資源簡介

復習課
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第9課時 章末復習
【學習目標】
1.知道硫及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 2.知道氮及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 3.認識硅酸鹽材料和新型無機非金屬材料及其主要性能和用途。
【學習活動】
學習任務 方法與路徑
目標一：知道硫及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 任務：不同價態的硫之間的相互轉化關系如下圖，寫出圖中標號所代表的反應的化學方程式。 【參考答案】①S＋H2H2S。 ②SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O。 ③S＋FeFeS。 ④S＋O2SO2。 ⑤2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O。 ⑥Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。 ⑦2SO2＋O22SO3。 ⑧2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。 ⑨2NaOH＋SO3===Na2SO4＋H2O。 ⑩SO3＋H2O===H2SO4。 2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O。 針對訓練1：某化學興趣小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知氣體的成分，該小組成員將氣體通入澄清石灰水中，發現澄清石灰水變渾濁，持續通入一段時間后發現渾濁的石灰水又變澄清，由此該小組成員對氣體的成分進行探究。 [提出猜想] 猜想1：該氣體為CO2； 猜想2：該氣體為SO2； 猜想3：該氣體為CO2和SO2的混合氣體。 [實驗探究] 該小組同學按下圖所示裝置，將氣體從a端通入。 a.乙中應該裝　　B　　(填字母)試劑。 A.NaCl溶液　　　　B.酸性KMnO4溶液 C.鹽酸 D.澄清石灰水 b.甲中品紅溶液的作用是驗證未知氣體中是否含有SO2。 c.丁中澄清石灰水的作用是驗證未知氣體中是否含有CO2。 通過該實驗，該小組同學觀察到以下三個實驗現象： ①甲中品紅溶液褪色； ②丙中品紅溶液不褪色； ③丁中澄清石灰水變渾濁。 [得出結論] d.由上述現象，該小組同學確認該氣體的成分為CO2和SO2的混合氣體。 【解析】能使澄清石灰水先變渾濁后變澄清的氣體只有CO2和SO2，所以提出的猜想3是該氣體為CO2和SO2的混合氣體。 因為SO2的存在對CO2的驗證有干擾，所以要驗證氣體的成分，必須先驗證SO2是否存在，并將其除盡，再驗證CO2氣體是否存在。 針對訓練2：H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。 Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脫H2S的原理為： H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O a.硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是作催化劑。 b.由圖甲和圖乙判斷使用硫桿菌的最佳條件為30℃、pH=2.0。 方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S c.隨著參加反應的變化，氧化產物不同。當=4時，氧化產物的分子式為H2SO4。 Ⅱ.SO2的除去 方法（雙堿法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生： NaOH溶液Na2SO3溶液 d.寫出過程①的離子方程式：2OH-+SO2=+H2O。 【解析】題目考查氧化還原反應、方程式的書寫、化學計算等。 a.催化劑可大大加快反應速率。 b.由題圖可得使用硫桿菌的最佳條件為30℃、pH=2.0。 c.當n(H2O2)/n(H2S)=4時，反應的化學方程式為4H2O2+H2S=H2SO4+4H2O，氧化產物為H2SO4。 針對訓練3：某研究小組用如下圖所示裝置進行SO2與FeCl3溶液反應的相關實驗（夾持裝置已略去）。 （1）在配制氯化鐵溶液時，操作中不需要的儀器有ce（填字母）。 a.藥匙　b.燒杯　c.石棉網　d.玻璃棒　e.坩堝 （2）通入足量SO2時C中觀察到的現象為溶液由黃色變為淺綠色。 （3）根據以上現象，該小組同學認為SO2與FeCl3溶液發生了氧化還原反應。 ①寫出SO2與FeCl3溶液反應的離子方程式：2Fe3++SO2+2H2O=+4H++2Fe2+。 ②請設計實驗方案檢驗有Fe2+生成：取C中反應后的溶液，向其中滴加KSCN溶液，溶液不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。 ③該小組同學認為向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出現白色沉淀，即可證明反應生成了。該做法不合理（填“合理”或“不合理”），理由是硝酸可以將溶解在溶液中的SO2氧化為H2SO4。 （4）D裝置中倒置漏斗的作用是充分吸收氣體，防止溶液倒吸。 （5）為了驗證SO2具有還原性，實驗中可以代替FeCl3溶液的試劑有BC（填字母）。 A.濃硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液 【解析】（1）配制氯化鐵溶液時，需先把氯化鐵晶體溶解在濃鹽酸中，再加水稀釋，這樣操作的目的是抑制Fe3+水解，操作中需要用藥匙取固體放入燒杯中進行溶解，并用玻璃棒不斷攪拌，不需要的儀器有c、e。 （2）通入足量SO2時，C中發生二氧化硫與氯化鐵溶液的氧化還原反應，生成硫酸亞鐵，則觀察到溶液由黃色變為淺綠色。 （3）①SO2與FeCl3溶液發生氧化還原反應，生成硫酸根離子、亞鐵離子，離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O=SO+4H++2Fe2+。②檢驗有Fe2+生成的方法為取C中反應后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，溶液不變紅，再加入新制的氯水，溶液變紅。③該小組同學向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，硝酸具有強氧化性，則硝酸可以將溶解在溶液中的SO2氧化為H2SO4，會干擾實驗，故該做法不合理。 （4）因尾氣易溶于NaOH溶液，倒置漏斗的作用是充分吸收氣體，防止溶液倒吸。 （5） SO2可與高錳酸鉀或碘水發生氧化還原反應，其中S元素的化合價升高，體現了SO2的還原性。 圍繞目標一： 任務由學生根據所學知識完成硫及其化合物之間轉化發生的化學方程式，利用平臺拍照上傳展示，教師巡屏查看學生結果，并講評。針對訓練由學生獨立思考完成，教師講解。
目標二：知道氮及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 任務1：不同價態的氮之間的相互轉化關系如下圖，寫出圖中標號所代表的反應的化學方程式。 【參考答案】①N2＋3H22NH3。 ②N2＋O22NO。 ③4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ④2NO＋O2===2NO2。 ⑤3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 ⑥HNO3＋NH3===NH4NO3。 ⑦3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 ⑧Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 針對訓練1：NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環境保護的重要課題。 （1）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收過程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應。寫出該反應的化學方程式：2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。 （2）在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。 NH3與NO2生成N2的反應中，當生成1molN2時，轉移的電子數為24/7mol。 【解析】（1）HNO2中N為+3價，(NH2)2CO中N、C的化合價分別為-3、+4，依據得失電子守恒和原子守恒配平反應方程式為2HNO2+(NH2)2CO=2N2↑+CO2↑+3H2O。 （2）①NH3NO2中氮元素的化合價分別為-3、+4，根據得失電子守恒和原子守恒配平反應方程式為8NH3+6NO27N2+12H2O，故生成1molN2轉移電子24/7mol。 針對訓練2：選擇性催化還原(SCR)是在有催化劑的條件下將NOx轉變為N2和H2O。某化學興趣小組擬驗證NO能被氨氣還原并測算其轉化率。 試回答下列問題： （1）若制取氨氣用A裝置，則發生反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；若用B裝置制取氨氣，則分液漏斗和錐形瓶中盛放的藥品分別是濃氨水、堿石灰(或生石灰和氫氧化鈉固體)。 （2）用C裝置制取NO時，用可抽動的銅絲，其優點是反應可以隨時停止與發生，操作方便，可反復使用，節約藥品。 （3）若進入裝置⑤的NO共2 688 mL(已折算為標準狀況，下同)，氨氣過量，最后收集到標準狀況下2 016 mL N2，則NO的轉化率為90%。 【解析】（1）A裝置屬于“固+固→氣體”型，發生的反應為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。B裝置屬于“固+液→氣體”型，則可利用濃氨水與堿石灰反應來制取NH3。 （2）C裝置的優點是銅絲可抽動，因此可以隨時停止與發生，操作方便且可反復使用，節約藥品。 （3）NO與NH3的反應方程式為6NO+4NH35N2+6H2O，由方程式知，2 688 mL NO可以生成2 688 mL×5/6=2 240 mL N2，NO的轉化率為×100%=90%。 針對訓練3：元素化合物的知識在社會生產、生活、環境中都有很大的應用。A、B、C、D、E均為中學化學常見的純凈物，A是單質。它們之間有如下的轉化關系： (1)若B是一種堿性氣體，D是一種紅棕色氣體，據此回答下列問題： ①C、D兩種化合物能引起的環境問題是 AC 。 A．光化學煙霧　　　　　　B．能源短缺 C．酸雨　　　　　　　　　D．溫室效應 ②C是大氣污染物之一。目前，有一種治理方法是在400 ℃左右、有催化劑存在的情況下，用B把C還原為A和水，則該反應的化學方程式是4NH3＋6NO 5N2＋6H2O。每有10 mol A生成，轉移電子的物質的量為 24 mol 。 ③實驗室制取B的化學方程式是2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)若B是一種臭雞蛋氣味的氣體，A是一種淡黃色的固體單質，E是工業生產中一種重要的化合物，據此回答下列問題： ①B和C可以發生反應生成A，寫出該反應的化學方程式：2H2S＋SO2===3S＋2H2O。 ②金屬銅投入E的稀溶液中不發生反應，但再加入H2O2溶液后銅開始溶解，溶液逐漸變為藍色，寫出該反應的離子方程式：Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 【解析】(1)根據物質的特殊性質，NH3是高中階段唯一一種堿性氣體，NO2是紅棕色氣體，可知B為NH3，D為NO2，A為單質，則A為N2，N2和NH3均能生成C，可推出C為NO，步驟⑤為NO2與水反應生成HNO3的過程，則E為HNO3，據此分析作答。 (2)根據提示條件，若B是一種臭雞蛋氣味的氣體，則B為H2S；A是一種淡黃色的固體單質，則A為S；S和H2S經過氧化得到物質C，則C為SO2，SO2繼續氧化為SO3，則D為SO3，E是工業生產中一種重要的化合物，則E為H2SO4，據此分析作答。 ②金屬銅不活潑，不能與稀硫酸反應，H2O2具有氧化性，則加入H2O2溶液后銅被氧化為銅離子，其發生的離子方程式為Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 圍繞目標二： 任務由學生根據所學知識完成氮及其化合物之間轉化發生的化學方程式，利用平臺拍照上傳展示，教師巡屏查看學生結果，并講評。針對訓練由學生獨立思考完成，教師講解。
目標三：認識硅酸鹽材料和新型無機非金屬材料及其主要性能和用途。 任務：（1）如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，寫出所涉及相關方程式。 【參考答案】 SiO2＋2CSi＋2CO↑ Si＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2SiCl4＋4HCl SiO2＋4HF=SiF4＋2H2O SiO2+2NaOH=H2O+Na2SiO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 H2SiO3H2O+SiO2 Na2CO3+ SiO2 Na2SiO3 + CO2↑ Na2SiO3 + CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3 （2）無機非金屬材料 ①傳統無機非金屬材料 產品主要原料主要成分應用陶瓷黏土生產建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛生潔具普通 玻璃純堿、石灰石和石英砂(SiO2)Na2SiO3.CaSiO3.SiO2生產建筑材料、光學儀器和各種器皿，還可制造玻璃纖維用于高強度復合材料水 泥黏土和石灰石少量石膏水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土
②硅和二氧化硅的用途 ③新型陶瓷 ④碳納米材料 碳納米材料在能源、信息、醫藥等領域有著廣闊的應用前景。 針對訓練1：下列關于二氧化硅的說法正確的是(　　) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應生成硅酸 B.二氧化硅制成的光導纖維，由于導電能力強而被用于制造光纜 C.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發生反應 D.用二氧化硅制取單質硅時，當生成2.24 L氣體(標準狀況)時，得到2.8 g硅 【答案】C 【解析】A項，二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，與水不反應，故A錯誤；B項，二氧化硅制成的光導纖維，由于其良好的光學特性而被用于制造光纜，故B錯誤；C項，碳酸的酸性強于硅酸，二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，高溫時，能夠與碳酸鈉固體反應生成硅酸鈉和二氧化碳，故C正確；D項，由方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知當生成2.24 L(標準狀況)即0.1 mol氣體時，得到0.05 mol 即1.4 g硅，故D錯誤。 針對訓練2：“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是(　　) A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品 B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英 C.硅酸鹽制品的性質穩定、熔點較高 D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽 【答案】C 【解析】陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項錯誤；硅酸鹽制品性質穩定、熔點高，C項正確；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸鹽，D項錯誤。 圍繞目標三： 任務由學生根據所學知識獨立完成，利用平臺拍照上傳展示，教師巡屏查看學生結果，并講評。針對訓練由學生獨立思考完成，教師講解。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖 讓學生獨立自主的繪制本課時的思維導圖之后教師再展示思維導圖給學生做對比，根據課堂時間情況可課堂完成或課后完成上交老師批閱。復習課
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第9課時 章末復習
【學習目標】
1.知道硫及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 2.知道氮及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 3.認識硅酸鹽材料和新型無機非金屬材料及其主要性能和用途。
【學習活動】
學習任務 學習筆記
目標一：知道硫及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 任務：不同價態的硫之間的相互轉化關系如下圖，寫出圖中標號所代表的反應的化學方程式。 針對訓練1：某化學興趣小組為了探究常溫下某非金屬氧化物形成的未知氣體的成分，該小組成員將氣體通入澄清石灰水中，發現澄清石灰水變渾濁，持續通入一段時間后發現渾濁的石灰水又變澄清，由此該小組成員對氣體的成分進行探究。 [提出猜想] 猜想1：該氣體為CO2； 猜想2：該氣體為SO2； 猜想3： 。 [實驗探究] 該小組同學按下圖所示裝置，將氣體從a端通入。 a.乙中應該裝　　　　(填字母)試劑。 A.NaCl溶液　　　　B.酸性KMnO4溶液 C.鹽酸 D.澄清石灰水 b.甲中品紅溶液的作用是 。 c.丁中澄清石灰水的作用是 。 通過該實驗，該小組同學觀察到以下三個實驗現象： ①甲中品紅溶液褪色； ②丙中品紅溶液不褪色； ③丁中澄清石灰水變渾濁。 [得出結論] d.由上述現象，該小組同學確認該氣體的成分為 。 針對訓練2：H2S和SO2會對環境和人體健康帶來極大的危害，工業上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。 Ⅰ.H2S的除去 方法1：生物脫H2S的原理為： H2S+Fe2(SO4)3=S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O a.硫桿菌存在時，FeSO4被氧化的速率是無菌時的5×105倍，該菌的作用是 。 b.由圖甲和圖乙判斷使用硫桿菌的最佳條件為 。 方法2：在一定條件下，用H2O2氧化H2S c.隨著參加反應的變化，氧化產物不同。當=4時，氧化產物的分子式為 。 Ⅱ.SO2的除去 方法（雙堿法）：用NaOH吸收SO2，并用CaO使NaOH再生： NaOH溶液Na2SO3溶液 d.寫出過程①的離子方程式： 。 針對訓練3：某研究小組用如下圖所示裝置進行SO2與FeCl3溶液反應的相關實驗（夾持裝置已略去）。 （1）在配制氯化鐵溶液時，操作中不需要的儀器有 （填字母）。 a.藥匙　b.燒杯　c.石棉網　d.玻璃棒　e.坩堝 （2）通入足量SO2時C中觀察到的現象為 。 （3）根據以上現象，該小組同學認為SO2與FeCl3溶液發生了氧化還原反應。 ①寫出SO2與FeCl3溶液反應的離子方程式： 。 ②請設計實驗方案檢驗有Fe2+生成： 。 ③該小組同學認為向C試管反應后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出現白色沉淀，即可證明反應生成了。該做法 （填“合理”或“不合理”），理由是 。 （4）D裝置中倒置漏斗的作用是 。 （5）為了驗證SO2具有還原性，實驗中可以代替FeCl3溶液的試劑有 （填字母）。 A.濃硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液
目標二：知道氮及其化合物間的轉化關系，能寫出相關轉化方程式。 任務1：不同價態的氮之間的相互轉化關系如下圖，寫出圖中標號所代表的反應的化學方程式。 針對訓練1：NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環境保護的重要課題。 （1）用酸性(NH2)2CO水溶液吸收NOx，吸收過程中存在HNO2與(NH2)2CO生成N2和CO2的反應。寫出該反應的化學方程式： 。 （2）在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。 NH3與NO2生成N2的反應中，當生成1molN2時，轉移的電子數為 mol。 針對訓練2：選擇性催化還原(SCR)是在有催化劑的條件下將NOx轉變為N2和H2O。某化學興趣小組擬驗證NO能被氨氣還原并測算其轉化率。 試回答下列問題： （1）若制取氨氣用A裝置，則發生反應的化學方程式為 ；若用B裝置制取氨氣，則分液漏斗和錐形瓶中盛放的藥品分別是 。 （2）用C裝置制取NO時，用可抽動的銅絲，其優點是 。 （3）若進入裝置⑤的NO共2 688 mL(已折算為標準狀況，下同)，氨氣過量，最后收集到標準狀況下2 016 mL N2，則NO的轉化率為 。 針對訓練3：元素化合物的知識在社會生產、生活、環境中都有很大的應用。A、B、C、D、E均為中學化學常見的純凈物，A是單質。它們之間有如下的轉化關系： (1)若B是一種堿性氣體，D是一種紅棕色氣體，據此回答下列問題： ①C、D兩種化合物能引起的環境問題是 。 A．光化學煙霧　　　　　　B．能源短缺 C．酸雨　　　　　　　　　D．溫室效應 ②C是大氣污染物之一。目前，有一種治理方法是在400 ℃左右、有催化劑存在的情況下，用B把C還原為A和水，則該反應的化學方程式是 。每有10 mol A生成，轉移電子的物質的量為 。 ③實驗室制取B的化學方程式是 。 (2)若B是一種臭雞蛋氣味的氣體，A是一種淡黃色的固體單質，E是工業生產中一種重要的化合物，據此回答下列問題： ①B和C可以發生反應生成A，寫出該反應的化學方程式： 。 ②金屬銅投入E的稀溶液中不發生反應，但再加入H2O2溶液后銅開始溶解，溶液逐漸變為藍色，寫出該反應的離子方程式： 。
目標三：認識硅酸鹽材料和新型無機非金屬材料及其主要性能和用途。 任務：（1）如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，寫出所涉及相關方程式。 （2）無機非金屬材料 ①傳統無機非金屬材料 產品主要原料主要成分應用陶瓷 生產建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛生潔具普通 玻璃 生產建筑材料、光學儀器和各種器皿，還可制造玻璃纖維用于高強度復合材料水 泥 水泥、沙子和碎石等與水混合可以得到混凝土
②硅和二氧化硅的用途 ③新型陶瓷 ④碳納米材料 碳納米材料在 等領域有著廣闊的應用前景。 針對訓練1：下列關于二氧化硅的說法正確的是(　　) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應生成硅酸 B.二氧化硅制成的光導纖維，由于導電能力強而被用于制造光纜 C.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發生反應 D.用二氧化硅制取單質硅時，當生成2.24 L氣體(標準狀況)時，得到2.8 g硅 針對訓練2：“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是(　　) A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品 B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英 C.硅酸鹽制品的性質穩定、熔點較高 D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖

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