高中化学人教版必修1教案: 第四章 第4节 氨、硝酸、硫酸(1) Word版.pdf
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1、第四节 氨 硝酸 硫酸第四节 氨 硝酸 硫酸 第 1 课时第 1 课时 教学设计教学设计 三维目标三维目标 知识与技能 1.了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质、铵盐的性质及氨的实验室制法。 2.学会铵离子的检验方法,能设计实验认识氨的化学性质。 过程与方法 1.运用对比方法,区别氨和铵的组成、结构、性质,从而培养学习知识的能力。 2.通过对实验的观察和分析,培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现学习新知识的能力。 情感、态度和价值观 1.通过氨的吸收实验培养学生环保意识。通过结构与性质之间的关系对学生进行辩证唯物主义教育,激发 学生学习化学的兴趣。 2.不断引导学生发挥主观能动性,自行归纳、
2、整理知识线索,交流学习方法,建立自信心,培养创新精神, 并尝试创造的喜悦。 教学重点教学重点 氨和铵盐的化学性质 教学难点教学难点 实验室制氨的化学反应原理 教具准备教具准备 1.仪器:NH3的球棍模型和比例模型、红色石蕊试纸、试管、烧杯、试管夹、铁架台(铁夹)、玻璃棒、 滴管、酒精灯、双孔橡皮塞、乳胶管、烧杯、烧瓶、铁架台、滴管、导管、止水夹 2.药品:一集气瓶氨气、一烧瓶氨气、浓氨水、浓盐酸、NaOH 溶液、NH4Cl 晶体、(NH4)2SO4晶体 教学过程教学过程 导入新课 演示:空瓶生烟 课前准备两瓶气体,一瓶为 HCl,一瓶为 NH3,使两瓶相对(HCl 在上) ,抽出玻璃片,则浓烟
3、滚滚,立 即充满两瓶。 (也可以改为魔术表演) 创设情景打开装有碳酸氢铵的化肥袋或在炎热的夏季到一些卫生条件很差的公共厕所,常会闻到一股 刺激性气味的气体,有时甚至让人睁不开眼,这是什么气体呢?这就是我们这节课要学习的氨气。 一、氨 1.NH3的物理性质 师:展示一瓶氨气(引导学生观察氨气的颜色和状态,并闻其气味) 。 思考:如何用实验证明某气体极易溶于水? 演示:实验 4-8氨的喷泉实验(如右图所示连接装置) 思考:此实验成功的关键是什么?(氨气浓度大、装置密封、烧瓶干燥) 师:你观察到什么现象呢?这些现象说明什么问题呢? 生:(观察实验现象)形成红色喷泉。红色喷泉的形成证明:氨极易溶于水,
4、水溶液显碱性。 (媒体)纯净的氨气是_、_的气体,比空气。氨很容易_,液氨汽化 时要_大量的热。氨_溶于水(1_)。 (学生完成,多媒体公布答案) 师 : 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? 板书2.氨的化学性质 (1)NH3与水的反应: 师:分析 NH3H2ONH3H2OOH 4 NH NH3H2OOH 4 NH 师:其中一水合氨很不稳定,受热会分解。 NH3H2O NH3H2O 板书NH3H2ONH3H2OOH 4 NH 师:请大家阅读 P98的资料卡片,思考分析 NH3溶于水的过程,讨论氨水中含有哪些粒子呢? 生:分子_、离子_。
5、 小结 (媒体展示相关知识) 上述反应为可逆反应。 溶液中 NH3大部分与水结合成 NH3H2O,但 NH3H2O 只有一小部分发生电离(0.1 molL-1氨水中只有 1.34%电离) ,所以,氨水中 c(NH3H2O)的浓度较,而 c()和 c(OH)的浓度较_,氨水是 4 NH _碱。 氨水中含有的分子有_、离子有_。但通常把_当作溶质, _当作溶剂。 (“0.1 molL-1氨水”的含义是什么?) 氨水的密度比水_,而且密度随浓度的增大而_。 知识拓展 (投影表格)氨水与液氨(学生认真分析比较,填写表格) 液氨和氨水的比较 液氨氨水 物质成分纯净物(非电解质)混合物(NH3H2O 为弱
6、电解质) 粒子种类NH3分子NH3、NH3H2O、H2O、OH-、H+ 4 NH 主要性质不具有碱性具有碱的通性 存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在 板书 (2)NH3与酸的反应: 演示实验氨与氯化氢反应 生:观察并记录现象,当两根玻璃棒接近时,产生较多的白烟。 师:此白烟就是氨气与 HCl 化合而生成的微小的 NH4Cl 晶体。由此也可以知道 NH3与酸反应的实质 是 NH3与 H+结合生成的过程。 4 NH 板书化学方程式:NH3HCl=NH4Cl 师 : 通过 NH3和 HCl 的反应生成氯化铵,可知氨与酸反应的产物应该是对应的铵盐,下面请同学们写 出氨与硝酸、硫酸反应的化学方程
7、式,请一位同学在黑板上板演。 生:(书写要求的化学反应方程式,其中一名同学在黑板上板演) 师:(引导学生评价板演结果,指出错误或对正确结果予以肯定) 生:NH3HNO3=NH4NO3、2NH3H2SO4=(NH4)2SO4 师:请大家思考生产 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? (学生思考完成) 知识拓展 师:前边所讨论的氨的性质涉及的反应都是非氧化还原反应,氨中氮元素的化合价没有改变,那么-3 价的氮元素是否可以改变呢?在什么情况下可以改变呢?变化时氨表现出氧化性还是还原性? 生:(思考分析)氨中氮元素为最低价,应该具有还原性
8、,要实现-3 价氮元素化合价的升高,就需要 提供氧化剂,进一步思考需要哪些氧化剂。 师 : 氨中-3价的氮元素化合价是可以升高的, 如在催化剂 (Pt) 的作用下与氧气发生反应生成NO和H2O, 并放出热量。 板书 (3)氨与氧气的反应(氨催化氧化) 氨的制取 4NH3+5O2 催化剂 4NO+6H2O 师:这一反应又叫氨的催化氧化(或叫接触氧化) ,是工业制硝酸中的关键一步。 师:认识氨的主要物理、化学性质之后,我们在实验室如何制取氨气呢? 演示实验实验室制取氨气(参照教材图) 板书3.NH3的实验室制法 师:(引导学生参与讨论氨的制备实验) 原料:用铵盐NH4Cl,(NH4)2SO4与消石
9、灰混合加热来制取氨气。 原理:2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O 装置:“固体+固体”加热装置;发生装置与制 O2相似。 收集:向下排空气法;收集的试管口塞上棉团,防止 NH3与空气对流。 干燥:碱石灰 检验:(1)湿润的红色石蕊试纸(变蓝) ; (2)蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口(产生白烟) 。 问题与探究: 1.能否用浓硫酸干燥 NH3? 2.能否使用 NH4HCO3、NH4NO3、NH4Cl?为什么? 3.使用碱石灰代替消石灰有什么优点? (学生分析讨论实验问题,合作交流,汇报交流结果) 师:氨与酸反应形成铵盐,我们下面分析铵盐的性质。 板书4.铵盐 师:铵盐是铵根离子
10、()和酸根离子组成的化合物。铵盐都是晶体,能溶于水。铵盐有哪些主 4 NH 要的化学性质呢? 演示实验加热 NH4Cl 观察现象,是否是升华?(学生对比 NH4Cl 分解和碘的升华区别) (1)铵盐受热易分解: 板书化学方程式:NH4Cl NH3HCl、NH3HCl=NH4Cl 师:家里存放的 NH4HCO3 一段时间后会有一股刺激性气味的气体产生,是什么原因呢?请写出反应 的化学方程式。 生:NH4HCO3 NH3H2OCO2 师:从氨气的实验室制法考虑,铵盐与碱可以发生怎样的反应呢? 生:铵盐能与碱反应放出氨气。 师:请写出(NH4)2SO4和 NaOH 在加热时反应的化学方程式。 板书
11、(2)铵盐与碱的反应:(NH4)2SO42NaOH Na2SO42NH32H2O 师: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的存在。 4 NH 问题探究1.为什么碳铵要在早晚施用?2.铵盐不能与草木灰混合使用,为什么? 实验设计(1)取少量碳酸氢铵放入试管,观察颜色、状态。(2)把试管微微加热,看到有什么现象?闻一闻有 什么气味?(3)再用玻璃棒在浓盐酸里蘸一下,然后接近试管口,观察现象?思考:微热后产生的是什么气体?这对 氮肥的肥效有什么影响?施用时应采取什么相应的措施防止或减少损失? (教师引导学生积极思考,探究与生活相关的知识,体现学以致用的思想) (播放视频)小专
12、辑“氨的用途” 师:对比视频材料,结合教材,你能否归纳出氨有哪些主要用途呢? 生:(归纳氨的主要用途)可用于氮肥工业及其他化工产业上(如:制纯碱) ,制冷剂。 板书5.NH3的用途 (媒体)氨的用途 氨的用途 思考交流 (阅读教材自然界中氮的循环图) 例题剖析 (例 1)密度为 0.91 gcm-3 的氨水,质量分数为 25%,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数 ( ) A.等于 12.5% B.大于 12.5% C.小于 12.5% D.无法确定 师:这是一道涉及溶液的稀释的问题,对能力的要求比较高,大家可以讨论本题的解题思路是什么。 生:我认为关键是要明确氨水的密度与质量分数的关
13、系,氨水的浓度越大,密度越小,这一点对本题 的解题一定有帮助。我认为既然本题属于溶液的稀释的问题,就应该抓住溶液的稀释过程的本质,即溶质 的量不变。如果可以把稀释过程中溶质的量表示出来,一定可以解出结果。 师:很好。 (引导学生充分表达自己的看法,让其他同学参与讨论,畅所欲言) 教师精讲 : 氨水的密度比水小,且随着浓度的增大,密度反而减小。本题可分两步考虑,若等质量混合时, 所得溶液的质量分数为 12.5%,而等体积混合时,氨水的质量小于水的质量,故所得溶液的质量分数小于 12.5%。本题正确选项为 C。 这里使用的方法是思维分析法,有时候对解决问题很有帮助! (例 2)将可能混有下列物质的
14、硫酸铵样品 13.2 g 在加热条件下,与过量 NaOH 溶液反应,在标准状况下 收集到 4.3 L 气体,则该样品中不可能混有的物质是( ) A.NH4HCO3和 NH4NO3 B.(NH4)2CO3和 NH4NO3 C.NH4Cl 和(NH4)2CO3 D.NH4Cl 和 NH4HCO3 师 : 这是一道涉及混合物的计算的题目,要求同学们能够准确地把握题给条件,认真探讨反应的实质。 生:我认为关键首先要把几个反应的化学方程式都写出来,再列方程求解。不过这样做太麻烦了,是 不是有更好的办法呢? 我认为可以抓住反应的实质,即抓住反应的离子方程式是+OH- 4 NH =NH3+H2O,这样可否简
15、化解题过程呢?可否从几种铵盐中氮元素的含量通过化学式来解决这个问题 呢? 师:大家说得很好,还有没有新的思路呢?(引导学生充分表达自己看法,让其他同学参与讨论,畅 所欲言) 教师精讲:本题可采用平均值法计算。由NH3可计算得样品中的含量为 26.2%,再由硫酸铵 4 NH 4 NH 中的质量分数 27.2%,可知其他铵盐中的质量分数必小于 27.2%。现将有关铵盐中的质 4 NH 4 NH 4 NH 量分数计算结果列出 : NH4NO3为 22.5%、(NH4)2CO3为 22.8%、NH4Cl 为 33.6%、(NH4)2CO3为 37.5%,由 此可知仅 NH4Cl 和(NH4)2CO3中
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