应:有离子参加的反应。
[演示实验1—2并投影]填写实验报告:
[设问]1.BaCl2溶液能与CuSO4溶液反应而NaCl溶液却不能,试分析原因。
2.在实验“2”的滤液中存在大量的Cl-和 Cu2+,能否用实验证明 请简单设计。
[分析]上述实验“2”与“3”的反应本质:
②BaCl2溶液与CuSO4溶液混合
反应本质:Ba2++SO2-4=====BaSO4↓
③CuCl2溶液与AgNO3溶液混合
反应本质:Ag++Cl-=====AgCl↓
[小结]上述用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子叫做离子方程式。
[板书]2.离子方程式
3.离子方程式的书写:“写、拆、删、查”四个步骤。
[讲解]①“写”,例:BaCl2+CuSO4=====BaSO4↓+CuCl2
②“拆”,Ba2++2Cl-+Cu2++SO2-4=====BaSO4↓+Cu2++2Cl-
注意:易溶于水且易电离的物质写成离子形式,其他物质写化学式。如单质、沉淀、气体、难电离物质、氧化物等。
③“删”,删去两边没反应的离子,即为:Ba2++SO2-4=====BaSO4↓
④“查”,检查方程式两边各元素、原子个数和电荷数是否守恒。
[思考]你认为在书写离子方程式的四步中,哪一步最困难,需多留意
[小结]四步中,“写”是基础,“拆”是关键,“删”是途径,“查”是保证。
既然拆是关键,拆时应注意作出准确判断,易溶、易电离物质应拆,难溶、难电离物质仍写化学式。
[练习]完成下列反应的离子方程式(分三组)。
①HCl+NaOH ②H2SO4+KOH ③HNO3+Ba(OH)2
[小结]三个反应的离子方程式均为:H++OH-====H2O,这说明该离子方程式可以表示不同物质间的相互反应。
[板书]4.离子方程式的意义
[讲解]不仅可表示一定物质间的反应,而且可表示所有同一类型的反应,如上述三个中和反应。离子方程式H++OH-=====H2O表示了反应的本质。
[设问]是否所有的中和反应的离子方程式都可表示为:H++OH-=====H2O
[投影]完成下列反应的离子方程式(分三组):
①Cu(OH)2+HCl ②CH3COOH+KOH ③Ba(OH)2+H2SO4
[讲述]上述三个反应的离子方程式分别为:
Cu(OH)2+2H+=====Cu2++2H2O [Cu(OH)2——难溶碱]
CH3COOH+OH-=====CH3COO-+H2O (CH3COOH——难电离物)
Ba2++2OH-+2H++SO=====BaSO4↓+2H2O
[引导]通过上述比较可知,H++OH-=====H2O这一离子方程式表示的是什么样的中和反应
[小结]强酸+强碱 可溶性盐+水的反应的本质为H++OH-=====H2O
[提问]上述离子反应发生后,溶液中各离子的数目有何变化 (总有离子的减少)
[归纳]离子反应的实质就是通过反应使某些离子的数目明显减少的过程。
[讨论]哪些因素可以使离子数目明显减少
[板书]5.离子反应发生的条件:生成难溶物、难电离物质或挥发性物质。
[思考 ]Fe+CuSO4反应的本质是什么 用离子方程式表示。(Fe+Cu2+=====Fe2++Cu)
[小结]反应后Cu2+明显减少或者反应完。因此,溶液中进行的氧化还原反应也是离子反应。
[总结]本节学习了离子反应及其表示形式,离子方程式的书写、意义,还有离子反应发生的条件,其中离子方程式的书写是一难点,又是重要的化学用语,能够正确书写离子方程式,将为化学学习带来众多方便。希望同学们多练。
[布置作业]1.用离子方程式表示检验碳酸盐的化学反应原理。
2.课后习题
[板书设计]三、离子反应
1.离子反应:有离子参加的反应。
2.离子方程式
3.离子方程式的书写:“写、拆、删、查”四个步骤
4.离子方程式的意义
5.离子反应发生的条件:生成难溶物、难电离物或易挥发性物。
[教学设计说明]本节概念多且抽象难懂,重点是离子反应,而电解质、强弱电解质的概念又是研究离子反应的基础,为了顺利有效地完成教学目标,本节课设计突出了以下几点:
1.遵循由感性 实践的认知规律,在教学中注重实验,通过对实验现象的观察、分析形成理论,运用理论知识去解决实际问题,从而进一步理解概念。
2.教学方法上采用多演示,多启发,多对比,多讨论,讲练结合。
①多演示:通过实验强化实验的功能,提高学生观察分析问题的能力。
②多启发:提出富有启发性的问题,以激发学生积极思考,培养其思维能力。
③多对比:如电解质与非电解质,强弱电解质,不同的中和反应等都进行了对比,以加深学生对概念的理解和掌握。
④多讨论:通过讨论可以促进学生之间的交流与合作,充分发挥学生的主观能动性,使学习变被动为主动。
⑤多训练:教学中及时安排针对性练习,以巩固和强化所学知识,提高学习效率。
3.教学中有意设计一些发散性和探讨性的问题。如:如何用实验证明溶液的Cl-和Cu2+ 弱电解质的电离方程式怎样写 其目的是为了加强知识的综合运用能力,培养敢于探索的学习精神。★第二课时
[复习练习]
[投影]1.在标准状况下,2 mol CO2的体积是多少 44.8 L H2的物质的量是多少 它们所含的分子数是否相同
2.在标准状况下,若两种气体所占体积不同,其原因是 ( )
A.气体性质不同 B.气体分子的大小不同
C.气体分子间平均距离不同 D.气体的物质的量不同
[引言]在以前的学习中,我们知道了物质的量与质量及粒子个数的关系,上节课我们又学了气体摩尔体积和阿伏加德罗定律,大家能否找出这些量之间的相互关系呢
[学生活动]
[教师指导并最后归纳]
[讲解]我们知道物质的量是联系质量和粒子集体的桥梁,也是与气体的体积密切相关的物理理,以此为中心,我们可得出以下关系:
[板书]
[讲解]根据我们上节课讲过的内容,大家想想在m与V,M与Vm之间又有着什么样的关系呢
[大家讨论]
[结论]Vm·ρ=M Vρ=m
[把上列关系补充在上面所写的关系网中]
[过渡]下面我们就在熟悉以上各量之间关系的基础上,重点学习有关气体摩尔体积的计算。
[板书]二、有关气体摩尔体积的计算
[投影]例1.标准状况下,2.2 g CO2的体积是多少
[分析]要知道CO2在标准状况下的体积,必须用到标准状况下的气体摩尔体积,这需要气体的物质的量做桥梁。根据我们上面对各量关系的讨论,可进行如下计算:
解:n(CO2)==0.05 mol
因为在标准状况下Vm=22.4 L·mol-1
所以0.05 mol CO2在标准状况下的体积为:
V(CO2)=n(CO2)Vm=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L
答:在标准状况下,2.2 g CO2的体积为1.12 L。
例2.在标准状况下,测得1.92克某气体的体积为672 mL。计算此气体的相对分子质量。
[学生先思考并计算,教师巡看,然后视具体情况进行分析,总结]
[分析]物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量在数值上是相等的。因此,要求某物质的相对分子质量,首先应计算出该物质的摩尔质量。据M=ρVm可以求出:据M=也可以求出结果。
[解法一]解:在标准状况下,该气体的密度为:
ρ==2.86 g·L-1
标准状况下 Vm=22.4 L·mol-1
则该气体的摩尔质量为:
M=ρVm=2.86 g·L-1×22.4 L·mol-1=64 g·mol-1
即该气体的相对分子质量为64。
[解法二]解:标准状况下,该气体的物质的量为:
n===0.03 mol
摩尔质量为:
M===64 g·mol-1
即气体的相对分子质量为64。
答:此气体的相对分子质量为64。
[请大家下去以后考虑该题是否还有其他解法]
[投影]
[补充思考]现有3.4 g H2S和0.1 mol HBr气体。
(1)不同条件下,哪个分子数较多
(2)相同条件下,哪个该用较大的容器装
(3)不同条件下,哪个质量大 大多少
(4)哪个所含H原子的物质的量多 多多少
(5)其中含S和Br各多少克
[解答](1)条件不同时,例如改变压强或温度,只能改变气体的体积,改变不了分子的数目,因为两者均为0.1 mol,所以两者分子数目相等。
(2)相同条件下,物质的量相同的气体体积相同,所以应用一样的容器装。
(3)不同条件下,只改变聚集状态不改变其质量。0.1 mol HBr的质量=0.1 mol×81 g·mol-1
=8.1g,比H2S多4.7克。
(4)H2S含的H比HBr多0.1 mol。
(5)S为3.2 g,Br为8 g。
[小结]有关物质的量之间的换算,必须熟悉各量之间的关系,对气体进行的计算,尤其要注意外界条件,对于同一个问题,可通过不同途径进行解决。
[板书设计]
二、有关气体摩尔体积的计算
[教学说明]涉及物质的量的计算,概念较多,而概念的清晰与否,直接影响到解题的质量,所以,采取边学边练习、边比较的方法可以增强学生掌握知识的牢固程度。第二节 卤族元素
●教学目标
1.使学生掌握卤族元素性质变化的规律。
2.使学生了解可逆反应的涵义。
3.使学生对卤化银的性质、用途及碘与人体健康等知识有一个大致印象。
4.通过对卤素结构、性质的对比,培养学生比较、分析、归纳问题的能力。
5.认识卤素的一些特殊性质。
●教学重点
卤素性质的相似性与递变性及与原子结构的关系。
●教学难点
通过卤素性质的比较,总结出性质的递变规律。
●课时安排
第一课时:卤素的物理性质及卤素与氢气、水的反应。
第二课时:卤素单质间的置换反应,卤化银和碘化合物的知识。
●教学用具
第一课时:投影仪、保存少量液溴的试剂瓶、封有碘的玻璃管、I2固体、溴水、碘水、酒精、CCl4溶液、酒精灯、试管夹、火柴。
第二课时:投影仪、溴水、碘水、KI溶液、氯水、NaBr溶液、NaCl溶液、CCl4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3、淀粉液、胶头滴管。
●教学过程
★第一课时
[引入课题]上节课我们学习了有关氯气的性质,知道构成氯分子的氯原子最外层有7个电子,在自然界存在的元素中,还有另外四种元素原子的最外层电子数也是7,它们是氟、溴、碘、砹,我们把这些原子最外层电子数均为7的元素称为卤族元素,简称卤素。
[板书]第二节 卤族元素
[讲解]我们知道,元素的性质与原子的结构有密切的联系。下面我们来分析卤素原子结构上的异同点。
[投影]卤素的原子结构
[讲解]卤族元素中的砹是放射元素,在中学阶段不讨论。
[学生分析、比较]
[板书]卤素原子结构的异同。
相同点:最外层均有7个电子
不同点:(1)核电荷数不同,(2)电子层数不同,(3)原子半径不同。
[过渡]卤素原子结构上的这种相似性与递变性,是如何反映在元素性质上的呢 下面,我们就来学习卤族元素的性质。
[板书]一、卤素单质的物理性质
[教师]请大家根据表4—1,总结出卤素单质在颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等各方面的递变规律。
[学生总结]
[板书]颜色:浅 深
状态:气 液 固
密度:小 大
熔沸点:低 高
在水中的溶解性:大 小
[设问]Cl2、Br2、I2等单质在水中的溶解度很小,若想要制得Cl2、Br2、I2的浓度较大的溶液有没有其他办法呢
[教师]答案是肯定的,我们可以用改变溶剂的办法来达到目的。
[演示实验]1.I2加入水中,I2加入酒精中。
2.在溴水和碘水中分别加入CCl4,振荡。
[注意引导学生观察溶液的颜色变化及分层情况]
[讲解]由上面的实验可知,卤素单质不易溶于水,但却溶于酒精和CCl4溶液中,除此之外,它们还易溶于苯、汽油等有机溶剂中,其中I2在CCl4中显紫色,Br2在CCl4中呈橙红色,与水混合分层时,CCl4因密度大位于下层。
溴和碘除了遵循上述规律外,还有其各自的特性。
[板书]Br2、I2的特性
[展示盛有少量液溴的试剂瓶]
[讲解]在盛有少量液溴的试剂瓶中,充满了红棕色的溴蒸气,说明溴是一种易挥发的液体,保存时应密闭。又因为溴在水中的溶解度不大,所以保存少量溴时,可在试剂瓶中加入少量的水,以减少溴的挥发。
[演示实验4—8,碘的升华]
[讲解]碘受热易升华的这个性质,可以帮助我们从I2和其他物质的混合物中分离出来。如分离I2和NaCl的固体混合物时,可用加热的方法。
[过渡]卤素单质的物理性质随着核电荷数的递增而呈现出一定的变化规律,那么,它们的化学性质是否也有着同样的相似性和递变性呢
[板书]二、卤素单质的化学性质
[讲解]元素的性质,决定于原子的结构,卤素原子的最外层电子数均为7,决定了他们的化学性质上的相似性(元素的化学性质主要决定于其原子的最外层电子数),但原子半径的不同,又导致了它们性质上的差异性。
从结构上看,它们均易得一个电子形成X-而显氧化性,根据其得电子的难易程度,可预测出单质氧化性强弱的顺序如何呢
[学生回答]氧化性强弱顺序应为
F2>Cl2>Br2>I2
[过渡]事实是否是这样的呢 下面我们以卤素单质和氢气的反应为例,来进行分析。
[板书]1.卤素与氢的反应
[教师]请大家参考课本有关内容,填写下表:
[投影]卤素单质与氢气的反应
名称 反应条件 方程式 生成氢化物的稳定性
F2 冷暗处爆炸 H2+F2====2HF HF很稳定
Cl2 光照 H2+Cl2=====2HCl HCl稳定
Br2 高温 H2+Br2======2HBr HBr较不稳定
I2 高温、持续加热 H2+I2======2HI HI很不稳定
[讲解]分析上表可知,卤素和H2的反应可用通式H2+X2====2HX来表示,反应时按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,反应条件越来越苛刻,反应程度依次减弱,形成的卤化氢的稳定性也依次减弱,与我们的推测相符。
[板书]H2+X2=====2HX(X=F、Cl、Br、I)
[讲解]其中H2与I2的反应不同于我们以往学过的化学反应,它的特点是在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行,我们把这样的反应叫可逆反应。
[板书]可逆反应:同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
[投影练习]
判断下列各对反应是否为可逆反应。
(1) (×)
(2) (√)
[过渡]在前面我们曾经学过,Cl2可与水微弱反应生成HCl和HClO,其他卤素单质和水反应时,情况是否一样呢
[板书]2.卤素与水的反应
[教师]分析卤素原子的结构可知,卤素原子的性质具有相似性,请大家根据Cl2与水的反应,写出其他卤素单质与水反应的化学方程式,并预测其与水反应程度的强弱。
[学生活动,教师巡视]
[讲解]除F2外,卤素单质均可与水反应生成氢卤酸与次卤酸,F2是所有非金属单质中氧化性最强的,可与水剧烈反应生成氢氟酸和氧气,它们与水反应的方程式如下表示:
[板书]X2+H2O=====HX+HXO(X2=Cl2、Br2、I2)
2F2+2H2O=====4HF+O2
[结论]F2、Cl2、Br2、I2与水反应的程度依次减弱。F2和水的反应比较特殊,这提醒我们在学习的过程中,除了注意一般规律以外,还要注意一般之中有特殊。
[投影]思考题:1.分析F2与水反应中的氧化剂和还原剂,并比较F2与O2的氧化性强弱。
2.Cl2除了能与H2和水反应外,还能与金属和碱反应。想一想,其他卤素单质是否具有这两点性质。
[小结]卤素单质随着原子核电荷数的递增,在物理性质和化学性质方面,均表现出一定的相似性和递变性。但一般之中有特殊。
[投影]课后练习:
实验室洗刷仪器时,对做过碘升华实验的烧杯壁上残留的碘,可用 _____________洗涤;对制Cl2用的烧瓶底部沾有的MnO2固体,可用_______________________洗涤;对玻璃仪器上沾有的铁锈,应用_________洗涤。
[板书设计] 第二节 卤族元素
卤族元素原子结构的异同:
相同点:最外层均有7个电子
不同点:(1)核电荷数不同,(2)电子层数不同,(3)原子半径不同。
一、卤素单质的物理性质
颜色:浅 深
状态:气 液 固
密度:小 大
熔沸点:低 高
在水中的溶解性:大 小
Br2、I2的特性:
二、卤素单质的化学性质
氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
1.卤素与氢的反应
H2+X2=====2HX (X=F、Cl、Br、I)
可逆反应:同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
2.卤素与水的反应
X2+H2O====HX+HXO (X=Cl、Br、I)
2F2+2H2O====4HF+O2
高温、高压
催化剂
高温、高压
催化剂
2SO3=========2SO2+O2
2SO2+O2=========2SO3
点燃
通电
2H2+O2======2H2O
2H2O======2H2↑+O2↑
500℃
光第三节 无机非金属材料(第二课时)
[引言]上节课,我们学习了几种硅酸盐材料。最初,无机非金属材料主要是硅酸盐材料,所以,硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。这一节课来认识几种新型无机非金属材料。
[板书]二、新型无机非金属材料
[问]为什么要叫新型无机非金属材料呢?
[生]为了与传统无机非金属材料相区别。
[问]传统无机非金属材料有什么特点?
[生]传统无机非金属材料具有抗腐蚀、耐高温的优点,但也有质脆、经不起热冲击的弱点。
[师]传统无机非金属材料与现在所用的许多金属材料相比,有许多独特的优势,这使得很多行业的科学家都对它情有独钟,然而,它的弱点的存在,又使它的应用范围受到了一定的限制。为此,科学家们进行深入的研究和探索,并进行了反复的实验,随之而来的便是多种多样具有特殊性能的新型无机非金属材料的问世,那么,新型无机非金属与传统的无机非金属材料相比有哪些特性呢
请同学们阅读教材P152相关内容,总结回答。
[学生阅读]
[板书]新型无机非金属材料的特性
[学生阅读后总结]
[教师板书](1)能承受高温,强度高
(2)具有电学特性
(3)具有光学特性
(4)具有生物功能
[过渡]随着人类社会和科学技术的发展,新型无机非金属材料的应用将越来越广泛,品种也越来越丰富。下面,我们简单介绍其中的两种——高温结构陶瓷和光导纤维。
[板书]1.高温结构陶瓷
[师]结构材料,是指利用其强度、硬度、韧性等机械性能制成的各种材料。以往用的最多的结构材料是金属。但现在,它却逐渐让位于高温结构陶瓷,为什么会这样呢 请大家阅读课本P153有关内容回答。
[生]因为高温结构陶瓷具有能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点,作为高温结构材料非常合适,而金属材料易受腐蚀,在高温时不耐氧化,不适合在高温时使用。
[师]很好,下面我们就以实例来进行说明。
[板书](1)透明陶瓷
[师]看了这个标题,大家也许会觉得奇怪,因为我们平常见的都是不透明的陶瓷呀!如缸、碗、碟等。这透明的陶瓷,真的有吗
[展示高压钠灯]看。这是高压钠灯,其灯管就是由透明的氧化铝陶瓷做的。
[板书]氧化铝陶瓷
[师]高压钠灯是发光效率很高的一种电光源,光色金白,在它的灯光下看物清晰,不刺眼。平均寿命长达1万小时~2万小时,比高压汞灯寿命长2倍,高过白炽灯的寿命10倍,是目前寿命最长的灯。
早在30年代初,人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源,但一直到1960年,高压钠灯才呱呱坠地,后经不断发展改进,才得以实际应用。
[问]为什么从知道钠蒸气放电到高压钠灯的使用经过了二十几个年头呢 请大家看下面资料,结合课文,分析思考并回答。
[投影展示]钠蒸气放电会产生超过1000℃的高温;钠蒸气有强烈的腐蚀作用。
[生]甲:普通玻璃灯管承受不了钠蒸气放电产生的高温,此时普通玻璃要软化。
乙:钠属于碱金属元素,性质很活泼,腐蚀性强,因此很难找到合适的灯管材料。
丙:氧化铝材料陶瓷能承受高温,又耐腐蚀,那么,是不是氧化铝陶瓷发明得晚,或者说科学家们正是为了解决这个问题才开始研究氧化铝陶瓷的呢
……
[师]大家的推理很合逻辑,而且确实是以上原因,透明氧化铝陶瓷的熔点高达2050℃,能在1600℃的环境里不受钠蒸气腐蚀,它是1957年诞生的,它可以通过95%的光线。
[师]氧化铝陶瓷除了用作高压钠灯的灯管外,还有许多其他用途,请大家阅读有关内容,并填写下表。
[投影展示]氧化铝陶瓷
特点 用途
熔点高 坩埚、高温炉管
硬度大 刚玉球磨机
透明、耐高温 高压钠灯灯管
[以上问题可由学生口答]
[师]透明氧化铝陶瓷所用原料及工艺要比其他氧化铝陶瓷高,有关氧化铝更多的知识,大家课后可参考课本资料内容。
[过渡]假如一辆普通的汽车在沙漠里行驶,在汽车零件不坏的情况下,最怕遇到的问题是什么
[生]是缺水。
[问]汽车行驶时,为什么经常要加水
[生]是为了散热,因为汽车的发动机多是由金属制作,它们在高温时容易损坏,必须用水来冷却。
[师]很正确。这样当汽车行驶在沙漠里时,若无足够的水,就很容易使发动机损坏而抛锚,那么,有没有更好的办法来解决这个问题呢 此时,陶瓷发动机可以帮我们解决后顾之忧。
[板书](2)陶瓷发动机
[师]可用于制造发动机的陶瓷有氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷。我们主要介绍一下氮化硅陶瓷。
[板书]氮化硅陶瓷
[师]既然陶瓷发动机能克服传统发动机的缺点,请大家预测氮化硅的性质。
[生]应该是耐高温、抗氧化、耐腐蚀。
[师]预言是否正确呢 请大家阅读课本P153验证并总结氮化硅陶瓷的特点和用途。
[生]氮化硅陶瓷硬度大,本身具有润滑性,耐磨损,抗腐蚀,抗氧化,能抵抗冷热冲击,可用来制造轴承、汽轮机叶片、永久性模具、机械密封环等机械构件,还可以用来制柴油机。
[师]总结得很好。那么用氮化硅陶瓷制作的发动机,与传统发动机相比,有什么优越性呢
请大家看以下资料:
[投影展示]陶瓷发动机的优点
a.陶瓷的耐热性好,可以提高发动机的工作温度,从而使发动机效率大大提高,可比目前作为其制造材料的镍基耐热合金的发动机效率提高30%左右。
b.工作温度高,可使燃料充分燃烧,排出废气中的污染成分大大减少。这不仅降低了能源消耗,而且减少了环境污染。
c.陶瓷的热传导性比金属低,这使发动机的热量不易散发,可节省能源。
d.陶瓷具有较高的高温强度和热稳定性,这可延长发动机的使用寿命。
[师]用陶瓷制造燃气轮机,不但有利于提高工作温度、降低燃料的消耗,而且陶瓷原料供应丰富,不存在资源紧缺问题。用陶瓷代替镍基、钴基等耐热合金,成本可降低到原来的1/30。
我国在“七五”期间(1986~1990年),有数十个单位在国家科委的组织下,协同攻关,研制成一系列陶瓷发动机的关键零部件,并装配成发动机。不仅顺利通过了台架试验,而且在大型公共汽车上完成了上海与北京间的往返装车路试,使我国成为世界上少数几个有能力进行陶瓷发动机装车路试的国家之一。这种由陶瓷部件装配的发动机,燃油效率高,无需水冷却系统,特别适用于沙漠地区等恶劣环境。该机已进入西北沙漠地区进行性能考核。我国科学家还将研制工作温度更高的陶瓷燃气轮机,他们正在为攻克陶瓷发动机难关而不懈地努力着。
另外,氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷因为硬度高(其硬度仅仅次于金刚石)而可作刀具适合于切削难加工的金属材料,且耐热性和化学稳定性均大大高于金刚石。
新型结构陶瓷除上述所介绍的之外,还有很多品种,如碳化硼陶瓷、氧化锆陶瓷、钠米陶瓷等等,它们广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航事业等方面。
[过渡]下面,我们来介绍另一类新型无机非金属材料——光导纤维。
[板书]2.光导纤维
[师]光导纤维,简称“光纤”,就是一种能利用光的全反射作用来传导光线的透明度极高的玻璃细丝。如果将许多根经过技术处理的光纤绕在一起,就得到我们常说的光缆。
[演示]光导纤维玩具传递光的现象。
[师]光导纤维是用石英玻璃制造的,制作时需要较高的技术,它传导光的能力非常强。如1000米长的单模光纤,重量只有27克,传送波长为1.55微米的激光时,每传播1000米,光能的损耗不到0.2分贝。若利用光缆通讯,能同时传输大量信息。
[板书](1)光导纤维在通讯技术中的应用
那么,光纤通信较之普通电缆通信有哪些优点呢 请大家阅读课本P153有关内容,进行回答。
[生]光纤通信的优点有:
a.信息容量大,一条光缆通路可同时容纳10亿人通话,也可同时传送多套电视节目。
b.光纤的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质量高,能防窃听。
c.光缆质量小而且细,不怕腐蚀,铺设方便。
[师]除上述优点外,光纤通信还有损耗低,适合远距离信息传输等优势。
其实,目前的光纤通信还不是真正的光通信,那么,什么是真正的光通信呢 请大家看下列资料。
[投影展示]真正的光通信时代
目前的光纤通信,是把声音或图象通过电话机或电视摄像机变成电信号,再通过光调制机对激光光源进行调制,把电信号变成光信号,由光导纤维传送到接收端,接收端的激光接收机通过光电转换器,把光信号还原成电信号,进入电话机或电视机,重现发送的声音或图象。未来的光纤通信,可以不用电信号,而是将声音或图象直接转换成光信号用光纤进行传输,电只是作为能源加以使用。到那时电话、电报、电视等电通信方式将变成“光话”“光报”“光视”等光通信方式,人类将进入一个无限美好的真正的光通信时代
[过渡]光导纤维不但是通信技术中的重要材料,还是医生的得力助手。
[板书](2)光导纤维在医学上的应用
[师]目前在医学领域,普遍使用着一种连接着许多光纤的胃镜,光纤胃镜的光源是在体外由光纤传进去的,它不产生热辐射,能减轻病人的痛苦。在光导纤维的一头装着精致小巧的微型镜头,可将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示在屏幕上。
光导纤维在医学上的另一个重要应用是通过微细的光纤将高强度的激光输入人体的病变部位,用激光来切除病变部位。这种“手术”不用切开皮肤和切割肌肉组织,而且切割部位准确,手术效果好。
除此以外,光导纤维还可用于信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等许多方面。
[小结]以上我们所讲述的,只不过是新型无机非金属材料中的点滴,在此领域中,还有许许多多的已知和未知等待我们去了解和发掘。目前,科学家们对材料的研究已由宏观进入微观。人类智慧的力量是伟大的,希望你们现在能好好学习,并在将来能有机会在材料研究的天空里大显身手,为人类最终摆脱对天然材料的依赖而作出贡献!
[布置作业]结合本节课的内容,写一篇有关“化学与社会”的小论文。
●板书设计
第三节 无机非金属材料(第二课时)
二、新型无机非金属材料
新型无机非金属材料的特性
(1)能承受高温,强度高
(2)具有电学特性
(3)具有光学特性
(4)具有生物功能
1.高温结构陶瓷
(1)透明陶瓷
氧化铝陶瓷
(2)陶瓷发动机
氮化硅陶瓷
2.光导纤维
(1)光导纤维在通讯技术中的应用
(2)光导纤维在医学上的应用第二节 离子反应
●教学目标
1.使学生了解电解质、强电解质和弱电解质的概念。
2.使学生理解离子反应和离子方程式的含义。
3.使学生理解离子反应发生的条件和离子方程式的书写方法。
4.培养学生通过实验探究问题、分析问题、归纳问题的能力。
●教学重点
电解质、强弱电解质、离子反应和离子反应方程式的书写。
●教学难点
离子反应方程式的书写方法。
●课时安排
共2课时
●教学方法
实验、讨论、设疑、讲解等。
●教学准备
电解质溶液导电性实验的仪器和装置。试管、胶头滴管、烧杯、量筒、铁架台、漏斗、玻璃棒、滤纸。
0.1 mol·L-1的HCl、NaOH、NaCl、NH3·H2O、CH3COOH溶液。
1 mol·L-1的BaCl2溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液、稀HNO3。
●教学过程
★第一课时
[引入]回顾化学反应的分类知识。
[投影]

[小结]化学反应从不同的角度可以有不同的分法,今天我们学习离子反应。
[板书] 第二节 离子反应
[提问]下列物质中哪些能导电 为什么能导电
盐酸、NaOH溶液、NaCl固体、石墨、蔗糖溶液、酒精溶液、K2SO4溶液、Cu。
[小结]①石墨、铜能导电,因为其中有自由移动的电子存在。
②盐酸、NaOH溶液、K2SO4溶液能导电,因为它们的溶液中有自由移动的离子存在。
[追问]在盐酸、NaOH溶液、K2SO4溶液里的自由移动的离子是怎样产生的 可通过什么方法证明溶液中存在离子
[小结]①电离产生,其过程可用电离方程式来表示。
②可通过溶液导电性来检验。
[思考]物质在什么情况下可以电离呢
[板书]一、电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物,如酸、碱、盐等。
非电解质:在水溶液里和熔化状态下都不导电的化合物,如蔗糖、酒精等。
[讲解]电解质、非电解质是根据物质在一定条件下能否导电对化合物的一种分类。
[讨论]下列物质中哪些是电解质
Cu、NaCl固体、NaOH固体、K2SO4溶液、CO2、蔗糖、NaCl溶液、H2O、酒精。
[小结]应注意以下几点:
①电解质应是化合物。而Cu则是单质,K2SO4与NaCl溶液都是混合物。
②电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物。而CO2能导电是因CO2与H2O反应生成了H2CO3,H2CO3能够电离而非CO2本身电离。所以CO2不是电解质。
③酸、碱、盐、水是电解质,蔗糖、酒精为非电解质。
[设问]相同条件下,不同种类的酸、碱、盐溶液的导电能力是否相同
[演示实验1—1]观察:五种电解质溶液的导电性是否相同 并分析结果。
(结果:相同条件下,不同种类的酸、碱、盐溶液的导电能力不相同)
[讲述]电解质溶液导电能力的大小决定于溶液中自由移动的离子的浓度和离子所带电荷数。而当溶液体积、浓度和离子所带的电荷数都相同的情况下,取决于溶液中自由移动离子数目,导电能力强的溶液里的自由移动的离子数目一定比导电能力弱的溶液里的自由移动的离子数目多。
比较以上五种溶液,显然,在CH3COOH、NH3·H2O溶液中的自由移动离子数目较少。
[设问]溶液中自由移动的离子多少跟什么因素有关 (电解质的电离程度)
[板书]二、强电解质和弱电解质
[阅读]
[图示]NaCl、CH3COOH在水中的溶解和电离情况。
[板书]1.强电解质:在水溶液中全部电离成离子的电解质。如NaCl、NaOH等(写出电离方程式)
2.弱电解质:在水溶液中只一部分电离成离子的电解质。如NH3·H2O、CH3COOH等。
3.强弱电解质的区别。
[投影]强弱电解质的比较
(讨论后填表)
强电解质 弱电解质
电离程度 完全 部分
溶液里粒子 水合离子 分子、水合离子
同条件下导电性 强 弱
物质类别 强碱、强酸、大多数盐 弱碱、弱酸、水
化合物类型 离子化合物、某此共价化合物 某些共价化合物
[讨论]BaSO4、CaCO3、AgCl等难溶于水的盐是否属电解质 CH3COOH易溶,是否属强电解质
[小结]BaSO4、CaCO3、AgCl虽然难溶,但溶解的极少部分却是完全电离,所以它们为强电解质H3COOH体易溶于水,但它却不能完全电离,所以属弱电解质。因此,电解质的强弱跟其溶解度无必然联系,本质区别在于它们在水溶液中的电离程度。
[思考]利用溶液导电性装置进行实验,向盛有稀H2SO4的烧杯中逐滴加入Ba(OH)2溶液,能观察到什么现象 加以解释,写出有关的反应方程
[分析]随着Ba(OH)2溶液的逐滴加入,灯泡将会由亮 渐暗 熄灭 渐亮,反应为:Ba(OH)2+H2SO4=====BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,离子浓度将会怎样变化呢
[投影总结]
[布置作业]复习、预习
[板书设计] 第二节 离子反应
一、电解质和非电解质
1.电解质:在水溶液里或熔化状态下能导电的化合物。如酸、碱、盐等。
2.非电解质:在水溶液里和熔化状态下都不导电的化合物。如蔗糖、酒精等。
二、强电解质和弱电解质
1.强电解质:在水溶液中全部电离成离子的电解质。如NaCl、NaOH等。
2.弱电解质:在水溶液中只一部分电离成离子的电解质。如NH3·H2O、CH3COOH等。
3.强弱电解质的区别。
[探讨]弱电解质溶于水的电离方程式如何表示 ★第二课时
[引入]“学无止境”,不断的探索和研究是我们永远的追求。下面我们继续研究氧化还原反应。
[讨论]从得失氧角度分析,H2+CuO===H2O+Cu是氧化还原反应,那么,在此氧化还原反应前后元素化合价有何变化 它与氧化、还原的关系是什么
[结论]
CuO+H2====Cu+H2O
[练习]2CuO+C====2Cu+CO2↑ H2O+C====H2+CO
[板书]二、氧化还原反应
失电子 化合价升高 氧化反应
得电子 化合价降低 还原反应
[归纳]凡有化合价升降的反应就是氧化还原反应。
[投影]
①S+O2=====SO2
②2Na+Cl2=====2NaCl 均属氧化还原反应
③H2+Cl2=====2HCl
[设问]为什么氧化还原反应前后元素化合价会发生变化 其本质原因是什么
[分析]化合价变化的本质是因为电子发生了转移。以上述反应②为例
2Na+Cl2====2NaCl
形成过程:
[小结]形成离子化合物时,某元素原子失电子,则化合价升高,某元素原子得电子,则化合价降低。
再以反应③为例:H2+Cl2======2HCl
氢气氯气化合时没有发生电子的得失,氢氯两原子通过共用电子对结合成共价化合物的分子由于原子吸引电子的能力有差别,造成共用电子对的偏移,且共用电子对偏向氯原子,偏离氢原子,
被氧化
所以 (对立统一)
被还原
[小结]形成共价化合物时,共用电子对偏离某元素原子,该元素化合价升高被氧化,反之,被还原。
[结论]化合价变化的本质——电子转移(得失或偏移)。
[板书]有电子转移(得失或偏移)的化学反应。
[投影]对氧化还原反应的认识。
氧化反应 还原反应 氧化还原反应
从得失氧角度 物质得氧的反应 物质失氧的反应 得失氧的反应
从元素化合价升降角度 物质所含元素化合价升高的反应 物质所含元素化合价降低的反应 元素化合价有升降的反应
从电子转移角度 失电子(电子对偏离)的反应 得电子(电子对偏向)的反应 有电子转移的反应
[投影]讨论后完成下表:
反应类型 反应实例 是否氧化还原反应 与氧化还原反应的关系
化合反应 3Fe+2O2 ====Fe3O4 是 相关
化合反应 CaO+H2O=====Ca(OH)2 非
分解反应 2H2O=====2H2↑+O2 ↑ 是 相关
分解反应 CaCO3 =====CaO+CO2 ↑ 非
置换反应 Fe+CuSO4 ====Cu+FeSO4 是 从属
复分解反应 NaOH+HCl====NaCl+H2O 非 对立
[板书]氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
[思考]1.为什么置换反应都属于氧化反应 为什么复分解反应均为非氧化还原反应
2.有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应,试述理由。
[总结]1.氧化还原反应的本质是电子转移(得失或偏移),表现为元素化合价的升降,不一定有氧的得失。
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系。
[作业]习题一(1) 习题二① 习题三(3)
[板书设计]二、氧化还原反应
1.氧化还原反应:有电子转移(得失或偏移)的化学反应。
失电子 化合价升高 氧化反应
得电子 化合价降低 还原反应
2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系:
高温
通电
点燃
点燃
点燃
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高温
高温
化合价降低,被还原

0
+2
0
+1

化合价升高,被氧化第一节 钠
●教学目标
1.使学生认识钠是一种很活泼的金属,了解钠的物理性质,掌握钠的化学性质。
2.培养学生根据实验现象探究、分析、推理和判断的能力。
●教学重点
钠的性质。
●教学难点
对实验现象的观察和分析。
●教学用具
学生实验用品(三人一组):钠、玻片、小刀、镊子、滤纸、盛有水的小烧杯、酚酞。
教师演示用品:除学生实验用品外,酒精灯、火柴、石棉网、铁架台(附铁圈)、玻璃钠柱、大头针、带活塞的空塑料瓶。
●课时安排
共1课时
●教学过程
[引言]在人类已发现的一百多种元素中,有一类原子最外层电子数都为1的活泼金属,由于它们的氧化物的水化物都是可溶于水的强碱,因此,又将它们统称为碱金属。
[板书] 第二章 碱金属
[设问]碱金属的家庭成员都有哪些呢 (学生阅读课文有关内容后回答,并写出其元素符号)
[过渡]本节课我们就来讨论碱金属中有代表性的金属——钠。
[板书] 第一节 钠
[实验]请用镊子从你们桌上的试剂瓶中取出一小块钠,并用滤纸吸干表面的液体(注意:不可用手接触),放在玻片上,用小刀切割,请仔细观察其断面处的变化。
[设问]你们看到了什么现象 (钠的银白色的断面很快失去光泽,并变暗)
[展示]用玻管截取的钠的样品。
[设问]为什么在密封的玻管内的钠能保持光亮的银白色,而我们刚才切割的钠却不能呢 (玻管隔绝空气,刚切割的钠却与空气充分接触,说明钠与空气中的物质发生了反应)
[讲解]Na在常温下可被空气中的O2氧化成Na2O,纯净的Na2O是一种白色粉末。
[教师]请大家写出钠和氧气反应生成氧化物(氧化钠)的化学方程式。
(4Na+O2====2Na2O)
[教师]下面我们改变钠与氧气的反应条件,观察现象是否同上。
[演示实验2—2]把钠放在石棉网上加热。
[请一个同学描述所看到的现象](钠燃烧,发出黄色光,生成一种淡黄色固体)
[讲解]我们所能看到的淡黄色固体是过氧化钠(Na2O2)。
请大家写出该反应的化学方程式。(2Na+O2====Na2O2)
[实验]向你们桌上盛水的小烧杯里滴入几滴酚酞,然后投入切下的一小块钠(注意钠块要小,不要用手接触金属钠),并盖上表面皿,观察发生的现象(浮、熔、游、红)。
[教师]请大家根据上述实验现象,讨论以下问题:
[投影]1.钠为什么会浮在水面上
2.钠为什么会熔化成一个小球
3.小球为什么会在水面上游动
4.滴入酚酞后溶液为什么会变色
5.保存钠的无色液体是否是水
[学生讨论及回答]
[教师]通过以上实验及讨论结果,请大家归纳出钠的性质。
[学生回答,教师板书]
[板书]一、钠的性质
1.钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体,热、电的良导体,质软、密度小、熔点低。
2.钠的化学性质
①钠和非金属单质的反应
a.4Na+O2====2Na2O(白色固体)
b.2Na+O2====Na2O2(淡黄色固体)
[设问]钠除了能和前面所述的非金属单质O2反应外,还能和哪些非金属单质反应
(学生回忆初中学过的Na与Cl2的反应)
[讲解]另外,钠还可以和硫单质反应,甚至发生爆炸,生成Na2S。
[板书]c.2Na+Cl2====2NaCl
d.2Na+S====Na2S
[思考]根据Na与O2反应生成Na2O和Na2O2的条件,分析比较Na2O与Na2O2的稳定性。
[结论]Na2O2比Na2O稳定。
[讲解]由刚才Na与水反应后生成的物质可使酚酞变红可知,Na与H2O反应生成了碱,那么,反应生成的气体又是什么呢
[演示实验2—4]用空塑料瓶和带有大头针的胶塞做Na与水反应的实验,并检验生成的气体。
[教师]由实验现象可知,钠与水反应还生成了H2。
[板书]②钠与水的反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
[投影讨论]1.根据以上实验讨论及分析,你觉得钠的化学活性怎样 并与初中所学金属活动顺序表相比照。
2.分析上面各反应中,Na元素化合价的变化,能否从原子结构方面来说明
[结论]1.钠的化学性质非常活泼,与金属活动顺序表相一致。
2.钠在上述反应中,化合价均由0价变为+1价,这是由于钠原子的最外层只有一个电子之故,因此,钠在化学反应中易失电子,具有还原性,是一种强还原剂。
[设问]通过对钠的性质的讨论,并参阅课本有关内容,回答以下问题:
[投影]1.钠元素在自然界中以什么形态存在 为什么 主要存在于哪些物质中
2.怎样保存金属钠 为什么要这样保存
3.钠有哪些用途
[板书]二、钠的存在及用途
[学生回答,投影并板书]1.钠在自然界以化合态存在,主要存在于NaCl、Na2SO4等物质中,由于钠的性质活泼,所以须密闭保存,少量钠保存在煤油中。
2.钠的用途
a.制过氧化物
b.Na—K合金用做原子反应堆的导热剂
c.制稀有金属如Ti、Ta、Ni等
d.制高压钠灯
[小结]钠是一种化学性质活泼的金属,在自然界中以化合态存在,有着广泛的用途。
[布置作业]1.钠能否和CuSO4溶液发生置换反应 说出理由。
2.钠着火以后能否用水来灭火
3.试分析钠在空气中久置所发生的变化及现象。
[板书设计] 第二章 碱金属
第一节 钠
一、钠的性质
1.钠的物理性质
银白色、有金属光泽的固体,热、电的良导体,质软、密度小、熔点低。
2.钠的化学性质
①钠和非金属单质的反应
a.4Na+O2====2Na2O b.2Na+O2====Na2O2
c.2Na+Cl2======2NaCl d.2Na+S====Na2S
②钠与水的反应
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
二、钠的存在及用途
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△★第二课时
[引言]上节课我们认识了元素周期表的结构及科学家们发现元素周期律、编制元素周期表的历程,知道了元素周期表是诸多科学家智慧的结晶。那么,我们如何根据元素周期表中各元素所在位置来认识各元素的性质,从而使我们更好地认识自然,并指导我们的社会实践呢?这就是我们本节课所要讲的主要内容。
[板书]第三节 元素周期表(第二课时)
二、元素的性质与元素在周期表中位置的关系
[师]我们知道,元素在周期表中的位置,由元素原子的结构决定,而元素原子的结构又决定了元素的性质,即元素的性质是元素在元素周期表中的位置的外在反映。下面,我们就从元素的金属性和非金属性、元素的化合价两方面来研究元素的性质与元素在周期表中位置的关系。(中学化学里我们主要研究主族元素)
[板书]1.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系:
[师]请大家根据前面所学元素周期律的知识,回答下列空白:
[投影练习]
(1)电子层数越少→原子半径越 ① →核对电子引力越? ② ?→原子失电子能力越 ③ →得电子能力越 ④ →金属性越 ⑤ 、非金属性越 ⑥ 。
答案:①大 ②弱 ③强 ④弱 ⑤强 ⑥弱
(2)电子层数相同,质子数越多(即原子序数越大) →原子半径越 ① →核对电子的引力越? ② →原子失电子能力越 ③ →得电子能力越 ④ →金属性越 ⑤ 、非金属性越 ⑥ 。
答案:①小 ②强 ③弱 ④强 ⑤弱 ⑥强
(3)元素周期表中:周期序数= ① ;主族序数= ② ;原子序数= ③ 。
答案:①电子层数 ②最外层电子数 ③核内质子数
[师]请大家看下列元素的原子结构示意图。
[投影]
[问]在元素周期表中,它们是否属于同一主族?为什么?
[生]不是。因为它们的最外层电子数不同。
[问]它们是否属于同一周期?为什么?
[生]是。因为它们的电子层数相同。
[问]它们是第几周期的元素?
[生]第三周期!
[师]请大家分析它们的原子结构,判断其金属性与非金属性的强弱。
[生]上述同一周期、不同主族的元素,元素原子核外电子层数虽然相同,但从左到右核电荷数依次增多,原子半径逐渐减少,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强。因此,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
[师]由此,我们可得出如下结论:
[板书](1)同一周期,从左至右,各元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。(稀有气体元素除外)
[师]请大家口头判断下列各问题:
[投影练习]
1.稳定性强弱:H2S HCl
2.碱性强弱:NaOH Al(OH)3
3.酸性强弱:H3PO4 H2SO4
答案:1.< 2.> 3.<
[师]请大家再看下面3组元素的原子结构示意图。
[投影]
1.元素符号 原子结构示意图 2.元素符号 原子结构示意图 3.元素符号 原子结构示意图( )
[师]上述三组元素分别属于同一周期还是同一主族?依据?分别属于第几周期(或主族)?
[生]同一主族。因为它们最外层电子数相同。分别属于第一主族、第五主族和第七主族。
[师]1、3组元素有无似曾相识之感?请分别写出它们的元素符号。
[找一个同学在投影片上填上所缺元素符号]
[师]请大家根据其原子结构分析其金属性的递变规律。
[生]在同一主族的元素中,由于从上到下电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱。所以元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
[师]由此,我们可以得出以下结论:
[板书]同一主族,从上到下元素金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
[师]口答以下练习
[投影]
1.稳定性强弱:HF HCl HBr HI NH3 HF NH3 PH3
2.碱性强弱:KOH NaOH Mg(OH)2
3.酸性强弱:HClO4 HBrO4 HNO3 H3PO4
答案:1.>、>、> < > 2.> > 3.> >
[师]以上我们讨论的主要是主族元素性质的递变规律。副族元素性质的变化,规律比较复杂,中学化学中,我们暂不讨论。
[师]请大家观察附录中的元素周期表。
[学生活动]
[问]元素周期表中的表格底色有几种?为什么要这样表示?
[生]底色有两种,绿色和浅绿色。可以使我们很明显地区别出金属元素和非金属元素。
[师]回答得很好。而且,从表上我们可以看出,元素周期表中,金属元素和非金属元素的区域特别集中,沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间画一条线,线的左面是金属元素,右面是非金属元素。由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线,因此,位于分界线附近的元素,既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性。
[师]请大家根据我们上面学过的知识,参考元素周期表,分析除稀有气体元素外,在周期表中什么元素的金属性最强?什么元素的非金属性最强?为什么?
[生]根据同周期同主族原子半径的变化规律可知,在周期表中,钫(Fr)元素的原子半径最大,氟(F)元素的原子半径最小,因此,钫元素的失电子能力应是最强的,钫元素的金属性也就最强;氟元素的得电子能力最强,氟元素的非金属性也就最强。
[师]很正确。氟元素也是自然界中存在的非金属性最强的元素,钫及其后面的元素均是放射性元素,在自然界稳定存在的元素当中,铯(Cs)的金属性是最强的。
[师]我们可以把以上的内容用表5—12的形式简要地表示出来
[投影]
表5—12 元素金属性和非金属性的递变
[过渡]元素的化合价指的是该元素的原子和其他元素一定数目的原子化合时所表现出来的一种性质。那么,它与元素在周期表中的位置有何关系呢?下面我们就来探讨这个问题。
[板书]2.元素化合价与元素在周期表中位置的关系。
[讲述]元素的化合价与原子的电子层结构,特别是与最外电子层中电子的数目有密切关系,因此,元素原子的最外电子层中的电子,也叫做价电子。另外,有些元素的化合价与它们原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关,这部分电子也叫价电子。下面,我们主要来研究主族元素的化合价与其在周期表中位置的关系。
[师]请填写下表的空白处
[投影]
主 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
元素符号 Na Mg Al Si P S Cl
最外层电子数
最高正价
最低负价
[学生回答,教师填写]
1 2 3 4 5 6 7
+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
-4 -3 -2 -1
[问]根据上表回答,主族元素的族序数与元素原子的最外层电子数及最高正化合价有什么关系?
[生]相等。
[师]据此,我们有以下结论:
[板书]主族序数=最外层电子数=主族元素最高正价数
[师]其中,有个别元素比较特殊,如氧元素的化合价一般是-2价,而氟元素没有正化合价。
[问]非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和有什么规律?
[生]等于8。
[师]这样,我们可以得到以下关系,即:
[板书]|最高正价|+|最低负价|=8
[师]金属元素只有正化合价而无负价。
[投影练习]1.主族元素的最高正化合价一般等于其 序数,非金属元素的负化合价等于 。
答案:主族 8-主族序数或8-最高正价
2.卤族元素的原子最外层上的电子数是 ,其中,非金属性最强的是 。卤素的最高价氧化物对应水化物的化学式是 (以X表示卤素)。
答案:7 F HXO4
[注:教师需补充说明,氟元素无最高价氧化物及其水合物,因为氟元素无正化合价]
3.填表
答案:略
[师]从上面的学习,我们可以认识到:元素在周期表中的位置,反映了该元素的原子结构和一定的性质。因此,可以根据某元素在周期表中的位置,推测它的原子结构和某些性质;同样也可以根据元素的原子结构,推测它在周期表中的位置及性质。我们可以用下图来表示它们之间的这种关系。
[板书]
[师]这样,我们就可以利用元素的性质,它在周期表中的位置和它的原子结构三者之间的密切关系,来指导我们对化学的学习和研究。这也是元素周期律和元素周期表的意义所在。那么,元素周期律和周期表的意义是不是仅限于此呢?请大家阅读课本P108有关“元素周期律和元素周期表的意义”的内容,并进行总结。
[板书]三、元素周期律和元素周期表的意义
[学生活动]
[师]由我们所阅读的内容,可得出元素周期律及元素周期表的意义,主要表现在以下几个方面:
[投影板书]1.是学习和研究化学的一种重要工具。
2.为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了新的线索。
3.启发人们在周期表中一定的区域内,寻找新的物质。
4.为自然科学中的量变引起质变规律提供了有力的论据。
[师]请大家分别举例说明。
[生甲]如我们学习碱金属时,主要是以Na为代表物来学的,而铷、铯却没有见过,但我们可根据其在元素周期表中的位置及与Na的相对位置判断出其还原性比钠强,其形成的碱的碱性比强碱NaOH还要强。
[生乙]我们还可以预见,铷和铯与水的反应一定剧烈得很,所以,做实验时首先要做好安全保护工作。
[生丙]从课本P111表5—13可以看出,人们为113、115、117号元素留下了空位,并根据其相邻元素的性质去发现和研究它们。
[生丁]根据农药多数是含F、Cl、S、P等元素的化合物,而在一定区域内寻找新的农药。
[生戊]在周期表里金属与非金属的接界处寻找半导体材料,如Ge、Si、Ga、Se等。
[生己]在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
……
[师]大家回答得很好。除此以外,元素周期律和周期表在自然科学的许多部门,如化学、物理学、生物学、地球化学等方面,都是重要的工具!
[小结]本节课我们重点学习了元素的性质与元素在周期表中位置的关系,并了解了它们的意义所在,希望大家在以后的化学学习中,能很好地运用元素周期表来指导我们的学习,并使它成为我们学习中的益友。
[布置作业]课本习题:一、2、3、7,三、1、2、3,四。
[参考练习]
1.下列性质的递变中,正确的是( )
A.O、S、Na的原子半径依次增大 B.LiOH、KOH、CsOH的碱性依次增强
C.HF、NH3、SiH4的稳定性依次增强 D.HCl、HBr、HI的还原性依次减弱
答案:AB
2.某元素X的原子序数为52,下列叙述正确的是( )
A.X的主要化合价是-2、+4、+6
B.X可以形成稳定的气态氢化物
C.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比HBrO4的酸性强
D.X原子的还原性比碘原子强
答案:AD
3.已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中,正确的是( )
A.铍的原子半径大于硼的原子半径
B.氯化铍化学式中铍原子的最外层电子数是8
C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱
D.单质铍跟冷水反应产生氢气
答案:AC
●板书设计
第三节 元素周期表(第二课时)
二、元素的性质与元素在周期表中位置的关系
1.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系
(1)同一周期从左到右元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(不包括稀有气体元素)。
(2)同一主族从上到下元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱(不包括稀有气体元素)。
2.元素化合价与元素在周期表中位置的关系
主族序数=最外层电子数=主族元素最高正价数
|最高正价|+|最低负价|=8
●教学说明
本节课的教学内容,从课本上看,似乎很好理解,但要让学生真正意识到元素周期表是学习和研究化学的工具,并能真正成为其学习中的助手(即很好的运用)就不那么容易了。往往是理论性的结论都理解,真正操作起来却道路曲折,这就要求教师在教学的过程中对学生进行最优化的启发和引导,把教学的重点放在培养学生分析、推理的能力上面,并结合一定的练习,帮助学生学会运用元素周期表。学生在运用时最易犯的毛病就是,关注共性有余,重视个性不足,在学习中的直接表现就是机械地套用。于是,教学组织的好坏就成了本节课成败的关键。
基于以上考虑,以展示元素原子结构示意图、分析元素化合价、复习元素周期律为基础,组织学生进行分析、推理、讨论,以使学生更好地参与;在得出结论以后又进行了相关的练习,以巩固所学知识。这样,可以使他们更深刻地理解和运用元素周期表,并为他们以后的学习打下坚实的基础。
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—1—第一节 原子结构
●教学目标
1.复习原子构成的初步知识,使学生懂得质量数和X的含义,掌握构成原子的粒子间的关系。
2.使学生了解关于原子核外电子运动特征的常识。
3.了解核外电子排布的初步知识,能画出1~18号元素的原子结构示意图。
4.培养学生的空间想象能力、抽象思维能力、科学的分析推理能力及对所学知识进行运用的能力。
5.使学生初步意识到物质的结构决定物质的性质。
●教学重点
原子核外电子的排布规律
●教学难点
1.原子核外电子运动的特征
2.原子核外电子的排布规律
●课时安排
2课时
●教学方法
启发、诱导、设问、激疑、形象比喻、讨论、练习、讲述
●教学用具
投影仪、胶片、画面一样的音乐贺卡和普通贺卡、铁锁、电脑
●教学过程
★第一课时
[引言]
[教师举起两张外表一样的生日贺卡]
[师]同学们,我这儿有两张生日贺卡,现在我把它们打开,请大家说出它们最明显的不同点在哪里?
[教师打开贺卡]
[生]一个会响,一个不会。
[师]如果你想要知道这张音乐贺卡为什么会发出美妙动听的声音,你首先想要做的是什么?
[生]仔细观察,并拆开看看。
[师]也就是说首先要了解它的结构。与上述例子相似,我们前面学过了碱金属及卤族元素等知识,知道不同的物质性质不同,那么,决定它们性质的关键是什么呢?
[生]物质的结构
[师]很正确。一种物质之所以区别于另一种物质,是由于他们具有不同的性质。而它们的性质又决定于它们各自的结构。因此,我们很有必要掌握有关物质结构的知识。然而,自然界的物质太多太多,如果我们不假思索地去一个一个地进行认识的话,既耗时间又费精力,这显然是不切合实际的。这就需要我们在研究物质结构的基础上,总结出一些规律,以此来指导我们的实践。
本章我们就来学习这方面的内容。
[板书]第五章 物质结构 元素周期律
[师]研究物质的结构首先要解剖物质。我们知道,化学变化中的最小粒子是原子,化学反应的实质就是原子的重新组合,那么,是不是任何两个或多个原子的接触就都能生成新物质呢?举例说明。
[生]不是,如常温下,氢原子与氟原子能反应,而氢原子与氖原子就不反应。
[师]为什么常温下氢原子与氟原子一拍即合,而氢原子与氖原子却“老死不相往来”呢?
要知道究竟,必须揭开原子内部的秘密,即认识原子的结构。
[板书]第一节 原子结构(第一课时)
[师]关于原子结构,我们在初中就已熟悉。请大家说出构成原子的粒子有哪些?它们怎样构成原子?
[生]构成原子的粒子有质子、中子、电子三种;其中,质子和中子构成了原子的原子核,居于原子中心,电子在核外做高速运动。
[师]很好,下面我们用如下形式把它表示出来 。
[板书]一、原子结构
质子
原子
核外电子
[问]谁能形象地比喻一下原子核和原子的体积的相对大小?
[生]甲种回答:如果把原子比作一座十层大楼,原子核就像放置在这所大楼中央的一个樱桃。
乙种回答:如果假设原子是一座庞大的体育场,而原子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁。
[师]回答得很好,甲种比喻说明对初中的知识掌握很牢固;乙种比喻说明大家对新课的预习很到位。
确切地讲,原子核的体积只占原子体积的几千万亿分之一。原子核虽小,但并不简单,它是由质子和中子两种粒子构成,几乎集中了原子的所有质量,且其密度很大。
[投影展示有关原子核密度的资料]原子核密度很大,假如在1 cm3的容器里装满原子核,则它的质量就相当于1.2×108 t,形象地可以比喻为需要3000辆载重4 t的卡车来运载。
[师]下面,我们通过下表来认识一下构成原子的粒子及其性质。
[投影展示表5—1]
表5—1 构成原子的粒子及其性质
构成原子的粒子 电 子 质 子 中 子
电性和电量 1个电子带1个单位负电荷 1个质子带1个单位正电荷 不显电性
质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相对质量 1/1836(电子与质子质量之比) 1.007 1.008
[师]通过上表我们知道,构成原子的粒子中,中子不带电,质子带正电,电子带负电。
我这儿有一把铁锁,(举起铁锁)接触它是否会有触电的感觉?
[生]不会。
[师]金属均由原子构成,而原子中又含有带电粒子,那它为什么不显电性呢?
[生]因为原子内部,质子所带正电和电子所带负电电量相等、电性相反,因此原子作为一个整体不显电性。
[师]对,从原子的结构我们可知,原子核带正电,其所带的电荷数——核电荷数决定于核内质子数,我们用Z来表示核电荷数,便有如下关系:
[板书]核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数。
[师]下面我们再来分析原子的质量。从表中可看出,质子和中子的相对质量均近似等于1,而电子的质量只有质子质量的1/1836,如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来,所得数值便近似等于该原子的相对原子质量,我们把其称为质量数,用符号A表示。中子数规定用符号N表示。则得出以下关系:
[板书]质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
[师]这样,只要知道上述三个数值中的任意两个,就可推算出另一个数值来。
在化学上,我们用符号X来表示一个质量数为A,质子数为Z的具体的X原子。如C表示质量数为12,原子核内有6个质子的碳原子或原子核内有6个质子和6个中子的碳原子。
思考:“O”与“O”所表示的意义是否相同?
[答:O表示一个具体的氧原子,而O除了表示一个氧原子外,还表示氧元素]
[师]请大家做如下练习
[投影练习]
粒子符号 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(N) 用X表示为
①O 8 18
②Al 24 27
③Ar 18 22
④Cl Cl
⑤H H
[答案]①N=10 O ②Z=13 ?Al ③A=40 Ar ④Z=17 N=18 A=35 ⑤Z=1 N=0 A=1
[师]由以上计算我们可得出,组成原子的各粒子之间的关系可以表示如下:
[板书]
思考1:是不是任何原子核都是由质子和中子构成的?
[答:不是,如上述练习中11H原子,核内就只有一个质子而无中子]
思考2:假如原子在化学反应中得到或失去电子,它还会显电中性吗?此时,它还可以称作原子吗?
[答:原子失去或得到电子后,分别带正电和负电,不显电中性;形成的带正电荷的粒子叫阳离子,带负电荷的粒子叫阴离子;离子指的是带电的原子或原子团]
[问]离子所带电荷数与原子在化学反应中失去或得到的电子数之间有什么联系?
[生]离子所带电荷数等于原子在化学反应中失去或得到的电子数。
[师]回答得很好。也即:
[讲解并板书]离子所带电荷数=质子数-核外电子数
[师]这样,我们就可根据粒子的核内质子数与核外电子数的关系,来判断出一些粒子是阳离子还是阴离子。
请大家口答下列问题
[投影]1.当质子数(核电荷数)>核外电子数时,该粒子是 离子,带 电荷。
2.当质子数(核电核数) 核外电子数时,该粒子是阴离子,带 电荷。
[答案]1.阳 正 2.< 负
[师]根据以上结论,请大家做如下练习。
[投影练习]填写表中空白。
粒子符号 质子数 中子数
①S2-
②AXn+ X
③AYm- y
④NH
⑤OH-
[学生活动,教师巡视,并指正错误]
[答案]①16 18 ②A-x ③A-y ④11 10 ⑤9 10
[小结]本节课我们重点讲了原子结构及构成原子的各粒子之间的关系及其性质。它是几代科家经过近半个世纪的努力才得出来的结论。
[作业]1.用X符号的形式表示出10种原子
2.课本第96页,二、1、2
●参考练习
1.α射线是α粒子组成的,α粒子是一种没有核外电子的粒子,它带有2个单位正电荷的质量数等于4,由此可判断,α粒子带有 个质子, 个中子。
2.某粒子用Rn-表示,下列关于该粒子的叙述正确的是( )
A.所含质子数=A-n B.所含中子数=A-Z
C.所含电子数=Z+n D.所带电荷数=n
3.某元素Mn+核外有a个电子,该元素的某种原子的质量数为A,则该原子的核内中子数为( )
A.A-a+n B.A-a-n C.A+a-n D.A+a+n
参考答案:1.2 2 2.BC(D选项所带电荷数应标明正负) 3.B
板书设计
第五章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构(第一课时)
一、原子结构
核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数
质量数(A) =质子数(Z)+中子数(N)
离子所带电荷数=质子数-核外电荷数
●教学说明
本节教材是在学生初中学习过的《原子》的基础上来进一步学习有关原子结构知识的。由于本节教学内容无演示实验,理论性较强,学生对此处的内容容易产生枯燥感。为此,采用了旧中引新、设问激疑的方法,对学生进行精心的引导,并结合形象的比喻,让学生亲自参与到学习新知识的过程中来,最后通过对所学知识的应用——练习,使本节课的知识得以巩固。要充分发挥学生的主体作用,以达到好的教学效果。
另外,本节教材的第一部分内容,用原子结构或构成原子的粒子的相互关系做标题更为合适。此处,采取了前者。
教师还可根据具体情况,向学生讲述《备课资料》中有关“探索原子世界”的内容,以提高学生学习的兴趣和积极性,并激发和培养他们探索未知世界的信心。
原子核
中子
原子X
原子核
质子 Z个
中子 N个=(A-Z)个
核外电子 Z个
原子X
原子核
质子 Z个
中子 N个=(A-Z)个
核外电子 Z个第二节 硅和二氧化硅

●教学目标
1.使学生了解硅的结构特点、性质、用途、存在及制备方法。
2.使学生了解二氧化硅的存在、性质和用途。
3.培养学生对知识归纳、总结和探究的能力。
●教学重点
硅和二氧化硅的化学性质
●教学难点
培养学生对知识的归纳、总结和探究的能力
●课时安排
一课时
●教学方法
引导、探究、对比、练习
●教学用具
投影仪
两条干燥的布条或线绳(其中一条在硅酸钠溶液中预先浸过)、酒精灯、火柴
●教学过程
[引言]请大家看课本彩图中的硅单质照片。
[师]别看它看起来灰溜溜,它自己及它的化合物的作用却是大得很。大到高科技领域,小到我们的周围,到处都有硅及其化合物的踪影。当今电子工业的飞速发展,更是与人们对硅的性质的认识息息相关。本节课,我们就来学习硅及其化合物的有关知识。
[板书]第二节 硅和二氧化硅
[过渡]首先,我们来认识一下元素含量居于自然界第二的硅单质的性质。
[板书]一、硅(Si)
[师]请大家阅读课本P145的第一、二自然段,总结出硅的存在形态、结构特点、物理性质等方面的内容。
[学生阅读]
[问]硅元素以什么形态存在于自然界?硅元素主要存在于什么物质里?
[生]硅以化合态存在于自然界,硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。
[问]硅有几种同素异形体?分别是什么?
[生]硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。
[问]为什么晶体硅的熔沸点高、硬度大?
[生]因为它的结构类似于金刚石。
[问]硅的导电性怎样?
[生]介于金属与非金属之间,是半导体。
[师]很好。以上内容我们可总结如下:
[板书]以化合态存在于自然界,有两种同素异形体。
(1)物理性质:熔、沸点高,硬度大,半导体。
[过渡]那么,硅单质的化学性质又有哪些?其与同主族的碳相比,是否一样?下面,我们就来学习这个问题。
[板书](2)化学性质
[师]请大家根据初中所学知识回答,碳单质有哪些化学性质?
[生]碳单质在常温下性质稳定,高温时可与氧气等活泼非金属反应。在化学反应中常做还原剂。
[师]回答得很好。那么,硅的性质是否也如此呢?请大家阅读课本P146第一自然段进行总结。
[学生阅读后回答]
常温下,硅的化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质,如氧气、氯气、硝酸、硫酸等起反应。加热时,能跟一些非金属反应,如它能和氧气反应生成二氧化硅。
[师]对。我们可把上述硅单质的化学性质归纳如下:
[讲解并板书]常温下性质稳定
Si+2F2====SiF4 Si+4HF====SiF4+2H2↑
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑ Si+O2SiO2
[师]除此以外,硅在高温时还可分别与碳及氮气反应生成熔沸点很高、硬度很大的金刚砂——碳化硅(SiC)及氮化硅(Si3N4)。
[过渡]物质的用途由其性质决定,硅的这些性质决定了硅什么样的用途呢?请大家阅读课本P146第二自然段和课本P147选学内容“硅的用途”。
[板书](3)硅的用途
[学生阅读后回答]可以用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池,还可以用来制造变压器铁芯及耐酸设备等。
[师]回答得很好。不过,大家需要知道的是,电子工业上所用的硅,都是纯度很高的硅,而由我们刚才所学知识知道,自然界没有单质硅存在。那么,我们怎样制取硅呢?请大家看课本后回答。
[板书](4)硅的制法
[学生看书后回答]我们使用的硅,都是从硅的化合物中提取的。工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。
[板书]SiO2+2CSi+2CO↑(工业制法)
[师]注意!上述反应中的产物是一氧化碳,而不是二氧化碳。另外,通过上述反应所制得的硅只是粗硅,用做半导体材料时,还需将其提纯。
[过渡]硅在常温下性质稳定,但在受热条件下可与氧气反应生成二氧化硅。接下来,我们来学习硅的最高价氧化物——二氧化硅的性质。
[板书]二、二氧化硅(SiO2)
[问]二氧化硅与二氧化碳都是第ⅣA族元素形成的最高价氧化物,它们的性质是否相同呢?请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质,并从物理性质和化学性质两方面回答。
[生]二氧化碳的物理性质是:常温常压下是无色无味的气体,能溶于水,密度比空气大。
化学性质是:本身不燃烧,一般情况下也不支持燃烧,能与水反应生成碳酸,能与碱反应,是酸性氧化物。
[师]大家回答得很流利。请问,有没有固体的二氧化碳?
[生]有!固体的二氧化碳叫干冰。
[师]干冰可以用来人工降雨,为什么?
[生]因为干冰有易升华的性质。
[师]那么,二氧化碳所具有的物理性质二氧化硅是否具有呢?请大家看课本有关内容,比较二氧化碳与二氧化硅的物理性质。
[板书](1)物理性质
[学生看书后回答]二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大,它是一种坚硬难熔的固体,不溶于水。
[板书]坚硬难溶的固体,不溶于水。
[过渡]二氧化硅的化学性质与二氧化碳相比,是不是也有这么大的差异呢?请大家阅读课本有关内容,并填写下表。
[板书](2)化学性质
[投影展示]SiO2与CO2化学性质的比较
物质 二氧化硅(SiO2) 二氧化碳(CO2)
与水反应
与酸反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
与碳反应
[找一个同学把答案填写在胶片上,不足部分由教师和学生共同补充]
注:[上表答案]
不反应 CO2+H2OH2CO3
SiO2+4HF====SiF4↑+2H2O 不反应
SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O CO2+2NaOH====Na2CO3+H2OCO2+NaOH====NaHCO3
SiO2+CaOCaSiO3 CO2+Na2O====Na2CO3
SiO2+2CSi+2CO↑ CO2+C====2CO
[师]从上表可以看出,二氧化硅能与碱反应生成相应的盐和水,是一种酸性氧化物,它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应,这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点,属二氧化硅的特性。
由此,我们可总结出二氧化硅的主要化学性质为:
[讲解并板书]不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。
[问题探究]为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。
[生]因为玻璃中含有SiO2,SiO2是酸性氧化物,能和碱起反应,容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。
[师]很正确。
[过渡]二氧化硅广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成了岩石,天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅,石英的主要成分也是二氧化硅,水晶是纯度较高的二氧化硅。请大家看课本有关内容,了解它们的用途。并总结出来。
[板书](3)用途
[学生看书后回答]二氧化硅可用来做光导纤维;石英可用来做石英钟、石英表,耐高温的石英玻璃;水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,含有有色杂质的石英,还可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品等。
[师]大家回答得很全面。
[师]确实,二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害,使人患硅肺病,请大家阅读课本P148“二氧化硅粉尘的危害”的内容。
[学生阅读后]
[师]希望大家努力学习,并能在将来发明和创造一些新的技术,新的设备以控制空气中粉尘的含量,从而为人类的健康和生存环境做出贡献。
[过渡]刚才我们提到二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么,硅酸是怎样的一种酸?它怎样制得呢?下面我们就来学习这个问题。
[板书]三、硅酸(H2SiO3)
[师]从上一节我们比较同主族元素的性质知道,硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。
[板书]不溶于水,酸性比碳酸弱。
[师]硅酸可通过可溶性硅酸盐与酸反应得到,如:
[讲解并板书]Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl
Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3
[讲解]生成的H4SiO4叫原硅酸,是一种白色胶状物质,不溶于水,在干燥的空气中易失水变成硅酸。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。
[板书] H4SiO4====H2SiO3+H2O H2SiO3SiO2+H2O
[过渡]刚才我们提到的硅酸钠,是一种可溶性的硅酸盐,而其他硅酸盐多数是不溶于水的。硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物,约占地壳质量的5%。
[板书]四、硅酸盐
[师]请大家看以下实验。
[演示实验]取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。
[问]两根布条燃烧的情况一样吗?现象有何不同?
[生]不一样。一根很容易燃烧,一根不燃。
[师]是什么原因造成了这样的差别呢?答案在这里!
[板书]硅酸钠(Na2SiO3)
[讲解]不燃的布条是由于我预先在硅酸钠溶液中浸泡并晒干的。这也是硅酸钠的用途之一。硅酸钠的水溶液俗名“水玻璃”,其用途很广,建筑工业及造纸工业用它做粘合剂。
木材或织物用水玻璃浸泡过后既防腐又不易着火。浸过水玻璃的鲜蛋可以长期保存。水玻璃还用作软水剂,洗涤剂和制肥皂的填料。它也是制硅胶和分子筛的原料。
硅酸盐的种类很多,结构也很复杂,通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。书写时,应把金属元素的氧化物写在前面,若有多种金属元素,按活泼性依次减弱的顺序写出其氧化物,然后写SiO2,最后写H2O,且各氧化物之间要用“·”隔开。如:
[板书并讲解] Na2SiO3 Na2O·SiO2
Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
[师]粘土的主要成分也是硅酸盐,是制造陶瓷器的主要原料。
[投影练习]阅读下文,完成1~3题。
硅晶体结构类似于金刚石,低温下单质硅不活泼,与空气、H2O、酸均无作用,但可与强碱和强氧化剂在适当温度下作用,如硅能与卤素在加热或高温下生成四卤化硅,高价态硅的化合物可在高温下被碳、镁、氢等还原剂还原成单质硅;工业上也可用硅石与焦炭在高温下制金刚砂(SiC),某高纯硅炼制厂利用食盐、石英、水、焦炭为原料制取用作半导体材料的高纯硅。
1.假设根据每步反应建立一个生产车间,该高纯硅厂家需要几个车间
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
2.生产原理中没有涉及到的反应是
A.置换反应 B.复分解反应
C.化合反应 D.电解反应
3.该厂家不采用石英与焦炭直接制高纯硅的主要原因是
A.产量太低 B.产品中含SiC
C.产品中含有过量的硅石和焦炭 D.耗能太大
答案:1.C 2.B 3.B
4.Al2O3·2SiO2·2H2O是
A.混合物 B.硅酸盐
C.两种氧化物的水化物 D.铝酸盐
解析:硅酸盐的种类繁多,结构复杂,人们通常用金属氧化物和二氧化硅的形式来表示组成,如Na2SiO3改写成Na2O·SiO2。解此类题时,先把题目所给氧化物反写过来则为Al2(Si2O5)·(OH)4,为高岭石,即为硅酸盐,不是混合物,也不是两种氧化物的水化物,更不是铝酸盐。
答案:B
●板书设计
第三节 硅和二氧化硅
一、硅(Si)
以化合态存在于自然界;有两种同素异形体。
(1)物理性质:熔沸点高、硬度大、半导体。
(2)化学性质
常温下性质稳定
Si+O2SiO2
(3)硅的用途
(4)硅的制法
SiO2+2CSi+2CO↑(工业制法)
二、二氧化硅(SiO2)
(1)物理性质:坚硬难溶的固体,不溶于水。
(2)化学性质:不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。
(3)用途
三、硅酸(H2SiO3)
不溶于水,酸性比碳酸弱
Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3
H4SiO4====H2SiO3+H2O H2SiO3SiO2+H2O
四、硅酸盐
硅酸钠(Na2SiO3) Na2O·SiO2 Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O第三节 物质的量浓度
●教学目标
1.使学生理解物质的量浓度的概念。
2.使学生掌握有关物质的量浓度的计算。
3.使学生掌握一定物质的量浓度的溶液加水稀释的计算。
4.掌握物质的量浓度与溶质质量分数的换算。
5.使学生初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能,学会容量瓶的使用方法。
●教学重点
1.物质的量浓度的概念。
2.有关物质的量浓度概念的计算。
3.溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算。
4.一定物质的量浓度的溶液的配制方法。
●教学难点
正确配制一定物质的量浓度的溶液。
●教学方法
讲解、比较、练习、实验、归纳等。
●课时安排
第一课时:物质的量浓度的概念及其运算。
第二课时:一定物质的量浓度溶液加水稀释的计算与物质的量浓度与溶质质量分数的换算。
第三课时:配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
●教具准备
投影仪。
容量瓶(500 mL)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、药匙、托盘天平、滤纸、Na2CO3固体、蒸馏水。
教学过程
★第一课时
[引言]在生产和科学实验中,我们经常要使用溶液。溶液的浓稀程度我们用浓度来表示。表示溶液浓度的方法有多种,在初中,我们学过的溶液的溶质质量分数便是其中的一种。今天,我们来学习另一种表示溶液浓度的物理量——物质的量浓度。
[板书]第一节 物质的量浓度(第一课时)
一、物质的量浓度
[问]什么是物质的量浓度呢?请大家阅读课本55页第一部分内容“物质的量浓度”后回答。
[学生阅读,总结]
[师]请大家用准确的语言叙述物质的量浓度的概念,并说出它的符号是什么?
[学生回答,教师板书]
以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
符号:c(B)
[问]B的含义是什么?
[生]B表示溶液中所含溶质。
[师]对!其不但表示溶液中所含溶质的分子,还可表示溶液中所含溶质电离出的离子。
[问]物质的量浓度的概念,我们也可以简化为一个代数式,怎样表示?
[生]物质的量浓度c(B)等于溶液中所含溶质B的物质的量n(B)与溶液的体积V的比值。
[板书]c(B)=
[问]能从上式得出物质的量浓度的单位吗?
[生]能!是摩尔每升或摩尔每立方米。
[板书]单位:mol/L(或mol/m3)
[师]在中学化学中,我们最常用的单位是摩尔每升。
[过渡]下面,我们根据物质的量浓度的概念来进行一些计算。
[板书]1.将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液,计算溶液中溶质的物质的量浓度,并求出溶液中Na+和SO的物质的量浓度。
[师]请大家用规范的解题格式解答此题。
[学生活动,教师巡视,同时请一位同学上黑板解答此题]
[学生板书]
解:n(Na2SO4)==0.2 mol
c(Na2SO4)= =0.8 mol·L-1
因为Na2SO4====2Na++SO
故溶液中n(Na+)=2n(Na2SO4)=2×0.2 mol=0.4 mol
n(SO)=n(Na2SO4)=0.2 mol
则c(Na+)==1.6 mol·L-1;
c(SO)==0.8 mol·L-1。
答:所配溶液中溶质的物质的量浓度为0.8 mol·L-1,Na+和SO的物质的量浓度分别为1.6 mol·L-1和0.8 mol·L-1。
[师]大家做得都很好,需要注意的是解题过程的规范化。
从上题的解答我们知道,利用物质的量浓度的概念,我们既可求出溶液中所含溶质的物质的量浓度,也可求出溶液中的离子的物质的量浓度,只不过求溶液中离子浓度时,n(B)为所求离子的物质的量。
另外,表示某物质的水溶液时,我们常用aq来进行标注,如上题中的Na2SO4溶液的体积,我们用符号V[Na2SO4(aq)]表示,以区别纯的Na2SO4固体的体积V(Na2SO4)。
[板书,把上题中的V(液)改为V[Na2SO4(aq)]]
[师]请大家再做下面的练习:
[投影]配制500 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,需NaOH的物质的量是多少?质量是多少?
[学生活动,教师巡视]
[师]此题反映的是溶液体积、溶质质量、溶质的物质的量及溶质的物质的量浓度之间的换算,只要熟悉各量之间的关系,此种类型的题便可轻易得解。
本题的解答过程如下,供大家思考。
[投影]解:依题意
n(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]=0.1 mol·L-1×0.5 L=0.05 mol;
0.05 mol NaOH的质量:
m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.05 mol×40 g·mol-1=2 g。
答:配制500 mL 0.1 mol的NaOH溶液需NaOH的物质的量为0.05 mol,质量为2 g。
[师]请大家思考并回答下列问题:
[投影]1.将342 g C12H22O11(蔗糖,相对分子质量为342)溶解在1 L水中,所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1 mol·L-1 为什么?
2.从1 L 1 mol·L-1的C12H22O11溶液中取出100 mL,取出的溶液中C12H22O11的物质的量浓度是多少?怎么得出来?
[学生思考后回答]
1.将342 g蔗糖溶解在1 L水中,所得溶液的物质的量浓度不为1 mol·L-1。因为342 g蔗糖是1 mol。而溶液的体积——1 L水溶解342 g蔗糖后的体积无从知晓,故不能得出蔗糖溶液的准确的物质的量浓度。
2.从1 L 1 mol·L-1的蔗糖溶液中取出100 mL,则取出的溶液中蔗糖的物质的量浓度仍是1 mol·L-1。
[师]回答得很正确!这也告诉我们在理解物质的量浓度的概念时要注意以下两点:
1.溶液的体积不等于溶剂的体积;且不同物质(尤其是不同状态的物质)的体积是没有加和性的。
2.溶液的物质的量浓度与所取溶液的体积大小无关。这与从一坛醋中取出一勺,其酸度不变是同一个道理。
[问]在初中我们讲分子的概念时,曾做过一个实验:100 mL酒精与100 mL水混合其体积并不等于200 mL,它说明了什么?结合初中和我们今天所学的知识进行回答。
[生]说明了分子之间有间隔;同时也说明不同物质的体积是没有加和性的。
[师]很好!同样的例子我们可以举出很多:如通常状况下,1体积水中可溶解约500体积的氯化氢气体,但所得盐酸溶液的体积并不等于(1+500)体积,而是远小于501体积。一般来说,固体与液体,液体与液体混合时,形成混合液的体积变化不大,而气体与液体混合时,体积变化较大。在计算时,我们一般通过混合液的质量和密度来求得溶液的体积。因为相同物质或不同物质的质量是有加和性的。
[过渡]既然物质的量浓度和溶质的质量分数都是用来表示溶液组成的物理量,那么,它们之间又有什么样的区别和联系呢?
请同学们根据学过的知识,填写下表。
[投影]物质的量浓度和溶质质量分数的区别
物质的量浓度 溶质质量分数
溶质单位
溶液单位
表达式
特点 体积相同,物质的量浓度相同的不同物质的溶液中,所含溶质的物质的量 ,溶质质量 (填“相同”“不同”或“不一定相同”) 质量相同、溶质质量分数相同的不同物质的溶液中,溶质的质量 ,物质的量 (“相同”“不同”或“不一定相同”)
[学生活动,请一位同学把答案填写在胶片上]
[答案]
mol g
L g
cB= w=×100%
相同;不一定相同 相同;不一定相同
[讲解]溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度除了有上面我们所分析的区别外,它们在使用范围上也有较大差别。由于我们在许多场合取用溶液时,一般不去称它的质量,而是要量取它的体积,且物质在发生化学反应时,各物质的物质的量之间存在着一定的关系,而化学反应中各物质之间的物质的量的关系要比它们的质量关系简单得多。因此,物质的量浓度是比质量分数应用更广泛的一种物理量。
[悬念]那么,在物质的量浓度和溶质的质量分数之间有着什么样的联系呢?下一节课,我们将解开这个谜!
[小结]本节课我们主要学习了物质的量浓度的概念及其简单计算,同时也知道了溶质的物质的量浓度与质量分数之间是有区别的。
[布置作业]习题:一、4、5、6 二、1、2
[参考练习]
1.对1 mol·L-1的Na2SO4溶液的叙述中正确的是( )
A.溶液中含有1 mol Na2SO4
B.1 L溶液中含有142 g Na2SO4
C.1 mol Na2SO4溶于1 L水
D.将322 g Na2SO4·10H2O溶于少量水后再稀释成1000 mL
解析:A项未说明溶液体积是多少,而1 mol Na2SO4怎样求得无从知晓,故错误,误选此项的同学主要是因为混淆了物质的量与物质的量浓度的概念;B项正确;C项1 mol Na2SO4溶于水配成1 L溶液时,其物质的量浓度才为1 mol·L-1,而C项给的1 L是水的体积,故不正确;D项322 g Na2SO4·10H2O中含Na2SO4的物质的量恰是1 mol,且溶液体积为1000 mL即1 L,故正确。此项若不清楚结晶水合物Na2SO4·10H2O,溶于水时,溶质为Na2SO4则易漏选。
答案:BD
2.已知在含有MgCl2、KCl和K2SO4的混合溶液中各种离子的物质的量浓度分别为:
c(K+)=0.9 mol·L-1,c(Cl-)=1.1 mol·L-1,c(Mg2+)=0.3 mol·L-1。求c(SO)=
解析:解此类题可利用溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,即电荷守恒定律。依题意,有
c(K+)+2c(Mg2+)=c(Cl-)+2c(SO)
即c(SO)=[c(K+)+2c(Mg2+)-c(Cl-)]
= (0.9 mol·L-1+2×0.3 mol·L-1-1.1 mol·L-1)
=0.2 mol·L-1。
答:SO的物质的量浓度为0.2 mol·L-1。
●板书设计
第三节 物质的量浓度(第一课时)
一、物质的量浓度
以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
符号:c(B)
c(B)=
单位:mol·L-1(或mol/m3)
1.将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液,计算溶液中溶质的物质的量浓度,并求出溶液中Na+和SO的物质的量浓度。
解:n(Na2SO4)==0.2 mol
c(Na2SO4)===0.8 mol·L-1
因为Na2SO4====2Na++SO
故溶液中:n(Na+)=2n(Na2SO4)=2×0.2 mol=0.4 mol
n(SO)=n(Na2SO4)=0.2 mol,
则c(Na+)===1.6 mol·L-1;
c(SO)===0.8 mol·L-1。
答:所配溶液中溶质的物质的量浓度为0.8 mol·L-1,Na+和SO的物质的量浓度分别为1.6 mol·L-1和0.8 mol·L-1。
●教学说明
计算溶液中溶质的物质的量浓度,就是要求出每升溶液中溶质的物质的量。教师在授课过程中要注意对学生的思维活动进行有意识的引导,使他们努力向此目标趋近,而不是盲目、机械地套用公式。第三节 物质的量应用于化学方程式的计算
●教学目标
1.使学生掌握物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算方法和格式。
2.使学生加深对物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等概念的理解,及对化学反应规律的认识。
3.培养学生综合运用知识的能力和综合计算的能力。
●教学重点
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。
●教学难点
物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积应用于化学方程式的计算。
●课时安排
共2课时
●教学过程
★第一课时
[引入新课]有关化学方程式的计算,我们在初中就已经很熟悉了,知道化学反应中各反应物和生成物的质量之间符合一定的关系。通过前一章的学习,我们又知道构成物质的粒子数与物质的质量之间可用物质的量做桥梁联系起来。既然化学反应中各物质的质量之间符合一定的关系,那么,化学反应中构成各物质的粒子数之间、物质的量之间是否也遵循一定的关系呢 能不能把物质的量也应用于化学方程式的计算呢 这就是本节课我们所要学习的内容。
[板书] 第三节 物质的量应用于化学方程式的计算(一)
一、原理
[讲解]我们知道,物质是由原子、分子或离子等粒子组成的,物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的数目关系。这些粒子之间的数目关系,又叫做化学计量数υ的关系。
[板书]例如: 2H2 + O2 ====== 2H2O
化学计量数υ之比: 2 ∶ 1 ∶ 2
扩大NA倍: 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物质的量之比: 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol
[小结并板书]由以上分析可知,化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于组成各物质的粒子数之比,因而也等于各物质的物质的量之比。
[讲述]有了上述结论,我们即可根据化学方程式对有关物质的量进行定量计算。
[投影例题]1.完全中和0.10 mol NaOH需要H2SO4的物质的量是多少
[教师]进行物质的量应用于化学方程式的计算时,须按以下步骤进行:
[板书]二、步骤
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.根据(一)的原理进行计算
[教师]下面我们就按上述步骤来计算上题。
[板书]2NaOH+H2SO4======Na2SO4+2H2O
2 1
0.1 mol n(H2SO4)
答:完全中和0.10 mol NaOH需H2SO4 0.05 mol。
[学生练习]上述反应中同时生成水多少mol
[提醒学生注意解题格式]
[过渡]实际上,我们在运用有关化学方程式的计算解决问题,除了涉及有关物质的物质的量外,还经常涉及到物质的质量、浓度、体积等物理量。这就需要进行必要的换算。而换算的核心就是——物质的量。请大家回忆前面学过的知识,填出下列各物理量之间的转换关系。
三、物质的量与其他物理量之间的关系
[请一位同学上黑板来填写]
[过渡]下面,我们就在掌握上述各物理量之间关系的基础上,来系统、全面地学习物质的量应用于化学方程式的计算。
[板书]四、物质的量应用于化学方程式的计算
[练习]
在上述例题中,计算所需H2SO4的质量是多少
[学生活动]
[投影]因为H2SO4的摩尔质量是98 g·mol-1
根据?m=n·M=0.05 mol×98 g·mol-1=4.9 g
答:所需H2SO4的质量为4.9 g。
[投影]例2:将30 g MnO2的质量分数为76.6%的软锰矿石与足量12 mol·L-1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)生成的Cl2的体积(标准状况)。
[分析]根据题目中所给的已知条件,可先计算出参加反应的MnO2的物质的量n(MnO2),?然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比,来计算出所求数值。
[学生计算,教师巡视]
[投影]求解上题的规范步骤
解:(1)MnO2的摩尔质量为87 g·mol-1?
n(MnO2)=
4HCl(浓) + MnO2 ====== MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
4 1
12 mol·L-1×V[HCl(aq)] 0.26 mol
V[HCl(aq)]=
(2)4HCl(浓) + MnO2=======MnCl2 + 2H2O + Cl2
1 1
0.26 mol n(Cl2)
n(Cl2)=
V(Cl2)=n(Cl2)Vm
=2.26mol×22.4L·mol-1?
=5.8L
另:问题2 也可按下列方法求解。
4HCl(浓)? + MnO2 ======= MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
1 mol 22.4 L
0.26 mol V(Cl2)
V(Cl2)=
答:参加反应的浓HCl的体积为0.087 L,生成Cl2的体积在标况下为5.8 L。
[讲解]根据化学方程式进行计算时,同种物质的单位要上下一致,其他有关物质的单位必须保持左右对应。如上述求Cl2体积的后一种方法中,MnO2的单位均用mol,Cl2的单位都用L。
[投影练习]足量的锌粉跟500 mL盐酸反应,产生的氢气在标准状况下的体积为1.12 L,则这种盐酸的物质的量浓度为___________mol·L-1 (0.2 mol·L-1)
[小结]物质的量应用于化学方程式计算的依据是:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
[布置作业]
[板书设计]第三节 物质的量应用于化学方程式的计算(一)
一、原理
例如: 2H2O + O2 ======== 2H2O
化学计量数ν之比: 2 ∶ 1 ∶ 2
扩大NA倍: 2NA ∶ NA ∶ 2NA
物质的量之比: 2 mol ∶ 1 mol ∶ 2 mol
化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于组成各物质的化学粒子数之比,因而也等于各物质的物质的量之比。
二、步骤
1.写出有关化学反应方程式
2.找出相关物质的计量数之比
3.对应计量系数,找出相关物质的物质的量
4.根据(一)原理进行计算
2NaOH + H2SO4 ===== Na2SO4 + 2H2O
2 1
0.1 mol n(H2SO4)
答:完全中各0.01 mol NaOH需H2SO4 0.05 mol。
三、物质的量与其他物理量之间的关系
四、物质的量应用于化学方程式的计算
点燃



点燃二课时
[引入课题]本节课我们来继续学习物质的量应用于化学方程式的计算。
[板书]第三节 物质的量应用于化学方程式的计算(二)
[投影练习]1. 400 mL某浓度的NaOH溶液恰好与5.8 L Cl2(标准状况)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。
[分析]根据题中所给条件,(1)可直接根据化学方程式中各物质的计量数比等于物质的量比而求出。(2)中已知溶液体积,求浓度。解题的关键是要找出n(NaOH),而NaOH和Cl2恰好反应,因此,我们可根据Cl2的量依据(1)的原理进行求。
[学生求解,教师在黑板上写出题2,然后巡视指导]
[投影]题1的解法及步骤:
解: 2NaOH + Cl2 ======= NaCl + NaClO + H2O
2 mol 22.4 L 1 mol
c(NaOH)×0.4L 5.8 L ? n(NaClO)
(1)n(NaClO)=
(2)c(NaOH)=
答:(1)生成的NaClO的物质的量是0.26 mol。
(2)该溶液中NaOH的物质的量浓度是1.3 mol·L-1。
[板书]用8.7 g MnO2与100 g 36.5﹪的浓盐酸反应,消耗盐酸的物质的量是多少 产生Cl2在标况下的体积是多少 未参加反应的HCl的质量是多少
[讲解]根据化学方程式进行计算,当两种反应物的量均为已知时,首先须判断何者过量,然后根据不过量的物质来进行计算。
[讲解并板书]
解:MnO2的摩尔质量是87 g·mol-1
HCl的摩尔质量是36.5 g·mol-1
MnO2 + 4HCl(浓) ====== MnCl2 + Cl2↑+2H2O
1 mol 4 mol 22.4 L
V(Cl2)
因为:1mol×0.1mol<4mol×1mol
所以,反应物HCl过量,应根据MnO2的物质的量0.1 mol计算:
消耗HCl为:
n1(HCl)=
剩余HCl为:
n2(HCl)=1mol-0.4mol=0.6mol
剩余HCl的质量为:
m(HCl)=n2(HCl)·M(HCl)
=0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g
V(Cl2)=
答:消耗HCl 0.4 mol,产生Cl2 2.24 L,未参加反应的HCl为21.9 g。
[投影练习]3.将0.65 g锌加到50 mL 1 mol·L-1盐酸中,计算:
(1)标准状况下,生成H2的体积。
(2)若反应完成后,溶液体积仍为50 mL,这时溶液中的Zn2+和H+的物质的量浓度是多少
[分析]溶液中的Zn2+来自反应生成物ZnCl2,H+应是反应后剩余的HCl电离出的。因此,求c(Zn2+)与c(H+)应先求出c(ZnCl2)及反应后的c(HCl)。
[学生练习,教师指导]
[投影]解答题3的思路及参考步骤
解: Zn + 2HCl ====== ZnCl2 + H2↑
1 mol 2 mol 1 mol 22.4 L
0.05×1mol·L-1 0.05L×c(ZnCl2) V(H2)
经分析,HCl过量,应按不过量的Zn的物质的量来进行计算。
反应消耗HCl为:
n1(HCl)=
剩余HCl为:
n2(HCl)=0.05 L×1 mol·L-1-0.02 mol=0.03 mol
剩余HCl的浓度:
c(HCl)=
c(H+)=c(HCl)=0.6 mol·L-1
V(H2)=
c(ZnCl2)=
c(Zn2+)=c(ZnCl2)=0.2 mol·L-1
答:(1)标准状况下,生成H2 0.224 L。
(2)反应后溶液中Zn2+与H+的物质的量浓度分别为0.2 mol·L-1?和0.6mol·L-1。
[讲解并投影]
综合以上计算可知,物质的量应用于化学方程式的计算,须注意以下几点:
1.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
2.计算时,要注意物质的量与其他各物理量(如质量、气体体积、浓度)之间的关系。
3.把已知条件中的各物理量转换成物质的量,再求解。
4.存在过量问题时,要根据不过量的物质的量来进行计算。
[课后练习]
用AgNO3溶液和NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液分别反应时,若把同体积、同物质的量浓度的三种溶液中的Cl-全部沉淀下来,所需AgNO3溶液的体积比是___________;若把同体积的三种溶液中的Cl-全部沉淀下来,所用AgNO3溶液体积相同,则此三种溶液中溶质的物质的量浓度之比为________。生成沉淀的质量比为____________。
(1∶2∶3 6∶3∶2 1∶1∶1)
[布置作业]略
[板书设计]第三节 物质的量应用于化学方程式的计算(二)
用8.7 g MnO2与100 g 36.5﹪的浓盐酸反应,消耗盐酸的物质的量多少 产生Cl2在标况下的体积是多少 未参加反应的HCl的质量是多少
解:MnO2的摩尔质量是87 g·mol-1
HCl的摩尔质量是36.5 g·mol-1
MnO2 + 4HCl(浓) ====== MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
1 mol 4 mol 22.4 L
V(Cl2)
因为:1 mol×0.1 mol<4 mol×1 mol
所以,反应物HCl过量,应根据MnO2的物质的量0.1 mol计算:
消耗HCl为:
n1(HCl)=
剩余HCl为:
n2(HCl)=1mol-0.4mol=0.6mol
剩余HCl的质量为:
m(HCl)=n2(HCl)·M(HCl)
=0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g
V(Cl2)=
答:消耗HCl 0.4 mol,产生Cl2 2.24 L,未参加反应的HCl为21.9 g。
[教学说明]
本节内容实际上是前面所学知识和技能的综合运用,涉及中学化学反应中许多有关的物理量之间的换算,综合性很强,有一定的难度。因此,教师在讲解例题时,应注意层层递进,环环相扣,从而使学生能把有关的物质的量计算和根据化学方程式的计算有机地结合起来,进一步达到新旧知识的融会贯通。在此后的授课中,还要注意对此部分内容进行不断的巩固和练习。
△★第二课时
[复习提问]
1.溴、碘在CCl4溶液中分别呈现什么颜色 (橙红色、紫色)
2.卤素单质的化学性质有哪些相似性和相异性
(相似性:①能与金属反应 ②能与H2反应 ③能与H2O反应 ④能与碱反应)
(相异性:发生上述反应时,所需条件和反应程度均有差别)
[引入新课]卤素单质与各物质反应时的差异,反映了它们的氧化性强弱有别。那么,怎样证明它们氧化性强弱的顺序呢 下面,我们可通过卤素单质间的置换反应得出结论。
[板书]3.卤素单质间的置换反应
[展示氯水(黄绿色),溴水(橙黄色),碘水(棕黄色)]
[演示实验4—9,氯水分别与NaBr、KI溶液的反应]
[讲述]为了使实现现象更明显,我们再在试管中分别注入CCl4溶液振荡,请大家根据所观察到的现象,来预测生成物,并写出反应的方程式和离子方程式。
[实验]在上述试管中分别滴入CCl4,振荡,观察CCl4层颜色的变化。
[学生讨论、分析]
[板书]Cl2+2NaBr=====2NaCl+Br2 Cl2+2Br-=====2Cl-+Br2
Cl2+2KI=====2KCl+I2 Cl2+2I-=====2Cl-+I2
[教师]请大家根据前面所学的氧化还原反应的有关知识,氧化剂的氧化性>氧化产物,还原剂的还原性>还原产物,来判断Cl2、Br2、的氧化性的相对强弱。
[学生分析]
[结论]氧化性:Cl2>Br2 Cl2>I2
[设问]那么,Br2和I2的氧化性顺序又该怎样确定呢
[演示实验4—10,溴水与KI溶液的反应]
[板书]Br2+2KI=====2KBr+I2 Br2+2I-=====2Br-+I2
[教师]请大家根据上述实验,排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及Cl-、Br-、I-的还原性强弱顺序。
[学生分析、回答]
[板书]氧化性:Cl2>Br2>I2
还原性:I->Br->Cl-
[教师]请大家回想一下,我们刚才所用验证非金属活动性强弱顺序的方法与初中所学验证金属活动性顺序的方法是否相似
[学生回忆、回答]
[教师总结]从初中所学知识知道,活泼的金属可把不活泼的金属从其盐溶液中置换出来,同样,活泼的卤素单质也可把不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。
请写出下列反应的方程式
Cl2+HBr
Br2+HI
[讲解]实验证明,氟的氧化性比氯、溴、碘都强,能把氯等从它们的卤化物中置换出来,为此,我们可得出如下结论:即氟、氯、溴、碘的氧化性,随着核电荷数的增加、原子半径的增大而逐渐减弱。
[板书]氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
还原性:I->Br->Cl->F-
[设问]大家能否根据卤素原子的结构特点来解释一下卤素单质在性质上的相似性与递变性呢
[讲解]卤素原子的最外层电子数相等,决定了他们在化学性质上的相似性(元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数),原子半径的不同,又导致了它们得电子的难易程度不同,从而表现出氧化性的强弱不同,即结构决定性质。
[过渡]我们在学习上节课时,曾提醒大家,除了要掌握物质性质的一般规律以外,还要认识它的特殊性。下面我们就来学习I2的特性——与淀粉的反应。
[板书]4.I2与淀粉的反应
[演示实验4—11,淀粉遇I2变蓝色]
[讲解]碘的这一特性,可以用来检验I2的存在。
[过渡]卤素的化学性质非常活泼,因此,在自然界中,卤素都是以化合态存在的。
含卤化合物的种类非常多,本节课我们只简单介绍几种与日常生活和人体健康有关的卤化银和含碘化合物的一些知识。
[板书]三、卤化银和含碘化合物
1.卤化银
[教师]让我们先来认识一下卤化银,并了解它们的一些用途。
[演示实验4—12,NaCl、NaBr、KI分别与AgNO3的反应
[请学生写出反应的离子方程式]
[板书]Cl-+Ag+======AgCl↓(白)
Br-+Ag+=====AgBr↓(浅黄)
I-+Ag+=====AgI↓(黄)
[讲解]在卤化银中,AgF是溶于水的,AgCl、AgBr、AgI均不溶于水,也不溶于稀HNO3,我们常根据它们的这种性质来鉴别Cl-、Br-、I-。这些不溶性的卤化银都有感光性,见光易分解,如:
[板书]2AgBr=======2Ag+Br2
[讲解]卤化银的感光性质,常被用作感光材料,如照相术上。AgI还可用来进行人工降雨。
[过渡]含卤化合物中的含碘化合物对人体有着不可低估的作用。我们日常的食用盐就含有含碘化合物——碘酸钾。那么,碘元素有哪些用途 对人体又有什么样的重要作用 我国含碘状况怎样呢 下面,我们就来学习有关知识。
2.含碘化合物
[引导学生从以下几个方面学习含碘化合物]
(1)碘的生理作用
(2)缺碘的危害
(3)我国含碘状况
(4)政府针对缺碘采取的措施
[投影思考题]
1.实验室制取Cl2时,常用湿润的KI—淀粉试纸来检验集气瓶中是否集满了氯气,说出其使用原理。
2.鉴别Cl-、Br-、I-可以选用的试剂是
A.碘水,淀粉溶液 B.氯水,四氯化碳
C.淀粉,KI溶液 D.硝酸银溶液,稀HNO3
3.砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物最不可能具备的性质是
A.砹易溶于某些有机溶剂 B.砹化氢很稳定不易分解
C.砹是有色气体 D.砹化银不溶于水或稀HNO3
[小结]卤素性质的相似性和递变性,是卤素原子结构相似性与递变性的必然反映。含卤化合物有着重要而广泛的用途。
[板书设计]3.卤素单质间的置换反应
Cl2+2NaBr======2NaCl+Br2 Cl2+2Br-======2Cl-+Br2
Cl2+2KI======2KCl+I2 Cl2+2I-======2Cl-+I2
Br2+2KI======2KBr+I2 Br2+2I-======2Br-+I2
氧化性:F2>Cl2>Br2>I2
还原性:I->Br->Cl->F-
4.I2与淀粉的反应
三、卤化银和含碘化合物
1.卤化银
Cl-+Ag+=====AgCl↓(白)
Br-+Ag+=====AgBr↓(浅黄)
I-+Ag+=====AgI↓(黄)
2AgBr======2Ag+Br2
2.含碘化合物
[教学说明]
本节内容学习时,除了使学生掌握知识的重点外,还应注意对学生良好学习方法的培养。如本节课即是以结构——性质——用途为线索,使所学知识条理化、系统化的。要引导学生对学过的知识进行归纳总结,形成规律,加以记忆。这对培养学生综合运用知识的能力有着很大的作用。同时,还应引导学生辩证地看问题,如普遍之中有特殊。
光照
光照第一节 氧族元素
●教学目标
1.使学生初步感受运用元素周期律等理论知识,指导学习元素化合物知识的科学方法,进一步认识和理解“族”的特点和含义。
2.掌握氧族元素原子结构与元素性质递变的关系。
3.通过氧族元素和卤族元素相似性、差异性及其原因的比较,培养学生分析、归纳总结知识的能力。
4.通过臭氧知识的学习,对学生进行一分为二、全而看问题的辩证唯物主义思想教育,挖掘教材内容,渗透环保意识。
●教学重点
1.原子结构与元素性质的关系。
2.氧族元素性质的相似性和递变规律。
●教学难点
氧族元素与卤族元素性质的比较。
●教学方法
启发、推测、讨论、对比、归纳等方法。
●教具准备
投影仪、胶片、三角架、石棉网、玻璃棒、酒精灯、药匙、研钵、火柴、大试管、坩埚钳、
铁粉、铜片、硫粉。
●教时安排
2课时
●教学过程
★第一课时
[引入]请同学们默背碱金属和卤族的元素,并说明它们的原子结构特点及其在周期表中的位置。那么在初中重点学习过的地壳含量居第一,且在实际中起着举足轻重作用的氧元素处于周期表中什么位置 与之同家族的成员还有哪些 它们在结构及性质上有何相同和不同之处呢
[板书]第一节 氧族元素
[投影]氧族元素(VIA)
元素名称:氧 硫 硒 碲 (钋)
元素符号:O S Se Te (Po)
核电荷数:8 16 34 52 (84)
原子结构示意图:
[引导]据氧族元素所处周期表中的位置及族元素的特点,推测其原子结构的相同点和不同点。
[师]氧族元素原子结构有何相同与不同点
[生]相同点:原子最外层都有6个电子。
不同点:①核电荷数不同;②电子层数不同;③原子半径不同。
[追问]从O Te,原子结构有何递变规律呢
[生]从O Te,核电荷数依次增加,电子层数依次增多,原子半径依次增大。
[转引]据氧族元素原子结构特点和递变规律,再运用元素周期律理论来推测氧族元素的性质及变化。
[师]元素的化学性质主要决定于原子结构的哪些方面
[生]最外层电子数和原子半径。
[追问]最外层电子数和原子半径如何决定元素的化学性质
[生]最外层电子数越多,越易得电子,表现非金属性;若原子半径越小,得电子能力越强,非金属性越强。相反,最外层电子数越少,越易失电子,表现金属性;若原子半径越大,失电子能力越强,金属性越强。
[师]从氧族元素原子结构入手,请大家对其化学性质的相似相异性进行大胆的推测。
[生]相似:原子最外层都有6个电子;易得2个电子;表现非金属性。
相异(递变):从O Te,随核电荷数的增加,电子层数的增多,原子半径依次增大,使原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子得电子能力依次减弱,失电子能力依次增强,因此,元素非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。
[板书总结]一、氧族元素原子结构与元素性质递变的关系
[投影]
[承转]以上我们的理论推测是否正确,请大家翻阅课本图6—1和表6—1相关的内容和数据。
[讨论]分组进行
1.氧族元素原子的核电荷数、电子层数及原子半径等是如何变化的
2.各元素单质的熔点、沸点、密度等物理性质是如何变化的
3.从氢化物的稳定性来分析各元素的非金属性是怎样变化的
[分析]氧族元素在原子结构上的相同点,决定了氧族元素在性质上的相似性。
(1)化合价都是-2、+4、+6(氧无正价)
(2)都能与氢形成气态氢化物。
(3)除氧外,都能与氧结合生成两种氧化物:二氧化物和三氧化物。
(4)最高价氧化物对应水化物都是含氧酸(氧除外)。
[提问]通常判断元素非金属性强弱的根据是什么
[回答]跟氢化合的难易及氢化物的稳定性强弱或比较最高价氧化物对应水化物酸性强弱。
[分析]从O Te,单质跟氢化合的情况如下:
[投影给出]O2与H2点燃或放电可反应,H2O稳定,1000℃时开始分解。
S与H2,444℃以上反应,H2S 300℃时开始分解。
Se与H2,573℃以上反应,H2Se稍加热即开始分解。
Te与H2不能直接化合,H2Te低温时就分解。
[结论]氧族元素从O Te,与氢化合由易到难,气态氢化物稳定性逐渐减弱,说明元素非金属性逐渐减弱。
[分析]从O Te,元素最高价氧化物对应水化物——含氧酸酸性变化趋势为:
H2SO4>H2SeO4>H2TeO4,由此也说明从O Te,元素非金属性逐渐减弱。
[小结]从以上分析证明,我们的理论推测是正确的,即氧族元素原子结构上的不同点,决定了其性质上的递变性。
[板书]
[思考]氧族元素氢化物的还原性如何变化 其水溶液的酸性如何递变 (类比卤素)
[分析]氢化物(H2R)中,R呈-2价为最低价,只具有还原性,随着电子层数的增多,原子半径的增大,R失电子能力依次增强,因此氢化物还原性依次增强,即H2O<H2S<H2Se<H2Te,如同HF<HCl<HBR<HI
其阴离子的还原性为:O2-<S2-<Se2-<Te2- F-<Cl-<BR-<I-
至于同族元素氢化物水溶液酸性的强弱,应该说影响因素很多,但主要取决于H2R中R对H+的束缚力大小(R与H+直接相连),R对H+的束缚力越小,释放H+就越容易,酸性就越强,从O Te,原子半径递增,得电子能力递减,对H+的束缚力递减,释放H+的能力递增。所以氢化物水溶液酸性逐渐增强。即H2S<H2Se<H2Te,如同HF<HCl<HI<HBR。
[引导]氧族元素中氧是龙头老大,与O相比,S只能算是小字辈,请大家举一学过的反应事实证明S比O的非金属性弱,即氧化性弱。
[回答]如:S+O2=====S+4O2,O2将单质硫氧化成SO2,说明O2比S的氧化性强。
[追问]在此反应中,S表现什么性质
[回答]S失电子,被氧化,表现还原性。
[引导]S虽比O非金属性弱,但也表现出与O相似的一些化学性质,如它也能与绝大多数金属发生反应。
[投影]S+2Na====Na2S(常温化合并爆炸) 3S+2Al====Al2S3 S+2Ag====Ag2S S+Hg====HgS
[讲述]基于硫的性质,它在实际中有很多应用,我们划火柴时,常闻到一股刺鼻的气味,这正是火柴头成分中硫燃烧后产生的SO2。焰火爆竹中也存在硫,所以在燃放时,也会产生SO2,工业上一些生产硫酸的工厂还利用燃硫法来制取SO2,利用S和Ag的反应,可用简易的方法鉴别出真假银;用一布条沾上少量硫粉在待鉴别的器皿表面用力磨擦,如被磨擦处出现黑斑则说明是真银,否则为假。S和Hg反应,常温下即可完成,而且生成高价态硫化汞,利用此反应,可以消除温度计、气压计等被打破后汞的毒害, 若不慎汞洒落于地,要立即打开门窗通风,并尽量将汞收集,残留部分,可覆盖硫粉处理,以免汞蒸气中毒。此外HgS还可用作红色颜料(朱砂),红色印泥就是用朱砂做的。
[小结]从以上分析可知硫表现出与O2相似的氧化性,但S 在遇到强氧化剂时,又可表现还原性,所以硫既有氧化性又有还原性,体现了矛盾的两个方面。
[引导]氧族元素原子结构上的不同,也导致其单质在物理性质上的差别。
[投影] 单质: O2 S Se Te
色: 无色 淡黄色 灰色 银白色
态:气 固
熔沸点:由低 高
密度:由小 大
导电性:S(不导电) Se(半导体) Te(导体)
[小结]可见结构对性质的决定作用。
[转引]氧族元素与同周期卤族元素相比,非金属性如何呢
[思考]投影:
(1)试举例说明非金属性:F>O
[答案]O2+2H2=========2H2O
F2+H2========2HF
且有2F2+2H2O====4HF+O2?
(2)通过比较S、Cl2分别与Cu、Fe反应的事实,说明S、Cl非金属性的差别。
[提问]铜丝在Cl2中燃烧有何现象 生成何物 写出反应方程式并分析Cu的化合价变化。
[回答]铜丝在氯气里剧烈地燃烧,集气瓶中充满棕色的烟,生成氯化铜固体。
Cu+Cl2======CuCl2
[问]Fe、Cu相比,还原性谁强 Fe能在Cl2中燃烧吗
[回答]还原性Fe>Cu,所以Fe更易在Cl2中燃烧。
2Fe+3Cl2======2FeCl3
[追问]单质硫与Cu、Fe反应吗
[补充演示]将铁粉与硫粉混合均匀后平铺于石棉网上,将该石棉网置于三角架上,用红热的玻璃棒加热混合物的一端。
[现象]剧烈反应,发光放热,生成黑色固体。
[原理]Fe+S====FeS,硫化亚铁是一种不溶于水的黑色固体。
[演绎]对比上述反应,从氧化还原反应规律推测S和Cu反应的条件及生成物。
[提问]S与Fe、S与Cu哪一个反应更易进行 为什么
[回答]相比较,S与Fe容易进行,因为Fe比Cu的还原性强。
[追问]在加热条件下,S将Fe氧化生成+2价铁的硫化物,那么S、Cu需在什么样的条件下进行 会生成什么物质
[回答]加热条件下生成硫化亚铜,即:
2Cu+S====Cu2S
[讲解]Cu2S也是一种不溶于水的黑色固体。
[分析]从以上反应事实可知,对于Cu、Fe这样具有变价的金属,当被Cl2氧化时生成高价态金属氯化物,被硫氧化时,只能生成低价态金属硫化物,而且反应条件不同:前者为点燃,后者需加热。由此推断:硫原子得电子能力比氯原子弱,即硫的非金属性比氯弱。
[结论]非金属性S<Cl
[转问]大家能从原子结构观点加以解释吗
[引导]请同学们先画出两者的原子结构示意图
[提问]二者在结构上有何相同及不同点
[回答]电子层数相同,核电荷数不同,最外层电子数不同,但都较多易得电子。
[追问]它们的原子半径谁大 为什么
[回答]同周期元素在电子层数相同的条件下,原子半径随核电荷数的增大而减小,所以原子半径16S>17Cl。那么得电子能力大小呢
[回答]正是由于原子半径16S>17Cl,所以Cl原子得电子能力强于S原子,所以氯的非金属性强于硫。
[思考]H2S和HCl相比,谁更稳定 H2SO4与HClO4的酸性谁更强
[回答]HCl比H2S的稳定性强,HClO4比H2SO4的酸性强。
[小结]以上我们从具体反应事实和原子结构观点分析比较了S、Cl的非金属性。由此可得出结论:氧族元素也能同大多数金属直接化合,表现一定的非金属性,但氧族元素非金属性比同周期卤素的非金属性弱。
[板书]二、氧族元素与同周期卤族元素的非金属性比较
原子半径:氧族>卤族
非金属性:氧族<卤族
[参考练习]
1.钋是原子序数最大的氧族元素,推测钋及钋的化合物最不可能具有的性质是( )
A.钋是能导电的固体 B.钋的氧化物、水化物至少有两种
C.钋与氢气不能直接化合 D.钋的氢化物很稳定
答案:D
2.下列结论正确的是( )
(1)粒子半径:S2->Cl>S>F (2)稳定性:HF>HCl>H2S>H2Te (3)还原性:S2->Cl->Br->I- (4)氧化性:Cl2>S>Se>Te (5)酸性:H2SO4>HClO4>H2SO3 (6)非金属性:F>Cl>S>Se
A.(2)(4)(6) B.(1)(2)(3) C.(1) D.(6)
答案:A
3.下列物质能由单质直接化合而制得的是( )
A.Fe2S3 B.FeCl2 C.CuS D.AlCl3
答案:D
4.在S+O2====SO2的反应中:S作 剂,在黑火药的爆炸反应中:2KNO3+S+3C====K2S+N2↑+3CO2↑,S作 剂。
答案:还原剂;氧化剂
[布置作业]
课本习题一、三;1、2
●板书设计
第一节 氧族元素(第一课时)
一、氧族元素原子结构与元素性质递变的关系
二、氧族元素与同周期卤族元素的非金属性比较
原子半径:氧族>卤族
非金属性:氧族<卤族
●教学说明
氧族元素之前已学习过碱金属元素与卤族元素,对族元素的原子结构的特点和性质变化已有一定的了解,加上刚刚学完原子结构和元素周期律知识,因此,对氧族元素的学习可以说是原子结构,元素周期律的应用。为此,本节课首先组织学生根据氧族元素在周期表中的位置,运用元素周期律理论对原子结构特点及元素性质变化规律进行了大胆的推测,而后分析了课本所列相关数据与反应事实,最终验证了理论推测的正确性。由此,让学生真正体会到科学理论的指导作用,初步学会了运用理论知识指导学习元素化合物的方法,同时又是对学生思维、分析、推测能力的训练。
本节第二部分着重对比了氧族元素与同周期卤族元素的非金属性,这一内容重在考查学生对已有知识的掌握和解决问题的能力,因此,将其设为难点,特以S、Cl2分别与变价金属Fe、Cu的反应为例作分析比较,得出了氧族元素比相应卤族元素非金属性弱的事实,后又引导学生用原子结构知识进行了解释,以突出结构对性质的决定性作用,强化了学生结构决定性质的思想。
本节设计的主旨是:给学生以思想;给学生以方法;给学生以充分活动的时间与空间,以培养学生的能力为最终目的。
点燃 +4
0


点燃或放电
冷暗处
非金属性F>O
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