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1、化学性质:能溶于水,放出大量的热,先形成偏磷酸、焦磷酸等,最终变成正磷酸,在空气中吸湿潮解,与有机物接触会发生燃烧,接触有机物有引起燃烧危险,受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气,具有强腐蚀性, 五氧化二磷是磷酸的酸酐;
2、物理性质:相对密度为2、39,相对蒸气密度5,饱和蒸气压0.13千帕,不溶于丙酮、氨水,溶于硫酸。
(来源:文章屋网 )
1、浓硫酸(吸水性和脱水性);
2、无水氯化钙、无水氯化镁、无水硫酸镁等盐类(可逆地吸水);
3、钠、氧化钙、五氧化二磷等(不可逆地吸水);
4、分子筛、硅胶等利用表面的吸附作用吸水的物质;
[关键词] 缺血性脑卒中;氧化应激反应;生物标志物
[中图分类号] R743.33 [文献标识码] B [文章编号] 1674-4721(2014)09(a)-0191-03
The current status of several oxidative stress markers in ischemic stroke
ZHANG Xiang-yun LI Hong-zhi
School of Basic Courses,Guangdong Pharmaceutical University,Guangzhou 510006,China
[Abstract] Ischemic stroke is the result of a lack of brain blood flow which leads to brain dysfunction and necrosis.Recent research demonstrated that the pathological mechanism of ischemic stroke mainly has five aspects:energy depletion,oxidative stress,excitatory amino acids toxicity,nerve intracellular calcium overload and inflammatory response.According to the pathological mechanism of oxidative stress, in this paper, through the analysis of some of the existing literature,related biomarkers will be screened from disease diagnosis,treatment,assessment of prognosis,which will be summed up the five biomarkers in order to provide a theoretical basis for clinical application in the future.
[Key words] Ischemic stroke;Oxidative stress;Biomarker
人脑仅占体重的2%,但需20%的总氧气消耗量,抗氧化能力也只及肝脏的10%。研究已证明少量的氧化剂是必要的,可作为信号分子参与调节各种功能,如调节血管紧张度、监测氧张力和促红细胞生成素产生,但过量的氧化剂能不可逆地氧化DNA、脂质、蛋白质等大分子,导致细胞损伤,还参与细胞凋亡的信号通路并引起线粒体功能障碍。氧化应激由机体内产生的活性氧(reactive oxygen species,ROS)介导,导致氧化与抗氧化失衡,从而引起组织、细胞的氧化损伤[1]。大量证据表明,氧化应激在多种神经变性、失常疾病的发病机制中具有很大的作用,包括阿尔茨海默病、帕金森病和急性中枢神经系统(CNS)损伤所致的缺血性脑卒中等[2]。脑缺血后诱导活性氧等自由基产生,造成氧化应激性损伤。因此寻找合适的氧化应激生物标志物对缺血性脑卒中的诊断、治疗、预后评估都具有非常重大的意义。本文主要概述氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)、8-异前列腺素F2α(8-iso-PGF2α)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、对氧磷酶(PON)、硫氧还蛋白-1(Trx-1)五种氧化应激生物标志物与缺血性脑卒中相关性的研究现状。
1 氧化型低密度脂蛋白
ox-LDL是导致血管损伤的重要起始因子,研究发现,氧化应激会加重ox-LDL的致病作用[3],通过ELISA检测,缺血性脑卒中患者组血浆ox-LDL水平明显高于健康对照组[3-5];脑卒中患者急性期与恢复期的ox-LDL水平比较差异有统计学意义[4];轻型脑梗死组、中型脑梗死组与重型脑梗死组血清ox-LDL水平比较差异有统计学意义(P
2 8-异前列腺素F2α
8-iso-PGF2α在所有异前列腺素中最主要、最稳定,具有收缩血管,促血小板黏附、聚集和变形的作用,通过直接消耗NO、改变NO合酶的活性而减弱NO的保护性生物学效应,使内皮损伤加重[7]。8-iso-PGF2α作为一种氧化应激损伤标志物,广泛应用于脑缺血再灌注损伤和脑外伤等疾病的诊断和评估[8],且被认为是评估对DNA、脂质的氧化损伤中最完善最可靠的生物标志物[9],是测定体内氧化应激的金标准[10]。用ELISA检测血浆8-i so -PGF2α水平发现,急性缺血性脑卒中(ACI)患者组明显高于健康对照组;ACI患者组中年龄>45岁者高于年龄
3 γ-谷氨酰转移酶
GGT是一种可分解体内抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)的糖蛋白。黄荣宁等[13]用酶速率法对96例脑梗死、59 例短暂性脑卒中(TIA)、60 例健康体检者进行GGT检测,发现缺血性脑血管病组明显高于健康对照组,并且急性脑梗死组明显高于TIA组;有研究发现男性脑卒中患者大多数血脂指标随GGT水平的升高而改变,提示血清GGT活性升高可能是男性脑卒中患者的一个危险因素[14];Shimizu等[15]对日本年龄在40~69岁的6281例女性和3471例男性进行前瞻性研究,在18年的随访中,发现有202(3.2%)例女性与230(6.6%)例男性脑卒中,提示血清GGT水平与女性而非男性脑卒中风险呈正相关,尤其是不饮酒的女性;Weikert等[16]在欧洲一项大型前瞻性研究中通过测试血浆GGT水平评估脑卒中的发生风险,结果显示GGT每改变1个单位,对应的脑卒中风险就会增加1.20。GGT水平与缺血性脑卒中的发生风险率是否密切相关,有待进一步研究,这对临床上预测不同性别脑卒中的发生具有重要意义。
4 对氧磷酶
PON基因家族中有PON1、PON2和PON3三个成员,PON1具有抗氧化抗炎症反应、抑制LDL氧化、逆转ox-LDL的生物学活性、保护卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)的活性、抑制HDL脂质过氧化并增加其抗氧化能力的作用,对缺血性脑卒中和心血管等疾病有很大的保护作用[17-18]。宋云等[19]用紫外分光光度法检测中国汉族人血清PON1活性,发现动脉粥样硬化性血栓性脑梗死(ATCI)组明显低于健康对照组;Zhang等[20]对中国汉族508例健康者、328例缺血性脑卒中患者与170例出血性脑卒中患者的PON1基因多态性进行分型统计分析,发现不同基因型的PON1与不同类型卒中的发生有关,提示PON1基因多态性可能是脑卒中的一个危险因素;Michalak等[21]研究发现血清PON与脑卒中后3个月的观察结果直接相关,PON与芳基酯酶(ARE)的比值与脑卒中的良好预后相关性最强;Liu等[22]通过系统性回顾和meta分析,发现PON1Q192R基因的多态性与缺血性脑卒中发生风险密切相关;Lazaros等[23]在研究中发现PON2S311C等位基因在严重缺血性脑卒中患者中表达显著,提示PON2S311C等位基因可能是严重缺血性卒中病例的诱发因素。以上研究结果提示,PON作为缺血性脑卒中的危险因素之一,对研究以人群为单位的脑卒中以及脑卒中的预后发展有很大作用,但缺血性脑卒中与其基因的相关性仍需近一步研究确定。
5 硫氧还蛋白-1
Trx是一种广泛存在于细胞的热稳定蛋白(约12 kDa),作为一种强大的抗氧化剂,Trx是核苷二磷酸变成相应脱氧产物反应中的氢供体,已被证明能够清除活性氧、抗氧化应激以及抗细胞凋亡。周小爽等[24]研究发现灯盏花和三七提取物可明显恢复脑缺血再灌注所致的Trx-1降低,提示Trx-1在缺血性脑卒中再灌注过程中是一个重要因子;有研究发现,Trx-1可以保护局灶性缺血的神经元,缺血再灌注后Trx转基因小鼠比野生型小鼠检测到的caspase-3和TUNEL阳性细胞少,提示Trx-1过表达对缺血再灌注所导致的神经元损伤具有保护作用[25];最新研究显示,重组人Trx-1通过ERK信号通路可促进神经元再生,并有效改善了脑缺血成年小鼠的空间学习和记忆能力[26]。目前对Trx研究不多,但是 Trx可作为评估治疗脑缺血再灌注药物疗效的检测指标,并且将会成为缺血性脑卒中重要的生物标志物之一。
6 展望
目前对缺血性脑卒中相关生物标志物的研究有很多,但仍未找到公认、可靠、特异性的生物标志物作为其早期诊断、风险预测和预后的评价指标。缺血性脑损伤为一种瀑布式级联反应,病程复杂,加上脑组织结构特殊,单一生物学标志物有一定局限性,只能反映缺血损伤的某一环节,因此在临床上应该建立不同的生物标志物诊断组,以缩短临床使用周期,尽快做出诊断治疗。相信随着科学技术的不断发展,大量准确性高、敏感性强、特异性好的生物标志物将被发现,并为疾病的预防和治疗提供更好的指导。
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本教材选自人教版《化学1》必修。该课中的学案是根据学生现有的经验和理解水平,将知识点设置成一系列问题。它体现了教学过程,有意识地对学生用问题启发思维,提供学法指导。在教学思路上,该课的最大特点是不单纯地讲解知识,而是将具体的知识点进行加工,使其向上与化学原理、观念以及方法相链接,向下能落实到应用层面。及时利用化学原理整合知识,适时渗透化学学科的研究程序和思维方法,不仅能使知识条理化和脉络化,消除元素化合物知识的“散、繁”的现象,而且体现了化学学科思想和方法,给学生学习元素化合物性质建立框架。该教学设计为学生的学习提供了支架,加强了思维方法的训练,在一定程度上能发挥优化教学过程和促进学生发展的双重功效。
教学具体过程
[引入]我们在前面已经学习了非金属元素Si、Cl,这节课我们来学习另外一种非金属元素S的单质及其化合物的性质,重点是探究其氧化物的性质。
[板书]第四章 第三节 硫的氧化物
[问题]根据原子结构决定元素性质的原理,我们可通过什么来了解S元素的性质?完成学案的第1题。阅读教材第89页,了解单质S的物理性质,完成学案的第2题。
1. 画出硫原子的结构示意图_____,硫原子最外层电子数为_____,在化学反应中,硫原子通常容易_____电子。
2. 单质硫的俗名为________,是一种黄色晶体,质脆,易成粉末。________溶于水,微溶于酒精,_____溶于二硫化碳。
设计意图:画出S原子的结构示意图,推测S元素的性质,使学生掌握用原子结构思考元素性质的化学思维方法。通过学生自己阅读教材去了解单质S的物理性质,培养自学能力。
[问题]常见的硫磺就是单质S,硫磺有什么特点?
[学生]回答:可以燃烧。
[教师]回忆S在空气中燃烧现象,完成学案的3题。
3. 硫在空气中燃烧的现象为_____,发生反应的化学方程式为_____。
[提问]根据S燃烧的现象,推测SO2的物理性质,完成学案的第4题。
4. 二氧化硫是_____色、_____味的有毒气体,密度比空气_____,_____液化。
[板书]一、SO2
1.物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化。
设计意图: 根据单质S燃烧的现象, 推测SO2的物理性质, 使学生能很好地把新旧知识结合起来。
[过渡]研究物质的性质是有一定的程序的,一般从色、态、味、密度及水溶性等角度讨论物质的物理性质。那么SO2溶于水吗?
设计意图:让学生了解研究物质的物理性质的一般方法,并提出SO2的水溶性问题。
[提问]假设SO2能溶于水,如何用实验来证明?完成学案的第5题(1)题。
5. (1)实验目的:证明SO2能溶于水,并说明与水反应后生成的产物的种类。选用的试剂为__________,实验步骤为____________________。
[投影]提供下列试剂:石蕊试液、酚酞试液、澄清石灰水、pH试纸、若干收集有SO2气体试管,数支储有SO2气体的大针筒、品红溶液。
[学生]讨论
[教师总结学生的讨论、并进行演示实验]将一试管的气体倒放在水中,看到什么现象?往所得溶液中滴加几滴石蕊试液,观察现象。完成学案的第5题(2)。
(2)实验现象为试管内液面_____,说明了SO2的水溶性为_____。试管内溶液显____性,说明SO2与水反应生成了_____。
[板书]SO2能溶于水
设计意图:引导学生分析问题、进行假设、设计实验方案,再组织学生讨论方案可行性,演示其中的一种方案。学与单纯地演示实验相比,这样的教学更能启发学生的思维,培养他们的实验设计能力,突出了化学实验的作用。
[提问]SO2与H2O反应生成了什么酸?根据SO2与H2O的反应与CO2相似,完成学案的第6题。
6. 写出CO2与H2O反应的化学方程式。CO2与H2O反应生成_____,但不稳定,容易分解成________。试写出SO2与H2O反应的化学方程式。
[提示]CO2与H2O发生的是氧化还原反应吗?
[讲解]SO2与H2O发生的是非氧化还原反应,所以反应产物是H2SO3,而不是H2SO4。同时,H2SO3不稳定,可以分解为SO2。在相同的条件,能同时往正反两个方向进行的反应称为可逆反应,用符号表示。
[板书]2. 化学性质(1)SO2+H2OH2SO3
设计意图:关注学生已有知识,注重新旧知识的链接。利用学生熟悉的CO2与H2O的反应,来说明SO2与H2O发生可逆反应生成H2SO3。
[提问]刚才我们讨论了SO2的物理性质及与水的反应,现在请大家根据SO2的化学式推测它可能具有哪些化学性质?
[学生]SO2是非金属氧化物,它溶于水时能生成酸,这样的氧化物应该为酸性氧化物。
[提问]什么是酸性氧化物?酸性氧化物有什么共同性质?
[学生]讨论
[投影]酸性氧化物:能与碱反应生成盐和水的氧化物。
酸性氧化物具有的性质:
1. 能与水反应生成酸;
2. 能与碱性氧化物反应生成盐;
3. 能与碱反应生成盐和水。
大多数非金属氧化物为酸性氧化物。
[提问]SO2是酸性氧化物,那它有什么性质?完成学案的第7题。
7. 写出SO2分别与Ca(OH)2、CaO反应的化学方程式。
[板书] SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3+H2O;
SO2+CaO=CaSO3
SO2 是酸性氧化物
设计意图:复习酸性氧化物的概念及其通性,使学生了解根据物质的类别推测其化学性质的研究方法。注意引导学生区分酸性氧化物与酸性氧化物通性的关系,使学生不会误以为“酸性氧化物就是能溶于水与水反应生成酸的氧化物”。
[提问]1. 能使澄清石灰水变浑浊的气体一定是CO2吗?
2. SO2是一种有毒气体,排放在空气中会污染环境,那怎样处理工厂生产中的SO2尾气?
[学生]回答:SO2也可以使澄清石灰水变浑浊;可以用熟石灰等物质来处理工厂中的SO2尾气。
设计意图:将知识运用于具体的问题,引导学生深化知识、进行迁移,使其能将新知识拓展到具体的问题情境中,并进行自我建构达到内化知识的目的。
[提问]从二氧化硫的化学式的元素组成判断出SO2是酸性氧化物具有酸性氧化物的通性。那么,现在我们能否换个角度分析SO2的化学式,推测SO2还应具有哪些化学性质?
[学生]讨论
[总结讨论]从S元素的化合价,判断SO2的氧化(还原)性,完成学案的第8、9题。
8. S元素的化合价有_________四种,SO2中S元素的化合价为_________,那SO2具有_________性和_________性。
9. SO2在一定条件下,可与氧气反应生成___,其反应的化学方程式为_________,标出反应中电子转移的方向和数目。
[讲解]我们可以从S元素的化合价来预测SO2的化学性质。SO2中的硫元素既可以由+4价被氧化到+6价,也可以由+4价被还原到0价或-2价,被氧化时SO2表现出还原性,被还原时SO2表现其氧化性,所以它既有氧化性又有还原性。
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[边讲解边板书](2)
SO2既有氧化性又有还原性
设计意图:复习氧化还原反应的知识与技能,引导学生将氧化还原反应的原理运用于元素化合物知识的学习。
[讲解]我们一般可从物质的类别、中心元素的化合价、特殊性三大角度来探究物质的化学性质,SO2有哪些特殊性质?
[实验]将针筒中的SO2慢慢注入品红溶液中,观察,并解释现象。再加热试管,观察现象,解释现象。
[学生]SO2能使品红溶液褪色,具有漂白性,但是它不稳定。
[讲解]SO2能与有色物质反应生成无色物质,但这种漂白具有暂时性。我们见过有些白纸放久了会发黄,就是这个原因。
[板书](3)SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色。
[提问]常见的漂白剂有哪些?
[投影]
常见的漂白性物质:SO2,Cl2,Na2O2,O3,活性炭……
它们的漂白机理:
Cl2,Na2O2,O3――氧化漂白
活性炭 ―― 吸附漂白
SO2 ―― 化合漂白
设计意图:总结认识物质化学性质的三大角度,让学生了解研究物质化学性质的一般方法。通过对三类漂白的原理的讨论增强学生对SO2暂时可逆漂白性的认识,并将有关漂白知识进行条理化与结构化。
[过渡]SO2在一定条件下可氧化成SO3,那SO3也是硫的氧化物。
[板书]二、SO3
[提问]阅读教材,回答SO3有哪些物理性质。
[学生归纳]SO3的物理性质。
[板书]1.物理性质:纯净的SO3是无色易挥发的固体。
[提问]SO3也是酸性氧化物,推测它应该具有的性质,完成学案的第10题。
10. 写出SO3与H2O、Ca(OH)2、CaO反应的化学方程式。
[板书]SO3是酸性氧化物。SO3+H2O=H2SO4
SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O; SO3+CaO=CaSO4
[提问]根据SO3中S的化合价,推测SO3应该具有什么性质?
[学生]回答:氧化性。
设计意图:用研究SO2性质的方法来学习SO3的性质,促进学生对研究化学物质性质的一般方法的掌握。
[小结]这节课我们主要研究了硫的两种氧化物的性质。SO2的化学性质主要表现在酸性氧化物性质和处于中间价态的氧化还原性以及暂时的漂白性方面,SO3的化学性质主要表现在酸性氧化物性质和氧化性方面。我们研究SO2和SO3是从物质类属通性、氧化还原反应和特性的角度来认识,这也是研究物质化学性质的一般思路。
[提问]这两种氧化物有什么区别?完成学案的第11题。
12. 硫的氧化物有_______和_______两种,对比如下:
设计意图:用研究物质化学性质的一般思维方法对SO2和SO3的化学性质进行概括总结,展示了这些知识的内在逻辑关系,帮助学生对教学内容进行巩固和升华。最后将两种物质的性质进行对比,使学生进一步加深印象。
随堂检测题
1. 下列物质不能使品红溶液褪色的是()
A. SO2B. 活性炭C. O3 D. CO2
2. 写出SO2与H2S反应的化学方程式。
3. 在亚硫酸溶液中滴加几滴品红溶液,可观察到什么现象?并说明理由。
4. SO2与湿润的氯气都具有漂白性,若将等物质的量的两种气体同时作用于潮湿的有色物质,可观察到有色物质( )
A. 立刻褪色 B. 慢慢褪色
C. 先褪色,后复原D. 不褪色
5. 用足量的SO2、Cl2分别通入到石蕊试液中有什么现象?若按1∶1的体积比混合后再通入石蕊试液中又有什么现象?为什么?
6. 1 mol SO3在标准状态下的体积为22.4 L,这种说法正确吗?为什么?
参考文献:
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1.要注意知识的纵向和横向对比。
纵向,即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH4和SiH4的稳定性强弱的比较,H2C03和H2Si03,的酸性强弱的比较等。
横向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如Si、P、S、Cl的非金属强弱的比较,氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。
2.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系,水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性,如CO的毒性和还原性,SiO2的特性(与Na2CO3、HF反应)等。
3.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系,光导纤维与通讯的联系等
考点说明
碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一,该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有:
1.C、CO的还原性;
2.CO、C02的检验与鉴别;
3.C02、CO等气体的制取和收集;
4.C02与Na0H、S02与C等反应产物的确定及计算;
5.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途;
6.环境保护,消除碳氧化物污染的综合应用。
CO2作为化学与生物学相互联系的重要物质(CO2是植物光合作用的反应物,是动物新陈代谢的产物),在今后的综合测试中应引起重视。
7.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质
第一讲碳、硅及其化合物
第一节碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外层电子数均为4个,易形成共价化合物。
1.碳族元素性质的递变规律
元素
性质
碳(C)
硅(Si)
锗(Ge)
锡(Sn)
铅(Pb)
主要化合价
+2、+4
+4(只有+4)
+2、+4
+2、+4
+2、+4
单质色、态
无色或黑色固体
灰黑色固体
灰白色固体
银白色固体
蓝白色固体
氢化物RH4的稳定性
主要氧化物
CO、CO2
SiO2
GeO、GeO2
SnO、SnO2
Pb、PbO2
最高价氧化物的水化物
化学式
H2CO3
H2SiO3H4SiO4
Ge(OH)4
Sn(OH)4
Pb(OH)4
酸碱性
酸性递减
碱性递增(多数有两性)
金属性、非金属性
非金属性递减、金属性递增
2.碳的化学性质
碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应。
①还原性:_________________________________________
②可燃性:__________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比较
(1)一氧化碳
物理性质
五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白),难溶于水
化学性质
①可燃性
②还原性(与Fe304、CuO、H20的反应)
③不成盐氧化物
实验室制法
收集方法:排水法
检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊
工业制法主要用途:燃料、还原剂、化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性质:无色略带酸味气体,无毒,能溶于水(1:1)固体时俗称干冰
化学性质
①不能燃烧,一般情况下不助燃;
②氧化性(与C、Mg的反应)
③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应)
④与盐[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]
收集方法:向上排空气法
体验:使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石:CaC03=CaO+C02
用途:灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶体结构:与金刚石的晶体结构类似,是正四面体型空间网状结构的原子晶体。
②物理性质:硬度大、熔点高,具有金属光泽,是一种半导体,只能以化合态存在于自然界。
③化学性质:不活泼。注意下列化学反应的条件,前三者常温反应,后四者需加热。
第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶。
第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶。
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸盐与酸反应制取:
(思考,上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么?)
②化学性质
常温可与F2、HF、NaOH反应,加热条件下可与O2、H2HNO3Cl2等物质反应
(2)二氧化硅
结构
化学性质:酸性氧化物(与碱性氧化物反应、碱反应),特殊反应(HF),与碳反应
(3)硅酸
制法
化学性质
课堂之外
硅的制取:在半导体及集成电路的发展史上,硅是极其重要的角色,因此研究计算机的地方称为硅谷,集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢?
Si02+2CSi+2C0
主要副反应为:Si02+3CSiC+2C0
因此生产的粗硅所含的杂质有C、Si02、SiC等,它们都是高熔沸点物质。为了提纯硅采用下列方法:
SiCl4的沸点很低,可以采用蒸馏的方法反复提纯,直所需的纯度。
2.铅的化合物与铅污染
铅的应用很广,如铅蓄电池、汽油抗爆震的添加剂四乙基铅[Pb(C2H5)]等,古代也有人用铅制成器皿,但铅是有毒的,古罗马帝国时兴用铅皿煮酒以消除酸味:
Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2
(醋酸)铅糖
但由于铅糖是有毒的,不少的人因此而中毒。现代铅污染主要来源于汽车的尾气,环保部门已在很多城市禁止使用含铅汽油。
考题解析
例下列关于硅的说法不正确的是()
A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应
D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应
[解析]常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气起反应。选C。
[答案]C
例下列关于碳族元素的说法中,错误的是()
A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显
B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C碳族元素原子的最外层都有4个电子
D.主要化合价有+2价和+4价,大多数+2价化合物稳定
[解析]由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律,
1.要注意知识的纵向和横向对比。
纵向,即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH4和SiH4的稳定性强弱的比较,H2C03和H2Si03,的酸性强弱的比较等。
横向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如Si、P、S、Cl的非金属强弱的比较,氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。
2.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系,水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性,如CO的毒性和还原性,SiO2的特性(与Na2CO3、HF反应)等。
3.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系,光导纤维与通讯的联系等
考点说明
碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一,该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有:
1.C、CO的还原性;
2.CO、C02的检验与鉴别;
3.C02、CO等气体的制取和收集;
4.C02与Na0H、S02与C等反应产物的确定及计算;
5.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途;
6.环境保护,消除碳氧化物污染的综合应用。
CO2作为化学与生物学相互联系的重要物质(CO2是植物光合作用的反应物,是动物新陈代谢的产物),在今后的综合测试中应引起重视。
7.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质
第一讲碳、硅及其化合物
第一节碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外层电子数均为4个,易形成共价化合物。
1.碳族元素性质的递变规律
元素
性质碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)
主要化合价+2、+4+4(只有+4)+2、+4+2、+4+2、+4
单质色、态无色或黑色固体灰黑色固体灰白色固体银白色固体蓝白色固体
氢化物RH4的稳定性
主要氧化物CO、CO2SiO2GeO、GeO2SnO、SnO2Pb、PbO2
最高价氧化物的水化物化学式H2CO3H2SiO3H4SiO4Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4
酸碱性酸性递减碱性递增(多数有两性)
金属性、非金属性非金属性递减、金属性递增
2.碳的化学性质
碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应。
①还原性:_________________________________________
②可燃性:__________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比较
(1)一氧化碳
物理性质
五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白),难溶于水
化学性质
①可燃性
②还原性(与Fe304、CuO、H20的反应)
③不成盐氧化物
实验室制法
收集方法:排水法
检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊
工业制法主要用途:燃料、还原剂、化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性质:无色略带酸味气体,无毒,能溶于水(1:1)固体时俗称干冰
化学性质
①不能燃烧,一般情况下不助燃;
②氧化性(与C、Mg的反应)
③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应)
④与盐[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]
收集方法:向上排空气法
体验:使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石:CaC03=CaO+C02
用途:灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶体结构:与金刚石的晶体结构类似,是正四面体型空间网状结构的原子晶体。
②物理性质:硬度大、熔点高,具有金属光泽,是一种半导体,只能以化合态存在于自然界。
③化学性质:不活泼。注意下列化学反应的条件,前三者常温反应,后四者需加热。
第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶。
第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶。
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸盐与酸反应制取:
(思考,上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么?)
②化学性质
常温可与F2、HF、NaOH反应,加热条件下可与O2、H2HNO3Cl2等物质反应
(2)二氧化硅
结构
化学性质:酸性氧化物(与碱性氧化物反应、碱反应),特殊反应(HF),与碳反应
(3)硅酸
制法
化学性质
课堂之外
硅的制取:在半导体及集成电路的发展史上,硅是极其重要的角色,因此研究计算机的地方称为硅谷,集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢?
Si02+2CSi+2C0
主要副反应为:Si02+3CSiC+2C0
因此生产的粗硅所含的杂质有C、Si02、SiC等,它们都是高熔沸点物质。为了提纯硅采用下列方法:
SiCl4的沸点很低,可以采用蒸馏的方法反复提纯,直所需的纯度。
2.铅的化合物与铅污染
铅的应用很广,如铅蓄电池、汽油抗爆震的添加剂四乙基铅[Pb(C2H5)]等,古代也有人用铅制成器皿,但铅是有毒的,古罗马帝国时兴用铅皿煮酒以消除酸味:
Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2
(醋酸)铅糖
但由于铅糖是有毒的,不少的人因此而中毒。现代铅污染主要来源于汽车的尾气,环保部门已在很多城市禁止使用含铅汽油。
考题解析
例下列关于硅的说法不正确的是()
A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应
D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应
[解析]常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气起反应。选C。
[答案]C
例下列关于碳族元素的说法中,错误的是()
A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显
B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C碳
元素原子的最外层都有4个电子
D.主要化合价有+2价和+4价,大多数+2价化合物稳定
[解析]由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律,
人教版高一上册化学硫和氮的氧化物教案
一、教学目标
【知识与技能】
了解SO2的物理性质和化学性质,理解酸雨的形成的原因。
【过程与方法】
运用实验观察获取信息,通过归纳对信息进行加工。体会通过实验来研究物质及其变化的科学方法。
【情感态度与价值观】
培养对化学现象与化学本质的辩证认识,热爱科学,树立环保意识。
二、教学重难点
【重点】
SO2的漂白性、还原性和氧化性。
【难点】
通过探究实验,归纳SO2的化学性质。
三、教学用具
投影仪
四、教学过程
第一环节:导入新课
教师:同学们好,我们知道在干燥的季节里大家都希望有一些雨水降临,那么除了正常的雨水之外,还有一种雨水被称作酸雨,大家了解它么?今天老师就给大家带来了一段有关酸雨的视频,请看大屏幕。
教师:播放酸雨视频,酸雨视频展示酸雨对我们环境,动物生存,建筑物及人类生活生产的影响以及酸雨知识。组织学生认真观看并思考问题酸雨危害有哪些,酸雨的主要成分有什么?
学生活动:回答危害方面并说出酸雨主要成分有二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等。
教师展示:大家请再看看大屏幕上展示的图片,酸雨对空气污染的报告,SO2中毒现象,被SO2 漂白过的食物,大家说这些现象中都免不了一个始作俑者,是什么呀?
学生回答:SO2,(由此引出本节课学习的内容)
教师语言:今天我们就一起来认识一下SO2。
【板书】课题3 硫和氮的氧化物
第二环节:新课教学
1.SO2 的物理性质研究
教师多媒体呈现并讲授:二氧化硫中重要的是硫元素的存在,硫的物理性质如下:淡黄色晶体,脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2。硫或者含硫化合物在空气中燃烧首先生成二氧化硫。化学方程式为:S +O2 ==== SO2 ,硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰,在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。
教师提问:经过前面的学习,大家思考下我们从哪些方面可以确定SO2 的物理性质呢?
教师引导:回忆上节课研究氯气的性质的方法,思考从哪些方面去研究SO2 的性质。
教师学生共同活动:说出从颜色、状态气味、密度、毒性、溶解性方面去研究物质的物理性质。
教师设问:你对哪条性质还不了解?你能利用一个装满SO2的试管来设计实验说明吗?
教师演示实验:实验SO2的溶解性。经过实验大家观察到,SO2 是溶于水的。
学生归纳SO2物理性质:SO2是无色有刺激性气味气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。
【板书】一、二氧化硫的物理性质:无色气体、有刺激性气味,密度>空气,易液化,易溶于水
2.SO2 的化学性质研究
【板书】二、二氧化硫的化学性质
探究一:从分类的角度SO2属于哪类物质?具有该类物质的哪些通性?
教师引导提问:下面我们从分类的角度想,既然SO2溶液显酸性,那么SO2属于哪类物质?想想具有该类物质的哪些通性?
学生讨论回答:是酸性氧化物,(总结归纳出SO2作为酸性氧化物的通性):酸性氧化物可以和碱反应,和碱性氧化物反应,和水反应等等。
教师活动:请两位同学来黑板上给大家展示一下SO2与CaO、Ca(OH)2反应的化学方程式。
学生板演师生共同判断正误。
探究二:二氧化硫的漂白性
教师活动:农民伯伯夏天劳作的时候也是带“太阳帽”的,他们这个太阳帽是用草编的,相信很多同学都没有见过,没关系,请看大屏幕,(展示新草帽、旧草帽图片),同学们看看两个草帽颜色有区别吗?说明SO2有什么化学性质?
学生活动:颜色不同,说明SO2有漂白性。
【板书】2.SO2的漂白性
教师指导阅读:请同学们阅读教材上第90页关于SO2漂白性的原理和其不稳定性,想想具有漂白性的物质还有哪些?其漂白原理与SO2的漂白是不是相同?
学生阅读思考:上节课学过的氯气也有漂白性。氯气的漂白是因为它的氧化性。
教师提出问题:从氧化还原的角度思考SO2具有哪些性质?
学生实验探究:上讲台将SO2通入到老师准备好的酸性高锰酸钾溶液,观察现象,并对反应后溶液进行加热。
教师引导:大家观察分析下,SO2中S元素的化合价是几价?说明什么呢?
学生回答:正四价,处在硫的中间价态,所以可以得出SO2既具有氧化性,又具有还原性。
【板书】3.SO2的氧化性和还原性
学生讨论探究:由学生代表上讲台用教师提供的试剂(石蕊试液、SO2水溶液、品红溶液、双氧水、溴水、酸性高锰酸钾溶液)仪器或用品,选择合适的用实验的方法来证明SO2具有还原性。
教师评价指导。
教师讲授:SO2的氧化性,我们可以通过一个化学反应方程式来理解,大家请看黑板(写出SO2与H2S反应化学方程式,带领大家复习氧化还原反应电子转移)。
第三环节:巩固提高
教师设问:我们刚才学习了二氧化硫具有漂白性,大家也说出了两者的漂白原理是不同的,那大家会不会应用呢,我们通过一道习题来巩固下:
二氧化硫和氯气都具有漂白性,若将等体积的二氧化硫和氯气充分混合后,通入湿润的有色物质,可观察到有色物质发生什么现象?
第四环节:小结作业
教师陈述:我们请同学来说一说这节课我们都学习了什么?其他同学认真听作补充。
学生回答:酸雨的主要成分之一二氧化硫,它的物理性质和化学性质。
教师肯定鼓励。
作业
收集当地的雨水样品,测定其pH。如果是酸雨,分头了解产生的原因,提出防治对策的建议。
五、板书设计
略
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5.高一化学氨教学设计
元素化合物知识尽管涉及的内容较多,但在各元素族的知识结构与学习程序上大致是相同的,本文论述自己在教学实践中总结出的一套行之有效的学习元素化合物知识的系统方法,与广大师生探讨。
一.学习内容
元素及其化合物知识体系主要研究的是物质的以下内容,同时这些内容也是我们学习时所应该掌握的。
(1)结构:电子式、结构式、分子构型、晶体类型、化学键类型等
(2)物理性质:颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性、毒性等
(3)化学性质:
从物质分类角度看物质具有的化学通性;从物质所含元素化合价价态上看具有的氧化性和还原性;物质的特殊性质。
(4)实验室制法:药品、原理、装置、净化、干燥、收集、检验、尾气处理
(5)存在形式、保存
(6)用途
二.学习原则
(一)以基本理论为指导,构建“位--构--性”三维一体的思维体系,总体上把握元素、物质的物理、化学性质。
(1)物理性质
对于元素及其化合物中某一具体物质的物理性质则主要由“晶体结构--性质”去把握。其规律如下:
分子晶体以分子间作用力和氢键为理论依据;离子晶体以离子键的强弱为理论依据;原子晶体以共价键的键长、键能等为理论依据;金属晶体以金属键的强弱为理论依据。
(2)化学性质
对于元素及其化合物中元素的化学性质则主要由“位--构--性”去把握。其规律如下:
位--元素在元素周期表中的位置
构--元素的原子结构
性--元素的化学性质
(二)以元素单质为中心,构建“点--线--网”的知识体系,总体上把握元素及其化合物之间的内在联系。
点--元素及其化合物知识体系中的某一具体物质
线--由元素及其化合物知识体系中的具体物质连起来形成的知识主线
网--由知识点的化学性质向四周辐射,将知识点之间的相互转换连成网
一般地,元素及其化合物“点--线--网”知识体系有两类,都是以元素单质为中心,向左右延伸,将知识点连成线,然后由知识点的化学性质向四周辐射织成网。
(1)金属元素知识体系:
单质氧化物氧化物对应水化物主要的盐
例如:
碱金属:NaNa2ONaOHNaCl
铁元素:FeFeOFe2O3Fe(OH)2Fe(OH)3FeSO4Fe2(SO4)3
(2)非金属元素知识体系:
无氧酸盐氢化物单质氧化物氧化物对应水化物含氧酸盐
例如:
卤族元素:NaClHClCl2HClOCa(ClO)2
氮族元素:NH4ClNH3N2N2O5HNO3NaNO3在使知识网络化的过程中,要注意以下几点:
(1)在构建“点--线--网”知识体系图时,要以物质的性质(特别是化性)为核心去联系物质的用途、检验方法和制法等,因为物质的检验和用途是物质某种性质的反映。
(2)在构建“点--线--网”知识体系图时,要注意掌握反应发生的条件。反应条件不同,反应产物可能不同。
二氧化碳是一种碳氧化合物,化学式为CO2,化学式量为44.0095,常温常压下是一种无色无味或无色无嗅(嗅不出味道)而略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体,还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%)。
在物理性质方面,二氧化碳的沸点为-78.5℃,熔点为-56.6℃,密度比空气密度大(标准条件下),溶于水。在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。
(来源:文章屋网 )