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第四章非金屬及其化合物教材分析本章主要討論硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性質(zhì),安排在第三章“金屬及其化合物”之后,是常見(jiàn)無(wú)機(jī)物及其性質(zhì)等知識(shí)的繼續(xù)。這些內(nèi)容既是學(xué)生今后繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ),也是在生活中經(jīng)常要接觸、需要了解和應(yīng)用的化學(xué)常識(shí)。本章具有鞏固離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等基本知識(shí)的作用。在第三章的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步介紹元素化合物知識(shí)和研究方法,為元素族概念的形成、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律、元素周期表的形成積累感性材料,是學(xué)生認(rèn)識(shí)元素周期律、元素周期表知識(shí)的重要基礎(chǔ)。本章在選材上著眼于這幾種元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì),在知識(shí)安排上盡量使知識(shí)和用途相結(jié)合,理論和實(shí)際相結(jié)合,物質(zhì)的重要性能與可能的負(fù)面作用相結(jié)合,從而使學(xué)生認(rèn)識(shí)到常見(jiàn)無(wú)機(jī)物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用,以及與人類和環(huán)境的關(guān)系。例如,二氧化硅與硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用及其發(fā)展,氯氣的性質(zhì)與應(yīng)用及其可能存在的問(wèn)題,硫酸、硝酸和氨的性質(zhì)及廣泛用途,酸雨的形成等。這些內(nèi)容不僅增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。另外,科學(xué)史話──“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)”滲透了嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)思維品質(zhì)的培養(yǎng),科學(xué)視野──“新型陶瓷”“信使分子──NO”“火箭為什么能飛上天”等讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)的價(jià)值。這樣,更全面地體現(xiàn)化學(xué)課程的科學(xué)教育功能??季V解讀1.了解氯、氮、硫、硅等非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),認(rèn)識(shí)不同的非金屬單質(zhì)性質(zhì)有較大的差異。2.了解氯、氮、硫、硅的重要化合物的主要性質(zhì),認(rèn)識(shí)某些非金屬化合物既有相似的性質(zhì),又有各自的特性。3.認(rèn)識(shí)氯、氮、硫、硅及其化合物的廣泛用途,體會(huì)化學(xué)的創(chuàng)造性與實(shí)用性。4.通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生的操作技能,體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用,培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)、創(chuàng)新的良好品質(zhì)。5.以非金屬知識(shí)的學(xué)習(xí)為線索,通過(guò)多種活動(dòng),幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握學(xué)習(xí)物質(zhì)及其化學(xué)性質(zhì)的一般方法,提高自主學(xué)習(xí)能力。6.了解氮循環(huán)對(duì)生態(tài)平衡的重要作用。了解某些污染物的來(lái)源、性質(zhì)和危害,體會(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要意義,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識(shí)和責(zé)任感。單元內(nèi)容特點(diǎn)增強(qiáng)學(xué)習(xí)的探究性、親歷性和體驗(yàn)性元素化合物的性質(zhì)來(lái)自觀察、實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn),本章通過(guò)多處“實(shí)驗(yàn)”“思考與交流”“學(xué)與問(wèn)”“實(shí)踐活動(dòng)”“科學(xué)探究”以及習(xí)題等的設(shè)計(jì),大大增加學(xué)生活動(dòng),學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性得到了更多的體現(xiàn)。例如,第三節(jié)中“用水吸收二氧化氮”的科學(xué)探究,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析,感受過(guò)程的變化,尋找變化的原因,感悟?qū)I(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟迪,從中體驗(yàn)探究的樂(lè)趣,學(xué)會(huì)探究的方法。注重化學(xué)知識(shí)與科學(xué)精神、人文精神的滲透與融合本章所涉及的單質(zhì)和化合物與社會(huì)、生活、健康、環(huán)境的關(guān)系十分密切,教科書(shū)在這方面有比較充分的體現(xiàn)。但與以往教科書(shū)明顯不同的是,不過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的邏輯順序,在注意知識(shí)內(nèi)在邏輯的同時(shí),突出了知識(shí)與社會(huì)、生活、健康、環(huán)境的聯(lián)系,并將科學(xué)精神和人文精神融合其中?;瘜W(xué)科學(xué)技術(shù)與人類的關(guān)系從來(lái)沒(méi)有像現(xiàn)在這樣密切和嚴(yán)峻:化學(xué)對(duì)人類文明作出了巨大貢獻(xiàn),而人們對(duì)化學(xué)的誤解與疏離卻越來(lái)越嚴(yán)重。作為基礎(chǔ)科學(xué)教育課程的化學(xué)必須面對(duì)這一現(xiàn)實(shí),用科學(xué)的態(tài)度來(lái)看待化學(xué)的功與過(guò)。本章在介紹幾種典型的非金屬元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)與應(yīng)用時(shí),不回避某些物質(zhì)可能對(duì)環(huán)境、健康等帶來(lái)的負(fù)面影響,并指出化學(xué)在解決這些問(wèn)題時(shí)可能的方向和作用,這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。性質(zhì)與用途緊密聯(lián)系,深化對(duì)元素化合物知識(shí)的理解和應(yīng)用這是本章教材的另一個(gè)特點(diǎn),是深入理解、靈活運(yùn)用物質(zhì)性質(zhì)的好方法、好途徑,同時(shí)也是體現(xiàn)學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)價(jià)值的重要方面。這樣不僅使教科書(shū)更具有吸引力和時(shí)代感,而且有利于增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和情感。教學(xué)重點(diǎn)1.二氧化硅的性質(zhì)(酸性氧化物、與氫氟酸反應(yīng));硅酸鈉的性質(zhì)和用途;生產(chǎn)生活中的硅酸鹽產(chǎn)品。2.氯氣的化學(xué)性質(zhì)(與金屬、水、堿的反應(yīng));氯離子的檢驗(yàn)。3.二氧化硫的性質(zhì)(與水反應(yīng)、漂白性)及對(duì)大氣的污染;濃硫酸的氧化性。4.二氧化氮與水反應(yīng)及對(duì)大氣的污染;氨的化學(xué)性質(zhì)和制??;硝酸的氧化性。教學(xué)難點(diǎn)1.氯氣的化學(xué)性質(zhì)(與水、氫氧化鈉、氫氧化鈣溶液的反應(yīng))。2.可逆反應(yīng)。3.二氧化硫的氧化性和還原性;濃硫酸的氧化性。4.二氧化氮與水反應(yīng);硝酸的氧化性。單元教學(xué)建議作為律前元素的元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí),重在積累感性材料,因此教材只是選取了重點(diǎn)非金屬元素的單質(zhì)及其化合物。具體來(lái)看,碳族元素中碳的知識(shí)初中已經(jīng)介紹過(guò),因此可通過(guò)類比的方法進(jìn)一步學(xué)習(xí)硅,但是酸性氧化物的概念初中未涉及,所以二氧化硅所具有的酸性氧化物的性質(zhì)就成為第一節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn);硅酸鹽的用途非常廣泛,幾乎深入到千家萬(wàn)戶,因此可以上網(wǎng)查找相關(guān)的資料進(jìn)行自主學(xué)習(xí),但這種學(xué)習(xí)方式又是未曾嘗試過(guò)的。氯氣是一種強(qiáng)氧化劑,特別是與水的反應(yīng)產(chǎn)物次氯酸可用于自來(lái)水的殺菌和消毒,與我們的日常生活聯(lián)系十分密切,因此氯氣的化學(xué)性質(zhì)是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)在與堿和水的反應(yīng)中氯氣既體現(xiàn)了氧化性、又體現(xiàn)了還原性,從氧化還原的角度看,這也是一個(gè)難點(diǎn);二氧化硫和二氧化氮是本模塊接觸到的兩種與環(huán)境有關(guān)的物質(zhì),硫元素、氮元素又都處于中間價(jià)態(tài),其價(jià)態(tài)的特殊性決定了其性質(zhì)的重要性。氨氣、濃硫酸和硝酸與生產(chǎn)、國(guó)防密切相關(guān),且其性質(zhì)與初中階段學(xué)習(xí)的稀硫酸、鹽酸等截然不同,因此有必要對(duì)其性質(zhì)作重點(diǎn)研究。單元課時(shí)分配計(jì)劃節(jié)次課時(shí)第一節(jié)
無(wú)機(jī)非金屬材料的主角──硅2第二節(jié)
富集在海水中的元素──氯
2第三節(jié)
硫和氮的氧化物
2第四節(jié)
氨
硫酸和硝酸
3復(fù)習(xí)1第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅(第一課時(shí))三維目標(biāo)(一)知識(shí)與能力:了解硅在自然界中的含量、存在、用途。了解二氧化硅的物理性質(zhì),掌握二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。了解硅的基本性質(zhì)。(二)過(guò)程與方法:自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。活動(dòng)探究,通過(guò)硅與碳、二氧化硅與二氧化碳的比較,培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力、比較能力(三)態(tài)度情感價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物的正確方法:結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途。通過(guò)對(duì)硅及其用途的學(xué)習(xí)使學(xué)生熱愛(ài)自然、熱愛(ài)化學(xué)。教學(xué)重點(diǎn):二氧化硅的性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn):硅酸的性質(zhì)預(yù)習(xí)探究(學(xué)生用)1.二氧化硅:(1)物理性質(zhì):不溶于水的固體,熔、沸點(diǎn)高,硬度大;(2)化學(xué)性質(zhì):①與氫氟酸反應(yīng):SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;②與堿性氧化物(如CaO)反應(yīng):SiO2+CaOCaSiO3;③與強(qiáng)堿反應(yīng)(如NaOH)反應(yīng):SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(3)用途:用于制取光導(dǎo)纖維、玻璃、陶瓷等2.硅酸:(1)物理性質(zhì):不溶于水,酸性比碳酸弱;(2)制備:Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl;(3)用途:干燥劑、催化劑載體互動(dòng)課堂(一)情景激思(教師用)【新課引入】在美國(guó)有一個(gè)規(guī)模宏大的新興高科技工業(yè)園區(qū),那就是家喻戶曉的硅谷。它是美國(guó)電子技術(shù)研究中心和計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體工業(yè)生產(chǎn)的重要基地。電子工業(yè)能得到蓬勃發(fā)展,硅元素在信息材料中的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用起著舉足輕重的作用,今天我們就一起來(lái)探討非金屬材料的主角——硅。【教師強(qiáng)調(diào)】本節(jié)課的課標(biāo)是:掌握二氧化硅的性質(zhì)。【過(guò)渡】請(qǐng)同學(xué)們展示你們收集的有關(guān)資料?!景鍟?shū)】第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅(二)合作探究(師生共用)【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生閱讀課本P74頁(yè)前兩段?!窘處熆偨Y(jié)】硅在地殼中的含量占第二位,僅次于氧。既不易失去電子又不易得到電子,主要形成四價(jià)的化合物。從初中的學(xué)習(xí)我們知道碳的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,能以多種碳的單質(zhì)存在于自然界中。+14824【問(wèn)題1】試根據(jù)“結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——+14824+64+642【教師總結(jié)】【講述】碳和硅一樣,其原子既不易失去也不易得到電子,主要形成四價(jià)的化合物?!締?wèn)題2】回憶碳在自然界存在形態(tài),聯(lián)想硅的存在,硅元素以什么形態(tài)存在于自然界?硅元素主要存在于什么物質(zhì)里?【學(xué)生思考并回答】【教師總結(jié)】硅是一種親氧元素,在氧化氣氛包圍的地球上,硅主要以熔點(diǎn)很高的二氧化硅及硅酸鹽為主要存在形式。因此【板書(shū)】一、二氧化硅【教師活動(dòng)】多媒體展示二氧化硅在自然界中的不同存在形式,引入二氧化硅的存在和應(yīng)用?!緦W(xué)生活動(dòng)】閱讀課本P74-75頁(yè)科學(xué)視野?!窘處熁顒?dòng)】展示二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)?!緦W(xué)生活動(dòng)】(填空)①SiO2是硅的最重要的化合物,其存在形式有結(jié)晶形和無(wú)定形兩大類,統(tǒng)稱硅石。石英晶體是結(jié)晶的二氧化硅,其中無(wú)色透明的晶體叫水晶,具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為瑪瑙。沙子中含有小粒的石英晶體。②SiO2晶體有多種晶型,其基本結(jié)構(gòu)單元如圖所示:該結(jié)構(gòu)具有四面體結(jié)構(gòu),每個(gè)Si周圍有4個(gè)O,而每個(gè)O跟2個(gè)Si相結(jié)合,所以SiO2是由Si和O按原子個(gè)數(shù)比為1∶2所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。【問(wèn)題3】根據(jù)二氧化硅的存在和應(yīng)用,二氧化硅具有什么物理性質(zhì)?嘗試與二氧化碳作比較?【板書(shū)】1.二氧化硅的性質(zhì)和用途【學(xué)生活動(dòng)】1.根據(jù)已有知識(shí)填寫(xiě)下列關(guān)于CO2和SiO2的對(duì)比表。二氧化碳二氧化硅存在空氣巖石中,石英、沙子和硅藻土都含有SiO2物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)低,常溫下是氣體,微溶于水硬度大,熔點(diǎn)高的固體,不溶于水【教師總結(jié)】二氧化硅是堅(jiān)硬、難溶的固體?!締?wèn)題4】思考二氧化硅與二氧化碳的性質(zhì)比較,并舉例寫(xiě)出二氧化碳作為酸性氧化物能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?!緦W(xué)生思考并書(shū)寫(xiě)】【引入】根據(jù)二氧化碳的性質(zhì),你能知道二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)嗎?【板書(shū)】2.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)【過(guò)渡】1.玻璃很硬,玻璃中主要成分之一是二氧化硅,(展示量筒)量筒上的刻度是如何刻出來(lái)的?2.實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸(HF)?3.實(shí)驗(yàn)室盛放NaOH溶液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,你知道是為什么嗎?【教師活動(dòng)】展示被氫氟酸腐蝕的玻片【學(xué)生思考并回答】【教師總結(jié)】不溶于水的酸性氧化物,能與氫氟酸反應(yīng),能與堿性氧化物反應(yīng),與強(qiáng)堿也能反應(yīng)生成鹽和水。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaOCaSiO3【自主練習(xí)】根據(jù)已有知識(shí)填寫(xiě)下列關(guān)于CO2和SiO2的對(duì)比表(寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式)。二氧化碳二氧化硅化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)CO2+H2OH2CO3不反應(yīng)與酸反應(yīng)不反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O與NaOH反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O與CaO反應(yīng)CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaOCaSiO3用途人工降雨光導(dǎo)纖維【過(guò)渡】硅酸(H2SiO3)能通過(guò)二氧化硅與水反應(yīng)制得嗎?為什么?【學(xué)生思考并回答】【教師總結(jié)】不能,SiO2不溶于水,所以硅酸只能通過(guò)可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得?!景鍟?shū)】二、硅酸【教師活動(dòng)】演示實(shí)驗(yàn)4—1:要求根據(jù)現(xiàn)象記錄,觀察硅酸溶膠→硅酸凝膠,展示常用的硅膠的圖片,袋裝食品、瓶裝藥品的干燥劑—硅膠?!緦W(xué)生活動(dòng)】注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)4—1的問(wèn)題現(xiàn)象在飽和Na2SiO3溶液中,滴加酚酞溶液呈紅色。逐滴加入稀鹽酸,有透明的凝膠產(chǎn)生,溶液紅色逐漸變淺最后完全褪色。結(jié)論在飽和Na2SiO3溶液中,滴加稀鹽酸,生成硅酸凝膠。方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl;SiO32-+2H+=H2SiO3↓【板書(shū)】Na2SiO3+2HCl+H2O====H4SiO4↓+2NaCl;Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3;H4SiO4====H2SiO3+H2o【教師總結(jié)】歸納整理制備方法:加適量鹽酸或通入足量CO2干燥脫水硅酸鈉溶液硅酸溶膠硅膠【教師強(qiáng)調(diào)】硅酸是一種很弱的酸,其酸性比碳酸還弱,溶解度很小。硅酸容易聚合形成硅酸溶膠,硅酸濃度較大時(shí),則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠。硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水就形成硅酸干膠,稱為“硅膠”。硅膠常用于作食品等的干燥劑,也可用作催化劑的載體。板書(shū)設(shè)計(jì)第四章非金屬元素及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角—硅一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO2):(1)物理性質(zhì):(2)化學(xué)性質(zhì):2、硅酸(H2SiO3):(1)物理性質(zhì):(2)化學(xué)性質(zhì):(三)遷移應(yīng)用題型一、二氧化硅的存在和性質(zhì)【例題1】.下列敘述中,正確的是()A.自然界中存在大量的單質(zhì)硅B.石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑,能跟酸或堿的溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.自然界中二氧化硅都存在于石英中解析:自然界中硅的含量很高,但都是以化合態(tài)存在,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;硅是親氧元素,主要以氧化物及硅酸鹽形式存在,如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二氧化硅的性質(zhì)很穩(wěn)定,C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B點(diǎn)評(píng):二氧化硅雖然能夠和堿性氧化物、堿溶液反應(yīng),但是不能說(shuō)明二氧化硅的性質(zhì)就活潑。【變式訓(xùn)練】下列物質(zhì)中,主要成分不是SiO2的是()A.剛玉 B.瑪瑙 C.水晶 D.石英解析:剛玉的主要成分為Al2O3其余三中物質(zhì)的主要成分都是SiO2。水晶(無(wú)色透明的晶體);瑪瑙(具有色彩環(huán)帶狀或?qū)訝罹w);石英砂(含雜質(zhì)較多的砂子)。答案:A【例題2】下列離子反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是() A.二氧化硅與氫氟酸反應(yīng):SiO2+4H+=Si4++2H2OB.碳酸鋇溶于稀硝酸:CO32-+2H+=CO2↑+H2O C.二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng):SiO2+2OH-=SiO32-+H2OD.把鹽酸滴入硅酸鈉溶液:SiO32-+2H+=H2SiO3↓解析:氫氟酸為弱酸應(yīng)寫(xiě)成HF,SiF4是揮發(fā)性物質(zhì)也應(yīng)寫(xiě)成化學(xué)式;BaCO3是難溶物應(yīng)寫(xiě)成化學(xué)式。答案:CD【變式訓(xùn)練】熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是()A.石英坩堝B.普通玻璃坩堝C.生鐵坩堝D.剛玉坩堝解析:二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)是一個(gè)重要考點(diǎn),而二氧化硅與堿的反應(yīng)更是重點(diǎn),應(yīng)牢固掌握SiO2與NaOH的反應(yīng)。石英坩堝和普通玻璃坩堝中都含有SiO2,高溫下燒堿能與SiO2發(fā)生如下反應(yīng):SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O;剛玉坩堝的主要成分是Al2O3,在高溫下也能與NaOH反應(yīng):Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O。答案:C題型二、硅酸的弱酸性【例題3】能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是
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A.CO2是氣體,SiO2是固體
B.高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2
C.CO2溶于水形成碳酸,SiO2難溶于水
D.CO2通入Na2SiO3溶液中析出硅酸沉淀解析:酸性強(qiáng)弱與這種酸對(duì)應(yīng)的氧化物的狀態(tài)、物理性質(zhì)和化學(xué)活性無(wú)關(guān),A、B、C均不正確;只有D項(xiàng)屬于較強(qiáng)的酸制取較弱的酸符合題意。強(qiáng)酸制弱酸原理判斷酸性強(qiáng)弱只適應(yīng)于溶液中進(jìn)行的反應(yīng)。答案:D【變式練習(xí)】下列關(guān)于硅酸的敘述,錯(cuò)誤的是()A.硅酸是一種很弱的酸B.硅酸可由二氧化硅與水反應(yīng)制得C.硅酸不穩(wěn)定,加熱脫水會(huì)生成二氧化硅D.硅酸可以由可溶性硅酸鹽與鹽酸反應(yīng)制得解析:二氧化硅對(duì)應(yīng)的酸雖然是硅酸,但是由于二氧化硅不溶于水也不與水反應(yīng),所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B(四)反思感悟(教師用)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(五)備選例題(教師用)【例題1】試判斷下列說(shuō)法是否正確,并說(shuō)明理由:(1)盛放堿液的試劑瓶,不能用玻璃塞;(2)氫氟酸(HF)不能用玻璃試劑瓶盛放;(3)硅酸(H2SiO3)不能由二氧化硅和水制得。解析:SiO2化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定。除氫氟酸外的所有酸均不反應(yīng);SiO2是一種酸性氧化物,能夠與堿反應(yīng),可盛放在玻璃瓶中但是不能用玻璃塞;SiO2雖然是酸性氧化物,但是由于不溶水也不與水反應(yīng),不能用SiO2與水反應(yīng)制得H2SiO3。答案:(1)正確,若用玻璃塞會(huì)造成無(wú)法打開(kāi);(2)正確,SiO2能與HF發(fā)生如下反應(yīng):SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;(3)正確,SiO2雖然是酸性氧化物,但是由于不溶水也不與水反應(yīng),不能用SiO2與水反應(yīng)制得H2SiO3。達(dá)標(biāo)體驗(yàn)1、CO2通入下列各溶液中,不可能產(chǎn)生沉淀的是()A、水玻璃B、石灰水C、飽和Na2CO3D、CaCl22、下列離子方程式中,書(shū)寫(xiě)正確的是()A、硅酸和氫氧化鉀溶液反應(yīng):H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2OB、硅和濃氫氧化鈉溶液反應(yīng):Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑C、碳酸氫鈣溶液跟稀鹽酸反應(yīng):Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+CO2↑D、飽和碳酸鈉溶液中通入過(guò)量的CO2:CO32-+H2O+CO2=2HCO3-3.下列說(shuō)法正確的是() A.二氧化硅是酸性氧化物,它可以跟強(qiáng)堿反應(yīng),但是不能與任何酸反應(yīng) B.根據(jù)SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑的反應(yīng),可推知硅酸酸性比碳酸強(qiáng) C.二氧化碳?xì)怏w通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸 D.二氧化硅對(duì)應(yīng)的水化物只有H2SiO34.物質(zhì)A是一種高熔點(diǎn)化合物,不溶于強(qiáng)酸中,但能與純堿在熔融時(shí)反應(yīng)生成化合物B,同時(shí)放出氣體C;把氣體C通入B的溶液中,得化合物D;D在干燥的空氣中轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顴,將E加熱又重新得到化合物A。⑴A、B、C、D、E的化學(xué)式是:A________B________C________D_________E_________⑵寫(xiě)出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式:課時(shí)作業(yè)1.構(gòu)成地殼基本骨架的非金屬元素的是
(
)A.Al
B.O
C.Si
D.C2.NaOH、Na2CO3等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中
(
)
A.具有玻璃塞的細(xì)口瓶
B.具有玻璃塞的廣口瓶
C.帶滴管的滴瓶
D.具有橡膠塞的細(xì)口瓶3.二氧化硅是酸性氧化物的原因是()A.它溶于水得相應(yīng)的酸B.它對(duì)應(yīng)的水化物是可溶性強(qiáng)酸C.它與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽和水D.它是非金屬氧化物4.玻璃的主要成分之一是SiO2,能在玻璃上刻蝕,將其制成毛玻璃或雕花玻璃的是()A.燒堿
B.純堿
C.氫氟酸
D.鹽酸
5.下列物質(zhì)中,能夠與NaOH溶液反應(yīng)的是
(
)
A.碳酸鈉
B.硅酸鈉
C.二氧化硅
D.氫氧化鐵6.證明生石灰中既混有石英,又混有石灰石的正確方法是()A.加入過(guò)量的鹽酸,觀察是否有氣泡冒出B.加入過(guò)量的燒堿溶液,觀察是否有固體溶解C.加熱至高溫,觀察是否有氣泡冒出,是否有硅酸鈣生成D.先加過(guò)量的鹽酸攪拌投入到氫氧化鈉溶液中看其是否溶解,觀察是否有不溶物剩余及氣泡出現(xiàn);若有不溶物則濾出,7.下列物質(zhì)的變化,不能通過(guò)一步化學(xué)反應(yīng)完成的是
(
)
A.CO2→H2CO3
B.SiO2→Na2SiO3
C.Na2O2→Na2CO3
D.SiO2→H2SiO38.用多種方法鑒別下列一組白色粉末物質(zhì)(注:①能夠?qū)懟瘜W(xué)方程式的寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式;②鑒別方法可以不用填滿,若序號(hào)不夠也可以自己再添。):Na2CO3和SiO2。①
②
③
9.氮化硅是一種高溫陶瓷材料,它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃⑴根據(jù)性質(zhì),推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是________(填序號(hào))。A.制汽輪機(jī)葉片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.制造柴油機(jī)⑵氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng),除氫氟酸外,它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式____________。⑶現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Wo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),可得較高純度的氮化硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。10.下表中括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì),試將除雜試劑和分離方法填入表中:混合物SiO2(CaCO3)SiO2(Fe2O3)SiO2(NaCl)SiO2(Si)Si(Al)NaHCO3(Na2SiO3)除雜試劑分離方法參考答案達(dá)標(biāo)體驗(yàn)1.解析:A中反應(yīng)產(chǎn)物為:H2SiO3,B中沉淀為碳酸鈣,C中能生成NaHCO3,由于Na2CO3是飽和溶液,故有晶體析出。答案:D.2.答案:AB3.解析:二氧化硅可以跟氫氟酸反應(yīng),方程式:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,不正確;B反應(yīng)只有在高溫條件下進(jìn)行,由于CO2是氣體,生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行,但這不能說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng),比較二者的酸性強(qiáng)弱要比較它們?cè)谒芤褐须婋x出H+的難易程度;C正確,方程式為Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓;H2SiO3、H4SiO4等都是二氧化硅對(duì)應(yīng)的水化物。答案:C4.解析:高熔點(diǎn)化合物且不溶于強(qiáng)酸推出為二氧化硅。答案:⑴A:SiO2B:Na2SiO3C:CO2D:H4S1O4E:H2SiO3SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2CO2+Na2SiO3+2H2O=H4S1O4↓+Na2CO3H4S1O4=H2SiO3+H2O課時(shí)作業(yè)1.解析:含硅化合物是構(gòu)成地殼的主要物質(zhì),大約占地殼質(zhì)量的90%以上。答案:C2.解析:NaOH、Na2CO3等堿性溶液應(yīng)保存在細(xì)口瓶中,B錯(cuò);具有玻璃塞的細(xì)口瓶、帶滴管的滴瓶都易與NaOH、Na2CO3等堿性溶液反應(yīng),使瓶塞不易打開(kāi),也不行。答案:D3.解析:SiO2是酸性氧化物的原因是它與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽和水,二氧化硅不溶于水,對(duì)應(yīng)的酸也是弱酸,故應(yīng)選C。答案:C4.解析:未磨砂的玻璃在常溫下很難與燒堿等堿性物質(zhì)反應(yīng),也不與一般的酸反應(yīng),但易與氫氟酸反應(yīng)。答案:C5.解析:二氧化硅是酸性氧化物。答案:C6.解析:SiO2不溶于除氫氟酸以外的酸,CaO、CaCO3均可溶于鹽酸且CaCO3溶于鹽酸有氣泡生成,SiO2可以溶于NaOH溶液。本題應(yīng)選D。答案:D7.解析:由于SiO2不溶水也不與水反應(yīng),所以由SiO2制取H2SiO3需先使SiO2與強(qiáng)堿反應(yīng)制得可溶性硅酸鹽后,再與酸反應(yīng)才能制得H2SiO3。答案:D8.解析:要充分分析Na2CO3和SiO2的性質(zhì)差異點(diǎn),至于所選擇的鑒別方法只要是所需試劑易得,操作簡(jiǎn)便,現(xiàn)象有明顯區(qū)別即可。答案:①水溶法:分別取少許待測(cè)粉末,加入蒸餾水中,在水中能夠溶解的是Na2CO3,不溶于水的是SiO2。②酸液產(chǎn)氣法:分別取少許待測(cè)粉末,滴加稀鹽酸,能夠產(chǎn)生氣體的是Na2CO3;不反應(yīng)的是SiO2?;瘜W(xué)方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑③焰色反應(yīng)法:焰色反應(yīng)為黃色的是Na2CO3,余者為SiO2。9.解析:根據(jù)化合價(jià)判斷。答案:⑴A、C、D;⑵Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3;⑶3SiCl4+2N2+6H2=Si3N4+12HCl10.解析:根據(jù)二氧化硅的性質(zhì)和其他物質(zhì)的區(qū)別去分析。答案:(1)鹽酸、過(guò)濾;(2)鹽酸、過(guò)濾;(3)水、過(guò)濾;(4)O2、加熱;(5)鹽酸、過(guò)濾;(6)足量CO2/H2O、過(guò)濾。第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅(第二課時(shí))三維目標(biāo)(一)知識(shí)與能力1、使學(xué)生了解硅及硅酸鈉的重要性質(zhì)和用途;2、使學(xué)生了解硅酸鹽產(chǎn)品的性能、用途。(二)過(guò)程與方法:本節(jié)課內(nèi)容屬于了解層次,行文淺顯易懂,可讓學(xué)生閱讀自學(xué),仔細(xì)體會(huì)有關(guān)知識(shí)的內(nèi)涵,進(jìn)行歸納總結(jié),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)、歸納能力。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀:以中國(guó)的陶瓷在世界文明中的重要地位為例,感悟我們中華民族的偉大與希望;以晶體硅在高新技術(shù)領(lǐng)域里的重要作用為例,體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)之間的相互關(guān)系,使學(xué)生真正地認(rèn)識(shí)到硅酸鹽工業(yè)與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。教學(xué)重點(diǎn):硅和硅酸鈉的重要性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn):硅酸鹽的豐富性和多樣性預(yù)習(xí)探究(學(xué)生用)1.硅酸鹽:(1)組成:硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。(2)硅酸鹽一般不溶于水,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。(3)硅酸鈉溶于水,其水溶液俗稱水玻璃??捎米鞣试淼奶盍?、木材防火劑和黏膠劑。2.無(wú)機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料3.硅單質(zhì)分為晶體和無(wú)定形兩種;晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,被用做計(jì)算機(jī)芯片等互動(dòng)課堂(一)情景激思(教師用)【導(dǎo)入】通過(guò)水玻璃、硅橡膠、玻璃、陶瓷、水泥等物質(zhì)中硅的存在形式引入硅酸鹽【板書(shū)】一、硅酸鹽(二)合作探究【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P77中間兩自然段,思考硅酸鹽的組成和性質(zhì)?!景鍟?shū)】1.硅酸鹽的定義【教師講述】硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱,分布極廣。硅酸鹽一般都不溶于水,化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定。最簡(jiǎn)單的硅酸鹽是硅酸鈉,可溶于水,其水溶液俗稱水玻璃??捎米鞣试淼奶盍?、木材防火劑和黏膠劑?!窘處熝菔尽吭囼?yàn)4-2【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察試驗(yàn)現(xiàn)象并完成表。用蒸餾水潤(rùn)濕用硅酸鈉潤(rùn)濕現(xiàn)象水浸過(guò)的濾紙或小木條,當(dāng)水分蒸發(fā)后能(填“能”、“不能”)燃燒硅酸鈉溶液浸過(guò)的濾紙或小木條,當(dāng)水分蒸發(fā)后不能(填“能”、“不能”)燃燒只起泡。結(jié)論水浸過(guò)的木材不防火浸過(guò)水玻璃的木材能夠防火【教師講述】請(qǐng)大家閱讀P77頁(yè)資料卡片,分析硅酸鹽組成的表示方法?!景鍟?shū)】2.硅酸鹽組成的表示方法【學(xué)生活動(dòng)】閱讀P77頁(yè)資料卡片,分析硅酸鹽組成的表示方法?!窘處熖釂?wèn)】1:用氧化物表示硅酸鹽時(shí),氧化物的書(shū)寫(xiě)有什么規(guī)律和注意事項(xiàng)?【學(xué)生分析并回答】【教師講述】:硅酸鹽由于組成復(fù)雜,常用氧化物形式來(lái)表示。氧化物的順序一般是:按金屬活潑順序的氧化物→二氧化硅→水氧化物前系數(shù)配平原則:除氧元素外,其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)?!緩?qiáng)調(diào)】注意事項(xiàng):①氧化物之間以“·”隔開(kāi)。②系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)。例如:正長(zhǎng)石KAlSi3O8不能寫(xiě)成1/2K2O1/2Al2O33SiO2,應(yīng)寫(xiě)成K2OAl2O36SiO2?!窘處熖釂?wèn)】2:怎樣理解硅酸鹽寫(xiě)成氧化物形式?【講述】:由于硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,為了簡(jiǎn)化對(duì)硅酸鹽組成的表示方法,采用了氧化物法。實(shí)際上硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單的氧化物形式存在,而是以種種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存在的。通常用氧化物形式來(lái)表示硅酸鹽:如硅酸鈉寫(xiě)成:Na2O·SiO2、石棉寫(xiě)成:3MgO·CaO·4SiO2、長(zhǎng)石寫(xiě)成:K2O·Al2O3·6SiO2?!緦W(xué)生練習(xí)】通常用氧化物形式來(lái)表示硅酸鹽:如硅酸鈉寫(xiě)成:Na2O·SiO2、石棉寫(xiě)成:3MgO·CaO·4SiO2、長(zhǎng)石寫(xiě)成:K2O·Al2O3·6SiO2?!竞献魈骄俊浚◣熒灿茫窘處熁顒?dòng)】指導(dǎo)學(xué)生閱讀P77-78并給出問(wèn)題:(1)硅酸鹽種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的原因是什么?(2)為什么土壤具有保肥能力?(3)中國(guó)作為“瓷器故鄉(xiāng)”的原因是什么?【學(xué)生活動(dòng)】閱讀P77-78頁(yè)回答上述問(wèn)題?!菊故尽繄D4-8應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品【教師總結(jié)】(1)由于Al與Si在元素周期表位置相鄰、離子大小相近,Al3+?;蚨嗷蛏俚刂脫Q硅酸鹽中的Si4+而形成鋁硅酸鹽。為了保持電中性,會(huì)伴隨引入其他正離子,從而大大增加了硅酸鹽的豐富性和復(fù)雜性。(2)硅酸鹽巖石長(zhǎng)期在水的侵蝕下,風(fēng)化為黏土,并且形成土壤膠體(硅酸鹽與硅酸相似,有形成膠體的性質(zhì))。土壤膠體因其表面積巨大且一般帶負(fù)電,能吸收NH4+、K+等數(shù)十種生物所需的營(yíng)養(yǎng)離子,所以土壤具有保肥能力。(3)現(xiàn)在出土的各種陶瓷制品、雄偉古建筑上留下的陶瓷磚瓦以及英文“中國(guó)”一詞又指“瓷器”,等等,所有這些都反映了在西方人眼中中國(guó)作為“陶瓷故鄉(xiāng)”的形象?!具^(guò)渡】陶瓷屬于無(wú)機(jī)非金屬材料,現(xiàn)實(shí)生活中還有哪些屬于這一類呢?【板書(shū)】二、無(wú)機(jī)非金屬材料的分類【學(xué)生閱讀】P78-79并填空1.無(wú)機(jī)非金屬材料的分類:(1)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料:陶瓷、玻璃、水泥;(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料:①新型陶瓷:高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、壓電陶瓷、透明陶瓷、超導(dǎo)陶;②具有特殊功能的含硅物質(zhì):炭化硅、硅鋼、人工合成硅橡膠和分子篩2.各類新型陶瓷有哪些性質(zhì)和用途?品種主要性能主要用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷耐高溫、耐氧化、耐腐蝕耐高溫材料如洲際導(dǎo)彈的端頭、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的尾管、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等壓電陶瓷實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化點(diǎn)火器、電波濾波器、聲納探傷器透明陶瓷良好的光學(xué)性能、耐高溫制高壓鈉燈管、防彈玻璃超導(dǎo)陶瓷超導(dǎo)性超導(dǎo)材料【過(guò)渡】雖然硅的化合物隨處可見(jiàn)且遠(yuǎn)古時(shí)期人類就已經(jīng)開(kāi)始加工和使用陶瓷,但硅的單質(zhì)直到18世紀(jì)上半葉才由科學(xué)家制備出來(lái)【板書(shū)】三、硅單質(zhì):1.硅的物理性質(zhì):2.硅的化學(xué)性質(zhì):【教師活動(dòng)】指導(dǎo)學(xué)生閱讀P79并給出知識(shí)整理。分類物性化性應(yīng)用硅單質(zhì)晶體硅金屬光澤的灰黑色固體熔點(diǎn)高,硬度大,由脆性常溫下性質(zhì)不活潑半導(dǎo)體材料;硅芯片;光電池?zé)o定形硅【教師活動(dòng)】問(wèn)題:碳原子和硅原子的結(jié)構(gòu)既相似又不同,這就決定了它們的性質(zhì)既相似又有不同,請(qǐng)列表比較?!緦W(xué)生活動(dòng)】分析并填空化學(xué)性質(zhì)碳硅與單質(zhì)反應(yīng)C+O2CO2Si+O2SiO2Si+2F2==SiF4與氧化物反應(yīng)C+2CuOCO2↑+CuC+SiO22CO↑+Si與氧化性酸反應(yīng)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2OC+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O不與HNO3、H2SO4反應(yīng),但能與HF反應(yīng):Si+4HF=SiF4↑+2H2↑與水或堿溶液反應(yīng)C+H2O(氣)CO+H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑【教師總結(jié)】常溫下,硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。利用它的穩(wěn)定性、來(lái)源豐富性和導(dǎo)電性,在電子產(chǎn)品業(yè)具有廣泛而重要的應(yīng)用。板書(shū)一、硅酸鹽1.硅酸鹽的定義:2.硅酸鈉:3.氧化物表示形式:4.新型陶瓷:二、硅單質(zhì)1.物理性質(zhì):2.單質(zhì)硅化學(xué)性質(zhì):(三)遷移應(yīng)用題型一、水玻璃的性質(zhì)和用途【例題1】下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是() A.水玻璃是一種礦物膠,既不燃燒也不受腐蝕B.在建筑工業(yè)上可以作黏合劑、耐酸水泥摻料 C.木材、織物浸過(guò)水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒D.水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在空氣中不易變質(zhì)解析:Na2SiO3的水溶液叫水玻璃,是一種礦物膠,通常用做耐火材料。在空氣中發(fā)生反應(yīng):Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,故D不正確。答案:D【變式訓(xùn)練】現(xiàn)有硅酸鈉、石灰石、二氧化硅3種白色粉末,要用一試劑鑒別它們,這種試劑最好是下列物質(zhì)中的()A.燒堿B.鹽酸C.水D.硝酸銀溶液解析:Na2SiO3+2HCl=NaCl+H2SiO3↓,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,SiO2不與鹽酸反應(yīng)。答案:B題型二、硅酸鹽組成的表示方法【例題2】礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中可溶部分生成的,此處所措的風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2同時(shí)作用的過(guò)程。例如鉀長(zhǎng)石(KalSi3O8)風(fēng)化生成高嶺土[Al2Si2O5(OH)4],此后反應(yīng)的離子方程式為:2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O==2K++2HCO3—+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4.(1)將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形成①KalSi3O8_____________②Al2Si2O5(OH)4______________(2)上述反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是____________________________________________。解析:(1)將復(fù)雜硅酸鹽化學(xué)式改寫(xiě)成氧化物時(shí),只需將除O以外所有的元素寫(xiě)出其常見(jiàn)氧化物,并用“·”將它們合起來(lái),但需注意各種原子個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成。在某種(或幾種)氧化物前加合適系數(shù)。(2)分析反應(yīng)前后物質(zhì)的種類可知屬于酸與鹽發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng),由于酸性H2CO3>H4SiO4,發(fā)生了較強(qiáng)的酸制較弱的酸反應(yīng)。答案:(1)K2O·Al2O3·6SiO2②Al2O3·2SiO2·2H2O(2)較強(qiáng)的酸能制較弱的酸反應(yīng)?!咀兪接?xùn)練】月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏,其主要化學(xué)成分為BenAl2[Si6O18]也可用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2,其n值為:A.1.2C()解析:方法一:BenAl2[Si6O18]化學(xué)式化合價(jià)代數(shù)和為零可求得n=3。方法二:BenAl2[Si6O18]與nBeO·Al2O3·6SiO2為同種物質(zhì)的化學(xué)式的不同寫(xiě)法,根據(jù)氧原子守恒,也可求得n=3。答案:C題型三、碳和硅性質(zhì)的比較【例題3】下列關(guān)于碳和硅的比較中,正確的是()A.它們的氧化物都能與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸B.碳和硅的最高正價(jià)都是+4價(jià)C.硅元素在地殼中的含量占第二位,碳占第一位D.碳和硅在自然界存在形式都是既有游離態(tài)也有化合態(tài)解析:SiO2不溶于水也不與水反應(yīng),A不正確;在地殼中含量第一的是氧元素,硅占第二位,C不正確;自然界中有游離態(tài)的碳(金剛石),但是沒(méi)有游離態(tài)的硅,因?yàn)楣枋且环N親氧元素,D不正確。提示:雖然碳比硅活潑,但是由于硅是親氧元素,所以碳在自然界中有單質(zhì)而硅只能以化合態(tài)存在。答案:B【變式訓(xùn)練】下列關(guān)于硅及其化合物的說(shuō)法中,不正確的是()A.硅的單質(zhì)都可以用作半導(dǎo)體材料B.晶體硅單質(zhì)可用作光導(dǎo)纖維的材料C.碳化硅可用作砂紙、砂輪的磨料D.水玻璃可用作黏合劑及耐火材料解析:硅的單質(zhì)有晶體和無(wú)定形兩種,晶體硅才可用作半導(dǎo)體材料。答案:A(四)反思感悟(教師用)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(五)備選例題(教師用)【例題1】獲取知識(shí)和信息是現(xiàn)代人不可缺少的素質(zhì),信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展離不開(kāi)材料科學(xué)的推動(dòng)。(1)光導(dǎo)纖維是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維,利用光纜通訊能同時(shí)傳輸大量信息。制造光纖電纜的主要原材料的化學(xué)式是,它屬于材料。(2)信息產(chǎn)業(yè)的核心材料是高純度的硅,單晶硅可用來(lái)制作大規(guī)模集成電路、整流器等,硅純度越高,大規(guī)模的集成電路的性能就越好。高純度的單晶硅生產(chǎn)方法之一是:用金屬硅化物(Mg2Si)與鹽酸作用得硅烷(SiH4),再熱分解硅烷可得到高純硅。寫(xiě)出上述方法中,生產(chǎn)高純硅的兩個(gè)化學(xué)方程式,。方法指引:書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式時(shí)要依據(jù)題給信息進(jìn)行分析。解析:依據(jù)SiO2的用途回答第(1)問(wèn),依據(jù)題給信息回答第(2)問(wèn)。答案:(1)SiO2新型無(wú)機(jī)非金屬(2)Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑SiH4Si+2H2【例題2】已知CO和H2的混合氣體稱為水煤氣,可由碳與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成。如下圖:氧化物A氧化物A單質(zhì)B氧化物C單質(zhì)E化合物F單質(zhì)G單質(zhì)H高溫反應(yīng)①高溫反應(yīng)②燃燒反應(yīng)③已知:?jiǎn)钨|(zhì)E可作為半導(dǎo)體材料,化合物F是有毒的氧化物,C為液態(tài)。據(jù)此,請(qǐng)?zhí)羁眨海?)氧化物A是(2)化合物F是(3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式是(4)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是解析:本題考查碳和硅的性質(zhì)以及化合物的性質(zhì)。突破口是單質(zhì)E可作為半導(dǎo)體材料,E物質(zhì)為單質(zhì)硅;化合物F是有毒的氧化物,可推出F為CO;C為液態(tài)推出C為水。高溫點(diǎn)燃答案:(1)SiO2(2)CO(3)C+H2O==CO+H2(4)2H2+O2==2H2O達(dá)標(biāo)體驗(yàn)1.下列物質(zhì)中屬于純凈物的是()·10H2OB.水泥C.純凈的鹽酸D.普通玻璃2.下列敘述正確的是()A.酸均不能與酸性氧化物反應(yīng)B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸C.石灰抹墻、水泥砌墻過(guò)程的硬化原理相同D.石灰窯、玻璃熔爐出來(lái)的氣體主要成分相同3.下列關(guān)于硅和硅的化合物的敘述,不正確的是()①二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似,都是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);②硅是地殼中含量最多的非金屬元素;③晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料;④二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的重要原料;⑤SiO2分子是由兩個(gè)氧原子和一個(gè)硅原子組成的;⑥SiO2是酸性氧化物,它可溶于水生成硅酸A.①②⑥ B.①⑤⑥ C.③④⑤⑥ D.②⑤⑥4.下列試劑的保存方法正確的是()A.氫氟酸保存在玻璃瓶中 B.燒堿溶液存放在帶橡膠塞的玻璃瓶中C.水玻璃放在玻璃滴瓶中 D.金屬鈉保存在水中5.硅酸鎂晶體被用來(lái)治療胃潰瘍病患者的胃酸過(guò)多癥,是因?yàn)樵撐镔|(zhì)不溶與水,服用后能中和胃酸,作用持久。三硅酸鎂晶體的化學(xué)式為Mg2Si3O8·nH2O。(1)用氧化物形式表示三硅酸鎂的化學(xué)式;(2)寫(xiě)出該藥物中和胃酸的化學(xué)方程式。課時(shí)作業(yè)含有雜質(zhì)的CaCO3和足量的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生,則此樣品中可能含有的雜質(zhì)是()A.KHCO3和MgCO3B.MgCO3和SiO2C.K2CO3和SiO22.石墨炸彈爆炸時(shí),能在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下大量的石墨纖維,造成輸電線、電廠設(shè)備損壞。這是由于石墨()A.有劇毒B.易燃、易爆C.能導(dǎo)電D.有放射性3.純凈的碳酸氫鈣試樣在高溫下分解,當(dāng)剩余的固體物質(zhì)質(zhì)量為原試樣質(zhì)量一半時(shí),碳酸氫鈣的分解率是()A.50%B.75%C.%D.100%4.下面關(guān)于硅的敘述中,正確的是()A.硅的非金屬性比碳強(qiáng),只有在高溫下才能跟氫氣起化合反應(yīng)B.硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素,硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,在自然界中可以以游離態(tài)存在D.硅在電子工業(yè)中,是重要的半導(dǎo)體材料5.物質(zhì)A是一種高熔點(diǎn)化合物,不溶于H2SO4、硝酸,卻溶于氫氟酸;C是一種氣體;D是白色膠狀沉淀;E是白色固體。A、B、C、D、E之間的轉(zhuǎn)化如右圖,試推斷:A.________;B._______;C._______;D.________;E.________。6.寫(xiě)出以SiO2為原料制備H2SiO3的化學(xué)方程式_______________________。7.下列兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)原理是否存在矛盾?為什么?①Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3②siO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑8.晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,從20世紀(jì)中葉開(kāi)始,硅成了信息技術(shù)中的關(guān)鍵材料,工業(yè)上用焦碳在電爐中(高溫)還原二氧化硅制得含少量雜質(zhì)的粗硅,同時(shí)生成一氧化碳?xì)怏w。碳化硅(SiC)具有金剛石的結(jié)構(gòu),硬度大可用作砂紙、砂輪的磨料,工業(yè)上使用焦碳與二氧化硅在高溫下反應(yīng)制得碳化硅,同時(shí)生成一氧化碳?xì)怏w?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)寫(xiě)出制取粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式:,在該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。(2)寫(xiě)出制取碳化硅的化學(xué)反應(yīng)方程式:,在該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。(3)在制取粗硅和碳化硅的工業(yè)生產(chǎn)中,從環(huán)境保護(hù)和廢棄資源再利用的角度來(lái)看,可采取的比較理想的附加措施是________9.高速轎車中使用一種安全氣袋,以防止撞車時(shí)坐在駕駛室內(nèi)的人,因向前沖撞發(fā)生意外,這種氣袋內(nèi)有一種能在高溫下分解出氣體的混合物。例如一種配方是61~68%NaN3;0~5%NaNO3;0~5%陶土;23~28%Fe2O3粉末;1~2%SiO2粉末;2~6%的石墨纖維(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。這些粉末經(jīng)壓縮成型后,裝在一個(gè)袋子里,袋子放在駕駛座前,撞車時(shí),約在10ms內(nèi)引發(fā)反應(yīng):2NaN3=2Na+3N2↑,(365℃分解,反應(yīng)約30ms內(nèi)結(jié)束)袋內(nèi)因充滿N2而脹大,阻止了人體前沖,在約以后100~200ms內(nèi)氣體消失,同時(shí)袋內(nèi)變成氮化鈉。試問(wèn):(1)為什么氣體必須在以后的一定時(shí)間內(nèi)“消失”而不應(yīng)始終存在?(2)若袋內(nèi)有189gNaN3,碰撞后迅速完全分解為Na和N2,已知袋內(nèi)容積為60L,當(dāng)充分分解剛好結(jié)束時(shí),氣體充滿氣袋,則氣袋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是(瞬間溫度為380℃)。(3)陶土和SiO2起什么作用?參考答案達(dá)標(biāo)體驗(yàn)1水泥,鹽酸,普通玻璃均是混合物。答案:A2.解析:A中SiO2能與HF酸反應(yīng),石灰抹墻、水泥砌墻過(guò)程的硬化原理不相同。答案:BD3.解析:地殼中含量最多的非金屬為氧,SiO2只是晶體二氧化硅的表示式,表示晶體中硅原子與氧原子個(gè)數(shù)比為1∶2,SiO2不溶于水4.解析:玻璃滴瓶瓶口的內(nèi)壁和滴管外壁都是作了磨砂處理的,硅酸鈉溶液(水玻璃)對(duì)其有很強(qiáng)的黏結(jié)性。因此水玻璃不能盛在玻璃滴瓶中。答案:B5.解析:常用氧化物形式表示硅酸鹽的時(shí)候應(yīng)注意書(shū)寫(xiě)原則:按金屬活潑順序的氧化物→二氧化硅→水。第(2)問(wèn)若直接寫(xiě)三氧化鎂與鹽酸反應(yīng),較困難。應(yīng)從氧化物形式書(shū)寫(xiě),只有堿性氧化物MgO能夠與水反應(yīng)。答案:(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)2MgO·3SiO2·nH2O+4HCl=2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O課時(shí)作業(yè)1.解析:10gCaCO3剛好相當(dāng)于,完全反應(yīng)時(shí)恰好可放出的CO2。若其中含有雜質(zhì),則應(yīng)是一個(gè)產(chǎn)生CO2的能力強(qiáng)的(等質(zhì)量的情況產(chǎn)生比CaCO3更多的氣體)和另一個(gè)產(chǎn)生CO2的能力不如CaCO3或干脆不產(chǎn)生CO2的物質(zhì)組成的混合物,符合該條件的只有B項(xiàng)。答案:B2.解析:學(xué)習(xí)中要將基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系,解題時(shí)要善于捕捉關(guān)鍵信息。本題主要考查石墨的性質(zhì)。根據(jù)題干中信息“造成輸電線、電廠設(shè)備損壞”,可分析知與石墨物理性質(zhì)中的導(dǎo)電性相關(guān)。答案:C3.解析:Ca(HCO3)2+↑①CaCO3CaO+CO2↑②由①可知當(dāng)Ca(HCO3)2全部分解后,剩余固體質(zhì)量大于一半,只有②也發(fā)生反應(yīng)才有可能使質(zhì)量減少一半。又因?yàn)镃a(HCO3)2稍加熱就分解,而CaCO3必須在高溫下才分解。即當(dāng)CaCO3發(fā)生分解時(shí),Ca(HCO3)2已全部分解完畢。答案:D4.解析:硅的非金屬性比碳弱,A項(xiàng)錯(cuò);硅在地殼中的含量在所有的元素中居第二位,排名前四位的是O、Si、Al、Fe,所以B項(xiàng)錯(cuò);硅在自然界中是以化合態(tài)存在的,所以C項(xiàng)也錯(cuò)。答案:D5.答案:SiO2Na2SiO3CO2H4SiO4H2SiO36.解析:SiO2難溶于水,不能與水發(fā)生反應(yīng),這樣就只能先用SiO2與其他物質(zhì)先作用生成硅酸鹽,再根據(jù)硅酸是弱酸,用硅酸鹽與酸作用來(lái)制備硅酸。答案:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓或Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓Na2SiO3+2CO2+2H2O2NaHCO3+H2SiO3↓7.解析:本題利用CO2、SiO2、Na2SiO3、H2CO3、H2SiO3等化合物的性質(zhì),考查考生的邏輯推理能力以及思維的敏捷性和深刻性。反應(yīng)①是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng),反應(yīng)之所以能夠發(fā)生,是由于酸性H2CO3>H2SiO3,反應(yīng)符合“強(qiáng)酸制弱酸”的復(fù)分解反應(yīng)原理;而反應(yīng)②是在高溫熔融狀態(tài)下的反應(yīng),由于CO2可從熔融體中逸出,使得反應(yīng)可以發(fā)生,而與酸性強(qiáng)弱無(wú)關(guān)。答案:不矛盾。點(diǎn)評(píng):①是在水溶液中進(jìn)行的復(fù)分解反應(yīng),②是固體與固體之間的反應(yīng)(非水條件);①是常溫下的反應(yīng),②是高溫條件下的反應(yīng)。兩個(gè)反應(yīng)的條件不同,實(shí)質(zhì)上沒(méi)有可比性,因?yàn)樗鼈兊姆磻?yīng)原理、反應(yīng)條件與本質(zhì)均不同。8.解析:由題給信息不難推知有關(guān)化學(xué)方程式,然后利用化合價(jià)的升降法判斷氧化劑和還原劑,注意在SiC中Si顯+4價(jià),C顯-4價(jià),所以在制取粗硅的反應(yīng)中,氧化劑是SiO2,還原劑是C,而在制取SiC的反應(yīng)中,氧化劑和還原劑都是碳。兩個(gè)反應(yīng)中都生成CO,它既是大氣污染物,又是優(yōu)質(zhì)燃料,還可以用作其他的工業(yè)原料,應(yīng)該對(duì)CO作回收利用。9.答案:(1)SiO2+2CSi+2CO↑1∶2(2)SiO2+3CSiC+2CO↑1∶2(3)收集反應(yīng)生成的CO用作燃料或工業(yè)原料。解析:189gNaN3能產(chǎn)生,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為,根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程:P0V0/T0=PV/T知:P=(653T××P0)/(273T×60L)=4P0答案:(1)主要為了防止氣袋對(duì)人體的反彈的撞擊作用和由于氣袋擠壓對(duì)人體產(chǎn)生窒息作用。(2)4P0(3)吸附N2作用。點(diǎn)評(píng):聯(lián)系物理慣性定律和氣態(tài)方程式,解決(1)(2)兩問(wèn),陶土和無(wú)定形SiO2具有表面積大,吸附能力強(qiáng)的性質(zhì)。第二節(jié)富集在海水中的元素——氯(第一課時(shí))三維目標(biāo)(一)知識(shí)技能:了解氯氣的物理性質(zhì),掌握氯氣的化學(xué)性質(zhì)。(二)過(guò)程與方法:通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握氯氣的性質(zhì);通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生觀察、分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問(wèn)題的能力。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀:培養(yǎng)學(xué)生將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí),能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題作出合理的判斷;并通過(guò)氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)的科學(xué)史,使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度和研究方法。教學(xué)重點(diǎn):氯氣的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn):氯氣與水反應(yīng)預(yù)習(xí)探究(學(xué)生用)1.氯氣的物理性質(zhì):(1)黃綠色,有刺激性氣味的有毒氣體;(2易液化;(3)密度大于空氣;(4)能溶于水2.氯氣的化學(xué)性質(zhì):(1)與金屬反應(yīng):2Na+Cl22NaClCu+Cl2CuCl22Fe+3Cl22FeCl3(2)與非金屬的反應(yīng):H2+Cl22HClH2+Cl22HCl;(3)與水的反應(yīng):Cl2+H2O=HCl+HClO3.次氯酸的性質(zhì):(1)強(qiáng)氧化性:主要用于殺菌、消毒、漂白性次氯酸(2)不穩(wěn)定性:易分解:2HClO2HCl+O2↑;(3)弱酸性:酸性比碳酸還弱?;?dòng)課堂(一)情景激思(教師用)【教師活動(dòng)】導(dǎo)入:材料一、2022年4月15日晚,重慶市江北區(qū)天原化工總廠發(fā)生氯氣泄露事件,消防人員采用消防用水與堿液在外圍50米處形成兩道水幕進(jìn)行稀釋。【強(qiáng)調(diào)】本課時(shí)的課標(biāo)要求是:了解氯氣的物理性質(zhì),掌握氯氣與金屬、非金屬和水的反應(yīng),了解次氯酸的主要性質(zhì)。【板書(shū)】第二節(jié)富集在海水中的元素---氯(二)合作探究(師生共用)【學(xué)生活動(dòng)】閱讀課本P82頁(yè)科學(xué)史話。[思考與交流]1、從氯氣的發(fā)現(xiàn)到確認(rèn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30多年。你從中得到什么啟示?2、舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的方法至今仍是實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的主要方法之一。請(qǐng)寫(xiě)出舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的化學(xué)反應(yīng)方程式:4HCl(濃)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑【實(shí)驗(yàn)探究】(1)展示一試管氯氣;(2)演示聞氯氣的正確操作方法【學(xué)生活動(dòng)】觀察顏色、聞氣味【板書(shū)】一、活潑的黃綠色氣體—氯氣1.氯氣的物理性質(zhì)【教師總結(jié)】氯氣的物理性質(zhì):黃綠色有刺激氣味的有毒氣體,在低溫和加壓的條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)和固態(tài)。在實(shí)驗(yàn)室里,聞氯氣氣味的方法是:用手在瓶口輕輕扇動(dòng),使極少量的氯氣飄進(jìn)鼻孔材料二、第一次世界大戰(zhàn)期間,德國(guó)軍隊(duì)在與英法聯(lián)軍作戰(zhàn)中,首次使用氯氣攻擊對(duì)方,開(kāi)了戰(zhàn)爭(zhēng)史上使用化學(xué)武器的先例。17171717827【教師點(diǎn)撥】①人躲向地勢(shì)較高地方去。②防毒面具。③活性炭。【問(wèn)題1】請(qǐng)畫(huà)出17號(hào)氯元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,分析氯元素的非金屬性強(qiáng)弱?!緦W(xué)生回答】學(xué)生上臺(tái)板演Cl原子結(jié)構(gòu)示意圖并回答?!窘處熁顒?dòng)】提問(wèn)1.根據(jù)氯的原子結(jié)構(gòu),推斷氯氣的化學(xué)性質(zhì)是否活潑,它具有強(qiáng)還原性還是強(qiáng)氧化性?為什么?2.寫(xiě)出金屬鈉和氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式,并指出哪個(gè)是氧化劑,哪個(gè)是還原劑?!緦W(xué)生活動(dòng)】學(xué)生思考。【板書(shū)】2.氯氣的化學(xué)性質(zhì):(1)與金屬反應(yīng)::2Na+Cl22NaCl【教師講解】氯氣是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的非金屬單質(zhì),氯氣是氧化劑,金屬鈉是還原劑;氯氣具有強(qiáng)氧化性,能與活潑金屬反應(yīng),氯氣能否跟不活潑金屬反應(yīng)呢?讓我們來(lái)研究回答這個(gè)問(wèn)題?!景鍟?shū)】
Cu+Cl2CuCl22Fe+3Cl22FeCl3【反問(wèn)】氯氣與鐵反應(yīng)為什么生成FeCl3而不是FeCl2?【學(xué)生活動(dòng)】討論并回答【教師總結(jié)】因?yàn)槁葰獾难趸苑浅?qiáng),而氧化性越強(qiáng)的物質(zhì),氧化能力越強(qiáng),得到電子(或奪取其他原子的電子)的能力就越強(qiáng),因而與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí),應(yīng)該將其氧化為高價(jià)。那么氧化性相對(duì)弱一些的氧化劑,則常常將變價(jià)金屬氧化為低價(jià),如鹽酸的氧化性比氯氣弱,鹽酸與鐵粉反應(yīng)就只生成FeCl2而不是FeCl3?!緦W(xué)生練習(xí)】寫(xiě)出氯氣跟下列金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式:1.跟鋁反應(yīng):2Al+3C12AlCl3;2.跟鎂反應(yīng):Mg+Cl2MgCl2【過(guò)渡】氯氣能跟多種金屬直接化合,那么氯氣能否跟非金屬反應(yīng)呢?下面讓我們做H2在Cl2中燃燒的實(shí)驗(yàn)?!窘處熁顒?dòng)】[演示實(shí)驗(yàn)4-3]在空氣中點(diǎn)燃?xì)錃馊缓蟀褜?dǎo)管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,講解操作要求和注意事項(xiàng)。【學(xué)生活動(dòng)】由學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn),觀察、描述現(xiàn)象,并寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。【板書(shū)】(2)與某些非金屬反應(yīng):H2+Cl22HCl
H2+Cl22HCl【教師講解】純凈的H2在Cl2中燃燒發(fā)出蒼白色火焰,生成HCl氣體,HCl具有刺激性氣味,極易溶于水。HCl的水溶液叫做氫氯酸,亦稱鹽酸。同學(xué)們觀察到的白霧就是鹽酸。氣體跟空氣中的水蒸氣結(jié)合所形成的鹽酸小液滴(酸霧)。鹽酸是重要的化工原料?!緦W(xué)生討論】1.比較Cu在Cl2中燃燒與H2在Cl2中燃燒現(xiàn)象的共同點(diǎn)。(發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng))2.燃燒是否一定要有O2參加?比較鐵、硫、木炭在O2中燃燒與Cu、H2等在Cl2中燃燒的現(xiàn)象,找出共同特點(diǎn),并由此推論什么叫燃燒。3.工業(yè)上用H2、Cl2合成HCl時(shí),應(yīng)選擇什么條件?理由是什么?(選擇安全的點(diǎn)燃條件和連續(xù)地合成HCl。)【教師總結(jié)】廣義上的燃燒:劇烈的發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)都叫燃燒。燃燒不一定有氧氣參加?!具^(guò)渡】打開(kāi)自來(lái)水龍頭,會(huì)聞到一股刺激性的氣味,你想過(guò)什么原因么?【學(xué)生回答】【講述】氯氣溶解于水,所得的水溶液叫氯水。新制的氯水因?yàn)槿芙饬寺葰舛庶S綠色。溶解的部分氯氣與水反應(yīng)?!景鍟?shū)】(3)氯氣與水反應(yīng):Cl2+H2O=HClO+HCl(HClO:次氯酸)【講解】次氯酸的重要性質(zhì):次氯酸是一種弱酸,次氯酸是一個(gè)不穩(wěn)定酸:2HClO2HCl+O2↑次氯酸是一種強(qiáng)氧化劑能殺死水里的病菌,自來(lái)水常用氯氣殺菌消毒,就是因?yàn)槁葰馊苡谒a(chǎn)生次氯酸,次氯酸起殺菌作用。次氯酸可用作漂白劑,因?yàn)樗苁谷玖虾陀袡C(jī)色質(zhì)氧化而褪色?!景鍟?shū)】2HClO2HCl+O2↑;次氯酸是弱酸,是一種強(qiáng)氧化劑、殺菌劑、漂白劑?!窘處熁顒?dòng)】演示[實(shí)驗(yàn)4-4、4-5]【學(xué)生觀察、討論】Cl2可以使?jié)駶?rùn)的有色布條褪色,不能使干燥的有色布條褪色,這個(gè)事實(shí)說(shuō)明什么?【講解】起漂白作用的不是氯氣而是次氯酸,氯氣沒(méi)有漂白性?!窘處熁顒?dòng)】問(wèn)題:1.氯氣具有漂白性嗎?2.氯水為何要現(xiàn)用現(xiàn)制,并保存在棕色的細(xì)口瓶中?3.久置氯水與新置氯水有何區(qū)別?問(wèn)題4、比較次氯酸的漂白作用與活性炭的褪色作用在本質(zhì)上有區(qū)別嗎?【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生思考討論氯水液氯物質(zhì)類別純凈物純凈物含有成分Cl2、HClO、H2O、Cl-、ClO-、H+、OH-(濃度很低)Cl2性質(zhì)各種成分微粒所具有的性質(zhì)都有只有Cl2的強(qiáng)氧化性【教師總結(jié)】1、氯氣可以用來(lái)漂白,但用氯氣來(lái)漂白時(shí)必須在有水存在的情況下。這是因?yàn)槁葰獗旧聿痪哂衅仔裕挥挟?dāng)有水存在時(shí),氯氣先與水發(fā)生反應(yīng):Cl2+H2O=HCl+HClO,生成的HClO具有強(qiáng)氧化性,可以將有機(jī)色質(zhì)氧化為無(wú)色物質(zhì),從而達(dá)到漂白效果。2、因氯水中的次氯酸不穩(wěn)定,易分解,而光照時(shí)分解加速,從而使次氯酸分子的數(shù)目大為減少,故氯水要現(xiàn)用現(xiàn)制,并保存在棕色的細(xì)口瓶中。3、新制氯水中含有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、和極少量的OH-;而久置氯水中含有:H2O、H+、Cl-。這是因?yàn)樾轮坡人弥煤?,由于HClO不穩(wěn)定,見(jiàn)光易分解成HCl和O2,致使HClO含量逐漸減少,而HClO的減少又引起了Cl2與水的不斷反應(yīng),最后HClO和Cl2均不再含有,所以久置氯水變成了稀鹽酸。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下:Cl2+H2O=HClO+HCl,Cl2既是氧化劑又是還原劑;2HClO2HCl+O2,HClO既是氧化劑又是還原劑4、次氯酸具有強(qiáng)氧化性,能將有色物質(zhì)氧化而使其褪色,是化學(xué)變化,漂白后的物質(zhì)不恢復(fù)到原色;而活性炭的褪色作用是它的吸附作用引起,因吸附了有色物質(zhì)而褪色,是物理變化過(guò)程。板書(shū)設(shè)計(jì)第二節(jié)富集在海水中的元素---氯一、活潑的黃綠色氣體—氯氣:1.氯氣的物理性質(zhì):2.氯氣的化學(xué)性質(zhì):(1)與金屬反應(yīng):(2)與某些非金屬反應(yīng):(3)氯氣與水反應(yīng):2.次氯酸的性質(zhì):(三)、遷移應(yīng)用(師生共用)題型一、氯水的性質(zhì)【例題1】下列關(guān)于氯水的敘述正確的是()A.新制的氯水中只含有Cl2和H2O分子B.新制的氯水可使藍(lán)色石蕊試紙先變紅后變白C.光照氯水有氣泡逸出,該氣體是Cl2D.氯水放置數(shù)天后,酸性會(huì)減弱。解析:新制的氯水中含有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-等粒子,光照氯水發(fā)生反應(yīng)2HClO2HCl+O2↑,故A、C項(xiàng)敘述錯(cuò)誤;氯水中的H+可使石蕊變紅,HClO具有漂白性可使石蕊褪色,前者反應(yīng)速率較快,后者反應(yīng)速率較慢,故先變紅后褪色;氯水久置,因弱酸(HClO)分解成強(qiáng)酸(鹽酸)使溶液酸性增強(qiáng)。答案:B【變式練習(xí)】新制的氯水顯色,說(shuō)明氯水中有分子存在。向氯水中滴入幾滴AgNO3溶液,立即有生成,說(shuō)明氯水中有存在,藍(lán)色石蕊試紙遇到氯水后,首先變紅,但很快又褪色,這是因?yàn)?。氯水?jīng)光照后,黃綠色消失,并放出的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。答案:淺黃綠;Cl2;白色沉淀;Cl-;Cl2+H2O=HCl+HClO,HCl=H++Cl-,H+使石蕊顯紅色,HClO使紅色褪去。無(wú)色無(wú)味;2HClO2HCl+O2題型二、氯氣的性質(zhì)【題例2】室溫下,單質(zhì)A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無(wú)色氣體,在合適反應(yīng)條件下,它們可按下面框圖進(jìn)行反應(yīng)。又知E溶液是無(wú)色的。請(qǐng)回答:(1)A是,B是,C是(填化學(xué)式)。(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為。(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為。(4)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為。解析:解答推斷題的關(guān)鍵在于尋找“突破口”由B為黃綠色的單質(zhì)氣體,可知B為Cl2,C為無(wú)色氣體且與Cl2能發(fā)生反應(yīng),則C為H2。E為HCl;由反應(yīng)③④可以推出,A為排在H前面的金屬,且A為變價(jià)金屬,因此A為Fe。答案:(1)Fe;Cl2;H2(2)2Fe+3Cl22FeCl3(3)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(4)2FeCl2+Cl2=2FeCl3【變式練習(xí)】現(xiàn)有A、B、C、D、E五種物質(zhì),它們之間有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系:由此可知:A為,B為,C為,D為,E為。解析:根據(jù)A與Cl2反應(yīng)生成棕黃色的煙溶于水呈綠色,可以判斷A為Cu,B為CuCl2,C為CuCl2溶液。答案:Cu;CuCl2;CuCl2溶液;Cu(OH)2;CuO題型三、鹽酸的化工生產(chǎn)【例題3】化工廠生產(chǎn)鹽酸的主要過(guò)程是其中關(guān)鍵的一步如上圖所示的氯氣和氫氣在燃燒管口燃燒,生成HCl。氯氣有毒,為此通入氣體的合理方式是:A處通入,B處通入,同時(shí)應(yīng)采取的措施是。解析:為使Cl2完全反應(yīng),H2應(yīng)過(guò)量,合成氣HCl和H2的混合氣;同時(shí)為使有毒氣體氯氣完全反應(yīng)和防止氯氣泄露,應(yīng)使氫氣為外圍氣體。答案:H2;Cl2;先通H2點(diǎn)燃,再通Cl2(四)反思感悟(教師用)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(五)備選例題(教師用)【例題】.18世紀(jì)瑞典化學(xué)家舍勒發(fā)現(xiàn)了氯氣,這一方法的反應(yīng)原理表示為:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,在反應(yīng)中,消耗的HCl物質(zhì)的量與作還原劑的HCl的物質(zhì)的量之比是() A.1∶1 B.2∶1 C.4∶1 D.1∶2解析:從反應(yīng)方程式看,每消耗4molHCl有2molCl-被氧化,所以消耗的HCl與作還原劑的HCl之比為2∶1。答案:B達(dá)標(biāo)體驗(yàn)1、下列微?;瘜W(xué)性質(zhì)最活潑的是()。A、氯原子B、氯離子C、鈉離子D、氬原子2、下面對(duì)氯氣的敘述正確的是A、氯氣可使溴水褪色,所以氯氣具有漂白性B、氯氣有漂白性,其漂白原理與Na2O2不同C、鐵在氯氣中燃燒可生成氯化鐵D、聞其氣味時(shí)要小心,將集氣瓶放在鼻孔下直接聞。3、自來(lái)水可以用氯氣消毒。某學(xué)生用這種自來(lái)水配制下列物質(zhì)的溶液,不會(huì)產(chǎn)生明顯藥品變質(zhì)的是A、NaOHB、FeCl2C、NaHCO3D、FeCl4、在反應(yīng)KIO3+5KI+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H2O中,被還原的碘與被氧化的碘元素的質(zhì)量比為A.5:1 B.4:1 C.3:1 D.1:55.實(shí)驗(yàn)室用8.7g的MnO2與50mL足量的濃鹽酸制取氯氣
(1)寫(xiě)出制取氯氣的反應(yīng)方程式
(2)求生成氯氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
(3)若向反應(yīng)后的剩余溶液中,加入足量AgNO3溶液,生成沉淀57.4g,求原濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度.課時(shí)作業(yè)1、下列關(guān)于氯氣的敘述中,不正確的是()A.氯氣是一種黃綠色、有刺激性氣味的氣體B.氯氣、液氯和氯水是同一種物質(zhì)C.氯氣能溶于水D.氯氣是一種有毒的氣體2.將一盛滿Cl2的試管倒立在水槽中,當(dāng)日光照射相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間后,試管中最后剩余氣體的體積占試管容積的()A.1/43C.1/233、下列說(shuō)法不正確的是()A.鈉、鐵和銅一樣都能在氯氣中燃燒生成金屬氯化物B.液氯是氯氣的水溶液,它能使干燥的有色布條褪色C.氯氣跟變價(jià)金屬反應(yīng)生成高價(jià)金屬氯化物D.氯水具有殺菌、漂白作用是因氯水中含有強(qiáng)氧化性的次氯酸4、濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙接觸氯氣后,其顏色變化為()A.變紅B.變白C.先變紅再變白D.不變色5、除去Cl2中少量的HCl氣體,最好選用的試劑是()A.蒸餾水B.二氧化錳C.飽和食鹽水D.氫氧化鈉溶液6.用2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反應(yīng)制取Cl2,被氧化的HCl和未被氧化的HCl的質(zhì)量之比為()A.1:8 B.2:5 C.5:2 D.5:3 7.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的試管壁上沾附有MnO2,除去沾附的MnO2可用的試劑是()A.蒸餾水B氫氧化鉀溶液C.稀鹽酸D.熱的濃鹽酸8.氯化碘(ICl)的化學(xué)性質(zhì)與Cl2相似,預(yù)計(jì)它與水反應(yīng)的最初產(chǎn)物是()A.HI和HClOB.HCl和HIOC.HClO3和HIO D.HClO和HIO9.有X、Y、Z三種元素,已知①X、Y、Z的單質(zhì)在常溫下均為氣體,②X單質(zhì)可在Z單質(zhì)中燃燒生成XZ,火焰為蒼白色,③XZ極易溶于水,電離出X+和Z-,其水溶液可使藍(lán)色石蕊試紙變紅,④每?jī)蓚€(gè)X2分子可與一個(gè)Y2分子化合生成兩個(gè)X2Y分子,X2Y在常溫下為液體,⑤Z單質(zhì)溶于X2Y中所得溶液具有漂白作用。⑴推斷X、Y、Z單質(zhì)
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