2019年高中化学第四章第4节氨、硝酸、硫酸（第1课时）教案新人教版必修1.docx

第四节 氨 硝酸 硫酸三维目标知识与技能1.了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质、铵盐的性质及氨的实验室制法。2.学会铵离子的检验方法，能设计实验认识氨的化学性质。过程与方法1.运用对比方法，区别氨和铵的组成、结构、性质，从而培养学习知识的能力。2.通过对实验的观察和分析，培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现学习新知识的能力。情感、态度和价值观1.通过氨的吸收实验培养学生环保意识。通过结构与性质之间的关系对学生进行辩证唯物主义教育，激发学生学习化学的兴趣。2.不断引导学生发挥主观能动性，自行归纳、整理知识线索，交流学习方法，建立自信心，培养创新精神，并尝试创造的喜悦。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具准备 1.仪器：NH3的球棍模型和比例模型、红色石蕊试纸、试管、烧杯、试管夹、铁架台(铁夹)、玻璃棒、滴管、酒精灯、双孔橡皮塞、乳胶管、烧杯、烧瓶、铁架台、滴管、导管、止水夹 2.药品：一集气瓶氨气、一烧瓶氨气、浓氨水、浓盐酸、NaOH溶液、NH4Cl晶体、(NH4)2SO4晶体教学过程导入新课演示：空瓶生烟 课前准备两瓶气体，一瓶为HCl,一瓶为NH3,使两瓶相对（HCl在上），抽出玻璃片，则浓烟滚滚，立即充满两瓶。（也可以改为魔术表演）创设情景打开装有碳酸氢铵的化肥袋或在炎热的夏季到一些卫生条件很差的公共厕所，常会闻到一股刺激性气味的气体，有时甚至让人睁不开眼，这是什么气体呢？这就是我们这节课要学习的氨气。一、氨1.NH3的物理性质 师：展示一瓶氨气（引导学生观察氨气的颜色和状态，并闻其气味）。思考：如何用实验证明某气体极易溶于水？演示：实验4-8氨的喷泉实验（如右图所示连接装置）思考：此实验成功的关键是什么？（氨气浓度大、装置密封、烧瓶干燥） 师：你观察到什么现象呢？这些现象说明什么问题呢？ 生：（观察实验现象）形成红色喷泉。红色喷泉的形成证明：氨极易溶于水,水溶液显碱性。（媒体）纯净的氨气是_、_的气体，比空气。氨很容易_，液氨汽化时要_大量的热。氨_溶于水(1_)。（学生完成，多媒体公布答案） 师：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： 师：分析NH3H2ONH3H2OOHNH3H2OOH 师：其中一水合氨很不稳定，受热会分解。NH3H2ONH3H2O 板书NH3H2ONH3H2OOH 师：请大家阅读P98的资料卡片，思考分析NH3溶于水的过程，讨论氨水中含有哪些粒子呢？ 生：分子_、离子_。小结（媒体展示相关知识）上述反应为可逆反应。溶液中NH3大部分与水结合成NH3H2O，但NH3H2O只有一小部分发生电离（0.1 molL-1氨水中只有1.34%电离），所以，氨水中c(NH3H2O)的浓度较，而c()和c(OH)的浓度较_，氨水是_碱。氨水中含有的分子有_、离子有_。但通常把_当作溶质，_当作溶剂。（“0.1 molL-1氨水”的含义是什么？）氨水的密度比水_，而且密度随浓度的增大而_。知识拓展（投影表格）氨水与液氨（学生认真分析比较，填写表格）液氨和氨水的比较液氨氨水物质成分纯净物(非电解质)混合物(NH3H2O为弱电解质)粒子种类NH3分子NH3、NH3H2O、H2O、OH-、H+主要性质不具有碱性具有碱的通性存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在 板书（2）NH3与酸的反应：演示实验氨与氯化氢反应 生：观察并记录现象，当两根玻璃棒接近时，产生较多的白烟。 师：此白烟就是氨气与HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶体。由此也可以知道NH3与酸反应的实质是NH3与H+结合生成的过程。板书化学方程式：NH3HCl=NH4Cl 师：通过NH3和HCl的反应生成氯化铵，可知氨与酸反应的产物应该是对应的铵盐，下面请同学们写出氨与硝酸、硫酸反应的化学方程式，请一位同学在黑板上板演。 生：（书写要求的化学反应方程式，其中一名同学在黑板上板演） 师：（引导学生评价板演结果，指出错误或对正确结果予以肯定） 生：NH3HNO3=NH4NO3、2NH3H2SO4=（NH4）2SO4 师：请大家思考生产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？ （学生思考完成）知识拓展 师：前边所讨论的氨的性质涉及的反应都是非氧化还原反应，氨中氮元素的化合价没有改变，那么-3价的氮元素是否可以改变呢？在什么情况下可以改变呢？变化时氨表现出氧化性还是还原性？ 生：（思考分析）氨中氮元素为最低价，应该具有还原性，要实现-3价氮元素化合价的升高，就需要提供氧化剂，进一步思考需要哪些氧化剂。 师：氨中-3价的氮元素化合价是可以升高的，如在催化剂（Pt）的作用下与氧气发生反应生成NO和H2O，并放出热量。板书（3）氨与氧气的反应（氨催化氧化）氨的制取4NH3+5O24NO+6H2O 师：这一反应又叫氨的催化氧化（或叫接触氧化），是工业制硝酸中的关键一步。 师：认识氨的主要物理、化学性质之后，我们在实验室如何制取氨气呢？演示实验实验室制取氨气（参照教材图）板书3.NH3的实验室制法 师：（引导学生参与讨论氨的制备实验）原料：用铵盐NH4Cl,(NH4)2SO4与消石灰混合加热来制取氨气。原理：2NH4ClCa（OH）2CaCl22NH32H2O装置：“固体+固体”加热装置；发生装置与制O2相似。收集：向下排空气法；收集的试管口塞上棉团，防止NH3与空气对流。干燥：碱石灰检验：（1）湿润的红色石蕊试纸（变蓝）；（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口（产生白烟）。问题与探究：1.能否用浓硫酸干燥NH3？2.能否使用NH4HCO3、NH4NO3、NH4Cl？为什么？3.使用碱石灰代替消石灰有什么优点？（学生分析讨论实验问题，合作交流，汇报交流结果） 师：氨与酸反应形成铵盐，我们下面分析铵盐的性质。板书4.铵盐 师：铵盐是铵根离子（）和酸根离子组成的化合物。铵盐都是晶体，能溶于水。铵盐有哪些主要的化学性质呢？演示实验加热NH4Cl观察现象，是否是升华？（学生对比NH4Cl分解和碘的升华区别）（1）铵盐受热易分解：板书化学方程式：NH4ClNH3HCl、NH3HCl=NH4Cl 师：家里存放的NH4HCO3 一段时间后会有一股刺激性气味的气体产生，是什么原因呢？请写出反应的化学方程式。 生：NH4HCO3NH3H2OCO2 师：从氨气的实验室制法考虑，铵盐与碱可以发生怎样的反应呢？ 生：铵盐能与碱反应放出氨气。 师：请写出（NH4）2SO4和NaOH在加热时反应的化学方程式。板书（2）铵盐与碱的反应：（NH4）2SO42NaOHNa2SO42NH32H2O 师：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的存在。问题探究1.为什么碳铵要在早晚施用?2.铵盐不能与草木灰混合使用,为什么?实验设计(1)取少量碳酸氢铵放入试管,观察颜色、状态。(2)把试管微微加热,看到有什么现象?闻一闻有什么气味?(3)再用玻璃棒在浓盐酸里蘸一下,然后接近试管口,观察现象?思考:微热后产生的是什么气体?这对氮肥的肥效有什么影响?施用时应采取什么相应的措施防止或减少损失?（教师引导学生积极思考，探究与生活相关的知识，体现学以致用的思想）（播放视频）小专辑“氨的用途” 师：对比视频材料，结合教材，你能否归纳出氨有哪些主要用途呢？生:（归纳氨的主要用途）可用于氮肥工业及其他化工产业上（如：制纯碱），制冷剂。板书5.NH3的用途（媒体）氨的用途氨的用途思考交流（阅读教材自然界中氮的循环图）例题剖析（例1）密度为0.91 gcm-3的氨水，质量分数为25%，该氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量分数( )A.等于12.5% B.大于12.5% C.小于12.5% D.无法确定 师：这是一道涉及溶液的稀释的问题，对能力的要求比较高，大家可以讨论本题的解题思路是什么。 生：我认为关键是要明确氨水的密度与质量分数的关系，氨水的浓度越大，密度越小，这一点对本题的解题一定有帮助。我认为既然本题属于溶液的稀释的问题，就应该抓住溶液的稀释过程的本质，即溶质的量不变。如果可以把稀释过程中溶质的量表示出来，一定可以解出结果。 师：很好。（引导学生充分表达自己的看法，让其他同学参与讨论，畅所欲言）教师精讲：氨水的密度比水小，且随着浓度的增大，密度反而减小。本题可分两步考虑，若等质量混合时，所得溶液的质量分数为12.5%，而等体积混合时，氨水的质量小于水的质量，故所得溶液的质量分数小于12.5%。本题正确选项为C。这里使用的方法是思维分析法，有时候对解决问题很有帮助！（例2）将可能混有下列物质的硫酸铵样品13.2 g在加热条件下，与过量NaOH溶液反应，在标准状况下收集到4.3 L气体，则该样品中不可能混有的物质是( )A.NH4HCO3和NH4NO3 B.(NH4)2CO3和NH4NO3C.NH4Cl和(NH4)2CO3 D.NH4Cl和NH4HCO3 师：这是一道涉及混合物的计算的题目，要求同学们能够准确地把握题给条件，认真探讨反应的实质。 生：我认为关键首先要把几个反应的化学方程式都写出来，再列方程求解。不过这样做太麻烦了，是不是有更好的办法呢？ 我认为可以抓住反应的实质，即抓住反应的离子方程式是+OH-=NH3+H2O,这样可否简化解题过程呢？可否从几种铵盐中氮元素的含量通过化学式来解决这个问题呢？ 师：大家说得很好，还有没有新的思路呢？（引导学生充分表达自己看法，让其他同学参与讨论，畅所欲言）教师精讲：本题可采用平均值法计算。由NH3可计算得样品中的含量为26.2%，再由硫酸铵中的质量分数27.2%，可知其他铵盐中的质量分数必小于27.2%。现将有关铵盐中的质量分数计算结果列出：NH4NO3为22.5%、(NH4)2CO3为22.8%、NH4Cl为33.6%、(NH4)2CO3为37.5%，由此可知仅NH4Cl和(NH4)2CO3中质量分数大于27.2%。故样品中不可能含有的物质是NH4Cl和(NH4)2CO3。答案：C（例3）氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2)，而氨气跟镁在高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水即反应生成Mg(OH)2和NH3。下面是甲、乙两位学生提出的制备氮化镁的两种实验方案示意框图(实验前系统内的空气已排除；图中箭头表示气体的流向)。甲乙填空和回答问题：（1）甲、乙两位学生提出的实验方案是否能制得氮化镁？(填“能”或“不能”)甲_，乙_。（2）具体说明不能制得氮化镁的原因(如果两个方案都能制得氮化镁，此小题不用回答)_。 师：这是一道涉及化学实验的方案设计和评价的问题，对能力的要求比较高，大家可以互相讨论本题的解题思路是什么，应该如何利用题给信息解决实验设计问题。 生：我认为解题关键是要明确实验的目的是什么，可以通过发生的什么化学反应来实现，然后由化学反应确定需要选择的药品和仪器装置，从而探讨实验的步骤。不过要想解决这个问题，必须要有新的思路。本题的解题关键要首先明确两个化学反应的特点，然后要注意把信息用好，按照反应的路径进行认真复习，在分析中验证反应特征和优劣点。 师：太棒了。（引导学生充分表达自己的看法，让其他同学参与讨论，畅所欲言）教师精讲：解此题的关键是要弄清各装置中所发生的化学反应。甲同学制取的气体通过碱石灰后，再通过浓H2SO4，NH3被吸收，无法与灼热的CuO反应制取氮气。乙同学制取的NH3通过灼热的CuO后，导出的气体中含有N2和未反应完全的氨气，被水吸收NH3后，用浓H2SO4干燥，便可以得到干燥、纯净的氮气，与Mg粉反应制得Mg3N2固体。答案：（1）不能 能 （2）甲同学因制得的NH3被浓H2SO4吸收，无法与CuO反应制取氮气课堂小结总结本节课的内容。知识拓展思考：比较氨气、液氨、氨水、铵离子有什么区别？在氨水中存在哪些分子和离子？氨气、液氨、氨水、铵离子的比较色、态、味物质种类组成粒子主要化学性质氨气液氨氨水铵离子 注：物质种类一栏中填写“纯净物”或“混合物”。板书设计一、氨1.氨的物理性质2.氨的化学性质（1）NH3与水的反应：NH3H2ONH3H2OOHNH3与酸的反应：NH3HCl=NH4Cl 2NH3H2SO4=（NH4）2SO4（2）NH3与O2的反应：4NH35O24NO6H2O3.NH3的实验室制法（1）原理：（2）仪器：4.铵盐（1）铵盐受热易分解：（2）铵盐与碱的反应：（NH4）2SO42NaOHNa2SO42NH32H2O5.氨的用途活动与探究1.向饱和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？2.阅读新闻，思考问题。新闻杭州市一制冷车间发生氨气泄漏： 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，十余量消防车问题（1）为什么在氨气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？3.在常温下，还可用浓氨水与固体烧碱混合制氨气，请思考应该使用什么样的装置？具体如何操作呢？（参考方法及装置：如右图所示安装好装置，在分液漏斗中加入浓氨水，在锥形瓶中加入少量固体氢氧化钠（约一小药匙），将浓氨水慢慢滴入锥形瓶，待冒出较多的气泡时，用向下排气法收集氨气。实验时要控制好浓氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要开得太大，以免产生氨气过多而冲开锥形瓶的塞子）随堂练习1.下列关于氨的叙述错误的是（ ）A.氨易液化，因此可用来作致冷剂B.氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验C.氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定（不容易分解）D.氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色答案:C2.用一充满标准状况下氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满整个烧瓶后，烧瓶内氨水（设此氨水的密度为1 gcm-3）的物质的量浓度为( )A.无法计算 B.0.09 molL-1 C.0.18 molL-1 D.0.045 molL-1答案:D3.下列各组离子，在强碱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.有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析正确的是（ ）A.氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验 B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应现象C.铵盐的水溶性是实验室中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨气的原因D.NH3H2O的热稳定性差可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气答案:AD5.下列物质存放方法正确的是（ ）A.药品柜的同一层不可存放浓硝酸和浓氨水B.少量的钠保存在无水乙醇中C.少量白磷保存在二硫化碳中D.硅酸钠溶液保存在玻璃塞的试剂瓶中答案:A6.某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验：（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：_。（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是_溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是：_。答案:（1）稀氨水和酚酞 稀氨水中的NH3气逸出，所以溶液的颜色变浅 （2）溶有SO2的品红 SO2气体逸出，品红溶液恢复红色7.氨可以形成多种离子，如N3-、等，已知与是由中性分子结合质子形成的，有类似于的性质。（1）1个含有_个电子。（2）写出在强碱溶液中反应的离子方程式：_。（1）答案:22（2）+2OH-=N2H4+2H2O习题详解1.答案：（1）酸性 （2）吸水性 （3）脱水性 （4）氧化性 （5）强氧化性2.答案：B点拨：因NH3极易溶于水，因此不能用排水法收集。3.答案：C点拨：A、C选项中硫的价态都没有改变，因此硫元素未表现出氧化性；二氧化硫与氧气反应，硫的价态由+4价被氧化成+6价，表现出还原性；浓硫酸与铜反应，硫元素的价态由+6价降到+4价，故表现出氧化性。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）各取剩下的两种溶液少许，滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成的是稀盐酸，最后一种是稀硝酸。AgNO3+HCl=AgCl+HNO3点拨：常用Ba2+检验；Cl-常用Ag+检验。10.点拨：区别的方法有很多，以下方法仅供参考：（1）密度法：浓硫酸的密度比稀硫酸大得多，可以测试这两支试管相同体积液体的重量，重量大的是浓硫酸，重量小的是稀硫酸（或用密度计进行测试）。（2）黏度法：浓硫酸是黏稠的液体，而稀硫酸接近水的黏度，所以将两支试管拿起摇动几下，观察。流动性差的是浓硫酸，流动性好的是稀硫酸。（3）稀释法：浓硫酸溶于水时放出大量的热，故可用稀释法进行鉴别。在小烧杯中加入10 mL水，再慢慢沿烧杯壁加入某种硫酸，放出热量大的是浓硫酸，热量变化很小的是稀硫酸。（4）露置法：浓硫酸具有吸水性，而稀硫酸无此特性。分别称取等量的两种硫酸，露置在空气中一段时间后再称量，质量明显增加的是浓硫酸，另一种是稀硫酸。（5）吸水法：在两支试管中各加入少量胆矾，现分别加入几滴硫酸，晶体溶解且溶液变蓝的是稀硫酸，若蓝色晶体变白，则加入的酸是浓硫酸。（6）钝化法：取已去氧化膜的两块铁片或铝片，分别放入盛有两种硫酸的