第四节氨硝酸硫酸第一课时教学目标知识与能力:1.掌握氨和铵盐的性质、用途;2.学会氨的实验室制法。
3.巩固稀硫酸的性质;掌握浓硫酸的特性及强氧化性;4.培养学生的实验观察、分析思维能力。
5.对学生进行“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点的教育6.通过实验研究,激发学生的学习兴趣,培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质教学重点:氨和铵盐的化学性质教学难点:实验室制氨的化学反应原理教学过程:简要介绍合成氨发展史一、氨1、NH3的物理性质:[展示]一瓶氨气:无色,有刺激性气味,密度<空气,易液化,可作致冷剂。
[实验4-8] 成功关键:烧瓶干燥、密封。
现象:形成红色喷泉。
结论:氨极易溶于水,水溶液显碱性。
[讲解]:1体积的水约溶解700体积的氨气,氨的水溶液叫做氨水。
在通常状况下,氨是无色气体,有刺激性气味,比空气轻。
氨易液化,极易溶于水。
[过渡]氨的水溶液是碱性的,但其中的水是中性的,氨分子也没有氢氧根离子。
氨水为什么会显碱性呢?2、氨的化学性质:(1)NH3与水的反应:[分析] NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-NH3+H2O NH4++OH-其中一水合氨很不稳定,受热会分解。
NH3·H2O NH3↑+H2O[板书] NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-[思考]:分析NH3溶于水存在的过程,讨论氨水中的成分:分子、离子。
[板书](2)NH3与酸的反应:[ 演示实验]氨与氯化氢反应[观察]现象:大量白烟生成。
[思考]:生产Cl2的化工厂常用浓氨水来检查生产设备和管道是否漏气,如有白烟生成,则说明已发生漏气,这是为什么?[板书]化学方程式:NH3+HCl=NH4ClNH3也可与其它酸反应,例:NH3+HNO3=NH4NO3、2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 NH3在一定条件下可于O2、NO、NO2等发生氧化还原反应。
[板书](3)NH3与O2的反应:4NH3+5O2 4NO+6H2O实验室制取氨气:3、NH3的实验室制法:[讲解]原理:在实验室里常用铵盐和碱加热的方法来制取NH3。
仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。
[板书]2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。
[提问]:1 能否用浓硫酸干燥NH3?2 能否使用NH4HCO3、NH4NO3?为什么?3 使用碱石灰代替消石灰有什么优点?[过渡]氨与酸反应形成氨盐,我们下面分析铵盐的性质[板书]4、铵盐[讲述]铵盐是铵根离子(NH4+)和酸根离子组成的化合物。
铵盐都是晶体,能溶于水。
[板书]主要化学性质:(1)铵盐受热易分解:[实验]加热NH4Cl观察现象,是否升华?化学方程式:NH4Cl NH3↑+HCl↑、NH3+HCl=NH4ClNH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2 ↑[讲解]铵盐能与碱反应放出氨气,例:(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O(2)铵盐与碱的反应:(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3↑+2H2O[强调]这个性质是一切铵盐的共同性质,实验室可利用这个性质来检验NH4+的存在。
[注意事项]:实验条件:浓溶液或固体,加热。
较稀溶液中铵根离子的检验方法:先浓缩,后检验。
[板书]5.NH3的用途:[讲述]可用于氮肥工业及其他化工产业上(如:制纯碱),制冷剂。
[思考交流]自然界中氮的循环:[讨论]:向饱和的NaCl溶液中通入足量的NH3后,再通入足量的CO2,发现有NaHCO3晶体析出,为什么?[练习]有关反应的离子方程式:Zn+H 2SO 4--- Zn +2H + = Zn 2++H 2↑NaOH+H 2SO 4----- OH -+H + = H 2OFe 2O 3+H 2SO 4---- Fe 2O 3+6H + = 2Fe 3++3H 2OBaCl 2+H 2SO 4--- Ba 2++ SO 42— = BaSO 4↓[问]实验室制氢气时选用稀硫酸或盐酸,而不用浓硫酸和硝酸,为什么?使指示剂变色:与碱发生中和反应:与碱性氧化物反应:与盐反应:稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红H ++ OH -= H 2O2 H ++ CuO = Cu 2++ H 2O2 H ++ CO3 2-= H 2O + CO 2硫酸、硝酸都是一种酸,HNO 3= H ++ NO 3-硫酸与硝酸都具有酸的通性。
H 2SO 4=2H ++SO 42-与活泼金属反应二、硫酸和硝酸的氧化性(一)硫酸的性质1.【思考】稀硫酸和浓硫酸的性质有何不同?浓H 2SO 4的物理性质A.色态:无色、粘稠的油状液体B.沸点:约338℃——难挥发酸(高沸点酸)C.密度:1.84g/cm 3——高密度酸D.溶解性:跟水任意比互溶,溶解放出大量热。
两高:沸点、密度高 两大:溶解度、溶解放热量大2.你对浓硫酸知多少?(1)浓硫酸在稀释时应注意什么问题?应将浓硫酸沿烧杯壁向水中慢慢注入,并用玻璃棒不断搅拌。
(2)实验室制HCl 气体是用以下反应制备,你能说明反应进行的理由吗?H 2SO 4(浓) +NaCl == NaHSO 4+ HCl ↑微热H 2SO 4(浓) +2NaCl == Na 2SO 4+ 2HCl ↑强热注:高沸点酸制低沸点酸,难挥发性酸制易挥发性酸3.浓硫酸的特性:1) 吸水性:能吸收水份可干燥与它不反应的气体O 2、H 2、N 2、CO 2、SO 2、HClCl 2、思考:1.能用浓硫酸干燥H 2S 、NH 3气体吗?2.将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象?2)、脱水性浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应浓硫酸与蔗糖反应浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素a.浓硫酸沾到衣服上应如何处理?b.浓硫酸沾到皮肤上应如何处理?浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别?2H 22练习并讨论:3)与铜反应:强氧化性分析上述反应中电子转移的方向和数目,指出氧化剂和还原剂,并分析浓硫酸在上述反应中体现的性质。
+6+4失去2e -氧化剂:H 2SO 4还原剂:Cu加热时,浓硫酸能与大多数金属反应(Au 、Pt 除外),一般没有氢气生成,通常生成SO 2气体。
4)与非金属反应C + 2H 2SO 4(浓) == 2SO 2 ↑+ CO 2↑+ 2H 2O思考并讨论:请设计实验方案,验证碳和浓硫酸反应的产物加热时,浓硫酸也能与某些非金属反应(S 、C 等)5.硫酸的用途:[硝酸的导入] 玻尔巧藏诺贝尔金奖章丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。
第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔奖章留在实验室。
玻尔把金奖章溶解在盛有王水的试剂瓶里。
后来,纳粹分子窜入玻尔实验室,那个试剂瓶就在他们的眼皮底下,他们却一无所知。
战争结束后,玻尔从王水中把金还原出来,并重新铸成奖章。
而玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”。
(二)硝酸的强氧化性[疑]硝酸有酸性,能否与金属反应放出氢气?[讲解]从实验现象“红棕色气体生成”判断生成物中是N02而非H 2。
进一步从氧化还原反应说明反应的本质是+5价的氮得电子能力比H反 应 现 象 产 物浓硝酸+Cu 1、Cu 片:有大量气泡产生 2、溶液颜色:无色变为绿色 3、气体颜色:红棕色4、反应剧烈程度:剧烈5、触摸容器外壁:很热Cu(NO 3)2、NO 2和H 20 稀硝酸+Cu 1、Cu 片:有气泡产生2、溶液颜色:无色变为蓝色3、气体颜色:无色(打开止水夹后)无色变为红棕色4、反应剧烈程度:缓慢5、触摸容器外壁:温热 Cu(NO 3)2、NO 和H 201 Cu +4HN03(浓)=Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 203Cu +8HN03(稀) 3Cu(NO 3)2 + 2NO↑+ 4H 20除金、铂等少数金属外,硝酸几乎能与所有金属反应;当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1:3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓硝酸强,可以溶解金,铂等不溶于硝酸的金属。
[问]比较浓硫酸的性质,浓硝酸能否与非金属反应?[练习]与非金属反应:C+HNO3(浓)S+HNO3(浓)P+HNO3(浓)2、与非金属反应:C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2OS+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2OP+5HNO3(浓)=H3PO4+5NO2↑+H2O[问]硝酸与哪些金属及非金属反应?产物是什么?硝酸浓度与还原产物有什么关系?[小结] 反应规律:①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎能氧化所有的金属。
②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”。
③硝酸越浓,其氧化性越强。
如稀HNO3可使石蕊试纸变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。
④一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。
活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。
⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。
⑥王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。
[强调]反应物或条件不同,硝酸反应产物发生变化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。
如:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N20+5H2O注意:4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N20+5H2O浓硝酸与活泼金属反应是否也剧烈?钝化原理:铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸,表面被氧化为牢固的氧化物薄膜,阻止酸与内层金属进一步反应。
3、铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。
[问]浓硝酸的运输和贮存可用何种物质制的容器?4、不稳定性光照4HN03 == 2H20+ 4NO2↑+ 02↑[问]硝酸应如何贮存?[设疑]有人认为,“比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价,浓HN03中的氮从+5降为+4,而稀HN03,中的氮从+5价降为+2,从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。
”硝酸用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等;在实验室里,它是一种重要的化学试剂。