【导语】今天小编在这给大家整理了化学氨的催化氧化教案(共14篇),我们一起来看看吧!

篇1:化学氨的催化氧化教案
一、实验方程式、装置:
1、氨的催化氧化:
2、氨与氧气发生的其他反应:
(1)
(3)
3、重铬酸铵制备氧化铬催化剂:
4、一氧化氮反应生成硝酸:
5、圆底烧瓶中产生白烟:
6、氨的催化氧化实验装置: 7、氨的喷泉实验装置:
(2)
二、实验注意事项:
1、在氨的催化氧化实验中,首先应该在石棉网上加热铬酸铵固体,使得橘红色的重铬酸铵固体受热分解成为墨绿色的氧化铬,作为本实验的催化剂。在这个步骤中,用酒精灯加热,重铬酸铵受热分解火星四射,固体飞溅,可以用于实验室模拟“火山喷发”情景。
2、氨的催化氧化实验和喷泉实验均是涉及到气体反应的实验,在实验开始之前,务必要检验装置气密性,防止由于装置漏气而影响化学反应的发生或实验现象的观察。
3、在氨的催化氧化实验中,盛装氧化铬是要用玻璃纤维作为支持物来固定氧化铬的位置,氧化铬不能平摊在管中,而是应该堆满管的直径,且长度约为1cm
因为这样可以增大氧化铬催化剂与氨气、氧气的接触面积,让其反应更加充分,防止氨气和氧气还未反应即从管的上端直接逸出,使得反应不充分,影响氨的催化氧化实验现象的观察。
4、在氨的催化氧化实验中,一共有三个检验实验成功的标志,即:氧化铬催化剂处出现火星,圆底烧瓶中出现红棕色气体以及烧杯中石蕊试液变红色。故而,为了能够充分观察到氧化铬催化剂处出现明亮的火星,在装入氧化铬是不能将其夯得太实,应该让其稍微疏松一些,以便于观察实验现象。
5、在氨的催化氧化实验中,一定要等到氧化铬催化剂处出现了火星才开始鼓入氧气,因为只有氧化铬催化剂被加热到一定的程度后,氨的催化氧化反应才开始进行,此时才鼓入空气,可以防止由于太早鼓入空气,使得浓氨水太早挥发,氨气进入反应管而带来的不必要的浪费。
6、在氨的催化氧化实验中,使用双连球鼓入空气时,应该控制进气速度,以盛放石蕊试液的烧杯中有一个一个的气泡冒出为宜,若鼓入空气的速度太快,则会造成反应不完全,浪费实验试剂;若鼓入空气的速度太慢,又会使反应速率太慢,迟迟不能观察到反应现象。虽然对实验造成的影响不大,但也不可过快或过慢。
7、在氨的催化氧化实验中,氨水的浓度将会对反应速率造成很大的影响,所以在配置氨水时,应该注意浓氨水与蒸馏水的比例,经试验探索发现,当浓氨水与蒸馏水的体积比为1:1.5时,反应速率最快。
8、在氨的喷泉实验中,烧杯中最好能够盛放加热好的热水,因为相较于冷水来说,热水中氨气的溶解度更大,同时,热水可以加速浓氨水的分解,生成更多的氨气,使得实验现象更加明显。
9、在氨的喷泉实验中,常常观察不到喷泉现象,而是只观察到圆底烧瓶中的酚酞溶液的页面不断上升,这是因为烧杯中水的页面太低,使得酚酞溶液上升到球形瓶中所受的压力不够大,没有能够使水快速上升,从而导致难以观察到如喷泉一样的现象。所以,为了避免这样现象的发生,我们应该使烧杯中水的液面高度尽可能的高一些,让酚酞溶液能够受到更大的压力,从而使得液体迅速上升到圆底烧瓶中,以便于观察喷泉的实验现象。
三、实验思考:
1、在氨的催化氧化实验中,为什么催化剂要使用氧化铬?可以用其他催化剂代替它吗?它们又各有什么优缺点?
答:根据文献资料表明,可常用作氨催化氧化的催化剂有如下几种:Pt、Cu、Cr2O3、CoO、Fe2O3、MoO3、MnO2等,其中Pt的催化效果最佳,但价格昂贵,通常在中学实验教学中不采用;其次是Cr2O3,一般来说,这是中学进行该实验的常用催化剂,Cr2O3具有以下性质:绿色粉末,熔点为2708K,刚玉结构,P型半导体,含正离子缺位。资料表明,对于氧化物催化氨氧化,不是催化的导电性质,而是它的非计量的过量氧与活性间存在简单的线性关系,但实验中用Cr2O3做催化剂容易发生爆炸,安全性不高,且Cr2O3的实验废渣对环境污染程度大。资料认为CuO可以代替Cr2O3做氨催化氧化的催化剂,MnO2对该实验也有一定的催化作用。因为具有以下结构和性质:黑褐色粉末,熔点为1273K,P型半导体,含正离子缺位,体相还有过量的氧负离子存在,同时在高温下容易发生反应被氨还原成铜:3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2,此反应产生的铜可以避免实验发生爆炸,MnO2同样为P型半导体,含正离子缺位,体相还有过量的氧负离子存在,与CuO混合可以提高反应速率。所以用CuO和MnO2取代Cr2O3作催化剂是可行的,它们具有以下优势:CuO和MnO2的矿藏丰富,价格相对低廉;CuO和MnO2对环境的污染比Cr2O3小;在高温下反应生成的Cu可以预防爆炸事故的发生。
2、在氨的催化氧化实验中,氨水的浓度为多少时最有利于实验的顺利进行? 答:在实验中,调节氨水的浓度分别为体积比氨水:水=1:1或1:1.5或1:2,以氧化铬作为反应的催化剂,记录实验现象为:
由上表格的实验现象可以得知,氨水的浓度在氨的催化氧化实验中,起着至关重要的作用,当氨水与蒸馏水的体积比为1:1.5时,产生红棕色气体,即二氧化氮,紫色石蕊试液变红,即产生足够量的硝酸,此时的反应效果最好,实验现象最明显,所以最佳浓度为体积比:浓氨水:蒸馏水=1:1.5。
3、在氨的催化氧化实验中,有哪些地方具有明显的缺陷?应该如何改进? 答:在原本的氨的催化氧化实验装置中,可以看到红棕色的二氧化氮气体在圆底烧瓶中慢慢生成了,但是同时圆底烧瓶内却凝结了大量的水蒸气,使红棕色看起来模模糊糊的,这主要是因为氨气在氧化后生成了大量的水,水蒸气的存在不仅不利于二氧化氮的观察,而且会将其吸收形成硝酸酸雾,因此可将原有装置做改进,在燃烧管和圆底烧瓶中间增加一个装有无水氯化钙的干燥管,在这里氯化钙不但具有干燥的作用,还能吸收过量的氨气,可以更加直接清晰地观察到红棕色的二氧化氮气体。此外,可以用注射器收集70ml的O2后,再收集40ml的NH3,加热(NH4)2Cr2O7得Cr2O3,并放入玻璃管中部,玻璃管中部放适量Cr2O3,并加热该部位,尾气管先通入NaOH溶液,再缓缓推动注器,Cr2O3红热便可移开热源,继续推注射器至反应完全,并关闭通入NaOH溶液的导管,打开通入水的导管,拉注射器活塞,吸入少量水,振荡,再加入紫色石蕊试剂试管中明显地出现红棕色的气体,量多,颜色深,Cr2O3保持红热明显,无白烟产生,因为NH3全部被氧化,加水后,红棕色消失明显。
4、在氨的催化氧化实验中,双连球鼓气的速度对实验现象及结果有何影响? 答:在氨的催化氧化实验中,在进行探究性实验之前,认为鼓气速度对实验有较大的影响,若鼓气速度过快则空气会从浓氨水中带出过多的氨气,而过量的氨气会和生成的NO2或NO反应形成含有硝酸铵或亚硝酸铵的白烟,而事实上大多数实验失败时确实出现了类似情况;若鼓气速度过慢则带出的氨气偏少,未达到反应所需的浓度,不但无法使催化剂保持红热状态,也不利于NO的生成。查阅文献,文献中通过多次实验,设计了如图实验装置对鼓气速度进行了初步研究,实验数据见表。
取质量分数约为21%的浓氨水分别进行以上实验,其中鼓气速度通过每分钟按多少下打气球进行比较,用500mL的量筒来测量排出的水的体积。四次实验均在相同的条件下进行,鼓气速度是唯一的变量。从实验数据不难看出,尽管鼓气的速度不同而且相差较大,但单位体积的空气能够带出的氨气的量却是基本不变的,显然在一定的温度和压强下,一定浓度的氨水的挥发性是恒定的。这个实验最终证明了氨水的挥发性即氨水的饱和蒸汽压只跟温度、浓度和压强有关,尽管只是初步实验,但是“氨气催化氧化”实验的成败显然与鼓气的速度没有直接的关系,当然极端的快速或慢速鼓气对实验也会造成不利的影响。
篇2:化学氨的催化氧化教案
氨的催化氧化生成NO: 4NH3+5O2==Pt,高温==4NO+6H2O 反应生成NO,NO在有足量的O2和水的条件下生成硝酸 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 氨的催化氧化是工业上生产硝酸的重要步骤!!
氨气的化学性质教学设计
氨气的催化氧化实验探究
氨气的教学过程教案
废水的处理与利用是现阶段煤化工产业发展面临的重大环保问题。为满足原国家环境保护部在《现代煤化工建设项目环境准入条件(试行)》中提出的要求,以来获得环保部环评批复的煤化工项目多数选择高浓盐水分质结晶技术路线,一般为生化-深度处理、中水回用、膜浓缩和分盐处理工艺,其中生化-深度处理是整个工艺的关键。某煤制气企业开展了碎煤加压气化酚氨废水处理中试工程,龙安泰环保通过对该废水进行小试及类似项目分析比选,中试工程选择了水解酸化+两级A/0+臭氧催化氧化+MBR组合工艺,作为中水回用前端的生化—深度处理工艺。
一、废水水质分析
碎煤加压气化废水是煤化工最难处理的一类废水,其特点是污染物浓度高,溶解或悬浮有粗煤气中的多种成分:无机类如氰化物、硫氰化物、硫化物、氨盐等,有机类如多环芳香族化合物(单元酚、多元酚等)和含氮、氧、硫的杂环化合物(萘、蒽、噻吩、吡啶)及焦油等。该煤制气企业采用碎煤加压气化工艺产生的酚氨废水酚类及油浓度高,有毒及抑制性物质多,B/C值较低,采用单一生化处理工艺难以达到后续中水回用装置的进水水质要求。该企业酚氨回收后废水的水质数据见表1。
表1 酚氨回收后的废水水质数据
二、废水处理工艺流程及控制参数
2.1工艺流程
从表1水质分析可知,废水具有高COD、高氨氮、高酚等特点,因此一级处理采用水解酸化+生化A/0工艺:采用水解酸化工艺,可降解大分子有机物,提高B/C值;在A/0池中采用混合液和污泥回流的前置反硝化工艺,可在降解有机物的同时,将氨氮转变为硝酸盐、亚硝酸盐,在反硝化过程中再转化为氮气。
经过生化处理后的废水,污染物主要为难以降解的大分子,增加了深度处理的难度,因此深度处理采用臭氧催化氧化+MBR工艺,采用臭氧催化氧化的方式,打破大分子链,转变为可降解的小分子;同时采用MBR工艺,拦截大分子有机物和活性污泥,增加有机物的降解时间,保障出水水质。酚氨回收后废水生化-深度处理段工艺流程示意图如下:
三、 运行调试
3.1水解酸化池调试
水解酸化池调试分为污泥接种驯化、定期排泥和补泥、提负荷、凋整运行参数、检査污泥挂膜等步骤。进水pH为78,温度为20°C35 °C,接种污泥来自该煤制气厂生化装置UAS B池剩余污泥,接种量为水解酸化池有效池容的10%,初始进水负荷为设计值的30%,定期排泥和补泥,逐步提高进水负荷,每次增加10%~20%,两周内达到满负荷运行。根据pH值、B/C值、碱度值和总酚值,判断水解酸化池的运行效果,适时调整污泥回流比及内回流比。污泥回流比依据沉淀区污泥浓度及水解酸化池内游离污泥浓度确定,内回流比根据水解酸化池出水总酚及进水总酚含量确定,保证回流后水解酸化池进口处总酚质量浓度小于100mg/L。定期检査池内填料挂膜情况、是否有堵塞等,出现问题及时清理。
3.2两级A/O生化池调试
两级A/0池调试包括好氧池和缺氧池调试,涉及活性污泥的培养与驯化,运行参数优化,如碳酸钠、磷酸盐、乙酸钠等加药量,曝气量,温度,pH,SV3o(30 min污泥沉降比),MLSS,SRT (污泥停留时间),MLSS(混合液挥发性悬浮固体浓度),污泥回流比,D0,碱度,污泥龄等指标。
为缩短活性污泥驯化周期,两级A/0池接种污泥取自该煤制气厂生化装置A/0池剩余污泥,控制接种污泥质量浓度在5 000 mg/L左右,采用连续进水、连续出水的模式培养污泥,初期A/0池进水量为设计水量30%,逐步提高进水量,每次增加10%20%,每隔2d3d增加1次,直至满负荷。控制缺氧池D0质量浓度在0. 2 mg/L-0. 5 mg/L,好氧池DO质量浓度在2 mg/L-3 mg/L;污水水温在 20 °C-30 °C ,污水 pH 6.5-8.5;二沉池出水碱度在70 mg/L左右,总磷质量浓度0. 5 mg/L左右;另外根据一级A/0的总氮处理效果投加乙酸钠,确保两级A/0的C/N值大于40。
3.3臭氧催化氧化塔调试
臭氧催化氧化塔调试的重点是臭氧投加量。初期根据理论投加量60 mg/L~80 mg/L调整臭氧发生器臭氧产量,检测接触塔迸岀水B/C值及COD变化,逐步优化臭氧投加量。
3.4 MBR装置调试
粉末活性炭投加量和生物膜培养是MBR装置调试的重点。MBR反应器接种该煤制气厂生化二沉池污泥,接种量为反应器有效容积的20%;生物膜培养分3个阶段,驯化阶段间歇运行14 d;调整运行阶段连续运行14 d,逐步将进水量从0. 53m/h提高到3m/h,控制D0质量浓度大于3 mg/L;稳定运行阶段10 d,处理效果达到设计要求。伴随生物膜培养,逐步优化粉末活性炭投加量,稳定运行阶段粉末活性炭投加量控制在 0. 3 kg/m-0. 4 kg/m。
四、运行效果
生化-深度处理单元各处理装置污染物去除效果见表2。从表2可以看出,生化~深度处理单元各关键处理装置发挥了各自应有的功能。水解酸化池CODcr去除率14.5%。两级A/0装置充分地去除了污水中以酚类为代表的有机污染物、氨氮以及总氮,其中一级A/0的CODcr、总酚、氨氮和总氮的平均去除率分别达到80. 9%、86. 5%、92. 1%和85. 9%,污染物去除效果显著。臭氧催化氧化塔和MBR反应器实现深度去除污水残留的难降解有机物。臭氧催化氧化塔有效降低污水色度。
MBR反应器进一步吸附、过滤、截留、去除污水残留污染物,其CODcr和总酚去除率分别达到71. 5%和87. 2%,出水指标平均值CODcr 57. 4 mg/L、氨氮质量浓度3. 9 mg/L、总氮质量浓度14. 2 mg/L、总酚质量浓度4. 2 mg/L,显著降低污水污染物浓度,出水效果好,达到中水回用段进水要求(CODcr<60 mg/L,氨氮质量浓度<5 mg/L,总氮质量浓度<15mg/L,总酚质量浓度< 10 mg/L),且耐冲击负荷能力强。
表2 生化-深度处理单元各处理装置污染物去除效果
该中试工程为新建污水处理项目,废水处理量为3. 5m/h,日废水处理量平均为84m,运行费用包括公用工程费、运行药剂费、人工管理费。公用工程消耗主要包括电、仪表空气、循环冷却水,其中电量平均消耗约680. 08 kWh,电费以0. 88元/(kWh)计,则需电费7. 12元/m;仪表空气平均日消耗432m,费用以0. 1元/m计,则需费用o. 51元/m;循环冷却水平均日消耗98. 4 t,费用以0. 45元/t计,则需费用0- 53元/m。需加乙酸钠、磷酸盐、PAC、PAM和活性填料费用约为3. 58元/m,人工费为0. 35元/m。不计设备折旧,运行费用合计约为12. 09元/m。
五、 结 论
对该煤制气企业碎煤加压气化酚氨回收后废水处理中试工程,龙安泰环保采用水解酸化+两级A/O+臭氧催化氧化+MBR工艺,废水经处理后C0Dcr降至57. 4 mg/L,去除率为97. 1%,氨氮质量浓度降至3.9 mg/L,去除率为96.5%,总氮质量浓度降至14. 2 mg/L,去除率为89. 1%,总酚质量浓度降至4. 2 mg/L,去除率为98. 7%,均达到设计出水水质指标,满足后续中水回用段进水水质要求。
篇3:化学氨的催化氧化教案
实验名称:氨的制取及检验
实验目的:掌握氨的制取及检验方法
实验用品:试管、药匙、镊子、蒸馏水、酒精灯、铁架台、带塞子的导管、红色石蕊试纸、镊子、NH4Cl固体、澄清石灰水、PH试纸、Ca(OH)2固体、棉花。 实验原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
实验步骤与装置图:
1.连接仪器,检验装置的气密性;
2.用一团湿棉花塞在试管口倒置,将试管导管口伸入试管底部; 3.点燃酒精灯加热,并收集气体;
4.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察现象;
5. 实验完毕,先拆去酒精灯,待装置冷却后拆去大试管。 实验现象:用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝。 实验结论:
1.可以用加热铵盐和碱的混合物的方法来制取氨气,由于氨气易溶于水,密度比空气小,所以可以用向下排空气法来收集 2.可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 。
篇4:氨的催化氧化是可逆反应吗
氨(Ammonia,即阿摩尼亚),氮和氢的化合物,分子式为NH3,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨,水溶液又称氨水。降温加压可变成液体,液氨是一种制冷剂。氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要,它是许多食物和肥料的`重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途,同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途,氨是世界上产量最多的无机化合物之一,多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子,所以它也是一种路易斯碱。
篇5:氨氧化法制硝酸教案
教学目标:
1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。
2.通过对实验装置的改进,培养学生勇于探索、敢于创新的精神。 3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。 4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。 学法指导:
1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性
2、分析硝酸在反应中表现的性质,推测硝酸与非金属、某些还原化合物如:Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。 教学重难点:硝酸的氧化性。
教学用具: 实验药品: 浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。
实验仪器:小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。
教学方法:实验探究、对比分析、演绎类推。 【分组实验】每组所需实验仪器清单:
浓硝酸 1瓶 、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。 教学过程:
【引课】介绍硝酸用途的介绍,让学生感觉到硝酸就在身边。 【投影】硝酸的用途图片
【过渡】大家知道吗?图片中的炸药、医药、化肥、农药等等,都是
以硝酸为原料进行加工制作的,可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用,那么你对硝酸又了解多少呢?在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一,在水分子的作用下,可以完全电离,具有酸的通性,而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时,通常选择稀硫酸或盐酸,并没选择硝酸。为什么呢?这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性! 【板书】硝酸的氧化性
【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸,它在加热的条件下,可以与不活泼金属铜发生反应。 【副板书】 Cu+2H2SO4(浓)
△CuSO4+ SO2↑+2H2O 【过渡】在这个反应中,产生的气体是SO2,表现了浓硫酸的强氧化性,硝酸将和铜发生怎样的反应呢,我们就来探究一下硝酸与铜的反应。
【板书】
一、硝酸与金属的反应 【实验探究】硝酸与铜的反应
【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应, 给大家准备的实验仪器,都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。大家根据这些实验仪器,严格按照装置图以及操作步骤进行探究。 【板书】
1、浓硝酸与铜的反应 【投影】浓硝酸与铜的装置图
探 究 步 骤:
1、按照装置图组装装置
2、向一只瓶中加入约占瓶体积1/2的NaOH溶液;另一只瓶中加入约占瓶体积1/5的浓HNO3 。
3、将带导气管及铜丝的瓶塞塞到盛有浓HNO3 的瓶中,长导气管一端伸入到盛有NaOH溶液的瓶中。
4、向下移动铜丝,观察现象。实验现象出现后,随即拉动铜丝,将......反应停止。 【教师强调】
由于浓硝酸具有很强的腐蚀性,一定要格外小心,注意安全,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量的水冲洗,再用小苏打水或肥皂洗涤;在实验过程中注意观察现象,通过现象分析所得产物,并写出化学方程式。
【学生动手】组装装置 实验 【板书】浓硝酸与铜的反应
【投影】实验现象:反应剧烈,立即有大量的红棕色气体生成,溶液由无色变为绿色。 推测反应产物: NO
2、 Cu(NO3)2 、H2O 。 【学生写方程式】Cu+4HNO3(浓) == Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【分析】在这个反应中,反应前后元素的化合价有变化吗? 【生答】有变化,是氧化还原反应。 【分析】指出还原剂和作氧化剂? 【生答】Cu做还原剂,浓HNO3作氧化剂。
【分析】Cu是由O价升高到+2价,被氧化,作还原剂,浓HNO3中的氮元素由+5价降低到+4价,被还原,作氧化剂,具有氧化性。 【设问】稀硝酸在这个反应中表现了什么性质呢? 【生答】强氧化性
【问题】那么浓硝酸的氧化性与浓硫酸相比、,那一个更强呢? 【生答】浓硝酸的氧化性更强一些,
【提示】我们可以根据氧化还原反应进行的难易程度来判断,越容易进行,氧化性就越强,浓硝酸与铜反应不需要加热,容易进行,而浓硫酸和铜反应必须加热才能够反应。不易进行,所以,浓硝酸的氧化性比浓硫酸的强,是强氧化性酸。
【过渡】通过我们的探究,发现浓HNO3和浓H2SO4的性质比较相近,均具有强氧化性;那么稀HNO3和稀H2SO4性质是否也相近呢? 稀H2SO4和Cu不反应,那么稀HNO3是否也和Cu不反应呢?我们接着探究稀HNO3是否与Cu反应,(没有给大家准备稀HNO3,而是准备了蒸馏水稀释浓HNO3)在实验过程中,大家注意观察现象,通过现象分析所得产物,并写出化学方程式。
【实验探究】稀硝酸与铜的反应 【板书】
2、稀硝酸与铜的反应
【投影】稀硝酸与铜的装置图
探究步骤:
1、按照装置图组装装置
2、向其中一瓶中,加入约占瓶体积1/2的浓HNO3 ,再加入蒸馏水注满小药瓶。
3、盖上带导气管及铜丝的瓶塞,长导气管伸入到另一空瓶中。铜丝插到瓶中间位置处,开始实验。
4、当反应自行停止后。用拉开活塞的注射器缓慢向小药瓶中注射空气。
【学生动手】组装装置 【学生探究实验开始】
教师巡视并和同学们一块探究。。。。。。。。。。。
【生说现象】把装置拿到投影仪,然后向小药瓶(Ⅰ)中注射空气。讲实验现象推测产物。
【投影】实验现象:反应缓慢,有无色气体生成,注射空气后,变为红棕色,溶液由无色变为蓝色。
推测反应后的产物:NO、Cu(NO3)
2、H2O 。
【学生板书】3Cu+8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【师讲】在这个反应中,反应前后元素的化合价有变化吗? 【生答】有变化,是氧化还原反应。 【问题】指出还原剂和作氧化剂? 【生答】Cu做还原剂,稀HNO3作氧化剂。
【分析】Cu是由O价升高到+2价,被氧化,作还原剂,稀HNO3中的氮元素由+5价降低到+2价,被还原,作氧化剂,具有氧化性。 【设问】稀硝酸在这个反应中表现了什么性质呢? 【生答】强氧化性
【设问】我们接着判断一下稀硝酸、浓硫酸的氧化性,那一个更强呢? 我们可以根据氧化还原反应进行的难易程度来判断,越容易进行,氧化性就越强,越不容易进行,氧化性就越弱。
【生答】稀HNO3与Cu虽然缓慢反应,但毕竟能反应,不需要加热,而浓H2SO4和Cu反应必须加热才能够反应。可见,稀HNO3的氧化性比浓H2SO4的强,也具有强氧化性,是氧化性酸。
【师讲】通过我们的探究,发现无论浓硝酸还是稀硝酸和金属反应时,一般不生成H2,这也是实验室制取H2时,通常不选择硝酸的原因。 【设问】铁、铝均比铜活泼,常温下铁、铝更应该与硝酸反应,而现实生活中,运输浓硝酸的罐正是铁或铝做的,为什么呢?难道他们不反应吗?
【分析】 这是因为浓硝酸在金属铁、铝的表面氧化成了一层致密的金属氧化物薄膜,阻止了反应进一步进行,这样的现象称为“钝化现象”,所以,常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
【板书】 常温下,铁 ﹑铝在冷的浓硝酸中发生“钝化”现象。 【设问】既然硝酸的氧化性如此之强,是否硝酸能氧化所有的金呢? 【生答】除了金和铂等以外的大多数金属都可以被硝酸氧化。 【设问】那么金和铂是否就不能被氧化呢? 【师讲】提到金的溶解,这里还有一个真实的故事 【投影】波尔藏金质奖章的故事
【师讲】波尔用简单的化学知识羞辱了法西斯,捍卫了祖国的尊严,我们也应该好好学习,用知识来武装我们的头脑,将来更好的报效祖国。通过这个故事,大家说说是什么物质把金质奖章给溶解了呢? 【生答】王水
【投影】王水的概念(浓硝酸和浓盐酸体积比 1:3 组成的混合物)。 【师讲】硝酸除了与金属反应外,还可以与非金属的反应。 在加热的条件下,浓硫酸可与木炭发生氧化还原反应,浓硝酸也可以与碳发生氧化还原反应
【板书】
2、浓硝酸与非金属的反应 C+4HNO3(浓) △ CO2↑+4NO2↑+2H2O
篇6:氨氧化法制硝酸教案
一、教学目标:
1、掌握物质氧化性和还原性强弱的判断;
2、理解氧化还原反应的规律。
二、教学重点难点:
教学重点:物质氧化性和还原性强弱的判断。
教学难点:氧化还原反应的规律。
三、教学过程:
【新课导入】
氧化性→得电子性,得到电子越容易→氧化性越强
还原性→失电子性,失去电子越容易→还原性越强
由此,金属原子因其最外层电子数较少,通常都容易失去电子,表现出还原性,所以, 一般来说,金属性也就是还原性;非金属原子因其最外层电子数较多,通常都容易得到电子, 表现出氧化性,所以,一般来说,非金属性也就是氧化性。 【整理归纳】
一、物质氧化性和还原性强弱的判断
1、根据氧化还原方程式进行判断 对于反应:
氧化性:氧化剂>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物。 例如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,则有: 氧化性:CuSO4>FeSO4;还原性:Fe>Cu
2、根据物质活动性顺序进行判断 (1)根据金属活动性顺序判断
(2)根据非金属活动性顺序判断
3、根据产物的价态判断
一种氧化剂将还原剂氧化的价态越高,其氧化性越强。
点燃
△如:2Fe+Cl2=====2FeCl3 Fe+I2=====FeI2 氧化性:Cl2>I2 4.依据反应条件来判断
与同一种还原剂(氧化剂)发生反应,其反应越困难(即要求条件越高),其氧化性(还原性)越弱。 如:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
△MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 【小结】
(1)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,而与得、失电子数目的多少无关。
(2)元素的化合价处于最高价态时,具有氧化性,但不一定具有强氧化性,如Na。处于最低价态时具有还原性,但不一定有强还原性,如F。
【例题分析】1.根据下面两个化学方程式判断Fe
2、Cu
2、Fe3氧化性由强到弱的顺序是(
)
+
+
+
-
+①2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2, ②CuCl2+Fe=FeCl2+Cu A.Fe3>Fe2>Cu
2B.Fe2>Cu2>Fe3 +++
+
+
+C.Cu2>Fe3>Fe2
D.Fe3>Cu2>Fe2 +++
+
+
+【解析】由反应①可得出氧化性:Fe3>Cu2;由反应②可得出氧化性:Cu2>Fe2;故综合
+
+
+
+可知:Fe3>Cu2>Fe2,选D。 +++【整理归纳】
二、氧化还原反应的规律
1、守恒规律
氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数,即失电子数=得电子数。
2、价态规律
(1)元素处于最高价态,只有氧化性(只针对该元素),如Fe3等;
+
(2)元素处于最低价态,只有还原性(只针对该元素),如S2等;
- (3)元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,如Fe2等。
+
3、先后规律
氧化还原反应中,强者优先。即氧化性(或还原性)强,优先发生反应。
4、不交叉规律
即同种元素不同价态之间,相邻价态不反应,发生反应时化合价向中间靠拢,但不交叉。
【小结】
(1)通常利用电子守恒规律,即n(失)=n(得)来进行有关氧化还原反应的题。
(2)金属单质只有还原性,非金属单质中有的只有氧化性如F2,有的只有还原性如H2,有的既有氧化性又有还原性,如S、Cl2。
【例题分析】2.在KClO3+6HCl(浓) =KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为________。
A.1∶6
B.6∶1
C.1∶5
D.5∶1 【解析】由氧化还原反应“不交叉”规律,可知KCl中的氯元素来自HCl,而不是KClO3,故Cl2既是氧化产物又是还原产物用双线桥法表示出该反应的电子转移情况为:
故反应中被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为5∶1。
篇7:氨氧化法制硝酸教案
一、教学目标
1、知识与技能
掌握硝酸的重要特性——易挥发性、不稳定性和强氧化性
2、过程与方法
(1)展示两瓶新制的浓硝酸和久置的浓硝酸的不同,分析原因,加深对浓硝酸易分解的理解,以完成对重点的把握。
(2)引导学生带着问题观察浓稀硝酸与铜反应的对比实验演示,总结浓稀硝酸与金属非金属反应的规律以完成对难点的突破。
3、情感态度与价值观
通过实验观察,培养学生的科学态度和探究精神。
二、教学重点、难点 重点:硝酸的特性; 难点:硝酸的强氧化性。
三、教学模式
实验导学五部教学模式(复习引新——演示实验——分析诱导——小结散发——反馈练习)。
四、教学道具
投影仪
五、教学过程
(一)趣味导课,激发兴趣
最近媒体经常报道有人用黄铜仿制“黄金”行骗,被骗者后悔不迭,假如是你,你会上当么?你能不能利用所学的知识来识别黄金的真假?学好了这一节课我们就掌握了一种鉴别的本领。下面我们就接着上节课,学习硝酸的特性!
(二)把握重点、突破难点
1、把握重点:发现问题,自主探究
我由幻灯片给同学们展示两瓶硝酸,一瓶是新制的无色的浓硝酸,一瓶是久置的发黄的浓硝酸,并且强调两个问题。
【强调】
1、浓硝酸所处的环境的不避光的
2、盛装浓硝酸的试剂瓶是无色的 【设问】出现这种现象是什么原因呢?
下面我给同学分成六个小组,你们自行讨论,两分钟后,每个小组出一个代表和大家分享本组的讨论结果。接着我进行小结。
【解答】原因就是浓硝酸具有不稳定性,见光易分解,生成的二氧化氮溶在浓硝酸里从而出现黄色的现象 【递进】 由这种现象可以得出实验室保存浓硝酸应该用棕色的试剂瓶放在避光的地方。
【板书】下面写一下我们一起写一下硝酸分解的化学方程式 4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
这是浓硝酸不稳定性的探究,同学一定要掌握并学会解释浓硝酸久置发黄的原因。
(2)突破难点:演示实验、归纳总结
给大家观看图片,用铁罐和铝罐来盛装浓硝酸!
用铁罐车来盛装浓硝酸
用铝罐来盛装浓硝酸
【设问】硝酸是强酸,为什么能用铁罐和铝罐来盛装呢? 小组继续讨论,时间为一分钟。我直接解答。
【解答】 因为浓硝酸具有强氧化性,在常温下遇到一些活泼金属会发生钝化现象,这一点是和浓硫酸一样的。
这是硝酸强氧化性的第一个体现。
【设问】好,下面我继续设问,硝酸是强酸,那它在与金属反应的时候会像其他酸一样生成氢气吗,接下来我播放一段浓稀硝酸分别与铜反应的视频,大家一定要注意观察以下问题:
(1)反应的剧烈程度如何?
(2)反应产生气体的颜色有什么不同? (3)反应后溶液的颜色是怎样的?
好,看完这两个反应,你发现什么现象呢?哪位同学想和大家分享一下你的想法?
这个知识点比较难。我给大家解释下为什么会有这样的现象。
【解答】硝酸具有强氧化性,与金属反应通常不用加热,也不生成氢气。浓硝酸与稀硝酸氧化性不同,生成的还原产物也不同,浓硝酸氧化性强被还原为二氧化氮,所以它与金属反应生成对应的盐二氧化氮和水。稀硝酸氧化性相对于浓硝酸差一些被还原为一氧化氮,所以它与金属反应生成对应的盐一氧化氮和水。那我们就结合实验现象写一下铜与浓稀硝酸反应的化学方程式 【板书】 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 随着铜与浓稀硝酸的反应的新鲜出炉,我们就学会了鉴别黄金的一种方法!这也是硝酸强氧化性的第二个体现。也是本节课的难点,需要同学重点把握,好,下面大家根据铜与浓稀硝酸反应的化学方程式,写一下银与浓稀硝酸的反应方程式。找听得不太认真的同学到黑板上写!然后给他检查一下是否正确(如果不正确写出正确的方程式)。
【设问】 好,接下来我继续设问,硝酸的强氧化性仅仅体现在与金属的反应上吗?它与非金属反应不反应呢?请看下面这个视频(播放碳与浓硝酸反应的视频),并观察实验现象。
(看完视频后)
【讲解】是的浓硝酸还会在加热的条件下与一些非金属反应,比如碳,下面请同学们参照金属与硝酸反应的方程式写一下碳与浓硝酸反应的化学方程式 同学写完后,我写出板书让同学们自己检查,以加深印象。 【板书】C+4HNO3(浓)=加热= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O 这是硝酸强氧化性的第三个体现。
(三)小结
以上就是我们对硝酸特性的探究,浓硝酸具有不稳定性,在光照或加热的条件下分解成二氧化氮氧气和水,所以在实验室保存浓硝酸时要装在无色的试剂瓶中放在避光的条件下。浓稀硝酸都具有强氧化性,与金属反应通常不用加热也不生成氢气,浓稀硝酸的氧化性不同生成的还原产物也不同,浓硝酸氧化性强与金属反省生成对应的盐二氧化氮和水,稀硝酸相对于浓硝酸来说氧化性弱一些与金属反应时生成对应的盐一氧化氮和水,浓硝酸在加热的条件下还与一些非金属反应。这是我们这节课的全部内容,非常重要,希望同学们能够掌握。
(四)课堂练习,课后作业
为了巩固一下我们的重点和难点,我们一起做一个练习题: 在浓硝酸中放入铜片:
(1)开始反应的化学反应方程式为 _____________________________ 实验现象为
_____________________________ (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学反应方程式为
_________________________________________________ (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀H2SO4,这时铜片上又有气泡产生,其原因是
_____________________________________________________________________
【答案】
(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 铜片逐渐溶解,产生红棕色气体,溶液变为蓝色 (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)加入稀H2SO4后,H2SO4电离出的H+,与原溶液中的NO-3构成强氧化性条件(即相当于溶液中又生成了“稀硝酸”),因此Cu又会溶解,铜片上产生气泡
由于时间关系我们课堂上就不做太多的练习题了,课后做一下练习册上对应的习题,下节课我们处理有关硝酸特性的习题!
五、板书设计
4.4硝酸的特性
1、不稳定性4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
2、强氧化性
a 铁和铝在常温下遇浓硝酸钝化。 b Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O c C+4HNO3(浓)=加热= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O
篇8:氨氧化法制硝酸教案
[教学目标]
1.知识目标
(1)了解实验室中制硝酸的反应原理、了解工业上氨氧化制硝酸的反应原理。
(2)了解王水等的性质。
(3)掌握有关硝酸反应的计算
2.能力和方法目标
(1)通过氨氧化法制硝酸的学习,提高解决实际问题的能力;
(2)通过有关硝酸的计算,提高计算能力。
3.情感与价值观目标
通过玻尔跟诺贝尔奖的故事,对学生进行受国主义教育。
[教学重点、难点] 硝酸的强氧化性的巩固。
[教学过程]
[复习巩固上堂课内容]
让学生完成下列各个问题,可以独立完成,若不能独立完成也可以相互间进行讨论。
问题1:在硝酸溶液中滴加酸碱指示剂,能使酸碱指示剂变色,再加热时会产生褪色现象。在品红溶液中,通入二氧化硫气体会褪色,再加热又会变红色。请分析上述产生这两现象的化学反应原理。
问题2:什么叫“王水”?“王水”的性质上有什么特征?
[教师介绍]化学家玻尔巧妙珍藏诺贝尔奖章的故事。让学生体会,科学家那种强烈的爱国心和科学智慧完美统一。
问题2:下面是氮及其化合物间的转化关系,请写出其中各步转化反应的化学方程式:
[引入]在上列转化反应中,找出能用于工业制硝酸一条反应路线。
[学生活动]
学生讨论后,意见逐渐统一到下列两条反应路线上。
反应路线一:N2→NO→NO2→HNO3
相应反应的化学方程式为:
N2+O2 2NO(属于吸热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
反应路线二:NH3→NO→NO2→HNO3
4NH3+5O2 4NO+6H2O(属于放热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
[引导学生讨论]上述两种反应途径,哪种更适合用于工业上制取硝酸
学生从反应的可能性、原料、能量消耗等各个方面进行讨论可得出结论。
[教师讲授介绍现代工业制硝酸的方法]早期工业曾有硝石法、电弧法制硝酸,现代工业上一般都采用氨氧化法制硝酸。
[板书]
3.硝酸的工业制法------氨氧化法制硝酸
反应原理:
4NH3+5O2 4NO+6H2O(属于放热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
生产步骤和产要设备:
氧化炉:氨氧化成一氧化氮;
吸收塔:一氧化氮转化成二氧化氮,用水吸收二氧化氮生成硝酸。
蒸馏浓缩:用浓硫酸或硝酸镁作吸水剂进行蒸馏浓缩可得到更浓的硝酸。这种方法可制得96%以上的硝酸溶液。
[引导]实验室若要制取硝酸,应该选什么作为原料?同学们可以联系实验室制氯化氢的方法进行类比。
[板书]
4.硝酸的实验室制法
实验室可用硝酸钠跟浓硫酸反应制取硝酸:
NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑
注意,一般情况下,该反应不需高温,以使硫酸氢钠跟硝酸钠进一步反应(这一点跟实验室制氯化氢气体有差异)。
[引导]硝酸的化学性质比较复杂,有关硝酸的计算问题也比较复杂,下面我们一起来讨论一下有关硝酸参加反应的计算问题。
5.有关硝酸的计算
例1:某化肥厂用氨制备硝酸铵。已知:由氨制NO的产率是96%,NO制HNO3的产率是92%,硝酸跟氨合成硝酸铵。则制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数是多少?(不考虑其他方面的损失)
解析:设氨的总的物质的量为1mol,制硝酸所用的氨为xmol,则与硝酸反应的氨为(1-x)mol。根据题意,反应关系为:
NH3 ~ HNO3
1mol 1mol
x×96%×92% y y= x×96%×92%
NH3 + HNO3 ~ NH4NO3
1mol 1mol
1-x x×96%×92%
即有:(1-x )= x×96%×92% 解得:x = 0.531mol
所以制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数为53.1%。
题2:在c(NO3-)等于4 mol·L-1的硝酸铜和硝酸银的100mL混合溶液中,加入一定量的铝粉,充分反应后过滤,将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8g。将此沉淀加入稀盐酸中无气体产生。滤液中滴入氯化钠溶液无现象,后加入过量的稀氢氧化钠溶液得到沉淀,过滤,加热,冷却,称重为4g。求参加反应的铝的质量。
[解析]题中所述的反应关系可表示成如下:
再结合溶液中NO3-离子守恒进行整体分析。
由于反应前NO3-是以Cu(NO3)2、AgNO3形式存在,反应后NO3-是以Al(NO3)3、Cu(NO3)2形式存在,所以有:
m(Al)=(4 mol·L-1×0.1L- )× ×27g·mol-1=2.7g。
参加反应铝粉的质量为2.7g。
[巩固练习]
1.实验室可以利用硝酸钠跟浓硫酸加热制取硝酸,这是利用了硝酸的( )。
(A)氧化性 (B)强酸性 (C)不稳定性 (D)挥发性
2.工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时,先制成质量分数为50%左右的硝酸,再制成质量分数为96%的浓硝酸,一般采用的方法是( )。
(A)加热蒸发浓缩 (B)加生石灰吸去水分后再过滤
(C)加硝酸镁后再蒸馏浓缩 (D)加入浓硫酸后再分液
3.在容积为672mL的烧杯里充满NO、NO2混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再缓缓通入280mLO2,反应恰好完全,且水充满了烧瓶(所有气体体积都已折合为标准状况)。下列叙述正确的是( )。
(A)总反应为:NO+NO2+O2+H2O=2HNO3
(B)总反应为:4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3
(C)烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.03 mol· L-1
(D)烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.045mol· L-1
4.某金属与稀硝酸恰好完全反应生成NO2,消耗金属和硝酸的物质的量之比为1∶3,则该金属可能是( )。
(A)Cu (B)Ag (C)Al (D)Fe
5.有关物质有如图1-3-4所示的转化关系。其中,A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①,A的稀溶液与足量B在加热时才发生反应②,D的稀溶液与苯酚溶液混合后呈紫色。据此填空:
(1)写出下列物质的化学式:A_______,D________,E_______。
(2)反应④的现象是_______________________;
(3)写出反应②的离子方程式:___________________________________;
(4)A的浓溶液与单质B加热时能否产生G?为什么?
篇9:「技术」催化氧化池
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Fenton氧化法是一种高效且经济的废水高级氧化技术,过氧化氢和亚铁离子反应产生强氧化性的羟基自由基(・OH),氧化降解废水中污染物。Fenton氧化法具有氧化能力强、设备简单、易于操作、操作成本低等优点,广泛应用于造纸、印染、制药等行业工业废水处理。
小编根据群内专家的交流内容,综合整理,分享给圈内外环保工作者,理解新技术,掌握新技术,始终站在环保科技的前沿。
1、Fenton(中文译为芬顿)是为数不多的以人名命名的无机化学反应之一。1893年,化学家Fenton HJ 发现,过氧化氢(H2O2) 与二价铁离子Fe的混合溶液具有强氧化性,可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态,氧化效果十分显著。但此后半个多世纪中,这种氧化性试剂却因为氧化性极强没有被太多重视。但进入20 世纪70 年代,芬顿试剂在环境化学中找到了它的位置,具有去除难降解有机污染物的高能力的芬顿试剂,在印染废水、含油废水、含酚废水、焦化废水、含硝基苯废水、二苯胺废水等废水处理中体现了很广泛的应用。当芬顿发现芬顿试剂时,尚不清楚过氧化氢与二价铁离子反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。二十多年后,有人假设可能反应中产生了羟基自由基,否则,氧化性不会有如此强。因此,以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述芬顿试剂中发生的化学反应:
Fe+H2O2→Fe+OH+ ・OH ①
从上式可以看出,1mol的H2O2与1mol的Fe反应后生成1mol的Fe,同时伴随生成1mol的OH外加1mol的羟基自由基。正是羟基自由基的存在,使得芬顿试剂具有强的氧化能力。据计算在pH= 4 的溶液中,OH・自由基的氧化电势高达2. 73 V。在自然界中,氧化能力在溶液中仅次于氟气。因此,持久性有机物,特别是通常的试剂难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物,在芬顿试剂面前全部被无选择氧化降解掉。1975 年,美国著名环境化学家WallingC 系统研究了芬顿试剂中各类自由基的种类及Fe 在Fenton试剂中扮演的角色,得出如下化学反应方程:
H2O2 + Fe→ Fe + O2 + 2H ②
O2 + Fe→ Fe + O2・ ③
可以看出,芬顿试剂中除了产生1 摩尔的OH・自由基外,还伴随着生成1 摩尔的过氧自由基O2・,但是过氧自由基的氧化电势只有1.3 V左右,所以,在芬顿试剂中起主要氧化作用的是OH・自由基。
芬顿试剂法是针对一些特别难降解的机有污染物如高COD,利用硫酸亚铁和双氧水的强氧化还原性,生成反应强氧化性的羟基自由基,与难降解的有机物生成自由基,最后有效的`氧化分解(芬顿(Fenton)试剂反应机理)。芬顿试剂的处理效果受到废水污染物浓度,反应的pH值,硫酸亚铁与双氧水的比例,双氧水的投加浓度的影响。
2、芬顿氧化加硫酸亚铁后多久加入双氧水
芬顿试剂的主要药剂是硫酸亚铁与双氧水与碱。硫酸亚铁与双氧水的投加顺序会影响到废水的处理效果。先通过正交实验将硫酸亚铁与双氧水的投加比例得出(一旦控制不好便容易返色)。再按照先调PH值,投加硫酸亚铁,再投加双氧水,再进芬顿试剂投加顺序与污泥沉降处理行pH值调节的顺序进行投加。在硫酸亚铁投加后反应15分钟左右,再进行双氧水的投加,反应20~40分钟后再加入碱回调pH值,处理效果更佳。
3、芬顿氧化后污泥沉降如何处理
由于芬顿氧化过程中硫酸亚铁的大量投加,使得硫酸亚铁中铁离子的大量沉淀,产了大量的铁泥。甚至会造成大量的污泥悬浮物在废水中难以沉降。出现这种情况的原因大多数是因硫酸亚铁与双氧水的投加比例没有控制好,或双氧水投加过量、反应不彻底导致。出现这种情况后可以通过投加絮凝剂(聚丙烯酰胺)进行强化絮凝沉淀。或者通过投加石灰粉进行PH值调节及助凝对悬浮物进行凝聚沉淀。
一般在污水处理工程上,采用芬顿都有特殊的反应条件和足够的反应时间,如果确定芬顿反应进行彻底,可在水中投加非离子型的聚丙烯酰胺,它可以帮助污泥加速沉降。利用硫酸亚铁芬顿对一些高色度与高COD废水的去除率都可以达到90%-95%。
3、芬顿(Fenton)法作为废水高级处理技术,利用Fe2+和H2O2之间的链反应催化生成具有强氧化性的羟基自由基(・OH),可氧化各种有毒和难降解的有机化合物,针对高浓度难生物降解废水处理,可作为生物前处理以改善水质,提升废水的可生化性,为后续的深度处理创造有利条件。
4、芬顿流化床反应器,又称为芬顿氧化塔、芬顿反应塔,是进行芬顿反应对废水进行高级氧化的必要设备。水博网技术管理中心在传统芬顿反应塔的基础上,研发了具有独特技术的芬顿流化床反应器,本设备利用流体化床方式使芬顿法所产生的Fe3+大部分以结晶或沉淀附着在流化床芬顿载体表面,可大幅减少传统芬顿法的加药量产生的化学污泥量(H2O2加入量减少10%~20%,Fe2+加入量减少50%~70%,污泥量减少40%~50%)。
5、处理焦化废水
炼焦废水含有数十种无机和有机化合物,包括氨氮、硫氰化物、硫化物、氰化物、酚、苯胺、苯并比等,其中一些是高致癌物,属于高污染难治理的工业废水。
实验人员研究了用芬顿法处理焦化废水。探讨了影响COD去除率的因素,确定了适宜的操作条件。在此条件下,焦化废水COD去除率达88.9%. H202如分3批加入(总量不变),COD去除率可提高至92%。实验人员研究了芬顿氧化/混凝协同处理焦化废水经生物处理后的出水。结果表明,经此处理后,出水可达国家二级排放标准。如后续再经生物处理,最后出水将可稳定地达到国家一级排放标准。研究试验中,还通过分析相对分子质量分布和小分子有机物组成,揭示了焦化废水生物处理后出水的物质组成及其在芬顿氧化/混凝协同处理后的污染物变化规律。
6、处理垃圾渗滤液
城市垃圾渗滤液是一种组成成分复杂的污水,将会污染地下水,对城市环境构成严重威胁。由于其含有多种有毒有害的难降解有机物,不易用传统的生化法来处理。不同的填埋场的垃圾渗滤液的组成、浓度不同。因此,对垃圾渗滤液的处理效率,实验人员研究主要是从降低COD和去除的混合物中有机物分子量来考察。
垃圾渗透液中的应用,进行了用芬顿法处理垃圾渗滤液的中型试验,反应在连续的搅拌发生器中进行,当试剂加入量适当时,COD的去除率可达67.5%,从而提高了可生化性,有利于进一步的处理。
由以上对各种废水的研究可知用芬顿试剂处理废水的特点,一是反应启动快,反应在酸性的环境中,常温常压,条件温和;二是不需要设计复杂的反应系统,设备简单、能耗小。实验人员认为芬顿试剂氧化性强,反应过程中可以将污染物彻底地无害化,而且氧化剂H2O2,参加反应后的剩余物可以自行分解掉,不留残余,同时也是良好的絮凝剂,效果好。
Fenton试剂在处理各种废水的时候,其反应条件差别不大,这就方便了Fenton试剂的工业化应用。
絮凝反应沉淀池
催化氧化池处理后的废水自流进入絮凝反应沉淀池;废水在进入絮凝反应沉淀池前,设计投加碱NaOH/混凝剂PAC/凝聚剂PAM(由加药装置计量投加)进行絮凝反应沉淀去除废水中的部分胶状体有机污染物、悬浮物, 其原理为絮凝反应沉淀分离,絮凝反应采用机械搅拌的型式。
絮凝反应沉淀池设计为重力式高效斜管沉淀池,采用重力分离原理进行的沉淀澄清处理。重力式高效斜管沉淀池相对于一般的沉淀池加装了高效的
篇10:「技术」催化氧化池
斜管填料,具有占地面积小,处理效率好,停留时间短等特点。絮凝反应沉淀池沉淀分离后的污泥由排泥泵提升进入污泥浓缩池进行浓缩处理。
絮凝反应沉淀池主体结构为Q235-A碳钢(内衬玻璃钢防腐)。絮凝反应沉淀池配套机械搅拌装置采用轴装式,具有反应时间短,反应效果好等特点。絮凝反应沉淀池内设置斜管填料、填料支架、出水堰板等附件。内部斜管填料为六角蜂窝填料,斜管填料主要用于工业和废水的沉淀工艺,其主要特点为湿周大、水力半径小、层流状态好、颗粒沉淀不受絮流干扰。斜管填料采用FRP材质,具有韧性强、组装刚度好、不变形、不脆裂、抗老化、使用寿命长。填料支架为网格型,为Q235-A碳钢材质(衬玻璃钢防腐)。出水堰板为Q235-A碳钢材质(衬玻璃钢防腐)。
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篇11:乙醇的催化氧化
乙醇的催化氧化现象
乙醇的催化氧化反应的现象:
把铜丝烧成螺旋状,在火焰上加热后,铜丝表面发黑生成黑色的氧化铜,把它迅速插入酒精中,待黑色退去后,取出铜丝再加热,再插入酒精中,反复数次后嗅闻气味。
乙醇的催化氧化反应的方程式:
2Cu+O2→2CuO
CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+Cu+H2O
总方程式为:CH3CH2OH+O2→CH3CHO+H2O
常见的氧化反应
(1)醇的氧化:醇生成醛
(2)醛的'氧化:醛生成酸
(3)有机物的燃烧氧化、与酸性高锰酸钾溶液的强氧化剂氧化。能被银氨溶液或新制备的Cu(OH)2悬浊液氧化的:醛类、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖。在催化剂(Ni、Cu、Pt、Pd等)存在下,烯烃与氢加成得到烷烃;醛、酮与氢气加成得到醇,产率高。
篇12:化学催化社会
摘 要:从学生熟悉的自然现象和已有的认知基础切入,通过问题的层层推进,将生活中蕴含的朴素道理应用到化学反应能否自发进行的探讨中,并将学生所学的知识运用到社会实践中,让学生感受到化学既朴素又深邃的魅力。
关键词:自发反应;焓变;熵变
一、教学设计思路
生活是智慧的源泉,生活是连接学生情感和科学未知的纽带,生活中的鲜活现象牵动着学生的每一根神经末梢,也催生着学生的智慧、情感和谐有序地发展,为学生的现实发展和终生发展提供不竭的动力,因此新课程倡导“从生活走向化学,从化学走向社会”。
本节课在设计上采用大量的生活现象,让学生从已有的生活经验出发,通过问题的精心设计和探讨,提炼出化学知识及科学规律。
本堂课首先通过自然界中常见的自发现象帮助学生建立自发反应的概念,其次通过自然界中的热传递过程使学生认识到化学反应能向能量降低的方向自发进行,同时通过实验探究让学生认识到焓变并不是影响化学反应的唯一因素,再通过火柴散落、整齐的房间变乱等现象说明混乱度增加是自然界中的普遍规律,也是化学反应自发进行的一种倾向,并通过实例分析。
说明若要正确判断化学反应的方向,必须将焓变、熵变综合起来考虑,最后通过汽车尾气处理反应的分析引导学生关注化学与人类、化学与社会发展的密切关系,使学生体会到“化学是人类进步的关键”,最终完成本节课的教学内容。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)了解自发反应的概念,了解熵变与焓变对化学反应的影响。
(2)能用化学反应焓变、熵变说明化学反应的方向。
2.过程与方法
(1)通过学生已有知识及日常生活中的实例,使学生构建化学反应方向的判据;学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工。
(2)让学生体会科学探究方法中的重要手段――“证伪”和“证明”,从而进一步认识科学的本质特征。
3.情感态度与价值观
通过本节内容的学习,使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约,要学会客观地、全面地分析问题。
三、教学重点和难点
焓减和熵增与化学反应方向的关系。
四、教学过程
[情境导入]投影自然界美丽的瀑布、室温下冰的融化图片。
[提问]自然界中有许多自然而然发生的现象,其逆过程不能自发,举例说明在化学中我们所知道的常见的自发过程。
[学生讨论并回答]钢铁腐蚀、食品腐烂、活泼金属与酸的置换反应、酸碱中和反应等能自发进行。
[教师]像这类在一定温度和压强下,无需外界帮助(光、电能等)就能自动进行的反应,称为自发反应。
设计意图:通过室温下冰的融化、瀑布中水的流向等图片,吸引学生的眼球,使学生认识到自发过程是自然界中常见的现象,并通过化学变化中的自发过程的讨论,帮助学生理解自发反应的概念。
[情境过渡]金属具有良好的导热性,那金属在导热时能量是如何传递的?
[学生回答]从温度较高的地方向温度较低的地方传递热量。
[教师]对,也就是能量从高到低传递。
[投影]观察与思考:下列反应在一定条件下都能自发进行,你知道这些反应能自发进行的主要原因吗?
[学生思考并回答]这些反应都是放热反应,即反应后体系的能量较低,焓变(ΔH<0)。
[教师]回答很好,研究表明,绝大多数放热反应都能自发进行。
设计意图:从学生已有的生活经验出发,先分析金属导热的过程,让学生体会到自然界中的体系是从高能量到低能量转变的趋势,再通过具体的化学反应实例分析得出绝大多数放热反应是属于自发反应,通过金属导热的“承上启下”,让学生带着自己的兴趣、知识、经验、思考和灵感参与课堂活动,成为课堂教学主体部分,不仅活跃课堂气氛,还使新知在学习中自然生成。
[设问]焓变是不是制约反应进行的唯一因素呢?
[学生探究实验]
(1)向干燥的烧杯中加入一定量的NH4NO3晶体,并加入适量的水,用手触摸烧杯外壁。
(2)向干燥的锥形瓶中加入约20 g NH4Cl晶体。
在一小木板上洒少量水,将锥形瓶放在木块上。
再向其中加入约40 g氢氧化钡晶体[Ba(OH)2・8H2O],用玻璃棒将固体充分混合均匀,片刻后拿起锥形瓶,观察实验现象。
[学生分组实验]实验(1)烧杯外壁温度明显降低,实验(2)锥形瓶与木板连接在一起。
[师生交流]上述两个变化都属于吸热反应,但在常温下也能自发进行,因此并不是所有的自发反应都是放热反应,由此可见焓变是制约化学反应自发进行的重要因素,而不是唯一因素。
设计意图:通过两个吸热反应的实验探究让学生发现并非所有的自发反应都是放热的,从而得出焓判据的不全面性,引导学生思考问题,激发学生的求知欲望,为提出熵判据做好铺垫。
[情境过渡]投影混乱度不同的房间的变化及火柴的散落图片
[教师提问]这些图片告诉我们体系有从有序变无序的倾向,那么硝酸铵溶于水、氢氧化钡晶体与氯化铵晶体为什么能够自发进行呢?
[学生讨论并回答]硝酸铵溶于水的过程体系从晶体有规则的排列变化为溶液中自由移动的离子,体系的混乱度增大,而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体是反应生成了气体,使体系的混乱度增大。
[设问]如何来衡量体系的有序和无序呢?
[教师]德国科学家克劳修斯引入一个新的物理量――熵:描述体系混乱度大小的一个物理量。
符号:S,单位:J・mol-1・K-1
[投影]水的不同状态的混乱程度图片(学生观察)
[提问]如何比较同一物质的不同状态熵值?
[学生]同一物质不同的聚集状态熵值大小为:S(g)>S(l)>S(s)
[教师提问]常见的熵增过程有哪些呢?
[学生讨论、回答]
常见的物理过程有:(1)固体的溶解;(2)气体的扩散;(3)物质(如水)的汽化。
常见的化学变化有:(1)有气体生成的反应;(2)气体的物质的量增加的反应。
设计意图:通过混乱度不同的房间和火柴散落图片,启发学生有气体生成、构成物质的粒子无序分散等过程犹如整齐的房间及火柴变凌乱是自发产生的,从而引出熵的概念,并得出体系的混乱度是判断反应能否自发进行的另一个重要因素。
(1)能自发进行的反应一定是熵增反应吗?
(2)熵增反应一定能自发进行吗?
(3)熵变对反应的方向有什么影响?
[学生]小组讨论,然后选出代表来回答。
[交流共享]能自发进行的反应不一定是熵增反应,如反应⑤,熵增反应能否自发进行还与温度有关,如反应③和④常温下不能自发进行,但在高温下可以自发进行。
[教师]根据同学们的讨论结果,我们可以知道:
(1)体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。
(2)在一定条件下,一个化学反应能否自发进行,既与反应焓变有关,又与反应熵变有关,但都不是唯一因素,必须综合起来判断。
设计意图:通过具体的化学反应实例分析,让学生更好的理解熵增是影响化学反应方向的一个重要因素,为下文引出综合判断做好铺垫。
[过渡]那如何来判断反应能否自发进行呢?
[投影]拓展视野:ΔH和ΔS与反应的方向
美国科学家吉布斯提出了把焓变和熵变综合起来,建立了一个公式,依次判断反应能否自发进行。
ΔG=ΔH-TΔSΔG ΔG>O 非自发反应
[教师]什么情况下反应可以自发进行呢?
[学生交流]
(1)ΔH<0,ΔS>0 反应一定自发
(2)ΔH>0,ΔS<0 反应一定不能自发
(3)ΔH<0,ΔS<0 低温自发
(4)ΔH>0,ΔS>0 高温自发
[学以致用]生活中汽车尾气主要的污染物是一氧化氮和燃料不完全燃烧所产生的一氧化碳,它们是现代城市中的主要污染物,为了减少城市污染,人们通过提出以下反应来处理汽车尾气:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),并成功地减少了氮氧化物的污染,你认为该反应可以发生的理论依据是什么?
[学生活动]该反应的 ,反应仍能自发进行说明该反应是放热反应即 。
设计意图:通过汽车尾气处理化学反应方程式的研究,让学生能把知识应用到实际生产中去,体会化学与社会的联系,感受学科魅力。
[课堂练习]学以致用
1.常温常压下,2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)ΔH=+56.76 KJ/mol,该反应能自发进行的原因是( )
A.是吸热反应 B.是放热反应
C.是熵减少的反应 D.熵增效应大于能量效应
2.下列反应中,在高温下不能自发进行的是( )
A.(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g)
B.2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)
C.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(s)
D.CO(g)=C(s)+O2
五、教学反思
1.从教学设计角度反思教学效果
常言道:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”教学设计要在“好之”“乐之”上多下工夫,收到以情促智和以智生情的教学效果。
本节课以学生熟悉的自然现象和已有的生活经验引入,将其中所蕴含的哲理应用到化学反应能否自发进行的探讨中,以此激起学生内心的层层涟漪,幻化出无尽的想象,让学生每一个思维细胞都沉浸在化学的海洋里,在快乐和享受中,汲取化学学科思想和方法,创设出令学生终身难忘的智慧课堂、活力课堂。
在整堂课的学习中学生始终体会着“生活中的化学”,感知到化学即生活,生活即化学,体味到一堂化学课就是一种鲜活的、流动的生命,打造出令学生流连忘返、回味无穷的生命课堂,收到“润物细无声”的教学境界。
2.从学生的角度反思教学效果
学生对本节的反映是,那些自己平时熟视无睹的生活现象,经老师一分析,都赋予了新的色彩,更加生动了,并且与深奥的化学知识有着千丝万缕的联系;本节课他们不仅学会了相关的化学知识,更掌握了以化学的视角去审视身边的生活现象,使他们的生活更加化学化了,真正达到了“以生活活化化学,以化学催化生活”的崇高境界。
参考文献:
王祖浩.化学反应原理.凤凰出版传媒集团,-06.
高中化学教学中如何践行绿色化学【2】
摘要:本文从化学教学中引入环境保护理念着手,就如何实施绿色化学教育,提高学生的环保意识,以及在高中化学中如何践行绿色化学进行了分析和研究,提出了几点可实施的方法。
关键词:高中化学 绿色化学 化学教学 化学实验教学
化学是一门源自生活,集发现、探索于一体的学科,化学给人们生活带来的变化是现代科学最为巨大而又不易察觉的,化学产品诞生的同时给生态环境带来了很大的压力,所以在现代化学教育中,环境保护理念越来越被重视,而且被绝大多数的教育工作者认同。
绿色化学也就是以保护环境为本的新型化学教学理念,目的是宣传人与自然的和谐相处,保持人类社会的可持续发展。
高中化学中的化学知识是最为基础的化学知识,也是应用于生活中最为广泛的一部分,在学生正在形成其人生观、价值观和道德观的重要阶段,绿色化学在高中化学教育中是非常重要,而且必要的。
1 绿色化学教学理念的特点
高中阶段是学生接受知识的黄金时段,在这段时间里,学生接受的不仅仅是书本知识,更为重要的是,这是一个形成学生自我思想的重要阶段。
高中化学教学的'教学目标也不仅仅是知识的传授,还有素质的培养。
学生在课堂里不仅仅要学习化学定理,了解物质的结构,掌握生活中形形色色的化学现象,还要学会如何利用化学知识来改善生活。
学生获取知识的同时,在思想上要形成完整的化学知识结构,将绿色化学理念融合在学习的整个过程中,进而形成伴随一生的绿色化学意识[1-2]。
绿色化学理念的引入,使高中化学被划分为两个部分,包括环境保护和应试。
这就要求学校必须合理处理两者之间的关系,保证两者同时进行,互相促进,互相影响,使得学生在不打断提高科学文化素养的同时,能够对科学进步与经济高速发展之间的关系有理性的认识,能够用可持续发展的思想来指导学习,能够对生态平衡和环境保护有更深的理解,能够在这两部分教学内容的相互促进下,主动去获取绿色化学知识,培养绿色化学理念和意识的形成。
2 绿色化学在高中化学教育中的实践
2.1 将绿色化学理念融入到课堂教学中
在课堂教学中,教学内容要以生活实际为基础,从身边的化学常识出发,结合教材中的基础知识,将绿色化学理念向学生慢慢渗透。
现代社会存在的各种环境问题,譬如:白色污染、温室效应、医学垃圾、水质污染、食品污染、土壤污染等等,这些问题是人们生活中能够见到、体会到的,将这些环境问题与绿色化学的教学内容相结合,对这些污染的产生根源及其与化学之间的千丝万缕联系告诉学生,深入剖析其中的原因,将化学知识与实际生活紧密联系,这样才让学生意识到绿色化学的重要性[3]。
绿色教学的实施过程对于教师来说,最为重要的是教师自身要具备强烈的绿色化学意识,才有可能将绿色化学理念融入到具体的教学活动中去,学生通过与老师的交互,能够很清晰地感受到绿色化学的影响。
譬如,在讲解到有关漂白剂的内容时,氯气和双氧水都是可以漂白的试剂,但是氯气就是一种有毒气体,会严重污染自然环境,而双氧水则是绿色的、无污染的漂白试剂,现代工业中氯气在将来将会逐步被双氧水所代替。
类似的对比,同种用途的化学药品在生产生活中的不同效果,将绿色化学理念通过这样的例子来不断对学生进行熏陶。
2.2 将绿色化学理念融入到实验教学中
实验是化学教学的重点内容,实验能够让学生更加直观、更加明确地理解化学知识,通过详细的实验数据,清晰可见的实验现象,看得见的、摸得着的内容更能让学生接受,所以在这样一个具有重要意义的教学环境中,绿色化学理念的融入,是贯彻绿色化学理念必然的选择。
而化学实验可以说是一个微型的化学工厂,在这里我们进行的一切实验操作,扩大了就是工业生产。
所以,关于实验经常提到的废渣、废水、废气等“三废”问题,我们必须要谨慎处理,并通过这些处理方式来传递绿色化学理念。
2.2.1 节约化学药品,缩小实验规模
将实验规模缩小化,也就是指在能够充分实现实验目标的情况下,尽可能通过对试剂用量的调整来达到节约化学药品的目的。
可以使用小号的化学装置和精简化的化学仪器,减少化学样品的使用量,这样就能够减少实验过程中的“三废”产量。
节约化学药品不仅仅可以通过缩减试剂用量,还可以通过利用实验的生成产物作为下次实验的样品,这样既能够节约药品,还能减少废物的产生,使其进入到实验的循环中去,同时也能够通过这样的连环设计,提升学生的化学应用水平。
2.2.2 设计“三废”无害化实验
化学实验难免会产生“三废”,对于“三废”的处理一直都是实验的重点。
然而尽管是重点,但是却很容易被学生忽视,在教学过程中也容易被遗忘。
绿色化学理念要求我们必须注重“三废”的处理,要使得学生更加注重对于实验废物的处理,教师可以通过与学生一起设计“三废”的无害化实验,通过实验来加深印象。
这个处理的过程,老师的引导非常重要,实验残留物如何进行分类处理,实验仪器的清洗应该如何操作,“三废”的回收等,都是绿色化学教学中的具体内容。
2.2.3 利用计算机等高科技手段来进行实验
化学实验中不乏一些危险性极高的实验,这些实验中要么药品具有极强的破坏性,要么其化学过程极其剧烈,要么其产物具有极高的危险性。
像这样的实验,可以考虑不进行实地操作,利用计算机模拟实验,来向学生进行展示,既可以避免实验本身所带来的危险,又能够减少实验带来的环境污染。
3 结论
伴随着科学技术的不断进步,人们对于生活水平要求的不断提升,高中化学教学的要求也在跟随时代的脚步不停发展,而绿色化学是我们化学教学的必然趋势。
在高中这个关键阶段,绿色化学理念的传递,将会为人类社会与自然和谐友好相处打下良好的基础,为环境污染的治理奠定坚实的基石。
参考文献:
[1]王会娜.在高中化学教育中引入“绿色化学理念”的必要性[J].教育教学论坛,,(24):123-124.
[2]周柳玉.刍议绿色化学思想在高中化学教学中的应用[J].沙洋师范高等专科学校学报,,(2):69-70,78.
[3]徐彪.探究高中新课标背景下的绿色化学教育[Z].:253.
篇13:化学《氧化还原反应》教案
一、教学目标
【知识与技能】
能够从化合价升降和电子转移的角度认识氧化还原反应;理解氧化还原的本质是电子的转移(得失或偏移);会用双线桥法分析氧化还原反应的电子转移情况。
【过程与方法】
通过对氧化还原反应的特征和本质的分析,学习由表及里以及由特殊到一般的逻辑推理方法。
【情感态度与价值观】
通过“氧化”和“还原”这一对典型矛盾的深入研究,深刻体会自然现象中的对立与统一关系,树立辩证唯物主义思想。
二、教学重难点
【重点】
篇14:化学《氧化还原反应》教案
三、教学过程
环节一:导入新课
【教师提问】回忆一下初中学过的知识,什么是氧化反应,什么是还原反应,能不能举出几个具体的实例呢?
【学生回答】氧化反应:碳与氧气、铁与氧气……
还原反应:氢气还原氧化铜、碳还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜……
环节二:新课讲授
1.氧化还原反应的特征
【提出问题】能不能举出其他的氧化还原反应?
【学生回答】碳与氢气的'反应、氢气还原氧化铜……
【提出问题】观察一下所列举的几个化学方程式,除了得失氧之外,从化合价的角度思考什么是氧化还原反应?
【学生回答】得氧元素发生氧化反应,元素化合价升高;失氧元素发生还原反应,元素化合价降低。
【教师引导】由此可知,氧化还原反应的特征就是有元素化合价升降的变化。
【提出问题】铁与硫酸铜的反应是否属于氧化还原反应?是不是只有得失氧的化学反应才是氧化还原反应?
【学生回答】是,铁元素、铜元素的化合价都出现了变化。可知并不是只有得失氧的反应才是氧化还原反应。
2.氧化还原反应的本质
【提出问题】为什么在氧化还原反应中会出现化合价的升降变化?元素化合价的升降与什么有关?
【学生回答】元素化合价的变化与得失电子(电子转移)有关。
【教师引导】那么就从原子结构的角度揭秘在氧化还原反应中,元素的化合价为什么会发生变化。
【提出问题】金属钠在氯气中燃烧生成NaCl,从原子结构示意图的角度思考NaCl是怎样形成的?
【提出问题】氢气在氯气中燃烧生成HCl,从原子结构示意图的角度思考HCl是怎样形成的?
【学生思考,教师讲解】从原子结构来看,氢原子最外层有1个电子,可获得1个电子而形成2个电子的稳定结构。氯原子的最外电子层上有7个电子,也可获得1个电子而形成8个电子的稳定结构。
这两种元素的原子获取电子难易程度相差不大。在发生反应时,它们都未能把对方的电子夺取过来,而是双方各以最外层的1个电子组成一个共用电子对,这个电子对受到两个原子核的共同吸引,使对方最外电子层都达到稳定结构。在氯化氢分子里,由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子的稍强一些,所以,共用电子对偏向氯原子而偏离于氢原子。因此,氢元素的化合价从0价升高到+1价,被氧化;氯元素的化合价从0价降低到-1价。在这个反应中,发生了共用电子对的偏移,氢气发生了氧化反应,氯气发生了还原反应。(教师讲解并板书)
【提出问题】根据以上的分析,能不能从电子转移的角度重新定义氧化还原反应?
【学生回答】有电子转移(得失或偏移)的反应,是氧化还原反应。(教师总结并板书)
【提出问题】能不能从电子转移的角度分析铁与硫酸铜的反应?
【学生回答】铁元素失去2个电子,化合价升高,发生氧化反应;铁元素得到2个电子,化合价降低,发生还原反应。(教师板书:利用双线桥法)
环节三:巩固提升
【提出问题】有人说置换反应、有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应全部属于氧化还原反应,你认为这个说法正确吗?请说明理由。
提示:正确。因为在这几类反应中,反应前后前后都有元素化合价发生变化。
环节四:小结作业
请学生回答本堂课的收获:氧化还原反应的特征、本质,学到了什么?
布置作业:课下思考,四大反应类型与氧化还原反应有什么关系。
四、板书设计
文档为doc格式