2019-2020年新人教版高中化學必修1《硫和氮的氧化物》學案一.doc
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2019-2020年新人教版高中化學必修1《硫和氮的氧化物》學案一 教學難點：可逆反應，二氧化氮與水的反應。 知識梳理 【知識鏈接】目前我國空氣質量報告主要依據(jù)哪些污染物？＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。 1、二氧化硫的來源： 實驗室：＿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 二氧化硫是 色、有 氣味的 氣體，密度比空氣 ，易 ， 溶于水。 3、二氧化硫的化學性質 二氧化硫與水的反應，水溶液的酸堿性，二氧化硫或亞硫酸的漂白性實驗： 實驗操作 現(xiàn)象 結論 （1）把盛有SO2的試管倒立于水中，打開膠塞 試管內液面 。 SO2 溶于水。 （2）用pH試紙測定溶液的酸堿度 _________溶液呈 性。 （3）滴入2滴品紅溶液，振蕩；加熱試管，再觀察 ； 。 【思考】分別從化合價的角度，作為酸性氧化物的角度，二氧化硫有什么化學性質： ______________________________________________________________________________。 (1)SO2與水的反應方程式為______________________。 【概念辨析】可逆反應：在 下，既能向 方向進行，同時又能向 方向進行的反應。 (2)SO2與NaOH溶液的反應方程式為______________________。另舉兩例反應酸性氧化物這一通性的化學反應:________________________________，________________________。 (3)SO2與O2的反應——二氧化硫表現(xiàn)____________性,反應方程式為_____________________。 【注意】工業(yè)上制硫酸的反應 ____________________________，_________________________，_________________。 【思考】硫酸酸雨如何形成？寫出反應的方程式 ________________________________________________________________________ (4)SO2或亞硫酸有漂白性：二氧化硫或亞硫酸有漂白作用，與有色物質發(fā)生化合反應，生成不穩(wěn)定的無色物質，加熱又恢復為原來的顏色。利用品紅溶液可檢驗二氧化硫氣體。 【辨析】氯水也有漂白作用，次氯酸與有色物質發(fā)生氧化還原反應，生成穩(wěn)定的無色物質，加熱不恢復為原來的顏色。 二、二氧化氮和一氧化氮 1、中國有句農(nóng)諺，叫“雷雨發(fā)莊稼”，其中蘊含著豐富的科學知識。用化學方程式表示： ＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2、小結表-1： NO NO2 SO2 SO3 物理性質 化學性質 用途 對環(huán)境影響 制法 表-2 氮 硫 物理性質 NO2 NH3 HNO3 SO2 SO3 H2SO4 化學性質 用途 制法 【練習】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在生物體內許多組織中存在，它有擴張血管、提高免疫、增強記憶的功能，而成為當前生命科學的研究熱點，NO亦被稱為“明星分子”。請回答下列問題。 ①NO對環(huán)境的危害在于 （填以下項目的編號） 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．與人體血紅蛋白結合 ②在含Cu＋離子的酶活化中心中，亞硝酸根離子(NO2－)可轉化為NO，寫出Cu＋和亞硝酸根離子在酸性水溶液中反應的離子方程式： ③在常溫下，把NO氣體壓縮到100個大氣壓，在一個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方程式： ___ ④簡要說明變化③中為什么最后的氣體總壓力小于原壓力的2/3 _____ 2、下列物質中，不屬于空氣質量指標的是 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、酸雨放置時酸性略有增強，原因是：（寫化學反應方程式） 。 疑難點撥 一、常見具有漂白劑有那些？原理有何區(qū)別？ 1、與有機色素結合成不穩(wěn)定的無色物質。 SO2漂白性的實質，是SO2與水反應生成的H2SO3跟有機色素結合成了不穩(wěn)定的無色化合物，該化合物見光、遇熱或長久放置又能恢復為原來的顏色。SO2漂白原理屬于非氧化—還原反應。 2、氧化性漂白：漂白劑具有氧化性，將有機色素氧化成穩(wěn)定的無色物質。 (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)駶櫟募t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，但加熱不能復原，其實質為氧化還原反應。Ca(ClO)2在水中極易發(fā)生水解,或與CO2反應生成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分解:2H2O2=2H2O+O2↑,因此它是一種強氧化劑，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，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，氧化能力遠比O2強，且在水溶液中具有強氧化性。所以，當有水存在時，O3是一種強力漂白劑，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構，形成較大的比表面積，具有很強的吸附性。 二、二氧化碳與二氧化硫的異同及鑒別 1、物理性質。相同點：常溫下都是無色氣體．密度都大于水。 不同點：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、化學性質。相同點：都是酸性氧化物①都能和水反應．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。用量比不同?？梢陨蓛煞N鹽。SO2、CO2氣體通入澄清石灰水中。都是先生成沉淀。當SO2、CO2過量時又溶解。 不同點：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．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。 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算 1、NO2或NO2與N2(非O2)的混合氣體溶于水時，可根據(jù)反應：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，利用氣體 體積的變化差值進行計算． 2、NO2和O2的混合氣體溶于水時，根據(jù)反應：4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 當V(NO2)∶V(O2) 3、NO和O2同時通入水中時，此時的反應為：4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3 當V(NO) ∶V(O2) 典例剖析 【例1】北京市最近規(guī)定進京汽車尾氣排放必須符合國家標準。因為汽車尾氣(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，裝一個催化轉換器(用Pt、Pd合金作催化劑)，它的特點是使CO和NO反應，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轉化。 (1)寫出NO和CO通過催化轉換器發(fā)生反應的化學方程式： (2)“催化轉換器”的缺點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．使用非機動車 d．控制汽車進城 e．使用無鉛汽油 解析：一輛以汽油為燃料的汽車有幾個地方排出污染物，其中最主要的是尾部排出的廢氣。廢氣中主要含CO、NOx及碳氫化合物。CO是汽油不完全燃燒的產(chǎn)物，NOx是汽油爆裂時，進入的空氣中氮和氧化合而成。碳氫化合物中含有烷烴、烯烴和芳烴、醛等，有的是汽油原有成分，有的是氧化產(chǎn)物。讓學生明確汽車尾氣成分有利于認識尾氣對環(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含量較高這是因為，汽車引擎在工作時產(chǎn)生高溫高壓使之發(fā)生如下反應：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用鉑、鈀合金作的“催化轉化器”，使之發(fā)生反應，NO與CO反應生成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濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應產(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?，則可以檢出的物質是______；不能檢出的物質是______。 (2)如果將儀器的連接順序變?yōu)棰佗邰?，則可以檢出的物質是______；不能檢出的物質 ______。 (3)如果將儀器的連接順序變?yōu)?②③①，則可以檢出的物質是______；不能檢出的物 ______。 解析：要正確解答本題務必清楚題給實驗裝置各部分的作用及排列順序不可變更的原因．裝置①為檢驗產(chǎn)物H2O，只能放在裝置②③之前，因為若放在裝置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，則無法驗證使CuSO4變藍的水蒸氣是否是反應生成物．裝置③和裝置②位置也不得變更，因為SO2、CO2均能使澄清石灰水變渾濁．故 驗證CO2前一定要排除SO2的干擾。答案：（1）SO2、CO2 H2O?。?）SO2 CO2?。?）SO2、CO2 H2O 知能訓練 一、選擇題 1．下列污染現(xiàn)象主要與SO2有關的是 （ ） A．臭氧空洞 B．酸雨 C．光化學煙霧 D．溫室效應 2、飄塵是物質燃燒時產(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，SO2會部分轉化為SO3，使空氣的酸度增加，環(huán)境污染更為嚴重。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禍，嚴重地威脅著地球生命生存的生態(tài)環(huán)境，下列有關減少或者防止酸雨形成的措施中可行的是 （ ） ①對燃煤進行脫硫；②對含SO2、NO2等工業(yè)廢氣進行無害處理后，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、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反應而轉化為SO3，再與水反應 D．利用了SO2的還原性，使其與O2反應而轉化為SO3，再與水反應 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反應而轉化為SO3，再與水反應 D．利用了SO2的還原性，使其與O2反應而轉化為SO3，再與水反應 8．右圖是化學實驗常用裝置之一,若氣體從右管進入，可用來收集的氣體是 （ ） A．NO B． NO2 C． CO D．SO2 9．全社會都在倡導誠信，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）對銀耳進行熏制，用這種方法制取的潔白的銀耳對人體是有害的。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80年代后期人們逐漸認識到，NO在人體內起著多方面的重要生理作用。下列關于NO的說法錯誤的是 （ ） 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)內具有傳送信號的功能 D．NO能夠與人體血紅蛋白結合，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?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復后，試管內完全被水充滿，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，過一段時間后，量筒內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的方法，并寫出化學方程式 （括號內的氣體為雜質）。 (1)CO2(SO2) ，化學方程式 。 (2)SO2(SO3，假設SO3為氣體) ，化學方程式 。 (3)NO(NO2) ，化學方程式 。 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，氣體體積明顯減小。②再通入過量堿石灰時，體積又明顯減??；③剩余氣體接觸空氣時，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，溶液的物質的量濃度是多少？（假設硝酸未進入水槽）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，則溶液的濃度在什么范圍內？ 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應大于20mL。若20mLNO都由NO2產(chǎn)生，則V應為60mL，已知VmL氣體中已含NO，故20
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