高中化學人教版必修1同步教案系列一： 第四章 第4節(jié) 氨、硝酸、硫酸1Word版

第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸第1課時教學設計三維目標知識與技能1.了解氨的物理性質，掌握氨的化學性質、銨鹽的性質及氨的實驗室制法。2.學會銨離子的檢驗方法，能設計實驗認識氨的化學性質。過程與方法1.運用對比方法，區(qū)別氨和銨的組成、結構、性質，從而培養(yǎng)學習知識的能力。2.通過對實驗的觀察和分析，培養(yǎng)觀察能力、思維能力和應用化學實驗發(fā)現(xiàn)學習新知識的能力。情感、態(tài)度和價值觀1.通過氨的吸收實驗培養(yǎng)學生環(huán)保意識。通過結構與性質之間的關系對學生進行辯證唯物主義教育，激發(fā)學生學習化學的興趣。2.不斷引導學生發(fā)揮主觀能動性，自行歸納、整理知識線索，交流學習方法，建立自信心，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，并嘗試創(chuàng)造的喜悅。教學重點 氨和銨鹽的化學性質教學難點 實驗室制氨的化學反應原理教具準備 1.儀器：NH3的球棍模型和比例模型、紅色石蕊試紙、試管、燒杯、試管夾、鐵架臺(鐵夾)、玻璃棒、滴管、酒精燈、雙孔橡皮塞、乳膠管、燒杯、燒瓶、鐵架臺、滴管、導管、止水夾 2.藥品：一集氣瓶氨氣、一燒瓶氨氣、濃氨水、濃鹽酸、NaOH溶液、NH4Cl晶體、(NH4)2SO4晶體教學過程導入新課演示：空瓶生煙 課前準備兩瓶氣體，一瓶為HCl,一瓶為NH3,使兩瓶相對（HCl在上），抽出玻璃片，則濃煙滾滾，立即充滿兩瓶。（也可以改為魔術表演）創(chuàng)設情景打開裝有碳酸氫銨的化肥袋或在炎熱的夏季到一些衛(wèi)生條件很差的公共廁所，常會聞到一股刺激性氣味的氣體，有時甚至讓人睜不開眼，這是什么氣體呢？這就是我們這節(jié)課要學習的氨氣。一、氨1.NH3的物理性質 師：展示一瓶氨氣（引導學生觀察氨氣的顏色和狀態(tài)，并聞其氣味）。思考：如何用實驗證明某氣體極易溶于水？演示：實驗4-8氨的噴泉實驗（如右圖所示連接裝置）思考：此實驗成功的關鍵是什么？（氨氣濃度大、裝置密封、燒瓶干燥） 師：你觀察到什么現(xiàn)象呢？這些現(xiàn)象說明什么問題呢？ 生：（觀察實驗現(xiàn)象）形成紅色噴泉。紅色噴泉的形成證明：氨極易溶于水,水溶液顯堿性。（媒體）純凈的氨氣是_、_的氣體，比空氣。氨很容易_，液氨汽化時要_大量的熱。氨_溶于水(1_)。（學生完成，多媒體公布答案） 師：氨的水溶液是堿性的，但其中的水是中性的，氨分子也沒有氫氧根離子。氨水為什么會顯堿性呢？板書2.氨的化學性質（1）NH3與水的反應： 師：分析NH3H2ONH3·H2OOHNH3H2OOH 師：其中一水合氨很不穩(wěn)定，受熱會分解。NH3·H2ONH3H2O 板書NH3H2ONH3·H2OOH 師：請大家閱讀P98的資料卡片，思考分析NH3溶于水的過程，討論氨水中含有哪些粒子呢？ 生：分子_、離子_。小結（媒體展示相關知識）上述反應為可逆反應。溶液中NH3大部分與水結合成NH3·H2O，但NH3·H2O只有一小部分發(fā)生電離（0.1 mol·L-1氨水中只有1.34%電離），所以，氨水中c(NH3·H2O)的濃度較，而c()和c(OH)的濃度較_，氨水是_堿。氨水中含有的分子有_、離子有_。但通常把_當作溶質，_當作溶劑。（“0.1 mol·L-1氨水”的含義是什么？）氨水的密度比水_，而且密度隨濃度的增大而_。知識拓展（投影表格）氨水與液氨（學生認真分析比較，填寫表格）液氨和氨水的比較液氨氨水物質成分純凈物(非電解質)混合物(NH3·H2O為弱電解質)粒子種類NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、OH-、H+主要性質不具有堿性具有堿的通性存在條件常溫常壓下不能存在常溫常壓下可存在 板書（2）NH3與酸的反應：演示實驗氨與氯化氫反應 生：觀察并記錄現(xiàn)象，當兩根玻璃棒接近時，產(chǎn)生較多的白煙。 師：此白煙就是氨氣與HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶體。由此也可以知道NH3與酸反應的實質是NH3與H+結合生成的過程。板書化學方程式：NH3HCl=NH4Cl 師：通過NH3和HCl的反應生成氯化銨，可知氨與酸反應的產(chǎn)物應該是對應的銨鹽，下面請同學們寫出氨與硝酸、硫酸反應的化學方程式，請一位同學在黑板上板演。 生：（書寫要求的化學反應方程式，其中一名同學在黑板上板演） 師：（引導學生評價板演結果，指出錯誤或對正確結果予以肯定） 生：NH3HNO3=NH4NO3、2NH3H2SO4=（NH4）2SO4 師：請大家思考生產(chǎn)Cl2的化工廠常用濃氨水來檢查生產(chǎn)設備和管道是否漏氣，如有白煙生成，則說明已發(fā)生漏氣，這是為什么？ （學生思考完成）知識拓展 師：前邊所討論的氨的性質涉及的反應都是非氧化還原反應，氨中氮元素的化合價沒有改變，那么-3價的氮元素是否可以改變呢？在什么情況下可以改變呢？變化時氨表現(xiàn)出氧化性還是還原性？ 生：（思考分析）氨中氮元素為最低價，應該具有還原性，要實現(xiàn)-3價氮元素化合價的升高，就需要提供氧化劑，進一步思考需要哪些氧化劑。 師：氨中-3價的氮元素化合價是可以升高的，如在催化劑（Pt）的作用下與氧氣發(fā)生反應生成NO和H2O，并放出熱量。板書（3）氨與氧氣的反應（氨催化氧化）氨的制取4NH3+5O24NO+6H2O 師：這一反應又叫氨的催化氧化（或叫接觸氧化），是工業(yè)制硝酸中的關鍵一步。 師：認識氨的主要物理、化學性質之后，我們在實驗室如何制取氨氣呢？演示實驗實驗室制取氨氣（參照教材圖）板書3.NH3的實驗室制法 師：（引導學生參與討論氨的制備實驗）原料：用銨鹽NH4Cl,(NH4)2SO4與消石灰混合加熱來制取氨氣。原理：2NH4ClCa（OH）2CaCl22NH32H2O裝置：“固體+固體”加熱裝置；發(fā)生裝置與制O2相似。收集：向下排空氣法；收集的試管口塞上棉團，防止NH3與空氣對流。干燥：堿石灰檢驗：（1）濕潤的紅色石蕊試紙（變藍）；（2）蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口（產(chǎn)生白煙）。問題與探究：1.能否用濃硫酸干燥NH3？2.能否使用NH4HCO3、NH4NO3、NH4Cl？為什么？3.使用堿石灰代替消石灰有什么優(yōu)點？（學生分析討論實驗問題，合作交流，匯報交流結果） 師：氨與酸反應形成銨鹽，我們下面分析銨鹽的性質。板書4.銨鹽 師：銨鹽是銨根離子（）和酸根離子組成的化合物。銨鹽都是晶體，能溶于水。銨鹽有哪些主要的化學性質呢？演示實驗加熱NH4Cl觀察現(xiàn)象，是否是升華？（學生對比NH4Cl分解和碘的升華區(qū)別）（1）銨鹽受熱易分解：板書化學方程式：NH4ClNH3HCl、NH3HCl=NH4Cl 師：家里存放的NH4HCO3 一段時間后會有一股刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，是什么原因呢？請寫出反應的化學方程式。 生：NH4HCO3NH3H2OCO2 師：從氨氣的實驗室制法考慮，銨鹽與堿可以發(fā)生怎樣的反應呢？ 生：銨鹽能與堿反應放出氨氣。 師：請寫出（NH4）2SO4和NaOH在加熱時反應的化學方程式。板書（2）銨鹽與堿的反應：（NH4）2SO42NaOHNa2SO42NH32H2O 師：強調這個性質是一切銨鹽的共同性質，實驗室可利用這個性質來檢驗的存在。問題探究1.為什么碳銨要在早晚施用?2.銨鹽不能與草木灰混合使用,為什么?實驗設計(1)取少量碳酸氫銨放入試管,觀察顏色、狀態(tài)。(2)把試管微微加熱,看到有什么現(xiàn)象?聞一聞有什么氣味?(3)再用玻璃棒在濃鹽酸里蘸一下,然后接近試管口,觀察現(xiàn)象?思考:微熱后產(chǎn)生的是什么氣體?這對氮肥的肥效有什么影響?施用時應采取什么相應的措施防止或減少損失?（教師引導學生積極思考，探究與生活相關的知識，體現(xiàn)學以致用的思想）（播放視頻）小專輯“氨的用途” 師：對比視頻材料，結合教材，你能否歸納出氨有哪些主要用途呢？生:（歸納氨的主要用途）可用于氮肥工業(yè)及其他化工產(chǎn)業(yè)上（如：制純堿），制冷劑。板書5.NH3的用途（媒體）氨的用途氨的用途思考交流（閱讀教材自然界中氮的循環(huán)圖）例題剖析（例1）密度為0.91 g·cm-3的氨水，質量分數(shù)為25%，該氨水用等體積的水稀釋后，所得溶液的質量分數(shù)( )A.等于12.5% B.大于12.5% C.小于12.5% D.無法確定 師：這是一道涉及溶液的稀釋的問題，對能力的要求比較高，大家可以討論本題的解題思路是什么。 生：我認為關鍵是要明確氨水的密度與質量分數(shù)的關系，氨水的濃度越大，密度越小，這一點對本題的解題一定有幫助。我認為既然本題屬于溶液的稀釋的問題，就應該抓住溶液的稀釋過程的本質，即溶質的量不變。如果可以把稀釋過程中溶質的量表示出來，一定可以解出結果。 師：很好。（引導學生充分表達自己的看法，讓其他同學參與討論，暢所欲言）教師精講：氨水的密度比水小，且隨著濃度的增大，密度反而減小。本題可分兩步考慮，若等質量混合時，所得溶液的質量分數(shù)為12.5%，而等體積混合時，氨水的質量小于水的質量，故所得溶液的質量分數(shù)小于12.5%。本題正確選項為C。這里使用的方法是思維分析法，有時候對解決問題很有幫助！（例2）將可能混有下列物質的硫酸銨樣品13.2 g在加熱條件下，與過量NaOH溶液反應，在標準狀況下收集到4.3 L氣體，則該樣品中不可能混有的物質是( )A.NH4HCO3和NH4NO3 B.(NH4)2CO3和NH4NO3C.NH4Cl和(NH4)2CO3 D.NH4Cl和NH4HCO3 師：這是一道涉及混合物的計算的題目，要求同學們能夠準確地把握題給條件，認真探討反應的實質。 生：我認為關鍵首先要把幾個反應的化學方程式都寫出來，再列方程求解。不過這樣做太麻煩了，是不是有更好的辦法呢？ 我認為可以抓住反應的實質，即抓住反應的離子方程式是+OH-=NH3+H2O,這樣可否簡化解題過程呢？可否從幾種銨鹽中氮元素的含量通過化學式來解決這個問題呢？ 師：大家說得很好，還有沒有新的思路呢？（引導學生充分表達自己看法，讓其他同學參與討論，暢所欲言）教師精講：本題可采用平均值法計算。由NH3可計算得樣品中的含量為26.2%，再由硫酸銨中的質量分數(shù)27.2%，可知其他銨鹽中的質量分數(shù)必小于27.2%?，F(xiàn)將有關銨鹽中的質量分數(shù)計算結果列出：NH4NO3為22.5%、(NH4)2CO3為22.8%、NH4Cl為33.6%、(NH4)2CO3為37.5%，由此可知僅NH4Cl和(NH4)2CO3中質量分數(shù)大于27.2%。故樣品中不可能含有的物質是NH4Cl和(NH4)2CO3。答案：C（例3）氨跟氧化銅反應可以制備氮氣(2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2)，而氨氣跟鎂在高溫下反應可得到氮化鎂，但氮化鎂遇水即反應生成Mg(OH)2和NH3。下面是甲、乙兩位學生提出的制備氮化鎂的兩種實驗方案示意框圖(實驗前系統(tǒng)內的空氣已排除；圖中箭頭表示氣體的流向)。甲乙填空和回答問題：（1）甲、乙兩位學生提出的實驗方案是否能制得氮化鎂？(填“能”或“不能”)甲_，乙_。（2）具體說明不能制得氮化鎂的原因(如果兩個方案都能制得氮化鎂，此小題不用回答)_。 師：這是一道涉及化學實驗的方案設計和評價的問題，對能力的要求比較高，大家可以互相討論本題的解題思路是什么，應該如何利用題給信息解決實驗設計問題。 生：我認為解題關鍵是要明確實驗的目的是什么，可以通過發(fā)生的什么化學反應來實現(xiàn)，然后由化學反應確定需要選擇的藥品和儀器裝置，從而探討實驗的步驟。不過要想解決這個問題，必須要有新的思路。本題的解題關鍵要首先明確兩個化學反應的特點，然后要注意把信息用好，按照反應的路徑進行認真復習，在分析中驗證反應特征和優(yōu)劣點。 師：太棒了。（引導學生充分表達自己的看法，讓其他同學參與討論，暢所欲言）教師精講：解此題的關鍵是要弄清各裝置中所發(fā)生的化學反應。甲同學制取的氣體通過堿石灰后，再通過濃H2SO4，NH3被吸收，無法與灼熱的CuO反應制取氮氣。乙同學制取的NH3通過灼熱的CuO后，導出的氣體中含有N2和未反應完全的氨氣，被水吸收NH3后，用濃H2SO4干燥，便可以得到干燥、純凈的氮氣，與Mg粉反應制得Mg3N2固體。答案：（1）不能 能 （2）甲同學因制得的NH3被濃H2SO4吸收，無法與CuO反應制取氮氣課堂小結總結本節(jié)課的內容。知識拓展思考：比較氨氣、液氨、氨水、銨離子有什么區(qū)別？在氨水中存在哪些分子和離子？氨氣、液氨、氨水、銨離子的比較色、態(tài)、味物質種類組成粒子主要化學性質氨氣液氨氨水銨離子 注：物質種類一欄中填寫“純凈物”或“混合物”。板書設計一、氨1.氨的物理性質2.氨的化學性質（1）NH3與水的反應：NH3H2ONH3·H2OOHNH3與酸的反應：NH3HCl=NH4Cl 2NH3H2SO4=（NH4）2SO4（2）NH3與O2的反應：4NH35O24NO6H2O3.NH3的實驗室制法（1）原理：（2）儀器：4.銨鹽（1）銨鹽受熱易分解：（2）銨鹽與堿的反應：（NH4）2SO42NaOHNa2SO42NH32H2O5.氨的用途活動與探究1.向飽和NaCl溶液中通入足量的NH3后，再通入足量的CO2，發(fā)現(xiàn)有NaHCO3晶體析出，為什么？2.閱讀新聞，思考問題。新聞杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏： 2004年4月20日上午10時，杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏事件，整個廠區(qū)是白茫茫的一片，方圓數(shù)百米，空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味，進入廠區(qū)呼吸都感到困難。廠區(qū)內寒氣逼人。市消防中心接到報案后立即制定方案，出動上百名消防隊員，十余量消防車問題（1）為什么在氨氣泄漏時工廠里會寒氣逼人？（2）如何吸收彌漫在空氣中的大量氨氣？（3）被圍困在污染區(qū)的群眾怎樣做才能保證不吸入氨氣？3.在常溫下，還可用濃氨水與固體燒堿混合制氨氣，請思考應該使用什么樣的裝置？具體如何操作呢？（參考方法及裝置：如右圖所示安裝好裝置，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），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）隨堂練習1.下列關于氨的敘述錯誤的是（ ）A.氨易液化，因此可用來作致冷劑B.氨易溶解于水，因此可用來做噴泉實驗C.氨極易溶解于水，因此氨水比較穩(wěn)定（不容易分解）D.氨溶解于水顯弱堿性，因此可使酚酞試劑變?yōu)榧t色答案:C2.用一充滿標準狀況下氨氣的燒瓶做噴泉實驗，當水充滿整個燒瓶后，燒瓶內氨水（設此氨水的密度為1 g·cm-3）的物質的量濃度為( )A.無法計算 B.0.09 mol·L-1 C.0.18 mol·L-1 D.0.045 mol·L-1答案:D3.下列各組離子，在強堿性溶液中可以大量共存的是（ ）A.Na+、Ba2+、Cl、 B.Na+、K+、C.、K+、Cl、 D.Na、K、答案:BD4.有關氨氣的實驗較多，下面對這些實驗的實驗原理的分析正確的是（ ）A.氨氣極易溶解于水的性質可以解釋氨氣的噴泉實驗 B.氨氣的還原性可以解釋氨氣與氯化氫的反應現(xiàn)象C.銨鹽的水溶性是實驗室中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨氣的原因D.NH3·H2O的熱穩(wěn)定性差可以解釋實驗室中用加熱氨水的方法制取氨氣答案:AD5.下列物質存放方法正確的是（ ）A.藥品柜的同一層不可存放濃硝酸和濃氨水B.少量的鈉保存在無水乙醇中C.少量白磷保存在二硫化碳中D.硅酸鈉溶液保存在玻璃塞的試劑瓶中答案:A6.某學生課外活動小組利用右圖所示裝置分別做如下實驗：（1）在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色逐漸變淺，冷卻后恢復紅色，則原溶液可能是_溶液；加熱時溶液由紅色逐漸變淺的原因是：_。（2）在試管中注入某無色溶液，加熱試管，溶液變?yōu)榧t色，冷卻后恢復無色，則此溶液可能是_溶液；加熱時溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是：_。答案:（1）稀氨水和酚酞 稀氨水中的NH3氣逸出，所以溶液的顏色變淺 （2）溶有SO2的品紅 SO2氣體逸出，品紅溶液恢復紅色7.氨可以形成多種離子，如N3-、等，已知與是由中性分子結合質子形成的，有類似于的性質。（1）1個含有_個電子。（2）寫出在強堿溶液中反應的離子方程式：_。（1）答案:22（2）+2OH-=N2H4+2H2O習題詳解1.答案：（1）酸性 （2）吸水性 （3）脫水性 （4）氧化性 （5）強氧化性2.答案：B點撥：因NH3極易溶于水，因此不能用排水法收集。3.答案：C點撥：A、C選項中硫的價態(tài)都沒有改變，因此硫元素未表現(xiàn)出氧化性；二氧化硫與氧氣反應，硫的價態(tài)由+4價被氧化成+6價，表現(xiàn)出還原性；濃硫酸與銅反應，硫元素的價態(tài)由+6價降到+4價，故表現(xiàn)出氧化性。4.答案：B5.答案：AB6.答案：A7.答案：C8.答案：BD9.答案：（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點撥：常用Ba2+檢驗；Cl-常用Ag+檢驗。10.點撥：區(qū)別的方法有很多，以下方法僅供參考：（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，再慢慢沿燒杯壁加入某種硫酸，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，現(xiàn)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：分別用玻璃棒蘸取兩種酸涂在紙上，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）導電法：取兩種酸少許于兩只小燒杯中，分別做導電性實驗，若小燈泡發(fā)光且亮，則燒杯中所盛的是稀硫酸。11.答案：需要考慮的主要因素是：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。SO2可用濃硫酸干燥（但不可用NaOH、堿石灰等）；NO可用濃硫酸、堿石灰、P2O5等干燥；NH3可用堿石灰干燥（但不可用濃硫酸干燥）。12.答案：（1）1.0 mol·L-1 0.50 mol·L-1 （2）c（H+）=1.0 mol·L-1 c（Cu2+）=1.0 mol·L-1 c（）=1.5 mol·L-1（3）c（Fe2+）=1.5 mol·L-1點撥：設兩種溶液的體積均為V，混合后：c（CuSO4）=1.0 mol·L-1c（H2SO4）=0.50 mol·L-1c（H+）=2c（H2SO4）=0.50 mol·L-1×2=1.0 mol·L-1c（Cu2+）=c（CuSO4）=1.0 mol·L-1c（）=1.5 mol·L-1（3）Fe粉有剩余，證明最后所得溶液中只有FeSO4。所以c（Fe2+）=c（）=1.5 mol·L-113.點撥：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化，并分析人類行為的影響。