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2019-2020年高二化學(xué) 第四章 非金屬及其化合物 本章說明 一、教學(xué)目標 1.了解氯、氮、硫、硅等非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，認識不同的非金屬單質(zhì)性質(zhì)有較大的差異。 2.了解氯、氮、硫、硅的重要化合物的主要性質(zhì)，認識某些非金屬化合物既有相似的性質(zhì)，又有各自的特性。 3.認識氯、氮、硫、硅及其化合物的廣泛用途，體會化學(xué)的創(chuàng)造性與實用性。 4.通過實驗進一步訓(xùn)練學(xué)生的操作技能，體會實驗對認識和研究物質(zhì)性質(zhì)的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生求實、創(chuàng)新的良好品質(zhì)。 5.以非金屬知識的學(xué)習(xí)為線索，通過多種活動，幫助學(xué)生進一步掌握學(xué)習(xí)物質(zhì)及其化學(xué)性質(zhì)的一般方法，提高自主學(xué)習(xí)能力。 6.了解氮循環(huán)對生態(tài)平衡的重要作用。了解某些污染物的來源、性質(zhì)和危害，體會化學(xué)對環(huán)境保護的重要意義，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會的意識和責(zé)任感。 二、內(nèi)容分析 1.地位和功能 本章主要討論硅、氯、硫和氮等典型元素及其重要化合物的性質(zhì)，安排在第三章“金屬及其化合物”之后，是常見無機物及其性質(zhì)等知識的繼續(xù)。這些內(nèi)容既是學(xué)生今后繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，也是在生活中經(jīng)常要接觸、需要了解和應(yīng)用的化學(xué)常識。 本章具有鞏固離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等基本知識的作用。在第三章的基礎(chǔ)上，進一步介紹元素化合物知識和研究方法，為元素族概念的形成、元素性質(zhì)的遞變規(guī)律、元素周期表的形成積累感性材料，是學(xué)生認識元素周期律、元素周期表知識的重要基礎(chǔ)。 本章在選材上著眼于這幾種元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)，在知識安排上盡量使知識和用途相結(jié)合，理論和實際相結(jié)合，物質(zhì)的重要性能與可能的負面作用相結(jié)合，從而使學(xué)生認識到常見無機物在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，以及與人類和環(huán)境的關(guān)系。例如，二氧化硅與硅酸鹽產(chǎn)品的應(yīng)用及其發(fā)展，氯氣的性質(zhì)與應(yīng)用及其可能存在的問題，硫酸、硝酸和氨的性質(zhì)及廣泛用途，酸雨的形成等。這些內(nèi)容不僅增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。另外，科學(xué)史話──“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認”滲透了嚴謹、求實的科學(xué)思維品質(zhì)的培養(yǎng)，科學(xué)視野──“新型陶瓷”“信使分子──NO”“火箭為什么能飛上天”等讓學(xué)生體會知識的價值。這樣，更全面地體現(xiàn)化學(xué)課程的科學(xué)教育功能。 2.內(nèi)容結(jié)構(gòu) 非金屬及其化合物知識受課時所限，不可能像過去那樣分章詳細介紹，只能相對集中，因此在設(shè)計教科書結(jié)構(gòu)時，對教學(xué)內(nèi)容進行了精選和整合。為了使學(xué)生對非金屬及其化合物有一個整體的了解，本章對代表性元素各有側(cè)重地選擇有重要價值的單質(zhì)及其化合物讓學(xué)生學(xué)習(xí)、研究。在編排順序上，將存在和用途十分廣泛的元素硅及其化合物、典型的非金屬元素氯及其化合物分節(jié)編寫，將與當代環(huán)境關(guān)系十分密切的硫和氮的氧化物、用途廣泛的兩種酸──硫酸和硝酸以及氨分別合節(jié)編寫，有分有合，突出重點，加強聯(lián)系和對比。 3.內(nèi)容特點 增強學(xué)習(xí)的探究性、親歷性和體驗性元素化合物的性質(zhì)來自觀察、實驗和經(jīng)驗，本章通過多處“實驗”“思考與交流”“學(xué)與問”“實踐活動”“科學(xué)探究”以及習(xí)題等的設(shè)計，大大增加學(xué)生活動，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性得到了更多的體現(xiàn)。例如，第三節(jié)中“用水吸收二氧化氮”的科學(xué)探究，讓學(xué)生通過實驗現(xiàn)象的觀察與分析，感受過程的變化，尋找變化的原因，感悟?qū)I(yè)上生產(chǎn)硝酸的啟迪，從中體驗探究的樂趣，學(xué)會探究的方法。 注重化學(xué)知識與科學(xué)精神、人文精神的滲透與融合本章所涉及的單質(zhì)和化合物與社會、生活、健康、環(huán)境的關(guān)系十分密切，教科書在這方面有比較充分的體現(xiàn)。但與以往教科書明顯不同的是，不過分強調(diào)知識的邏輯順序，在注意知識內(nèi)在邏輯的同時，突出了知識與社會、生活、健康、環(huán)境的聯(lián)系，并將科學(xué)精神和人文精神融合其中。化學(xué)科學(xué)技術(shù)與人類的關(guān)系從來沒有像現(xiàn)在這樣密切和嚴峻：化學(xué)對人類文明作出了巨大貢獻，而人們對化學(xué)的誤解與疏離卻越來越嚴重。作為基礎(chǔ)科學(xué)教育課程的化學(xué)必須面對這一現(xiàn)實，用科學(xué)的態(tài)度來看待化學(xué)的功與過。本章在介紹幾種典型的非金屬元素的單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)與應(yīng)用時，不回避某些物質(zhì)可能對環(huán)境、健康等帶來的負面影響，并指出化學(xué)在解決這些問題時可能的方向和作用，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價值觀。 性質(zhì)與用途緊密聯(lián)系，深化對元素化合物知識的理解和應(yīng)用這是本章教材的另一個特點，是深入理解、靈活運用物質(zhì)性質(zhì)的好方法、好途徑，同時也是體現(xiàn)學(xué)習(xí)元素化合物知識價值的重要方面。這樣不僅使教科書更具有吸引力和時代感，而且有利于增進學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和情感。 三、課時建議 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角──硅 2 課時 第二節(jié) 富集在海水中的元素──氯2 課時 第三節(jié) 硫和氮的氧化物 2 課時 第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 3課時 復(fù)習(xí) 1 課時 為什么要選取硅作為非金屬的開篇呢？ 從硅及其化合物在國民經(jīng)濟中的地位來看，從學(xué)科發(fā)展的角度來看，硅及其化合物在材料科學(xué)和信息技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的用途，在半導(dǎo)體、計算機、建筑、通信及宇宙航行、衛(wèi)星等方面大顯身手，而且它們的應(yīng)用前景十分廣闊；硅酸鹽工業(yè)在經(jīng)濟建設(shè)和日常生活中有著非常重要的地位。無機非金屬材料中硅元素唱主角，而含硅元素的材料制品大都是以二氧化硅為原料。所以，首先介紹硅及其化合物，突出了它在社會發(fā)展歷程中、在科學(xué)現(xiàn)代化中的重要性和應(yīng) 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角──硅 一、教學(xué)設(shè)計 用價值。 從物質(zhì)存在和組成多樣性的角度來看，硅是無機非金屬的主角，是地殼的基本骨干元素。自然界中的巖石、土壤、沙子主要以二氧化硅或硅酸鹽的形式存在，地殼的95%是硅酸鹽礦。所以，介紹硅及其化合物，體現(xiàn)了硅元素存在的普遍性和廣泛性。 從認知規(guī)律來看，硅元素的主要化合價只有+4價，硅單質(zhì)比較穩(wěn)定，硅的化合物知識也比較簡單。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)比較輕，有利于學(xué)習(xí)積極性的保護和培養(yǎng)。 本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點： 從硅及其化合物的知識體系來看，它由二氧化硅和硅酸、硅酸鹽以及硅單質(zhì)等三部分內(nèi)容組成。在內(nèi)容編排上打破常規(guī)，首先從硅的親氧性引出硅主要存在的兩種形式──二氧化硅和硅酸鹽，接著介紹二氧化硅的性質(zhì)，再介紹硅酸、硅酸鹽的一些性質(zhì)，最后介紹硅單質(zhì)。先學(xué)習(xí)比較熟悉的硅的化合物，再學(xué)習(xí)單質(zhì)硅的順序符合認知規(guī)律，有利于學(xué)生接受。 從知識內(nèi)容的安排上來看，重點、非重點把握準確。主干內(nèi)容保持一定量，并重彩描繪。例如，二氧化硅的知識突出酸性氧化物的性質(zhì)，在“科學(xué)視野”中介紹硅氧四面體結(jié)構(gòu)，了解二氧化硅的一些物理性質(zhì)，然后以圖配文的方式介紹了二氧化硅的用途，最后讓學(xué)生通過日常生活中的一些事實，以“思考與交流”的方式得出二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。在學(xué)習(xí)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)時，既介紹了酸性氧化物的共性，又介紹了SiO2的特性，擴展了學(xué)生對非金屬酸性氧化物的認識。硅酸鹽重點介紹硅酸鈉溶液的性質(zhì)和用途。對非重點知識和拓展性內(nèi)容，采用多種形式來呈現(xiàn)。例如，簡要介紹了硅酸的制取原理和硅膠的用途，應(yīng)用廣泛的硅酸鹽產(chǎn)品以圖片的形式呈現(xiàn)，一些新型陶瓷以“科學(xué)視野”的方式介紹，硅酸鹽的組成以“資料卡片”的形式介紹，等等。 總之，硅及其化合物知識的介紹，既體現(xiàn)了元素存在的廣泛性又體現(xiàn)了應(yīng)用的前瞻性，既有親近感又可以使學(xué)生開闊眼界，同時也能使學(xué)生增強對學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性的認識。 本節(jié)教學(xué)重點：二氧化硅的性質(zhì)。 本節(jié)教學(xué)難點：硅酸鹽的豐富性和多樣性。 教學(xué)建議如下： 1.采用對比的方法，聯(lián)系碳、二氧化碳等學(xué)生已有的知識和生活經(jīng)驗來介紹硅、二氧化硅等新知識。聯(lián)系和對比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過對比可加深對知識的理解，有利于學(xué)生對知識的記憶和掌握。因此，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會運用對比的方法來認識物質(zhì)的共性和個性、區(qū)別和聯(lián)系。碳和硅是同一主族相鄰的兩種元素，它們的性質(zhì)既有相似之處，又有不同之處。在教學(xué)時要突出硅的親氧性強于碳的親氧性，從而引導(dǎo)學(xué)生理解硅的兩種存在形式──二氧化硅和硅酸鹽。對于SiO2化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)，可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)SiO2和CO2都是酸性氧化物這一特點，把它們的性質(zhì)一一列出。然后引導(dǎo)學(xué)生從硅的親氧性大，得出常溫下SiO2的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；在加熱的條件下，SiO2才能與堿性氧化物起反應(yīng)，等等。 在介紹硅酸時，可以補充這樣一個實驗：將CO2通入Na2SiO3溶液中，引導(dǎo)學(xué)生觀察白色膠狀沉淀的生成，從而加深對H2SiO3的酸性弱于碳酸的認識。 對于硅單質(zhì)，主要讓學(xué)生了解硅是重要的半導(dǎo)體材料，在電子工業(yè)上有廣泛的用途。 SiO2的結(jié)構(gòu)知識屬于拓展性內(nèi)容，在教學(xué)中不作要求。 2.要多運用日常生活中的事例進行教學(xué)。非金屬元素首先介紹硅元素，硅的化合物普遍存在是原因之一。因此，教學(xué)時要多注意聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，充分利用實物、模型及教科書中的彩圖和插圖，通過放映教學(xué)錄像，學(xué)生自己搜集有關(guān)的實物或照片，在課堂上展示交流等方法，增強教學(xué)的直觀性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。例如，可用生活事例來說明SiO2質(zhì)硬、不溶于水的性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察教科書中的圖片、觀察陶瓷和玻璃制品等實物來了解硅酸鹽的廣泛用途等。 3.通過自學(xué)討論的方法進行硅酸鹽的教學(xué)。學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個自主構(gòu)建的過程。他們帶著自己原有的知識背景、活動經(jīng)驗和理解走進學(xué)習(xí)活動，并通過自己的主動活動，包括獨立思考、與他人交流和反思等，去構(gòu)建對化學(xué)知識的理解。例如，講硅酸鹽時可指出，最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3，它的水溶液稱為水玻璃。然后展示樣品，觀察水玻璃的黏稠性。同時拿出一塊反復(fù)充分浸過水玻璃并已干燥的布條，把它放在火焰上，結(jié)果布條不能燃燒，從而認識用水玻璃浸泡織物可以防火。最后，對于硅酸鹽的豐富性和多樣性，建議學(xué)生以閱讀、交流的方式來完成。 二、活動建議 【實驗4-1】 控制溶液混合物的酸堿性是制取硅酸凝膠的關(guān)鍵。鹽酸的濃度以6 mol/L為宜。 在飽和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈紅色。逐滴加入稀鹽酸，待溶液紅色變淺并接近消失時，有透明的硅酸凝膠產(chǎn)生。 【實驗4-2】 若無硅酸鈉溶液，可用市售的水玻璃代替。一定要使小木條或濾紙條反復(fù)浸透。 水浸過的濾紙或小木條，當水分蒸發(fā)后就燃燒。硅酸鈉溶液浸過的濾紙或小木條，當水分蒸發(fā)后不易燃燒(濾紙只起泡)。 三、問題交流 【思考與交流】 物理性質(zhì)：熔點高、硬度大。 化學(xué)穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性好，除氫氟酸外一般不與其他酸反應(yīng)，可以與強堿如NaOH等反應(yīng)，屬于酸性氧化物。 SiO2的這些性質(zhì)主要和它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。SiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定。 四、習(xí)題參考 1.（1）⑧⑩ （2）⑤⑥⑦⑨ （3）①②③④ 2. 材料 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 玻璃 硬度高、耐磨損，耐高溫,較脆 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 陶瓷 硬度高、耐磨損，耐高溫定 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn) 3.晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料，主要應(yīng)用于信息技術(shù)和光電池等方面。 4.（1）還原劑（2）化合反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)）；置換反應(yīng)；還原劑。 5.不要求課后馬上完成，建議學(xué)生在一定的時間內(nèi)，由個人或小組合作完成。最好物色學(xué)有余力的同學(xué)多花功夫?qū)懗鲑|(zhì)量較高的小論文。 第二節(jié) 富集在海水中的元素──氯 一、教學(xué)設(shè)計 氯及其化合物知識作為本章第二節(jié)教學(xué)內(nèi)容，其設(shè)計意圖是：一、氯是一種比較典型的、重要的非金屬元素。教科書選擇氯氣的性質(zhì)、用途以及Cl-的檢驗等內(nèi)容進行比較全面的學(xué)習(xí)和研究，不但可以讓學(xué)生了解典型非金屬單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)，而且對學(xué)生全面認識化學(xué)元素，尤其是了解其他非金屬元素及其化合物的性質(zhì)，形成正確的觀點、掌握正確的學(xué)習(xí)方法等具有重要的作用。二、氯是海水中富集的一種元素，資源豐富。而且食鹽、漂白粉等含氯的化合物大家都非常熟悉，認識上有一種親近感，容易產(chǎn)生求知的欲望。 本節(jié)內(nèi)容主要包括三部分：一是活潑的黃綠色氣體──氯氣，二是氯離子（Cl-）的檢驗，三是鹵素簡介。 本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點： 1.突出重點 從物質(zhì)種類上來看，重點學(xué)習(xí)氯元素的單質(zhì)──氯氣；從氯氣的知識結(jié)構(gòu)來看，重點學(xué)習(xí)氯氣的強氧化性；從氯氣的氧化性來看，重點學(xué)習(xí)氫氣在氯氣中的燃燒、氯氣與水的反應(yīng)。本節(jié)的另一個重點內(nèi)容是氯離子的檢驗。教科書對重點知識不僅作了比較詳細的介紹，而且安排了“實驗”“思考與交流”“學(xué)與問”等活動，以調(diào)動學(xué)生各種感官，使學(xué)生建立起知識結(jié)構(gòu)并不斷加深。而教科書對氯氣的實驗室制取、氯的化合物、鹵族元素等通過“科學(xué)史話”“科學(xué)視野”作了簡單的介紹。本節(jié)突出典型元素氯的介紹，又有所體現(xiàn)鹵素的性質(zhì)，較好地體現(xiàn)了以點為主、點面結(jié)合的編制思想。 2.講究實用性 重點知識選擇的依據(jù)之一是實用性。氫氣在氯氣中的燃燒是工業(yè)上制鹽酸的重要方法，氯氣與水反應(yīng)是氯氣用于自來水消毒的原理所在，離子檢驗是化學(xué)實驗的重要內(nèi)容，也是一項重要的基本技能。因此，這些重點知識的學(xué)習(xí)對學(xué)生知識與能力的發(fā)展有非常重要的作用。而氯氣的實驗室制法，實用意義不大，若介紹就要安排實驗，會對環(huán)境造成污染，因此，僅在“科學(xué)史話”中作了介紹。 3.體現(xiàn)思想性 教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了對立統(tǒng)一規(guī)律和辯證唯物主義觀點。例如，氯氣是有毒氣體，但它可用于自來水消毒，而且是重要的化工原料。通過學(xué)習(xí)可以使學(xué)生認識到要學(xué)好知識，正確運用，才能讓自然資源更好地為人類服務(wù)。此外，學(xué)生還可以從科學(xué)史話──“氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認”中學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度和研究方法。 本節(jié)教學(xué)重點：氯氣的化學(xué)性質(zhì)。 本節(jié)教學(xué)難點：氯氣與水反應(yīng)、氯氣與NaOH溶液反應(yīng)。 教學(xué)建議如下： 1.引導(dǎo)學(xué)生充分利用已有的知識學(xué)習(xí)新知識。在第二章中學(xué)生對分類方法已有所了解，本節(jié)應(yīng)從離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等不同角度來理解和認識所涉及的化學(xué)反應(yīng)，并以新知識為載體，鞏固氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念。初中化學(xué)中，學(xué)生已學(xué)過鹽酸、NaCl與AgNO3溶液的反應(yīng)。在介紹Cl-的檢驗時，可以先復(fù)習(xí)這兩個反應(yīng)，再進行實驗。 2.準確把握教學(xué)要求，突出重點。教師要充分利用教科書中的資源做好實驗、引導(dǎo)思考、廣泛交流、適當拓展，突出教學(xué)重點。還可以利用課外教學(xué)資源，如漂白粉的漂白原理、漂白粉的含氯量計算等，進一步強化重點知識。由于原子結(jié)構(gòu)和元素周期律、元素周期表等知識在必修2中學(xué)習(xí)，因此，對于氯元素在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)、鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的比較等內(nèi)容不必展開。氯氣的實驗室制法的介紹也不必加深。 3.運用化學(xué)史實，積極創(chuàng)設(shè)探究情景。教科書先以氯氣的發(fā)現(xiàn)和確認這一科學(xué)史話作為閱讀材料，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在比較輕松的環(huán)境里了解氯氣可以從氧化鹽酸中的氯離子得到，氯氣是黃綠色、有刺鼻氣味的氣體等，而且從科學(xué)家身上學(xué)習(xí)到科學(xué)研究的思想和科學(xué)探究的精神。然后安排了“思考與交流”，讓學(xué)生談一談從這一史實中得到的啟示，然后很自然地引出氯氣的實驗室制法，再寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。在思考和交流的過程中，要利用好這一問題的情景，引導(dǎo)學(xué)生體會理論指導(dǎo)的重要性和實驗實證的基礎(chǔ)性，使學(xué)生產(chǎn)生對化學(xué)知識的親近感，增加他們主動求知的精神。 4.充分運用實驗，通過實驗加深學(xué)生對非金屬性質(zhì)的印象，增強學(xué)生觀察和分析問題的能力。教科書在知識的表述方法上，充分利用化學(xué)是實驗科學(xué)這一特點，通過演示實驗講述氯氣的典型性質(zhì)，使學(xué)生對氯氣的認識從感性上升到理性。關(guān)于Cl-的檢驗，為說明自來水中含有Cl-，教科書除了選用稀鹽酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液與AgNO3溶液反應(yīng)外，還增加了自來水作為試劑與AgNO3溶液反應(yīng)，同時以蒸餾水與AgNO3溶液混合作為對比實驗。對使用AgNO3溶液檢驗Cl-時需要滴加稀硝酸酸化的理由，教學(xué)中要注意通過對比實驗來解決。還可以以Na2CO3溶液為例，對稀硝酸加在AgNO3溶液前和后有什么影響展開討論。 5.增強教學(xué)的問題性和探究性。對于氯氣與水的反應(yīng)、氯氣與堿的反應(yīng)這些教學(xué)難點，建議首先向?qū)W生提出問題：請你根據(jù)已掌握的Cl2的性質(zhì)猜測，Cl2與H2O反應(yīng)可能形成的產(chǎn)物是什么？并設(shè)計各種實驗方案，證明你的假設(shè)是否成立。通過假設(shè)、設(shè)計、驗證、得出結(jié)論后，再用下列問題進行情境遷移：（1）根據(jù)Cl2與H2O的反應(yīng)設(shè)想一下，如果將Cl2通入NaOH溶液中會發(fā)生怎樣的反應(yīng)？（2）在工業(yè)上，Cl2與消石灰反應(yīng)可以制得漂白粉，其有效成分是什么？起漂白作用的物質(zhì)是什么？若學(xué)生的基礎(chǔ)較好，此時可應(yīng)用下列問題繼續(xù)進行深入探究：往NaOH溶液中滴加酚酞溶液，再逐滴滴加氯水，會有什么現(xiàn)象？實驗中酚酞褪色的原因是什么？是因為Cl2與堿發(fā)生了反應(yīng)，還是因為氯水中含有的HClO起了漂白作用？你是否能設(shè)計實驗證明哪種猜測是對的呢？在此過程中，教師應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生主動參與探究學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗、觀察、調(diào)查、資料收集、閱讀、討論、辯論等多種方式進行學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題，以及通過實驗解決問題的能力。 二、活動建議 【實驗4-3】盛氯氣的集氣瓶要干燥。瓶中的氯氣要濃，為了防止氯氣逸散，可在集氣瓶口涂一點凡士林，使玻璃片與瓶口更密合。因為這是第一個關(guān)于氯氣性質(zhì)的實驗，實驗時要提醒學(xué)生注意觀察氯氣的顏色（黃綠色），并注意氫氣在空氣里燃燒與在氯氣里燃燒火焰的顏色是不同的。 【實驗4-4】色布的顏色最好是自行染上的。可取白紗布條，用紅墨水染成紅色，晾干備用。 【實驗4-5】實驗時所用氯氣和有色布條一定要干燥。為此，從氣體發(fā)生器出來的氣體要經(jīng)過裝有濃硫酸的洗氣瓶，干布條要用臨時烘干的。 建議增加一個氯氣與水反應(yīng)和氯氣與堿反應(yīng)的對比實驗。操作方法如下： 取兩個裝有氯氣的集氣瓶，先讓學(xué)生觀察氯氣的顏色。然后向一個瓶中注入少量水（約5 mL），向另一個瓶中注入等體積的濃氫氧化鈉溶液，振蕩。片刻后，對比瓶里氯氣的顏色（注入堿液的瓶里黃綠色褪去，而注入水的瓶里的氯氣的黃綠色變化不明顯）。 【實驗4-6】此實驗中，地區(qū)不同，自來水中滴入AgNO3溶液的現(xiàn)象可能不同。稀鹽酸和NaCl溶液中加入AgNO3溶液都產(chǎn)生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解。Na2CO3溶液中加入AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀溶解，且放出氣泡。 三、問題交流 【思考與交流1】 啟示1：科學(xué)研究需要有正確的理論作指導(dǎo)，錯誤的理論只能浪費時間和精力。 啟示2：科學(xué)研究需要以大量事實為依據(jù)，只有大量事實才能推翻錯誤的理論，建立正確的理論或推動科學(xué)理論的發(fā)展。 啟示3：科學(xué)研究需要有熱愛科學(xué)的思想和奉獻科學(xué)的精神。 MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 【思考與交流2】 提示：燃燒不一定要有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒。 【學(xué)與問】 提示：因為城市自來水常用Cl2進行消毒，所以自來水中溶解有少量的氯氣，有刺激性氣味。 四、習(xí)題參考 1.氯氣溶于水發(fā)生反應(yīng)：Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO具有強氧化性，能殺滅水中的病菌。 2. 實驗現(xiàn)象 解釋或化學(xué)方程式 滴入AgNO3溶液 白色沉淀 AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3 滴在藍色石蕊試紙上 先變紅后很快褪色 氯水具有酸性和漂白性 滴入紅墨水 褪色 氯水具有漂白性 3.2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 4.Ca(ClO)2，優(yōu)點是漂白粉的性質(zhì)比氯水穩(wěn)定，可以長時間放置。 5.觀察包裝袋是否密封，漂白粉中有無結(jié)塊，注意使用期限，現(xiàn)買現(xiàn)用，購買之后應(yīng)密閉保存在干燥的地方等。 6.應(yīng)十分小心，不要吸入氯氣，不要把氯氣大量排放到空氣中去等。 7.D 8.C 9.取少量試劑于小試管中，滴入用稀硝酸酸化的AgNO3溶液，如立刻有白色沉淀產(chǎn)生，則說明有Cl-存在。 10.（1）Cl2+2KBr=Br2+2KCl、Cl2+2KI=I2+2KCl （2）Br2+2KI=I2+2KBr 11.（1）取極微量嘗味道；（2）加入醋酸或鹽酸，看有無氣體放出；（3）溶于水后加入CaCl2（或BaCl2）溶液，看有無沉淀產(chǎn)生；（4）用pH試紙測其溶液的pH；（5）分別溶于水后滴入酚酞溶液，看是否變紅,等等。 12.建議： （1）可以以小組形式進行；（2）到附近廠礦、農(nóng)技單位進行調(diào)查；（3）教師可適當介紹網(wǎng)站和書籍，如《化工辭典》（王箴主編，化工出版社）、google、baidu等。 第三節(jié) 硫和氮的氧化物 一、教學(xué)設(shè)計 環(huán)境保護問題已越來越為世界各國所重視，環(huán)境意識已成為當代人類文化素質(zhì)的重要組成部分，并成為衡量一個國家，一個民族乃至一個人的文明程度的重要標準。環(huán)境問題的產(chǎn)生主要是由于人類對自然資源和生態(tài)環(huán)境的不合理利用和破壞造成的，而這種損害環(huán)境的行為又是同人類對環(huán)境缺乏正確的認識聯(lián)系在一起的。因此，根據(jù)課程標準“關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、參與意識和決策能力”的要求，加強環(huán)境教育，提高學(xué)生的環(huán)境意識，幫助學(xué)生正確認識環(huán)境和環(huán)境問題。 二氧化硫和二氧化氮是造成大氣污染的主要氣體，大氣質(zhì)量與二氧化硫、二氧化氮的含量有關(guān)。因此，在本章中，把這二者單獨作為一節(jié)來學(xué)習(xí)。 本節(jié)從人們熟悉的空氣質(zhì)量日報提出相關(guān)的4個問題，然后教科書安排了三部分內(nèi)容，第一部分是二氧化硫的性質(zhì)，第二部分是二氧化氮、一氧化氮的性質(zhì)，第三部分是二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染。 本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點： 1.主題明確本節(jié)的主題是了解環(huán)境污染的原因和樹立環(huán)境保護意識，教科書從空氣質(zhì)量日報引出環(huán)境問題，最后教學(xué)內(nèi)容落實到二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染，給自然環(huán)境、人類的正常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的危害，以及防治環(huán)境污染的方法等?？傮w的思路是先弄清楚有關(guān)污染物的性質(zhì)，然后讓學(xué)生了解引起大氣污染的原因，從而引導(dǎo)學(xué)生形成參與解決環(huán)境問題的意識。 2.內(nèi)容新穎本節(jié)中空氣質(zhì)量日報、信使分子──NO、火箭為什么能飛上天、防治酸雨的措施、雨水pH的測定等都是比較新的內(nèi)容，而且是與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切的化學(xué)問題。在教學(xué)中要充分利用這些知識，或進行適當?shù)臄U充，以達到拓寬學(xué)生視野的目的。 3.呈現(xiàn)方式靈活本節(jié)除文字敘述外，還安排了“實驗”“學(xué)與問”“科學(xué)探究”“實踐活動”等，提供了“資料卡片”“科學(xué)視野”等閱讀材料，體現(xiàn)了課程標準提出的“精心創(chuàng)設(shè)學(xué)生自主活動和積極探究的情境，引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究過程，獲取知識，獲得親身體驗，學(xué)會合作與分享，提高探究欲望”的要求，努力達到有計劃、有步驟地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力的目的。 本節(jié)教學(xué)重點：二氧化硫與水的反應(yīng)，二氧化氮與水的反應(yīng)，二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染。 本節(jié)教學(xué)難點：可逆反應(yīng)，二氧化氮與水的反應(yīng)。 教學(xué)建議如下： 1.努力體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想。教科書一開始利用空氣質(zhì)量日報提出4個問題，激發(fā)學(xué)生思索，使學(xué)生較快的投身于學(xué)習(xí)的情景中。在教學(xué)中一方面要開好頭，另外在“實驗”“科學(xué)探究”“實踐活動”中要注意激發(fā)學(xué)生求知的欲望，多讓學(xué)生參與，把教學(xué)活動開展得有聲有色。例如，在學(xué)習(xí)二氧化硫時，可以提出二氧化硫中硫元素的化合價為多少及其所屬氧化物的類型是什么等問題，預(yù)測二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)并以實驗驗證。建議安排下列活動：（1）根據(jù)二氧化硫中硫為+4價，居于中間價態(tài)，推出二氧化硫既有氧化性又有還原性；二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。（2）聯(lián)系酸、堿、鹽、氧化物間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和氧化還原反應(yīng)的有關(guān)知識設(shè)計驗證方案。（3）師生共同討論驗證方案的可行性。（4）學(xué)生分組實驗：二氧化硫與水（滴加紫色石蕊溶液）、二氧化硫與氫氧化鈉溶液（滴加酚酞溶液）、二氧化硫與品紅溶液。（5）記錄現(xiàn)象，教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論等。 2.準確把握教學(xué)要求。對于二氧化硫，教科書簡要介紹了硫與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫；二氧化硫有難聞的氣味，能溶于水，水溶液顯酸性，以及二氧化硫的漂白性等。教學(xué)中不要提高要求，避免增加學(xué)生的負擔(dān)。至于二氧化硫漂白作用的機理、反應(yīng)的生成物，考慮到學(xué)生的接受能力，教科書沒有介紹。要提醒學(xué)生注意SO2+H2OH2SO3是可逆反應(yīng)，這是學(xué)生第一次接觸可逆反應(yīng)的概念，建議說明這一概念的涵義，為學(xué)生今后接觸更多的可逆反應(yīng)，以及學(xué)習(xí)化學(xué)平衡等奠定基礎(chǔ)。對于學(xué)生基礎(chǔ)比較好的學(xué)校，建議在討論SO2的漂白性時，從反應(yīng)原理上和次氯酸的漂白作用進行比較，使學(xué)生注意它們的區(qū)別。 3.采用輔助教學(xué)手段，體現(xiàn)新教科書的特色。例如，對于NO與O2的反應(yīng)，建議利用錄像來展示，使學(xué)生不但能看到氣體顏色的變化，而且能看到氣體體積的變化。然后從體積變化的定量數(shù)據(jù)中討論原因，學(xué)習(xí)有關(guān)的知識。對于NO2與水的反應(yīng)，建議有條件的學(xué)校采用邊講邊實驗；若不采用邊講邊實驗，可以利用實物投影等教學(xué)手段，以彌補演示實驗的不足，提高直觀教學(xué)效果。 4.要培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護意識。對于SO2和NO2對大氣污染的教學(xué)，可以指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文，引導(dǎo)學(xué)生了解SO2和NO2的產(chǎn)生、危害以及防治的措施等。然后根據(jù)SO2、NO2的利用和對大氣的污染，開展如何評價SO2、NO2的討論。這樣既鞏固了SO2和NO2的有關(guān)知識，又培養(yǎng)了學(xué)生利用化學(xué)知識化害為利的科學(xué)思想。 二、活動建議 【實驗4-7】演示該實驗時，應(yīng)注意： 1.收集二氧化硫的試管要干燥，氣體要收集滿，否則液面上升不多，液體變色不明顯。 2.可用亞硫酸鈉與酸反應(yīng)來制備二氧化硫。 3.品紅溶液的質(zhì)量分數(shù)不能太大，以0.01%左右為宜，并使溶液顯酸性。 4.二氧化硫并不能漂白所有的有色物質(zhì),它只能漂白某些有色物質(zhì)。因此,應(yīng)預(yù)先試驗它的漂白效果。 【科學(xué)探究】 采用課堂實驗教學(xué)法，寫出實驗報告。 實驗現(xiàn)象與結(jié)論： 1.提示：實驗所需的氧氣可以當時制取，也可以課前制好，裝在塑料袋中供學(xué)生選用。 實驗步驟 現(xiàn)象 解釋（可用化學(xué)方程式表示） (1) 將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽中 紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個試管的2/3，無色氣體充滿試管的1/3（上部） 3NO2+H2O=2HNO3+NO NO2為紅棕色氣體，易溶于水，NO為無色氣體，難溶于水 (2) 制取少量氧氣 2KClO3=2KCl+3O2↑ 或2H2O22H2O+O2↑ (3) (3)將氧氣慢慢地通入步驟（1）的試管中 無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，又變?yōu)闊o色氣體，但氣體體積逐漸縮小，液面不斷上升 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2.提示：從上述實驗結(jié)果可知，只有2/3的二氧化氮轉(zhuǎn)化為硝酸，而1/3的二氧化氮轉(zhuǎn)化為一氧化氮。因此，硝酸工業(yè)常在吸收反應(yīng)進行過程中補充一些空氣，使生成的一氧化氮再氧化為二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。經(jīng)過這樣多次的氧化和吸收，二氧化氮可以比較完全地被水吸收，能夠盡可能多地轉(zhuǎn)化為硝酸。 【實踐活動1】由于本節(jié)實踐活動的形式比較新，特提出如下建議： 1.活動的宗旨是使每個學(xué)生都動起來，因此在教學(xué)中要設(shè)法調(diào)動學(xué)生的積極性，使他們主動參與，在活動中受到教育和啟發(fā)，環(huán)保意識也得到提高。 2.活動的教學(xué)要求并不高，難度也不大，教師可以根據(jù)具體情況，選用其中的一部分活動，也可以自行設(shè)計其他活動。 3.在活動前應(yīng)做好充分的準備，如要求學(xué)生做好課前調(diào)查、查閱資料、發(fā)言準備等。教師應(yīng)準備好活動必備的用品，如污染物樣品、報刊資料、復(fù)印材料、圖片、投影片或錄像片等。 4.教學(xué)時可以采取靈活多樣的方式，如某些活動可以采取收集資料──調(diào)查──閱讀──討論的方式進行。 5.教學(xué)時應(yīng)注意盡量結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，使學(xué)生感到環(huán)境問題就發(fā)生在自己身邊，保護環(huán)境人人有責(zé)。 6.應(yīng)該注意的是，其中有些活動并沒有固定的答案，活動中也不要強求統(tǒng)一?；顒拥哪康闹饕谟趯W(xué)生的參與，在參與過程中培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識。 7.在上述實踐活動中，學(xué)生學(xué)到的不僅僅是一些環(huán)境知識，更重要的是引起他們對環(huán)境問題的關(guān)注，同時培養(yǎng)他們的探究能力、思維能力、表達能力、組織活動能力、與人交流的能力等，同時也可以培養(yǎng)他們的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等，而這些正是未來人才所應(yīng)具備的品質(zhì)和能力。 大氣污染物的來源十分廣泛，各地情況也有很大差別，以下舉出一些例子。 （1）工業(yè)排出的廢氣； （2）工廠、家庭燃燒含硫的燃料； （3）火山爆發(fā)產(chǎn)生的氣體； （4）焚燒農(nóng)作物的秸桿、森林火災(zāi)中的濃煙； （5）焚燒生活垃圾、廢舊塑料、工業(yè)廢棄物產(chǎn)生的煙氣； （6）吸煙； （7）做飯時廚房里的煙氣； （8）垃圾腐爛釋放出來的有害氣體； （9）工廠有毒氣體的泄漏； （10）居室裝修材料（如油漆等）緩慢釋放出來的有毒氣體； （11）風(fēng)沙、揚塵； （12）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的有毒農(nóng)藥； （13）使用涂改液等化學(xué)試劑； （14）復(fù)印機、打印機等電器產(chǎn)生的有害氣體等。 【實踐活動2】該活動涉及較多的技能，如收集雨水、使用pH試紙（或pH計）、列表或制圖等。如果本地區(qū)的雨水顯酸性，活動后應(yīng)調(diào)查分析雨水變酸的原因，并提出減輕酸雨危害的建議?；顒涌煞纸M合作進行。 三、問題交流 【學(xué)與問】 通過分析H2SO3的熱不穩(wěn)定性和二氧化硫的溶解性得出結(jié)論。 四、習(xí)題參考 1.刺激性、有、氣體，變紅。無，紅棕 2.A 3.C 4.C 5.D 6.（1）2SO2+O2=2SO3 (2)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (3)3NO2+H2O=2HNO3+NO 第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 一、教學(xué)設(shè)計 硫酸、硝酸是硫、氮元素的最高價氧化物的水化物，是重要的含氧酸，氨是氮的氫化物。非金屬單質(zhì)、氫化物、氧化物、含氧酸等構(gòu)成某一非金屬元素的知識體系。在硫、氮元素的知識體系中，比較重要的是氧化物和含氧酸。硫酸、硝酸既有酸的一些通性，又有它們自己的特性。氨也有大多數(shù)非金屬元素的氫化物所具有的性質(zhì)，同時它又是水溶液呈堿性的惟一氣體，而且是大家非常熟悉的物質(zhì)。因此，將它們歸為一節(jié)進行學(xué)習(xí)。 硫酸、硝酸和氨是重要的基本化工產(chǎn)品。掌握硫酸、硝酸和氨的性質(zhì)，可以更好地認識它們在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防中的重要用途。自然界中氮的循環(huán)具有一定的典型性。因此，本節(jié)教科書選擇濃硫酸、硝酸的氧化性，氨氣的性質(zhì)和制法，以及自然界中氮的循環(huán)為內(nèi)容，目的是讓學(xué)生了解這些重要化工產(chǎn)品的主要性質(zhì)，了解氮的循環(huán)對生態(tài)平衡的作用。 學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過稀硫酸、稀鹽酸的化學(xué)性質(zhì)，也做過濃硫酸吸水的實驗。本節(jié)通過“思考與交流”，應(yīng)用初中化學(xué)知識了解硫酸、硝酸具有酸的通性，然后引出濃硫酸和硝酸的氧化性。氨的性質(zhì)主要學(xué)習(xí)氨的水溶性、氨水的堿性，以及氨與酸的反應(yīng)。 本節(jié)內(nèi)容編排有以下特點： 1.重視知識的建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)由主干知識和基本知識構(gòu)成，主干知識作支撐。濃硫酸、硝酸的主干知識是強氧化性，它們能與絕大多數(shù)金屬起反應(yīng)，也能與一些非金屬起反應(yīng)，反應(yīng)的特點是濃硫酸、硝酸中的硫、氮元素被還原，生成硫的氧化物和氮的氧化物。氨的主干知識是水溶液呈堿性，因此容易與酸反應(yīng)生成鹽。教科書對于這些主干知識采用實驗進行建構(gòu)，用圖示進行加深，用化學(xué)反應(yīng)方程式進行強化。而對其他一些基本知識，則采用“思考與交流”“資料卡片”等形式來呈現(xiàn)。 2.重視環(huán)境教育例如，濃硫酸與銅反應(yīng)的實驗，以往是用銅片與濃硫酸反應(yīng)，實驗時反應(yīng)不能隨意停止，過多的SO2會造成環(huán)境污染。現(xiàn)在改用銅絲與濃硫酸反應(yīng)，反應(yīng)一會兒后，拉出銅絲，反應(yīng)即停止，減少了SO2對環(huán)境的污染。對于自然界中氮的循環(huán)，教科書采用圖片與問題相結(jié)合的形式，旨在通過討論，讓學(xué)生認識氮的循環(huán)對生態(tài)平衡的重要作用。 本節(jié)教學(xué)重點：濃硫酸、硝酸的氧化性，氨的化學(xué)性質(zhì)。 本節(jié)教學(xué)難點：濃硫酸、硝酸的氧化性。 教學(xué)建議如下： 1.做好實驗，充分發(fā)揮實驗的功能。實驗→觀察→分析是本節(jié)教學(xué)的重要手段與方法。為取得良好的實驗效果，教師要明確實驗?zāi)康?，明確實驗觀察的重點，使學(xué)生通過仔細觀察現(xiàn)象，來分析變化的本質(zhì)。另外還要強調(diào)實驗的操作要點及要掌握的實驗技能等。 在復(fù)習(xí)濃硫酸的吸水性、脫水性時可做蔗糖中加濃硫酸的實驗，結(jié)合教科書圖4-27，以激發(fā)學(xué)生的興趣。 對于硫酸的氧化性，建議演示實驗前設(shè)置如下思考題：（1）本實驗反應(yīng)的條件是什么？（2）反應(yīng)前后溶液及銅片有哪些變化？（3）實驗發(fā)生后品紅溶液（或紫色石蕊溶液）有何變化？由此得出什么結(jié)論？盛品紅溶液試管口的棉花起什么作用？這樣可以使學(xué)生帶著問題進行觀察，加強其對直觀現(xiàn)象的認識?？蓪︺~與濃硫酸反應(yīng)的實驗進行改進（見“活動建議”）。 對于硝酸與銅、非金屬的反應(yīng)，可以適當補充演示實驗，但必須控制環(huán)境污染問題。做濃、稀硝酸與銅反應(yīng)的實驗時要選用細長的導(dǎo)線銅絲。這樣既反應(yīng)快，又便于及時抽出，污染少；選用1∶2的稀硝酸現(xiàn)象較明顯，為增強可觀察性，可用白紙作襯托。在做紅熱的木炭在濃硝酸里燃燒的實驗時，要求學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象，并指出除碳外，硫、磷也能被濃硝酸氧化，至于氧化的產(chǎn)物不要求學(xué)生掌握。要記住王水的組成，可引導(dǎo)學(xué)生妙用王水中的“王”字的豎橫筆畫比，幫助記憶。 對于【實驗4-9】，可根據(jù)實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生分析：（1）燒瓶內(nèi)為什么會形成噴泉？（2）溶液為什么變成紅色？這個實驗可以使學(xué)生更好地理解氨極易溶于水、且水溶液顯堿性的性質(zhì)。對于氨與鹽酸的反應(yīng)，也可以用實驗進行演示。 2.加強思想方法教育。討論濃硫酸和硝酸的性質(zhì)時，要突出氧化還原的觀點，分析反應(yīng)的特點，從而理解濃硫酸、硝酸的氧化性表現(xiàn)在硫、氮元素價態(tài)的變化上。另外，學(xué)生學(xué)習(xí)了濃硫酸、硝酸的強氧化性后，一定會產(chǎn)生疑問：濃硫酸、稀硫酸中溶質(zhì)都是H2SO4，為什么性質(zhì)有如此大的差異？濃硝酸、稀硝酸的氧化性為什么也有比較大的差異？這時要引導(dǎo)學(xué)生運用內(nèi)因與外因的關(guān)系進行分析，指出量變會引起質(zhì)變，加深對自然辯證法的認識。 3.運用比較歸納法進行學(xué)習(xí)。濃硫酸、硝酸的氧化性有許多相似的地方，通過比較可以加深理解、方便記憶。如濃硫酸、硝酸作氧化劑時，都是硫、氮元素被還原；都是濃的溶液氧化性比稀的溶液強；濃硫酸、濃硝酸都能與不活潑金屬和一些非金屬反應(yīng)；在常溫下，濃硫酸、濃硝酸都能使鐵、鋁表面氧化生成牢固的氧化物薄膜，從而阻止酸與內(nèi)層金屬的反應(yīng)等。在教學(xué)過程中，學(xué)生會常常錯誤地認為：硝酸愈稀被還原的程度愈大，說明硝酸愈稀氧化能力愈強。對此，要向?qū)W生說明，氧化性的強弱是指氧化其他元素的能力，而不是指本身被還原的程度，即不能以還原產(chǎn)物中氮的價態(tài)作為衡量標準。在教學(xué)中還可以引導(dǎo)學(xué)生歸納氨的特殊性，如氨水的化學(xué)式、氨水的酸堿性等。 4.注意教學(xué)方式的多樣化。應(yīng)充分利用各種實物、音像資料，通過觀看、閱讀、講解、討論等多種形式進行教學(xué)。尤其是要注意不斷創(chuàng)設(shè)問題的情景，引發(fā)學(xué)生討論。還要鼓勵學(xué)生主動提出問題，質(zhì)疑釋疑等。 二、活動建議 【實驗4-8】該實驗只有在持續(xù)加熱時，才有穩(wěn)定的SO2氣流。反應(yīng)完畢，冷卻后，把試管里的液體慢慢倒入另一支盛有少量水的試管里，可觀察到溶液呈現(xiàn)藍色。 在做這個實驗時，試管底部往往會出現(xiàn)黑色沉淀物，溶液也顯得發(fā)黑，持續(xù)加熱的時間長一些，顏色可變淺。由于反應(yīng)復(fù)雜，不宜過多介紹。 此實驗也可稍作改進（如圖4-1）。改進后的實驗可證明SO2的產(chǎn)生；證明SO2溶液為酸性；證明SO2不能漂白石蕊溶液；強調(diào)尾氣處理的方法。 現(xiàn)象：濃硫酸與銅在加熱時能發(fā)生反應(yīng)，放出能使紫色石蕊溶液變紅或使品紅溶液褪色的氣體。反應(yīng)后生成物的水溶液顯藍色。 圖 4-1 濃硫酸與銅的反應(yīng) 【實驗4-9】做此實驗時應(yīng)注意： 1.裝置要密閉不漏氣。 2.圓底燒瓶要干燥。 3.燒瓶里的氨氣要充滿。 實驗中所用的氨氣可用以下方法得到： 1.用NH4Cl與Ca(OH)2共熱制氨氣。注意首先要檢查Ca(OH)2是否變質(zhì)〔長期存放的Ca(OH)2可能會部分變成CaCO3〕，最好用新制的Ca(OH)2。為防止生成氨合物，Ca(OH)2要過量，NH4Cl與Ca(OH)2的質(zhì)量比以5∶8為宜。如果用（NH4)2SO4代替NH4Cl，則二者的質(zhì)量比以1∶1為宜。如果用粉末狀的生石灰代替Ca(OH)2，制得的氨氣比較干燥。 2.加熱濃氨水制氨氣。在燒瓶中加入2～4 mL濃氨水，加熱即可得到氨氣。此法也可用于做噴泉實驗。 3.在常溫下，用濃氨水與固體燒堿混合制氨氣。方法是：在分液漏斗中加入濃氨水，在錐形瓶中加入少量固體氫氧化鈉（約一小藥匙），按圖4-2所示安裝好裝置。將濃氨水慢慢滴入錐形瓶，待冒出較多的氣泡時，用向下排氣法收集氨氣。實驗時要控制好濃氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要開得太大，以免產(chǎn)生氨氣過多而沖開錐形瓶的塞子。此法的裝置和操作都很簡便，而且制得的氨氣濃度也比較大，做“噴泉”實驗效果比較好。 圖 4-2 制取氨氣 現(xiàn)象：燒杯里的水由玻璃管進入燒瓶，形成噴泉，燒瓶內(nèi)液體呈紅色。 三、問題交流 【思考與交流1】（1）它們都是酸，在水溶液中電離出H+，硫酸和硝酸是含氧酸，鹽酸是無氧酸；硫酸是二元強酸，硝酸和鹽酸是一元強酸…… （2）在水溶液中都電離出氫離子，HA=H++A- （3）從鹽酸、稀硫酸是非氧化性酸，濃硫酸或硝酸是氧化性酸的角度加以討論。 【思考與交流2】提示：氮是蛋白質(zhì)的基本組成元素之一。所有生物體內(nèi)均含有蛋白質(zhì)，所以氮的循環(huán)涉及到生物圈的全部領(lǐng)域。氮是地球上極為豐富的一種元素，在大氣中約占79%。氮在空氣中含量雖高，卻不能為多數(shù)生物體所直接利用，必須通過固氮作用。固氮作用的兩條主要途徑，一是通過閃電等高能固氮，形成的氨和硝酸鹽，隨降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤菌可使氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等。植物從土壤中吸收銨離子（銨肥）和硝酸鹽，并經(jīng)復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化形成各種氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白質(zhì)。動物以植物為食而獲得氮并轉(zhuǎn)化為動物蛋白質(zhì)。動植物死亡后遺骸中的蛋白質(zhì)被微生物分解成銨離子（NH4+）、硝酸根離子（NO3-）和氨（NH3）又回到土壤和水體中，被植物再次吸收利用。 四、習(xí)題參考 1.無，刺激，極易。小，吸，制冷劑 2.NH3 NH4NO3 N2 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 HNO3…… 3.B 4.C 5. 濃硫酸 稀硫酸 酸性 強弱 弱（主要以分子狀態(tài)存在，弱酸性，不能用來制取氫氣） 強（可以用來與活潑金屬反應(yīng)制取氫氣） 化學(xué) 方程式 H2SO4（濃）+2NaOH=Na2SO4+2H2O 2NaCl+H2SO4(濃）Na2SO4+2HCl↑ H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 應(yīng)用 制氯化氫等揮發(fā)性酸 除鐵銹、制硫酸銨等鹽類 氧化性 強弱 強氧化性（硫元素被還原，可以與不活潑金屬如Cu及非金屬如C等發(fā)生氧化還原反應(yīng)） 弱氧化性（氫元素被還原，只能與金屬活動性順序中排在氫前面的金屬反應(yīng)） 化學(xué) 方程式 Cu+2H2SO4(濃）CuSO4+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 應(yīng)用 精煉石油、制造炸藥等 實驗室制氫氣、制鹽等 吸水性 濃硫酸有吸水性 無 應(yīng)用 干燥劑 脫水性 濃硫酸有脫水性 無 化學(xué) 方程式 C12H22O1112C+11H2O 應(yīng)用 在有機反應(yīng)中作脫水劑、制染料等 6.提示:(1)各取少量溶液，滴入Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成的是稀硫酸： Ba（NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3 (2)各取剩下的兩種溶液少許，滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是稀鹽酸，最后一種是稀硝酸。 AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3 7.區(qū)別的方法有很多，以下方法僅供參考（只要求學(xué)生掌握其中三四種方法即可）。 （1）密度法：濃硫酸的密度比稀硫酸大得多，可以測試這兩支試管相同體積液體的重量，重量大的是濃硫酸，重量小的是稀硫酸（或用密度計進行測試）。 （2）黏度法：濃硫酸是黏稠的液體，而稀硫酸接近水的黏度，所以將兩支試管拿起搖動幾下，觀察。流動性差的是濃硫酸，流動性好的是稀硫酸。 （3）稀釋法：濃硫酸溶于水時放出大量的熱，故可用稀釋法進行鑒別。在小燒杯中加入10 mL水，再慢慢沿?zé)诩尤肽撤N硫酸，放出熱量大的是濃硫酸，熱量變化很小的是稀硫酸。 （4）露置法：濃硫酸具有吸水性，而稀硫酸無此特性。分別稱取等量的兩種硫酸，露置在空氣中一段時間后再稱量，質(zhì)量明顯增加的是濃硫酸，另一種是稀硫酸。 （5）吸水法：在兩支試管中各加入少量膽礬，再分別加入幾滴硫酸，晶體溶解且溶液變藍的是稀硫酸，若藍色晶體變白，則加入的酸是濃硫酸。 （6）鈍化法：取已去氧化膜的兩塊鐵片或鋁片，分別放入盛有兩種硫酸的試管中。無明顯現(xiàn)象的是濃硫酸，有氣泡產(chǎn)生的是稀硫酸。（或取已去氧化膜的兩塊鐵片或鋁片，分別放入盛有兩種硫酸的試管中片刻，取出后用水洗凈，再分別浸入CuSO4溶液中，過一會兒后如果有紅色物質(zhì)析出，則原試管所盛的是稀硫酸；若無現(xiàn)象，則原試管所盛的是濃硫酸。） （7）氧化法：濃硫酸具有強氧化性，而稀硫酸的氧化性弱。分別取兩支試管，加入銅片后再分別加入兩種硫酸，加熱，能產(chǎn)生刺激性氣味氣體的是濃硫酸，另一種是稀硫酸。 （8）脫水法：分別用玻璃棒醮取兩種酸涂在紙上，過一段時間后，若紙上出現(xiàn)黑色痕跡，則涂的是濃硫酸。 （9）生霧法：在兩支試管中各加少量濃鹽酸，再分別加入少量的兩種硫酸，若有大量白霧生成，則加入的是濃硫酸。 （10）導(dǎo)電法：取兩種酸少許于兩只小燒杯中，分別做導(dǎo)電性實驗，若小燈泡發(fā)光且亮，則燒杯中所盛的是稀硫酸。 …… 8.提示：需要考慮的因素主要是：能夠達到干燥效果，最大限度地減少所需氣體的損失，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)。 SO2可以用濃硫酸等干燥；NO可以用濃硫酸、堿石灰或P2O5等干燥；NO3可以用堿石灰干燥。 9.提示：以硫元素在自然界的循環(huán)為線索，分別考慮硫及其化合物的轉(zhuǎn)化，并分析人類行為的影響。 10.2Cu+O22CuO CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 教學(xué)資源 1.硅 （1）硅在高新技術(shù)中的應(yīng)用 單晶硅作為半導(dǎo)體器件的核心材料,大大地促進了信息技術(shù)的革命。自20世紀中葉以來,單晶硅隨著半導(dǎo)體工業(yè)的需要而迅速發(fā)展。到1996年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額達到1 410億美元,而其中單晶硅材料的銷售達到74億美元。中國消耗的大部分集成電路及其硅片主要依賴進口。但我國科技人員正迎頭趕上,于xx年成功地制造出了12英寸單晶硅,標志著我國單晶硅生產(chǎn)進入了新的發(fā)展時期。 信息材料技術(shù)是新材料技術(shù)的重要組成部分,也是信息技術(shù)尤其是電子信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。從目前情況來看,硅半導(dǎo)體仍然是集成電路的主要材料。據(jù)估計在21世紀內(nèi),硅仍然會占半導(dǎo)體材料的95%以上。 光纖材料是發(fā)展現(xiàn)代通信的關(guān)鍵材料。目前的光纖以遠距離通信用石英材料為主,發(fā)展方向是減少損耗,加寬帶域,降低成本。超導(dǎo)材料可能給電子學(xué)帶來廣闊的發(fā)展前景,超導(dǎo)電子電路的優(yōu)勢是功耗低，速度快。超導(dǎo)電子材料已成為一個極受重視的目標。 微電子與生物技術(shù)緊密結(jié)合的以DNA芯片等為代表的生物工程芯片將是21世紀微電子領(lǐng)域的另一個熱點和新的經(jīng)濟增長點。采用微電子加工技術(shù),可以在指甲蓋大小的硅片上制作出含有多達10～20萬種DNA基因片段的芯片。利用這種芯片可以在極短的時間內(nèi)檢測或發(fā)現(xiàn)遺傳基因的變化等情況。這無疑對遺傳學(xué)研究、疾病診斷與治療、轉(zhuǎn)基因工程等具有極其重要的作用。 （2）硅和堿的反應(yīng) 硅和強堿反應(yīng)會生成氫氣,曾有人用這種方法來制備氫氣。在野外,為了迅速得到氫氣,用含量高的硅粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH混合,并強熱,即可迅速得到氫氣。 Si+Ca(OH)2+2NaOH=Na2SiO3+CaO+2H2 這種Si、Ca(OH)2和NaOH的混合物叫做生氫劑。 （3）純硅的制取 利用反應(yīng)SiO2+2C=Si+2CO,只能得到不純的粗硅。粗硅需進行精制,才能得到高純度的硅。 首先使Si與Cl2起反應(yīng): Si+2Cl2=SiCl4 生成的SiCl4液體在除去雜質(zhì)后用H2還原： SiCl4+2H2=Si+4HCl 就得到純度較高的多晶硅。 （4）石英、水晶及其壓電效應(yīng) 石英的主要成分是SiO2,可用來制造石英玻璃。石英晶體中有時含有其他元素的化合物,它們以溶解狀態(tài)存在于石英中,呈各種顏色。此外,由于SiO2的結(jié)構(gòu)不同也會使石英產(chǎn)生不同顏色。純凈的SiO2晶體叫做水晶,它是六方柱狀的透明晶體,是較貴重的寶石。 法國科學(xué)家皮埃爾居里(Pierre Gurie)發(fā)現(xiàn)水晶在受壓時能產(chǎn)生一定的電場,這種現(xiàn)象被稱為“壓電效應(yīng)”。后來這種“壓電效應(yīng)”被應(yīng)用在電子工業(yè)上。石英薄片在高頻率電場的作用下,能作間歇性的伸張和收縮,其頻率和施加的電場的頻率相同。石英的這種伸縮又引起了周圍介質(zhì)產(chǎn)生類似聲波。由于水晶或石英具有這種性質(zhì),因此被廣泛應(yīng)用在鐘表工業(yè)和超聲技術(shù)上。 （5）硅谷(Silicon Valley) 硅谷是美國新興的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，電子技術(shù)研究中心和計算機生產(chǎn)的重要基地。硅谷位于加利福尼亞州圣弗朗西斯科南端的圣克拉拉縣（Santa Clara）。20世紀60年代以來，蘋果電腦公司帶動了其他企業(yè)，使硅谷迅速發(fā)展，高技術(shù)企業(yè)約有2 600家。90年代后成為美國多媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地。硅谷在發(fā)展過程中得到了該地區(qū)斯坦福大學(xué)技術(shù)上的扶持，是教育與技術(shù)相結(jié)合的典范。 2.無機非金屬材料 (1)傳統(tǒng)陶瓷 陶瓷在我國有悠久的歷史，是中華民族古老文明的象征。從西安地區(qū)出土的秦始皇陵中大批陶兵馬俑，氣勢宏偉，形象逼真，被認為是世界文化奇跡，人類的文明寶庫。唐代的唐三彩、明清景德鎮(zhèn)的瓷器均久負盛名。 傳統(tǒng)陶瓷材料的主要成分是硅酸鹽，自然界存在大量天然的硅酸鹽，如巖石、土壤等，還有許多礦物如云母、滑石、石棉、高嶺石等，它們都屬于天然的硅酸鹽。此外，人們?yōu)榱藵M足生產(chǎn)和生活的需要，生產(chǎn)了大量人造硅酸鹽，主要有玻璃、水泥、各種陶瓷、磚瓦、耐火磚、水玻璃以及某些分子篩等。硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定，熔點較高，難溶于水，有很廣泛的用途。 硅酸鹽制品一般都是以黏土（高嶺土）、石英和長石為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。黏土的化學(xué)組成為Al2O32SiO22H2O，石英為SiO2，長石為K2OAl2O36SiO2（鉀長石）或Na2OAl2O36SiO2（鈉長石）。這些原料中都含有SiO2，因此在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，硅與氧的結(jié)合是最重要也是最基本的。 硅酸鹽材料是一種多相結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其中含有晶態(tài)部分和非晶態(tài)部分，但以晶態(tài)為主。硅酸鹽晶體中硅氧四面體［SiO4］是硅酸鹽結(jié)構(gòu)的基本單元。在硅氧四面體中，硅原子以sp3雜化軌道與氧原子成鍵，Si—O鍵鍵長為162 pm，比起Si4+和O2-的離子半徑之和有所縮短，故Si—O鍵的結(jié)合是比較強的。 (2)精細陶瓷 精細陶瓷的化學(xué)組成已遠遠超出了傳統(tǒng)硅酸鹽的范圍。例如，透明的氧化鋁陶瓷、耐高溫的二氧化鋯（ZrO2）陶瓷、高熔點的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷等，它們都是無機非金屬材料，是傳統(tǒng)陶瓷材料的發(fā)展。精細陶瓷是適應(yīng)社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展起來的，信息科學(xué)、能源技術(shù)、宇航技術(shù)、生物工程、超導(dǎo)技術(shù)、海洋技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)需要大量特殊性能的新材料，促使人們研制精細陶瓷，并在超硬陶瓷、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、電子陶瓷、磁性陶瓷、光學(xué)陶瓷、超導(dǎo)陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的進展，下面選擇一些實例做簡要的介紹。 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷汽車發(fā)動機一般用鑄鐵鑄造，耐熱性能有一定限度。由于需要用冷卻水冷卻，熱能散失嚴重，熱效率只有30%左右。如果用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制造陶瓷發(fā)動機，發(fā)動機的工作溫度能穩(wěn)定在1 300 ℃左右，由于燃料充分燃燒而又不需要水冷系統(tǒng)，使熱效率大幅度提高。用陶瓷材料做發(fā)動機，還可減輕汽車的質(zhì)量，這對