高中化学第四章 非金属及其化合物第四节 氨 硝酸 硫酸教案及反思

这是一份高中化学第四章 非金属及其化合物第四节 氨 硝酸 硫酸教案及反思，共10页。

1．了解氨气的物理性质，掌握氨气的化学性质。(重点)
2．理解氨气喷泉实验的原理。
3．掌握氨气的实验室制法。(重点)
4．了解铵盐的性质及NHeq \\al(＋,4)的检验方法。(重点)
[基础·初探]
教材整理1 氨的性质与应用
1．氮的固定
(1)定义：使游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(2)方法：①雷电固氮——N2＋O2eq \(=====,\s\up14(放电))2NO
②人工固氮：N2＋3H2eq \(,\s\up14(高温、高压),\s\d18(催化剂))2NH3
③生物固氮：豆科植物的根瘤菌吸收N2形成含氮化合物。
2．氨气
(1)物理性质
(2)化学性质

(3)用途
①氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。
②氨易液化，可用作制冷剂。
【特别提醒】 氨水中存在NH3、NH3·H2O、H2O、NHeq \\al(＋,4)、OH－、H＋，但通常认为氨水中的溶质是NH3。
教材整理2 铵盐的性质与应用
1．物理性质
常温下，铵盐都是无色晶体，易溶于水，属于离子化合物。
2．化学性质
(1)铵盐受热易分解
NH4Cl受热分解的化学方程式：
NH4Cleq \(=====,\s\up14(△))NH3↑＋HCl↑；
NH4HCO3受热分解的化学方程式：
NH4HCO3eq \(=====,\s\up14(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑。
(2)铵盐与碱反应
NaOH与NH4NO3反应的化学方程式：
NaOH＋NH4NO3eq \(=====,\s\up14(△))NaNO3＋H2O＋NH3↑。
3．NHeq \\al(＋,4)的检验
向含NHeq \\al(＋,4)的浓溶液中滴加NaOH溶液，产生刺激性气味的气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，发生反应的离子方程式：NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3↑＋H2O。
若为含NHeq \\al(＋,4)的稀溶液，除滴加NaOH溶液外，还需要加热，否则不能产生NH3。
[探究·升华]
[思考探究]
氨气与水反应的实验——喷泉实验
(1)根据以上实验，探究形成喷泉的原因是什么？
【提示】 因氨气迅速溶解在从胶头滴管挤压出的少量水中，使烧瓶内的压强迅速减小，与外界大气形成较大的压强差，在压强差作用下，液体迅速流动，通过带尖嘴的导管喷出来，形成喷泉。
(2)某同学做该实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是什么？
【提示】 ①装置气密性不好；
②收集的NH3纯度较低；
③烧瓶不干燥等。
(3)若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？
【提示】 能形成喷泉，但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有NO气体产生，故用NO2与H2O做喷泉实验时，液体只能充满烧瓶容积的eq \f(2,3)。
[认知升华]
喷泉实验的原理与操作类型
(1)喷泉形成的原理
容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。
(2)使容器内外产生较大压强差的两种方法
(3)常见能形成喷泉的物质组合
[题组·冲关]
题组1 氨气和铵盐的性质及其应用
1．有关氨气的实验较多，下面对这些实验或实验原理的分析中正确的是( )
【导学号：95432078】
A．某同学将收集到的一试管氨气倒扣在盛满水的水槽中，充分吸收后试管中还有少量气体，该同学认为该剩余气体中可能含有氨气
B．氨气与氯化氢反应生成白烟体现了氨气的还原性
C．在氨水中，氨主要以NH3·H2O的形式存在，故25%的氨水是指100 g氨水中含NH3·H2O 25 g
D．实验室中加热氨水可以制得氨气，说明NH3·H2O受热易分解
【解析】 氨气极易溶于水，故剩余的气体中不可能含氨气，A项错误；氨气与氯化氢反应说明了氨气具有碱性，B项错误；虽然氨在其水溶液中主要以一水合氨的形式存在，但习惯上认为氨水的溶质是氨气，C项错误；NH3·H2O不稳定，受热易分解放出氨气，D项正确。
【答案】 D
2．下列有关氨的性质的叙述中，正确的是( )
A．氨催化氧化可直接生成NO2
B．氨水呈碱性
C．氨和酸相遇都能产生白色烟雾
D．在反应NH3＋H＋===NHeq \\al(＋,4)中，氨失去电子被氧化
【解析】 A项，NH3催化氧化生成NO；C项，氨与H2SO4等难挥发性酸相遇不产生白雾；D项，N无变价，氨不被氧化。
【答案】 B
3．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放在试管中，然后( )
A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口观察颜色变化
B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液酸碱性
C．加入NaOH浓溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口观察颜色变化
D．加入强碱溶液，加热，再滴入酚酞试液
【解析】 铵盐受热分解，产物很复杂，A错误；铵盐水溶液可能呈酸性或中性，用红色石蕊试纸检验不合理，B错误；加入强碱后溶液已经显碱性，无法鉴别，D错误。
【答案】 C
【题后归纳】 铵盐(NHeq \\al(＋,4))的检验思路
题组2 喷泉实验分析
4．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是( )
【导学号：95432079】
A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验
【解析】 A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞试液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。
【答案】 D
5．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
A B
(1)用图中A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是__________________________________________________________
_______________________________________________________________，
该实验的原理是________________________________________________。
(2)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是_________________
____________________________________________________。
【解析】 (1)打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。
(2)B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的氨气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。
【答案】 (1)打开弹簧夹，挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉
(2)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的氨气，氨气与水接触，即产生喷泉
[基础·初探]
氨的实验室制法
【特别提醒】 (1)实验室制取氨气的注意事项
①不能加热NH4Cl或NH4Cl与NaOH混合物制NH3。
②发生装置的试管口略向下倾斜。
③加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
④棉花团上蘸有稀硫酸，可防止空气对流又可防止氨气逸出污染空气。
⑤吸收尾气(NH3)时防止倒吸。
(2)实验室快速制取氨气的试剂与装置
(3)氨气的干燥装置
通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
[题组·冲关]
1．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( )
A．①③ B．②③
C．①④ D．②④
【解析】 实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应使溶液中c(OH－)增大，消耗了水，并且放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。
【答案】 A
2．实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则气体R是( )
【导学号：95432080】
A．HCl B．Cl2
C．CO D．NH3
【解析】 从储气瓶导管长短，可看出R应是一种比空气密度小，易溶于水的气体，故D选项正确。
【答案】 D
3．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为________________________________
_____________________________________________________________。
(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是________(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是_________________________________________
______________________________________________________。
(3)打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是___________________________________________________；
____________________________________________________________。
(4)为防止环境污染，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是__________(填序号)。
【解析】 (1)实验室制取氨气的化学方程式为
2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up14(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。
(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。
(4)①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。
【答案】 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq \(=====,\s\up14(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)a 氨气密度比空气密度小
(3)氨气极易溶于水 水溶液显碱性
(4)②④ 氨和铵盐
颜色
气味
密度
溶解性
沸点
无
有刺激性气味
0.771 g/L，小于空气的密度
极易溶于水，1体积水能溶解700体积NH3
－33.5 ℃
(易液化)
实验装置
操作及现象
结论
①打开止水夹，并挤压滴管的胶头②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉，瓶内液体呈红色
氨极易溶于水，水溶液呈碱性
方法
减小内压法
增大外压法
装置
原理
减小烧瓶内压强，形成压强差，产生喷泉现象
增大锥形瓶内压强，形成压强差，产生喷泉现象
气体
NH3
HCl
SO2、CO2
NO2与O2
吸收剂
水或盐酸
水或氢氧化钠溶液
浓氢氧化钠溶液
水
氨的实验室制法