新课标化学（农林牧渔类）-教学课件-4-1-1-中职《化学（农林牧渔类）》同步教学(高教版)

主题四 常见无机物及其应用 第一节 常见非金属单质及其化合物 第一节 常见非金属单质及其化合物 教学目标 1.通过辨识氯、硫、氮原子结构，认识氯、硫、氮的非金属性。能从微观角度出发，立足物质类别通性，掌握单质的性质及应用，逐步建立“元素观”，形成研究物质性质的一般思路。 2．通过查阅资料和实地调研了解所在地区的空气质量及主要污染物质，认识含硫、氮等元素的物质对社会发展和生态环境的影响；能用变化的观念与平衡的思想分析酸雨形成的原因及危害，了解化学对生态文明建设的积极作用，树立绿色发展理念，提升社会责任感。 第一节 常见非金属单质及其化合物 教学目标 3．通过观察实验现象认识氯水的漂白作用、氨气的溶解性和氨水的弱碱性、浓硫酸的三大特性、硝酸的氧化性和不稳定性、金属钠的活泼性等，理解化学实验规范操作的重要性，增强安全意识，发展认知规律和总结规律的能力。 【情境与问题】 打开自来水龙头，有时会出现一股刺激性气味，这是自来水消毒剂残留所导致的；在冬天，马路两旁的树干常用涂白材料涂白，以防止其冻裂，同时还能杀菌和防虫，如图6-1-1所示；在粮食、罐头、水果等食品的储存中，常用一种气体作保护气，以防止食品腐烂。自来水消毒剂、涂白材料、保护气中都含有非金属或非金属化合物。那么，这究竟是什么非金属或非金属化合物呢？非金属单质及其化合物的结构、性质如何？它们在生产、生活中有哪些应用呢？ 情景引入 在人类发现的一百多种元素中，除稀有气体外，非金属元素只有十多种，大都位于元素周期表的右上部。在元素周期表中，从硼元素向右下角画一条阶梯形折线，位于折线右上方的元素是非金属元素和稀有气体，位于折线左下方的元素是金属元素（氢除外）。非金属单质及其化合物在工农业生产和日常生活中，有着广泛而重要的用途。 一、 常见非金属单质 金属元素和非金属元素 分界图 任务一 氯气 【观察与认知】 下图所示为卤族元素氟（F）、氯(Cl)、溴（Br）、碘（I）的原子结构示意图。观察此图，从元素核外电子排布的角度出发，你能认识卤族元素的基本性质和成建特点吗？ 卤族元素原子结构示意图 任务一 氯气 【观察与认知】 下图所示为卤族元素氟（F）、氯(Cl)、溴（Br）、碘（I）的原子结构示意图。观察此图，从元素核外电子排布的角度出发，你能认识卤族元素的基本性质和成建特点吗？ 从图中不难看出，卤族原子的最外层电子数均为7个，容易得到1个电子形成稳定结构，因此均为非金属元素。氯元素是最常见、最典型的卤族元素。 砹 氟 氯 溴 碘 任务一 氯气 氯元素是一种活泼的非金属元素，在自然界常以化合态存在，主要以氯化钠的形式存在于海水和陆地的盐矿中，是重要的成盐元素。氯是人体必需的常量元素之一，广泛分布于人体全身。 1.氯气的物理性质 【观察与认知】 观察右侧集气瓶中氯气的颜色、状态，结合生活经验，认识氯气的物理性质，推测其可能的化学性质。 氯气 任务一 氯气 1.氯气的物理性质 氯气是由氯元素组成的非金属单质，是由两个氯原子构成的双原子分子。常温下，氯气是有强烈刺激性气味的黄绿色气体，能溶于水，1体积水能溶解2体积的氯气。氯气密度为空气的2.5倍，易液化，常压下冷却至－34.5℃会变为黄绿色油状液体，工业上称之为“液氯”，通常储存于钢瓶中。 任务一 氯气 1.氯气的物理性质 氯气有毒，人吸入少量氯气会使鼻和喉头黏膜受到强烈的刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯气会中毒致死。因此，闻氯气气味时，必须让集气瓶与鼻孔保持一定距离，用手 在瓶口轻轻煽动，使少量氯气飘入鼻孔。若发生氯气中毒，应立即离开现场，到室外呼吸新鲜空气。 闻氯气的方法 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 （1）氯气与金属的反应 氯气的化学性质很活泼，能与多数金属单质发生反应，生成金属氯化物。例如，钠、铜、铁等金属都能在氯气中燃烧： Cl2+2Na 2NaCl（白色烟） Cl2+Cu CuCl2（棕黄色烟） 3Cl2+2Fe 2FeCl3（棕红色烟） 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 （2）氯气与非金属的反应 氯气能与多数非金属反应。例如，氢气在氯气中燃烧，发出苍白色的火焰，生成氯化氢气体： Cl2 + H2 2HCl 氯化氢极易溶于水，形成的水溶液就是盐酸。 氯气还能与红磷反应生成三氯化磷和五氯化磷的混合物。三氯化磷是无色液体，是一种重要的化工原料，可用来制造敌敌畏、敌百虫等多种含磷农药。 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 【交流与讨论】 通过氢气在氯气中能够燃烧这一事实，你对燃烧的条件和本质有什么新的认识？ 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 （3）氯气与水的反应 氯气的水溶液称为氯水。在氯水中，部分氯气分子与水反应，生成盐酸和次氯酸（HClO）： Cl2+H2O =HCl+HClO 次氯酸不稳定，在加热或光照时，易分解放出氧气： 2HClO 2HCl+O2↑ 次氯酸具有强氧化性，因此，能杀死水中的病菌，起到消毒作用。 次氯酸还具有漂白性。 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 （3）氯气与水的反应 【实验与探究】 取干燥和湿润的有色布条各一条，放在如下图所示的装置中，通入氯气后，观察现象。 从实验可以看出，干燥的有色布条没有褪色，湿润的有色布条褪色了。次氯酸能使某些染料和有机色素褪色，具有漂白作用。 次氯酸的漂白作用 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 （4）氯气与碱反应 氯气可与氢氧化钠溶液反应，生成氯化钠和次氯酸钠。 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 市面上销售的84消毒液，是以次氯酸钠为主要有效成分的消毒剂，广泛用于宾馆、医院、家庭等场所的卫生消毒。 如果将氯气通入消石灰溶液中，可制得漂白粉。 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 漂白粉的主要成分是次氯酸钙Ca(ClO)2和氯化钙CaCl2，有效成分是次氯酸钙Ca(ClO)2。 任务一 氯气 2.氯气的化学性质 （4）氯气与碱反应 【交流与讨论】 氯水在工农业生产和生活中有着重要作用。氯水是氯气的水溶液，属于混合物，长久搁置的氯水中都含有哪些成分？ 任务一 氯气 3.氯气的用途 氯气是一种重要的化工原料，可用于制造氯乙烯、氯仿、合成橡胶、合成塑料，也可用于制造盐酸、漂白粉、杀菌剂，还可用于制造农业生产所需要的除草剂。氯气还用于自来水的消毒杀菌。近年来，研究表明，使用氯气对自来水消毒时，氯气会与水中的有机物发生反应，生成的有机氯化物可能对人体有害。研究表明，二氧化氯的漂白能力和消毒能力比氯气强，使用起来也比较安全，正在越来越多地取代以次氯酸盐为有效成分的漂白剂和消毒剂。 任务二 硫 【观察与认知】 图所示为硫元素的原子结构示意图。观察此图，从元素核外电子排布的角度出发，认识硫元素的基本性质和成建特点。 从图中不难看出，硫元素原子的最外层电子数为6个，在化学反应中容易得到2个电子形成稳定结构，化合价呈现-2；有时也能失去最外层电子，呈现+4价或+6价。 硫元素原子结构示意图 任务二 硫 硫是一种重要的非金属元素，也是人体和动物体内蛋白质的构成元素。硫以游离态和化合态两种形式广泛存在于自然界，游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，火山喷出物中含有大量含硫化合物，如二氧化硫、三氧化硫等。煤、石油和矿泉水中都含有硫。硫是我国古代四大发明之——“黑火药”的重要组成成分。 任务二 硫 1.硫的物理性质 【观察与认知】 观察硫的颜色、状态；分别取少量硫放入两支试管中，在一支试管中加入适量水，将另一支试管加热，观察其现象，总结其物理性质。 单质硫俗称“硫磺”，是淡黄色晶体，质脆，密度大约是水的2倍，熔点和沸点都不高，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳，急剧冷却时易升华。 硫磺 任务二 硫 2.硫的化学性质 硫的化学性质比较活泼，易和金属、非金属发生反应。 硫与金属的反应 将硫粉和铁粉混合加热，会生成黑色的硫化亚铁： Fe + S FeS 将硫粉加热成蒸气后，插入灼热的铜丝，会生成黑色的硫化亚铜： 2Cu + S Cu2S 任务二 硫 2.硫的化学性质 （1）硫与金属的反应 【交流与讨论】 硫粉与铁粉、铜丝在加热的条件下，为什么生成了低价金属的硫化物？ 任务二 硫 2.硫的化学性质 （2）硫与非金属的反应 硫在空气中燃烧，生产二氧化硫： S + O2 SO2 硫的化合物之间的转化 任务二 硫 3.硫的用途 硫的用途很广泛，不仅可用于制造硫酸、硫酸盐、硫化物，也可用于火药、火柴、焰火的制造，还用于橡胶工业和造纸工业。医药上用来配制硫磺软膏治疗皮肤病。 任务二 硫 3.硫的用途 在农业上是重要的杀虫杀菌剂及合成含硫农药的主要原料。如石硫合剂，是一种棕红色液体，杀菌能力强，容易渗透到病菌细胞内，使病菌中毒，从而发挥杀菌效能。冬天常用的一种树干涂白剂中就含有石硫合剂，能防止其冻裂，同时还能杀菌和防虫。石硫合剂不能和硫酸铜、波尔多液混合使用。贮存石硫合剂时，应注意密封或在其表面加一层机油以隔绝空气，避免因氧化而降低其药效。 任务三 氮 【观察与认知】 氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%（体积分数）。下图所示为氮元素的原子构示意图和氮气的电子式，观察此图，从核外电子排布和共价键的形成角度出发，解释氮气分子在通常情况的稳定性。 氮的原子结构示意图 氮气分子的电子式 任务三 氮 氮是构成动、植物体中蛋白质的重要元素。在自然界中以游离态和化合态两种形式存在。游离态的氮存在于大气中；化合态的氮存在于无机化合物（如铵盐、硝酸盐）和有机化合物（如蛋白质、核酸）中。 任务三 氮 1.氮的物理性质 通常情况下，氮气是无色、无味的气体，比空气稍轻，密度是1.25 g/L，不可燃、不助燃，微溶于水，1体积水大约可溶解0.02体积的氮气。氮气在压强为101.325KPa，温度为－195.8 ℃时，变成无色的液体，在－209.86 ℃时变成雪状固体。 工业上所用的氮气，通常从液态空气中分离制得。 任务三 氮 2.氮的化学性质 氮气是双原子分子，氮分子中两个氮原子以共价键相互结合，因此，在通常状况下，氮气的分子结构很稳定，化学性质不活泼，很难与其他物质发生化学反应。 （1）氮和氢气的反应 在高温、高压和催化剂作用下，氮气和氢气可直接化合生成氨气： N2 + 3H2 2NH3 工业上就是利用该反应来合成氨的。 任务三 氮 2.氮的化学性质 （2）氮与氧气的反应 在放电条件下，氮气还能和氧气直接化合，生成一氧化氮：N2 + O2 2NO 氮的化合物之间的转化 任务三 氮 3.氮气的用途 氮气可用于生产氨、硝酸和氮肥；氮气可用来保存粮食、水果等农副产品；氮气或氮气和氩气的混合气体可用来填充白炽灯泡；液态氮也是一种低温制冷剂。 【课堂练习】 1.自来水厂常用氯气杀菌、消毒，请解释原因并写出化学反应方程式。 答:常温下，氯气能溶于水，并能部分与水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸能杀死水中的细菌，所以自来水厂常用氯气消毒。 反应的化学方程式有： Cl2+H2O=HCl+HClO HClO= HCl+O2 高等教育出版社 Higher Education Press 【课堂小结】 高等教育出版社 Higher Education Press 【教学评价】 教学内容 学习内容及核心素养发展重点 学生自 评20% 学生 互评20% 教师 评价 60%   得分   学习任务 学科核心素养发展重点 学习任务 课前学习任务(10分) 自主学习 现象观察   任务一：熟悉常见非金属单质的物理性质(30分) 现象观察与规律认知   任务二： 掌握非金属单质的化学性质(30分) 树立珍惜自然、爱护环境、合理使用化学物质的观念   任务三：了解非金属单质在生产生活的应用 (30分) 社会责任感和创新意识   总 分   高等教育出版社 Higher Education Press 【任务拓展】 1.漂白粉和洁厕灵是日常生活中常用的含氯化合物，但漂白粉不能与洁厕灵同时使用。请以“漂白粉与洁厕灵的科学使用”为主题，分小组查阅资料，分析漂白粉不能与洁厕灵同时使用的原因，并在社区进行科普宣讲。 2.查阅资料，了解温泉中硫的存在形式以及温泉中的硫对人体有什么益处？做成PPT，与同学交流。 高等教育出版社 Higher Education Press $$