高教版（2021）化學(xué)通用類第一節(jié) 常見非金屬單質(zhì)及其化合物教學(xué)演示ppt課件

這是一份高教版（2021）化學(xué)通用類第一節(jié) 常見非金屬單質(zhì)及其化合物教學(xué)演示ppt課件，共39頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，情境與問題，容易得到電子，具有氧化性，觀察與認(rèn)知，氯氣的發(fā)現(xiàn)，初識(shí)氯氣，①黃綠色氣體，③比空氣重15倍，1氯氣的物理性質(zhì)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
主題四 常見無機(jī)物及其應(yīng)用 4.1.1 常見非金屬單質(zhì)
1.通過辨識(shí)氯、硫、氮元素原子的核外電子排布，從微觀角度出發(fā)預(yù)測(cè)非金屬單質(zhì)及其化合物的化學(xué)性質(zhì)；通過判斷物質(zhì)類別，從宏觀角度出發(fā)，構(gòu)建研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路，發(fā)展宏觀辨識(shí)與微觀探析等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2.通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)非金屬單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)，并藉此設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，完成Cl-、SO42-和NH4+的檢驗(yàn)，總結(jié)鑒別反應(yīng)的特點(diǎn)，發(fā)展現(xiàn)象觀察與規(guī)律認(rèn)知、實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。3.通過實(shí)踐活動(dòng)，了解酸雨形成的原因，討論酸雨的危害及防治措施，認(rèn)識(shí)氯、硫、氮等非金屬單質(zhì)及其化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，發(fā)展變化觀念與平衡思想、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
1929 年，享有“味精大王”美譽(yù)的愛國(guó)實(shí)業(yè)家吳蘊(yùn)初（1891—1953）“開中國(guó)電化工業(yè)之新紀(jì)元”，在上海獨(dú)創(chuàng)了我國(guó)第一家氯堿廠——天原電化廠。今天，中國(guó)的氯堿工業(yè)早已插上騰飛的翅膀，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。氯堿工業(yè)為什么被稱為中國(guó)現(xiàn)代化工之母呢？
一.氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一——氯
畫出氯元素原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，從核外電子排布的角度，推測(cè)氯元素的基本性質(zhì)和成鍵特點(diǎn)。
氯元素原子的最外層有7 個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到1 個(gè)電子，呈現(xiàn)-1 價(jià)。因此，氯是一種活潑的非金屬元素，在自然界中常以化合態(tài)形式存在，并且，其單質(zhì)為共價(jià)單鍵結(jié)合的雙原子分子（Cl2），具有較強(qiáng)的氧化性。
1774 年，瑞典化學(xué)家舍勒（1742—1786）在將軟錳礦（主要成分是MnO2）與濃鹽酸混合加熱的過程中，發(fā)現(xiàn)了一種具有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體——氯氣。后來，英國(guó)化學(xué)家戴維（1778—1829）將組成這種氣體單質(zhì)的元素命名為“Chlrine”。
②有強(qiáng)烈刺激性氣味、有毒
④易液化，常壓下，冷卻至–34.6 ℃，變?yōu)辄S綠色油狀液體， 工業(yè)上稱為“液氯”
⑤能溶于水，常溫下1體積水能溶解2體積氯氣
實(shí)驗(yàn)室制備氯氣時(shí)，必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，并注意尾氣處理。
結(jié)合氯氣的物理性質(zhì)，思考以下問題：①如何正確嗅聞氯氣？②如果不慎發(fā)生氯氣泄露事故，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該如何自救？
①應(yīng)采用左圖所示的方法嗅聞氯氣②應(yīng)立即離開現(xiàn)場(chǎng)，向上風(fēng)地區(qū)轉(zhuǎn)移，并用濕毛巾護(hù)住口鼻。
實(shí)驗(yàn)探究1：氯氣與金屬的反應(yīng)
觀看金屬鈉、鐵、銅在氯氣中燃燒的視頻，記錄反應(yīng)現(xiàn)象，寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式。
鈉、鐵、銅均能在氯氣中劇烈燃燒，分別產(chǎn)生大量白煙、棕黃色煙、棕褐色煙。
2Fe+3Cl2 2FeCl3
氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能與所有的金屬直接化合，且一般把變價(jià)金屬(如Fe、Cu)氧化到最高價(jià)。
實(shí)驗(yàn)探究2：氯氣與非金屬的反應(yīng)
在常溫下，氯氣與氫氣化合緩慢。如果點(diǎn)燃或用強(qiáng)光直接照射氯氣和氫氣的混合氣體，就會(huì)劇烈反應(yīng)而發(fā)生爆炸，生成氯化氫氣體。純凈的氫氣可在氯氣中安靜燃燒，火焰呈蒼白色。
思考：為什么H2在Cl2中能安靜燃燒，而兩者的混合物光照時(shí)會(huì)爆炸？
氯氣能溶于水，常溫下，1 體積的水能夠溶解大約2.5 體積的氯氣。氯氣的水溶液稱為“氯水”，新制的氯水呈黃綠色，但放置一段時(shí)間后顏色會(huì)變淺。分析討論：氯氣在溶于水的同時(shí)是否還發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？氯水的成分是怎樣的？
實(shí)驗(yàn)探究3：氯氣與水的反應(yīng)
氯氣溶于水得到的氯水呈黃綠色，有氯氣的氣味。
Cl2＋H2O HCl＋HClO
操作2：在兩個(gè)干燥的集氣瓶中分別放入一小片干燥的紅色紙條a和濕潤(rùn)的紅色紙條b，通入氯氣，觀察紙條顏色的變化。
氯氣溶于水并與水反應(yīng)生成次氯酸（HClO），HClO具有強(qiáng)氧化性和漂白性，能殺死水里的細(xì)菌，也能使有機(jī)物褪色。
操作3：分別用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取少量新制氯水和稀鹽酸，滴在pH 試紙上，觀察并比較對(duì)應(yīng)的pH 以及試紙顏色有無變化。
氯水中存在次氯酸（HClO）和 HCl，因而既顯酸性又有漂白性。
操作4：在一潔凈的試管中加入2 mL 新制氯水，再向試管中加入幾滴10% AgNO3 溶液和幾滴稀硝酸，觀察現(xiàn)象，寫出對(duì)應(yīng)的離子方程式。
加入AgNO3 溶液時(shí)有白色沉淀生成，該沉淀不溶于稀硝酸。這是氯水中含有的HCl與AgNO3溶液間的反應(yīng)。
操作5：將兩瓶新制氯水分別置于陽光下和冷暗處，相同時(shí)間后觀察并比較溶液顏色的變化。
置于陽光下的氯水顏色明顯變淺，思考：若放置太久，氯水的成分會(huì)發(fā)生怎樣的變化？
HClO 不穩(wěn)定，容易分解放出氧氣，在光照下其分解速率加快。因此，氯水最好現(xiàn)用現(xiàn)配，并貯存于棕色瓶中、置于冷暗處。
新制氯水與久置氯水的比較
實(shí)驗(yàn)探究4：氯氣與堿的反應(yīng)
將氯氣通入氫氧化鈉溶液中——可制取漂白液制取反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________________。離子方程式:________________________________。漂白液的有效成分是_________。
用向上排空氣法收集氯氣
多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收
小明在淸洗抽水馬桶時(shí)，為強(qiáng)化清洗效果，便將潔廁靈和84消毒液同時(shí)倒入抽水馬桶，結(jié)果兩種液體迅速反應(yīng)，并產(chǎn)生黃綠色、令人窒息的刺激性氣體。閱讀潔廁靈安全使用說明后發(fā)現(xiàn)：“請(qǐng)勿與漂白劑或其他化學(xué)產(chǎn)品一起使用，以免產(chǎn)生有害氣體”，方知兩者不能混用。請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)解釋“84消毒液”不能和潔廁靈混用的原因。
“84消毒液”主要成分是次氯酸鈉（NaClO），是強(qiáng)酸弱堿鹽，在水中可以水解生成次氯酸（HClO）。次氯酸具有強(qiáng)氧化性，所以可以漂白、消毒。潔廁靈的主要成分是鹽酸（HCl），兩者相遇后會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2HCl+NaClO === NaCl+Cl2↑+H2O
鑒于傳統(tǒng)的利用Cl2 和漂粉精等產(chǎn)生的HClO 來進(jìn)行飲用水消毒的方法存在能產(chǎn)生致癌物質(zhì)等隱患，人們一直在積極研發(fā)更加科學(xué)、有效、健康的新型自來水消毒制劑。目前備受推崇的是被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為A1 級(jí)高效安全滅菌消毒劑的二氧化氯（ClO2）。這種同樣為黃綠色氣體的新型自來水消毒劑，具有在水中的殺菌、消毒能力強(qiáng)，持效長(zhǎng)， 受水體自身的pH 變化影響小的特點(diǎn)。我國(guó)自2000 年起逐步用二氧化氯取代氯氣對(duì)飲用水進(jìn)行消毒。
二.黑火藥的組成成分——硫
畫出硫元素原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)硫元素原子得失電子的情況，推測(cè)其基本性質(zhì)及成鍵特點(diǎn)。解釋單質(zhì)硫?yàn)槭裁磿?huì)以S2、S4 、S6 、S8等形式存在？
硫原子有多種共用電子的方式，能形成多種共價(jià)鍵，S2、S4、S6、S8互為“同素異形體”。
在自然界中，硫元素常以游離態(tài)存在于火山口或地殼巖層內(nèi)，或以硫化物和硫酸鹽等形式存在于煤、石油和礦泉水中。
顏 色：狀 態(tài)：硬 度：溶解性：凝 華：
不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
硫蒸氣急劇冷卻，會(huì)直接凝聚成粉末形成硫華
即學(xué)即用：如何清洗沾有硫磺的試管呢 ?
結(jié)合硫元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖以及其在元素周期表中的位置，預(yù)測(cè)硫單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
硫的最高正化合價(jià) +6；最低負(fù)化合價(jià) -2
單質(zhì)S既具有氧化性，也具有還原性
硫蒸氣能和氫氣直接化合成硫化氫。
硫在空氣或純氧中燃燒時(shí)，生成二氧化硫，火焰為藍(lán)色
（劇烈反應(yīng)并發(fā)生爆炸）
硫的氧化性不如氯，因此，S與變價(jià)金屬（如Fe）作用時(shí)不能將金屬氧化至高價(jià)態(tài)，硫的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能和除金、鉑以外的各種金屬直接化合，生成金屬硫合物并放出熱量
硫元素的化合價(jià)與氧化性、還原性之間的關(guān)系
新能源汽車的核心動(dòng)力一直是制約其發(fā)展的短板。高比能新型鋰硫電池的研發(fā)是突破發(fā)展瓶頸的一個(gè)方向。這種電池摒棄了三元鋰電池正極材料所使用的鎳鹽、鈷鹽和錳鹽，單純的以硫?yàn)殡姵卣龢O，金屬鋰作為電池負(fù)極。具有高比容量、高比能量密度、自然資源豐富、低成本、環(huán)境友好、較寬的溫度使用范圍、過充保護(hù)等諸多優(yōu)勢(shì)。尤其是將石墨烯氣凝膠應(yīng)用于其中后使得性能進(jìn)一步優(yōu)化。鋰硫電池的研發(fā)在全球科研界和產(chǎn)業(yè)界備受關(guān)注，我國(guó)于2011 年開始鋰硫電池的研發(fā)，目前正處于積極的推進(jìn)階段。
三.空氣中含量最多的元素——氮
畫出氮元素原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)氮元素的得失電子情況，寫出氮?dú)獾碾娮邮剑茰y(cè)其基本性質(zhì)，并從化學(xué)鍵的角度解釋為何氮?dú)夥肿釉谕ǔＧ闆r下非常穩(wěn)定。
色 態(tài)：氣 味：密 度：溶解性：
比空氣稍輕，在100kPa、–195.8 ℃時(shí)變?yōu)闊o色液體， –209.86 ℃時(shí)變成雪狀固體
通常狀況下，1體積水大約只溶解0.02體積的氮?dú)?br/>思考：能用排空氣法收集氮?dú)鈫幔?br/>氮?dú)饧s占空氣體積的78%（體積分?jǐn)?shù)），是空氣中含量最多的元素。結(jié)合你對(duì)空氣的認(rèn)識(shí)，想一想氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)是怎樣的？
醫(yī)學(xué)上，常用液氮作冷凍劑
在高溫或一定條件下氮?dú)獾姆磻?yīng)能力增強(qiáng)，能與氫氣、氧氣、金屬等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
工業(yè)上，氮?dú)馐呛铣砂薄⒅葡跛岬闹匾?br/>氮分子中的兩個(gè)氮原子以共價(jià)叁鍵相結(jié)合，使得氮分子在通常狀況下很穩(wěn)定，既不可燃、不助燃，也很難參加化學(xué)反應(yīng)。由于氮的化學(xué)惰性，常用作保護(hù)氣體。例如，用氮?dú)馓畛浼Z倉(cāng)，可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽。
俗語說“雷雨發(fā)莊稼”。小組合作，分析這句話所涉及的化學(xué)知識(shí)。并以此為導(dǎo)引討論“氮固定”的方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家盧嘉錫先生的事跡。
在雷雨天，閃電使大氣中產(chǎn)生NO并進(jìn)一步氧化，再轉(zhuǎn)化為硝酸或硝酸鹽等。據(jù)估算，每年因雷雨而滲入大地的氮肥約有4億噸。
1．下列有關(guān)硫的敘述中，錯(cuò)誤的是A．黑火藥的成分中含硫B．硫磺軟膏可醫(yī)治某些皮膚病C．單質(zhì)硫易溶于二硫化碳D．單質(zhì)硫只有氧化性【答案】D
2．液氮能長(zhǎng)時(shí)間保存活體組織和生物樣品，主要利用氮?dú)獾男再|(zhì)是A．密度小B．沸點(diǎn)低C．難溶于水D．無色無味【答案】B
3．下列關(guān)于氯氣的說法中，不正確的是A．氯氣是黃綠色氣體，易液化B．氯氣有毒，吸入過多會(huì)使人中毒死亡C．相同狀況下氯氣的密度比空氣的密度大D．氯氣易溶于水，并能與水反應(yīng)，氯水無色【答案】D
4．下列關(guān)于新制氯水的敘述，正確的是A．新制氯水顯酸性，使藍(lán)色石蕊試紙最終變紅色B．新制氯水呈淺黃綠色，是因?yàn)楹形磪⒓臃磻?yīng)的Cl2分子C．光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體是Cl2D．新制氯水放置數(shù)天后，漂白能力將變強(qiáng)【答案】B
5．下列說法不正確的是A．硫在元素周期表第ⅥA族，非金屬性比氧弱B．化石燃料直接燃燒會(huì)產(chǎn)生對(duì)大氣有嚴(yán)重污染的SO2氣體C．硫在空氣中燃燒的產(chǎn)物是SO2，在氧氣中燃燒的產(chǎn)物是SO3D．硫通常情況下為固態(tài)，不溶于水【答案】C