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第五章整理與提升
江山市第五中學
高一
化學（人教版）
學習目標：
1.分別從元素的原子結構、物質類別、元素化合價的角度分析S、N、Si幾種元素及其化合物性質，對其進行歸納整理，得出非金屬元素學習的一般思路和方法。
2.通過復習氯氣的制備方法，設計氨氣的制備，完善實驗室制備氣體所要考慮的因素，并能設計出二氧化硫的實驗室制法。
3.以(NH4)2SO4的檢驗為例，能說明一般化學物質檢驗的基本思路。
圖片來源：百度圖片
一、非金屬及其化合物性質
結構
物質類別
化合價
非金屬及其化合物性質
元素周期律
氫化物 單質 氧化物 含氧酸 鹽
氧化還原
特性
O
S
Cl
Se
P
位置
第三周期、第VIA族
化合價
比氧、氯弱、比磷、硒強
－2、0、＋4、＋6
非金屬性
氫化物穩定性：PH3＜H2S＜HCl
H2Se＜H2S＜H2O
最高價氧化對應水化物酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4
H2SeO4＜H2SO4
S及其化合物
S及其化合物
SO2
S
H2SO4
H2S
SO3
H2SO3
化合價
物質類別
-2
氫化物
單質
鹽
0
＋6
＋4
氧化物
SO42-（Na2SO4等）
SO32-、HSO3-(Na2SO3、NaHSO3、CaSO3等）
S2-（Na2S、Cu2S、FeS、HgS等）
含氧酸
SO2
S
H2SO4
H2S
SO3
H2SO3
SO42-（Na2SO4等）
SO32-、HSO3-(Na2SO3、NaHSO3、CaSO3等）
S2-（Na2S、Cu2S、FeS、HgS等）
化合價
物質類別
-2
氫化物
單質
鹽
0
＋6
＋4
氧化物
S及其化合物
與堿性氧化物反應生成鹽
與H2O反應生成酸
酸性氧化物通性
與堿反應生成鹽和水
SO2 + H2O
H2SO3
SO2（少） + 2NaOH === Na2SO3 + H2O
SO2+CaO === CaSO3
SO2（過）+NaOH === NaHSO3
含氧酸
SO2
S
H2SO4
H2S
SO3
H2SO3
SO42-（Na2SO4等）
SO32-、HSO3-(Na2SO3、NaHSO3、CaSO3等）
S2-（Na2S、Cu2S、FeS、HgS等）
化合價
物質類別
-2
氫化物
單質
含氧酸
鹽
0
＋6
＋4
氧化物
S及其化合物
O2
既有氧化性又有還原性
Cl2、H2O2
KMnO4、Fe3+
H2S
SO2特性：漂白性（現象：能使品紅溶液褪色，加熱，恢復紅色；
原理：化合生成不穩定物質
注意：遇到紫色石蕊試液變紅不褪色）
SO2
S
H2SO4
H2S
SO3
H2SO3
SO42-（Na2SO4等）
SO32-、HSO3-(Na2SO3、NaHSO3、CaSO3等）
S2-（Na2S、Cu2S、FeS、HgS等）
化合價
物質類別
-2
氫化物
單質
含氧酸
鹽
0
＋6
＋4
氧化物
S及其化合物
既有氧化性又有還原性
只具氧化性
只具還原性
物質類別
NO2
-3
＋2
氫化物
單質
酸
鹽
N2
0
NO
HNO3
化合價
＋5
NH3
＋4
HNO2
NaNO3
NaNO2
NH4NO3
＋3
氧化物
只具氧化性
只具還原性
既有氧化性又有還原性
NO
H2
O2
O2
H2O
O2、H2O
Cu
NaOH
NaOH
NaOH
Cu
HNO3
NaOH
N及其化合物
O2
Si及其化合物
二、氣體的實驗室制備
發生裝置
除雜裝置
收集裝置
尾氣處理裝置
圖片來源：百度圖片
NH3的實驗室制備
發生裝置
圖片來源：百度圖片
反應原理
所用試劑狀態
反應條件
2NH4Cl+Ca(OH)2 == CaCl2+ 2NH3 ↑+2H2O
△
O2、NH3
Cl2
H2、CO2、NO2
除雜裝置
分析反應過程，選擇所需試劑
液體除雜試劑
固體除雜試劑
NH3 (H2O）
堿石灰
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收集裝置
向上排空氣法
C中：長進短出
排水法/排飽和溶液法
向下排空氣法
C中：短進長出
所制備氣體的性質
NH3：密度比空氣小，極易溶于水
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C
尾氣處理裝置
所制氣體是否有害
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檢驗氣體
氣體性質
NH3
現象明顯，操作簡單
濕潤的紅色石蕊試紙（變藍）
沾有濃鹽酸的玻璃棒（白煙）
圖片來源：百度圖片
SO2的實驗室制備
原理：Na2SO3＋H2SO4(濃) ==Na2SO4＋SO2↑＋H2O
三、辨識化學物質
思考：請用實驗方法證明某無色晶體是(NH4)2SO4
通過檢驗陰陽離子
NH4+
SO42-
濃氫氧化鈉，加熱，使石蕊的紅色石蕊試紙變藍
先加HCl，無現象，再加BaCl2，產生白色沉淀
思考：請用實驗方法證明某無色晶體是(NH4)2SO4
三、辨識化學物質
取少量無色晶體于試管中，加水溶解，將所得溶液分成兩份。向一只試管中加入濃氫氧化鈉溶液，加熱，試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙變藍則說明有NH4+。
向另一只試管中加入稀鹽酸，若無明顯現象，再滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，則說明有SO42-。
加硝酸酸化的硝酸銀，產生白色沉淀
三、辨識化學物質
Cl-：
Br-：
I-：
Na元素：
K元素：
CO32-：
Fe2+：
Fe3+：
加硝酸酸化的硝酸銀，產生淡黃色沉淀
加硝酸酸化的硝酸銀，產生黃色沉淀
先加氯化鋇，產生白色沉底，再加稀鹽酸，產生無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體
加KSCN，溶液變為血紅色
先加KSCN，無現象，再加氯氣或者雙氧水，溶液變為血紅色
焰色試驗，火焰呈黃色
焰色試驗，透過藍色鈷玻璃，火焰呈紫色
祝同學們學業進步！作業練習
課程基本信息
學科 高中化學 年級 高一 學期 春季
課題 化工生產中的重要非金屬（整理與提升）
教科書 普通高中教科書化學必修第二冊
作業練習
1.火山噴發是硫元素在自然界中轉化的重要途徑，反應過程如圖所示。下列說法錯誤的是(　　) A.SO3由SO2氧化產生 B. FeS2等礦物轉化為石膏時，需要暴露于地球表面 C. 火山噴發時收集的雨水，放置一段時間后pH變大 D. 火山噴發口附近可能發現硫黃 2.如圖是硫元素的“價—類”二維圖，圖中箭頭表示物質之間的相互轉化。下列有關說法錯誤的是(　　) A. c、f、g分別轉化為d、e、h的反應都可以是化合反應 B. a與c可以發生氧化還原反應，且氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2 C. c與過氧化鈉反應得到的產物是g和O2 D. b存在于火山口附近或地殼的巖層中 3.在“價—類”二維圖中融入“杠桿模型”，可直觀辨析部分物質轉化及其定量關系。如圖所示，圖中的字母分別代表硫及其常見化合物，下列推斷不合理的是(　　) A.b、d、f既具有氧化性又具有還原性 B.硫酸型酸雨的形成過程涉及b到c的轉化 C. d與c在一定條件下反應可生成b或a D. d在加熱條件下與強堿溶液反應生成e和f，且n(e)∶n(f)＝2∶1 4.氮元素及其化合物應用廣泛。 （1）如圖是氮及其化合物的轉化關系，X的化學式為　 　。圖中①②③的轉化步驟，不涉及氧化還原反應是　 　(填序號)。 （2）①如圖裝置可用來實驗室制取氨氣，寫出大試管中發生反應的化學方程式　 ??； ②請在圖裝置方框內畫出用試管收集NH3的裝置圖(需必要的標注)　 　。 （3）汽車排氣管上裝有催化轉化器可減少尾氣對環境的污染，使尾氣中的有害氣體CO與NO反應轉化為無害氣體，該反應的化學方程式為　 　。 參考答案與解析： 1.【答案】C 【解析】SO2發生氧化反應生成SO3，A正確；FeS2等礦物暴露于地球表面才能被氧化，最終轉化為石膏，B正確；硫酸型酸雨中含有亞硫酸，放置一段時間會被氧氣氧化為硫酸，雨水的酸性增強，pH變小，C錯誤；火山噴發的氣體中可能會含有硫蒸氣，當它們到達地面后會在噴口附近凝結，形成硫黃，D正確。 2.【答案】C 【解析】硫的＋4價氧化物、酸及鹽轉化為＋6價相應化合物都可以通過氧氣氧化，這些反應都是化合反應，A項正確；硫化氫與二氧化硫反應生成硫和水：SO2＋2H2S===3S＋2H2O，反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2，B項正確；過氧化鈉具有氧化性，SO2具有還原性，SO2與過氧化鈉反應生成硫酸鈉，C項錯誤；游離態的硫存在于火山口附近或地殼的巖層中，D項正確。 3.【答案】C 【解析】根據“價—類”二維圖可知，a為H2S，b為H2SO3，c為H2SO4，d為S單質，e為－2價的硫化物，f為＋4價亞硫酸鹽，g為＋6價的硫酸鹽。b為H2SO3，d為S，f為亞硫酸鹽，其中S元素都處于中間價態，既有氧化性又有還原性，A正確；酸雨形成涉及H2SO3轉化為H2SO4，B正確；d為S，S在加熱條件下與強堿溶液反應生成硫化物和亞硫酸鹽，兩者物質的量之比為2∶1，D正確。 4.【答案】（1）N2O5；③ （2）； （3） 【解析】(1)根據圖中氮及其化合物的轉化關系，X為氮的+5價氧化物，則其化學式為N2O5；圖中①②③的轉化步驟，分別為①N2→NO、②NO→NO2、③N2O5→HNO3，只有③中轉化關系中N的化合價不變，故不涉及氧化還原反應是③； (2)①實驗室用加熱氯化銨和消石灰的固體混合物制取氨氣，反應的化學方程式為 ； ②氨氣極易溶于水不能用排水法收集，密度比空氣小可用向下排空氣法收集，且在試管口塞一小團棉花防止對流，收集裝置簡圖如下 ； (3)汽車排氣管上裝有催化轉化器可減少尾氣對環境的污染，使尾氣中的有害氣體CO與NO反應轉化為無害氣體氮氣和二氧化碳，該反應的化學方程式為化工生產中的重要非金屬
（整理與提升）
教學設計
課程基本信息
學科 高中化學 年級 高一 學期 春季
課題 化工生產中的重要非金屬（整理與提升）
教科書 普通高中教科書化學必修第二冊
教學目標
1.能依據物質類別和元素價態分別列舉含硫元素、氮元素的典型代表物質。 2.能從物質類別和元素價態的角度，依據氧化還原反應原理，預測硫及其化合物、氮及其化合物的化學性質和變化。 3.能從物質類別和元素價態變化的角度，設計含硫物質、含氮物質的轉化路徑。 4.能根據實驗目的和假設設計實驗方案，選擇適當的實驗試劑，探究不同價態含硫物質的轉化；能觀察并如實記錄實驗現象和數據，進行分析和推理，得出合理的結論。
教學內容
教學重點： 1.認識物質結構與性質的關系。
2.從物質類別的視角認識物質間的轉化關系。 3.從元素價態的視角認識物質間的轉化關系
教學難點： 1.從物質類別和元素價態變化的角度，設計含硫物質的轉化路徑。
2.能根據實驗目的和假設設計實驗方案，選擇適當的實驗試劑，探究不同價態含硫物質的轉化；能觀察并如實記錄實驗現象和數據，進行分析和推理，得出合理的結論。。
教學過程
環節一：制備物質，歸納轉化路徑 【任務1】請利用已學典型含硫物質的知識，以銅為原料，設計制備CuSO4的方案。 ① Cu + H2SO4（濃）→ CuSO4 + SO2 ② Cu +O2 →CuO → CuSO4 對物質類別分析和元素價態分析，將其整理成如下關系： 【小結】得出轉化路徑： ①同種元素相同價態物質間的轉化（ 物質類別轉化“非氧化還原反應”） ②同種元素不同價態物質間的轉化（物質類別、元素價態轉化“氧化還原反應”） 【任務2】用已學常見含硫物質，完善硫元素”價態-類別“二維圖 問題：根據價-類二維圖說說硫酸型酸雨形成路徑？ 環節二：分析轉化，提煉性質視角 信息一：制備波爾多液的廢液中含有Cu2+，它是一種重金屬離子，有毒。實驗室通常采用“Na2S沉淀法”處理，將Cu2+轉化為難溶于水、酸的CuS沉淀。 【問題】1、請寫出Na2S處理CuSO4廢液的化學方程式，分析轉化路徑？ 2、從價態變化路徑思考，含-2價硫離子的Na2S還可以轉化成什么物質？體現什么性質？（結合運用硫元素價-類二維圖） 【構建思維模型】物質轉化思路：價態分析→轉化目標→試劑選擇 實驗驗證： 實驗方案：選擇Cl2與Na2S溶液反應。向盛有15mlCl2的注射器中，注入2mlNa2S溶液。充分振蕩溶液，觀察實驗現象。 實驗現象：一支有白色沉淀，另一支無明顯現象 實驗分析：白色沉淀物為S；另無明顯現象的生成硫酸鈉或亞硫酸鈉 實驗驗證：檢驗SO42-方法 取試樣于試管，先加稀鹽酸酸化，無明顯現象，再加BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則說明有SO42-。 環節三：確定性質，實現物質轉化 【構建思維模型】實驗驗證思路：預測性質→設計反應→驗證發生 【問題】①利用硫元素的“價-類”二維圖，預測Na2SO3的性質。 ②根據預測的性質，設計實驗，按下表完成方案 Na2SO3的性質選擇反應試劑目標產物預測實驗現象
方案1：還原性、酸性高錳酸鉀、硫酸鈉、紫色褪去 方案2：氧化性、硫化鈉溶液、硫單質、黃色沉淀 實驗驗證：取之前無沉淀的反應液于試管，滴加少量碘水溶液，充分振蕩試管，并觀察現象。 實驗結果：棕黃色未褪去。說明沒有生成Na2SO3，生成物為Na2SO4。 疑惑解密：實驗現象不同，是因為實驗用了兩種濃度分別為0.01mol/LNa2S溶液和0.09mol/LNa2S溶液，其他條件相同時，前者反應中氯氣過量，將S2-全部氧化為SO42-。 【學以致用】 1、用已學常見含氮物質，完善氮元素“價態-類別”二維圖？ 2、硝酸型酸雨是如何形成的？在圖中標出形成路徑。 3、利用“價-類”二維圖，如何防治硝酸型酸雨？

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