1、NO2溶于水的问题
［讲］依据原理：3NO2+H2O==2HNO3+NO，若有气体剩余，应为NO。
［投影］例1、将20mL NO和NO2 的混合气体的试管倒立于盛有H2O水槽中，充分反应后，余于气体体积变为10mL，求原混合气体中NO和NO2 各占多少？
解法一：设NO体积为x mL，NO2体积为y mL
x+y==20
3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO
3 1
y y/3
x+y/3==10 解之得，x==5 y==15
［讲］利用差量法可帮助快速解题，可在题中寻找体积差
解法二：设NO2体积为x mL
3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO △V
3 1 2
x 20-10==10
x = 15
［讲］若将NO和O2的混合气体通入水中，会发生反应4NO+3O2+2H2O＝＝4HNO3
［板书］2、NO和O2的混合气体通入H2O
［讲］通过方程式分析可知，若NO过量则余下气体为NO，若O2过量则余下气体为O2，解这类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。
［投影］例2、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终有4mL气体，则通入O2的体积可能是多少？
解：若最终余下气体的成份为NO，则与水反应的NO为20-4＝16mL
4NO+3O2+2H2O＝＝4HNO3
4 3
16 X X=12 mL
若最终余下气体的成份为O2，则20mLNO均与水反应
4NO+3O2+2H2O＝＝4HNO3
4 3
20 X X=15mL
此时，通入O2的体积为15+4＝19mL
∴通入O2的体积可能是12 mL 或19 mL
［点击试题］一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有H2O 的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？
［讲］若将NO2和O2的混合气体通入水中，会发生反应4NO2+O2+2H2O＝＝4HNO3
［板书］3、NO2和O2的混合气体通入H2O
［讲］通过这个反应可知，若O2过量则剩余气体为O2，但是若NO2过量，则过量的NO2还会和H2O继续反应，则余下气体为NO。
［投影］例3、在一支容积为30mL的试管内充满NO2 和O2的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余5mL，则原混合气体中NO2 和O2的体积各是多少？
解：设原混合气体中NO2的体积为x mL ，O2的体积为y mL
则 x + y == 30
若O2过量，则余下5 mL 气体为O2 ,则所有的NO2全部参加反应，而参加反应的O2的体积为(y – 5) mL
4 NO2 + O2 +2H2O == 4HNO3
4 1
x y-5 x == 4(y-5)
解之得，x = 20 mL y = 10 mL
若NO2过量，则O2全部参加反应，而过量的NO2还会和H2O继续反应，余下的5 mL气体为NO，
4 NO2 + O2 +2H2O == 4HNO3
4 1
4y y
则过量的NO2体积为 (x-4y) mL
3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO
3 1
(x-4y) 5 则 x-4y == 15
解之得，x = 27 mL y = 3 mL
∴NO2和O2的体积是20 mL和10 mL 或27 mL和3 mL
［点击试题］将充满NO2 和O2混合气体的量筒倒置于H2O 中，充分反应后保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2 和O2的体积比是多少？
［小结］本节学习了氮的氧化物，重点是NO和NO2的性质，尤其是NO与氧气和NO2与H2O的反应。
［自我评价］
5.能证明SO2 具有漂白性的是( )
A.SO2 气体通入紫色的酸性高锰酸钾溶液中，发现溶液紫色褪去
B.SO2气体通入品红溶液中，红色褪去
C.显红色的酚酞通入SO2后，红色褪去 D.SO2气体通入溴水中，橙色褪去
教 案
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课题：第四章 第三节 硫和氮的氧化物(二) |
授课班级 |
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课 时 |
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教 学 目 的 |
知识 与 技能 |
1、了解一氧化氮和二氧化氮的部分物理性质 2、酸雨的形成与防治，自主探究分析空气污染的原因，自主探究雨水pH的测定。 |
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过程 与 方法 |
1、通过设计和评价二氧化氮与水反应的装置简图，及参与观察实验，提高获取知识、分析知识、评价知识的能力 |
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情感 态度 价值观 |
1、通过参与探究过程，培养自身严谨的科学态度和辩证分析能力。 |
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重 点 |
二氧化氮与水的反应，二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 |
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难 点 |
二氧化氮与水的反应 |
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知 识 结 构 与 板 书 设 计 |
1、NO和NO2的生成 N2 + O2 2NO 2NO + O2== 2NO2 实验室制法：Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O 2、物理性质： NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。 NO2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水 3、化学性质 (1)NO与氧气反应：2NO+O2＝＝2NO2 (2) NO2 的聚合反应：2NO2  N2O4 (3) NO2 的氧化性： 4NO2 +2KI ==2NO + 2KNO3 + I2 NO2 + SO2 + H2O == H2SO4 + NO (4) 与碱反应： NO+NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H2O 2NO2 +2NaOH==NaNO3 +NaNO2+H2O (5) NO2与水反应：3NO2+H2O==2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O==4HNO3 4NO + 3O2+2H2O==4HNO3 三、NO2、NO和O2的混合气体跟H2O反应的相关计算 1、NO2溶于水的问题 2、NO和O2的混合气体通入H2O 3、NO2和O2的混合气体通入H2O |
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教学过程 |
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教学步骤、内容 |
教学方法、手段、师生活动 |
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［投影］资料卡片：信使分子------NO 三们美国药理学家Robert F. Furch gott , Louis J.I gnarro 和 Ferid Murad获取了1998年诺贝尔生理学或医学奖，他们发现“NO”是心血管系统的信号分子，NO却在哺乳类动物及人类机体起着广泛的重要的生物学作用 三位科学家发现NO在人体血管内具有传递信号的功能，使血管处于持续的舒张状态，血压降低，NO可抑制VSMC和心肌细胞增殖，维持其正常的有丝分裂；少量NO有正性心肌及心输出量的作用，并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死，进而在心肌缺血再灌注操作中发挥细胞保护作用 ［思考］NO被视为大气污染物，没想到它会在生命过程中有如此重要的作用，这会给我们什么样启示？> ［板书］二、二氧化氮(nitrogen dioxide)和一氧化氮 ［问］欲认识两种氮氧化物，我们还要从大家最熟悉的氮气入手，空气中氮气的体积分数为多少？ 78% ［讲］自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，生物体中蛋白质含有化合态氮，土壤中有硝酸盐，如KNO3、Ca(NO3)2 等。所以有人说“氮是生命元素” ［问］工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。请大家预测氮气的性质活泼与否 通常情况下，氮气不活泼，不与氧气反应，但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。 ［板书］1、NO和NO2的生成 ［视频实验］N2和O2在放电条件下的反应  ［板书］N2 + O2 2NO 2NO + O2== 2NO2 实验室制法： Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O ［问］通过实验观察，NO和NO2可能具有什么样的物理性质呢？大家推测一下。 ［板书］2、物理性质： NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。 NO2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水 ［思考与交流］可用什么样的方法收集NO和NO2呢 NO与空气密度相近且与空气中的氧气反应，但NO不溶于水，因此可用排水法收集 NO2溶于水，密度比空气大，故用向上排空气法收集。 ［讲］氮除了-3、0外，其正价从+1到+5，NO和NO2是氮较为典型的氧化物，除此之外，还有N2O，俗称笑气。N2O3，是亚硝酸的酸酐。N2O5，是硝酸的酸酐。 ［过］那么NO和NO2究竟有哪些化学性质呢？下面让我们一起来探究一下。 ［板书］3、化学性质 ［讲］NO不与水反应，在常温下易与O2化合生成NO2 。 ［板书］(1)NO与氧气反应：2NO+O2＝＝2NO2 ［讲］NO2在通常状况下，能自身相互结合生成无色的N2O4 气体，且在加热时气体颜色加深 ［板书］(2) NO2 的聚合反应：2NO2 N2O4 ［讲］NO仅能与氧气反应，但NO2 的N处于中间价态，有弱还原性和强氧化性。NO2 具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝 ［板书］(3) NO2 的氧化性： 4NO2 +2KI ==2NO + 2KNO3 + I2 NO2 + SO2 + H2O == H2SO4 + NO ［讲］NO和NO2有毒，污染环境，不能直接排放，但可以用碱液进行尾气吸收。 ［板书］(4) 与碱反应： NO+NO2 +2NaOH==2NaNO2 +H2O 2NO2 +2NaOH==NaNO3 +NaNO2+H2O ［讲］NO2溶于水，且能与水反应，NO2难被氧气氧化，易与水反应生成HNO3 ［板书］(5) NO2与水反应 ［视频实验］NO2溶于水实验 ［板书］3NO2+H2O==2HNO3+NO ［思考与交流］NO2是否是硝酸的酸酐呢？ 不是，因为N的化合价不是+5价 ［思考与交流］俗话说“雷雨发庄稼”，请思考这其中的原理及涉及的可能反应。 空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收。 ［思考与交流］在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青，这是为什么？试写出相关反应的化学方程式。 N2 + O2 ===2NO 2NO+O2＝＝2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO ［科学探究］现给你一试管预先制好的NO2，其他药品和仪器自选。请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收。并填写教材上的表格 ［投影］填写表格并请同学总结
［思考与交流］你的实验设计对工业上生产HNO3有什么启示？(从原料的充分利用，减少污染物的排放等方面考虑) NO2与水的反应可知，只有2/3的NO2转化为HNO3，而1/3的NO2转化为NO。因此，硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO再氧化为NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO。经地这样多次的氧化和吸收，NO2可以比较完全地被水吸收，尽可能地转化为HNO3 ［讲］工业上循环利用NO制HNO3 ，那么将NO做为中间产物对方程式叠加，可得到NO2和O2的混合气体共同与水反应的方程式 ［板书］4NO2+O2+2H2O==4HNO3 ［讲］那么，若是把NO2看到NO和O2反应的产物，再次将两个反应叠加，又会得到什么呢？对，可以得到NO和O2的混合气体共同与水反应的方程式 ［板书］4NO + 3O2+2H2O==4HNO3 ［讲］氮氧化物溶于水的计算是常见的考点，有时需要讨论，并且需要讲究技巧。 ［板书］三、NO2、NO和O2的混合气体跟H2O反应的相关计算 4.检验SO2 气体中是否混有CO2 气体，可采用的方法是( ) A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水 C.先通过氢氧化钠溶液，再通过澄清石灰水 D.先通过酸性高锰酸钾溶液，再通过澄清石灰水 3.用1L1.0mol/L的NaOH溶液吸收0.8molSO2， 所得溶液中SO32― ，HSO3― 物质的量浓度之比约为( ) A.2：1 B.1：3 C.3：2 D.2：3 2.下列实验能证明某无色气体为SO2 的是( ) A.能使澄清石灰水变浑浊B.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 C.能使品红试液褪色，加热后又显红色 D.能使溴水褪色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生 1.在BaCl2 溶液中通入SO2 气体，溶液仍澄清。若将BaCl2溶液分别盛在两支试管，一支加HNO3 ，另一支加NaOH溶液，再通入SO2 气体，结果两支试管均有白色沉淀。由此，下列结论合理的是( ) A.BaCl2有两性 B.两试管沉淀均是BaSO3 C.SO2 有还原性，酸性 D.升高PH，使SO2 水溶液中SO32― 浓度增大 2、实验室制法： 由强酸制弱酸的原理 FeS + H2SO4 == FeSO4 + H2S ↑ FeS + 2HCl == FeCl2 + H2S ↑ FeS + 2H+ == Fe2+ + H2S ↑ ［问］由实验原理，我们可知，制取H2S应采取什么样的装置呢？ 固、液混合，不加热，可选用和H2、CO2相同的装置 也可用启普发生器。 ［讲］但在制备气体之前要检查装置的气密性。 ［问］那么收集装置是什么样的呢？ 用向上排空气法收集H2S，理由是密度比空气大，且能溶于水 ［问］H2S气体有剧毒，造成大气污染，那么尾气吸收试剂应用什么呢？能用H2O吗？ H2S是酸性气体，应用碱液吸收，不用H2O是因为H2S在H2O中的溶解度小。 ［投影］资料卡片------常用干燥剂 酸性：浓硫酸、硅胶、P2O5 碱性：NaOH、碱石灰(CaO、NaOH) 中性：CaCl2 、Na2SO4 但CuSO4 只能证明有水存在，却不能大量吸收水 ［问］要制得干燥的H2S应怎么办？ H2S是酸性、有强还原性的气体，可选用P2O5和中性干燥剂。 ［问］如何验满呢？ [板书] 用湿润的Pb(CH3COO)2试纸 Pb(CH3COO)2 + H2S == PbS↓ + 2CH3COOH 试纸变黑 ［问］下面我们可利用课前制备的H2S气体，研究一下H2S气体的化学性质 [板书] 3、化学性质 ［思考与交流］请大家分析H2S中S元素的化合价，并从氧化还原反应的角度来推测其化学性质。 H2S中S显-2价，是S的最低价，故在发生氧化还原作用时只显还原性。 ［视频实验］在导管口用火点燃H2S气体，观察完全燃烧时发出淡蓝色火焰，然后用一个蒸发皿靠近火焰现象，皿底部附有淡黄色粉末。 ［问］由此现象可得出什么结论？ [板书] (1) 可燃性 ［讲］H2S燃烧的产物与O2用量有关，当O2充足时，H2S能完全燃烧而以出淡蓝色火焰，并生成H2O与SO2。 [板书] 2H2S + 3O2
［讲］当火焰罩上蒸发皿时，有淡黄色粉末出现时，是由于H2S不完全燃烧生成S之故。 [板书] 2H2S + O2
［思考与交流］请大家分析上述两反应，讨论出H2S与O2按不同比例混合时的氧化产物 ［过］由刚才的学习我们知道，H2S具有还原性，可被O2氧化为SO2或S，那么能否被具有氧化性的卤素单质所氧化呢？ ［问］碘水、溴水、氯水能将H2S氧化吗？氯、溴、碘、硫的氧化性顺序如何呢？ [板书](2) 还原性：H2S + X2 ==2HX +S↓(X=Cl、Br、I) ［投影小结］单质氧化性：Cl2>Br2 >I2>S 离子还原性：Cl―<Br―<I― <S2― ［小结］事实证明，H2S是一种较强的还原剂，可被O2、卤素单质、SO2、酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化。 ［讲］H2S除了有强还原性外，还有不稳定性，即在较高温度时易分解为H2和S，其稳定性弱于S的同族元素O所形成的氢化物H2O [板书](3) 不稳定性：H2S ［过］H2S气体溶于水时，可得氢硫酸，下面我们就来一起讨论它的性质。 [板书] (4) H2S气体的水溶液----氢硫酸 ［讲］氢硫酸是一种易挥发的二元弱酸，其酸性比碳酸还要弱，具有酸的通性。 ［思考与交流］现有氢硫酸(H2S)、亚硫酸(H2SO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)三瓶溶液，它们在空气中易变质。 (1) 分析变质的原因 均有强还原性，能被空气中的氧气氧化。 2H2S+O2==2S↓+2H2O 2H2SO3+ O2==2H2SO4 2Na2SO3 +O2==2Na2SO4 (2) 设计实验证明是否发生变质 H2S ：观察是否有浑浊 H2SO3：加BaCl2溶液，是否有白色沉淀 Na2SO3：先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，看是否有白色沉淀生成 (3) 设计实验证明溶液已完全发生变质 H2S ：加入硫酸铜溶液，看是否有黑色沉淀 H2SO3：加入品红溶液，看是否褪色 Na2SO3 ：加入酸性高锰酸钾溶液，看溶液是否褪色 ［总结］本节从硫单质的性质讲起，从S的-2、0、+4、+6价的价态对它的氢化物、氧化物及其对应的水化物和盐的氧化还原性进行了分析，重点学习了SO2的性质，使我们对酸雨的形成与防治有了一定的认识。 ［自我评价］ 1、H2S的物理性质：无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，能溶于水，有剧毒。 1、物理性质：又名硫酸酐，是一种无色易挥发的晶体，溶沸点都很低。 同步练习册答案 湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区 违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com版权声明：本站所有文章，图片来源于网络，著作权及版权归原作者所有，转载无意侵犯版权，如有侵权，请作者速来函告知，我们将尽快处理，联系qq：3310059649。 ICP备案序号: 沪ICP备07509807号-10 鄂公网安备42018502000812号 |
2H2O
+ 2SO2 
H2↑+S