44《硫酸硝酸和氨》学案14(人教版必修1).docx
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1、第四节氨硝酸硫酸【本节学习要点】1了解氨、硫酸、硝酸的物理性质及用途。2.了解氮的固定及自然界中氮的循环。3掌握氨、浓硫酸、硝酸、铵盐的化学性质、氨的实验室制法重难点一、氨与氨水、铵盐1氨的化学性质化学方程式现象备注与水反响NH3H2ONH3H2O=NHOH能形成红色喷泉可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气与酸反响(表现碱性)HClNH3HCl=NH4Cl产生大量白烟可用浓盐酸检验氨气;氨气与挥发性酸反响有白烟产生,遇难挥发性酸无此现象H2SO42NH3H2SO=4(NH4)2SO4HNO3NH3HNO3=NH4NO3产生大量白烟与氧反响(表现复原性)反响放热是工业上制硝酸的根底不稳定,一定条件下可
2、发生分解反响催化剂N23H22氨的用途3.液氨、氨、氨水、铵根的区别4.氨水的成分和性质(1)氨水中的微粒分子:NH3H2O、H2O、NH3离子:NH、OH、H注意:计算氨水中溶质的质量分数或物质的量浓度时,溶质视为NH3,而不是NH3H2O。氨水的密度比水小。氨水质量分数越大,密度越小。a molL1氨水中的守恒关系:(2)氨水性质不稳定性:NH3H2ONH3H2O氨水密封保存在阴暗处。弱碱性NH3H2ONHOH,氨水显弱碱性,原因是NH3H2O局部电离出NH和OH。a氨水可使酚酞试液变红色,紫色石蕊试液变蓝色。b氨水与酸反响生成铵盐:2NH3H2SO4(NH4)2SO4,NH3H2OCO2
3、NH4HCO3,NH3HNO3NH4NO3。浓氨水与挥发性酸(如浓HCl、浓HNO3)相遇会产生白烟,实验室可利用浓盐酸与NH3产生白烟检验NH3。c与金属阳离子反响Al33NH3H2OAl(OH3)3NHFe33NH3H2OFe(OH)33NH注意氨水是混合物不是电解质,NH3不能在H2O中电离,不是电解质,而NH3H2O是电解质。气态氢化物与最高价氧化物水化物水溶液酸碱性相反或发生化合反响,是N元素区别于其他元素的特征。NH3是中学阶段唯一遇水显碱性的气体,能使红色石蕊试纸变蓝色,这是许多推断或鉴别题的突破口。(3)涉及氨水的离子方程式书写氨水作反响物时,用NH3H2O表示:如盐酸与氨水反
4、响:NH3H2OHNHH2O。生成氨水时,假设反响物为浓溶液或在加热条件下用NH3表示。如:NH4Cl浓溶液与NaOH浓溶液反响:NHOHNH3H2O,NHOHNH3H2O(加热时)。生成氨水时,假设反响物为稀溶液且不加热,用NH3H2O表示,如:NHOHNH3H2O。重难点二、喷泉实验1实验原理烧瓶内外形成较大的压强差。少量水可快速溶解大量的NH3,使烧瓶内压强迅速减小,外界气体将烧杯中的水压入上面的烧瓶内,形成美丽的喷泉。2喷泉实验成功的关键(1)气体和烧瓶要枯燥;(2)气体要充满;(3)装置气密性要好。3能形成喷泉的气体(1)易溶于水的气体(NH3、HCl、HBr等),均能溶于水形成喷泉
5、。(2)在水中溶解度不大的气体(CO2、H2S、Cl2等)与水不能形成喷泉,但假设将H2O改为NaOH溶液,这些气体在碱液中溶解度较大,可以形成较大的压强差,从而形成喷泉。重难点三、NH3的实验室制法1药品的选择通常选用NH4Cl和Ca(OH)2(1)制氨所用铵盐不能用硝酸铵、碳酸铵。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反响,发生危险;而碳酸铵受热极易分解产生CO2,使生成的NH3中混有较多CO2杂质。(2)Ca(OH)2不宜用NaOH、KOH代替。原因是:NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3;NaOH、KOH在高温下能腐蚀试管。2装置的选择3枯燥剂的选择枯燥剂不能选
6、用酸性枯燥剂(浓H2SO4、P2O5)、无水氯化钙等,它们均能与NH3发生反响。其中,无水氯化钙与氨的反响方程式为:CaCl2+8NH3CaCl28NH3。通常选用碱石灰作枯燥剂。装置如图:4实验室制NH3的其他方法(1)加热浓氨水:NH3H2ONH3H2O(2)浓氨水中加生石灰(碱石灰):CaONH3H2OCa(OH)2NH3,CaO与水反响,水减少,OH浓度增大,且反响放热,促使氨水分解。(3)NaOH溶于水放热,且OH浓度增大,有利于NH3H2O分解。5尾气吸收为防止污染空气(可在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)也可用以下装置吸收多余的NH3。应用指南实验室制取气体净化装置的选择,
7、要依据反响物的状态和反响条件而定,如实验室制取CO2和H2都是块状固体和液体反响,不需要加热,生成的气体难溶于水,因此都可以使用启普发生器,但装置选择时,也要灵活处理,如假设用NaOH(或碱石灰)与浓氨水作用制取NH3时,净化装置也要根据反响物状态和条件相应改变。重难点四、浓H2SO4与稀H2SO4性质比较浓H2SO4稀H2SO4主要粒子H2SO4分子H、SO吸水性有无脱水性有无氧化性强氧化性:H2SO4分子中6价的S表现出来的弱氧化性:H与活泼金属反响生成H2,H表现出来的与金属反响加热时与绝大多数金属反响,但无H2生成常温下使Fe、Al钝化与Fe、Al等活泼金属(H前)反响生成H2酸性与金
8、属反响时都可以生成硫酸盐特别提醒加热条件下,铁也可以和浓H2SO4反响:2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O假设铁过量,过量的铁和Fe2(SO4)3、稀H2SO4继续反响。重难点五、硝酸氧化性总结1金属与HNO3反响一般不生成H2,浓HNO3一般被复原为NO2,稀HNO3一般被复原为NO。2在利用HNO3的酸性时,要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反响时的方程式应是3FeO10HNO3(稀)3Fe(NO3)3NO5H2O而不是FeO2HNO3Fe(NO3)2H2O。类似的反响还有:Fe(OH)2、Na2S、Na2SO3等与稀HNO3的反响。3硝酸与金属反响时,既表现
9、强氧化性又表现强酸性。金属与HNO3反响时,常用守恒法确定HNO3与Cu的关系。(1)原子守恒:n(参加反响HNO3)n(硝酸盐中的NO)n(复原产物中的N原子);(2)电子守恒:金属失去电子的物质的量HNO3中N转化为复原产物得到电子的物质的量。4硝酸与铁反响情况硝酸与铁反响时,由于存在反响Fe2Fe33Fe2,当HNO3过量时,产物为Fe(NO3)3;当Fe过量时,产物为Fe(NO3)2;当Fe与HNO3恰好耗尽时,产物可能是Fe(NO3)3或Fe(NO3)2或Fe(NO3)3、Fe(NO3)2的混合物。如:Fe4HNO3(稀)Fe(NO3)3NO2H2O,3Fe8HNO3(稀)3Fe(N
10、O3)22NO4H2O41生成Fe(NO3)3,生成Fe(NO3)2,那么按式反响,剩余NH3,生成N2、NH4Cl;b假设,那么按式恰好反响,生成N2和NH4Cl;c假设,那么按式恰好反响,生成N2和HCl;d假设,那么按同时反响,产物有N2、HCl、NH4Cl。 题型4气体的制备方法例4化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从图中挑选所需仪器,在方框内画出用该方法制备、收集枯燥氯化氢气体的装置简图,并在图中标明所用试剂(仪器可重复使用,固定装置不必画出)。解析实验室用浓H2SO4滴入浓盐酸的方法制取HCl气体,利用浓硫酸吸水放热的特点使HCl挥发出来。因此装置特点是液
11、体液体混合制取气体。反响装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞、收集枯燥气体应加枯燥剂,应用枯燥装置,用集气瓶式的洗气瓶来枯燥,最后用向上排空气法收集HCl。答案题型5守恒法解题中的应用例538.4 mg铜跟适量的浓硝酸反响,铜完全反响后,共收集到22.4 mL(标准状况)气体,反响消耗的HNO3的物质的量可能是()103 mol。103 mol103 mol。103 mol解析据题意,浓硝酸是适量的,而不是过量的,尽管开始产生的是NO2气体,随着反响的进行,硝酸浓度逐渐降低,气体将由NO2变为NO,22.4 mL(标准状况)气体应是NO2与NO的混合物。据氮原子守恒,也即反响消耗的硝酸中的
12、氮元素在生成物中存在于Cu(NO3)2、NO、NO2中,所以硝酸的物质的量等于气体的物质的量与硝酸铜物质的量的两倍之和。n(HNO3)n(气体)2nCu(NO3)222.2103 mol。答案C易错警示错选D项,误按过量的浓HNO3与Cu反响进行计算:n (HNO3)2.4 mol。假设金属元素的化合价为a价,m g金属与硝酸完全作用后产生氮氧化物气体 V L(标准状况),那么消耗的硝酸的物质的量为:n(HNO3)an(金属)n(氮氧化物)(a)mol。 1.如图的装置中,枯燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,以下与实验事实不相符的是()AH2CO3 (NaHCO3
13、溶液)/无色喷泉B.NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉答案A解析CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小,因此不能形成喷泉;NH3极易溶于水生成NH3H2O,NH3H2O发生电离生成OH,遇酚酞使之显红色;H2S和CuSO4反响生成CuS黑色沉淀;HCl极易溶于水,且和AgNO3发生反响生成白色沉淀;因此A不正确。2.对以下事实的解释错误的选项是()A.在蔗糖中参加浓硫酸后出现黑色物质,说明浓硫酸具有脱水性B.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定C.常温下,浓硝酸可以用铝罐贮存,说明铝与浓硝酸不反响D.反响CuSO4
14、H2SCuSH2SO4能进行,说明硫化铜既不溶于水,也不溶于稀硫酸答案C解析浓硫酸具有脱水性,可以把有机化合物中的H和O以21的比例脱去,所以向蔗糖中参加浓硫酸会发黑,此过程又叫蔗糖的炭化。浓硝酸在光照下颜色变黄,是因为浓硝酸见光分解,生成的NO2溶于其中,使溶液呈黄色。铝、铁与浓硝酸、浓硫酸常温下会发生钝化,在金属外表形成致密的氧化膜。既不溶于稀硫酸,也不溶于水的物质,中学阶段有CuS、PbS、Ag2S、HgS、BaSO4、AgCl等。3.将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反响,以下表达正确的选项是()A.反响速率两者相同B.消耗硝酸的物质的量前者多,后者少C.反响生成气体的颜色前者浅
15、,后者深D.反响中转移的电子总数前者多,后者少答案B解析一要仔细审题,“相同质量“过量等很重要,二要准确掌握反响:Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O硝酸越浓,反响速率越快。浓HNO3消耗的HNO3的量多。由于参加反响的Cu的质量相同,转移电子总数相同。4.木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硫酸反响产生的气体Y同时通入盛有足量硝酸钡溶液的洗气瓶中(如图装置),以下有关说法正确的选项是()A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B.在Z导管出来的气体中无二氧化碳C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D.在Z导管口有红棕色气体出现答案CD解析木
16、炭跟浓硫酸共热产生的气体是二氧化碳和二氧化硫,铜跟浓硫酸反响产生的气体是二氧化硫,通入盛有硝酸钡溶液的洗气瓶中生成的沉淀是硫酸钡,因为溶液中有硝酸根,当有氢离子存在的时候,亚硫酸根被氧化成硫酸根,复原产物为一氧化氮,当遇到氧气的时候,会生成红棕色二氧化氮。5.利用如以下列图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(HCl极易溶于水且能快速溶解)(1) 假设要在烧瓶中产生“喷泉现象,烧瓶中不产生“喷泉现象,其操作方法是。(2)假设先翻开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是。(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶中产生“喷泉现象,烧瓶中不产
17、生“喷泉现象,其操作方法是。答案(1)先翻开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再翻开a、b活塞)(2)导管口处产生白烟(3)先翻开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先翻开a活塞,挤压胶头滴管,再翻开c活塞),片刻后,关闭a活塞,然后翻开b活塞6.A、B、C、D为中学常见物质且均含有同一种元素,相互转化关系如图(反响条件及其它物质已经略去) (1)假设A、B、C、D均为化合物,而且它们的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,那么D的化学式为:_;写出BC的化学方程式:。(2)假设A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,那么D的化学式为_;写出AB的化学方
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