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2021-2022学年人教版必修1第4章第4节氨,硝酸,硫酸第1课时学案

时间:2022-06-09 16:50:03 来源:网友投稿

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2021-2022学年人教版必修1第4章第4节氨,硝酸,硫酸第1课时学案(完整)

 

  第四节 氨 硝酸 硫酸 第一课时 氨 [明确学习目标] 3+4 的检验方法。

 一、氨的性质及用途 1.氮的固定 (1)定义:使 □01游离态的氮转化为 □02氮的化合物的过程。

 (2)类别 2.氨的性质 (1)物理性质 (2)氨气易溶于水——喷泉实验 (3)化学性质 3.氨水的性质 4.氨的用途 (1)氨是氮肥工业、有机合成工业及制造 □22硝酸、 □23铵盐和 □24纯碱的原料。

 (2)氨易液化,可作 □25制冷剂。

 二、铵盐的性质 1.物理性质 铵盐都是 □01易溶于水的白色或无色晶体。

 2.化学性质(写化学方程式) (1)不稳定性,受热易分解,如 NH 4 Cl:

 □02NH 4 Cl=====△NH 3 ↑+HCl↑; NH 4 HCO 3 :

 □03NH 4 HCO 3 =====△NH 3 ↑+H 2 O+CO 2 ↑。

 (2)与碱反响(如氢氧化钠与硝酸铵溶液反响) □04NH 4 NO 3 +NaOH=====△NaNO 3 +NH 3 ↑+H 2 O。

 三、氨的实验室制法 1.实验原理

 □012NH 4 Cl+Ca(OH) 2 =====△CaCl 2 +2H 2 O+2NH 3 ↑。

 2.收集方法 □02向下排空气法。

 3.实验装置 1.根据 NH 3 与 H 2 O 的反响原理分析:氨水中存在哪些微粒? 提 示 :

 氨 水 是 氨 气 的 水 溶 液 , NH 3 溶 于 水 发 生 了 反 响 :

 NH 3 +H 2 O NH 3 ·H 2 O,所以氨水的主要成分为 NH 3 ·H 2 O,由于 NH 3 ·H 2 O NH+4 +OH- ,所以氨水中存在的微粒有①分子:NH 3 ·H 2 O、H 2 O、NH 3 ;②阳离子:NH +4 、H+ ;③阴离子:OH - 。

 2.实验室如何检验 NH+4 ? 提示:把 NaOH 溶液加到某物质的固体或溶液里,加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,就可以判断该物质中含 NH+4 。

 3.实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气? 提示:不能。氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合成氯化铵。

 4.实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团,这么做的目的是什么? 提示:防止氨气与空气形成对流,以收集到较纯洁的氨气。

 一、氨的性质及用途 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 (1)减小内压法:如图Ⅰ所示。

 容器内气体与水或其他液体接触 ⇒气体溶解或发生化学反响

 ⇒容器内压强减小⇒外部液体迅速进入形成喷泉 例如:

 (2)增大外压法:如图Ⅱ所示。

 锥形瓶内存在挥发性液体或其他液体⇒液体受热挥发或发生化学反应产生气体⇒锥形瓶内气压增大⇒锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉 例如浓盐酸、浓氨水、酒精等。

 3.喷泉实验应注意的问题 (1)盛气装置要预先进行气密性检查,只有气密性合格才能使用。

 (2)圆底烧瓶在充入氨气前应是枯燥的,否那么会浪费氨气。

 (3)圆底烧瓶内要充满氨气,氨气过少往往不能形成喷泉。

 (4)玻璃导管插入滴加酚酞溶液的水中的局部不能太短,以防导管过早地与水脱离而导致喷泉停喷。

 [即时练] 1.以下关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的选项是(

 ) A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 答案 A 解析 A 项,人工固氮时,N 2 +3H 2催化剂高温、高压2NH 3 ,氮元素被复原;B 项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C 项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,那么含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D 项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参与了循环。

 2.同温同压下,两个等体积的枯燥圆底烧瓶中分别充满①NH 3 、②NO 2 ,进行喷泉实验,如下图,经充分反响后,烧瓶内溶质的物质的量浓度为(

 ) A.①>②B.①<② C.①=②

  D.不能确定 答案 C 解析 3NO 2 +H 2 O===2HNO 3 +NO,生成溶质的物质的量为 NH 3 的 23 ,但形成溶液的体积也为氨水体积的 23 ,故两烧瓶内溶质的物质的量浓度相等。

 方法规律

  喷泉实验所形成的溶液溶质物质的量浓度小结

 类型 1:“NH 3 +H 2 O、HCl+H 2 O〞,不管气体是否充满烧瓶,根据 V(气体)=V(溶液),那么 c= nV =VV mV=1V m 。

 类型 2:“NO 2 +H 2 O〞,不管气体是否充满烧瓶,根据 V(溶液)= 23 V(NO 2 ),n(HNO 3 )= 23 n(NO 2 ),那么 c=1V m 。

 类型 3:“V(NO 2 )∶V(O 2 )=4∶1〞,根据 V(溶液)=V(NO 2 )+V(O 2 ),n(HNO 3 )=n(NO 2 ),那么 c=4VV m4V+V =1V m ×45 。

 类型 4:“V(NO)∶V(O 2 )=4∶3〞,根据 V(溶液)=V(NO)+V(O 2 ),n(HNO 3 )=n(NO),那么 c=4VV m4V+3V =1V m ×47 。

 二、铵盐的性质 1.铵盐易分解,因此贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处。

 2.NH+4 的检验方法 (1)原理 铵盐――→碱加热氨气 ――→湿润的红色石蕊试纸变蓝 ――→浓盐酸 白烟 (2)方法 取少量样品或溶液于试管中,再参加浓的 NaOH 溶液,加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口,有白烟产生),证明样品或溶液中含有 NH+4 。

 [即时练] 3.试管中盛有白色晶体,检验它是不是铵盐的方法中不可行的是(

 ) A.加热,将湿润的红色石蕊试纸放在管口 B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的酚酞试纸放在管口 C.加氢氧化钠溶液,加热,将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在管口 D.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在管口 答案 A 解析 铵盐与氢氧化钠溶液共热产生氨气,B、C、D 三项 均能够检验出氨气,铵盐受热分解产物中不一定都有 NH 3 ,A 项不可行。

 4.以下关于氨、铵盐的说法正确的选项是(

 )

 A.氨水是一种弱碱,可以使酚酞变红 B.所有铵盐都不稳定,均可分解得到 NH 3

 C.实验室可用:N 2 +3H 2高温、高压催化剂2NH 3 反响来制取 NH 3

 D.可用加热的方法来别离 NaCl 和 NH 4 Cl 答案 D 解析 氨水的溶质 NH 3 ·H 2 O 为一种弱碱,而氨水为混合物,不是一种弱碱,A 错误;铵盐不稳定,但分解产物并不是都有 NH 3 ,如 NH 4 NO 3 分解发生氧化复原反响,无 NH 3 产生,B 错误;工业上以 N 2 +3H 2高温、高压催化剂2NH 3 来生产 NH 3 ,但实验室中难以到达该反响条件,不能用此原理产生 NH 3 ,C 错误;利用 NH 4 Cl的不稳定性,可别离二者。

 方法规律

  检验 NH+4 时注意:(1)必须先加碱溶液,将 NH+4 转化为 NH 3 ,而不能直接加热固体药品,因为有的铵盐受热分解不一定产生 NH 3 ,如 NH 4 NO 3 分解产物较复杂,其中不含有 NH 3 。

 (2)必须加热且用浓碱溶液,因为碱液浓度较小和不加热时生成 NH 3 ·H 2 O。

 三、氨的实验室制法 1.加热铵盐和碱的固体混合物制取氨 (1)发生装置:固体+固体――→△气体,与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气一样(如图)。

 (2)净化装置 通常用碱石灰枯燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙枯燥。

 CaCl 2 能与 NH 3 反响,所以不能用 CaCl 2 枯燥 NH 3 。

 (3)收集装置 ①收集方法:向下排空气法收集,不能用排水法收集。

 ②验满方法 方法一:用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近,假设变蓝,说明已经收集满; 方法二:用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,假设有白烟生成,说明已经收集满。

 (4)尾气处理装置

 多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以防止污染空气。但在吸收时要防止倒吸。常采用的装置有:

 2.快速制取氨气的方法

 [即时练] 5.(双选)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的选项是(

 ) 答案 AC 解析 A 项,枯燥剂错误,CaCl 2 能与 NH 3 反响,不能用来枯燥 NH 3 ;C 项,该反响为固体+固体――→△气体,有水生成,试管口应略向下倾斜。

 6.实验室制取少量枯燥的氨气涉及以下装置,其中正确的选项是(

 ) A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置 C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置 答案 C 解析 ①NH 4 Cl 受热分解为 NH 3 和 HCl,但在试管口 NH 3 、HCl 又会重新化合为 NH 4 Cl,得不到 NH 3 ;②不能用于吸收氨气,会引起倒吸;④收集氨气的试管口应放置一团棉花,以防止氨气与空气形成对流。

 方法规律

  判断实验装置是否有错的一般方法 (1)看主体(发生)装置是否有错:①实验是否需要加热;②酒精灯部位是否有错(酒精量、外焰加热、是否缺灯芯);③仪器放置是否有错;④夹持仪器的位置是否有错。

 (2)看试剂是否符合实验原理(包括反响物、枯燥剂、尾气吸收剂)。

 (3)看收集方法是否有错(排水法、向上排气法、向下排气法、导管伸入的位置等)。

 (4)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,同时注意防倒吸。

 本课归纳总结

 1.氮的固定是指将游离态的氮转变成氮的化合物,人工固氮常用方法是合成氨。

 2.NH 3 极易溶于水,是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的唯一气体。

 3.牢记 4 个方程式:

 (1)N 2 +3H 2高温、高压催化剂2NH 3 。

 (2)NH 3 ·H 2 O NH+4 +OH- 。

 (3)NH+4 +OH- =====△NH 3 ↑+H 2 O。

 (4)4NH 3 +5O 2 =====催化剂△4NO+6H 2 O。

 4.实验室常用加热 NH 4 Cl 与 Ca(OH) 2 固体混合物的方法制备 NH 3 ,枯燥 NH 3用碱石灰,检验 NH 3 常用湿润的红色石蕊试纸,并用向下排空气法收集,制取反响方程式为 2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 =====△CaCl 2 +2NH 3 ↑+2H 2 O。

 5.NH+4 的检验方法:取少量待测溶液于试管中,再参加浓的 NaOH 溶液,加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,那么该溶液中存在 NH+4 。

 1.以下反响属于氮的固定的是(

 ) A.空气在雷电作用下产生 NO B.NO 和 O 2 生成 NO 2

 C.铜与浓硝酸反响产生 NO 2

 D.NH 4 Cl 与 Ca(OH) 2 反响生成 NH 3

 答案 A 2.氨水显弱碱性的主要原因是(

 ) A.通常状况下,氨的溶解度不大 B.氨水中的 NH 3 ·H 2 O 电离出少量的 OH-

 C.溶于水的氨分子只有少量电离 D.氨本身的碱性弱 答案 B 解析 氨气溶于水后,大局部与水结合生成一水合氨(NH 3 ·H 2 O),NH 3 ·H 2 O仅有少局部电离成 NH+4 和 OH- ,因此显弱碱性,氨水显弱碱性既不是因为氨的溶解度不大,也不是因为氨分子电离的少(在水溶液里氨分子是不电离的),更不是因为氨本身的碱性弱(氨不与水反响时无碱性),故正确答案为 B。

 3.以下关于铵盐的表达中正确的选项是(

 ) ①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3 价 ②所有铵盐都溶于水 ③铵态氮肥不宜与草木灰混合使用

 ④铵盐都是离子化合物 ⑤铵盐都能与碱反响,不能与酸反响 A.①③④

  B.②③④ C.①②③④

  D.①②③④⑤ 答案 B 解析 ①中,NH 4 NO 3 中的 NO-3 ,氮元素是+5 价;对于⑤,NH 4 HCO 3 也能与酸反响;③中草木灰主要成分为 K 2 CO 3 ,显碱性,混合使用会产生 NH 3 ,从而降低肥效。

 4.只用一种试剂就能将 NH 4 Cl、(NH 4 ) 2 SO 4 、NaCl、Na 2 SO 4 四种溶液区分开,这种试剂是(

 ) A.NaOH 溶液

  B.AgNO 3 溶液 C.Ba(OH) 2 溶液

  D.BaCl 2 溶液 答案 C 解析 四种盐溶液中有四种离子:NH+4 、Na+ 、Cl - 、SO 2 -4 ,区分 Na+ 与 NH +4使用碱溶液,区分 Cl- 和 SO 2 -4 用 Ba 2+ ,应选用 Ba(OH) 2溶液。

 5.有 A、B、C 三种气体,A 气体在一定条件下能与 O 2 反响生成 B;B 不溶于水,但易与 O 2 反响生成 C;A、C 气体皆易溶于水,所得的溶液可以相互反响生成盐和水,那么 A 是________,B 是________,C 是________(写化学式)。

 答案 NH 3

 NO NO 2

 解析 由“A、C 气体皆易溶于水,所得的溶液可以相互反响生成盐和水〞推知 A、C 的水溶液一个显碱性,一个显酸性,显碱性的气体只有 NH 3 。

 6.在 50 mL 锥形瓶中盛有 20 mL 浓氨水,向氨水中鼓入空气并迅速将烧红的铂丝伸入瓶中并接近浓氨水的液面。

 试答复:

 (1)向浓氨水中鼓入空气的目的是__________________________。

 (2)这个反响叫______________,化学方程式为______________________。

 (3)铂丝保持红热,说明此反响是________反响,生成的红棕色气体是________,该反响的化学方程式是________________________________________。

 (4) 实 验 中 , 有 时 看 到 白 烟 , 此 白 烟 是 ________ , 生 成 的 原 因 是______________________________________________________________。

 答案 (1)补充 O 2 并将 NH 3 吹出 (2)氨的催化氧化 4NH 3 +5O 2 =====Pt△4NO+6H 2 O (3)放热 NO 2

 2NO+O 2 ===2NO 2

 (4)NH 4 NO 3

 3NO 2 +H 2 O===2HNO 3 +NO,NH 3 +HNO 3 ===NH 4 NO 3

 解析 浓氨水有挥发性,鼓入空气一是通入 O 2 ,二是将 NH 3 吹出。铂丝为NH 3 与 O 2 反响的催化剂,二者反响生成 NO,NO 再与 O 2 反响生成 NO 2 ,NO 2 与水蒸气反响生成 HNO 3 ,HNO 3 遇 NH 3 产生 NH 4 NO 3 小颗粒而产生白烟。

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