高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物第三课时教学设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物第三课时教学设计，共12页。教案主要包含了氨的实验室制法，常见气体的制备方法比较等内容，欢迎下载使用。

思考1 (1)此装置存在的弊端是什么？如何进行改进？
提示 此装置缺少NH3的干燥装置，可在NH3的收集装置之前加一个干燥装置。
(2)收集NH3时，试管口处为什么加一团棉花？
提示 减缓NH3与空气的对流，使收集到的NH3更纯净。
思考2 氨是化学实验室常需制取的气体。实验室也可以用下列两种方法快速制备NH3：
方法一：加热浓氨水。
方法二：将浓氨水滴入生石灰(或碱石灰)固体中。
(1)请写出上述两种方法中发生反应的化学方程式(原理)。
提示 方法一：NH3·H2ONH3↑+H2O；
方法二：NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2。
(2)根据上述原理，该小组欲用下列装置制取氨，方法一应选择 (填字母，下同)，方法二应选择 。
提示 A(或D) C
(3)如图是该小组设计收集氨气的几种装置，其中可行的是 (填字母)，集气的原理是 。
提示 d NH3的密度小于空气，采用短管进氨气，长管排空气的方法收集
1.判断正误
(1)实验室中可以利用加热NH4Cl分解的方法制取NH3( )
(2)由于氨极易溶于水，所以不能用排水法收集氨，只能用向下排空气法收集( )
(3)氨不能用浓硫酸进行干燥，但可以用无水CaCl2干燥( )
(4)为加快产生NH3的速率，实验室中可以用NaOH和NH4Cl反应制NH3( )
(5)由于氨极易溶于水，所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.(2023·江苏盐城高一联考)下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制备氨气
B.用装置乙除去氨气中的少量水
C.用装置丙收集氨气
D.用装置丁吸收多余的氨气
答案 A
解析 浓氨水遇碱石灰放出氨气，实验室可以用装置甲制备氨气，故选A；浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B；体系密闭，若用装置丙收集氨气，空气无法排出，故不选C；氨气极易溶于水，漏斗口浸没在水中，若用装置丁吸收多余的氨气，会引起倒吸，故不选D。
(1)制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，NH4NO3加热时爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。
(2)消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。
(3)NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。
二、常见气体的制备方法比较
1.常见气体的制备装置
思考 用上表中装置对应的字母填写下列空白：
2.气体的收集方法
(1)一般方法
(2)创新方法
①从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。
②若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体：
换成饱和食盐水收集氯气，换成饱和碳酸氢钠溶液收集二氧化碳，换成四氯化碳(密度比水大，且与水不互溶)收集HCl或NH3。
3.常用的防倒吸装置
尾气处理时，有些气体要防倒吸，常见的防倒吸装置有：
1.判断下列装置是否正确。
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
2.如图为常用玻璃仪器组成的六种实验装置，均可根据不同的实验需要在其中加入不同的液体或固体试剂，请用适宜装置的字母完成下列填空：
(1)既能用于收集Cl2，又能用于收集NO的装置是 。
(2)能用于干燥CO2气体的装置是 。
(3)在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中，用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是 。
(4)用于尾气吸收并能防止液体倒吸入反应装置中的是 。
(5)接在气体制备的连续实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是 。
答案 (1)AB (2)AEF (3)A (4)ACE (5)D
解答实验装置题做到“四看”
一看发生装置是否有错：①实验是否需要加热。②仪器放置是否有错。③夹持仪器的位置是否有错。
二看试剂(反应物、干燥剂、尾气吸收剂等)是否符合实验原理。
三看收集方法是否有错(导管伸入的位置等)。
四看是否缺少尾气吸收装置，对于有毒气体，一定要设计尾气吸收装置，并选择适宜的吸收剂。
1.(2023·南昌高一检测)下列是中学化学中常见气体，只能用排水法收集的是( )
A.Cl2B.HCl
C.SO2D.NO
答案 D
解析 Cl2的密度大于空气且与空气不反应，可溶于水，故可以用向上排空气法或者排饱和食盐水法收集氯气，不能用排水法收集，A不符合题意；HCl、SO2的密度大于空气且与空气不反应，易溶于水，故只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集，B、C不符合题意；NO能与空气中的O2反应转化为NO2，且不溶于水，故只能用排水法收集NO，D符合题意。
2.(2023·云南玉溪一中高一月考)用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)( )
答案 B
解析 浓盐酸与二氧化锰反应制氯气必须在加热条件下，且氯气可溶于水，收集氯气不能用排水法，选项A错误；双氧水分解制氧气用固液不加热装置，收集氧气可用排水法，选项B正确；浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫，且SO2易溶于水，选项C错误；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，选项D错误。
3.下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是( )
答案 D
解析 浓盐酸易挥发，浓硫酸不挥发，且浓硫酸稀释放热，可制备HCl气体，盐酸可以使pH试纸变红，故A正确；浓盐酸与二氧化锰加热可制备氯气，氯气可氧化KI生成碘，淀粉遇碘变蓝色，故B正确；浓氨水与CaO混合可制备氨气，氨水显碱性，因此氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故C正确；亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫可使品红溶液褪色，体现其漂白性，故D错误。
课时对点练 [分值：100分]
(选择题1~10题，每小题7分，共70分)
题组一 氨气的制备
1.在实验室里，某学习小组设计了下列制取纯净干燥氨气的方案，下列方案简易、可行的是( )
A.加热氯化铵固体，再通过碱石灰
B.在氮气和氢气的混合气体中加入铁触媒，并加热至500 ℃，再通过碱石灰
C.加热浓氨水，再通过浓硫酸
D.在生石灰中加入浓氨水，再通过碱石灰
答案 D
2.(2024·陕西渭南高一月考)实验室可采用如图所示装置制取氨气，下列说法正确的是( )
A.生石灰属于酸性氧化物
B.可以采用排水法收集氨气
C.氨水能使无色酚酞溶液变红
D.可用大理石代替生石灰制备氨气
答案 C
解析 生石灰属于碱性氧化物，A错误；氨气极易溶于水，不能用排水法收集氨气，B错误；氨水呈碱性，能使无色酚酞溶液变红，C正确；不可用大理石代替生石灰制备氨气，生石灰与氨水发生反应：CaO +NH3·H2O===Ca(OH)2+NH3↑，D错误。
3.(2023·深圳高一检测)以下关于氨气的实验装置正确的是( )
A.图甲用于实验室制取氨气
B.图乙用于制备NaHCO3
C.图丙用于干燥氨气
D.图丁用于氨气的尾气处理
答案 D
解析 加热氯化铵，生成的氨气与氯化氢在试管口又化合生成氯化铵，得不到氨气，故A错误；制备NaHCO3需要将CO2通入溶有NH3的饱和食盐水中，故B错误；氨气会和浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故C错误；氨气极易溶于水而不溶于四氯化碳，图丁可用于氨气的尾气处理，故D正确。
题组二 常见气体的制备方法比较
4.下列装置能达到实验目的的是( )
答案 D
解析 NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集，A错误；浓硫酸是液体干燥剂，不能盛放在U形管中，B错误；氨气的密度小于空气，收集时氨气应从短管进入，C错误。
5.用常见反应原理制取下列气体，实验室使用的发生装置相同的一组是( )
A.HCl和H2B.CO2和HCl
C.HCl和O2D.H2和CO2
答案 D
6.如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用氯酸钾和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为( )
A.①⑤⑧ B.③④⑦ C.①⑤⑥ D.③⑤⑥
答案 C
解析 氯酸钾在二氧化锰作催化剂、加热的条件下生成氯化钾和氧气，氯酸钾和二氧化锰为粉末状，可选①作为制取装置，可选用装置④用浓硫酸进行干燥，或选用装置⑤用碱石灰进行干燥，氧气密度比空气大，采用装置⑥向上排空气法收集，不可采用装置⑧排水法收集，得不到干燥的氧气，故合理的装置组合为①⑤⑥。
7.(2024·哈尔滨高一段考)下列能实现对应气体的制备、干燥、收集的是( )
答案 C
解析 MnO2和浓盐酸反应需要加热，A错误；氨气密度小于空气，不能用向上排空气法收集，B错误；铁遇浓硝酸发生钝化，不能制备NO2气体，D错误。
8.下列装置进行的实验，能达到目的的是( )
A.用图1装置制取并收集干燥纯净的NH3
B.用图2装置可演示NO的喷泉实验
C.用图3装置除去CO2气体中混有的少量SO2
D.用图4装置检验铁粉与水蒸气反应产生的H2
答案 D
解析 图1装置中为向上排空气法收集NH3，氨气的密度比空气小，应采取向下排空气法，故A错误；NO不溶于水，图2装置不能演示NO的喷泉实验，故B错误；CO2气体能与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，图3装置无法达到实验目的，故C错误；氢气是可燃性气体，氢气在空气中燃烧会发出淡蓝色火焰，所以图4装置可以检验铁粉与水蒸气反应产生的H2，故D正确。
9.NaClO2具有强氧化性，是较好的消毒剂，实验室可以用NaClO2与浓盐酸反应制取Cl2，制取装置如图所示，下列叙述一定正确的是( )
A.长颈漏斗可以替换仪器a
B.可用排饱和食盐水法收集Cl2
C.可通过装置乙除去HCl和H2O
D.反应中NaClO2被氧化
答案 B
解析 浓盐酸会挥发且生成的氯气会从长颈漏斗中逸出，滴加浓盐酸不能用长颈漏斗，A错误；氯气难溶于饱和食盐水，可用排饱和食盐水法收集Cl2，B正确；装置乙净化气体时应长管进气短管出气，C错误；NaClO2与浓盐酸反应制取Cl2，NaClO2中氯元素化合价从+3价降低到0价，被还原，D错误。
10.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )
A.①②③中依次盛装酸性KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
C.结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热
D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
答案 B
11.(12分)(2024·江苏无锡高一段考)某化学小组经查阅资料得知常温下过量的氨气和氯气反应能生成氯化铵，该实验小组对该反应进行探究，部分实验装置如图(夹持装置略去)。
(1)装置A是一种NH3的制备装置，其中盛放浓氨水的仪器名称为 。
(2)装置F中发生反应的离子方程式为 。
(3)装置E中盛装的试剂M为饱和食盐水，该装置的作用为 。
(4)装置C的设计有明显的不足之处，应该将左右的短长导管互换理由是 。
(5)利用改进后的实验装置完成实验，某同学设计如下实验证明装置C中所得固体为氯化铵：
①取少量装置C中固体产物溶于水配成溶液，取少量溶液置于两支小试管中；
② ；
③向另一支试管中加入过量稀硝酸，再加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成。
结论：常温下过量的氨气和氯气反应可生成氯化铵。
答案 (1) 分液漏斗 (2)16H++10Cl-+2MnO4−===5Cl2↑+2Mn2++8H2O (3)除氯气中的氯化氢 (4)氨气的密度比Cl2小，导管互换后利于两种气体的充分混合反应 (5)向一支试管中加入浓NaOH溶液，加热，产生使红色石蕊试纸变蓝的气体
解析 (2)装置F为酸性高锰酸钾与浓盐酸制备氯气，反应的离子方程式为16H++10Cl-+2MnO4−===5Cl2↑+2Mn2++8H2O。(3)装置A中制备的氯气中混有HCl，故E中盛装饱和食盐水除去Cl2中的HCl，防止其与NH3反应生成NH4Cl干扰实验。(5)证明装置D中所得固体为氯化铵，分别用浓的NaOH溶液检验铵根离子，硝酸银溶液检验氯离子。
12.(18分)Ⅰ.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中制备NH3，回答下列问题：
(1)氨气的发生装置可以选择上图中的 (填字母)，反应的化学方程式为 。
(2)欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→ → → → → (按气流方向，用小写字母表示)。
Ⅱ.亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体，沸点为-5.5 ℃，其液体呈红褐色，遇水发生反应：2NOCl+H2O===2HCl+NO+NO2。某化学兴趣小组设计如图装置用Cl2和NO制备NOCl。
(3)甲装置发生反应的离子方程式为 ， 装置丙中的液体为 。
(4)实验时，先通入Cl2，待丁中烧瓶内充满黄绿色气体时，再通入NO，这样做的目的是 。
(5)装置丁中冰盐水的作用是 。
答案 (1)A Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O) (2)d c f e i (3)MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+Mn2++2H2O 浓硫酸 (4)排尽装置中的空气，避免NO被氧化 (5)液化亚硝酰氯，便于收集产品 制备原理
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
实验装置
收集
NH3极易溶于水，可以用向下排空气法收集
验满
把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生
装置
应用
固体(或液体)+液体气体
固体(+固体)气体
固体(或液体)+液体―→气体
气体
反应试剂
反应装置
O2
KMnO4或KClO3分解
B
Na2O2与H2O；H2O2与MnO2
C
SO2
Na2SO3与浓H2SO4
C
Cu与浓H2SO4，加热
A
Cl2
浓盐酸与MnO2，加热
A
浓盐酸与KMnO4
C
H2
稀盐酸与Zn
C
CO2
CaCO3与稀盐酸
C
NH3
NH4Cl与Ca(OH)2，加热
B
浓氨水，加热
A
浓氨水与CaO
C
收集方法
收集气体的类型
收集装置
可收集的气体(举例)
排水法
难溶于水或微溶于水且不与水反应
O2、H2、NO、CO等
排空气法
向上排空气法
密度大于空气且不与空气中的成分反应
Cl2、SO2、NO2、CO2等
向下排空气法
密度小于空气且不与空气中的成分反应
H2、NH3等
选项
A
B
C
D
X中试剂
浓盐酸
双氧水
浓硫酸
浓氨水
Y中试剂
MnO2
MnO2
Cu
NaOH
气体
Cl2
O2
SO2
NH3
选项
试剂
试纸或试液
现象
结论
A
浓盐酸、浓硫酸
湿润的pH试纸
变红
HCl为酸性气体
B
浓盐酸、二氧化锰
淀粉⁃碘化钾溶液
变蓝
Cl2具有氧化性
C
浓氨水、生石灰
湿润的红色石蕊试纸
变蓝
NH3溶于水显碱性
D
亚硫酸钠、硫酸
品红溶液
褪色
SO2具有还原性
选项
目标气体
试剂A
固体B
固体C
A
Cl2
浓盐酸
MnO2
无水CaCl2
B
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
C
SO2
浓H2SO4
Na2SO3
P2O5
D
NO2
浓HNO3
Fe
硅胶