【教學設計】《氮的循環(huán)》（魯科）2.docx

氮的循環(huán)氮的循環(huán)（第2課時） 教材分析本課時在氮的循環(huán)基礎上，繼續(xù)學習氮循環(huán)中重要物質氨氣和銨鹽。通過實驗探究歸納氨氣和銨鹽的性質。學習銨鹽性質時采用討論和探究形式，讓學生歸納總結氨氣的制法和銨根離子的檢驗方法，并了解它們在生產(chǎn)中的應用問題。這部分的設計充分體現(xiàn)化學是以實驗為基礎的學科。還可以提高學生的實驗動手、分析思考問題、總結歸納知識點的能力。 教學目標【知識與能力目標】1、 氨氣的性質；氨氣的實驗室制法；2、 銨鹽的性質氨根離子的檢驗【過程與方法目標】通過實驗探究、討論探究培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。【情感態(tài)度價值觀目標】通過實驗讓學生體會實驗對認識研究物質性質的重要性，培養(yǎng)學生探究創(chuàng)新精神。 教學重難點【教學重點】氨氣、銨鹽的化學性質，氨氣的實驗室制法【教學難點】氨氣、銨鹽的化學性質，氨氣的實驗室制法 課前準備 多媒體課件，實驗等。 教學過程一、氨氣1物理性質色味態(tài)密度水溶性無色刺激性氣體比空氣小極易溶于水(常溫常壓1700)2.化學性質3氨水的性質(1)成分：H2O、NH3、NH3H2O、OH、NH、H。(2)弱堿性：原因：NH3H2ONH4OH，使紅色石蕊試紙變藍。(3)易分解(用方程式表示)：NH3H2ONH3H2O。4氨的用途(1)氨氣易液化，用作制冷劑。(2)用于合成氨、制硝酸、氮肥等。二、銨鹽1概念由銨根離子和酸根離子組成的鹽。2物理性質易溶于水的白色晶體。3化學性質(1)受熱易分解：NH4Cl受熱分解方程式：NH4ClNH3HCl。NH4HCO3受熱分解方程式：NH4HCO3NH3H2OCO2。(2)與堿的反應：銨鹽都能與堿反應生成氨氣。固體反應：NH4Cl與NaOH反應的化學方程式為NH4ClNaOHNH3NaClH2O。溶液中銨鹽與強堿反應的離子方程式為(加熱)NHOHNH3H2O。三、化學氮肥重點剖析1噴泉形成的原理容器內(nèi)外存在較大的壓強差，在這種壓強差的作用下，液體迅速流動，通過帶有尖嘴的導管噴出來，即形成噴泉。2使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差的兩類情況(1)容器內(nèi)氣體極易溶于水或易與溶液中的溶質發(fā)生化學反應，從而使容器內(nèi)氣壓迅速降低，如圖A。氣體HClNH3CO2、SO2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液(2)容器內(nèi)發(fā)生化學反應，產(chǎn)生氣體。從而使容器內(nèi)壓強迅速增大，促使容器內(nèi)液體迅速向外流動，形成噴泉。例如，噴霧器、人造噴泉等均是利用了此原理，如圖B。A通過擠壓膠頭滴管，使氨氣溶于水造成燒瓶內(nèi)壓強變小。BCaCO3與HCl反應，生成CO2氣體，使錐形瓶內(nèi)壓強變大。3做好氨的噴泉實驗的關鍵(1)裝置的氣密性要好，檢驗的方法是連接裝置后，打開止水夾，將玻璃管下端浸入水中，雙手捂緊圓底燒瓶，若玻璃管內(nèi)有氣泡冒出，且松開手后玻璃管內(nèi)液體回流形成一段穩(wěn)定液柱，則說明該裝置的氣密性良好。(2)圓底燒瓶必須保持干燥。(3)圓底燒瓶要盡可能集滿氣體，若氣體量不足，則難以形成噴泉。(4)燒杯內(nèi)必須裝入足量的水，以防止因水的量不足而造成噴泉現(xiàn)象停止或不發(fā)生。特別提醒用上圖A裝置進行噴泉實驗時，實驗成功的關鍵為：(1)氣體和燒瓶要干燥；(2)氣體要充滿；(3)裝置氣密性要好。典例印證例題1噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是存在壓強差。 圖1圖2圖3(1)制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中部分夾持裝置已略去)。用圖1裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是_。該實驗的原理是_。如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法：_。(2)利用圖3裝置，在錐形瓶中，分別加入足量的下列物質，反應后可能產(chǎn)生噴泉的是_。ACu與稀鹽酸BNaHCO3溶液與NaOH溶液CCaCO3與稀H2SO4DNH4HCO3與稀鹽酸(3)在圖3錐形瓶中加入酒精，把錐形瓶放入水槽中，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物質，結果也產(chǎn)生了噴泉。水槽中加入的物質可以是_。A濃硫酸B食鹽C硝酸鉀D硫酸銅(4)從產(chǎn)生噴泉的原理分析，圖1、2是_上部燒瓶內(nèi)的壓強。圖3是_下部錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(均填“增大”或“減小”)。人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述裝置圖_原理相似。解析(1)圖1引發(fā)噴泉，只需打開止水夾，擠壓膠頭滴管即可；圖2則需先打開止水夾，用熱毛巾捂圓底燒瓶，發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出后，移去熱毛巾即可。(2)能在錐形瓶內(nèi)反應產(chǎn)生氣體，壓強大于圓底燒瓶內(nèi)壓強方可，故應選NH4HCO3和鹽酸。其他要么不反應，要么反應不生成氣體或產(chǎn)生氣體很少。(3)濃H2SO4溶于水放出大量熱，使瓶內(nèi)酒精汽化也會發(fā)生噴泉。(4)圖1、2導致上部壓強減小，圖3導致下部壓強增大，人造噴泉及火山爆發(fā)均與圖3原理相似。答案(1)打開止水夾，擠壓膠頭滴管NH3溶于少量水中，使圓底燒瓶內(nèi)壓強減小，燒杯內(nèi)水噴入圓底燒瓶打開止水夾，用熱毛巾捂住圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出，移去熱毛巾。(2)D(3)A(4)減小增大3只要能使燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生一定的壓強差的氣體與液體的組合就能產(chǎn)生噴泉。1如圖所示的裝置中，燒瓶中充滿了干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b經(jīng)玻璃管呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。a(干燥氣體)b(液體)ANO2水BCO24 molL1NaOH溶液CCl2飽和NaCl溶液DNH31 molL1鹽酸(1)選項_(填“A”“B”“C”或D)為何不滿足要求？_。(2)能形成圖示噴泉實驗的氣體和液體甚多，它們需滿足的條件是_；_。例如_(氣體)和_(液體)。解析：形成噴泉最根本的原因是瓶內(nèi)外存在壓強差。當燒瓶內(nèi)氣體溶于液體或與之反應時，瓶內(nèi)氣體大量減少，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內(nèi)。如此持續(xù)，最后液體將充滿燒瓶。B和D中所列物質可完成噴泉實驗。NO2氣體雖易溶于水，但與水反應產(chǎn)生NO氣體：3NO2H2O=2HNO3NO，會出現(xiàn)“噴泉”現(xiàn)象，但燒杯內(nèi)的水只會部分進入燒瓶內(nèi)，不能幾乎充滿燒瓶；飽和氯化鈉溶液幾乎不能吸收氯氣，所以選項A和C錯誤。由以上分析可知，當氣體極易溶于液體或氣體與液體反應(一般無新氣體產(chǎn)生)時，即可形成“噴泉”，例如Cl2和NaOH溶液等。答案(1)A、CA中氣體與水反應后生成NO，溶液不能幾乎充滿整個燒瓶；C中氣體在液體中的溶解度不大，液體不能幾乎充滿燒瓶(2)氣體易溶于液體氣體與液體反應(無新氣體產(chǎn)生)Cl2NaOH溶液重點剖析1固體中NH檢驗(1)取少量樣品放入研缽中，加入固態(tài)堿進行研磨。若聞到有氨的刺激性氣味，說明樣品中含有NH。(2)取少量樣品與堿混合于試管中，然后加熱。將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍，說明樣品中含有NH；也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口，若有白煙產(chǎn)生，說明樣品中含有NH。2溶液中NH檢驗可取少量液體注入試管中，再加入濃的堿液，微熱，然后用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在管口檢驗。特別提醒為使實驗現(xiàn)象明顯，一般用濃的堿溶液與之反應，且需加熱。步驟是取樣，加濃NaOH溶液，加熱，使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍或遇蘸有濃鹽酸的玻璃棒冒白煙。典例印證例題2為檢驗一種氮肥的成分，某學習小組的同學進行了以下實驗：加熱氮肥樣品生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，另一種氣體能使澄清石灰水變渾濁。取少量該氮肥樣品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，沒有明顯變化。由此可知該氮肥的主要成分是()ANH4HCO3 BNH4ClC(NH4)2CO3 DNH4NO3解析能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體為NH3，能使澄清石灰水變渾濁的氣體為CO2，故原銨鹽為NH4HCO3或(NH4)2CO3；又由于該銨鹽不能與BaCl2反應，只能為NH4HCO3。答案A(1)一般通過檢驗NH3來確定銨鹽的存在。NH3是中學階段接觸到的唯一的堿性氣體，所以使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體一定是NH3。(2)HCO與Ba2共存，而CO與Ba2因生成BaCO3沉淀不能共存。2試管中盛有白色晶體，檢驗它是否是銨鹽的方法中不可行的是()A加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口B加氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤的酚酞試紙放在試管口C加氫氧化鈉溶液，加熱，將蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口D加氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口解析：選ANH3可使?jié)駶櫟姆犹嚰堊兗t，遇濃鹽酸生成白煙，使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；加熱銨鹽不一定有氨氣逸出。重點剖析1反應原理(化學方程式)Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O。2實驗裝置(如圖)3驗滿方法(1)將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍色，說明氨氣已收集滿。(2)用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，說明氨氣已收集滿。4干燥方法NH3是堿性氣體，一般用堿石灰干燥，裝置如下：注意不能用濃H2SO4、P2O5等酸性干燥劑干燥NH3，也不能用無水CaCl2(中性干燥劑)干燥，因為CaCl28NH3=CaCl28NH3。5收集方法向下排空氣法。6尾氣吸收尾氣吸收一般用水浸濕的棉花堵在試管口或用如圖裝置吸收。特別提醒(1)實驗室不能用加熱NH4Cl的方法制取NH3，因為生成的NH3和HCl遇冷會重新結合成NH4Cl，無法得到NH3。消石灰不能用NaOH、KOH代替，因為NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊，不利于NH3的產(chǎn)生，且高溫時易腐蝕試管。(2)用濃氨水與NaOH固體(或堿石灰)也可制取NH3；加熱濃氨水可制得少量NH3。(3)用試管收集氨氣，應在試管口塞上一團疏松的棉花，防止NH3與空氣對流。典例印證例題3甲、乙、丙三位同學分別用如圖所示三套實驗裝置及化學藥品(其中堿石灰為固體氫氧化鈉和生石灰的混合物)制取氨氣。請你參與探究，并回答下列問題：(1)三位同學制取氨氣的化學方程式為：_。(2)三位同學都用向下排空氣法收集氨氣，而不用排水法，其原因是_。A氨氣難溶于水B氨氣極易溶于水C氨氣密度比空氣大 D氨氣密度比空氣小E氨氣密度比水大 F氨氣密度比水小(3)三位同學用上述裝置制取氨氣時，其中有一位同學沒有收集到氨氣(假設他們的實驗操作都正確)，你認為沒有收集到氨氣的同學是_(填“甲”、“乙”或“丙”)，收集不到氨氣的主要原因是_用化學方程式表示。(4)檢驗氨氣是否收集滿的方法是_。A聞到有氨氣逸出B棉花被氣體沖出C用濕潤的紅色石蕊試紙在試管口檢驗，發(fā)現(xiàn)試紙變藍D用濕潤的藍色石蕊試紙在試管口檢驗，發(fā)現(xiàn)試紙變紅解析(1)反應的化學方程式為2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3。(2)氨氣密度比空氣小，易溶于水，故用向下排空氣法收集。(3)2NH3H2SO4=(NH4)2SO4，導致NH3被濃硫酸吸收，故乙收集不到NH3。(4)檢驗氨氣是否收集滿可用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍，則氨氣已收集滿。答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3(2)B、D(3)乙2NH3H2SO4=(NH4)2SO4(4)C解答圖示實驗裝置制取氣體的題目時，注意以下幾點：一看發(fā)生裝置是否有錯：實驗是否需加熱，酒精燈部位是否有錯(酒精量、外焰加熱、