14卤族元素和氧族元素.docx
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14卤族元素和氧族元素
14．卤族元素和氧族元素
第一课时
教学目标
知识技能：
使学生充分认识以氯元素为核心的卤族元素的性质及其递变规律，进一步加深对“结构决定性质”的理解；掌握卤族元素的单质、卤化氢的制备方法，进一步认识氧化还原反应；认识卤族元素的单质及其重要化合物的特殊性。
能力培养：
通过卤族元素及其重要化合物的转化关系的教学，培养学生的归纳能力；通过卤族元素的“结构—性质”关系的教学，培养学生分析问题的能力和归纳能力；通过卤族元素的“性质—制备”关系的教学，培养学生解决实际问题的综合能力。
科学思想：
通过认识卤族元素的原子结构与其性质的关系，使学生感悟到事物的现象与本质的辩证关系；通过卤族元素及其重要化合物的特殊性的归纳，认识事物的一般与特殊的关系；通过分析卤单质的制备，认识事物间普遍联系与制约的观点。
科学品质：
通过学生讨论、归纳、设计实验、探索结论，激发学生的学习兴趣，培养学生的严谨求实、团结、合作的精神。
科学方法：
培养学生研究事物和探究事物规律的科学方法。
重点、难点 卤族元素的性质及其递变规律。
用氧化还原的观点分析认识卤族元素的单质及其化合物的性质。
教学过程设计
教师活动
【引言】卤族元素和氧族元素是典型的非金属元素族。
在复习这部分内容时建议以元素周期律和氧化还原理论为指导思想。
学生活动
倾听、了解本部分内容的复习方法。
【过渡】下面我们复习卤族元素的知识。
【板书］一、卤族元素
【复习提问】请画出卤素及其重要化合物之间的转化关系网络图，并完成有关的化学方程式。
回忆、再现曾经学过的卤族元素知识，建立起以氯、溴、碘为核心的知识网络图，书写相关的化学方程式。
【讲评】指导学生完成知识网络图，对学生归纳情况给予评价。
最终建立如下页关系：
【板书】1．卤族元素及其重要化合物间的转化关系
【投影】
【板书】
2．卤族元素的“原子结构—性质”的关系
【投影】写出下列反应的离子方程式：
（1）在NaBr溶液中滴入氯水
（2）在FeSO4溶液中滴入溴水
（3）在FeCl3溶液中滴加KI溶液
【提问】比较Cl2、Br2、I2、Fe3+的氧化性强弱。
比较I-、Br-、Fe2+的还原性强弱。
思考并书写离子方程式：
Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-
2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
思考并根据书写的离子方程式得出结
论：
氧化性Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2；还原性I-＞Fe2+＞Br-。
【归纳】由此得出结论：
当溶液中存在多种还原性物质时，加入氧化剂，还原性强的应先被氧化。
【投影】写出下列反应的离子方程式：
（4）在FeBr2溶液中通入少量Cl2气体
（5）在FeI2溶液中加入少量溴水
（6）在FeBr2溶液中通入足量的Cl2气体
思考并书写离子方程式：
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
Br2+2I-=2Br-+I2
3Cl2+2Fe2++4Br-=6Cl-+2Fe3++2Br2
【提问】根据以上内容可得出卤族元素在化学性质方面有怎样的变化规律？
思考、讨论得出结论：
①F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱。
②F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性依次增强。
③F、Cl、Br、I元素的非金属性依次减弱。
【讨论】如何从原子结构的角度解释卤族元素在化学性质方面的递变规律。
讨论后得出结论：
卤族元素按F、Cl、Br、I的次序原子半径依次增大，得电子的能力减弱，导致其单质的氧化性逐渐减弱。
【板书】
结论：
结构决定性质，性质反映结构。
【引言】物质的性质决定了物质的存在形态、用途及制备方法。
【板书】
3．卤族元素的“性质—制备”的关系
【过渡】卤族元素的化学性质活泼，所以在自然界中以化合态的形态存在。
【提问】写出实验室制备氯气反应的离子方程式。
说明依据的是怎样的化学原理。
回忆、再现实验室制备氯气的方法。
回答：
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
依据的原理是：
利用氧化剂在酸性条件下氧化Cl-。
【板书】
（1）卤素单质的制备——氧化还原法
【提问】依据实验室制备氯气的原理，还可用哪些氧化剂代替MnO2？
讨论回答：
KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、次氯酸盐等。
【练习】写出分别用KMnO4、KClO3、Ca（ClO）2与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式。
书写化学方程式：
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
Ca（ClO）2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
【投影】请设计一个用漂白粉和浓盐酸反应制得氯气，验证干燥的氯气无漂白性并制备氯水的实验装置图。
【提问】
①装置应包括几部分？
依据题目要求思考、讨论。
思考回答：
①应包括四部分——气体发生装置、气体净化装置、验证其无漂白性的装置、溶解制备氯水装置。
【追问】仅这四部分吗？
噢！
还有尾气吸收部分。
②根据反应物的状态和反应条件应选择何种气体发生装置？
②应选择固-液反应装置。
③制得的氯气中含有哪些杂质？
应如何得到纯净干燥的氯气？
③制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气。
得到纯净干燥的氯气的方法是：
先通过装有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，再通过装有浓硫酸的洗气瓶干燥除水。
④根据氯气的溶解度，应选择怎样的氯气溶解装置？
尾气应怎样吸收？
④装置如图：
师生共同探讨后确定下列实验装置模型。
【投影】
饱和食盐水：
除去Cl2中的HCl；浓硫酸：
除去水蒸气；NaOH溶液：
吸收尾气，防污染。
【投影】实验室用MnO2和浓盐酸可制备Cl2，若无浓盐酸，可用什么试剂代替？
写出有关的化学方程式？
思考：
MnO2在H+浓度很大的条件下，可将Cl-氧化成单质。
现无浓盐酸，因此需制出HCl，联想到NaCl固体和浓硫酸反应可得HCl，因此采用MnO2、NaCl固体、浓硫酸
NaCl（固）+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑
2NaCl（固）+H2SO4（浓）
Na2SO4+2HCl↑
MnO2+4HCl
MnCl2+Cl2↑+2H2O
或综合写成：
MnO2+3H2SO4（浓）+2NaCl（固体）
MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O
书写反应方程式：
3H2SO4（浓）+2NaBr（固体）
Br2↑+SO2↑+2H2O+2NaHSO4
【投影】用浓硫酸和固体NaBr反应可以生成溴单质。
该反应能用于制备溴单质吗？
若不能，应如何进行改进？
【提问】写出浓硫酸和NaBr固体反应的化学方程式。
分析所得产物是否易于分离得到溴单质？
该方法制备溴单质是否可行？
讨论得出：
SO2和Br2蒸气同时逸出，除去Br2蒸气中的SO2很困难。
该方法不可行。
【提问】如何改进？
讨论得出改进方案：
①用浓磷酸代替浓硫酸，并加入MnO2即可。
【提示】使反应不生成SO2是解决问题的关键。
【点拨】在MnO2、NaCl固体和浓硫酸反应得到Cl2的反应中，浓硫酸是氧化剂吗？
哪种物质是氧化剂？
说明什么？
回答：
浓硫酸不是氧化剂，MnO2是氧化剂。
说明MnO2的氧化性强于浓硫酸。
【提问】结合Cl-和Br-的还原性强弱，还有其它的改进措施吗？
思考并回答：
Br-的还原性强于Cl-，因此当浓硫酸和MnO2与NaBr固体共热时，
浓硫酸将不被还原。
从而得到改进方案：
②使浓硫酸、NaBr固体、MnO2共热。
反应后将溴蒸气冷凝即可。
【提问】写出该反应的化学方程式。
MnO2+3H2SO4（浓）+2NaBr（固体）
MnSO4+2NaHSO4+Br2↑+2H2O
【板书】
【板书】
（2）卤化氢的制备——难挥发酸制挥发酸
【提问】请用化学反应方程式归纳出HX的制备方法。
回忆各种卤化氢的制备方法。
CaF2+H2SO4（浓）=CaSO4+2HF↑[铅容器中]
NaCl（固）+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑
2NaCl（固）+H2SO4（浓）
Na2SO4+2HCl↑
【提问】在制备HBr和HI时能否使用浓硫酸？
为什么？
应如何改进？
讨论得出：
由于浓硫酸可将Br-、I-氧化，所以不能用浓硫酸和NaBr、NaI反应制HBr、HI。
应用难挥发的浓磷酸代替浓硫酸。
NaBr（固）+H3PO4（浓）
NaH2PO4+HBr↑
NaI（固）+H3PO4（浓）
NaH2PO4+HI↑
领会元素化合物知识的学习方法。
【小结】学习元素化合物知识，不能仅停留在教科书的表面内容上，应将所学知识进行综合、归纳、总结，上升到理性高度，使知识向深度和广度发展。
【板书】
4．卤族元素的“一般——特殊”的归纳
【引言】卤族元素的单质及其化合物有许多共性，但也存在诸多特殊之处，请同学们回忆、讨论并进行归纳，可查阅教材、笔记等资料。
回忆、讨论、查阅资料，进行归纳和总结。
指导学生归纳并将学生得出的结论投影如下：
【投影】卤族元素及其化合物的特殊性归纳：
1．物理性质方面
（1）常温下溴是唯一的液态非金属单质，极易挥发，保存时用水封。
（2）溴和碘易溶于有机溶剂，碘易升华。
（3）卤化银中只有AgF无色且溶于水。
（4）CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2不溶于水。
2．化学性质方面
（1）F2和水剧烈反应，水是还原剂；F2不能将溶液中的Cl-、Br-、I-氧化；F2通入NaOH溶液中先与水反应；卤素单质中只有F2可与稀有气体反应。
（2）氯水使石蕊试剂先变红后褪色。
干燥的氯气和液氯无漂白性。
澳水和碘水无漂白性。
（3）卤化银中只有AgF见光不分解。
（4）碘单质遇淀粉变蓝。
碘单质与铁反应生成FeI2。
（5）卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸。
3．实验方面
（1）制备HF时在铅容器中进行，氢氟酸保存在塑料容器中。
（2）制备HBr和HI时用浓磷酸代替浓硫酸。
（3）除去Cl2中HCl用饱和食盐水。
【小结】在复习元素化合物知识时，要注意共性与特性的辩证关系。
【板书】
第二课时
教学目标
知识技能：
通过硫及其化合物转化关系的教学，使学生掌握H2S、SO2、H2SO4的性质、制法和用途；通过实验设计的分析与讨论，使学生对硫及其化合物知识网络化、系统化。
能力培养：
以硫及其化合物的性质为载体，以实验设计为核心，训练学生对已有知识进行分析综合、归纳演绎的思维能力以及解决实际问题的能力。
科学思想：
通过学生自己对实验方案的设计与讨论，培养学生严谨求实的科学态度。
科学品质：
通过以学生为主体的探究式教学途径，激发学生的学习兴趣，尝试成功的喜悦，使学生更加喜爱化学。
科学方法：
通过实验设计的讨论与分析，使学生领会化学科学研究的一般方法。
重点、难点 硫及其化合物的相互转化关系的实验设计与评价。
硫及其化合物各代表物性质的综合运用。
教学过程设计
教师活动
【引言】上节课我们复习了卤族元素的知识，下面我们复习氧族元素。
在复习本部分内容时，建议以掌握S、H2S、SO2、H2SO4代表物的性质为核心，用氧化还原的观点为指导思想。
学生活动
倾听、形成基本的复习思路。
【板书】二、氧族元素
【提问】请按下表要求填入你所知道的含有硫元素的物质的化学式：
再现、讨论后得到：
【提问】请根据所学的元素化合物知识，列出上面表格中的各物质之间的转化关系
讨论逐步完善后得到：
【板书】1．硫及其重要化合物间相互转化关系
【投影】
要求学生叙述各转化关系的化学方程式。
【板书】2．硫的重要化合物性质的实验设计
结合上面的硫元素的知识网络图做好进行实验设计的心理准备。
【板书】
（1）SO2、H2S的制备及性质的实验设计
【投影】请设计一套实验装置生成SO2并证明SO2有氧化性、还原性和漂白性。
【提问】
①该装置应包括几部分？
②通过怎样的实验证明SO2有氧化性？
写出反应的化学方程式。
将观察到怎样的现象。
③请确定气体发生装置及所需药品。
写出化学方程式。
④制H2S时不使用浓硫酸的原因？
⑤如何证明SO2有还原性？
将观察到怎样的实验现象？
写出化学方程式。
⑥如果证明SO2有漂白性？
将观察到怎样的实验现象？
⑦尾气能否排入大气？
应如何处理？
⑧装置的各组成部分如何连接最合理？
讨论、设计实验方案。
思考并回答：
①气体发生装置、证明还原性的装置、证明漂白性的装置、证明氧化性的装置、尾气吸收装置。
②使SO2与H2S反应。
2H2S+SO2=3S↓+2H2O，将观察到有淡黄色固体物质生成。
③
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑
④浓硫酸可将-2价S元素氧化。
⑤使SO2通过装有溴水或酸性KMnO4溶液的洗气瓶。
溶液将褪色。
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
⑥使SO2气体通过装有品红溶液的洗气瓶或与湿润的有色布条接触，品红溶液或布条将褪色。
⑦因SO2和H2S均污染环境，所以不能排入大气，可用碱液吸收。
⑧充分讨论后最终得出下列装置图：
（见图3-5）
【投影】SO2氧化性、还原性、漂白性的验证：
【练习】将等体积的SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中，品红溶液是否褪色？
为什么？
思考、讨论并解答：
不褪色，原因是发生了如下反应：
SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
【板书】
自我总结与概括。
【板书】
（2）浓硫酸性质的实验设计
【提问】浓硫酸有哪些特殊性质？
举例说明。
（要求学生口述有关反应的化学方程式）。
回忆、再现浓硫酸的特殊性质。
思考并回答：
①吸水性——浓硫酸在空气中放置吸水而增重，浓硫酸可做气体干燥剂。
②脱水性——浓硫酸使蔗糖炭化，浓硫酸使乙醇脱水转化为乙烯。
③强氧化性——浓硫酸与金属Cu、非金属C等反应。
【投影】请设计一套实验装置图，用来演示浓硫酸与木炭共热的反应及检验其生成的产物。
【提问】
①写出浓硫酸与木炭反应的化学方程式。
选择该反应的发生装置。
讨论、设计实验方案。
讨论、思考并确定：
①2H2SO4（浓）+C
2SO2↑+CO2↑+2H2O，依据反应物的状态和反应条件，选择如下实验装置：
②应先检验何种产物？
选择实验装置。
②应先检验水，选择如下装置：
③填写下面的表格：
③
据上确定如何检验SO2和CO2，设计出实验装置图并说明实验现象及得出的结论。
回答：
A中的品红溶液褪色，则证明了SO2的存在。
B中的酸性KMnO4溶液或溴水用于吸收SO2，实验过程中颜色将变浅。
C中的品红溶液用于证实SO2是否除净。
当C中品红不褪色，D中石灰水变浑则证明了CO2的存在。
师生共同归纳后得出下面的实验装置图：
【投影】浓硫酸与木炭反应的实验设计：
【板书】
【提问】含硫元素的阴离子主要有哪些？
思考、回忆并归纳出：
S2-、SO32-、S2O32-、SO42-。
【板书】
（3）S2-、SO32-、S2O32-、SO42-检验的实验设计
【提问】各种离子应如何检验？
将检验方案填写在下面的表格内：
讨论、总结出各种离子的检验方案，与教师共同完成表格。
【投影】几种含硫离子的检验：
【提问】在某溶液中加入BaCl2溶液和稀硝酸，有白色沉淀产生，原溶液中一定有SO42-离子吗？
为什么？
思考讨论在教师的引导下得出：
原溶液中不一定含SO42-，原因是：
①Ag+与BaCl2产生的AgCl同样不溶于稀硝酸。
②若原溶液中含有SO32-，则加入BaCl2溶液时产生BaSO3沉淀，该沉淀遇稀硝酸会被氧化成BaSO4，仍然是白色沉淀。
【过渡】由此可见Ag+、SO32-对SO42-的检验有干扰。
那么，应如何正确的检验SO42-呢？
讨论、发表不同见解。
最终得出正确的检验方法是：
先加稀盐酸排除Ag+、SO32-离子的干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明原溶液含SO42-。
理解与记忆。
【板书】S2-、SO32-、S2O32-离子的检验用酸，SO42-离子的检验是先加稀盐酸，再加BaCl2溶液。
【投影】硫和氯是同周期的主族元素，通过哪些事实可以证明氯的非金属性强于硫？
请从原子结构的角度给予解释。
讨论、回忆归纳得出：
①Cl2与Fe、Cu反应生成FeCl3、CuCl2，而S与Fe、Cu反应生成FeS、Cu2S。
②Cl2与H2见光可发生爆炸性反应，H2可在Cl2中燃烧，H2与Cl2
极易化合，HCl很稳定。
S蒸气与H2加热才化合，H2S不稳定。
③Cl2通入H2S溶液中会置换出S，即Cl2+H2S=S↓+2HCl。
④酸性：
HClO4（最强酸）＞H2SO4（强酸）。
引导学生从原子结构的角度解释这些事实并得出下面结论：
【板书】原子结构→非金属性（氧化性）：
Cl＞S
精选题
一、选择题
1．将下列各种液体分别与溴水混合并振荡，静置后分成两层，溴水层几乎无色的是 （ ）
A．氯水
B．NaOH溶液
C．苯
D．碘化钾溶液
2．在NaBr与Nal的混合液中，通入过量的Cl2，把溶液蒸干后灼烧，最后残留的物质是 （ ）
A．NaCl、Br2、I2
B．NaCl、NaBr、I2
C．NaCl、I2
D．NaCI3．除去下列污物的方法正确的是 （ ）
A．做过碘升华实验的试管用酒精或CS2洗涤
B．附有硫的试管可用热NaOH溶液洗涤
C．附有AgCl固体的试管用稀硝酸洗涤
D．附有CuS的试管用稀盐酸洗涤
4．对盐酸的下列描述中，正确的是 （ ）
A．有酸性、有氧化性、无还原性
B．有酸性、有氧化性、有还原性
C．浓盐酸在空气中冒白烟
D．是一种无氧化性酸，所有不具有氧化性
5．下列反应或事实能够说明氯的非金属性比硫强的是 （ ）
A．CuCl2+H2S=CuS↓+2HCl
B．Cl2+Na2S=2NaCl+S↓
C．硫在常温下是固体，Cl2通常是气体
D．盐酸是强酸，亚硫酸是中强酸
6．在反应：
5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O中，被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比是（ ）
A．5∶1 B．1∶1 C．4∶1 D．3∶1
7．已知某溶液中，Cl-、Br-、I-的物质的量之比为1∶2∶3，现要使溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为3∶2∶1，则通入的Cl2的物质的量与原溶液中I-的物质的量之比为 （ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3
8．氯仿（CHCl3）可以作为麻醉剂，常因保管不善被空气氧化，生成剧毒物质光气（COCl2）：
2CHCl3+O2→2HCl+2COCl2，为防止出现医疗事故，使用前要检验其是否变质，应选用的试剂是（ ）
A．NaOH溶液
B．溴水
C．酚酞试液
D．AgNO3溶液
9．下列物质中，不能用硫蒸气与金属直接化合得到的是
（ ）
A．Cu2S B．Fe2S3 C．FeS D．Na2S
10．除去SO2中的少量HCl气体应选用 （ ）
A．NaOH溶液
B．CuSO4溶液
C．Na2S溶液
D．饱和NaHSO3溶液
11．H2S通入下列溶液中不产生浑浊的有：
①溴水，②亚硫酸，③FeSO4溶液，④FeCl3溶液，⑤CuSO4溶液（ ）
A．①、②、③
B．①、②、③、④、⑤
C．③
D．④
12．铁粉和硫粉的混合物41g，隔绝空气充分加热后，将所得固体溶于足量的稀硫酸中，可得到标准状况下的气体11.2L，则原混合物中铁粉的质量是 （ ）
A．5.6g B．2.8g
C．28g D．11.2g
13．一种盐a和酸b反应可放出有刺激性气味的气体c，c与NaOH溶液反应生成a，a可被氧化最终生成d，d溶于水可生成b。
则a和b分别是 （ ）
A．Na2S和HCl
B．Na2S和H2SO4
C．Na2SO3和H2SO4
D．Na2SO3和HCl
14．向50mL18mol/L的硫酸中加入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸是 （ ）
A．小于0.45mol
B．0.45mol
C．介于0.45mol和0.90mol之间
D．大于0.90mol
15．常温下，向20L真空容器中通入amolH2S和bmolSO2（a和b都是不大于5的正整数），反应完毕后，容器内气体可能达到的最大密度约是 （ ）
A．14.4g/L B．24.5g/L
C．8g/L D．5.1g/L
二、非选择题
16．某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：
（A）NaCl，（B）Na2S，（C）Na2SO3，（D）Na2S2O3，（E）Na2SO4，（F）Na2CO3在此溶液中加入适量的稀硫酸，有浅黄色沉淀析出，同时有气体产生，此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清石灰水变浑浊，不能使品红溶液褪色。
根据上述实验现象回答下列问题：
（1）不能使品红溶液褪色，说明该气体中不含______（填化学式）。
（2）此无色溶液中至少存在哪几种钠盐？
请写出全部可能的情况（填写相应的字母）。
第一种情况是______，第二种情况是______，第三种情况是______，第四种情况是______。
（可不填满，也可补填）。
17．某亚硫酸钠试剂，已部分被氧化，为确定其纯度，要进行如下实验：
①称取W1g样品，②将样品溶解，③给溶液加入稍过量的用盐酸酸化的BaCl2溶液，④过滤、洗涤、干燥沉淀，称其质量为W2g。
回答：
（1）BaCl2要用盐酸酸化的原因是____________。
（2）BaCl2溶液要稍过量的原因是__________________。
（3）判断操作③是否完成的方法是___________________。
（4）判定沉淀是否洗涤干净的方法是___________________。
（5）Na2SO3纯度的表达式为：
Na2SO3％=________________。
18．已知硫粉和亚硫酸钠共热可制得硫代硫酸钠，现以硫化亚铁为主要原料，按下图所示，制取硫代硫酸钠。
图中A、B、C、D是硫单质或硫的化合物，其它不含硫的产物已被略去，各步反应可添加必要的试剂。
填写下列空白；
（1）反应I的化学方程式为_______________________。
（2）物质B的化学式为________，物质D的化学式为__________。
19．将5.000gNaCl、NaBr、CaCl2的混合物溶于水中，通入Cl2充分反应后将溶液蒸干并灼烧，灼烧后残留物的质量为4.914g，若将此残留物再溶于水，并加入足量的Na2CO3溶液，所得沉淀经干燥后质量为0.270g。
求此混合物中各化合物的质量分数。
20．1.
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