高中必修第二册《第二节 氮及其化合物》优质课教案教学设计
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氮及其化合物
【教学目标】
(1)掌握氮的重要性质,了解氮在我们生活中的重要用途。
(2)掌握氮的氧化物的性质,氮的重要化合物的用途及硝酸的相关注意事项。
(3)掌握氮族元素的性质,理解氮族元素原子结构与性质递变规律。
【教学重点】
氮及其重要化合物的性质及转化
【教学难点】
氮及其重要化合物的性质及相关实验
【教学过程】
一、导入
我们上节课学习了硫的相关性质,掌握非金属元素的学习方法,那我们又知道空气中含量最多的元素为氮气,这节课我们就带着已有的学习方法,对氮及其化合物知识展开学习!
二、知识讲解
使用建议说明:《氮及其化合物》知识内容丰富,涉及面广,是高考命题的热点内容之一。
试题常以氮元素及其化合物知识为载体,考查基本概念、基本理论、实验、计算等,具有较强的综合性。
考点1氮气、氮的氧化物、硝酸
使用建议说明:考纲要求了解氮及其化合物的主要性质;了解氮的氧化物及其对环境的影响;了解硝酸的主要性质;通过浓硫酸、硝酸分别与不活泼金属、非金属的反应,认识浓硫酸、硝酸的强氧化性;通过比较浓硫酸与稀硫酸,浓硝酸与稀硝酸性质的差异,认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
一、氮气(
N)
2
(1)分子结构:电子式为,结构式为N N
,氮氮叁键键能大,分子结构稳定,化学性质不活泼。
(2)物理性质:纯净的氮气是无色无味的气体,难溶于水,空气中约占总体积的78%。
(3)化学性质:常温下性质稳定,可作保护气;但在高温、放电、点燃等条件下能与2H 、2O 、II A 族的Mg 、Ca 等发生化学反应,即发生氮的固定(将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程,有自然固氮和人工固氮两种形式)。
2N 中N 元素0价,为N 的中间价态,既有氧化性又有还原性。
①与2H 反应:223N 3H 2NH +高温、高压催化剂
②与2O 反应:22
N O 2NO +放电
③与活泼金属反应:232N 3Mg Mg N +点燃
(4)氮气的用途:化工原料;液氮是火箭燃烧的推进剂;还可用作医疗、保护气等。
二、氮的氧化物
(1)氮的氧化物简介:
(2)NO 和2NO 的重要性质和制法 ①性质:2
22NO O 2NO +(易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色)
; ()
224()2NO N O 无色红棕色(平衡体系);
2233NO H O
2HNO NO ++(工业制硝酸)
; 222NO NO 2NaOH
2NANO H O +++(尾气吸收)
; 2NO 有较强的氧化性,能使湿润的KI 淀粉试纸变蓝。
②制法:NO :()()33223Cu 8HNO 3Cu NO 2NO 4H O +=+↑+稀(必须________法收集NO );
2NO :()()33222Cu 4HNO Cu NO 2NO 2H O +=+↑+浓(必须___________法收集
2NO )
(3)氮的氧化物溶于水的计算
①2NO 或2NO 与2N (非2O )的混合气体溶于水可依据
2233NO H O
2HNO NO ++利用气体体积变化差值进行计算。
②2NO 和O 2的混合气体溶于水时由22234NO O 2H O 4HNO ++进行计算,
当体积比()()22V NO :V O 4:1=时,恰好反应;4: 1>时,2NO 过量,剩余NO ;4: 1<时,2O 过量,剩余2O 。
③NO 和2O 同时通入水中时,由22234NO O 2H O 4HNO ++进行计算,
原理同②。
④NO 、2NO 、2O 的混合气体通入水中,先按①求出NO 的体积,再加上混合气体中NO 的体积再按③方法进行计算。
三、硝酸(3HNO ) (1)物理性质:
无色、刺激性气味、易挥发液体,能与水以任意比例互溶,常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
(2)化学性质
硝酸为强酸,具有以下性质: ①具有酸的通性; ②不稳定性:3
2224HNO 4NO O 2H O ↑+↑+光或热
;
③强氧化性:无论浓、稀硝酸均具有强氧化性,与金属反应时不放出氢气。
A 、与金属反应:()()33222Cu 4HNO Cu NO 2NO 2H O +=+↑+浓;
()()332223Cu 8HNO 3Cu NO 2NO 4H O +=+↑+稀3;
()
3323Ag 4HNO 3AgNO NO 2H O ++↑+稀;
常温下浓硝酸与铁、铝发生钝化。
B .与非金属反应:()
3222C 4HNO CO 4NO 2H O +↑+↑+浓。
C .与其他还原剂反应,如H 2S 、SO 2、Fe 2+等。
D .与有机物反应:硝化反应、酯化反应、与蛋白质发生颜色反应等。
(3)制法
①实验室制法:硝酸盐与浓硫酸微热,
()()
32443NaNO H SO NAHSO HNO ∆
++↑固浓(不能用强热和稀硫酸)
; ②工业制法:氨的催化氧化法,3224NH 5O 4NO 6H O ++∆
催化剂;
2
22NO O 2NO +;2233NO H O 2HNO NO ++;
尾气处理:222NO NO 2NaOH 2NaNO H O +++
(4)用途:制硝酸盐、氮肥、炸药、染料等。
考点2 氨气和铵盐
使用建议说明:氨气与铵盐部分是常考内容,考纲要求了解氨气的主要性质及其应用,了解氨气的实验室制法,了解铵盐的主要性质及其应用。
所以此处内容大家再授课时务必要注重学生基础知识掌握的把控。
1、氨气(3NH )
(1)分子结构:由极性键形成的三角锥形的极性分子,N 原子有一孤对电子;N 为3-价,为N 元素的最低价态;
(2)物理性质:无色、刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气,易液化(可作致冷剂);
(3)化学性质: ①与2H O 反应:32324NH H O
NH H O
NH OH
+-
+⋅+, 溶液呈弱碱性,氨水的成份为:3NH 、2H O 、32NH H O ⋅、4
NH +、OH -、+H ,氨水易挥发;
②与酸反应:34NH HCl NH Cl +,33
43NH HNO NH NO +(有白烟生成)
; ③还原性(催化氧化):
32
24NH 5O 4NO 6H O ++∆
催化剂(N 为3-价,最低价态,具有还原性)
; (4)实验室制法()4
2322Ca OH 2NH ClCaCl 2NH 2H O ∆
++↑+;
工业上采取2N 与2H 在高温高压催化剂条件下合成氨气; (5):化工原料,制硝酸、氮肥等,作致冷剂。
2、铵盐
(1)物理性质:白色晶体,易溶于水; (2)化学性质: ①受热分解:43
322NH HCO NH H O CO ∆
↑++↑(30 ℃以上可分解)
,43NH Cl
NH HCl ↑+↑;
②与碱反应:()42322Ca OH 2NH Cl
CaCl 2NH 2H O ∆
++↑+,
铵盐与碱溶液反应的离子方程式:432NH OH NH H O +
-
+↑+(该性质可用
于氨气的制取和铵根离子的检验)。
三、例题精析
使用建议说明:此处内容主要用于教师课堂的精讲,每个题目结合试题本身、答案和解析部分,教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。
例题1只用一种试剂就能将4NH Cl 、()442NH SO 、NaCl 、24Na SO 四种溶液区分开,这种试剂是( )
A .NaOH 溶液
B .3AgNO 溶液
C .()2Ba OH 溶液
D .2BaCl 溶液
【答案】C
【解析】分析四种盐溶液,两种铵盐,可以用碱液区分,两种硫酸盐都可用2Ba +区分,故选用()2Ba OH 即可区分。
例题2下列关系图中,A 是一种正盐,B 是气态氢化物,C 是单质,F 是强酸。
当X 无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他反应产物及反应所需条件均已略去),当X 是强碱时,过量的B 跟2Cl 反应除生成C 外,另一产物是盐酸盐。
A ――→X
B ――→CL 2
C ――→O 2
D ――→O 2
E ――→H 2O F
下列说法中不正确的是( )
A .当X 是强酸时,A 、
B 、
C 、
D 、
E 、
F 中均含同一种元素,F 可能是24H SO B .当X 是强碱时,A 、B 、C 、D 、E 、F 中均含同一种元素,F 是3HNO C .B 和2Cl 的反应是氧化还原反应 D .当X 是强酸时,C 在常温下是气态单质 【答案】D
【解析】A 是正盐,既可以与强酸反应又可以与强碱反应,并且生成产物B 都是氢化物,A 必须是铵盐,B 如果是酸根离子形成的氢化物能与2Cl 反应,说明其有还原性,有还原性的氢化物常见的是2H S ,故A 是()42NH S ,A 项,当X 是强酸时,B 就是2H S ,那么C 是S ,D 是2SO ,E 是3SO ,F 就是24H SO ,A 对;B 项,当X 是强碱时,B 就是3NH ,C 就是2N ,D 就是NO ,E 就是2NO 、F 就是3HNO ,故B 对;C 项,不管B 是2H S 还是3NH ,与氯气发生的都是氧化还原反应,C 对;D 项,当X 是强酸时C 是S ,是固态单质,D 错。
例题3物质的量之比为2: 5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为2N O ,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量
之比是( )
A .1: 4
B .1: 5
C .2: 3
D .2: 5
【答案】A
【解析】设2 mol n Z 参与反应,因Zn 无剩余,则最终生成了()322 mol n NO Z ,
显然含有34 mol NO -
,这部分是没有参与氧化还原反应的3HNO ;32HNO N O →过
程中N 元素的化合价+5价→+1价,根据得失电子守恒有:()()32HNO 4n Zn n ⨯=⨯,则()3HNO 1 mol n =,即有1MOLHNO 3被还原。
例题4用如图装置制取、提纯并收集表中的4种气体(A 、B 、C 表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是( )
【答案】C
【解析】由装置图可知,制取气体采用固体与液体常温下反应,且采用向上排空气法收集。
C 为净化提纯装置。
A 项不能用NaOH 溶液作干燥剂,因为NaOH 不仅与挥发出的3HNO 反应,也与2NO 发生反应;B 项Cu 与浓硫酸只能在加热条件下才能发生反应,且2SO 不能用酸性4KMNO 干燥;D 项不能用浓硫酸干燥
3NH ,且收集3NH 应用向下排空气法收集。
例题5甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计如下实验流程:
制取氮气→装有足量干燥剂的干燥管→装有氧化铜的硬质玻管→装有足量浓硫酸的洗气瓶→测定生成氮气的体积
实验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。
反应完毕后,黑色的氧化铜转化为红色的铜
(3222NH 3CuO
N 3Cu 3H O ∆
+++)。
下图A 、B 、C 为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D 为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得:反应前氧化铜的质量1m g 、氧化铜反应后剩余固体的质量2m g 、生成氮气在标准状况下的体积1L V 。
乙小组测得:洗气前装置D 的质量3m g 、洗气后装置D 的质量4m g 、生成氮气在标准状况下的体积2V L 。
请回答下列问题:
(1)写出仪器A 的名称:________。
(2)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号
(3)甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________。
(4)乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
【答案】(1)圆底烧瓶 (2)①()4423242NH SO Ca(OH)2NH 2H O CaSO ∆
+↑++
②B
(3)()1125V :7m m -
(4)浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的含量偏高
【解析】(1)仪器A 的名称为圆底烧瓶。
(2)①氢氧化钙与硫酸铵反应生成硫酸钙、氨气和水,反应的化学方程式为
()442
3242NH SO Ca(OH)2NH 2H O CaSO ∆
+↑++;②浓氨水是液体,氢氧化钠是
固体,为使氨气逸出,把氨水滴入固体氢氧化钠中,随着氢氧化钠溶解放热,氨气挥发放出气体,故选B 装置。
(3)反应前氧化铜的质量为1m g 、氧化铜反应后转化成的铜的质量为2m g ,则氧化铜中氧元素的质量为()12m m g -,生成的水中氧元素的质量等于参加反应氧化铜中氧元素的质量,则生成的水中氧原子的个数
为()1216A m m N ⎡-⎤
⎢
⎥⎣⎦
;水中氢原子个数是氧原子个数的两倍,因此氢原子个数为()12216A m m N ⎡-⎤
⨯⎢⎥⎣⎦
,
生成的氮气在标准状况下的体积为1L V ,则氮气中氮原子的个数为1A
2V N 22.4⎛⎫
⎪⎝⎭
;因此氮、氢原子个数比为()()121A 1122V N 25V :7m m 22.41:6m m N ⎡-⎤⎛⎫
⨯=-⎢
⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦。
(4)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比小于理论值,其原因是洗气瓶D 中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水,还吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高。
四、课堂运用使用建议说明:在对课堂知识讲解完,把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后,再用练习马上进行课堂检测,根据学生情况建议分3个难度层次:易,中,难。
基础
1.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32NH H O ⋅少量电离 C .溶于水的氨分子只有少量发生电离 D .氨本身的碱性弱
2.物质氧化性、还原性的强弱,不仅与物质的结构有关,还与物质的浓度和反应温度有关。
下列各组物质在反应中的产物与物质的浓度有关的是( )
①Cu 与3HNO 溶液②Cu 与3FeCl 溶液③Z n 与24H SO 溶液④Fe 与HCl 溶液 A .①③ B .③④ C .①②
D .①③④
3.下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是( ) ①常温下都可用铝制容器贮存
②露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻 ③常温下都能与铜较快反应
④露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低 A .①② B .③④ C .②③
D .①④
【答案】 1.B 2.A 3.D 【解析】
1、氨气极易溶于水,溶于水的氨气大部分与水结合成一水合氨(32NH H O ⋅),32NH H O ⋅少部分电离成4NH +和OH -,因此氨水呈弱碱性。
氨气本身不能电离,也不显碱性。
2、本题考查物质氧化性和还原性的影响因素。
铜与浓硝酸反应生成2NO ,与稀硝酸反应生成NO ,硝酸氧化性的强弱与浓度有关;铜与氯化铁溶液反应,与浓度和温度无关,产物唯一;锌与硫酸反应:稀硫酸生成氢气,浓硫酸则生成二氧化硫,硫酸氧化性的强弱与其浓度有关;铁与盐酸反应只生成氯化亚铁和氢气。
3、常温下,二者均能使铝钝化,①正确;露置在空气中,浓硫酸吸水质量增加,②错误;浓硫酸在常温下与铜没有明显的反应,③错误;在空气中,浓硝酸挥发、浓硫酸吸水,二者浓度都降低,④正确。
巩固
4、在下列反应中,3HNO 既表现出氧化性,又表现出酸性的是( ) A .2322H S 2HNO S 2NO 2H O +↓+↑+ B .()3322CuO 2HNO Cu NO H O ++
C .3
2224HNO 4NO O 2H O ∆
↑+↑+
D .()()33223Cu 8HNO 3Cu NO 2NO 4H O +=+↑+稀
5、下列关于氨水的叙述正确的是( ) A .氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱 B .氨水和液氨成分相同
C .氨水中物质的量浓度最大的粒子是3NH (除水外)
D .1MOL ·L -1的氨水指在1L 溶液中含3NH 、32NH H O ⋅、4
NH +物质的量之和为1MOL
7、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
8、用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜:
甲:铜与浓硝酸反应;乙:铜与稀硝酸反应;丙:铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟稀硝酸反应。
以下叙述中正确的是( )
A .三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B .三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C .所消耗铜的物质的量是途径甲>途径丙>途径乙
D .所消耗的硝酸的物质的量是途径甲>途径丙>途径乙 9、下列说法中正确的是( )
A .所有铵盐受热均可以分解,产物均有3NH
B .所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N 均呈-3价
C .4NH Cl 溶液中加入NaOH 浓溶液共热时反应的离子方程式为
+432NH OH NH H O -
∆
+↑+
D .4NH Cl 和NaCl 的固体混合物可用升华法分离 【答案】 4、D 5、D 6、B 7、A 8、A 9、C 【解析】
4、A 中3HNO 只表现氧化性;B 中3HNO 只表现酸性;C 中3HNO 既表现氧化性,又表现还原性;D 中3HNO 既表现氧化性,又表现酸性。
5、溶于水的氨气大部分与水反应生成32NH H O ⋅,所以除水外,物质的量浓度最大的粒子是32NH H O ⋅;32NH H O ⋅是一种弱碱,在水中发生部分电离使溶液呈碱性;氨水中共含有六种粒子,分别是2H O 、3NH 、32NH H O ⋅、4NH +、OH -和少量的H +,是一种混合物,液氨是纯净物。
6、稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成3Fe +,过量铁粉将3Fe +还原,最终得到3Fe +,滴入KSCN 溶液不显红色,A 错误;常温下,Fe 、Al 在浓3HNO 或浓24
H SO
中发生钝化,生成致密的保护膜阻止了反应进行,B 正确;Al 箔能与稀3HNO 反应放出气体,C 错误;浓硝酸具有氧化性,能使红色石蕊试纸先变红后褪色,D 错误。
7、实验室制取氨气的方法有:铵盐与碱加热制取氨气,常用4NH Cl 与2Ca(OH)()
OH c -反应,
固体与固体反应,因为有水生成,试管口应略向下倾斜,③错误;在浓氨水中加入CaO ,CaO 与水反应使溶液中()OH c -增大,消耗了水,并且放出大量的热,使32NH H O ⋅分解放出氨气,②正确;加热浓氨水,加快氨气挥发,④正确;①是错误的,因为氯化铵分解生成的3NH 与HCl 冷却后又生成4NH Cl ,不能得到3NH 。
8、由于制取的()32Cu NO 的量相同,据铜原子守恒可知A 正确。
9、A 项,有的铵盐受热分解产生氨气(如4NH Cl ),有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵);D 项,可用加热法分离4NH Cl 和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为先受热分解,再降温化合,而不是升华。
拔高
10、(1)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式
_________________________________________________________________。
(2)试用上图所示各装置设计一个实验,验证上述反应所产生的各种产物。
这些装置的连接顺序(按产物气体从左至右的流向)是________→________→________→________(填装置的编号)。
(3)实验室可观察到装置①中A 瓶的溶液褪色,C 瓶的溶液不褪色,A 瓶溶液的作用是________,B 瓶溶液的作用是________,C 瓶溶液的作用是________。
(4)装置②中所加的固体药品是________,可验证的产物是________,确定
装
置
②
在
整
套
装
置
中
的
位
置
的
理
由
是
_____________________________________________________________________。
(5)装置③中所盛溶液是________,可验证的产物是________。
11.甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。
请你参与探究,并回答下列问题:
(1)制取氨气的化学方程式为_______________________________________。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,其原因是
_________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是________(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论) _________________________________________________________________。
(5)三位同学都认为,采用上述各自的装置,还可用于加热碳酸氢铵固体的方法来制取纯净的氨气,你认为哪位同学能够达到实验目的________(填“甲”、“乙”或“丙”)。
他们还认为,装置中的43NH HCO 固体可用4NH Cl 固体代替,你认为________(填“能”或“不能”)。
12.将128 g 铜置于一定量的浓硝酸中并微热。
当铜片完全消失时,共收集到2NO 和NO 的混合气体44.8 L (标准状况)。
(1)写出上述过程中,有关反应的离子方程式
_________________________________________________________________、 _________________________________________________________________、 _________________________________________________________________。
(2)完成该反应至少需要量取110 mol L -⋅的浓硝酸________mL 。
(3)混合气体中2NO 的体积为
_________________________________________________________________
_______L ,NO 的体积________L (均为标准状况下)。
(4)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中,并向其中缓慢通入2
O 使其充分反应,若要使溶液恰好充满容器,则理论上需要参加反应的2O 的物质的量为________mol 。
【答案】
10.(1)()24222C 2H SO CO 2SO 2H O ∆
+++浓
(2)④ ② ① ③
(3)验证2SO 的存在 充分吸收2SO
验证2SO 是否已被吸收完全 (4)无水硫酸铜 水
由于产物通过①、③时会带出水蒸气,所以②必须放在①、③之前 (5)澄清的石灰水
2CO
11.(1)42
2322NH Cl Ca(OH)CaCl 2NH 2H O ∆
++↑+
(2)氨气的密度比空气小,氨气极易溶于水 (3)乙
(4)用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨气已满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨气已满)
(5)丙 不能
12.(1)23
22Cu 4H 2NO Cu 2NO 2H O +-
++++↑+
2323Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O +-
++++↑+
(2)600 (3)22.4
22.4 (4)1 【解析】
10.C 与浓硫酸发生反应:()
24222C 2H SO CO 2SO 2H O ∆
+++浓。
反应中的
生成物有三种:2SO 、2CO 、2H O 。
在检验这三种产物时要避免相互干扰,如检验2CO 时一般用澄清石灰水,而2SO 也会使澄清的石灰水变浑浊,所以在检验2CO 之前必须先除去2SO ;同时,在气体通过水溶液后,水蒸气会随之带出,所以必须在通过水溶液之前检验水的存在,由上分析可知装置的连接顺序是④→②→①→③。
11.(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气,反应方程式为
42
2322NH Cl Ca(OH)CaCl 2NH 2H O ∆
++↑+。
(2)氨气易溶于水,不能用排水法收集,氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集。
(3)氨气为碱性气体,通过盛有浓硫酸的洗气瓶时,与硫酸反应而被吸收,故答案为乙。
(4)氨气为碱性气体,与水反应生成32NH H O ⋅,电离出OH -,溶液呈碱性,检验时可用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨气已满,或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨气已满。
(5)碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水,其中可用碱石灰吸收二氧化碳和水,只有丙能做到,氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,在温度较低时又重新生成氯化铵,不能只用氯化铵制备氨气。
12.(1)首先是浓硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,然后当反应进行到一定程度,硝酸变稀后,稀硝酸与铜发生反应,产生硝酸铜、一氧化氮
和水,反应的离子方程式是23
22Cu 4H 2NO Cu 2NO 2H O +-++++↑+;
2323Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O +-
++++↑+。
(2)反应中被还原的3HNO 生成NO 、2NO 混合气体,混合气体的物质的量为1
44.8 L 22.4 L mol 2 mol -÷⋅=,未被还原的
硝酸生成()32Cu NO ,1128 g 64 g mol 2 mol -÷⋅=,由氮原子守恒可知,()()()3322HNO 2Cu NO NO NO 2 mol 2 2 mol 6 mol n n n ⎡⎤=+=⨯+=⎣⎦、,故需要硝酸的体积16 mol 10 mol L 0.6 L 600 mL -=÷⋅==。
(3)设混合气体中2NO 、NO 的物质的量
分别为 mol x 、 mol y ,根据电子转移守恒及二者体积列方程计算,再根据m
V N V =⋅计算各自的体积;根据电子得失守恒及二者体积,可得:322x y +=⨯;2x y +=,
解得1x =、1y =,故二氧化氮的体积11 mol 22.4 L mol 22.4 L -=⨯⋅=,NO 的体积11 mol 22.4 L mol 22.4 L -=⨯⋅=。
(4)反应又生成3HNO ,分析整个过程可知,铜提供的电子等于氧气获得的电子,由电子守恒可知,故需要氧气的物质的量为
()2 mol 24 1 mol ⨯÷=。
五、课堂小结
使用建议说明:此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结,一方面是对本节课的重点难点内容的回顾,更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等,以达到让学生课上掌握的目的,同时可以对下节课内容进行简单的铺垫,以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。
学习目标定位:知道3NH 的物理性质特点以及氨水显碱性的原因;学会氨气的实验室制取、收集和检验方法;学会铵盐的性质及4NH +的检验方法;通过浓硫酸、硝酸分别与不活泼金属、非金属的反应,认识浓硫酸、硝酸的强氧化性;通过比较浓硫酸与稀硫酸,浓硝酸与稀硝酸性质的差异,认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
1、氮气的性质及用途
2、氮氧化合物的性质
3、氨气的物理性质
4、氨与水的可逆反应
5、氨的催化氧化
6、氨气的制取
7、铵盐的性质
8、硝酸的强氧化性 六、课后作业
使用建议说明:此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置,掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业,成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主,但是一定要控制作业的数量,给学生布置的作业一般不要超过5题,这样学生才能保证做题的质量。
基础
1.下列对于硝酸的认识,不正确的是( ) A .浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B .铜与硝酸的反应属于置换反应
C .金属与硝酸反应不能制取氢气
D .可用铁或铝制容器盛装冷的浓硝酸
2.各取0.1 mol Cu 分别投入足量的下列酸中(必要时可加热):①浓硫酸、②浓硝酸、③稀硫酸、④稀硝酸,充分反应后在相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是( )
A .②>④>①>③
B .②>①>④>③
C .①>②>④>③
D .③>④>①>②
3.某同学在实验室中发现了一瓶无色而有刺激性气味的气体,根据气味判断可能是氨气,但不能确定是氨气。
下列提供的方法中,能帮他检验该气体是否为氨气的是( )
A .将湿润的红色石蕊试纸放在打开的瓶口
B .将湿润的蓝色石蕊试纸放在打开的瓶口
C .用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近打开的瓶口
D .将干燥的红色石蕊试纸放在打开的瓶口 【答案】 1.B 2.B 3.A 巩固
4.关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是( ) A .氨水呈碱性
B .氨气极易溶于水,烧瓶内外形成压强差
C .氨气易液化
D .3NH 溶于水后形成的溶液易挥发
5.下列反应中,说明氨有还原性和碱性的是( ) A .3222NH 3CuO 3Cu N 3H O +++ B .32428NH 3Cl 6NH Cl N ++
C .3224NH 6NO
5N 6H O ++∆
催化剂
D .34NH HCl NH Cl +=
6.(1)在浓硝酸中放入铜片:
①开始时反应的化学方程式为_______________________________________,实验现象为_______________________________________________________。
②若铜有剩余,则反应将要结束时反应的化学方程式为________________________________________________________________。
③待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是______________________________________________________________。
(2)若 1.92 g Cu 粉与一定量浓3HNO 反应,当Cu 完全反应时,收集到标准状况下1.12 L 气体,则消耗硝酸______mol ,生成2NO ______mol 。
(3)若向Cu 中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取4CuSO 溶液,则混酸中硫酸与硝酸的最佳物质的量之比为________。
7.如下图所示,图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A 、C 为无色气体。
请填写下列空白:
(1)物质X 可以是_____________,C 是______________________,F 是______________________,G 是______________________。
(2)反应①的化学方程式是_________________________________________。
反应②的化学方程式是___________________________________________。
【答案】 4.B 5.B
6.(1)①()
()33222Cu 4HNO Cu NO 2NO 2H O ++↑+浓
铜片逐渐消失,溶液逐渐变绿,有红棕色气体逸出 ②()
()33223Cu 8HNO 3Cu NO 2NO 4H O ++↑+稀
③加入稀硫酸后,H +与原溶液中的3NO -构成强氧化性的条件,又能与过量的Cu 反应
(2)0.11 0.015 (3)3:2
7.(1)()432NH CO 或43NH HCO
3NH
2NO 3HNO
(2)222
2322Na O 2CO 2Na CO O ++ 32
24NH 5O 4NO 6H O ++∆
催化剂
拔高
8.38.4 mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体22.4 mL (标准状况),反应消耗的3HNO 的物质的量可能是( )
A .31.010 mol -⨯
B .31.610 mol -⨯
C .32.210 mol -⨯
D .3 2. 410 mol -⨯
9.实验室采用下列方法制取3NH :
①固体()2Ca OH 与4NH Cl 共热。
②43NH HCO 固体中加NaOH 固体(过量),常温下即能产生3NH ;装置如图甲。
③NaOH 固体中加入浓氨水。
④4NH Cl 浓溶液中加生石灰。
请回答下列问题:
(1)写出②方法制取氨气的化学方程式______________________________。
(2)说明③方法制取氨气的原理:____________________________________,为什么此法不加热?______________________________________________。
(3)请从下面的仪器中选择④方法制取氨气的发生装置________(写字母,要求使用仪器最少、合理)。
写出用
NH Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由:
4
_________________________________________________________________。
(4)某同学设计了如图装置收集氨气,下列说法不正确的是________(填字母)。
A.收集氨气的原理是向下排空气法
B.干燥管的作用是防止倒吸
C.当烧杯中的水变红时证明氨气已收集满
D.该装置会形成红色喷泉
10.已知氨可以与热的氧化铜反应得到
N和金属铜,用如图中的装置可以实
2
现该反应。
回答下列问题:
(1)A中加入的物质是________。
发生反应的化学方程式是______________________。
(2)B中加入的物质是________,其作用是___________________________ _____________________________________________________________________。
(3)实验时在C中观察到的现象是______,发生反应的化学方程式是___________________。
(4)实验时在D中观察到的现象是____________,D中收集到的物质是__________,检验该物质的方法和现象是__________________________________。
【答案】。