氨
一、氨
氮的固定:将转变为的过程(阅读100页图4-30)
1、物理性质
色,有气味,密度比空气(标况下密度g/L),溶于水得到氨水(常温:1:700),易得到液氨
2、化学性质
(1)与水的反应
NH3H2O不稳定,受热易分解:
氨水的成分:分子
离子
⑵与酸的反应
氨气与氯化氢气体:现象
盐酸和氨水混合(离子方程式):
⑶氨的催化氧化
用途:
⑷被其它氧化剂氧化
氨气被氯气氧化:
现象:应用:
3、用途
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。液氨汽化时要吸收大量的热,常用作。
二、铵盐的性质
1、溶解性:
2、不稳定性:
写出NH4Cl、NH4HCO3、(NH4)2CO3受热分解的化学方程式
3、与碱:不加热生成,加热生成
向氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液并加热(写出化学和离子方程式):
向氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液(写出化学和离子方程式):
4、氨气的实验室制法
药品:
原理:
收集方法:干燥:
验满:
吸收:棉花作用:
巩固练习:
1、同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3,②NO2,进行喷泉实验,如图所示,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为
A.①②B.①②C.①=②D.不能确定
2、实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气.
(1)从下图中选择制取气体的合适装置
氮气____________、氢气______________.
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有____________、____________________.
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,__________(填“会”或“不会”)发生倒吸,原因是____________________、(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是___________________,锥形瓶中还可观察到的现象是_________________________________.
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:
_____________________________________________________________
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、__________、__________.
第一课时
教学目标:
1.探究氨和铵盐的性质、用途;
2.学会氨的实验室制法。
教学重点:氨和铵盐的化学性质
教学难点:实验室制氨的化学反应原理
教学仪器:烧杯、烧瓶、铁架台、滴管、导管、玻璃棒、试管、酒精灯、酚酞试液、棉花、试管夹、NH3、HCl、NH4Cl、Ca(OH)2
教学过程:
[新闻导课]杭州市一制冷车间发生液氨泄漏:
2004年4月20日上午10时,杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件,整个厂区是白茫茫的一片,方圆数百米,空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味,进入厂区呼吸都感到困难。厂区内寒气逼人。市消防中心接到报案后立即制定方案,出动上百名消防队员,十余量消防车…。
简要介绍合成氨发展史
[问题]
1、为什么在液氨泄漏时工厂里会寒气逼人?
2、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气?
3、被围困在污染区的群众怎样做才能保证不吸入氨气?
[板书]一、氨
1、NH3的物理性质:
[展示]一瓶氨气:无色,有刺激性气味,密度<空气,易液化,可作致冷剂。
[实验4-8]成功关键:烧瓶干燥、密封。
现象:形成红色喷泉。
结论:氨极易溶于水,水溶液显碱性。
[讲解]:1体积的水约溶解700体积的氨气,氨的水溶液叫做氨水。
[板书]在通常状况下,氨是无色气体,有刺激性气味,比空气轻。氨易液化,极易溶于水。
[过渡]氨的水溶液是碱性的,但其中的水是中性的,氨分子也没有氢氧根离子。氨水为什么会显碱性呢?
[板书]2、氨的化学性质:
(1)NH3与水的反应:
[分析]NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
NH3+H2ONH4++OH-
其中一水合氨很不稳定,受热会分解。
NH3·H2ONH3↑+H2O
[板书]NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
[思考]:分析NH3溶于水存在的过程,讨论氨水中的成分:分子、离子。
[板书](2)NH3与酸的反应:
[演示实验]氨与氯化氢反应
[观察]现象:大量白烟生成。
[思考]:生产Cl2的化工厂常用浓氨水来检查生产设备和管道是否漏气,如有白烟生成,则说明已发生漏气,这是为什么?
[板书]化学方程式:NH3+HCl=NH4Cl
NH3也可与其它酸反应,例:NH3+HNO3=NH4NO3、2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
[讲解]NH3在一定条件下可于O2、NO、NO2等发生氧化还原反应。
[板书](3)NH3与O2的反应:4NH3+5O24NO+6H2O
[演示实验]实验室制取氨气:
[板书]3、NH3的实验室制法:
[讲解]原理:在实验室里常用铵盐和碱加热的方法来制取NH3。仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。
[板书]2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。
[提问]:
1能否用浓硫酸干燥NH3?
2能否使用NH4HCO3、NH4NO3?为什么?
3使用碱石灰代替消石灰有什么优点?
[过渡]氨与酸反应形成氨盐,我们下面分析铵盐的性质
[板书]4、铵盐
[讲述]铵盐是铵根离子(NH4+)和酸根离子组成的化合物。铵盐都是晶体,能溶于水。
[板书]主要化学性质:
(1)铵盐受热易分解:
[实验]加热NH4Cl观察现象,是否升华?
[板书]化学方程式:NH4ClNH3↑+HCl↑、NH3+HCl=NH4Cl
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
[讲解]铵盐能与碱反应放出氨气,例:
(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O
[板书](2)铵盐与碱的反应:(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O
[强调]这个性质是一切铵盐的共同性质,实验室可利用这个性质来检验
NH4+的存在。
[注意事项]:
实验条件:浓溶液或固体,加热。
较稀溶液中铵根离子的检验方法:先浓缩,后检验。
[板书]5.NH3的用途:
[讲述]可用于氮肥工业及其他化工产业上(如:制纯碱),制冷剂。
[思考交流]自然界中氮的循环:
[讨论]:向饱和的NaCl溶液中通入足量的NH3后,再通入足量的CO2,发现有NaHCO3晶体析出,为什么?
[小结]:总结本节课的内容。
[作业]
附板书计划:
一、氨
1、氨的物理性质:在通常状况下,氨是无色气体,有刺激性气味,比空气轻。氨易液化,极易溶于水。
2、氨的化学性质:
(1)NH3与水的反应:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
(2)NH3与酸的反应:NH3+HCl=NH4ClNH3+HNO3=NH4NO3、
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
(3)NH3与O2的反应:4NH3+5O24NO+6H2O(工业上制硝酸)
3、NH3的实验室制法:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。
4、氨盐
(1)铵盐受热易分解:
NH4ClNH3↑+HCl↑、NH3+HCl=NH4Cl
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
(2)铵盐与碱的反应:(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O
5、氨的用途
第二课时
教学目标:
1.巩固稀硫酸的性质;探究浓硫酸的特性及强氧化性;
2.培养学生的实验观察、分析思维能力。
3.对学生进行“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点的教育
4.通过实验研究,激发学生的学习兴趣,培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质
教学重点、难点:浓硫酸的强氧化性。
教学方法:启发式。
教学辅助手段:投影。
教学过程
[新闻导课]今年1月29日、2月23日,清华大学机电系四年级学生刘海洋先后两次用火碱、浓硫酸将北京动物园的五只熊烧伤,其中一头黑熊双目失明。这一故意残害动物的事件经媒体披露后,引起了公众的强烈愤慨!同时,“高材生为何会犯如此低级错误?一个‘好学生’为什么没有必然成为一名好公民”的疑问也引发了社会各界广泛的讨论与深入的思考。
[沉思]刘海洋为何用浓硫酸残害黑熊?浓硫酸又具有哪些重要性质?
[复习投影]描述下列的实验(见附图)现象,并说明稀H2SO4的性质。
[练习]有关反应的离子方程式:
Zn+H2SO4---Zn+2H+=Zn2++H2↑
NaOH+H2SO4-----OH-+H+=H2O
Fe2O3+H2SO4----Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
BaCl2+H2SO4---Ba2++SO42—=BaSO4↓
[设问]实验室制氢气时选用稀硫酸或盐酸,而不用浓硫酸和硝酸,为什么?
[板书]第四节硫酸、硝酸和氨
二、硫酸和硝酸的氧化性
[引言]浓硫酸和稀硫酸在性质上有什么区别呢?
[提问]实验室制取氯化氢,为什么用浓硫酸与固体食盐共热?利用浓硫酸什么性质?
[学生回答]难挥发性。
[板书](一)硫酸的氧化性
1.浓硫酸的特性
(1)难挥发性—制挥发性酸
[提问]在实验室里常用浓硫酸干燥气体,利用浓硫酸的什么性质?
[板书](2)吸水性
[思考]因为浓硫酸难挥发,所以将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其浓度、质量都不发生变化,这样说对吗?
[演示实验]蔗糖炭化:将一定量的蔗糖放入小烧杯中,加入浓硫酸。
[学生观察]现象:①蔗糖由白→黑;
②生成的黑色物质呈面包状;
③闻一闻有刺激性气味。
[教师启发]解释现象:①浓H2SO4与蔗糖(C12H22O11)作用,按水分子的组成脱去蔗糖分子中的H、O,生成C和H2O。
[板书](3)脱水性
现象本质:
[分析]蔗糖炭化现象:②③黑色物质疏松多孔(学生答有气体),气体是怎么形成的,生成的是什么气体?
[讲解]浓硫酸使蔗糖脱水炭化后,又吸水放热,使其继续被浓H2SO4氧化。
[板书]2、强氧化性
[实验4-9]铜与浓硫酸反应,并检验生成的气体?
[观察现象]①固:红→黑
②液:无→棕黑→蓝色
③气:无色有刺激性气味,使酸性KMnO4溶液退色;使品红溶液退色。
[板书](1)Cu+2H2O4(浓)Cu(SO4)2+O2↑+2H2O
[引导分析](1)铜片变黑,黑色物质是什么?怎么生成的?
(2)怎样鉴别生成的气体?教师要启发不能用澄清石灰水鉴别。
[思考]回答在上述反应中:
(1)氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物各是什么物质?
(2)反应物的物质的量之比?还原剂与氧化剂物质的量之比?
(3)浓硫酸在反应中的作用?
[讲解]在金属活动顺序表中,Cu是H之后较不活泼的金属元素,稀硫酸不能与Cu反应。实验证明,浓硫酸能把金属活动顺序表中H之后的金属(除Pt,Au)氧化成金属硫酸盐,浓硫酸本身被还原生成SO2。
[练习]写出浓硫酸与汞反应、与银反应的化学方程式。
[教师启发]Cu,Hg,Ag是H之后的较不活泼的金属,那么H之前的金属是否就更容易被浓H2SO4氧化呢?
[板书]氧化大多数金属:生成物中金属显高价,同时生成二氧化硫。
[讲述]常温Al,Fe钝化。学生阅读课文有关内容。教师启发钝化在实际中的应用:铝铁容器盛装浓硫酸。
[分析]蔗糖炭化中的刺激性气味?
[板书](2)氧化某些非金属如C,S,P等(浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫)。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2H2SO4(浓)+S====3SO2↑+2H2O
[教师]浓硫酸具有强氧化性,能氧化某些非金属,又能氧化大多数金属,那么能否氧化具有还原性的化合物呢?如实验室为什么不用浓H2SO4制取及干燥H2S?
[板书](3)氧化某些还原性化合物
2NaI+H2SO4(浓)===Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(浓)==S↓+SO2+2H2O
[问题]实验证明:浓H2SO4的特性,稀硫酸都没有;稀H2SO4的性质,浓H2SO4不完全具有。为什么浓、稀H2SO4性质有这么大差别呢?让我们一起分析。
[师生共同分析]上述反应中浓H2SO4的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2SO4也具有氧化性,两者相比有何差别?可举例说明。
浓H2SO4的氧化性由其分子中S(+6)(最高价)引起。稀硫酸也有氧化性,如Zn+2H+====Zn2++H2↑,由H+表现,而Cu+H2SO4(稀)不反应。可见,H+的氧化性比S的氧化性弱且还原产物不同。
[小结]略
[作业]
第三课时
教学目标:
1、探究硝酸的物理性质和化学性质(酸性、强氧化性、不稳定性)。
2、通过学生实验手段,培养学生的实验能力、观察能力、分析能力。
3、在浓硝酸和稀硝酸的对比学习中,渗透“量变和质变”的辨证规律。
4、通过介绍化学家的故事,使学生树立热爱科学,尊重科学的品质,激发学生学习的兴趣。
教学重点:硝酸的不稳定性和强氧化性
教学难点:硝酸的强氧化性
教学过程:
[故事导入]玻尔巧藏诺贝尔金奖章
丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金奖章溶解在盛有王水的试剂瓶里。后来,纳粹分子窜入玻尔实验室,那个试剂瓶就在他们的眼皮底下,他们却一无所知。战争结束后,玻尔从王水中把金还原出来,并重新铸成奖章。而玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”。
[板书](二)硝酸的强氧化性
[设疑]硝酸有酸性,能否与金属反应放出氢气?
[演示]浓硝酸与Cu反应
[讲解]从实验现象“红棕色气体生成”判断生成物中是N02而非H2。进一步从氧化还原反应说明反应的本质是+5价的氮得电子能力比H+1强。
[学生实验]比较浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应
[记录并讨论]
反应现象
产物
浓硝酸+Cu
1、Cu片:有大量气泡产生
2、溶液颜色:无色变为绿色
3、气体颜色:红棕色
4、反应剧烈程度:剧烈
5、触摸容器外壁:很热
Cu(NO3)2、NO2和H20
稀硝酸+Cu
1、Cu片:有气泡产生
2、溶液颜色:无色变为蓝色
3、气体颜色:无色
(打开止水夹后)无色变为红棕色
4、反应剧烈程度:缓慢
5、触摸容器外壁:温热
Cu(NO3)2、NO和H20
[板书]1、与金属反应:
Cu+4HN03(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H20
3Cu+8HN03(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H20
[讲述]除金、铂等少数金属外,硝酸几乎能与所有金属反应;当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1:3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓硝酸强,可以溶解金,铂等不溶于硝酸的金属。
[设问]比较浓硫酸的性质,浓硝酸能否与非金属反应?
[练习]与非金属反应:C+HNO3(浓)S+HNO3(浓)P+HNO3(浓)
[板书]2、与非金属反应:
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O
P+5HNO3(浓)=H3PO4+5NO2↑+H2O
[提问]硝酸与哪些金属及非金属反应?产物是什么?硝酸浓度与还原产物有什么关系?
[小结]反应规律:
①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎能氧化所有的金属。
②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”。
③硝酸越浓,其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试纸变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。
④一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。
⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。
⑥王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。
[强调]反应物或条件不同,硝酸反应产物发生变化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。
如:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N20+5H2O
[板书]注意:4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N20+5H2O
[设疑]浓硝酸与活泼金属反应是否也剧烈?
[学生实验]浓硝酸十铝片
[讲解]钝化原理:铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸,表面被氧化为牢固的氧化物薄膜,阻止酸与内层金属进一步反应。
[板书]3、铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。
[提问]浓硝酸的运输和贮存可用何种物质制的容器?
[展示]一瓶呈黄色的浓硝酸,问为什么呈黄色?
[板书]4、不稳定性
光照
4HN03==2H20+4NO2↑+02↑
[提问]硝酸应如何贮存?
[设疑]有人认为,“比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价,浓HN03中的氮从+5降为+4,而稀HN03,中的氮从+5价降为+2,从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。”这种看法是否正确?为什么?
[提示]从浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应。剧烈程度分析。
[讲述]硝酸用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等;在实验室里,它是一种重要的化学试剂。
[小结]略
[作业]
一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助教师更好的完成实现教学目标。那么怎么才能写出优秀的教案呢?小编收集并整理了“高一化学硫酸、硝酸和氨教案”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
第四节硫酸、硝酸和氨第2课时[比较学习法]:浓硫酸、硝酸的氧化性有许多相似的地方,通过比较可以加深理解、方便记忆。如浓硫酸、硝酸作氧化剂时,都是硫、氮元素被还原;都是浓的溶液氧化性比稀的溶液强;浓硫酸、浓硝酸都能与不活泼金属和一些非金属反应;在常温下,浓硫酸、浓硝酸都能使铁、铝表面氧化生成牢固的氧化物薄膜,从而阻止酸与内层金属的反应等。[实验观察]:Cu与浓硝酸和稀硝酸反应的比较:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O观察现象:①产生无色气体。②溶液由无色变为蓝色。③铜在不断的溶解。此气体遇空气变为了红棕色,所以无色气体是NO。结论:铜和稀硝酸常温下反应比较缓慢。C+4HNO3(浓)≜4NO2↑+CO2↑+2H2O现象:①产生红棕色气体。②溶液由无色变为绿色。③铜在不断溶解。结论:铜和浓硝酸常温下反应剧烈。[错误点拨]:硝酸愈稀被还原的程度愈大,说明硝酸愈稀氧化能力愈强。指出:硫酸、硝酸都是浓的溶液氧化性比稀的溶液强,不看被还原的程度大小。同样,金属还原性的强弱,只看失去电子的难易,不看失电子的多少。[资料介绍]:王水的成分:浓硝酸与浓盐酸的混合物,其体积比为1:3。氧化能力极强,可溶解金和铂。[知识拓宽]:镁、锌等金属与不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价态的还原产物。例如,当硝酸中HNO3的质量分数为9%~33%时,反应按下式进行:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑。若硝酸更稀,反应会生成氨,氨与过量的硝酸进一步反应生成硝酸铵。4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O。[例题分析]:1。在标准状况时,把NO2和O2按4:1的体积比混合使其充满一个大试管,把大试管倒立于水中,水面逐渐上升,最后试管中溶液的物质的量浓度mol.L-1(不考虑试管中溶液扩散)为()A.0.8B.0.72C.0.1D.0.036补充两个重要的关系式:4NO2-----O2,4NO------3O22.用废铜屑和工业硝酸为原料,制取硝酸铜,请设计2~3个方案,并对实验方案进行评价。补充习题:
1.Murad等三位教授最早提出了NO分子在人体内有独特功能,近年来他们在此研究领域有很大进展,因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔奖。关于NO的下列叙述不正确的是()A、NO可以是某些含低价态氮物质的氧化产物B、NO不是亚硝酸的酸酐C、NO可以是某些含高价氮物质的还原产物D、NO是红棕色气体2.某氮的氧化物和CO在催化剂的作用下充分反应,生成N2和CO2。若测得N2和CO2的物质的量之比为1:2,则该N的氧化物是()A、N2OB、NOC、NO2D、N2O53.某金属硝酸盐受热分解生成金属氧化物、二氧化氮和氧气。若生成的二氧化氮和氧气的物质的量之比为8∶1,则金属元素的化合价在反应过程中的变化是()A升高B降低C不变D无法确定4.0.3molCu2S和HNO3溶液恰好完全反应,生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O,则末被还原的HNO3的物质的量是A、1.0molB、1.2molC、0.3molD、2.2mol5.已知2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2↑+O2↑,现把Cu(NO3)20.01摩缓慢加热直到分解完全,用排水法收集产生的气体于试管中,下列描述正确的是A.水仍充满试管B.试管中可收集到0.112升无色气体(标况)C.向试管中滴入石蕊试液显红色D.向试管中加入锌粒可产生燃性气体6.常温下30mlNO2和10mlNO的混合气体通入足量的饱和NaHCO3溶液中,将逸出的气体通过装有足量Na2O2的干燥管。(1)从干燥管逸出的气体是_______________,体积是___________。(2)若NO2和NO的体积比大于3:1,则逸出的气体是____________。(3)若NO2和NO的体积比小于3:1,则逸出的气体是____________。7.汽车尾气(含有碳氢化合物、CO、SO2和NO等)是城市空气污染的污染源之一。综合治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”(用铂、钯合金做催化剂)。它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促使碳氢化合物充分燃烧及二氧化硫的转化。认为汽车尾气的过多排放可能引起的主要环境问题有_______________和_______________。写出CO和NO在催化剂存在的条件下反应的化学方程式。____________________,控制城市空气污染的方法有:_______________。A开发利用氢能源B使用电动车C植树造林D戴上呼吸面具参考答案:1、D2、B3、B4、D5、AC文章来源:http://m.jab88.com/j/26491.html
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