高中化学 431硫和氮的氧化物教案 新课标.docx
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高中化学431硫和氮的氧化物教案新课标
2019-2020年高中化学4.3.1硫和氮的氧化物教案新课标
【学习目标】
1.知识与技能：
⑴能说出二氧化硫的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性、毒性）；
⑵知道二氧化硫与水反应，能发生氧化还原反应，能用方程式说明工业上用二氧化硫生产硫酸的基本原理；
⑶了解亚硫酸的性质――酸性和不稳定性及可逆反应的特点；
⑷知道二氧化硫的漂白作用与次氯酸的漂白作用的区别；
⑸知道氧气及其氧化物（NO、NO2）的物理性质和化学性质（氮气与氢气、氧气的反，一氧化氮与氧气的反应，二氧化氮与水的反应），并能用氧化还原反应的知识分析它们之间的相互转化；
⑹了解二氧化硫、氮氧化物对大气的污染及防治。
【学法指导】
⑴运用所学理论指导元素化合物的学习。
在学习二氧化硫的性质时，利用物质的分类和氧化还原反应理论，推出二氧化硫具有氧化性和还原性。
⑵探究模式的学习方法：
学生猜测性质→提出方案→实验验证→得出结论
⑶对同类知识进行对比,加深对知识的理解和掌握。
二氧化硫与氯气漂白性的对比，加深对知识的理解和掌握。
⑷掌握观察实验现象的方法。
通过实验加深对物质性质的理解。
§4－3 硫和氮的氧化物（第1课时）
【温故知新】
1.（回忆、思考）①请结合初中学习的硫单质性质，归纳总结出硫单质的物理性质。
淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
②硫单质在空气中与纯氧中燃烧现象分别是什么？
空气中：
淡蓝色火焰，纯氧中：
蓝紫色火焰
③从化合价上分析，单质硫既有氧化性又有还原性，它与氢气或金属反应时体现它的氧化性，但是它的氧化性比氯气的要弱，只能把变价金属氧化为最低价的硫化物；它与氧气，浓硫酸在一定条件下反应时，表现出它的还原性，被氧化为二氧化硫；与热的浓碱液又能发生自身氧化还原反应。
请根据以上信息，写出下列化学方程式：
H2＋SH2S Fe＋SFeS2Cu＋SCu2S
Hg＋S＝HgS Ag＋S＝Ag2SNa＋S＝Na2S
S＋O2SO2 S＋2H2SO4（浓）3SO2↑＋2H2O
3S＋6NaOH（浓）Na2SO3＋2Na2S＋3H2O
【课堂研讨】
1.（自学、思考）请举例说明，硫在自然界中存在形式有哪些？
请写出硫铁矿、黄铜矿、石膏、芒硝的化式。
答案见课本P89
【课堂生成】
CuFeS2称为愚人金
2.（自学、思考）阅读教材，请归纳总结出SO2的物理性质。
答案见课本P90
【课堂生成】
色、态、味、密、溶、熔（沸）、毒
3.（观察、思考）仔细观察实验，完成下表，探究SO2的性质。
实验
现象
把有SO2的试管倒立水中
水进入试管中，液面慢慢上升
用pH试纸测试酸碱度
溶液呈酸性
在试管中滴入品红溶液
红色褪去
加热试管中的溶液
溶液又变为红色
结论
SO2易溶于水，溶于不后呈酸性，有漂白性，漂白后的物质不稳定，易复原。
⑴SO2的酸性探究。
二氧化硫作为酸性氧化物化学性质与二氧化碳极为相似，请类比二氧化碳的反应，写出下列反应的化学方程式与离子方程式。
少量SO2通入NaOH溶液中：
SO2＋2OH－＝SO32－＋H2O
过量SO2通入NaOH溶液中：
SO2＋OH－＝HSO3－
少量SO2通入澄清石灰水中：
SO2＋Ca2＋＋2OH－＝CaSO3↓＋H2O
过量SO2通入澄清石灰水中：
SO2＋OH－＝HSO3－
⑵SO2的漂白性探究。
通过阅读教材，结合上述实验中的现象，请你分析SO2和氯水的漂白有何不同?
氯水
二氧化硫
原理
HClO具有强氧化性，将有机色质氧化为无色物质
SO2与某色有机色质相化合，生成不稳定的无色物质
实质
氧化还原反应
化合反应
效果
永久性
暂时性
范围
范围广，包括指示剂
范围小，不包括指示剂
【课堂生成】
补充：
SO2的实验室制法的反应原理
总结：
能漂白的物质，O3、Na2O2、H2O2、HClO，SO2，活性炭
【课堂生成】
4.（思考、讨论）从化合价上分析，二氧化硫既有氧化性又有还原性。
主要表现还原性，如O2、X2、Fe3＋、KMnO4、HNO3都能把二氧化硫氧化为＋6价的硫的化合物；＋4价的硫只有遇到－2价的硫时，才能表现出氧化性，若是在水溶液中，还必须在酸性条件下两者才能反应。
请根据以上信息写出下列反应的化学方程式（是离子反应的还要写出离子方程式）。
①SO2通入氯水中：
SO2＋Cl2＋2H2O＝SO42－＋2Cl－＋H2O
②SO2通入FeCl3溶液中：
SO2＋2Fe3＋＋2H2O＝SO42－＋2Fe2＋＋4H＋
③SO2通入酸性KMnO4溶液中：
5SO2＋2MnO4－＋2H2O＝5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋
④SO2与H2S两种气体不能共存：
SO2＋2H2S＝3S＋2H2O
⑤现有Na2SO3溶液、Na2S溶液、Br2水，双氧水、稀硫酸，请你设计实验，选择合适的试剂，分别证明＋4价的硫的氧化性和还原性，写出相应的化学方程式（或离子方程式），并描述出有关实验现象。
证明＋4价的硫有氧化性：
药品：
Na2SO3溶液、Na2S溶液、稀硫酸；现象：
产生淡黄色沉淀
SO32－＋2S2－＋6H＋＝3S↓＋3H2O
证明＋4价的硫有还原性：
药品：
Na2SO3溶液、Br2水；现象：
溴水褪色
SO32－＋Br2＋H2O＝SO42－＋2Br－＋2H＋
【课堂生成】
把H2SO3、SO32－相关的反应方程式补充到位
证明＋4价的硫具有还原性，为什么不选择双氧水？
【课堂生成】
5.（归纳、整理）通过本节课的学习比较SO2与CO2的性质
SO2
CO2
物
理
性
质
气味
有刺激性气味
无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
极易溶1:
40
微溶1:
1
化
学
性
质
与水的
反应
SO2＋H2OH2SO3
CO2＋H2OH2CO3
与碱的
反应
SO2气体通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解
SO2＋Ca2＋＋2OH－＝CaSO3↓＋H2O
CaSO3＋SO2＋H2O＝Ca2＋＋HSO3－
CO2气体通入澄清石灰水中，先生成沉淀，当气体过量时沉淀又溶解
CO2＋Ca2＋＋2OH－＝CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca2＋＋HCO3－
氧化性
SO2＋2H2S＝3S＋2H2O
CO2＋C2CO
CO2＋2Mg2MgO＋C
还原性
2SO2＋O22SO3
SO2能被酸性高锰酸钾溶液、氯水、溴水、碘水、Fe3＋、硝酸、H2O2等氧化剂氧化
漂白性
有，不稳定
对环境
的影响
形成酸雨
引起温室效应
鉴别
①SO2的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水或碘水，是否褪色鉴别
②SO2的漂白性，用品红溶液鉴别
【课堂生成】
为：
；
⑵①中的实验现象为，此实验证明SO2；
⑶②中的实验现象为，此实验证明SO2；
⑷③中的实验现象是，此实验证明SO2；
⑸④中的实验现象是，反应的离子方程式为；
⑹⑤中的实验现象是，此实验证明SO2；
⑺⑦装置的目的是，反应的离子方程式为。
【课后反思】
然而，再看看我以前写的教学反思：
有的写这一节课无法讲完，应该讲到某某地方恰好，可是没有反问一下自己，为什么没有讲完？
是容量大？
还是难度大？
还是授课中某些问题处理不当？
没有重新设计，怎样才能达到自己认为的比较完美，只是简单写了一句“下次上课时，应注意这方面的问题”，而没有写出应如何注意？
应如何修改？
当然也就没有修改后的结果；有的写的是问题处理不当，难度过大，可是没有继续书写应该如何修改？
只写出了应该把一个大的问题支解，而没有写出支解后的具体的小的问题，没有写出具体的设计思路的不足，没有写出新的设计思路；有时上了一节比较得意的课，只是总结为“比较满意”、“满意”、“很满意”，却没有写出自己的得意之处，没有写出此许的遗憾，没有写出自己课堂上当时的具体感受。
写作无法提高，反思“很精练”，精练到自己也无法接受，反思不具体，不具体得下次备课前仍需花费大量的精力。
回想自己的教学思路，这一轮相对于上一轮（也是由于学生的能力不同），想到了设计的问题要由大到小，由模糊到清晰，却没有具体到具体的问题，没有具体到每节课的每个问题；知道指导语要明确，却没有想出明确的指导语，即使想出了明确的指导语，有时也没有立即书写下来；写问题的激情总是随着时间的流逝，因为忙这儿、忙那儿，而逐渐由清晰变模糊，最后淡出记忆……
再说这一节课，同样有学生问我“怎样除去SO2中的CO2呢？
”凭多年的教学经验，这个问题高考决不会考，我只是告诉学生这个不会考。
过后突然间想起曾经在杂志上看到的一篇文章，也是学生问老师这个问题，当时老师以课堂生成问题让学生讨论，经过大家的交流，有的同学提出，可双用物质先把SO2吸收，再把SO2释放，给老师的启发是换一个思路思考问题，该老师以这个问题写了一篇文章，并发表在杂志上。
我马上再找出这个杂志，仔细品读，却发现了里面的一个知识性错误的问题，当时作者举的一个例子是：
可以让SO2和CO2混合气体先通入Na2SO3溶液中，SO2与Na2SO3溶液反应，生成NaHSO3溶液，然后再加热NaHSO3溶液，得到纯净的SO2。
然面，在学习选修4时，查阅资料知Ka（H2SO3）>Ka（H2CO3）>Ka（HSO3－），所以可以推出把SO2和CO2混合气体先通入Na2SO3溶液中，二者都能与之反应，生成NaHSO3与NaHCO3的混合溶液，当加热时，又生成SO2和CO2混合气体，不能达到实验目的。
2019-2020年高中化学4.3.2二氧化氮和一氧化氮练习新人教版必修1
一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）
1．下列变化过程属于物理变化的是（ ）
A．活性炭使红墨水褪色
B．雷雨天氮气与氧气化合
C．二氧化氮溶于水
D．酸雨侵蚀建筑物
【答案】 A
2．（xx·芜湖高一检测）对3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应的下列说法正确的是（ ）
A．氧化剂与还原剂的质量比为1：
2
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：
2
C．NO2是氧化剂，H2O是还原剂
D．在反应中若有6molNO2参与反应时，有3mol电子发生转移
【答案】 A
3．某集气瓶中的气体呈红棕色，加入足量水，盖上玻璃片振荡，得橙色溶液，气体颜色消失。
再拿走玻璃片后，瓶中气体又变为红综色，则该气体可能是下列混合气体中的（ ）
A．N2、NO2、Br2
B．NO2、NO、N2
C．NO2、NO、O2
D．N2、O2、Br2
【答案】 A
【点拨】 气体呈红棕色说明含有NO2或Br2中的至少一种，溶于水得橙色溶液说明气体中必定含有溴蒸气，所得无色气体遇空气重新变为红棕色说明无色气体含NO，即原气体中有NO2，原气体既有NO2也有Br2，只有A选项符合。
4．（xx·阳泉第十五中学高一期末）把少量NO2气体通入过量小苏打溶液中，再使逸出的气体通过装有足量的过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是（ ）
A．O2 B．NO2
C．NO2和O2D．NO2和NO
【解析】 NO2气体通入过量小苏打溶液中发生反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3＋NaHCO3===NaNO3＋H2O＋CO2↑，据3NO2～2HNO3～2CO2～NO可知，逸出的气体为体积比为21的CO2和NO混合气体。
当通过足量的过氧化钠时发生反应：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2NO＋O2===2NO2，据方程式可知NO与O2反应时，O2过量，故收集到的气体是NO2与O2的混合气体，C正确。
【答案】 C
5．（xx·武昌高一检测）将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是（ ）
A．1：
1B．1：
2
C．1：
3D．3：
1
【答案】 C
【点拨】 将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。
设原气体的体积为V，NO2的体积为x，根据差量法求解：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
312
x
解得：
x＝
，V（N2）＝V－
＝
，故
＝
。
6．在一定条件下，将6体积的NO2（不考虑N2O4）和一定体积的NO置于试管中，并将试管倒置于水中，当通入4.5体积的O2充分反应后，剩余1.5体积气体，则原NO体积可能为（ ）
①3体积 ②4体积 ③5体积 ④5.5体积 ⑤2体积
A．③ B．⑤
C．④或⑤D．②或⑤
【解析】 本题的关键在于理解剩余的1.5体积气体，可能是一氧化氮，也有可能是氧气。
若是一氧化氮，则氧气全部反应，二氧化氮完全反应用掉了1.5体积氧气，剩余3体积应该被一氧化氮消耗，所以一氧化氮体积为4体积＋1.5体积＝5.5体积；若剩余的为氧气，则这过程中一氧化氮消耗的氧气为1.5体积，所以一氧化氮的体积是2体积。
【答案】 C
7．在标准状况下，将O2和NO2按1：
4体积比充满干燥烧瓶，把烧瓶倒置于水中，瓶内液体逐渐上升，假设烧瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶液里溶质的物质的量浓度为（ ）
A.
mol·L－1B.
mol·L－1
C.
mol·L－1D.
mol·L－1
【解析】 设烧瓶的体积为VL，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3知NO2的体积为
VL。
又O2和NO2的体积比为14，所以最终液体充满整个烧瓶，溶液的体积为VL，NO2的物质的量为
VL÷22.4L·mol－1＝
Vmol，所以硝酸的物质的量浓度为
Vmol÷VL＝
mol·L－1。
【答案】 C
8．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是（ ）
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
温室效应
工厂废气的排放
D
CO
CO中毒
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
【点拨】 A项氧化物应为SO2；B项氧化物应为氮氧化物；C项氧化物应为CO2；D项正确。
9．在汽车尾气净化装置里，气体在催化剂表面吸附与释放的过程如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．NO是该过程的中间产物
B．NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C．汽车尾气的主要污染成分包括CO2和NO
D．汽车尾气的主要污染物是CO和NO
【答案】 D
【点拨】 NO2是该过程的中间产物；NO和O2的反应不需要催化剂；汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO。
10．将40mLNO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，充分反应后试管中剩下20mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为（ ）
A．2：
1B．1：
3
C．3：
1D．1：
1
【解析】 NO不溶于水，也不与水反应，NO2与水的反应为
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ΔV
312
＝30mL （40－20）mL
NO的体积为40mL－30mL＝10mL，则原混合气体中NO2和NO的体积比为3：
1，C正确。
【答案】 C
二、非选择题（本题包括5小题，共50分）
11．（10分）X、Y、Z三种气体都能对大气造成污染，在工业上都可以用碱液吸收。
已知X是化石燃料燃烧产物之一，是形成酸雨的主要物质；Y是一种单质，它的水溶液具有漂白作用；Z是硝酸工业和汽车尾气中的有害物质之一，能与水反应。
请写出下列物质反应的化学方程式。
（1）X在一定条件下与氧气反应________；
（2）Y与氢氧化钠溶液的反应________；
（3）Z与水的反应________。
【解析】 据题意可知，形成酸雨的主要物质，是燃烧化石燃料所得，则X是SO2；氯水具有漂白性，则Y是Cl2；NO2是硝酸工业和汽车尾气的有害成分，且易溶于水，Z是NO2。
【答案】
（1）2SO2＋O2
2SO3
（2）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
（3）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
12．（10分）（xx·荆州高一检测）为了有效实现NO和NO2的相互转化，设计如下实验：
按图组装好实验装置，并检查装置气密性，实验前用排水法收集半瓶NO气体。
（1）打开止水夹，推动针筒活塞，使O2进入烧瓶。
关上止水夹，首先观察到烧瓶中的现象：
__________________________________________，产生此现象的化学反应方程式为________________________________________。
（2）轻轻摇动烧瓶，观察到烧瓶中的现象为
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
产生此现象的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】
（1）烧瓶中气体由无色变为红棕色 2NO＋O2===2NO2
（2）①烧杯中红棕色气体又变为无色
②烧杯中水倒吸到烧瓶中（或烧瓶中液面上升） 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
13．（10分）如图所示：
在B水槽中装有500mL水，容积为amL的试管A充满了NO2和NO的混合气体（标准状况），将试管A倒插入B水槽的水中。
充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5amL。
（1）将A倒插入B槽中发生的反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
该反应中氧化剂与还原剂的质量比为________，原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为________。
（2）通过导气管C向余下0.5amL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是______________________。
（3）当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为________mol·L－1（设溶液的体积仍为500mL）。
【解析】
（1）试管A倒插入B水槽水中后，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，氧化剂与还原剂均为NO2，质量比为1：
2。
根据题意有
n（NO2）＋n（NO）＝
[n（NO2）＋n（NO）]，n（NO2）：
n（NO）＝3：
1。
（2）试管A中剩余0.5amL气体为NO，通入氧气后，发生反应2NO＋O2===2NO2,4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可写为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体（O2）。
（3）试管中充满气体时，根据氮原子守恒，n（HNO3）＝n（气体）＝
×10－3mol，
c（HNO3）＝
＝
mol·L－1。
【答案】
（1）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 1：
2 3：
1
（2）无色气体变为红棕色，试管中液面不断上升至全充满。
继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体
（3）
14．（10分）（xx·巢湖高一检测）已知：
Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
某校化学兴趣小组用如下装置图验证NO2的氧化性和NO的还原性。
试回答下列问题：
（1）甲中反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）说明NO2具有氧化性的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）说明NO具有还原性的操作和现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）小组一成员对实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性，他的理由是____________________________________________________。
经小组讨论，他们设计了以下方案，其中合理的是________。
A．NO2与HCl气体混合
B．NO2与H2S气体混合
C．NO2通入Na2S溶液中
【解析】
（1）硝酸是一种强酸，在书写离子方程式时浓硝酸可以拆写成离子形式，所以浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO
===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
（2）若乙试管中溶液变蓝色，说明I－被NO2氧化为I2。
（3）NO具有还原性可通过与氧气反应生成NO2体现。
（4）因为NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝，无法确认NO2是否有氧化性。
所以要证明NO2的氧化性，必须消除硝酸的干扰，所选用的物质中不能含水。
所以可以将NO2通入盛有H2S气体的容器，不仅能观察到H2S被氧化为固体硫单质，还能观察到NO2被还原，红棕色消失的现象。
【答案】
（1）Cu＋4H＋＋2NO
===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
（2）乙试管中溶液变蓝色
（3）打开活塞，挤压气囊；丙中气体由无色变为红色
（4）NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸，也可将I－氧化成I2，使溶液变蓝 B
15．（10分）（xx·山东滨洲高一检测）将装有30mLNO和NO2（设无N2O4）混合气体的试管倒立于水中，经过足够长时间，到水面不再上升为止，此时试管内剩余气体的体积为16mL，求原混合气体中NO和NO2的体积各多少毫升？
【解析】 NO与水不反应，NO2与H2O反应：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；由化学方程式知，最终余下的16mL气体为NO，既包括原NO，又有NO2与水生成的NO。
解法一：
气体体积之和法。
设原混合气体中含NO2的体积为x，NO的体积为y。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
31
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