第3章第2节 《氮的循环》教案
一、教学目标
(一)知识与技能目标
1、认识铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题;
2、通过观察思考活动,认识 HNO3的性质。
(二)过程与方法目标
1、培养学生通过观察实验现象,总结分析物质性质的能力;
2、初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响,进一步认识实验中变量控制的思想。
(三)情感态度与价值观目标
通过介绍酸雨,光化学烟雾和富营养化等环境问题,了解人类活动对氮循环的影响,树立保护环境的意识。
二、重点、难点
(一)知识上重点、难点
重点:铵盐和硝酸的性质。
难点:硝酸的氧化性。
(二)方法上重点、难点
培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力,并使学生初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响,进一步认识实验中变量控制的重要性。
【复习】1、高能固氮发生的主要反应有哪些?
2、氨的物理性质和化学性质?
【引入】氨是氮循环中的主要物质,它在人类的生产和生活中有着广泛的应用。实验室是如何制备的呢?由于氨水易挥发,不易运输,因此氨水不大量用作化肥,而是常将氨制成各种固态的铵盐加以使用,如何科学的使用铵态氮肥呢?要解决这一问题,首先要了解铵态氮肥的主要成分——铵盐的主要性质。
【板书】一、铵盐
【观察、思考1】取少量氯化铵固体放在试管中加热。
【观察、思考2】取少量碳酸氢铵固体放在试管中加热,并将生成的气体通入新制的石灰水中。
【观察、思考3】在试管中加入少量氯化铵固体,再滴加适量的10%氢氧化钠溶液,加热,并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒上靠近试管口,观察现象。
【交流讨论】通过观察实验现象,思考、归纳并回答下列问题:
1、完成下列表格:
实 验 实验现象 结论及化学方程式
实验1
实验2
实验3
(思考)1、铵盐具有哪些物理、化学性质?
2、铵盐与碱溶液反应的本质是什么?
3、怎样合理地储存和施用铵态氮肥?
【归纳板书】 学生归纳,老师点评并板书
1、铵盐的物理性质:白色,易溶于水的晶体。
2、铵盐的化学性质:
(1)、受热易分解:NH4Cl NH3 ↑+HCl↑
NH4HCO3NH3 ↑ +CO2 ↑ +H2O
(2)、与碱溶液反应:NH4++OH- NH3 ↑+H2O
NH4++OH-=== NH3·H2O
保存方法:密封、阴凉通风处保存。
施用注意事项:不能与碱性物质如草木灰等混用;埋在土下以保持肥效。
3、实验室制备
反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)22 NH3 ↑+CaCl2+2H2O
<讨论>:用水吸收氨气时,可能会出现什么现象,如何防止这一现象的发生?采用何种收集方法?如何验证收集满氨气?制备装置同哪种物质制备相似?
【过度】 氨作为一种重要的工业原料,除制备铵态氮肥之外还有何用途呢?---制备硝酸
【板书】二、硝酸及其应用
【实验1】 取一瓶浓硝酸,打开瓶盖,小心的扇闻浓硝酸的气味。
【实验2】 在两支试管中各放入一小块铜片,分别加入少量4mol/L的稀硝酸和14mol/L的浓硝酸,立即用蘸有氢氧化钠溶液的棉花封住试管口,观察试管中发生的现象。
【实验3】 将[实验2]中的金属铜换成金属铁进行相同的实验,观察发生的现象。
【交流讨论】 通过观察实验现象,思考并回答下列问题:
1、完成下列表格:
实 验 实 验 现 象 结 论
实验1
实验2
实验3
2、通过实验探究,你对硝酸的氧化性有了哪些认识?
3、浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,为什么?
(总结)学生归纳硝酸的物理、化学性质
【归纳板书】1、物理性质:纯硝酸无色,易挥发,有刺激性气味,熔沸点低,密度比水大。
2、化学性质:
(1)不稳定性:4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑
(2)强氧化性:(规律:浓硝酸一般被还原为NO2,稀硝酸一般被还原为NO,产物与硝酸的浓度有关。)
①与金属反应——除金、铂、钛外(常温下,浓硝酸可使铁、铝钝化)
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与某些非金属单质(如碳)反应
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(讨论)①通常情况下,浓、稀硝酸作氧化剂时,还原产物有何规律?
②浓硝酸通常被还原为NO2、稀硝酸通常被还原为NO,故相同条件下,稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性,你认为这种观点对吗?请阐述你的理由。
【史实激趣】 掌握物质性质的目的是为了更好的利用物质,二战期间,由于德军即将占领丹麦,丹麦物理学家,诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国,决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手,他把奖章溶解在一种溶液中,并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后,纳粹分子闯进玻耳家中,连奖章的影子也没发现。战后,玻耳从溶液中提取出金,又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水(由浓盐酸与浓硝酸按体积比3:1混合而成)。又如食物中的硝酸盐是无毒的,但是在一些细菌的作用下,会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物,因为这种食物含较多的亚硝酸盐。
【指导阅读】阅读P78-人类活动对自然界氮循环和环境的影响
<思考>由于人类活动对自然界氮循环的影响而导致的环境问题主要有哪些?
(酸雨、光化学烟雾、富营养化)
【课堂小结】
【课堂练习】见《学案》
【课后作业】附《学案》
《 氮的循环 》第二节学案
(课前预习)
一、铵盐的性质
1、物理性质
常见的铵盐有:______、______、______,是____溶于水的____色晶体,
铵盐溶于水水温会降低,说明_____________。
2、化学性质
(1)铵盐的受热分解
氯化铵、碳酸氢铵受热会发生分解反应,碳酸氢铵在______以上即可分解,有关化学方程式________________________________________________
__________________________________________________________
(2)铵盐与碱反应
硫酸铵与氢氧化钠溶液反应________________________________________ 硝酸铵与氢氧化钠溶液反应___________________________________
铵盐遇碱会产生_________,其离子方程式为____________________(加热)
(思考)(3)、储存碳酸氢铵时应采取措施 ________________________,施肥时应注意___________________________________
3、常见的氮肥
化学氮肥主要包括铵态氮肥(主要成分为______)、硝态氮肥(主要成分为_______)和有机态氮肥—尿素_______
二、硝酸
1、什么是酸
酸通常有哪些通性
2、硝酸的物理性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性 挥发性
通常用浓硝酸的质量分数约为 , 质量分数98%的硝酸叫做
硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造 , , .
(思考)(1)烟和雾有何区别?____________________________________
以上的浓硝酸称“发烟硝酸”合理么?
3、硝酸的化学性质
(1)、是强酸、具有酸的通性
①遇石蕊试液显_____________色;
②与碱性氧化物,如与CuO反应的离子方程式:
③与碱,如与NaOH反应的离子方程式:
④与某些盐,如与CaCO3反应的离子方程式:
(2)、不稳定性
见光或受热容易分解,反应的化学方程式:
注:硝酸浓度越大越易分解,因此,浓硝酸应储存在________________瓶中,避光保存放置于_____________处。
(思考) (2)浓硝酸久置会呈现黄色,原因是______________________________能除去黄色的方法有哪些?_________________________________ ____
最好的方法是________________________________________
3.强氧化性:
硝酸具有强氧化性,主要是指硝酸分子中氮显 价(N的最高价态),具有很强的得电子能力,可以和很多还原性物质(如金属单质)反应,
(1)硝酸和金属的反应
Cu与浓硝酸反应的现象 。
化学方程式为:
离子方程式
Cu与稀硝酸反应的现象
化学方程式为:
离子方程式
反应中硝酸表现出 性和 性
注意:① 浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物是NO,硝酸的浓度越大氧化性越强。
② 常温下,Fe、Al在浓HNO3中由于被氧化生成一层致密的氧化膜而________
_______________________________________
③ 金属与HNO3反应一般不放出H2
④ 硝酸能氧化除Au、Pt以外的所有金属
(2)硝酸和非金属的反应
浓硝酸在加热条件下,能与碳和硫单质发生氧化还原反应。化学方程式为:
三.人类活动对自然界氮循环和环境的影响
1、人工固氮
2、大气污染:光化学烟雾、酸雨
3、水体污染
(课堂练习)
1、现有下列物质:①氯水 ②氨水 ③浓硝酸 ④氢氧化钠 ,其中必须保存在棕色瓶里的是( )
A.全部 B.①和⑤ C.只有①和③ D.①、②和④
2、下列块状金属在常温时,能全部溶于足量的浓硝酸中的是( )
A、Pt B、Cu C、Al D、Fe
3、有关硝酸的性质的叙述中,正确的是( )
A、稀硝酸能使红色石蕊试纸变蓝
B、硝酸能与Na2CO3反应,但不能生成CO2
C、硝酸的氧化性很强,能氧化所有金属
D、浓硝酸因分解产生NO2又溶于硝酸而呈黄色
4、3.2 g铜与过量硝酸( 8 mol·L-1,30 mL)充分反应,硝酸的还原产物为NO2和NO,反应后溶液中所含H+为amol,则此时溶液中所含NO3- 为 ( )
A.(0.2+a)mol B.(0.1+a) mol
C.(0.05+a) mol D.a mol
4.碳与浓硝酸共热,产生的气体分为两份,第一份气体先导入适量蒸馏水中再导入石灰水中;第二份气体直接导入石灰水中,则石灰水的变化可能是( )
A.第一份不变浑浊;第二份变乳白色。
B.第一份变乳白色;第二份不变浑浊。
C.第一份变乳白色;第二份变乳白色。
D.第一份不变浑浊;第二份不变浑浊。
5.以NH3为原料制取HNO3 ,写出有关的化学方程式
(课后练习):
1、 在下列变化中,能表明硝酸具有氧化性的是 ( )
A、 能使石蕊试剂变红色 B、 能跟Ag反应生成AgNO3
C、 能和醋酸钠反应 D、 能和FeO反应生成Fe(NO3)3
2、常温下,下列溶液中能溶解铁的是 ( )
A、稀硝酸 B、浓硝酸 C、浓盐酸 D、浓硫酸
3、铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显变化,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减少,则该盐可能是
A.FeCl3 B.Na2CO3 C.KNO3 D.FeSO4
4、下列环境问题与二氧化氮的排放有关的是( )
A、水体富营养化 B、光化学烟雾 C、臭氧空洞 D、温室效应
5、治理太湖污染是我国目前重要的环保工程,措施之一是在太湖流域推广无磷洗衣粉,这是继无氟冰箱,无铅汽油推广以来又一重要"绿色化工产品",下列关于磷污染说法正确的是
A. 磷是营养元素,促进鱼类大量繁殖
B. 磷是有毒物质,杀死水中的动植物
C. 磷导致藻类疯长,鱼类因缺氧而无法生存
D. 磷促进水中动植物尸体的分解
6、硝酸与各种金属单质反应时,一般不会生成的物质是
A.NO B.NO2 C.NH4NO3 D.H2
7、下列关于硝酸的说法中错误的是?
A. 硝酸具有强氧化性和不稳定性?
B. 硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药
C. 稀硝酸和较活泼的金属反应,一般不生成氢气
D. 稀硝酸跟铜反应,N的化合价由+5降为+2;浓硝酸跟铜反应,N的化合价只能由+5降为+4.可见稀硝酸的氧化性比浓硝酸强.?
8、制取相同质量的硝酸铜,消耗硝酸最多的是 ( )
A、Cu+HNO3 (浓) B、Cu+HNO3 (稀)
C、CuO+HNO3 D、Cu(OH) 2+HNO3
9、浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量稀盐酸时,溶液的颜色变化是( )
A、变浅 B、变为红色 C、没有变化 D、变为黄色
10、将铜、锌混合物投入稀硝酸中,充分反应后,锌有剩余,则反应后的溶液中肯定不存在使①Cu,② Cu(NO3)2,③HNO3,④Zn(NO3)2 ( )
A.①和② B.②和③ C.①和③ D.②和④
11、向100 mL 12mol/L 的浓硝酸中加入足量的铜片,充分反应后,被还原的硝酸的物质的量为( )
A.0.3mol B.0.6mol C.小于0.6mol D.介于0.3mol 和0.6mol 之间
12、下列反应中,硝酸既表现氧化性又表现酸性的是
A. FeO + HNO3 B. C + HNO3 C. Cu + HNO3 D. CuO + HNO3
二、填空题
13、分析铜跟硝酸反应的条件跟产物,设计制备硝酸铜的最好程序:(1)药品或试剂_____________________(2)反应步骤___________ ______________ ____________
( http: / / www. / )14.将红热的固体单质甲放入显黄色的溶液乙中剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气作用,有如下变化关系:
①推导出各物质的化学式甲____
乙 ____丙____A______B______C______D______
②写出甲跟乙反应的化学方程式: 。
答 案
课堂练习1、C 2、B 3、D 4、B 5、4NH3+5O2==4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2 3NO2+2H2O==2HNO3+NO
课后练习
1、BD 2、AC 3、C 4、B 5、C 6、D 7、D 8、A 9、D 10、B
11、D 12、AC 13、(1)铜屑 空气 稀硝酸 (2)将铜屑制成氧化铜 用稀硝酸溶解氧化铜 14、甲C、乙浓HNO3、丙Cu A CO2和NO2 B NO C CaCO3 D Cu(NO3)2 ②C+4HNO3 ( http: / / www. / )CO2↑+4NO2↑+2H2O