第四节氨硫酸和硝酸(第一课时)教案及习题(附解析)

第四节氨硫酸和硝酸（第一课时）三维目标：（一）知识目标：氨气的实验室制法和铵根检验方法。了解氮的循环对自然界生态平衡的作用。（二）过程方法：通过引导学生观察、分析实验的现象，培养学生观察和分析问题的能力。（三）情感态度与价值观：进一步让学生体会实验对认识和研究物质性质的重要性，培养创新精神。教学重点、教学难点：氨的化学性质及氨气的实验室制法。预习探究（学生用）1.（1）氨的物理性质：极易溶于水，易液化；与水反应生成NH3·H2O（2）氨的化学性质：与酸反应的离子方程式：NH3+H+=NH4+2．铵盐：（1）物理性质：都是晶体、都能溶于水。（2）化学性质：①铵盐加热都能分解，分解产物不一定（填一定、不一定）都有氨。②与碱反应（溶液中）：NH4++OH-NH3↑+H2O（3）用途：可作氮肥、制炸药、金属除锈、实验室制取氨气3．氨气的制法：（1）氨气的实验室制法：①固体混合物加热：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O②加热铵盐溶液与浓碱液的反应：NH4++OH-NH3↑+H2O③浓氨水的分解：NH3·H2ONH3↑+H2O（2）工业制法：N2+3H2催化剂高温高压2NH3互动课堂（一）情景激思（教师用）【引入】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…。【强调】本课时的课标要求是：掌握氨和铵盐的主要性质及用途，了解氨的实验室制备方法，了解自然界氮的循环。【板书】一、氨（二）合作探究（师生共用）【问题】什么是氮的固定？【讲述】将游离态的氮转化为化合态的过程叫氮的固定。目前工业上用氢气和氮气直接合成氨。【过渡】氨气的性质有哪些呢？【板书】1、NH3的物理性质：【教师活动】展示一瓶氨气；以及演示实验4-27【学生活动】观察实验现象，阅读教材P—98资料卡片。总结氨的物理性质。【学生小结】氨的物理性质：无色、刺激性气味的气体，极易溶于水（1︰700）且溶解的快，密度＜空气，易液化，可作致冷剂。【讲述】现象：形成红色喷泉。证明：氨极易溶于水,水溶液显碱性。【问题】在做氨气的喷泉实验时，为确保实验成功应注意哪些问题？【学生思考并回答】【教师小结】做氨气的喷泉实验为确保成功，应注意以下几个方面：①装置的气密性好；②圆底烧瓶要干燥；③烧瓶内要充满氨气。【应用提高】如果没有胶头滴管，如何引发喷泉实验？【学生分析】【教师点评】打开止水夹，用热毛巾捂住烧瓶。【学习探究】喷泉实验体现氨气的什么性质？烧瓶中的溶液为什么会变红？【学生活动】学生分组讨论【教师总结】能够形成美丽的喷泉说明氨气极易溶解于水，使烧瓶内的压强迅速减小，烧杯内的水在大气压的作用下，喷入烧瓶；烧瓶内液体呈红色，说明氨气溶于水得到的溶液显碱性。【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：【讲述】氨的水溶液叫做氨水，氨溶于水，大部分和水结合成一水合氨(NH3·H2O)，反应的方程式为：NH3+H2O=NH3·H2O。NH3·H2O很不稳定，受热就会分解为氨和水，反应的方程式为：NH3·H2O△NH3↑+H2O。氨水有弱碱性，电离方程式为:NH3·H2ONH4++OH-，能使酚酞溶液变红色或使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【板书】NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－【思考】氨水中的粒子有哪些？液氨与氨水是否是一种物质？【学生练习】液氨和氨水的比较液氨氨水物质成分纯净物混合物（NH3·H2O为弱电解质）微粒种类NH3NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+主要性质不具有碱性具有碱的通性存在条件低温或加压保存常温常压下密封存放【过渡】氨气溶与水所得溶液显碱性，氨气是一种碱性气体，那么它遇到酸会不会反应呢？【板书】（2）NH3与酸的反应：【教师活动】演示实验4-28氨与氯化氢反应【学生活动】观察现象。【问题】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？【讲述】浓氨水和氯气反应生成N2和NH4Cl（白烟）；出现白烟说明漏气。【板书】化学方程式：NH3＋HCl＝NH4Cl【强调】NH3也可与其它酸反应，例：NH3＋HNO3＝NH4NO3、2NH3＋H2SO4＝（NH4）2SO4【讲述】农业上常用的化肥，如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等都是铵盐。【过渡】氨气与酸反应生成的盐叫铵盐。那么铵盐的性质有那些呢？【板书】3、氨盐【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。主要化学性质：（1）铵盐受热易分解：【演示实验】加热NH4Cl观察现象，是否是升华？【解释】不是，升华是物理变化，而氯化铵分解是化学变化。【板书】化学方程式：NH4ClNH3↑＋HCl↑、NH3＋HCl＝NH4ClNH4HCO3NH3↑＋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。【教师活动】[总结注意事项]：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。【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＋6H2O4．NH3的用途：【讲述】可用于氮肥工业及其它化工产业上（如：制纯碱），制冷剂。【问题】：为什么液氨可以作制冷剂？【解释】液氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急剧降低。因此，氨可作制冷剂。【板书】二、NH3的实验室制法：【实验探究】实验氯化铵与氢氧化钙制备氨气【强调】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【教师活动】演示试验4-29【学生活动】认真观察试验并分析。【问题】1能否浓硫酸干燥NH3？用于干燥氨气的干燥剂？2检验氨气收集满的方法？3.浸湿的棉花团的作用是什么？【学生思考回答】【教师总结】1、不能用浓硫酸干燥氨气，原因是2NH3＋H2SO4＝（NH4）2SO4。用于干燥氨气的干燥剂用碱石灰或生石灰；2、检验氨气收集满的方法：用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若变蓝则说明已收集满；或也可用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有较多白烟产生亦说明已收集满；3、浸湿的棉花团的作用：一是防止氨气与空气形成对流，使所制氨气不纯；二是浸湿后可吸收多余的氨气，防止污染空气。【教师活动】分析课本图4-30【学生活动】[思考交流]自然界中氮的循环：教材P102【教师小结】本节课我们主要学习氨的化学性质：碱性和与水的反应以及氨的制法，重点要掌握的是氨水为什么显碱性，和氨气实验室制法的原理和装置。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：（2）NH3与酸的反应：（3）NH3与O2的反应：3、NH3的用途4、氨盐：（1）铵盐受热易分解：(2)铵盐与碱的反应：二、氨的实验室制法：1、原理：2、仪器：3、收集：4、干燥：5、验满：6、棉花的作用：（三）迁移应用题型一、氨气的喷泉实验【例题1】如右图中，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。若挤压滴管胶头，使液体Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓气。气体X和液体Y不可能是（）A．X是NH3，Y是水B．X是SO2，Y是NaOH浓溶液C．X是CO2，Y是稀硫酸D．X是HCl，Y是NaNO3稀溶液解析：氨、氯化氢都是极易溶于水的气体，二氧化硫是酸性气体，能够与NaOH溶液反应，造成锥形瓶内气体压强的急剧减小，气球a在大气压的作用下变大。CO2在水中的溶解性较小，在硫酸溶液中就更小，所以不会使气球a鼓气。原理等同于形成喷泉，容器体积固定可通过减小气体的物质的量造成压强差。答案：C【变式练习】在下图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是（）解析：将已学过的NH3溶于水的喷泉实验知识进行合理迁移，要形成喷泉必须气体易溶于液体b，液体几乎充满烧瓶，则气体a必须全部溶于液体b，且没有难溶于水的气体生成。答案：BD题型二、氨水的化学性质【例题2】对于氨水的组成的叙述正确的是（）A．只含有氨分子和水分子B．只含有一水合氨分子和水分子C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子解析：溶于水的氨大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O中一小部分的电离为NH4+和OH-。答案：D【变式练习2】氨溶于水中，所得溶液中，除了水分子外，数目最多的微粒是（）A．NH3B．NH3·H2OC．NH4+D．OH-答案：B题型三、有关氨水的计算【例题3】已知25%氨水的密度为0.91g/cm3，5%氨水的密度为0.98g/cm3，若将上述两溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数是（）A．等于15%B．大于15%C．小于15%D．无法计算解析：由题意可知，氨水的密度随质量分数增大而减小。如果等质量混合，则质量分数为15%，现等体积混合，则5%的氨水还要增加一些，故小于15%。特别提醒：要特别注意题给信息氨水的密度随质量分数增大而减小。答案：C【变式练习】ω1和ω2分别表示浓度为amol/L和bmol/L氨水的质量分数，且2a=b，则下列推断正确的是（氨水的密度比纯水的小）（）A．2ω1=ω2B．2ω2=ω1C．2ω1ω2D．ω1ω22ω1解析：氨水的质量分数越大，则氨水的密度越小，可求出2ω1ω2。答案：C题型四、氨水的实验室制法【例题4】下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（）ABCD解析：A中反应原理显然不对，C中固体加热时试管口不应向上倾斜。答案：AC【变式练习】为了更简便地制取干燥的NH3，下列方法中适合的是()A．N2+3H22NH3，用烧碱进行干燥B．加热NH4HCO3，气体用五氧化二磷干燥C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥D．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，气体用无水氯化钙干燥解析：用N2和H2合成NH3的实验要求太高，加热NH4HCO3可得NH3、CO2、H2O(g)，用P2O5干燥后只能得到CO2气体；加热浓氨水产生的氨气(含水蒸气)经碱石灰干燥后可得纯净干燥的氨气；氮化镁与水反应可产生NH3，但NH3不能用无水CaCl2干燥。答案：C（四）反思感悟（教师用）--------------------------------------------------------------------------------------------------------------（五）备选例题】(教师用)【例题】把aL含硫酸铵和硝酸铵的混合液分成两等份。一份加入bmolNaOH并加热，恰好把NH3全部赶出；另一份需消耗cmolBaCl2沉淀反应恰好完全，则原溶液中NO3-的浓度（mol·L－1）为（）ABCD解析：先利用:NH4++OH-NH3↑+H2O，Ba2++SO42-=BaSO4↓，求出NH4+、SO42-的物质的量后，再用电荷守恒求出NO3-的物质的量，进而求其浓度，注意溶液被分为两等份。答案：B达标体验1．氨的喷泉实验中，烧瓶中的液体占8/9，假设溶质不外溢，瓶内氨水的浓度为（标准状况下）（）A．0．04mol/LB．0．045mol/LC．0．45mol/LD．1mol/L2．关于铵盐的叙述中正确的是()①所有铵盐中，氮元素化合价都是-