2019-2020年人教版高中化學必修一 第四章 非金屬及其化合物 章末復習教案.doc

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2019-2020年人教版高中化學必修一 第四章 非金屬及其化合物 章末復習教案 一、教學目標 知識與技能 1、掌握Si、Cl2及其化合物的重要用途及性質(zhì) 2、了解教材編排的順序，由用途到性質(zhì)到制法。 3、進一步了解S、N的化合物的重要用途，掌握其重要化學性質(zhì)。 4、了解環(huán)境保護的重要意義 過程與方法 1、自主學習，自主歸納Si、氯氣單質(zhì)及其化合物的用途，引導學生自主歸納、整理SO2、NO2、H2SO4、HNO3、NH3的用途及性質(zhì)。 2、通過典型例題的分析、學習，使學生體會“例題”的重要性，掌握分析問題、解決問題的方法 3、探究與活動，通過復習，了解探究過程的意義和方法，培養(yǎng)從形象思維到抽象思維的能力。 情感態(tài)度價值觀 1、通過復習，進一步培養(yǎng)學生愛國主義情感。 2、樹立正確的人生觀、價值觀；熱愛科學、熱愛社會、關注生活 3、通過復習，培養(yǎng)學生辯證唯物主義觀點，養(yǎng)成理論聯(lián)系實際的好習慣，使學生崇尚科學，關注社會，進一步增強環(huán)保意識。 二、教學重難點 重 點： 1、歸納能力、比較能力的培養(yǎng)； 2、NH3性質(zhì)實驗室制法；H2SO4、HNO3的性質(zhì)和用途 難 點： 1、培養(yǎng)舉一反三的能力，培養(yǎng)發(fā)散思維、創(chuàng)新思維的能力； 2、H2SO4、HNO3的化學性質(zhì)，NH4＋的檢驗； 3、使學生樹立環(huán)保意識，形成辯證唯物主義世界觀 三、教學過程 ［板書］一、本章知識結(jié)構(gòu)梳理 (一) 硅及其化合物 1、二氧化硅和二氧化碳比較 ［投影小結(jié)］ 二氧化硅 二氧化碳 類別 酸性氧化物 _酸性氧化物 晶體結(jié)構(gòu) 原子晶體 分子晶體 熔沸點 ____高_____ 低 與水反應方程式 不反應 CO2+H2O H2CO3 與酸反應方程式 SiO2 + 4HF==SiF4↑+2H2O 不反應 與燒堿反應方程式 SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O 少：2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 過：NaOH+CO2==NaHCO3 與CaO反應方程式 SiO2+CaOCaSiO3 CaO+CO2==CaCO3 存在狀態(tài) 水晶、瑪瑙、石英、硅石、沙子 人和動物排放 ［板書］2、硅以及硅的化合物的用途 ［投影小結(jié)］ 物質(zhì) 用途 硅單質(zhì) 半導體材料、光電池（計算器、人造衛(wèi)星、登月車、探測器） SiO2 飾物、儀器、光導纖維、玻璃 硅酸鈉 礦物膠 SiC 砂紙、砂輪的磨料 ［板書］(二) 氯 3、液氯、新制的氯水和久置的氯水比較 ［投影小結(jié)］ 液氯 新制氯水 久置氯水 分類 純凈物 混合物 混合物 顏色 黃綠色 黃綠色 無色 成分 Cl2 Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl―、ClO―、極少量的為OH― H＋、Cl―、H2O、 極少量的OH― 稀鹽酸 性質(zhì) 氧化性 氧化性、酸性、漂白性 酸性 ［板書］4、氯氣的性質(zhì) ［投影小結(jié)］ 與金屬鈉反應方程式 2Na+Cl2 2NaCl 與金屬鐵反應方程式 2Fe+3Cl2 2FeCl3 與金屬銅反應方程式 Cu+Cl2 CuCl2 與氫氣反應方程式 H2+Cl2 2HCl；H2+Cl2 2HCl 與水反應方程式 H2O +Cl2 ==HCl+HClO 制漂白液反應方程式 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 制漂白粉反應方程式 2Cl2 +2Ca(OH)2==CaCl2 +Ca(ClO)2 +2H2O 實驗室制法 MnO2＋4HCl（濃）MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O 氯離子的檢驗試劑以及反應方程式 AgNO3溶液 Ag＋+Cl―==AgCl ［板書］(三) 硫、氮 5、二氧化硫的性質(zhì) ［投影小結(jié)］ 物理性質(zhì) 顏色狀態(tài) 密度 毒性 黃綠色 比空氣___大___ 有毒 化學性質(zhì) 酸性 與水反應方程式 SO2+H2O H2SO3 與燒堿反應方程式 SO2+2NaOH==Na2SO3 +H2O Na2SO3+SO2+H2O==2NaHSO3 SO2+NaOH==NaHSO3 漂白性 漂白原理：由于它能跟某些有色物質(zhì)生成：無色物質(zhì) 曾學過的具有漂白性的物質(zhì) 吸附漂白：活性炭 氧化漂白：HClO、O3、Na2O2 還原性 與氧氣反應方程式 2SO2 + O2 === 2SO3 與氯水反應方程式 SO2 + Cl2 +2H2O == H2SO4+2HCl 氧化性 與硫化氫反應方程式 SO2+2H2S == 3S↓+2H2O ［板書］6、濃硫酸和濃硝酸的性質(zhì) ［投影小結(jié)］ 濃硫酸 濃硝酸 相同點 與Cu反應 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+ SO2 ↑+2H2O Cu+4HNO3 (濃)==Cu(NO3)2 +2NO2 ↑+2H2O　 3Cu＋8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O 與木炭反應 C + 2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O　 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 與鐵鋁反應 發(fā)生鈍化現(xiàn)象，所以可以用鐵制或鋁制容器來存放冷的濃硫酸和濃硝酸 異同點 ① 吸水 性——干燥劑 ②脫水性——蔗糖變黑 王水：濃硝酸和濃鹽酸（__1__：3___） ［板書］7、氨氣、氨水與銨鹽的性質(zhì) ［投影小結(jié)］ 氨氣的物理性質(zhì) 顏色狀態(tài) 密度 水溶性 無色有刺激性氣味的氣體 比空氣__小___ 易溶（1：_700_）可以形成噴泉，水溶液呈_堿_性。 氨氣的化學性質(zhì) 與水反應方程式 NH3+H2O NH3H2O NH4＋+OH― 與鹽酸反應方程式 NH3 + HCl == NH4Cl 實驗室制法 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 +2NH3 ↑+2H2O 氨水成分 NNH3 、NH3H2O 、H2O 、NH4＋、OH―、極少量的H＋ 銨鹽 物理性質(zhì)：銨鹽都是_無色_色晶體，____能_____溶于水 化學性質(zhì) 氯化銨分解反應方程式 NH4ClNH3 + HCl 碳酸氫銨分解反應方程式 NH4HCO3 NH3 ↑+ H2O +CO2 ↑ ［板書］二、本章典型題剖析 1、與氯氣相關的過量計算 ［講］進行物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算，須按以下步驟進行：1、寫出有關反應方程式；2、找出相關物質(zhì)的計量數(shù)之比；3、對應計量數(shù)，找出相關物質(zhì)的物質(zhì)的量；4、進行計算。 ［過］下面，我們就在掌握上述各物理量間關系的基礎上，來系統(tǒng)、全面地學習物質(zhì)的量應用于化學方程式的計算。 ［投影］例1、將30g MnO2 的質(zhì)量分數(shù)為76.6%的軟錳礦石與足量12 mol/L濃鹽酸完全反應(雜質(zhì)不參加反應)。計算：(1) 參加反應的濃鹽酸的體積 (2) 生成氯氣的體積(標準狀況下) 解：(1) 設參加反應的HCl的物質(zhì)的量為 X mol n( MnO2 ) == 30*76.6%/87=0.26 mol MnO2+4HCl (濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 1 4 0.26 X X=1.04 mol V(HCl)== 1.04/12=86.7 mL (2) n(Cl2)==n(MnO2 )=0.26 mol V(Cl2)== 22.4*0.26== 5.824L ［講］本題的解題過程不止一種，說明解答同一問題可通過不同途徑，希望大家在以后的學習中能多動腦筋，多想些方法，以促使自己的思維能力更上一層樓。請大家根據(jù)以上內(nèi)容，做如下練習。 ［點擊試題］400 mL 某濃度的NaOH溶液恰好與5.6L Cl2(標準狀況下)完全反應，計算(1) 生成NaClO的物質(zhì)的量 (2) 該溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度 解：n(Cl2)==5.6/22.4 == 0.25 mol 設生成NaClO的物質(zhì)的量為X mol ,消耗NaOH的物質(zhì)的量為y mol 2 NaOH + Cl2== NaCl + NaClO + H2O 2 1 1 y 0.25 x x= 0.25 mol y= 0.5 mol NaClO的物質(zhì)的量為0.25mol c(NaOH )==1.25 mol/L ［講］剛才的練習題的已知條件是兩種反應物恰好完全反應，故計算時可直接利用所給反應物的量進行計算，若兩種反應物的量都已給出，但卻不知它們是否恰好完全反應，這時，計算應已哪一種反應為標準呢？這就要涉及到過量計算。 ［投影］例2、用8.7克 MnO2 與100克36.5%的濃鹽酸反應，消耗鹽酸的物質(zhì)的量是多少？產(chǎn)生氯氣在標況下的體積是多少？未參加反應的HCl的質(zhì)量是多少？ ［講］在化學反應中，反應物間是按化學反應方程式所確定的質(zhì)量比或物質(zhì)的量比進行反應的，如果某一反應中兩種反應物的量都已給出，此時存在兩種可能，一種是兩種反應物恰好完全反應；二是兩種反應物不是恰好完全反應，而是一種反應物過量。這時就首先確定哪種反應物的量是過量的，然而根據(jù)不足的物質(zhì)，即完全反應的物質(zhì)的量進行有關計算，下面請解決例2。 解：n(MnO2)== 0.1 mol n(HCl)== 1 mol 由上可知，鹽酸過量 設消耗HCl x mol ,產(chǎn)生Cl2 y mol MnO2+4HCl (濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 1 4 1 0.1 x y x= 0.4 mol y=0.1 mol (1) 消耗鹽酸物質(zhì)的量是0.4 mol (2) 標況下氯氣的體積為2.24L (3) 未參加反應的HCl：36.5*(1-0.4)== 21.9 g ［點擊試題］將8.7克MnO2與100 mL 6 mol/L 的濃鹽酸共熱，所得氯氣的體積為多少？被還原的物質(zhì)的量為多少？ ［講］過量計算一個重要的應用是在氧化還原反應方面。即一種氧化劑多種還原劑的問題，氯氣也是一種強氧化劑，因此，我們來練習一道綜合這兩個方向的過量計算問題 ［點擊試題］已知：2Fe3＋+2I― == 2Fe2＋+I2 ；2Fe2＋+Br2 == 2Fe3＋+2Br― (1) 向含有1 mol FeI2 和2 mol FeBr2 的溶液中通入2 mol 氯氣，此時被氧化的離子是_____ (2) 如果向(1)的溶液中通入3 mol 氯氣，則對應的氧化產(chǎn)物及其物質(zhì)的量分別是_____ (3) 若向含a mol Fe2＋和 b mol FeBr2的溶液中通入c mol 氯氣，當I―、Fe2＋、Br―完全被氧化時，c為_______(用含a b 的代數(shù)式表示) (4) 若向均含有a mol Fe2＋、a mol Br― 、a mol I― 且等體積的2份稀溶液，分別通入一定量的氯氣，當?shù)谝环萑芤褐杏幸话氲腎― 被氧化成I2、第二份溶液中有一半的Br―被氧化成Br2時，向2份溶液中通入氯氣的物質(zhì)的量之比是______ ［板書］2、關于濃硫酸的計算 ［講］濃硫酸能與不活潑的金屬在加熱條件下發(fā)生反應，但隨著反應的不斷進行，H2SO4溶液降低，當變成稀H2SO4時反應即停止，而活潑的金屬Fe和Al在常溫下會發(fā)生鈍化，而Zn與濃稀硫酸都能發(fā)生反應，與濃H2SO4反應生成SO2，與稀H2SO4反應生成H2 ［投影］例3、使一定質(zhì)量的Zn和100 mL 18.5 mol/L 濃H2SO4充分反應，Zn完全溶解，同時生成標準狀況下的氣體33.6L，將反應后的溶液稀釋到1L，測得溶液c(H＋) = 0.1 mol/L,求氣體A中各組分和各組分的體積比。 解：由題意可知，A氣體的成分是SO2和H2 設SO2的物質(zhì)的量為 x mol ,H2的物質(zhì)的量為y mol x + y == 33.6/22.4 = 1.5 mol Zn+2H2SO4(濃) == ZnSO4 +SO2 ↑+2H2O 2 1 2x x Zn+H2SO4 == ZnSO4 +H2↑ 1 1 y y 2x + y == 18.5*0.1-0.1/2 == 1.8 解之得，x == 0.3 mol y == 1.2 mol V(SO2):V(H2)== 1:4 ［點擊試題］將銅片加入到150 mL 某濃度的濃硫酸中，加熱使之反應，待銅片完全溶解后，冷卻、稀釋、定容至1.00L，取出50.0 mL 稀釋后的溶液，加入足量鐵粉20.00克。充分反應后，收集到1.68L(標準狀況)氣體，殘余固體經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱量，質(zhì)量減少為16.04 克，試計算原H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度。 ［投影］例4、向銅片中加入115 mL某濃度的硫酸，在加熱條件下反應，待銅片全部溶解后，將其溶液稀釋到500 mL，再加入足量鋅粉，使之充分反應，收集到2.24L(標準狀況下)氣體。過濾殘留固體，干燥后稱量，質(zhì)量減輕了7.5克，求在H2SO4的物質(zhì)的量濃度 解：n(H2)== 2.24/22.4 == 0.1mol , 設Cu的物質(zhì)的量為 x mol , Cu+2H2SO4(濃) CuSO4 +SO2 ↑+2H2O 1 2 1 x 2x x Zn+H2SO4 == ZnSO4 +H2↑ 1 1 1 0.1 0.1 0.1 Zn+CuSO4 == Cu + ZnSO4 1 1 1 x x x 65(0.1+x)-64x == 6.5+x== 7.5 x= 1 n(H2SO4) == 2x+0.1==2.1 mol c(H2SO4) == 2.1/0.115 == 18.26 mol/L ［點擊試題］將Cu和CuO的混合物3.40 g，加入13.0 mL濃H2SO4（過量）中加熱，當混合物完全溶解后，冷卻，加水至500 mL。向此溶液中加入24.1 g細鐵粉，直至反應放出3.36 L氣體（標準狀況），濾出不溶物，洗滌、干燥稱量，質(zhì)量為16.1 g。求：　?。?）最后所的溶液中的溶質(zhì)及物質(zhì)的量濃度；（2）原混合物中Cu和CuO的質(zhì)量； （3）原濃硫酸的物質(zhì)的量濃度。 ［板書］3、關于HNO3的計算 ［講］金屬與濃、稀HNO3都能反應，但產(chǎn)物不同，濃硝酸對應生成NO2，稀HNO3對應生成NO，但濃、稀HNO3沒有明確的界限，這就要求我們在解決這類問題時要采用守恒法 ［投影］例5、為測定某Cu—Ag 合金的成份，將30.0克該合金溶于80 mL 13.5 mol/L的濃HNO3中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L，并測得溶液的C(H＋ )== 1 mol/L，假設反應后，溶液的體積仍為80 mL ，試計算：(1) 被還原的HNO3的物質(zhì)的量 (2) 合金中銀的質(zhì)量分數(shù)。 解：(1) n (HNO3) == n(NO2) == 6.72/22.4 == 0.3 mol (2) 參加反應的 n (HNO3) == (13.5-1)*0.08 == 1 mol 其中參加氧化還原反應的 n (HNO3) == 0.3 mol 起酸性作用的 n (HNO3) == 1-0.3 == 0.7 mol 設Ag的物質(zhì)的量為X mol，Cu的物質(zhì)的量為 Y mol Ag ---- HNO3 ---- AgNO3 Cu ---- 2HNO3 ---- Cu(NO3)2 X X X Y 2Y Y 由合金質(zhì)量可知 108X+64Y == 30 由起酸性作用的酸可得，X + 2Y == 0.7 mol 解之得，X = 0.1 mol Y = 0.3 mol w(Ag)% == 36% ［講］解決此類問題不要企圖依靠方程式或分析氣體成份，而要著眼于HNO3的守恒，在整個過程中消耗的HNO3分別起氧化劑與酸的作用，而起氧化劑作用的HNO3的物質(zhì)的量等于氣體的物質(zhì)的量，起酸性作用的酸的量與金屬成鹽有關，抓住這兩條物料守恒的線路，是解決這類問題的關鍵。 ［點擊試題］38.4 mg Cu 跟適量的濃HNO3反應，Cu全部作用后，共收集到氣體22.4 mL，反應消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是多少？ ［講］解這類問題，除了抓住物料守恒外，還要根據(jù)氧化還原反應，適度運用電子守恒法 ［投影］例6、14克Cu、Ag合金與足量的某濃度的HNO3的反應，將放出氣體與1.12LO2混合通入H2O中，恰好完全吸收，求合金中Cu的質(zhì)量 解：Cu、Ag先與HNO3反應生成NO或NO2，生成的氮氧化物再與氧氣反應生成HNO3，因此整個反應過程中，得電子的物質(zhì)是氧氣，而失電子的物質(zhì)的Cu和Ag。 即1.12L 氧氣所得電子數(shù)與14克Cu、Ag合金失去電子數(shù)相等。 設合金中Cu的物質(zhì)的量為X mol，Ag的物質(zhì)的量為 Y mol n(O2) == 1.12/22.4 == 0.05 mol 由質(zhì)量可知 64X +108Y == 14 由得失電子守恒可知，2X + Y == 0.05*4 解之得，X == 0.05mol Y == 0.1 mol 合金中Cu的質(zhì)量為3.2克 ［點擊試題］將32.64克Cu與140 mL 一定濃度的HNO3反應，Cu完全溶解產(chǎn)生NO和NO2，混合氣體在標準狀況下氣體體積為11.2L，請回答： (1) NO的體積為_____L，NO2的體積為____L (2) 待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則原HNO3溶液的濃度為____ mol/L (3) 欲使Cu與HNO3反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的H2O2 ______克 ［自我評價］ 1、在某100 mL 混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4 mol/L和0.1mol/L，向該混合液中加入1.92克Cu，加熱，待充分反應后，所得溶液中Cu2＋的物質(zhì)的量濃度是多少？ 2、25.6 mg 銅跟含有0.0014 mol HNO3的濃硝酸恰好完全反應，反應完畢后收集的氣體在標準狀況下的體積為多少？ 3、30 mL 一定濃度的硝酸溶液與5.12克銅片反應，當銅片全部反應完畢后，共收集到氣體2.24L(S.T.P)，則該HNO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為多少？ 4、將Mg、Cu組成的2.64克混合物投入適量稀HNO3中恰好反應，固體完全溶解時收集到的還原產(chǎn)物NO氣體0.896L(標準狀況)，向反應后溶液中加入2mol/L NaOH溶液60 mL時，金屬離子恰好沉淀完全，則形成沉淀的質(zhì)量為多少？ 5、在 4mol/L 的H2SO4和2 mol/L的HNO3混合溶液 10 mL中，加入0.96克銅粉，充分反應后，最多可收集到標準狀況下的氣體的體積為多少？ 6、將1.28克Cu跟一定量的濃HNO3反應，銅消耗完全時，共產(chǎn)生0.56L(標準狀況)氣體。所消耗HNO3的物質(zhì)的量為多少？ 7、常溫時，將a mol Cu和 a mol Fe 投入含 b mol HNO3的濃硝酸中，經(jīng)一段時間后，使它們恰好完全反應。已知反應后溶液中Fe3＋和Fe2＋的物質(zhì)的量相等，HNO3的還原產(chǎn)物為NO和NO2，且不考慮NO2轉(zhuǎn)化為N2O4。反應中可產(chǎn)生氣體560 mL，將該氣體溶于水，充分反應后，氣體體積減少224 mL(氣體體積均為標準狀況下體積)。求a,b的值。 8、1.92gCu投入到一定量濃HNO3中，銅完全溶解，生成的氣休顏色由深變成淺（不考慮2NO2 N2O4），共收集到672mL氣體（標況），通入一定體積的O2恰好使氣體完全溶于水，求通入O2的體積（標況）。 9、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。（1）NO的體積為多少？（2）NO2的體積為多少？