2019-2020年新人教版高中化學(xué)必修1《硫和氮的氧化物》學(xué)案一.doc
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2019-2020年新人教版高中化學(xué)必修1《硫和氮的氧化物》學(xué)案一 教學(xué)難點(diǎn):可逆反應(yīng),二氧化氮與水的反應(yīng)。 知識(shí)梳理 【知識(shí)鏈接】目前我國(guó)空氣質(zhì)量報(bào)告主要依據(jù)哪些污染物?___、____、_____。 1、二氧化硫的來源: 實(shí)驗(yàn)室:_S+_O2— ; _Cu+_H2SO4(濃)—______; _Na2SO4+_H2SO4(濃)— ______ 工業(yè)上:____________工業(yè)尾氣,_FeS2+_O2—_________。 2、氮氧化物的來源:_NH3+_O2— ______;汽車尾氣。 一、二氧化硫 1、硫,俗稱 , 色粉末 2、二氧化硫的物理性質(zhì) 二氧化硫是 色、有 氣味的 氣體,密度比空氣 ,易 , 溶于水。 3、二氧化硫的化學(xué)性質(zhì) 二氧化硫與水的反應(yīng),水溶液的酸堿性,二氧化硫或亞硫酸的漂白性實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn)操作 現(xiàn)象 結(jié)論 (1)把盛有SO2的試管倒立于水中,打開膠塞 試管內(nèi)液面 。 SO2 溶于水。 (2)用pH試紙測(cè)定溶液的酸堿度 _________溶液呈 性。 (3)滴入2滴品紅溶液,振蕩;加熱試管,再觀察 ; 。 【思考】分別從化合價(jià)的角度,作為酸性氧化物的角度,二氧化硫有什么化學(xué)性質(zhì): ______________________________________________________________________________。 (1)SO2與水的反應(yīng)方程式為______________________。 【概念辨析】可逆反應(yīng):在 下,既能向 方向進(jìn)行,同時(shí)又能向 方向進(jìn)行的反應(yīng)。 (2)SO2與NaOH溶液的反應(yīng)方程式為______________________。另舉兩例反應(yīng)酸性氧化物這一通性的化學(xué)反應(yīng):________________________________,________________________。 (3)SO2與O2的反應(yīng)——二氧化硫表現(xiàn)____________性,反應(yīng)方程式為_____________________。 【注意】工業(yè)上制硫酸的反應(yīng) ____________________________,_________________________,_________________。 【思考】硫酸酸雨如何形成?寫出反應(yīng)的方程式 ________________________________________________________________________ (4)SO2或亞硫酸有漂白性:二氧化硫或亞硫酸有漂白作用,與有色物質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng),生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),加熱又恢復(fù)為原來的顏色。利用品紅溶液可檢驗(yàn)二氧化硫氣體。 【辨析】氯水也有漂白作用,次氯酸與有色物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成穩(wěn)定的無色物質(zhì),加熱不恢復(fù)為原來的顏色。 二、二氧化氮和一氧化氮 1、中國(guó)有句農(nóng)諺,叫“雷雨發(fā)莊稼”,其中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)知識(shí)。用化學(xué)方程式表示: ________、_____________、_____________。 2、小結(jié)表-1: NO NO2 SO2 SO3 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 用途 對(duì)環(huán)境影響 制法 表-2 氮 硫 物理性質(zhì) NO2 NH3 HNO3 SO2 SO3 H2SO4 化學(xué)性質(zhì) 用途 制法 【練習(xí)】1、NO分子因污染空氣而臭名昭著。近年來,發(fā)現(xiàn)少量的NO在生物體內(nèi)許多組織中存在,它有擴(kuò)張血管、提高免疫、增強(qiáng)記憶的功能,而成為當(dāng)前生命科學(xué)的研究熱點(diǎn),NO亦被稱為“明星分子”。請(qǐng)回答下列問題。 ①NO對(duì)環(huán)境的危害在于 (填以下項(xiàng)目的編號(hào)) A.破壞臭氧層B.高溫下能使一些金屬被氧化C.造成酸雨D.與人體血紅蛋白結(jié)合 ②在含Cu+離子的酶活化中心中,亞硝酸根離子(NO2-)可轉(zhuǎn)化為NO,寫出Cu+和亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應(yīng)的離子方程式: ③在常溫下,把NO氣體壓縮到100個(gè)大氣壓,在一個(gè)體積固定的容器里加熱到50℃,發(fā)現(xiàn)氣體的壓力迅速下降,壓力降至略小于原壓力2/3就不再改變,已知其中一種產(chǎn)物為N2O,寫出上述變化的化學(xué)方程式: ___ ④簡(jiǎn)要說明變化③中為什么最后的氣體總壓力小于原壓力的2/3 _____ 2、下列物質(zhì)中,不屬于空氣質(zhì)量指標(biāo)的是 A.二氧化碳 B.氮氧化物 C.二氧化硫 D.懸浮顆粒 3、你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采取的措施是 ①不用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發(fā)新能源 A. ①②③ B. ②③④⑤ C. ①③⑤ D. ①③④⑤ 4、SO2溶于水后所得溶液的性質(zhì)是 A.有氧化性,無還原性,無酸性 B.有氧化性,有還原性,有酸性 C. 有還原性,無氧化性,無酸性 D. 有還原性,無氧化性,有酸性 5、酸雨放置時(shí)酸性略有增強(qiáng),原因是:(寫化學(xué)反應(yīng)方程式) 。 疑難點(diǎn)撥 一、常見具有漂白劑有那些?原理有何區(qū)別? 1、與有機(jī)色素結(jié)合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。 SO2漂白性的實(shí)質(zhì),是SO2與水反應(yīng)生成的H2SO3跟有機(jī)色素結(jié)合成了不穩(wěn)定的無色化合物,該化合物見光、遇熱或長(zhǎng)久放置又能恢復(fù)為原來的顏色。SO2漂白原理屬于非氧化—還原反應(yīng)。 2、氧化性漂白:漂白劑具有氧化性,將有機(jī)色素氧化成穩(wěn)定的無色物質(zhì)。 (1)氯水、Ca(ClO)2的漂白性:干燥的氯氣不能使紅布條褪色,而能使?jié)駶?rùn)的紅布條褪色,證明起漂白作用的不是Cl2,而是HClO。氯氣也能使品紅溶液褪色,但加熱不能復(fù)原,其實(shí)質(zhì)為氧化還原反應(yīng)。Ca(ClO)2在水中極易發(fā)生水解,或與CO2反應(yīng)生成HClO,從而表現(xiàn)出漂白性。 (2)H2O2、Na2O2的漂白性:過氧化氫在常溫下能自動(dòng)分解:2H2O2=2H2O+O2↑,因此它是一種強(qiáng)氧化劑,紡織工業(yè)常用它作漂白劑,就是利用它的氧化性。Na2O2是一種淡黃色晶體,與水或者稀酸作用時(shí),生成過氧化氫,并猛烈放熱。生成的H2O2在受熱情況下立即分解放出氧氣,表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。因此,Na2O2是一種重要的工業(yè)漂白劑。 (3)臭氧的漂白性:O3分子是不穩(wěn)定的,氧化能力遠(yuǎn)比O2強(qiáng),且在水溶液中具有強(qiáng)氧化性。所以,當(dāng)有水存在時(shí),O3是一種強(qiáng)力漂白劑,還用于水和空氣的消毒。 3、吸附性漂白:木炭、活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),形成較大的比表面積,具有很強(qiáng)的吸附性。 二、二氧化碳與二氧化硫的異同及鑒別 1、物理性質(zhì)。相同點(diǎn):常溫下都是無色氣體.密度都大于水。 不同點(diǎn):二氧化碳沒有氣味.二氧化硫有刺激性氣味;二氧化碳無毒.二氧化硫有毒;二氧化碳能溶于水(1體積水大約溶解1體積氣體)。二氧化硫易溶于水(1體積水大約溶解 40體積氣體);二氧化硫易液化。 2、化學(xué)性質(zhì)。相同點(diǎn):都是酸性氧化物①都能和水反應(yīng).生成的酸不穩(wěn)定.只能存在于溶液中CO2+H2OH2CO3 SO2+H2OH2SO3 ②都能與堿反應(yīng)。用量比不同。可以生成兩種鹽。SO2、CO2氣體通入澄清石灰水中。都是先生成沉淀。當(dāng)SO2、CO2過量時(shí)又溶解。 不同點(diǎn):①二氧化硫常表現(xiàn)還原性.二氧化碳表現(xiàn)氧化性;二氧化硫能被高錳酸鉀、氯水、溴水、碘水等氧化劑氧化.二氧化碳不能.②二氧化硫具有漂白性.能漂白某些有色物質(zhì).二氧化碳不能。③造成大氣污染的原因不同。二氧化硫形成酸雨,二氧化碳引起溫室效應(yīng)。 3、鑒別:①利用二氧化硫的還原性,用高錳酸鉀溶液或溴水褪色鑒別。②利用二氧化硫的漂白性,用品紅溶液鑒別。 三、氮的氧化物溶于水的計(jì)算 1、NO2或NO2與N2(非O2)的混合氣體溶于水時(shí),可根據(jù)反應(yīng):3NO2+H2O=2HNO3+NO,利用氣體 體積的變化差值進(jìn)行計(jì)算. 2、NO2和O2的混合氣體溶于水時(shí),根據(jù)反應(yīng):4NO2+O2+2H2O=4HNO3 當(dāng)V(NO2)∶V(O2) 3、NO和O2同時(shí)通入水中時(shí),此時(shí)的反應(yīng)為:4NO+3O2+2H2O=4HNO3 當(dāng)V(NO) ∶V(O2) 典例剖析 【例1】北京市最近規(guī)定進(jìn)京汽車尾氣排放必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槠囄矚?含烴類、CO、SO2與NO等有毒氣體)是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上,裝一個(gè)催化轉(zhuǎn)換器(用Pt、Pd合金作催化劑),它的特點(diǎn)是使CO和NO反應(yīng),生成參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體,并使汽油充分燃燒及SO2轉(zhuǎn)化。 (1)寫出NO和CO通過催化轉(zhuǎn)換器發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: (2)“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點(diǎn)是在一定程度上提高了空氣的酸度。其原因是: (3)控制城市空氣污染源的方法有: a.植樹造林 b.開發(fā)氫能源 c.使用非機(jī)動(dòng)車 d.控制汽車進(jìn)城 e.使用無鉛汽油 解析:一輛以汽油為燃料的汽車有幾個(gè)地方排出污染物,其中最主要的是尾部排出的廢氣。廢氣中主要含CO、NOx及碳?xì)浠衔铩O是汽油不完全燃燒的產(chǎn)物,NOx是汽油爆裂時(shí),進(jìn)入的空氣中氮和氧化合而成。碳?xì)浠衔镏泻型闊N、烯烴和芳烴、醛等,有的是汽油原有成分,有的是氧化產(chǎn)物。讓學(xué)生明確汽車尾氣成分有利于認(rèn)識(shí)尾氣對(duì)環(huán)境的污染,有利于要治汽車尾氣。大城市中汽車多,大氣中NO含量較高這是因?yàn)?,汽車引擎在工作時(shí)產(chǎn)生高溫高壓使之發(fā)生如下反應(yīng):N2+O2=2NO,礦物油中硫在燃燒過程中產(chǎn)生SO2,不完全燃燒產(chǎn)生CO,治理方法是在汽車排氣管上裝一個(gè)用鉑、鈀合金作的“催化轉(zhuǎn)化器”,使之發(fā)生反應(yīng),NO與CO反應(yīng)生成N2和CO2,SO2催化氧化為SO3??刂瞥鞘锌諝馕廴驹吹母痉椒ㄊ侵矘湓炝趾烷_發(fā)無污染的氫能源。 答案:(1)2CO+2NON2+2CO2 2SO2+O22SO3 (2)反應(yīng)除生成了N2外,還生成了增加空氣酸度的CO2和SO3 (3)a、b 【例2】虛線框中的裝置可用來檢驗(yàn)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生的所有氣體 產(chǎn)物,填寫下列空白: (1)如果將裝置中①②③三部分儀器的連接順序變?yōu)棰冖佗?,則可以檢出的物質(zhì)是______;不能檢出的物質(zhì)是______。 (2)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰佗邰?,則可以檢出的物質(zhì)是______;不能檢出的物質(zhì) ______。 (3)如果將儀器的連接順序變?yōu)?②③①,則可以檢出的物質(zhì)是______;不能檢出的物 ______。 解析:要正確解答本題務(wù)必清楚題給實(shí)驗(yàn)裝置各部分的作用及排列順序不可變更的原因.裝置①為檢驗(yàn)產(chǎn)物H2O,只能放在裝置②③之前,因?yàn)槿舴旁谘b置②③之后或裝置②③之間,則氣流通過裝置②或③一定要帶出水蒸氣,則無法驗(yàn)證使CuSO4變藍(lán)的水蒸氣是否是反應(yīng)生成物.裝置③和裝置②位置也不得變更,因?yàn)镾O2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁.故 驗(yàn)證CO2前一定要排除SO2的干擾。答案:(1)SO2、CO2 H2O?。?)SO2 CO2?。?)SO2、CO2 H2O 知能訓(xùn)練 一、選擇題 1.下列污染現(xiàn)象主要與SO2有關(guān)的是 ( ) A.臭氧空洞 B.酸雨 C.光化學(xué)煙霧 D.溫室效應(yīng) 2、飄塵是物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的粒狀漂浮物,顆粒很小,不易沉降。它與空氣中的SO2和O2接觸時(shí),SO2會(huì)部分轉(zhuǎn)化為SO3,使空氣的酸度增加,環(huán)境污染更為嚴(yán)重。其中飄塵所起的作用可能是: A.氧化劑 B.還原劑 C.催化劑 D.載體 3.酸雨給人類帶來了種種災(zāi)禍,嚴(yán)重地威脅著地球生命生存的生態(tài)環(huán)境,下列有關(guān)減少或者防止酸雨形成的措施中可行的是 ( ) ①對(duì)燃煤進(jìn)行脫硫;②對(duì)含SO2、NO2等工業(yè)廢氣進(jìn)行無害處理后,再排放到大氣中;③ 人工收集雷電作用所產(chǎn)生的氮的氧化物;④飛機(jī)、汽車等交通工具采用清潔燃料,如天然氣、甲醇等。 A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④ 4.某冶煉廠利用煉銅產(chǎn)生的SO2生產(chǎn)硫酸,變廢為寶,化害為利。其原理是 ( ) A.利用了SO2的水溶性,將SO2直接通入水中 B.利用了SO2的氧化性,將SO2直接通入水中 C.利用了SO2的氧化性,使其與O2反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為SO3,再與水反應(yīng) D.利用了SO2的還原性,使其與O2反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為SO3,再與水反應(yīng) 5、在常溫常壓下,下列各組氣體不能共存的是 ( ) A.SO2與O2 B.NO2與NO C.O2與N2 D.NO與O2 6.下列氣體溶解于水,沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是 ( ) A.SO2溶解于水 B.NO2溶解于水 C.CO2溶解于水 D.Cl2溶解于水 7.某冶煉廠利用煉銅產(chǎn)生的SO2生產(chǎn)硫酸,變廢為寶,化害為利。其原理是 ( ) A.利用了SO2的水溶性,將SO2直接通入水中 B.利用了SO2的氧化性,將SO2直接通入水中 C.利用了SO2的氧化性,使其與O2反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為SO3,再與水反應(yīng) D.利用了SO2的還原性,使其與O2反應(yīng)而轉(zhuǎn)化為SO3,再與水反應(yīng) 8.右圖是化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用裝置之一,若氣體從右管進(jìn)入,可用來收集的氣體是 ( ) A.NO B. NO2 C. CO D.SO2 9.全社會(huì)都在倡導(dǎo)誠(chéng)信,然而總是有一部分不法商販卻在背道而馳。如有些商販為了使銀耳增白,就用硫磺(燃燒硫磺)對(duì)銀耳進(jìn)行熏制,用這種方法制取的潔白的銀耳對(duì)人體是有害的。這些不法商販所制取銀耳利用的是 ( ) A.S的漂白性 B.S的還原性 C.SO2的漂白性 D.SO2的還原性 10.上世紀(jì)80年代后期人們逐漸認(rèn)識(shí)到,NO在人體內(nèi)起著多方面的重要生理作用。下列關(guān)于NO的說法錯(cuò)誤的是 ( ) A.NO是具有刺激性的紅棕色氣體 B.NO是汽車尾氣的有害成分之一 C.NO在人體的血管系統(tǒng)內(nèi)具有傳送信號(hào)的功能 D.NO能夠與人體血紅蛋白結(jié)合,造成人體缺氧中毒 11.如圖所示,試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物),當(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r(shí),試管內(nèi)水面上升,但不能充滿試管,當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后,可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升,經(jīng)過多次重復(fù)后,試管內(nèi)完全被水充滿,原來試管中盛裝的可能是什么氣體( ) A.可能是N2與NO2的混和氣體 B.可能是O2與NO2的混和氣體 C.可能是NO與NO2的混和氣體 D.只可能是NO2一種氣體 12.某混合氣體中可能含有Cl2 、O2 、SO2 、NO 、NO2 中的兩種或多種氣體?,F(xiàn)將此無色透明的混合氣體通過品紅溶液后,品紅溶液褪色,把剩余氣體排入空氣中,很快變?yōu)榧t棕色。對(duì)于原混合氣體成分的判斷中正確的是 ( ) A. 肯定有SO2 和NO B. 肯定沒有Cl2 、O2和NO2 C. 可能有Cl2和O2 D. 肯定只有NO 13.盛有NO 和 NO2 的混合氣體的量筒倒立在盛有水的水槽中,過一段時(shí)間后,量筒內(nèi)的氣體體積減小為原來的一半 。則原混合氣體中NO 和 NO2 的體積比是 ( ) A.3∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.1∶2 二、填空題 14.用儀器A、B和膠管組成裝置收集NO氣體(①儀器A已經(jīng)氣密性檢查;②除水外 不能選 用其他試劑)。 正確的操作步驟是: 15.利用右圖裝置,寫出除去下列氣體中的雜質(zhì)的方法,并寫出化學(xué)方程式 (括號(hào)內(nèi)的氣體為雜質(zhì))。 (1)CO2(SO2) ,化學(xué)方程式 。 (2)SO2(SO3,假設(shè)SO3為氣體) ,化學(xué)方程式 。 (3)NO(NO2) ,化學(xué)方程式 。 16、有一無色干燥的混合氣體,可能是由HCl、NO、NO2、CO2、NH3、H2、O2、Cl2中的幾種混合而成,根據(jù)①把混和氣體通過濃H2SO4時(shí),氣體體積明顯減小。②再通入過量堿石灰時(shí),體積又明顯減??;③剩余氣體接觸空氣時(shí),立即變?yōu)榧t棕色,可得:混和氣體中一定存在______________,一定不存在_______________,可能存在_________ 。 三、計(jì)算題 17、將vmL NO和NO2的混合氣通過水吸收后,得到amL無色氣體A,將此無色氣體A與等體積O2混合,再通過水充分吸收后,收集到5mL無色氣體B。試回答: (1)A氣體是 ,B氣體是 ; (2)A氣體的體積是 mL; (3)v的取值范圍是 。 18、將標(biāo)況下4升NO2和1升O2混合充滿燒瓶,然后倒插入水槽中,溶液的物質(zhì)的量濃度是多少?(假設(shè)硝酸未進(jìn)入水槽)若是4升NO和3升O2,濃度又是多少?若是NO2、NO、O2的混合氣體,也是剛好溶于水完全反應(yīng),則溶液的濃度在什么范圍內(nèi)? 參 考 答 案 1.B 2. C 3.C 4.D 5.D 6.AC 7.D 8.BD 9.C 10.A 11.BC 12.AB 13.B 14、 在A中加滿水,蓋緊瓶塞,用膠管連接b和c接口,由a導(dǎo)入NO氣體,水通過b和c 排入B中。 15.(1)將混和氣體通入到盛有飽和NaHCO3溶液的上圖裝置中,化學(xué)方程式是: SO2+2NaHCO3=2CO2↑+Na2SO3+H2O (2)將混和氣體通入到盛有飽和NaHSO3溶液的上圖裝置中,化學(xué)方程式是: SO3+2NaHCO3=2SO2↑+Na2SO4+H2O (3)將混和氣體通入到盛有水的上圖裝置中,化學(xué)方程式是: 3NO2+H2O=NO+2HNO3 16、NH3、CO2、NO, HCl、Cl2、NO2、O2, H2 。 17.(1)NO2溶于水生成NO,故A為NO,B為O2 (2)4NO+3O2+2H2O=4HNO3 amL 依題意:(2分) (3)在VmL的混合氣中,因3體積的NO2只能產(chǎn)生1體積的NO,故V應(yīng)大于20mL。若20mLNO都由NO2產(chǎn)生,則V應(yīng)為60mL,已知VmL氣體中已含NO,故20- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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