高中化學 第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素 3 無機非金屬材料課件 新人教版必修2-新人教版高一必修2化學課件

1、第三節(jié)無機非金屬材料 一、一、 硅酸鹽材料硅酸鹽材料1.1.無機非金屬材料無機非金屬材料2. 2. 傳統(tǒng)無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料產(chǎn)品產(chǎn)品原料原料主要成分主要成分應用應用陶瓷陶瓷_( (含水的鋁含水的鋁硅酸鹽硅酸鹽) )生產(chǎn)建筑材料、絕生產(chǎn)建筑材料、絕緣材料、日用器皿、緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具衛(wèi)生潔具黏土黏土產(chǎn)品產(chǎn)品原料原料主要成分主要成分應用應用普普通通玻玻璃璃_(SiO(SiO2 2) )_生產(chǎn)建筑材料、生產(chǎn)建筑材料、光學儀器和各種光學儀器和各種器皿器皿, ,還可制造還可制造玻璃纖維用于高玻璃纖維用于高強度復合材料強度復合材料水水泥泥_、少量石膏少量石膏水泥、沙子和碎水泥、沙子和碎

2、石等與水混合可石等與水混合可以得到混凝土以得到混凝土純堿、石純堿、石灰石和石灰石和石英砂英砂NaNa2 2SiOSiO3 3、CaSiOCaSiO3 3、SiOSiO2 2黏土和黏土和石灰石石灰石【微思考微思考】普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料, ,經(jīng)混合、經(jīng)混合、粉碎粉碎, ,在玻璃窯中熔融在玻璃窯中熔融, ,發(fā)生復雜的物理變化和化學變發(fā)生復雜的物理變化和化學變化而制得。你能寫出發(fā)生反應的化學方程式嗎化而制得。你能寫出發(fā)生反應的化學方程式嗎? ?提示提示: :由原料和玻璃的成分及反應條件由原料和玻璃的成分及反應條件“熔融熔融”, ,可知反可知反應的

3、化學方程式為應的化學方程式為SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2,SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2。二、新型無機非金屬材料二、新型無機非金屬材料1.1.硅和二氧化硅硅和二氧化硅(1)(1)硅元素的存在與結構硅元素的存在與結構存在存在原子結構原子結構示意圖示意圖周期表中周期表中位置位置含量含量存在形態(tài)存在形態(tài)地殼中地殼中居第居第_位位_ _二二氧化物氧化物和硅酸和硅酸鹽鹽第三周第三周期、第期、第AA族族(2)(2)單質硅的制備單質硅的制備: :【微思考微思考】工業(yè)上利用

4、焦炭與工業(yè)上利用焦炭與SiOSiO2 2在高溫下反應制備粗硅在高溫下反應制備粗硅, ,由此能由此能否說明碳的還原性大于硅否說明碳的還原性大于硅? ?提示提示: :不能。比較氧化性、還原性的強弱不能。比較氧化性、還原性的強弱, ,必須是在通必須是在通常情況下發(fā)生的反應常情況下發(fā)生的反應, ,上述反應是在高溫條件下發(fā)生的上述反應是在高溫條件下發(fā)生的, ,故不能比較還原性的強弱。故不能比較還原性的強弱。(3)(3)硅和二氧化硅的用途硅和二氧化硅的用途2.2.新型陶瓷新型陶瓷3.3.碳納米材料碳納米材料碳納米材料在碳納米材料在_等領域有著廣闊的應等領域有著廣闊的應用前景。用前景。能源、信息、醫(yī)藥能源、

5、信息、醫(yī)藥結構特點結構特點應用應用富勒烯富勒烯由碳原子構成的由碳原子構成的一系列籠形分子一系列籠形分子的總稱的總稱代表物代表物C C6060開啟碳納開啟碳納米材料研究和應用米材料研究和應用的新時代的新時代碳納碳納米管米管由石墨片層卷成的由石墨片層卷成的管狀物管狀物, ,具有納米尺具有納米尺度的直徑度的直徑用于生產(chǎn)用于生產(chǎn)_、電池和、電池和傳感器傳感器石墨烯石墨烯只有一個碳原子直只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨徑厚度的單層石墨應用于光電器件、應用于光電器件、超級電容器、電池超級電容器、電池和復合材料和復合材料復合復合材料材料【情境情境思考思考】從陶瓷材料發(fā)展的歷史來看從陶瓷材料發(fā)展的歷史來看,

6、,經(jīng)歷了三次飛躍。由陶器經(jīng)歷了三次飛躍。由陶器進入瓷器這是第一次飛躍進入瓷器這是第一次飛躍; ;由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展到精細陶瓷由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展到精細陶瓷是第二次飛躍是第二次飛躍; ;精細陶瓷粉體的顆粒較大精細陶瓷粉體的顆粒較大, ,屬微米級屬微米級(10(10-6-6 m), m),用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級米級, ,用這種超細微粉體粒子來制造陶瓷材料用這種超細微粉體粒子來制造陶瓷材料, ,得到新得到新一代納米陶瓷一代納米陶瓷, ,這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷具有延展性具有延展性, ,有的甚至出現(xiàn)超塑性。納米

7、陶瓷被稱為有的甚至出現(xiàn)超塑性。納米陶瓷被稱為2121世紀陶瓷。世紀陶瓷。試分析傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料各試分析傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料各有什么優(yōu)點有什么優(yōu)點? ?提示提示: :傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的比傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的比較較: :傳統(tǒng)無機非金屬材料具有性質穩(wěn)定、抗腐蝕、耐高傳統(tǒng)無機非金屬材料具有性質穩(wěn)定、抗腐蝕、耐高溫等優(yōu)點溫等優(yōu)點, ,但質脆但質脆, ,經(jīng)不起熱沖擊。新型無機非金屬材經(jīng)不起熱沖擊。新型無機非金屬材料除具有傳統(tǒng)無機非金屬材料的優(yōu)點外料除具有傳統(tǒng)無機非金屬材料的優(yōu)點外, ,還有某些特征還有某些特征如如: :強度高

8、、具有電學、光學特性和生物功能等。強度高、具有電學、光學特性和生物功能等。知識點二氧化碳與二氧化硅的性質比較知識點二氧化碳與二氧化硅的性質比較【重點釋疑重點釋疑】二氧化碳與二氧化硅的性質比較二氧化碳與二氧化硅的性質比較物質物質二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳存在存在存在于巖石、沙存在于巖石、沙子、石英、水晶、子、石英、水晶、硅藻土中硅藻土中空氣空氣, ,燃料的燃燒燃料的燃燒產(chǎn)物產(chǎn)物物質物質二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳物理性質物理性質固體固體, ,難溶于水難溶于水, ,熔、沸點高熔、沸點高, ,硬硬度大度大通常情況下為無色通常情況下為無色無味氣體無味氣體, ,密度比密度比空氣大空氣大, ,微

9、溶于水微溶于水物質物質二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化學學性性質質與水與水反應反應不反應不反應COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2COCO3 3與酸與酸反應反應只與氫氟酸反只與氫氟酸反應應:SiO:SiO2 2+4HF+4HF=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O不反應不反應物質物質二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化學學性性質質與堿液與堿液(NaOH)(NaOH)反應反應SiOSiO2 2+2NaOH= +2NaOH= NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O(O(盛盛堿液的試劑瓶用堿液的試劑瓶用橡膠塞橡膠塞) )COCO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=N

10、a2 2COCO3 3+H+H2 2O O或或COCO2 2+ +NaOH=NaHCONaOH=NaHCO3 3與堿性與堿性氧化物氧化物反應反應如與如與CaOCaO反應反應: :SiOSiO2 2+CaO +CaO CaSiOCaSiO3 3如與如與NaNa2 2O O反反應應:CO:CO2 2+Na+Na2 2O=O=NaNa2 2COCO3 3物質物質二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化學學性性質質與碳與碳反應反應SiOSiO2 2+2C+2C Si+2CO Si+2COCOCO2 2+C 2CO+C 2CO用途用途制飾品、坩堝、制飾品、坩堝、光導纖維光導纖維干冰用于人干冰用于人工降雨工降

11、雨【知識拓展知識拓展】硅及其化合物性質的硅及其化合物性質的“九大反常九大反常”(1)(1)碳族元素的主要化合價一般是碳族元素的主要化合價一般是+2+2、+4+4價價, ,而硅常見而硅常見的是的是+4+4價。價。(2)(2)硅的還原性比碳強硅的還原性比碳強, ,而碳在高溫下卻能從而碳在高溫下卻能從SiOSiO2 2中還中還原出硅。原出硅。(3)(3)非金屬單質與強堿反應一般不生成氫氣非金屬單質與強堿反應一般不生成氫氣, ,而硅卻能而硅卻能與強堿溶液反應產(chǎn)生氫氣。與強堿溶液反應產(chǎn)生氫氣。(4)(4)非金屬單質一般不與非氧化性酸反應非金屬單質一般不與非氧化性酸反應, ,而硅不但能而硅不但能與氫氟酸反

12、應與氫氟酸反應, ,而且還有而且還有H H2 2生成生成( (類似于較活潑金屬與類似于較活潑金屬與酸的置換反應酸的置換反應),Si+4HF=SiF),Si+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2。(5)SiO(5)SiO2 2是是H H2 2SiOSiO3 3的酸酐的酸酐, ,但它不溶于水但它不溶于水, ,不能直接將它不能直接將它與水作用制備與水作用制備H H2 2SiOSiO3 3。(6)(6)非金屬氧化物的熔、沸點一般較低非金屬氧化物的熔、沸點一般較低, ,但但SiOSiO2 2的熔、的熔、沸點卻很高。沸點卻很高。(7)(7)酸性氧化物一般不與酸作用酸性氧化物一般不與酸作用, ,但但SiO

13、SiO2 2卻能與氫氟酸作卻能與氫氟酸作用。用。SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O。(8)(8)無機酸一般易溶于水無機酸一般易溶于水, ,而而H H2 2SiOSiO3 3卻難溶于水。卻難溶于水。(9)(9)因因H H2 2COCO3 3的酸性強于的酸性強于H H2 2SiOSiO3 3, ,所以在所以在NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中通入溶液中通入COCO2 2能發(fā)生下列反應能發(fā)生下列反應:Na:Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3+NaNa2 2COCO3 3, ,但在高溫下但在

14、高溫下NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2也能也能發(fā)生。發(fā)生。【思考思考討論討論】(1)(1)盛盛NaOHNaOH溶液的試劑瓶一般是玻璃瓶、橡膠塞溶液的試劑瓶一般是玻璃瓶、橡膠塞, ,你你知道這是為什么嗎知道這是為什么嗎? ? 提示提示: :試劑瓶的瓶塞一般是毛玻璃試劑瓶的瓶塞一般是毛玻璃, ,易與氫氧化鈉溶液易與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉溶液反應生成硅酸鈉溶液, ,從而使瓶塞與瓶壁黏合在一起而從而使瓶塞與瓶壁黏合在一起而難以打開難以打開, ,所以盛所以盛NaOHNaOH溶液的試劑瓶一般是玻璃瓶、橡溶液的試劑瓶一般是玻璃瓶、橡

15、膠塞。膠塞。(2)SiO(2)SiO2 2既能與既能與NaOHNaOH溶液反應溶液反應, ,也能與氫氟酸反應也能與氫氟酸反應, ,能認能認為為SiOSiO2 2屬于兩性氧化物嗎屬于兩性氧化物嗎? ? 提示提示: :SiOSiO2 2不屬于兩性氧化物。兩性氧化物指既能與酸不屬于兩性氧化物。兩性氧化物指既能與酸反應反應, ,又能與堿反應生成鹽和水的氧化物。又能與堿反應生成鹽和水的氧化物。SiOSiO2 2能與氫能與氫氟酸反應氟酸反應, ,但并不生成鹽和水。但并不生成鹽和水。【案例示范案例示范】 【典例典例】(2019(2019嘉興高一檢測嘉興高一檢測) )下列敘述正確的是下列敘述正確的是 ( ()

16、 )A.COA.CO2 2和和SiOSiO2 2都是酸性氧化物都是酸性氧化物, ,所以兩者物理性質相似所以兩者物理性質相似B.B.因為因為CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2,所以硅酸的酸性所以硅酸的酸性比碳酸強比碳酸強C.COC.CO2 2和和SiOSiO2 2都能與碳反應都能與碳反應, ,且都作氧化劑且都作氧化劑D.SiOD.SiO2 2既能和既能和NaOHNaOH反應反應, ,又能和又能和HFHF反應反應, ,所以二氧化硅所以二氧化硅屬于兩性氧化物屬于兩性氧化物【解題指南解題指南】解答本題應注意以下解答本題應注意以下3 3點點: :

17、(1)CO(1)CO2 2和和SiOSiO2 2在性質上既有一定的相似性又具有差異在性質上既有一定的相似性又具有差異性。性。(2)(2)由于由于SiOSiO2 2和和HFHF反應是反應是SiOSiO2 2的特殊性質的特殊性質,SiO,SiO2 2與其他酸與其他酸不反應不反應, ,所以所以SiOSiO2 2不是兩性氧化物。不是兩性氧化物。(3)SiO(3)SiO2 2、COCO2 2與與C C反應時反應時SiOSiO2 2、COCO2 2均表現(xiàn)氧化性。均表現(xiàn)氧化性。【解析解析】選選C C。COCO2 2和和SiOSiO2 2都是酸性氧化物、化學性質都是酸性氧化物、化學性質相似相似, ,但物理性質

18、差別很大但物理性質差別很大,A,A項錯誤項錯誤; ;硅酸的酸性比硅酸的酸性比H H2 2COCO3 3弱弱, ,反應之所以發(fā)生反應之所以發(fā)生, ,是因為是因為COCO2 2為氣體為氣體, ,可以脫離可以脫離反應體系反應體系,B,B項錯誤項錯誤;CO;CO2 2和和SiOSiO2 2與與C C反應時都作氧化劑反應時都作氧化劑,C,C項正確項正確;SiO;SiO2 2與與HFHF反應時生成的反應時生成的SiFSiF4 4不是鹽不是鹽, ,所以所以SiOSiO2 2不不是兩性氧化物是兩性氧化物,D,D項錯誤。項錯誤。【母題追問母題追問】(1)(1)利用化學方程式說明碳酸和硅酸的利用化學方程式說明碳酸

19、和硅酸的酸性強弱。酸性強弱。提示提示: :向硅酸鈉溶液中通入向硅酸鈉溶液中通入COCO2 2氣體氣體, ,發(fā)生反應發(fā)生反應NaNa2 2SiOSiO3 3+ +COCO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3+Na+Na2 2COCO3 3, ,根據(jù)根據(jù)“較強酸制較弱酸較強酸制較弱酸”的原理的原理, ,可知碳酸的酸性比硅酸強。可知碳酸的酸性比硅酸強。(2) C(2) C項發(fā)生的反應中碳的作用是否相同項發(fā)生的反應中碳的作用是否相同? ? 提示提示: :相同。反應相同。反應C+COC+CO2 2 2CO 2CO、2C+SiO2C+SiO2 2 Si+2CO Si+2CO中碳都作還原

20、劑。中碳都作還原劑?！具w移遷移應用應用】20182018年年 1111月月5 5日至日至7 7日日, ,世界光纖光纜大會在杭州舉世界光纖光纜大會在杭州舉行。本次大會以行。本次大會以“一個光纖連接的智能世界一個光纖連接的智能世界”為主題為主題, ,圍繞圍繞“全球光纖光纜供需走勢全球光纖光纜供需走勢”、“5G5G和物聯(lián)網(wǎng)帶來和物聯(lián)網(wǎng)帶來的需求展望的需求展望”、“一帶一路一帶一路”倡議和倡議和“智能制造智能制造”等等熱點議題展開深入討論與交流。光纜的主要成分為熱點議題展開深入討論與交流。光纜的主要成分為SiOSiO2 2。下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () )A.COA.CO2 2與與SiOS

21、iO2 2都能跟都能跟H H2 2O O反應生成相應的酸反應生成相應的酸B.SiOB.SiO2 2與與COCO2 2都不能與酸反應都不能與酸反應C.SiOC.SiO2 2與與COCO2 2( (干冰干冰) )都能夠與氫氧化鈉溶液反應都能夠與氫氧化鈉溶液反應D.D.水晶的主要成分是水晶的主要成分是SiCSiC【解析解析】選選C C。A A項項,CO,CO2 2與水反應與水反應,SiO,SiO2 2不與水反應不與水反應, ,也也不溶于水不溶于水;B;B項項,SiO,SiO2 2能與能與HFHF反應反應, ,但但COCO2 2不與酸反應不與酸反應;C;C項項,SiO,SiO2 2、COCO2 2均能

22、與均能與NaOHNaOH溶液反應溶液反應:SiO:SiO2 2+2NaOH=+2NaOH=NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O,COO,CO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2COCO3 3+H+H2 2O;DO;D項項, ,水晶是純水晶是純凈的凈的SiOSiO2 2,SiC,SiC俗稱金剛砂。俗稱金剛砂。【補償訓練補償訓練】1.(20191.(2019蘭州高一檢測蘭州高一檢測) )下列關于二氧化硅的敘述不下列關于二氧化硅的敘述不正確的是正確的是( () )光導纖維主要成分是光導纖維主要成分是SiOSiO2 2, ,故故SiOSiO2 2可以導電能跟可以導電能跟強堿反應

23、強堿反應, ,但不能與水反應但不能與水反應SiOSiO2 2的熔、沸點較低的熔、沸點較低既不是酸性氧化物既不是酸性氧化物, ,又不是堿性氧化物又不是堿性氧化物A.A.和和B.B.C.C.和和D.D.只有只有【解析解析】選選B B。光導纖維只能對光傳導。光導纖維只能對光傳導;SiO;SiO2 2熔、沸點熔、沸點很高很高; ;雖然雖然SiOSiO2 2不溶于水不溶于水, ,但它仍然是酸性氧化物但它仍然是酸性氧化物, ,它是它是H H2 2SiOSiO3 3的酸酐。的酸酐。2.2.硅及其化合物在材料領域中應用廣泛。下列說法正硅及其化合物在材料領域中應用廣泛。下列說法正確的是確的是( () )A.A.

24、水晶項鏈是硅酸鹽制品水晶項鏈是硅酸鹽制品B.B.硅單質廣泛用于光纖通訊硅單質廣泛用于光纖通訊C.C.利用鹽酸刻蝕石英制作藝術品利用鹽酸刻蝕石英制作藝術品D.D.水泥、玻璃、陶瓷屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料水泥、玻璃、陶瓷屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料【解析解析】選選D D。水晶項鏈主要成分是二氧化硅。水晶項鏈主要成分是二氧化硅,A,A錯錯; ;光光纖是由二氧化硅制造而成的纖是由二氧化硅制造而成的,B,B錯錯; ;石英中的二氧化硅不石英中的二氧化硅不與鹽酸反應與鹽酸反應,C,C錯。錯。3.3.下列關于碳和硅的敘述中下列關于碳和硅的敘述中, ,正確的是正確的是( () )A.A.其氧化物都能與其氧化物都能與Na

25、OHNaOH溶液反應溶液反應B.B.其單質在加熱時都能跟其單質在加熱時都能跟O O2 2反應反應C.C.其氧化物都能溶于水生成相應的酸其氧化物都能溶于水生成相應的酸D.D.碳和硅兩種元素共有兩種單質碳和硅兩種元素共有兩種單質【解析解析】選選B B。COCO與與NaOHNaOH溶液不反應溶液不反應,A,A錯誤錯誤;SiO;SiO2 2與水與水不反應不反應,C,C錯誤錯誤; ;碳有多種同素異形體碳有多種同素異形體,D,D錯誤。錯誤。 【素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升】 “瑪瑙瑪瑙”早期被書寫成早期被書寫成“馬腦馬腦”。因。因“色如馬腦色如馬腦, ,故從故從彼名彼名”。自佛經(jīng)傳入中國后。自佛經(jīng)傳入中國后, ,翻譯

26、人員考慮到翻譯人員考慮到“馬腦屬馬腦屬玉石類玉石類”, ,于是巧妙地譯成于是巧妙地譯成“瑪瑙瑪瑙”?，旇У闹饕煞譃槎趸璎旇У闹饕煞譃槎趸? ,由于與水化二氧化硅由于與水化二氧化硅( (硅硅酸酸) )交替而常重復成層。因其夾雜氧化金屬交替而常重復成層。因其夾雜氧化金屬, ,顏色可從顏色可從極淡色以至暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸極淡色以至暗色。想一想如何由二氧化硅制取硅酸(H(H2 2SiOSiO3 3)?)?提示提示: :二氧化硅不與水反應二氧化硅不與水反應, ,故應先與堿故應先與堿( (如如NaOHNaOH溶液溶液) )反應生成硅酸鹽反應生成硅酸鹽, ,再與酸再與酸( (如鹽

27、酸如鹽酸) )反應生成硅酸。反應生成硅酸。【課堂回眸課堂回眸】課題任務課題任務: :以硫及其化合物、氮及其化合物的知識為載以硫及其化合物、氮及其化合物的知識為載體體, ,解決酸雨的防治問題解決酸雨的防治問題【情境創(chuàng)設情境創(chuàng)設】柳州蝶變柳州蝶變: :從從“酸雨之都酸雨之都”到到“宜居花城宜居花城”在上世紀在上世紀8080至至9090年代年代, ,廣西柳州傳統(tǒng)重工業(yè)聚集廣西柳州傳統(tǒng)重工業(yè)聚集, ,粗放粗放型發(fā)展模式使大氣遭到嚴重污染型發(fā)展模式使大氣遭到嚴重污染, ,年酸雨出現(xiàn)頻率最高年酸雨出現(xiàn)頻率最高達達98%,98%,被列為全國四大被列為全國四大“酸雨之都酸雨之都”之一。作為廣西之一。作為廣西最

28、大的工業(yè)基地和西南工業(yè)重鎮(zhèn)最大的工業(yè)基地和西南工業(yè)重鎮(zhèn), ,柳州市多年來一直努柳州市多年來一直努力在工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護之間尋求平衡力在工業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護之間尋求平衡, ,現(xiàn)已成為踐行現(xiàn)已成為踐行綠色發(fā)展理念的城市典范。近綠色發(fā)展理念的城市典范。近2020多年來多年來, ,柳州市經(jīng)過酸柳州市經(jīng)過酸雨治理、生態(tài)建設和新型工業(yè)化探索雨治理、生態(tài)建設和新型工業(yè)化探索, ,已經(jīng)由過去的已經(jīng)由過去的“酸雨之都酸雨之都”蛻變?yōu)橥懽優(yōu)椤耙司踊ǔ且司踊ǔ恰?。在綠色發(fā)展理念的指引下在綠色發(fā)展理念的指引下, ,柳州實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與柳州實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一環(huán)境效益的統(tǒng)一, ,工業(yè)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的良性互動工業(yè)

29、發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的良性互動, ,走走出了一條出了一條“生態(tài)工業(yè)城生態(tài)工業(yè)城”的發(fā)展新路。如今柳州已成的發(fā)展新路。如今柳州已成為國家低碳試點城市、國家循環(huán)經(jīng)濟示范城市。為國家低碳試點城市、國家循環(huán)經(jīng)濟示范城市?！舅仞B(yǎng)解讀素養(yǎng)解讀】1.1.核心素養(yǎng)核心素養(yǎng): :(1)(1)科學探究與創(chuàng)新意識科學探究與創(chuàng)新意識: :能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題問題, ,能從問題和假設出發(fā)能從問題和假設出發(fā), ,依據(jù)研究目的依據(jù)研究目的, ,設計探究方設計探究方案。案。(2)(2)科學態(tài)度與社會責任科學態(tài)度與社會責任: :具有探索未知、崇尚真理的具有探索未知、崇尚真理的意識意識; ;具有節(jié)約資源

30、、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。具有節(jié)約資源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。2.2.素養(yǎng)目標素養(yǎng)目標: :通過課題的探究學習通過課題的探究學習, ,掌握硫、氮及其化合物的相關知掌握硫、氮及其化合物的相關知識識, ,初步養(yǎng)成綠色應用意識初步養(yǎng)成綠色應用意識, ,增強社會責任感。增強社會責任感?！舅仞B(yǎng)探究素養(yǎng)探究】【探究一探究一】酸雨成分的分析酸雨成分的分析1.1.某同學查閱資料得知某同學查閱資料得知: :酸雨是指酸雨是指pHpH小于小于5.65.6的雨雪或的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落過程中其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落過程中, ,吸收吸收并溶解了空氣中的二氧化硫、氮氧化合物等物質并

31、溶解了空氣中的二氧化硫、氮氧化合物等物質, ,形成形成了了pHpH低于低于5.65.6的酸性降水。中國的酸雨多為硫酸型酸雨的酸性降水。中國的酸雨多為硫酸型酸雨, ,少為硝酸型酸雨少為硝酸型酸雨, ,此外此外, ,各種機動車排放的尾氣也是形各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。成酸雨的重要原因。(1)(1)酸雨是指酸雨是指pHpH小于小于5.65.6的雨雪或其他形式的降水。以的雨雪或其他形式的降水。以5.65.6為標準是因為正常雨水的為標準是因為正常雨水的pHpH大約為大約為5.6,5.6,請分析原因請分析原因。提示提示: :空氣中含有空氣中含有COCO2 2, CO, CO2 2與雨水反

32、應生成碳酸與雨水反應生成碳酸, ,故雨水故雨水的的pHpH約為約為5.65.6。(2)“(2)“硝酸型酸雨硝酸型酸雨”是如何形成的是如何形成的? ?提示提示: :氮的氧化物氮的氧化物NONO2 2、NONO與雨水反應生成硝酸與雨水反應生成硝酸, ,使雨水使雨水的的pHpH小于小于5.6,5.6,發(fā)生的反應為發(fā)生的反應為2NO+O2NO+O2 2= 2NO= 2NO2 2、3NO3NO2 2+H+H2 2O=2HNOO=2HNO3 3+NO+NO。(3)(3)某測定酸雨的站點對取得的酸雨樣品進行了某測定酸雨的站點對取得的酸雨樣品進行了pHpH的測的測定定, ,隨時間推移隨時間推移, ,得到了如下

33、實驗數(shù)據(jù)。試分析酸雨的得到了如下實驗數(shù)據(jù)。試分析酸雨的類型、形成原因及類型、形成原因及pHpH隨時間變化的原因。隨時間變化的原因。時間時間(h)(h) 開始開始8 816162424323240404848pHpH5.05.04.84.84.54.54.34.34.24.24.04.04.04.0提示提示: :隔一段時間檢測隔一段時間檢測, ,發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)pHpH逐漸減小逐漸減小, ,酸性增強酸性增強, ,發(fā)發(fā)生的反應為生的反應為2H2H2 2SOSO3 3+O+O2 2=2H=2H2 2SOSO4 4, ,酸雨樣品中的酸雨樣品中的H H2 2SOSO3 3逐逐漸被氧化成漸被氧化成H H2 2SO

34、SO4 4, ,使溶液的酸性增強使溶液的酸性增強, ,由此可以得出酸由此可以得出酸雨形成過程為二氧化硫與水反應雨形成過程為二氧化硫與水反應SOSO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SOSO3 3, ,酸酸雨為硫酸型酸雨。雨為硫酸型酸雨。(4)(4)如何設計實驗證明如何設計實驗證明(3)(3)中的結論中的結論, ,寫出你的思路寫出你的思路, ,并并與同學們進行交流。與同學們進行交流。提示提示: :取一定量上述雨水取一定量上述雨水, ,加入足量鹽酸加入足量鹽酸, ,再加熱將產(chǎn)再加熱將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液中生的氣體通入品紅溶液中, ,品紅溶液褪色品紅溶液褪色; ;取反應取反應后的雨水于另一試管

35、中后的雨水于另一試管中, ,加入加入BaClBaCl2 2溶液溶液, ,產(chǎn)生白色沉淀產(chǎn)生白色沉淀; ;如圖如圖: :【探究二探究二】防止酸雨的措施的選擇防止酸雨的措施的選擇2.2.通過近通過近2020年的治理年的治理, ,柳州空氣的二氧化硫含量已于柳州空氣的二氧化硫含量已于20062006年達標。年達標。(1)(1)把煤燃燒產(chǎn)生的廢氣通入把煤燃燒產(chǎn)生的廢氣通入CaCOCaCO3 3與水形成漿狀物與水形成漿狀物, ,可可以起到很好的脫硫效果以起到很好的脫硫效果, ,同時制得副產(chǎn)品石膏。試寫出同時制得副產(chǎn)品石膏。試寫出有關反應的化學方程式。有關反應的化學方程式。提示提示: :由于亞硫酸的酸性大于碳

36、酸由于亞硫酸的酸性大于碳酸, ,故發(fā)生的反應為故發(fā)生的反應為SOSO2 2+ CaCO+ CaCO3 3=CaSO=CaSO3 3+CO+CO2 2,CaSO,CaSO3 3再被氧氣氧化再被氧氣氧化:2CaSO:2CaSO3 3+ +O O2 2=2CaSO=2CaSO4 4。(2)(2)為了持續(xù)打好環(huán)保戰(zhàn)為了持續(xù)打好環(huán)保戰(zhàn), ,柳州市政府推廣綠色低碳的柳州市政府推廣綠色低碳的出行方式出行方式, ,大力支持當?shù)厍鍧嵻囕v的生產(chǎn)與使用。如使大力支持當?shù)厍鍧嵻囕v的生產(chǎn)與使用。如使用純電動汽車用純電動汽車, ,這些措施可以大大減少汽車尾氣的排放這些措施可以大大減少汽車尾氣的排放, ,汽車尾氣的主要污染氣體有哪些汽車尾氣的主要污染氣體有哪些? ?造成的主要環(huán)境危造成的主要環(huán)境危害有哪些害有哪些? ?提示提示: :汽車尾氣的主要污染氣體為汽車尾氣的主要污染氣體為COCO、NONO、NONO2 2