4.1.2 几种重要的非金属化合物（教学设计）-【中职专用】高中化学同步精品课堂（高教版2023·通用类）

主题四 常见无机物及其应用 第一节 第2课时 几种重要的非金属化合物 教案（教学设计） 一．课程标准 了解几种重要的非金属化合物的主要性质；认识这些物质在生产、生活中的应用和对生态环境的影响。知道氯离子、硫酸根离子和铵离子的检验方法。 二．教学目标 1.通过辨识氯化氢、硫化氢、氨等化合物的结构，从微观角度出发：预测其化学性质，进一步强化“结构决定性质、性质反映结构”的观念，从宏观角度出发：梳理氢化物、氧化物、盐、酸等化合物通性，完善研究物质性质的一般思路，发展宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 2.通过观察氯化氢、硫化氢、氨气、二氧化硫、铵盐、浓硫酸、浓硝酸等性质探究实验的现象，认识上述物质的主要性质，了解浓硫酸的三大特性、硝酸的氧化性和不稳定性，能从离子反应的角度学会氯离子、硫酸根离子、铵离子的检验方法，理解化学实验规范操作的重要性，增强安全意识；发展现象观察与规律认知的学科核心素养。 3.通过查阅资料等活动，了解酸雨形成的原因，讨论酸雨的危害及防治措施，认识含硫、氮等元素的物质对社会发展和生态环境的影响；通过了解非金属元素化合物在生活、生产中的广泛应用，认识化学在科学研究、环境保护、资源利用、军事国防等方面发挥的作用，发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。 三．教学过程 【新课讲授】 一.非金属氢化物 （一）氯化氢 1.根据氯化氢分子的形成过程，判断氯化氢分子中的化学键，并推测氯化氢分子的基本性质。 利用所给仪器设计实验室制备氯化氢的实验装置，绘制实验装置图， 讨论以下问题，并探究氯化氢及其水溶液的性质： ①这些仪器应当如何组装连接？ ②组装好的整套装置可分几个部分? ③各部分装置选择的理由? ④各部分装置所选的主要仪器的名称？ 2.实验探究：氯化氢及其水溶液的性质 操作1：用一干燥、洁净的集气瓶收集一瓶氯化氢气体，观察颜色和状态。 无色气体，有刺激性气味 操作2：打开集气瓶上的玻璃片，小心嗅闻其气味，并观察瓶口有何现象。 有刺激性气味,瓶口有白雾（盐酸小液滴） 操作3：用一片湿润的蓝色石蕊试纸接近瓶口，观察现象。 蓝色石蕊试纸变红，HCl具有酸性 操作4：在干燥的圆底烧瓶里充满HCl气体，用带尖嘴的玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，把玻璃管插入滴有石蕊试液的水里。挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，观察现象。圆底烧瓶中充满氯化氢气体，挤压预先吸有水的胶头滴管，有什么现象？ 形成喷泉，说明氯化氢极易溶于水。 操作5：取一段镁条，投入盛有氯化氢水溶液的试管中，观察现象，写出对应的反应方程式。 冒出大量气泡，且镁条不断溶解，说明氯化氢的水溶液显酸性，与镁条发生了置换反应。 操作6：向一支试管加入2 mL 0.1 mol/L的氢氧化钠溶液，滴加2滴酚酞试液，逐滴加入氯化氢的水溶液，观察溶液颜色变化。 溶液变成无色，说明盐酸与氢氧化钠发生了中和反应。 【结论】氯化氢是无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水。其水溶液易挥发、呈强酸性，具有酸的通性。 3.氯化氢的用途 氯化氢是重要的化工原料，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。  例如，盐酸能用于制造氯化锌等氯化物（氯化锌是一种焊药），也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属，制成氯化物。 随着有机合成工业的发展，盐酸（包括氯化氢）的用途更广泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造盐酸奎宁（治疗疟疾病）等多种有机药剂的盐酸盐等。    在进行焰色反应时，通常用稀盐酸清洗铂丝。 （二）硫化氢 生活中，偶尔会碰到鸡蛋腐坏的情况，你有没有留意过，鸡蛋腐坏时的 状态和散发的气味？ 硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体。 1.物理性质: 无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体,常温常压下，1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢气体。 2.化学性质 （1）酸性 H2S⇌H＋＋HS－，HS－⇌H＋＋S2－ （2）还原性（易被Cl2、O2、SO2等氧化） 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O ； 2H2S＋O2 ===2S↓＋2H2O ； 2H2S＋3O2(足量)2SO2＋2H2O 3.实验探究：硫化氢及其水溶液的性质 操作1：用一干燥的集气瓶收集一瓶硫化氢气体，观察它的颜色和状态。 打开集气瓶上的玻璃片，小心嗅闻其气味，并用一片湿润的醋酸铅试纸接近瓶口，观察试纸颜色变化。 硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体;醋酸铅试纸变黑。 可用醋酸铅试纸检验硫化氢是否已经收满； 硫化氢是一种大气污染物，进行硫化氢的相关实验时需在通风橱中进行。 操作2：用一片湿润的蓝色石蕊试纸接近瓶口，观察试纸颜色变化。 湿润的蓝色石蕊试纸变红，说明硫化氢的水溶液显酸性。 硫化氢的水溶液称为氢硫酸，是一种二元弱酸 操作3：将H2S 通入氯水中，观察溶液颜色变化。 氯水的黄绿色消失 操作4：将H2S 通入FeCl3 溶液中 ，观察溶液颜色变化。 溶液由棕黄色变成绿色 操作5：将H2S 通入酸性KMnO4 溶液中，观察溶液颜色变化。 酸性KMnO4溶液褪色，H2S具有较强的还原性 操作6：在导管口点燃H2S 气体，观察火焰颜色及生成物的状态。 火焰呈淡蓝色。硫化氢是可燃性气体。 硫化氢是一种可燃气体。在空气中燃烧时，产生淡蓝色火焰。 空气充足时生成二氧化硫和水；空气不足时，生成硫单质和水。 4.硫化氢的化学性质 硫化氢和二氧化硫的反应 工业上，如果把排出的含SO2 的废气与含H2S 的废气混合， 两者相互作用发生如下反应： 2H2S + SO2 == 3S↓ + 2H2O 化学上将这种同种元素组成的不同物质，即单质和化合物或化合物和化合物之间发生的氧化还原反应叫作归中反应。 （三）氨 1.氨的物理性质 无 色 刺激性 气味有毒气体，密度比空气小。 极易 溶于水，常温下，1体积水大约可溶解 700 体积氨气。氨的水溶液叫做 氨水 。 氨 易 液化（液态的氨称为 液氨 ）。液氨汽化时要 吸收 的量的热，使周围温度急剧 下降 ， 因此，液氨常用作 制冷剂 。 2.氨气的化学性质 （1）与水反应 反应原理为NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－。 氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。 【注意】 ①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，在推断题中作为解题突破口。 ②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 （2）氨气与酸的反应 蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 化学方程式为HCl＋NH3===NH4Cl、 NH3＋HNO3===NH4NO3。 （3）与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式： Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氢氧化铝不溶于氨水） （4）氨气的还原性 ①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 ③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。 （5）氨的用途 ①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。 ②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。 3.氨的实验室制法 二.非金属氧化物 （一）二氧化硫与三氧化硫 pH 小于5.6 的雨、雪、雾、雹等大气降水称为酸雨。世界上有三大酸雨区，给人类的生产生活造成了极大的危害。如图所示为一组与酸雨危害有关的图片。观察这些图片，结合生活常识，说一说造成这种状况的原因是什么？ 1.二氧化硫 （1）物理性质 二氧化硫是一种 无 色、有 刺激性气味 的气体，密度比空气 大 ，易液化 易 溶于水。（1体积水约溶解40体积SO2） （2）二氧化硫与水的反应 （二氧化硫与水的反应，水溶液的酸碱性，二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验： 实验操作 现象 结论 ①把盛有SO2的试管倒立于水中，打开胶塞 试管内液面 上升 。 SO2 易 溶于水。 ②用pH试纸测定溶液的酸碱度 试纸变红色 二氧化硫水溶液呈酸 性。 ③滴入2滴品红溶液，振荡；加热试管，再观察 品红褪色 ； 加热恢复红色 。 二氧化硫能使品红褪色，具有漂白性。 SO2与水的反应方程式为SO2 ＋ H2O ⇌ H2SO3 。 （3）SO2或亚硫酸的漂白性： ①二氧化硫或亚硫酸有漂白作用，与有色物质发生化合反应，生成不稳定的无色物质，加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。 ②SO2有 漂白 性，能使 品红 褪色。 ③SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同？ 不相同 ； SO2的漂白作用稳不稳定？ 不稳定 ； ④次氯酸的漂白过程是发生了 氧化还原 反应，其漂白作用是永久性的。 【问题】常见的漂白剂有哪些？ SO2、HClO、NaClO、 H2O2、 活性炭 【总结】 物质 SO2 HClO、NaClO、Ca(ClO)2、 H2O2、Na2O2、O3 活性炭 漂白原理 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质氧化为无色物质 吸附有色物质 变化类型 化学变化 化学变化 物理变化 是否可逆 可逆，加热或久置后 恢复原来的颜色 不可逆，加热或久置后 不恢复原来颜色 — 漂白对象 有色的有机物，不能漂白指示剂 有色的有机物和指示剂 有机色质 (1)SO2使品红溶液褪色表现的是漂白性，加热后溶液恢复至红色；SO2使酸性高锰酸钾溶液、溴水、氯水、碘水褪色表现的是还原性，加热后溶液颜色不复原。 (2)SO2不能漂白酸碱指示剂，只能使紫色石蕊溶液变红，不能使其褪色。 （4）二氧化硫的化学性质 分别从化合价的角度，作为酸性氧化物的角度，二氧化硫有什么化学性质： a.酸性氧化物的通性 b.氧化性(如与H2S溶液反应)：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O(生成黄色物质)。 c.还原性 d.漂白性：SO2可使品红溶液褪色，加热后，溶液由无色变为红色。 2.三氧化硫 （1）物理性质: 熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，标准状况下为 固 态。 （2）化学性质:具有酸性氧化物的通性: a.与水反应： SO3＋H2O===H2SO4 b与碱性氧化物反应： SO3＋CaO === CaSO4 c与碱反应： SO3 ＋ 2NaOH === Na2SO4 ＋H2O d与某些盐溶液反应（如：BaCl2） SO3＋H2O＋BaCl2 === BaSO4↓ ＋ 2HCl （二）一氧化氮和二氧化氮 氮的氧化物 NO NO2 物理 性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶于水 易溶于水 化学 性质 与O2反应 2NO＋O2===2NO2 不反应 与H2O 反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1.NO和NO2的化学性质 (1)在常温下，NO很容易与O2反应，化学方程式为　2NO+O2 === 2NO2　。  (2)NO2溶于水时发生反应的化学方程式为　3NO2+H2O === 2HNO3+NO　。  2.二氧化氮溶于水的实验 (1)实验过程 实验 装置 实验 操作 在如图注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器 打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹 振荡注射器 实验 现象 无明显现象 无色气体变为红棕色 红棕色气体变浅至消失,有无色气体生成,注射器活塞向内滑动 化学 方程式 　2NO+O2 === 2NO2　、  　3NO2+H2O === 2HNO3+NO　  (2)对工业生产硝酸的启示 工业上生产硝酸时，向吸收后的废气中再通入适量的氧气或空气,能充分利用原料，并能减少NO的排放以保护环境。 三.铵盐 1．铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体，均易溶于水。 2．铵盐的化学性质 （1）受热易分解 NH4ClNH3↑＋HCl ； NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑ （2）与碱溶液反应NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O 3．NH的检验 未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH4＋。 (2)实验探究 实验装置 铵盐溶液 NH4Cl溶液 NH4NO3溶液 (NH4)2SO4溶液 现象 __试管中有气泡产生，试纸变蓝__ 结论 铵盐与强碱反应生成氨气，离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O 应用 ①__检验铵根离子的存在②__制取氨__ 四．课堂小结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$