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课题:氧族元素第二课时
教学重点:了解同素异形体的概念,常识性介绍过氧化氢。
教学过程:
复习:通过练习的形式复习上一节课的内容。
1.对氧、硫、硒、碲四种元素,下列说法中不正确的是( )
(A)最外层电子数相等
(B)原子半径依次增大
(C)由于核电荷数增大,核对最外层电子引力也依次增大
(D)阳离子的还原性依次增大
2.下列关于硒的叙述中,不正确的是( )
(A)硒可以跟钠组成化合物Na2Se
(B)硒化氢的水溶液呈强酸性
(C)亚硒酸是一种中强酸
(D)硒化氢在空气中燃烧生成二氧化硒
3.下列氢化物的还原性由强到弱排列顺序中,正确的是( )
(A)
(B)
(C)
(D)
参考答案:C、B、A
讲述:有关硫单质的物理性质和化学性质。此处可以播放ppt演示课件。展示硫的图片。小结硫的化学性质。
过渡:氧气我们十分熟悉,自然界中还存在着一种比氧气化学性质还要活泼的游离态氧单质,由于它具有刺激性臭味,因此,被称为“臭氧”。
讲述:臭氧的化学式,分析氧气和臭氧是同一种元素组成的两种性质不同的单质。二者性质不同。像这样由同一种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。例如:金刚石和石墨;氧和臭氧;红磷和白磷等,硫也有多种同素异形体。
讲述:臭氧物理性质并且和氧气的物理性质进行对比。
讨论:同素异形体与同位素的差别
讲述:臭氧的化学性质:1.臭氧分子结构是不稳定的,它在水中比在空气中更容易自行分解。2.除铂、金、铱、氟以外,臭氧几乎可与元素周期表中的所有元素反应。臭氧可与K、Na反应生成氧化物或过氧化物,在臭氧化物中的阴离子O3实质上是游离基。臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态,形成更难溶的氧化物,人们常利用此性质把污水中的Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、Hg、Ni等重金属离子除去。此外,可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加猛烈,可获得更高的温度。
讲解:臭氧的用途:由于臭氧的氧化力极强,不但可以杀菌,而且还可以除去水中的色味等有机物,这是它的优点,然而它的自发性分解、性能不稳定,只能随用随生产,不适于储存和输送,这是它的缺点。
解释说明:在松树林里,空气往往格外清新,令人呼吸舒畅,原因之一就是松林中常含有微量的臭氧。这些臭氧是松树的树脂在氧化过程中产生的。微量的臭氧不但不臭,反而能使空气变得清新,特别是对呼吸道病人的呼吸尤为有益。疗养院常常设在松林中,道理就在这里。雷雨后的空气也会变得十分清新,这除了雨水将空气中的尘埃洗净以外,臭氧也起了相当的作用,原来闪电能使空气中的部分氧气转变成臭氧。
学生交流:臭氧层保护问题。
教师评价:保护地球生命的高空臭氧层面临严重的威胁。喷气式飞机和火箭、导弹将大量废气排放到高空,部分臭氧被消耗。如此发展下去,就会给臭氧保护伞捅开大窟窿,紫外线和宇宙辐射将长驱直入,伤害地球生灵,这为环境保护提出了严峻的课题。然而臭氧对人类也有不利的一面。例如,地面大气中的臭氧含量超过一定标准时,将对人体的鼻、咽、气管和肺具有刺激作用。另外,还会加速橡胶老化、腐蚀设备、损伤植物等。
讲述:过氧化氢的物理性质。
提问:过氧化氢中的氧元素的化合价是多少,根据化合价推测它应具有的性质。
讲解:过氧化氢的化学性质和用途。
板书设计:
二、臭氧
1.同素异形体:
2.物理性质:特殊臭味、淡蓝色气体,比氧气易溶于水。
3.化学性质
(1)不稳定性
(2)强氧化性
4.用途:脱色剂、消毒剂、臭氧层能吸收紫外线。
三、过氧化氢
1.物理性质:无色粘稠液体,水溶液俗称双氧水。
2.化学性质:弱酸性、氧化性、还原性、不稳定性
3.用途:氧化剂、漂白剂、消毒剂、实验室制取氧气。
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第二课时
[引言]氧族元素中氧为首领,其单质O2是环绕在地球表面大气对流层中的一种与生物生命息息相关的重要气体,它还能在社会各行各业(工业、农业、科技、国防、医疗等)中,显示其非凡的身手。氧气有何过人之处呢?因为它是一种来自于空气、无公害的强氧化剂。它还有一位功不可没的同根兄弟——“O3”,号称生命的卫士。化学上,将它们称为同素异形体,请看相关内容。
[板书]一、臭氧
[承转]化学上为何将O3、O2称为同素异形体,其含义是什么?在弄清这个问题之前,我们先比一比两兄弟。
[引导]O3与O2,均由氧元素组成,在分子组成上只不过仅是一个O原子之差,但两兄弟的“脾气”和“外貌”却大相径庭。
[板书]1.O3与O2物理性质的对比
[学生阅读]课本“二、臭氧物理性质”并与O2对比。
[投影]O3与O2物理性质的对比
O3O2
色、味、态通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体,液态O3呈深蓝色,固态O3为紫黑色通常为一无色无气味的气体
液态O2呈淡蓝色,固态O2呈雪花状,淡蓝色
溶解度(水中)大小
熔点-251℃-218℃
沸点-112.4℃-183℃
[师]由上表可知,O3与O2的组成元素虽然相同,但物理性质却差别甚大。化学上,我们把由同一种元素形成的不同的单质,称为这种元素的同素异形体。
[板书]同素异形体:由同一种元素形成的性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。
[师]如我们刚才所学的O2和O3就是氧元素的同素异形体。
[问]我们以前可曾学过由同一种元素形成的不同单质吗?它们是谁?
[生]有!如金刚石和石墨都由碳元素组成;红磷和白磷都由磷元素组成。
[师]很好!这也就是说,金刚石和石墨都是碳元素的同素异形体;红磷和白磷都属磷元素的同素异形体。
[问]钠原子(Na)和钠离子(Na+)都是由同一种元素——钠元素组成,它们是钠的同素异形体吗?为什么?
[生]不是,因为Na和Na+是同一元素的不同粒子,不属单质。
[问]水(H2O)与过氧化氢(H2O2)的组成元素完全相同,它们是同素异形体吗?为什么?
[生]不是,因为它们是由完全相同的两种元素组成的两种不同的化合物。
[问题探究]理解同素异形体的概念时应把握的关键之处是什么?
[生]必须是“同一元素”的“不同种单质”。
[师]那么,H与H是否为同素异形体?它们之间的关系是什么?
[生]不是,它们互为同位素。
[师]同位素是我们在上一章所学的概念,它和同素异形体的区别是什么呢?
(学生讨论后回答)
[生]同位素是指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子,如Cl和Cl;同素异形体是指由同一种元素形成的几种性质不同的单质,如白磷和红磷,金刚石和石墨,我们刚学过的硫也有多种同素异形体。
[教师补充]同位素强调的是原子间的互称;同素异形体强调的是单质间的互称,同素异形体之间的性质差异主要是由于它们的结构不同所造成的。
[过渡]由刚才的学习我们知道,O3和O2的物理性质差别很大,那么,它们的化学性质是否也有着巨大的差别呢?
[板书]2.臭氧的化学性质
[学生阅读]有关臭氧化学性质的内容并与O2对比。
[提问]O3与O2相比,有无共性?有何差别?
[回答]二者都具氧化性,而且O3比O2有着更强的氧化性;另外O3不稳定,能分解。
[小结并板书](1)极强氧化性
(2)不稳定性:2O3===3O2
[思考]上述反应是否为氧化还原反应?为什么?
[回答]否,因反应前后元素的化合价未发生变化。
[讲述]O3具有极强的氧化性,如不活泼金属Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化,而在常温下却能被臭氧氧化,再如酒精、棉絮等易燃物,常温下遇较多的O3会立即着火,从而引起不可想象的火灾,不过天公作美,地面附近大气层中O3含量极微,仅占0.001ppm。
臭氧相对于O2不稳定,常温下能缓慢分解,若加热或高温或有MnO2作催化剂时可迅速分解,而且O3生成O2的反应为一放热反应,这也说明O3比O2更为活泼。
[提问]造成O3与O2化学性质差别的原因是什么?
[回答]源于它们的分子组成、分子结构不同。
[过渡]大家熟知,O2的用途极为广泛,O3又有哪些重要用途呢?
[学生阅读]O3用途的相关内容
[板书]3.臭氧的用途
脱色剂、消毒剂等
[思考]O3用于脱色、消毒,基于其什么性质?
[回答]强氧化性
[讲述]空气中微量O3(1ppm以内)对人体健康有益,因为它能杀菌消毒,刺激中枢神经,加速血液循环,令人产生爽快振奋之感。疗养院常设在空气新鲜宜人的松林里,因其中含微量O3,是由松林这种针叶树的树脂在被O2氧化的过程中产生的。另外,雷雨之后,当漫步街头田野,同样感到空气格外的清新,其原因一是雨水洗净了尘埃,二是打雷闪电时,空中产生了臭氧(3O22O3)。但是,当空气中O3含量超过10-5%(体积分数)时,就会对人体、动植物及其他露置物质造成极大危害,这就是说当O3含量较多时,它就成了一种大气污染物,因此,对于O3应全面辩证地认识其功与过。
[转引]自然界中的O3(90%)主要集中于离地面15km~50km的大气平流层中,称为臭氧层,是地球生命的保护伞。
[设问]那么为什么说O3是地球生命的保护伞?
[讲述]臭氧层中臭氧含量很少,却可以吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射,因此,臭氧层恰似过滤器一般,阻挡了紫外线,给地球送来了滤过的益于万物生长的光和热,使地球生命免遭灾难,减少了呼吸道疾病、白内障、皮肤病、肿瘤、癌症等的发病率。所以臭氧层是一个天然保护伞,是名符其实的“生命卫士”。
然而,近年来,南极上空的臭氧层出现了空洞,北极上空O3浓度也有所减少,臭氧层对生物的保护作用正在减弱,有害射线已对地球生物造成严重危害,如皮肤肿瘤患者剧增,仅据美国1979年统计,死于皮肤癌的人数已达13600多名,患皮肤肿瘤者已达30多万。那么,破坏臭氧层的罪魁祸首是谁呢?——氟氯烃、氮氧化物、碳氧化物等气体,这种现象已引起世人普遍关注,所以《保护臭氧层维也纳公约》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等国际公约相继出台,决定减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用,大力开发无氟制冷工业,并把9月16日定为“保护臭氧国际日”,所以我们要保护臭氧层,保护环境,热爱地球。
[板书]4.保护臭氧层
[投影]氟氯烃破坏臭氧层的原理:
例:1995年,诺贝尔化学奖授于致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家,大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线,保护地球上的生物。氟利昂(氟氯烃的商品名称)上升到大气平流层中,可在紫外光作用下分解产生氯原子,氯原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应如下:
请判断,在上述臭氧变成氧气的反应过程中,氯原子是
A.反应物B.生成物C.中间产物D.催化剂
解析:由题中信息可以看出:Cl原子在反应过程中发生下列变化:ClClOCl,但反应前后Cl原子的数量和化学性质都没有变化,因此是催化剂。
答案:D
[讲解]导致臭氧层被破坏的主要物质除氯氟烃外,还有溴氟烃,如CBr2F2、CBrF3等,溴氟烃破坏臭氧层的能力比氯氟烃还要强。研究发现,含Cl或Br的上述物质的1个分子可破坏约十万个臭氧分子。
保护臭氧层最有效的方法就是尽快停止生产和使用氟利昂和哈龙类人工物质。目前国内市场上出售的“无氟冰箱”就是指不用氟氯烃(CFC)作致冷剂的冰箱,而代之以HFC(含氢氟烃),用的发泡剂是HCFC(含氢含氯氟烃),是第二代氟利昂。但HCFC对地球的温室效应却是CO2的1000~12000倍,所以其并不理想。《蒙特利尔议定书》规定,发达国家将在2020年原则上禁止使用HCFC。总之,许多国家在开发新产品和新技术方面已在行动,这对臭氧层的自动“愈合”具有很大的推动作用。
根据世界气象组织的数据,尽管世界上许多国家作出了努力,但目前大气中氯的浓度降低到臭氧洞出现前的水平,大约需要半个世纪的时间,臭氧层保护任重而道远。
愿我们通过自己的行动,让世界拥有一个“健康”的天空。
[过渡]下面,我们来学习另一种重要的化合物——过氧化氢
[板书]二、过氧化氢(H2O2)
[师]请大家阅读课本P124过氧化氢部分,总结出过氧化氢的性质。[学生活动]
[师]过氧化氢的物理性质有哪些?
[生]无色粘稠液体,水溶液俗称双氧水,市售双氧水中H2O2的质量分数一般约为30%。
[板书]1.物理性质:无色粘稠液体,水溶液俗称双氧水
[问题探究]根据H2O2中氧元素的化合价,来推测H2O2的化学性质。
[生]在H2O2中,氧显-1价。在化学反应中,H2O2既能被氧化成O2(氧元素化合价为零价),也能被还原成H2O(氧元素化合价为-2价),故H2O2既有氧化性又有还原性。
[师]十分正确。事实上H2O2主要以氧化性为主。
[问]通过阅读课本,H2O2还具有哪些化学性质呢?
[生]弱酸性,不稳定性。
[板书]2.化学性质:弱酸性、氧化性、还原性、不稳定性
2H2O22H2O+O2↑
[问]怎样证明H2O2分解有O2产生?
[生]用带火星的木条检验,看是否复燃。
[补充演示]H2O2的分解(在盛有双氧水的试管中加少量MnO2,并用带火星的木条检验)
现象:迅速产生大量气泡,用带火星的木条检验确为O2。
[讨论]用如图装置及上述原理制取O2与用加热KClO3和MnO2混合物制O2的方法相比有何优点?(投影装置图)
[结论]便于操作,便于控制。
[投影练习]在下列四种溶液中,分别加入少量固体MnO2,能产生气体的是
A.3%H2O2溶液
B.1molL-1NaOH溶液
C.1molL-1KClO3溶液
D.1molL-1盐酸
(NaOH溶液与MnO2在任何条件下都不反应,C选项从表面看很似实验室制O2的方法,但实验室制O2是用固体KClO3和MnO2固体在加热条件下制得,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2,D项中1molL-1HCl为稀盐酸,且缺少加热条件,故不可能有Cl2产生,答案为A。此题应提醒学生注意反应条件)
思考:如何保存过氧化氢?为什么?
[应置于棕色瓶内避光阴凉处保存,因为其不稳定,易分解]
[师]联系过氧化氢的性质,总结、归纳其用途。
[学生回答、教师板书]
3.用途:氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料、实验室制O2。
思考:过氧化氢的元素组成与我们所熟悉的水一模一样,它们的结构、性质及用途是否也一样?若不一样,有哪些差别?
请大家讨论、分析。
[学生讨论后各抒己见,教师可展示下列投影,供学生参考]
[投影]H2O2与H2O的比较:
[投影练习]
1.下列各组中互为同位素的是,互为同素异形体的是
A.O2和O3B.H和H
C.H2O和H2O2D.O2-和O
答案:BA
2.只由一种元素形成的单质一定是纯净物吗?为什么?
答案:像C、O、P、S等元素可形成同素异形体,即同一种元素的不同单质。因此该题说法错误,应为“不一定”。如说只由一种元素形成的纯净物一定是单质,则是正确的。
3.试举例说明有单质参加或单质生成的反应不一定是氧化还原反应。
答案:同素异形体之间的转化不是氧化还原反应,如:2O33O2。
[小结]本节课我们重点学习了O3与H2O2的有关知识,并知道了同素异形体的概念。
[布置作业]1.课本习题二、四。
2.收集查找资料,写一篇关于臭氧的小论文。
●板书设计
第一节氧族元素(第二课时)
一、臭氧
1.O3与O2物理性质的对比
同素异形体:由同一种元素形成的几种性质不同的单质,叫做这种元素的同素异形体。
2.臭氧的化学性质
(1)极强氧化性
(2)不稳定性2O3===3O2
3.臭氧的用途
脱色剂、消毒剂等
4.保护臭氧层
二、过氧化氢
1.物理性质:无色粘稠液体,水溶液俗称双氧水
2.化学性质:弱酸性、氧化性、还原性、不稳定性
2H2O22H2O+O2↑
3.用途:氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料、实验室制O2
●教学说明
关于臭氧和过氧化氢的内容,教学大纲只要求作常识性介绍,但笔者认为在学科知识向综合性、应用性和实践性转化的今天,联系生活实际,关注地球环境,关心人类健康是非常必要的,因此,本节课的设计注重以下几点:
1.基本指导思想
挖掘臭氧知识,对学生进行全面认识事物的辩证唯物主义思想教育,渗透环保意识,结合实际中臭氧空洞的现象,使学生深刻认识保护臭氧层的意义,通过氟氯烃破坏臭氧层原理的介绍,使学生感受到科学知识与生活、社会的密切关系。
2.教学目标
在知识方面,紧抓同素异形体概念,并与同位素概念相比较,使学生真正从本质上区别它们。在能力方面,结合H2O2分解产生O2的反应,让学生比较其与KClO3分解制O2的不同,从而培养其分析、思维、解决问题的能力。
3.教学策略
本文知识点很少,要求不高,主要是通过对臭氧知识的学习,对学生进行一些思想教育,因此,教学策略着重于调动学生关注社会、关心环境、树立主人翁意识。主要采取了结合一些数据、实例、现象分析臭氧的功与过,并要求学生进一步收集查寻资料以便更多地了解臭氧;在培养能力方面,主要采用了启发、引导、讨论、比较、评价等方法。
教学目标
(一)知识目标:
1.记住氧族元素的原子结构特点及其在周期表中的位置。
2.理解单质和化合物性质上的相似性和递变性。
3.了解同素异形体的概念。
4.掌握臭氧和过氧化氢的有关知识。
(二)能力目标:
1.初步学习运用理论知识指导学习元素化合物知识。
2.培养辩证分析问题的能力。
(三)情感目标:
了解保护臭氧层的意义,增强环保意识。
教学重点
原子结构与元素性质的关系;氧族元素性质的相似性和递变规律。
教学过程
第一课时
请学生观看P125图片,联系生活中的化学谈谈有何感想?结合学生感兴趣的春游,让同学们选择在何种环境下进行。
今天,我们在学习了IA、VIIA及元素周期律的基础上,再来学习一族主族元素,即以氧为首的氧族元素。
【板书】第一节氧族元素
一.氧族元素
请一同学到黑板默写氧族元素的元素符号。指出它们在周期表中的位置。
[板书]1。原子结构
元素
O
S
Se
Te
Po
名称
主族
周期
原子半
径变化
金属性
非金属性
结构决定性质,请同学们阅读P126表6-1归纳出氧族元素的单质的物理性质。
(学生听录音,讨论)
(1)做为氧族的首领——氧,已被大家熟知了,若想了解排行第二的硫,请你打开书中彩页:火山喷口处的硫。
(2)我是硒,氧族第三位主人,早在1817年就被发现了,我在常温下为固体,虽然脸色发灰,可用途不少。其一,半导体材料少不了我,制造彩电、太阳能电池,光电管,甚至制造导弹也请我帮忙。其二,人类更是缺我不成,你每天必须摄入0。05mg硒,人缺硒时,易患大骨节病、胃癌等;但你可不要贪婪,过量摄取硒会使人中毒,导致头发脱落,双止失明,甚至死亡。我愿做你的好朋友。
(3)我是氧族元素的第四位主人——碲,比硒发现得还早,1782年就被人所识。我貌似金属,银白色的脸膛,虽然没有把我列入金属之列,却有金属之性质,能导电,主要用于冶金工业,制造化合物半导体和热电元件等,还用于橡胶工业中,可不要小瞧我呀。
(4)我是氧族第五位主人——钋,是典型的金属元素,却具有放射性,是在1898年被居里夫妇历尽艰辛从沥青铀矿中分离得到的。我的名字是为了纪念居里夫妇的祖国波兰而命名的,我是世界上最稀有的元素之一,与铍混合可作中子源。
根据图6-1和表6-1分析:
1.氧族元素原子的核电荷数、电子层数及原子半径等是如何变化的?
2.各元素单质的熔点、沸点、密度等物理性质是怎样变化的?
3.从氢化物的稳定性来分析各元素的非金属性是怎样变化的。
讨论
【板书】2。单质的物理性质
单质
O2
S
Se
Te
颜色
状态
密度的
变化
熔、沸点
变化
H2R热稳定性中的几点具体情况是;O2与H2易发生爆炸,H2O在高温下也难分解;S、Se与H2只有在较高的温度下才能够化合,H2S、H2Se受热易分解;Te通常不能与H2直接化合,H2Te只能通过其他反应间接制得,H2Te很不稳定。
3.氧族元素的化合物
氢化物的化学的
化学式及稳定性
常见氧化物
的化学式
最高价氧化物水化物的化学式及酸性强弱
金属性
第VIA元素与同周期第VIIA族元素相比,原子结构、位置、性质上有哪些相似点和不同点?(以S、Cl为例)
讨论
代表
S
Cl
原子结构示意图
在周期表的位置
最高价氧化物对应
的水化物及其酸性
与Fe反应
与Cu反应
作业:P129二P130四(1和2)
第二课时
请同学们回忆碳元素有几种单质,引出氧元素也不只一种单质。
【板书】二臭氧
介绍臭氧的组成,得出同素异形体的概念。
1、同素异形体:由同一种元素形成的几种性质不同的单质。
注意:①两“同”:同种元素,同种类型(单质);
②三“不同”:不同结构,不同物质,不同性质。
介绍几种同素异形体:
①碳元素:金刚石、石墨、足球烯(C60)等;
②硫元素:S2、S4等;
③磷元素:白磷、红磷等。
2、同素异形体与同位素的比较
概念
研究对象
性质关系
实例
同素异形体
同种元素的不同单质
物理性质不同,化学性质不同。
氧气与臭氧,
金刚石与石墨
同位素
同种元素的不同核素
物理性质不同,化学性质基本相同。
11H、21H、31H,
35Cl、37Cl。
学生阅读,比较氧气和臭氧。
物质名称
臭氧
氧气
物
理
性
质
通常状态
气味
熔点比较
沸点比较
颜色
标况密度比较
溶解性比较
主要化学性质
主要用途
自然存在
相互转化
思考:1。如何评价臭氧的“功”和“过”?
2.“臭氧洞”就是臭氧层局部中的臭氧明显减少的现象,列举破坏臭氧层的主要原因及解决办法。
【板书】三、过氧化氢
请同学举出医疗上使用双氧水的例子。
H2O2是一种无色粘稠的液体,它的水溶液俗称双氧水,它有什么性质呢?
【板书】1。过氧化氢的物理性质:
颜色
状态
熔点
沸点
溶解性
2.过氧化氢的分子结构
请同学们写出过氧化氢的电子式和结构式。(注意与过氧化钠比较)
分析过氧化氢中氧元素的化合价,推测它的化学性质。
3.过氧化氢的化学性质
①弱酸性:Na2O2+2HCl=H2O2+2NaCl(强酸制弱酸)
②氧化性:(还原产物为H2O,不会引入新的杂质)
③还原性:(氧化产物为O2)
④不稳定性:
有资料显示,纯的过氧化氢相当稳定,H2O2的质量分数为90%的浓双氧水在500C时每小时仅有0。001%的H2O2分解。光照、加热及一些重金属离子都能加速它的分解。
注意:①过氧化氢既有氧化性又有还原性,其中又以氧化性为主。
②过氧化氢遇到强氧化剂时显还原性,发生氧化反应。遇到强还原剂时,发生还原反应。
③过氧化氢在发生氧化反应或还原反应时,其本身都不给反应环境造成杂质。因此,过氧化氢是某些物质制备和除杂质时较为理想的氧化剂或还原剂。
请同学们根据过氧化氢的性质,归纳出过氧化氢的主要用途。
【板书】4.过氧化氢的用途。
作业:P129一,P130三、四(3)
第三课时
补充硫化氢
阅读课本P128,归纳硫化氢的物质性质。
【板书】四、硫化氢
1.硫化氢的物理性质:无色,有臭鸡蛋气味的气体,有毒。
请同学写出硫化氢的电子式和结构式,判断硫化氢是否有极性,指出硫化氢中各元素的化合价。
2.硫化氢的分子结构:
为极性分子。
3.硫化氢的化学性质:
(1)不稳定性
硫化氢在较高温度时,分解成氢气和硫。请写出分解的化学方程式,并比较硫化氢与水的稳定性,从而比较氧和硫元素的非金属性的强弱。
[实验]从贮气瓶中取硫化氢气体,点燃,观察燃烧现象。写出化学方程式。
点燃
(2)可燃性:点燃
2H2S+3O22SO2+2H2O(完全燃烧)2H2S+O22S+2H2O(不完全燃烧)
注意:n(H2S)/n(O2)=a
完全燃烧时,a=2/3,产物为SO2,不完全燃烧时,a=2,产物为S,当2/3〈a〈2时,产物为S和SO2。
在硫化氢的可燃性中,也表现了其具有还原性。
(3)还原性:
硫化氢中的硫显-2价,它为硫的最低价,又硫元素的非金属性不是很强,硫原子得电子的能力不太大,故硫化氢的还原性较强。硫化氢的还原性主要表现在以下几个方面:
H2S+Cl2=S+2HCl
2H2S+SO2=3S+2H2O
H2S+2FeCl3=S+2FeCl2+2HCl
讨论:比较H2O、H2S、H2Se、H2Te的还原性,比较P、S、Se、Te的非金属性。
4.硫化氢的实验室制法
药品:硫化亚铁和稀盐酸或稀硫酸
装置:启普发生器(与H2、CO2相似)
原理:FeS+2HCl=FeCl2+H2SFeS+H2SO4=FeSO4+H2S
收集:向上排空气法
验满:湿润的蓝色石蕊试纸或硝酸铅试纸
除杂质:吸HCl:饱和NaHS溶液
吸水:CaCl2固体或五氧化二磷固体
尾气吸收:用NaOH溶液
补充金属硫化物的溶解性:(可参考)
KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg
易溶于水或水解难溶于水但易溶于酸难溶于水也难溶于稀酸
5.氢硫酸
硫化氢的水溶液叫氢硫酸。
(1)弱酸性
①弱:不完全电离,分步电离:
②二元弱酸:
H2SHS-+H+HS-S2-+H+【思考题】H2S气体通入下列溶液中能否发生化学反应?有反应的描述实验现象。
①石蕊试液②Br2水③Fe2(SO4)3溶液④CuCl2溶液⑤FeSO4溶液⑥Na2S溶液⑦NaClO溶液⑧KMnO4酸性溶液⑨浓硫酸⑩Pb(CH3COO)2溶液
一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?下面是小编帮大家编辑的《第一节 氧族元素》,仅供参考,欢迎大家阅读。
一、考点:
1.以硫元素为代表,了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质;理解氧族元素的性质递变规律;
2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义;
3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算;
4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验;了解几种常见的硫酸盐。
5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。
二、知识结构:
1.氧族元素原子结构、单质性质
元素名称和符号
氧(O)
硫(S)
硒(Se)
碲(Te)
原子
结构
原子序数
8
16
34
52
结构示意图
电子式
·∶
·∶
·∶
·∶
主要化合价
-2
-2,+4,+6
-2,+4,+6
-2,+4,+6
相同点
最外层电子数相同,都是6个电子
不同点
原子核外电子层数不同,依次增大
原子半径
物
理性
质
颜色和状态
无色无味气体
淡黄固体
灰色固体
银白色固体
密度
熔点(℃)
沸点(℃)
水、有机溶济溶解度
化学反
与金属反应
易与金属反应
易与金属反应
反应较难
多数不反应
与非金属反应
易与H2、C、P、S等反应
能与H2、C、O2反应
反应难
一般不反应
与化合物应
能与许多物质反应
能与氧化性酸、强碱反应
反应少
反应很少
一、硫
1、游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。
存在
化合态——存在形式有:FeS2(非盐)、CuFeS2(复盐)、石膏、芒硝、煤和石油
中含少量硫——污染大气物主要来源。
2、物理性质:硫有多种同素异开体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S8、高温蒸气主要是S2。常温为淡黄色晶体(淡黄色固体有:Na2O2、AgBr、黄铁矿、T、N、T等)。
注意:①在溶液中通过化学反应生成少量硫时,有时称乳白色。
②硫的溶解性:不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。因此用物理方法洗去试管壁上的硫,只能用CS2作溶剂。
3、化学性质——硫原子最外层6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。
(1)与金属反应Na+S——Na2S(剧烈反应并发生爆炸)
(Na+S——Na2Sx)
Al+S△Al2S2(制取Al2S3的唯一途径)
Fe+S△FeS(黑色)
思考:①21g铁粉跟8g硫粉混合加热,冷却后将所得固体溶于足量盐酸,在标准状况下可得气体多少升?
(据Fe~FeS~H2S↑可知,不论谁过量,有1molFe,必须生成1mol气体,则所得气
Fe~H2↑
体体积为:)
②若为21g硫粉和8g铁粉混合,在空气中加热,冷却后,所得固体质量为多少克?
(解:Fe+S△FeS
56g32g
8g21g
则硫过量,但由于在空气中加热,过量的硫与O2反应生成了SO2气体,因此,所得固体只能为FeS。其质量为:)
2Cu+S△Cu2S(黑色)
思考:①进行该实验时,将硫固体加热熔化至变成蒸气,再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。实验时间较长,能否改成将铜丝加热后插入硫粉中?
(不能,若将铜丝在酒精灯上加热,Cu+O2△CuO(黑色),铜转化为氧化铜,反应将不再发生)
②对铜,铁与硫的反应产物进行分析,硫与Cl2的氧化性哪个更强?理由是什么?
(氯气更强,因为S只将铜,铁氧化到低价,而氯气则将它们氧化到高价)
(2)与非金属的反应S+O2点燃SO2
思考:已知2SO2+O22SO3+Q(Q0)反应温度对SO3的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧,均能产生少量SO3,问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO3?为什么?
(空气中。因为纯氧中燃烧,尽管O2浓度大,但产生的热量更多,而在空气中燃烧,速率较小,产生的热量能及时分散到空气中)
S+H2H2S(说明硫化氢不稳定)
(3)与化合物的反应
S+6HNO3(浓)△H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)△2SO2↑+2H2O
S+NaOH△Na2S+Na2SO3+H2O
思考:由硫能溶于热碱溶液可知,用热碱溶液可洗去试管壁上的硫,实验室为何常用热Ca(OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫?(因NaOH碱性强,腐蚀玻璃)
S+Na2S=Na2Sx
S+Na2SO3△Na2S2O3
例1、硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-;生成物继续与硫作用得Sz2-和S2O32-。过滤后除去过量硫,向滤液中加入一定量的强碱后,再适入足量的SO2,SO2与Sz2-也完全转化为S2O32-。问:
(1)S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________
(2)amolS最终转化为Na2S2O3,需SO2、NaOH的物质的量分别为________
(3)若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH,则Na2Sx中x值为
_________。
解析:3S+6OH△2S2-+SO32-+3H2O…………①
S2-+(x+1)SSx2-………………②
SO32-+S△S2O32-……………………③
由①②③迭加得:(2x+2)S+6OH-=2Sx2-+S2O32-+3H2O…………④
SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O………………⑤
由④⑤迭加得:S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O…………………………⑥
答:第(1)问时,实质不必要这么繁的过程,因Sx2-、SO32-均为中间产物,只要抓住反应物为S和SO2及OH-,生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。
由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-,则SO2和OH-分别为a、2amol。
(2)由④式可知x=
例2、工业上将硫黄混入Na2SO3溶液中共热至沸可制取Na2S2O3。制备Na2S2O3的另一种方法是把SO2通入Na2S和Na2CO3的混合液中,在反应过程中,先生成黄色沉淀,其量逐渐增多,然后又逐渐减少。当形成无色透明溶液时,反应完成:
(1)写出用上述反应制备Na2S2O3的化学方程式
①_________________________②____________________
③_________________________④Na2SO3+S△Na2S2O3
(2)原料中Na2CO3、Na2S、SO2的物质的量比最佳是___________________。
(3)若SO2过量,则又会有黄色沉淀出现,其原因是(用离子方程式表示)______________。
解析:由于SO2溶于水生成H2SO3,而H2SO3是中强酸,其酸性比H3PO4还要强。则
(1)①SO2+H2O+Na2S=Na2SO3+H2S
②SO2+Na2CO3=Na2CO3+CO2
③SO2+2H2S=3S↓+2H2O
(2)要求三种物质的最佳配比,必须牢牢抓住关键的反应式④,其反应物为S和
Na2SO3,S由反应③生成,Na2SO3由反应①②形成,由反应③可知每生成3molS需2molH2S和1molSO2,则反应④可改为3Na2SO3+3S=3Na2S2O3,而生成2molH2S则需2molNa2S和2molSO2,同时生成2molNa2SO3,现还差1molNa2SO3,由反应②提供。则Na2CO3、Na2S、SO2的最佳物质的量比为1:2:4。
(3)若SO2过量,又生成3H2SO3,H2SO3+S2O32-H2S2O3+SO32-,H2S2O3极不稳定,H2S2O3→H2O+S+SO2,SO2与SO32-又能继续转化为HSO3-,因此,该反应的离子方程式为:
SO2+H2O+S2O32-=S↓+2HSO3-
2e10e
S+3C+2KNO3点燃K2S+N2↑+3CO2(黑火药爆炸)
橡胶的硫化(化学变化,将橡胶从线型结构转化为体型网状结构,增强橡胶的强度和弹性)
文章来源:http://m.jab88.com/j/28756.html
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