硫酸 硝酸和氨学案(第三课时)

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名称 硫酸 硝酸和氨学案(第三课时)
格式 rar
文件大小 255.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2009-12-25 15:04:00

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文档简介

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第三课时
【主干知识梳理】
一、氨
(1)氨的分子式NH3,结构式,电子式,空间构型为三角锥形。
(2)氨是无色气体,有刺激性气味,极易溶于水,氨的水溶液叫氨水。氨易液化。
(3)氨溶于水时发生的化学反应有NH3+H2O=NH3 H2O =NH4++OH-,氨水的成份有NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH-,由于NH3·H2O发生微弱电离,使氨水显碱性。
(4)醮有浓盐酸的玻璃与醮有浓氨水的玻璃靠近,其现象为产生白烟,将浓盐酸改为浓硝酸还会出现相同的现象。
二、铵盐
由铵根离子和酸根离子构成的化合物叫铵盐
(1)NH4+的电子式。
结构式,空间构型为正四面体形。
(2)铵盐都是离子化合物,都是晶体,都易溶于水(难、易)。
(3)铵盐受热都易分解,写出下列化学方程式:
①NH4ClNH3+HCl。
②NH4HCO3NH3+H2O+CO2。
(4)铵盐与碱反应,写下列化学方程式:
①NH4Cl溶液与NaOH溶液混和NH4Cl+NaOH=NH3 H2O+NaCl。
②NH4Cl固体与熟石灰共热Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s)2NH3↑+2H2O+CaCl2。
三、氨气的制法:
1、工业制法: 2N2+3H2 2NH3
2、 实验室制法
(1)原理:Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s)2NH3↑+2H2O+CaCl2
(2)药品:NH4Cl固体与熟石灰
(3)装置:∵固+固气
      ∴使用大试管、单孔胶塞、导管、酒精灯、铁架台等。
(4)净化干燥:使用碱石灰,不能用CaCl2
(5)收集: NH3极易溶于水,比空气轻,用向下排空气法。
(6)验满:湿润的红色石蕊试纸变蓝色或蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟
(7)处尾:用水吸收(注意防止倒吸)
【重点难点讲练】
【要点透析】 (左栏)1、氨气的性质 氨气极易溶于水,而且溶解的快。在常温下,1体积水大约可溶解700体积氨气。氨的水溶液叫做氨水,其中大部分与水结合成 NH3·H2O 。NH3·H2O很不稳定,受热就会分解为氨和水。 【例1】(2002年全国高考理综题)制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。图1 图2⑴ 写出实验室制取氨气的化学方程式 。⑵ 收集氨气应使用 法,要得到干燥的氨气可选用 做干燥剂。⑶ 用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是 。该实验的原理是 。⑷ 如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法。 。【解析】⑴ 实验室常用NH4CI与Ca(OH)2混合加热来制NH3。⑵ 由于NH3易溶于水,又密度比空气小,只能用瓶口向下排空气法收集;干燥NH3可选用碱石灰。⑶ 用挤入法,利用NH3极易溶于水的性质,使较多量NH3溶于少量水中,气体量急剧减少,体积不变,烧瓶内压强必减小。故打开止水夹后,烧杯中水面上的大气压强将水压入烧瓶,形成喷泉。⑷ 要形成喷泉,必须解决两个问题,一是NH3必须与水接触,二是造成足够的压强差。本题利用气体热胀冷缩原理,打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂住烧瓶,NH3受热膨胀,赶出玻璃导管中的空气和水,NH3与水接触溶解,即发生喷泉。【答案】⑴ 2NH4CI+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCI2+2H2O⑵ 向下排空气 碱石灰⑶ 打开止水夹,挤出胶头滴管中的水,NH3极易溶解于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小 ⑷ 打开夹子,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,NH3受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气和水,NH3与水接触,即发生喷泉。小结:氨气极易溶于水,易液化是它的重要的物理性质,定性或定量的分析喷泉实验是该部分出题热点。2、氨气的制取—— 主要利用原理 。要能根据具体条件对反应的装置固+固气进行改进。【例2】(2003年上海高考化学题)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 B C D【解析】NH4CI固体受热分解生成NH3和HCI,而当温度降低时,NH3和HCI又重新化合成固体NH4CI,气体进入干燥管的机会不多,A项错误;向CaO中滴加浓氨水,CaO遇水生成Ca(OH)2,同时放出大量热量,使浓氨水分解出氨气,B项正确;固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜,使产生的水能够流出,以免损坏试管,C项错误;对于D项,浓氨水加热制取NH3的方法和试剂都是正确的。【答案】A、C 【例3】(上海市高考题)实验室里若用如图所示装置制取氨气,试用表格形式列出图中装置的错误之处,并用文字简要说明如何改正。(斜管为a,直管为b) 【解析】本题通过考查氨的实验室制法,测试学生化学实验的基本功,体现回归书本,重视双基。这类题判断图示实验装置是否有错误,一般的方法是: 一看主体(发生)装置是否有错:①实验是否需加热;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。 二看试剂是否符合实验原理包括(反应物,干燥剂、尾气吸收剂、向上排气法、导管伸入的位置等)。 三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 四看是否缺少尾气的吸收装置,对于有毒气体,一定要设计尾气的吸收装置,并选择适宜的吸收剂 错误之处 应如何改正①试管a管口向上倾斜②铁夹夹的位置不对③试管b管口向上④试管b塞上橡皮塞⑤反应物没加热应略向下倾斜应夹在离管口1/3处应向下将橡皮塞改为棉团用酒精灯加热答案:小结:制备新物质是科学研究和工农业生产的发展的需要,它是在一定的实验条件和过程中进行的,我们还知道反应物相同,反应条件不同时产物也不一样。在设计物质制备的实验方案时,要使实验过程达到保持某种状态、发生某种特定变化,并得到理想的结果,就必须注意对实验条件进行设计。
【针对练习】(右栏)1-1(06江苏卷)实验室可用右下图所示装置干燥、收集某气体R,则R可能是( ) A.S02 B.NH 3 C.HCl D.Cl2 1-2关于氨的下列叙述中,错误的是 ( )A.氨易液化,因此可用来作制冷剂 B.氨易溶解于水,因此可用来作喷泉实验C.氨极易溶解于水,因此氨水比较稳定(不容易分解) D.氨溶解于水显弱碱性,因此可使酚酞试剂变为红色1-3用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)(  )A.0.045mol·L-1        B.1mol·L-1C.0.029mol·L-1     D.不能确定1-4.(06年静安区质量检测)在实验室里可按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R是A.HCl B.Cl2 C.CO D.NH3 答案:D2-1有关氨气的实验较多,下面对这些实验的实验原理的分析中,正确的是 ( ) A.氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验 B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C.铵盐的水溶性大是实验室中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨气的原因D.NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气2-2(04天津)I. 合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。写出氨的两种重要用途 。II. 实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是 。① 固态氯化铵加热分解 ② 固体氢氧化钠中滴加浓氨水③ 氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热 ④ 固态氯化铵与氢氧化钙混合加热III. 为了在实验室利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如下装置(图中夹持装置均已略去)。[实验操作]① 检查实验装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e。在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气发生。在F出口处收集氢气并检验其纯度。② 关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示。氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭。③ 用酒精灯加热反应管E,继续通氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。回答下列问题:(1)检验氢气纯度的目的是 。(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象是 ,防止了实验装置中压强过大。此时再打开弹簧夹b的原因是 ,C瓶内气体的成份是 。(3)反应管E中发生反应的化学方程式是 。
【课时同步练习】
【基础达标】
1.有关氨气的实验较多,下面对这些实验的实验原理的分析中,正确的是 ( )
A.氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验
B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C.铵盐的水溶性大是实验室中用NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取氨气的原因
D.NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热氨水的方法制取氨气
2.在通常情况下能共存,且均可用浓硫酸干燥的气体组是      ( )
   A.H2、H2S、SO2          B.NH3、CO2、HCL
   C.N2、Cl2、CO2           D.NO、CO2、O2
3.根据合成氨反应的特点,当前最有前途的研究发展方向是     ( )
   A.研制耐高压的合成塔           B.采用超大规模的工业生产;
   C.研制开发低温复合催化剂         D.探索不用N2、H2合成氨的新途径
4.氨是一种重要的致冷剂,原因是           ( )
  A.氨易溶于水                B.它在常温下是气体
  C.液氨气化时大量吸收周围的热量,使之温度降低
D.氨分子呈三角锥形,是极性分子
5.在容积为1L的干燥烧瓶中,用向下排空气法充入NH3后,测得烧瓶中的气体对氢气的相对密度为9.7,若将此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入烧瓶中溶液的体积应为( )
A.1/2L     B.3/4L       C.4/5L      D.1/5L
6、 下列物质在空气中加热,能升华的是 ( )
A、红磷  B、碘     C、氯化铵    D、硝酸铵
7、 下列混合物可用加热的方法分离的是 (  )
A、碘和氯化铵               B、硝酸钾和二氧化锰
C、硫酸钾和氯酸钾           D、氯化铵和氯化钡
8、下列各组离子,在强碱性溶液中可以大量共存的是 ( )
A. Na+、Ba2+、Cl-、SO42- B. Na+、Ba2+、AlO2-、NO3-
C.NH4+、K+、Cl-、NO3- D. Na+、K+、NO3-、SiO32-
9、实验室制氨气通常有三种方法:①用固体氢氧化钙和氯化铵反应,装置同课本;②称取7.9g碳酸氢铵固体放入试管内,再加入8g氢氧化钠固体,常温下即能产生氨气,装置如图甲;③在锥形瓶中注入50mL浓氨水,再加入10g氢氧化化钠固体,装置如图乙,选取三个250mL的干燥的烧瓶及瓶塞,用于收集三种制法的氨气。请填空:
(1)写出②法制取氨气的化学方程式 。
(2)说明用③法制取氨气的原理 ;
(3)检验氨气已收集满的方法 ;
(4)集满氨气的烧瓶做喷泉实验,装置如图中丙(烧杯内盛酚酞溶液),其现象是 。
10、有一瓶白色固体,取少量置于试管中加热,固体逐渐消失,放出水蒸气和其他两种气体,试管内除管口有少量水珠外,没有任何残留物。取0.350g这种固体跟过量的碱液反应,生成一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,这些气体正好能和30.0mL0.100mol·L-1H2SO4完全反应;另取0.350g该固体跟足量盐酸反应,放出一种无色、无臭的气体,将这些气体通入过量的澄清石灰水中,得到0.400g白色沉淀。
(1)计算0.350g固体中含有的阴离子和阳离子的物质的量。
(2)根据实验及计算结果确定白色固体是什么?写出判断的依据。
【能力提升】
 1.检验氨气可选用(  )
    A.湿润的蓝色石蕊试纸     B.干燥的红色石蕊试纸
    C.干燥的蓝色石蕊试纸     D.湿润的红色石蕊试纸
  2.用一充满氨气的烧瓶做喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)(  )
    A.0.045mol·L-1        B.1mol·L-1
    C.0.029mol·L-1        D.不能确定
  3.在标准状况下,1L水中溶解700LNH3,所得溶液的密度为0.9g·cm-3,则氨水的浓度为(  )
    A.18.4mol·L-1         B.20.4mol·L-1
    C.37.7%            D.38.5%
  4.在同温同压下,相同体积的烧瓶分别充满氨气和氯化氢气体,做喷泉实验后,水都充满烧瓶,烧瓶中溶液的物质的量浓度之比是(  )
    A.1∶0.45   B.1∶1    C.1∶0.29   D.4.5∶2.9
  5.把L含硫酸铵、硝酸铵的混合溶液分成两等份,一份用mol烧碱刚好把NH3全部赶出,另一份与氯化钡溶液完全反应消耗molBaCl2,则原溶液中(NO)为(  )
    A.mol·L-1       B.mol·1-1
    C.mol·L-1       D.mol·L-1
 6.将20mLNO2和NH3的混合气体,在一定条件下充分反应,化学方程式是:6NO2+8NH37N2+12H2O。已知参加反应的NO2比NH3少2mL(气体体积均在相同状况下测定),则原混合气体中NO2和NH3的物质的量之比是(  )
    A.3∶2    B.2∶3     C.3∶7    D.3∶4
7、A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。图8—5装置仪器,挤压滴管的胶头时,可以得到蓝色喷泉;A与浓硫酸反应,放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C,仍按图8—5装置仪器,挤压滴管的胶头时,可以得到红色喷泉。
(1)A的化学式是 。
(2)可用于除去B中水分的干燥剂是 。收集气体B的方法是 。
(3)收集气体C的方法是 。
8、A是氮、氢两种元素组成的化合物,与过氧化氢和水之间的结构上的关系相似,氨分子中一种含氮的基团在A分子中具有两上,请填写以下空白。
(1)A的分子式是 。
(2)A的水溶液呈 (填酸、碱、中)性,1moLA最多可与 molHCl发生中和反应形成正盐,写出形成的盐中含在氮原子的离子的电子式。
(3)A在氧化还原反应也与过氧化氢相似,既可作氧化剂,又可作还原剂,请根据价态分析产生这种情况的原因 。
9、如图所示,试管中集满干燥的氯气,胶头滴管中装有供反应的足量浓氨水。滴入浓氨水,开始时试管内发生的反应有氧化还原反应:NH3+Cl2→N2+HCl并产生红光和白烟。请根据以上反应和现象回答下列问题:
(1)标志反应全部完成的现象是 。
(2)反应完毕后,将度管浸入水中并倒立着试管,取下滴管,有水进入试管。在室温时,进入试管内的水约占试管容积的 。
(3)反应中生成的白烟是 。
(4)写出试管中反应的化学方程式 。
第三课时针对练习1-1B1-2C1-3A氨气溶于水形成氨水,其溶质为氨气。设烧瓶的容积为L,则形成溶液的体积为L,溶质的物质的量为mol,
故所得溶液的物质的量浓度为=0.045mol·L-1
2-1AD2-2 I. 制化肥、制硝酸 II. ②④
III. (1)排除空气,保证安全
(2)锌粒与酸脱离 尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率 N2 H2
(3)
基础达标:
1、AD2、C3、C4、B5、D6、B7、D8、BD
9、(1)碳酸氨铵和氢氧化钠反应的化学方程式是:
NH4HCO3+2NaOH=Na2CO3+NH3↑+2H2O
(2)浓氨水跟氢氧化钠混合能制氨气的原因是:
在浓氨水中存在着电离平衡:
NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
当加入氢氧化钠固体,增大溶液中c(OH-),使氨水中的电离平衡向左移动;另外氢氧化钠固体溶解时能放热,使氨水溶液的温度升高,氨气溶解度减小而有大量氨气逸出。
(3)检验氨气是否收集满,可以:
①用润湿的红色石蕊试纸靠近瓶口,试纸变蓝说明已满。
②用玻璃棒蘸浓盐酸接近集气瓶口冒白烟,表示氨气已收集满,反应的化学方程式是:NH3+HCl=NH4Cl
(4)图丙装置中圆底烧瓶内的长玻璃管喷出“泉水”,原烧杯中的水是无色的,喷泉呈红色。
10、(1)从固体与碱液共热时放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,证明有NH4+存在,从固体与酸反应所生成的气体与石灰水作用产生白色沉淀,证明固体中有CO32-或HCO3-。
n(CO32-或HCO3-)=n(CaCO3)==0.004(mol),n(NH4+)=2×0.003=0.006(mol)
(2)从固体加热分解后,试管内没有任何残留物,以及生成物除水蒸气之外只有两种气体,说明该固体中不含任何固体金属离子和其他酸根离子。所以该固体可能是(NH4)2CO3和NH4HCO3。
在(NH4)2CO3中,NH4+和CO32-的物质的量之比为2:1;在NH4HCO3中,NH4+和CO32-的物质的量之比为1:1,该固体中,NH4+和CO32-(或HCO3-)的物质的量之比为0.006:0.004=1.5:1,所以该白色固体是(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物。
能力提升:1.D
2.A解析:氨气溶于水形成氨水,其溶质为氨气。设烧瓶的容积为L,则形成溶液的体积为L,溶质的物质的量为mol,故所得溶液的物质的量浓度为=0.045mol·L-1
3.A解析:氨水的浓度为mol·L-1
4.B解析:水充满烧瓶,则所得溶液的体积相同且都等于烧瓶的容积。又因为NH3和HCl的体积相同,物质的量也相同,故溶液的物质的量浓度之比为1∶l。
5.B解析:依题意,NH~OH-~NH3↑SO~Ba2+~BaSO4↓
         mol mol mol mol
  即混合溶液中含(NH4)2SO4为2mol,其电离产生NH4mol,则原混合溶液中NH4NO3的物质的量为(2-4)mol,所以,(NO)=mol·L-1,答案选B。
6.AC 解析:设两气体恰好完全反应,则由反应方程式:
  6NO2+8NH37N2+12H2O
  6   8
    
  
  -≠2,故不可能是此种情况。
  ①若NO2过量,NH3完全反应,设=mL,则反应的NO2体积为(-2)mL,应有(-2)∶=6∶8,解得=8mL,故(NO2):(NH3)=12:8=3:2。
  ②若NH3过量,NO2完全反应,设(NO2)=mL,则反应的NH3为(+2)mL,应有:(+2)=6:8,解得=6mL,故(NO2):(NH3)=6∶14=3∶7
7、(1)NH4Cl
(2)碱石灰(或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨反应的干燥剂) 向下排空气法
(3)向上排空气法
8、(1)N2H2
(2)碱;1;[]+
(3)由于N2H2中氮显-2价,即可被还原为-3价也可被氧化为较高价,故既可作氧化剂,又可作还原剂。
9、(1)不再产生红光和白烟
(2)2/3 (3)NH4Cl (4)8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2
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