高中化學(xué)人教版第四章非金屬及其化合物第四節(jié)氨硝酸硫酸

第四節(jié)硫酸、硝酸和氨第1課時教學(xué)目標(biāo)1、濃硫酸和硝酸的氧化性、氨的化學(xué)性質(zhì)。2、重視對學(xué)生知識的建構(gòu)能力的培養(yǎng)，讓同學(xué)們理解知識結(jié)構(gòu)由主干知識和基本知識構(gòu)成，主干知識作支撐。3、重視環(huán)境教育，提倡環(huán)境保護(hù)的思想。4、實驗觀察、想象分析，通過實驗來研究物質(zhì)性質(zhì)的科學(xué)方法。重點難點：濃硫酸、硝酸的強(qiáng)氧化性，氨的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)過程第四節(jié)硫酸、硝酸和氨[問題引課]：學(xué)生思考回答課本P84的【思考與交流1、2、3】。（1）它們都是酸，在水溶液中電離出H+，硫酸和硝酸是含氧酸，鹽酸是無氧酸；硫酸是二元強(qiáng)酸，硝酸和鹽酸是一元強(qiáng)酸……（2）在水溶液中都電離出氫離子。（3）從鹽酸、稀硫酸是非氧化性酸，濃硫酸或硝酸是氧化性酸的角度加以討論。一、硫酸和硝酸的氧化性[實驗激趣]：結(jié)合教科書圖4-27，以激發(fā)學(xué)生的興趣。指出濃硫酸的脫水性和吸水性（實驗中經(jīng)常做干燥劑）。[實驗演示]：演示【實驗4-8】并投影下列思考題：（1）反應(yīng)的條件是什么？（2）反應(yīng)前后溶液及銅片有哪些變化？（3）實驗發(fā)生后品紅溶液（或紫色石蕊溶液）有何變化？由此得出什么結(jié)論？盛品紅溶液試管口的棉花起什么作用？（該實驗只有在持續(xù)加熱時，才有穩(wěn)定的SO2氣流。濃硫酸與銅在加熱時能發(fā)生反應(yīng)，放出能使紫色石蕊溶液變紅或使品紅溶液褪色的氣體。反應(yīng)后生成物的水溶液顯藍(lán)色。）[討論釋疑]：濃硫酸、稀硫酸中溶質(zhì)都是H2SO4，為什么與Cu反應(yīng)的性質(zhì)有如此大的差異？分析濃硫酸的強(qiáng)氧化性的實質(zhì)。指出：濃硫酸、濃硝酸能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，但都沒有氫氣生成；常溫下，濃硫酸可使鐵、鋁等發(fā)生鈍化。指出：濃硫酸不僅能夠氧化大多數(shù)金屬，還能夠氧化非金屬：如C、S、P等。C+2H2SO4（濃）?CO2↑+2SO2↑+2H2O[例題分析]：課本P89頁4、5、7題補(bǔ)充例題：紅熱的炭與濃硫酸可發(fā)生反應(yīng)?，F(xiàn)欲設(shè)計一個實驗以驗證此反應(yīng)所生成的各種產(chǎn)物。（1）寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________（2）實驗中可供使用的試劑有：濃硫酸、稀硫酸、澄清石灰水、NaOH溶液、Ba(OH)2溶液、品紅溶液、紫色石蕊試液、溴水、酸性高錳酸鉀溶液、無水硫酸銅固體、堿石灰和無水氯化鈣固體。有一個同學(xué)按氣體的流動方向設(shè)計了一個實驗過程，其所使用的試劑次序可表示為：氣體產(chǎn)物→試劑Ⅰ→試劑Ⅱ→試劑Ⅲ→試劑Ⅱ→試劑Ⅳ試回答：①試劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為_________,_________,________,_______.②說出試劑Ⅱ使用兩次的作用分別是________________,___________________.③氣體產(chǎn)物通過試劑Ⅰ時的現(xiàn)象是_____________________________.④寫出氣體產(chǎn)物與試劑Ⅳ的離子方程式_______________________________。補(bǔ)充習(xí)題：1．向50mL濃度為18mol/L的硫酸溶液中加入足量的銅片并加熱，被還原的硫酸的物質(zhì)的量為（）A．等于B。大于小于C．等于D。小于2．相同質(zhì)量的四份銅片，分別置于足量的下列酸中，所得到的氣體的物質(zhì)的量最多的是（）A．濃硫酸B．稀硫酸C．濃硝酸D．稀硝酸3．三位學(xué)生設(shè)計了下述三個方案，并都認(rèn)為：如果觀察到的現(xiàn)象和自己設(shè)計的方案一致，即可確證試液中有SO。足量稀HClBaCl2足量稀HClBaCl2溶液試液白色沉淀沉淀不溶解BaCl2溶液BaCl2溶液足量稀HCl試液無沉淀白色沉淀Ba(NO3)Ba(NO3)2溶液足量稀HNO3試液無沉淀白色沉淀試評價上述各方案是否嚴(yán)密，并分別說明理由。答：方案甲方案乙方案丙4．濃硫酸具有A.強(qiáng)酸性B.強(qiáng)氧化性C.高沸點、低揮發(fā)性，D.脫水性，E.吸水性等性質(zhì)。以下過程主要表現(xiàn)了濃硫酸的哪些性質(zhì)?請將答案的字母分別填入括號中(1)用NaCl固體和濃H2SO4在加熱條件下制氯化氫氣體。()(2)用磷礦粉〔主要成分Ca3(PO4)2〕和硫酸反應(yīng)制磷酸。()(3)熱的濃硫酸分別與銅片、木炭和硫粉等反應(yīng)。()(4)濃硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等氣體。()(5)常溫下可以用鐵或鋁的容器貯存濃硫酸。()(6)膽礬放在盛濃硫酸的干燥器中變成白色粉末。()(7)不能用濃硫酸干燥HBr、HI和H2S等氣體。()(8)濃硫酸使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙先變紅后變黑。()5．實驗證明銅不能在低溫下與氧氣反應(yīng)，銅不與稀硫酸反應(yīng)，但工業(yè)上卻在廢銅屑與熱的稀硫酸混合物中，通入空氣制硫酸銅溶液。(1)寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)利用銅制備硫酸銅溶液還有什么方法?寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。比較哪一種方法好?為什么?6．(1)濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式是：。(2)試用下圖6—3所列各裝置設(shè)計一個實驗，來驗證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。編號①②③④裝置圖6—3這些裝置的連接順序(按產(chǎn)物氣流從左至右的方向)是(填裝置的編號)：→→→。(3)實驗時可觀察到裝置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)裝置②中所加固體藥品是，可驗證的產(chǎn)物是，確定裝置②在整套裝置中位置的理由是。(5)裝置③中所盛溶液是，可驗證的產(chǎn)物是。參考答案：1、D2、C3、方案甲、丙不嚴(yán)密，方案乙嚴(yán)密。第四節(jié)硫酸、硝酸和氨第2課時[比較學(xué)習(xí)法]：濃硫酸、硝酸的氧化性有許多相似的地方，通過比較可以加深理解、方便記憶。如濃硫酸、硝酸作氧化劑時，都是硫、氮元素被還原；都是濃的溶液氧化性比稀的溶液強(qiáng)；濃硫酸、濃硝酸都能與不活潑金屬和一些非金屬反應(yīng)；在常溫下，濃硫酸、濃硝酸都能使鐵、鋁表面氧化生成牢固的氧化物薄膜，從而阻止酸與內(nèi)層金屬的反應(yīng)等。[實驗觀察]：Cu與濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)的比較：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O觀察現(xiàn)象：①產(chǎn)生無色氣體。②溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。③銅在不斷的溶解。此氣體遇空氣變?yōu)榱思t棕色，所以無色氣體是NO。結(jié)論：銅和稀硝酸常溫下反應(yīng)比較緩慢。C+4HNO3（濃）?4NO2↑+CO2↑+2H2O現(xiàn)象：①產(chǎn)生紅棕色氣體。②溶液由無色變?yōu)榫G色。③銅在不斷溶解。結(jié)論：銅和濃硝酸常溫下反應(yīng)劇烈。[錯誤點撥]：硝酸愈稀被還原的程度愈大，說明硝酸愈稀氧化能力愈強(qiáng)。指出：硫酸、硝酸都是濃的溶液氧化性比稀的溶液強(qiáng)，不看被還原的程度大小。同樣，金屬還原性的強(qiáng)弱，只看失去電子的難易，不看失電子的多少。[資料介紹]：王水的成分：濃硝酸與濃鹽酸的混合物，其體積比為1：3。氧化能力極強(qiáng)，可溶解金和鉑。[知識拓寬]：鎂、鋅等金屬與不同濃度的硝酸作用能得到氮的不同低價態(tài)的還原產(chǎn)物。例如，當(dāng)硝酸中HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%～33%時，反應(yīng)按下式進(jìn)行：4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑。若硝酸更稀，反應(yīng)會生成氨，氨與過量的硝酸進(jìn)一步反應(yīng)生成硝酸銨。4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O。[例題分析]：1。在標(biāo)準(zhǔn)狀況時，把NO2和O2按4:1的體積比混合使其充滿一個大試管，把大試管倒立于水中，水面逐漸上升，最后試管中溶液的物質(zhì)的量濃度（不考慮試管中溶液擴(kuò)散）為（）A.0.8B.0.72C補(bǔ)充兩個重要的關(guān)系式：4NO2-----O2，4NO------3O22．用廢銅屑和工業(yè)硝酸為原料，制取硝酸銅，請設(shè)計2~3個方案，并對實驗方案進(jìn)行評價。補(bǔ)充習(xí)題：1．Murad等三位教授最早提出了NO分子在人體內(nèi)有獨特功能，近年來他們在此研究領(lǐng)域有很大進(jìn)展，因此這三位教授榮獲了1998年諾貝爾獎。關(guān)于NO的下列敘述不正確的是（）A、NO可以是某些含低價態(tài)氮物質(zhì)的氧化產(chǎn)物B、NO不是亞硝酸的酸酐C、NO可以是某些含高價氮物質(zhì)的還原產(chǎn)物D、NO是紅棕色氣體2．某氮的氧化物和CO在催化劑的作用下充分反應(yīng)，生成N2和CO2。若測得N2和CO2的物質(zhì)的量之比為1:2，則該N的氧化物是（）A、N2OB、NOC、NO2D、N2O53．某金屬硝酸鹽受熱分解生成金屬氧化物、二氧化氮和氧氣。若生成的二氧化氮和氧氣的物質(zhì)的量之比為8∶1，則金屬元素的化合價在反應(yīng)過程中的變化是（）A升高 B降低 C不變 D無法確定4．和HNO3溶液恰好完全反應(yīng)，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O，則末被還原的HNO3的物質(zhì)的量是A、B、C、D、5.已知2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2↑+O2↑,現(xiàn)把Cu(NO3)摩緩慢加熱直到分解完全,用排水法收集產(chǎn)生的氣體于試管中,下列描述正確的是A.水仍充滿試管B.試管中可收集到0.112升無色氣體(標(biāo)況)C.向試管中滴入石蕊試液顯紅色D.向試管中加入鋅?？僧a(chǎn)生燃性氣體6．常溫下30mlNO2和10mlNO的混合氣體通入足量的飽和NaHCO3溶液中，將逸出的氣體通過裝有足量Na2O2的干燥管。（1）從干燥管逸出的氣體是_______________，體積是___________。（2）若NO2和NO的體積比大于3:1，則逸出的氣體是____________。（3）若NO2和NO的體積比小于3:1，則逸出的氣體是____________。7．汽車尾氣（含有碳?xì)浠衔?、CO、SO2和NO等）是城市空氣污染的污染源之一。綜合治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)化器”（用鉑、鈀合金做催化劑）。它的特點是使CO和NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，并促使碳?xì)浠衔锍浞秩紵岸趸虻霓D(zhuǎn)化。認(rèn)為汽車尾氣的過多排放可能引起的主要環(huán)境問題有和。寫出CO和NO在催化劑存在的條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式。，控制城市空氣污染的方法有：。A開發(fā)利用氫能源B使用電動車C植樹造林D戴上呼吸面具參考答案：1、D2、B3、B4、D5、AC第四節(jié)硫酸、硝酸和氨第3課時[知識補(bǔ)充]：介紹氨分子結(jié)構(gòu)，呈三角錐形。氨易液化，液化的同時放出大量的熱。液態(tài)氨汽化時要吸收大量的熱，因此常用作致冷劑，舉例說明液氨的用途。如：首都體育館的制冷設(shè)備。[遷移試問]：NH3和H2O互溶解的情況如何？[實驗演示]：演示【實驗4-8】觀察實驗現(xiàn)象并根據(jù)實驗現(xiàn)象分析下列問題：（1）燒瓶內(nèi)為什么會形成噴泉？（2）溶液為什么變成紅色？[強(qiáng)調(diào)指出]：只要能夠引起燒瓶內(nèi)氣壓迅速下降的情況，都可以產(chǎn)生噴泉。[深化知識]：氨溶于水使酚酞溶液變紅，說明產(chǎn)生了一種新物質(zhì)即一水合氨，是弱堿，氨水具有堿性。它能夠部分電離出銨根離子和氫氧根離子。NH3+H2O?NH3·H2O?NH4++OH-NH3·H2O?NH3+H2O氨與酸反應(yīng),演示“魔棒生煙或者空杯生煙”，并加以解釋。NH3+HCl=NH4Cl補(bǔ)充NH3與O2的反應(yīng)：4NH3+5O2=4NO+6H2O從氧化還原的角度分析氨的催化氧化。銨鹽的不穩(wěn)定性：參照課本內(nèi)容銨鹽的檢驗：加強(qiáng)堿共熱，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能夠使紅色石蕊試紙變藍(lán)。方程式訓(xùn)練。NH3的實驗室制法：展示裝置，2H4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H3+22O補(bǔ)充實驗室快速制取NH3的方法：（1）加熱濃氨水制氨氣。在燒瓶中加入2～4mL濃氨水，加熱即可得到氨氣。此法也可用于做噴泉實驗。（2）在常溫下，用濃氨水與固體燒堿混合制氨氣。方法是：在分液漏斗中加入濃氨水，在錐形瓶中加入少量固體氫氧化鈉（約一小藥匙），按下圖所示安裝好裝置。將濃氨水慢慢滴入錐形瓶，待冒出較多的氣泡時，用向下排氣法收集氨氣。實驗時要控制好濃氨水的滴入速度，分液漏斗的活塞不要開得太大，以免產(chǎn)生氨氣過多而沖開錐形瓶的塞子。此法的裝置和操作都很簡便，而且制得的氨氣濃度也比較大，做“噴泉”實驗效果比較好?，F(xiàn)象：燒杯里的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，燒瓶內(nèi)液體呈紅色。制取氨氣實驗裝置圖如下：介紹NH3的用途。自學(xué)大自然中氮的循環(huán)。課本P88的【思考與交流】。氮是蛋白質(zhì)的基本組成元素之一。所有生物體內(nèi)均含有蛋白質(zhì)，所以氮的循環(huán)涉及到生物圈的全部領(lǐng)域。氮是地球上極為豐富的一種元素，在大氣中約占79%。氮在空氣中含量雖高，卻不能為多數(shù)生物體所直接利用，必須通過固氮作用。固氮作用的兩條主要途徑，一是通過閃電等高能固氮，形成的氨和硝酸鹽，隨降水落到地面；二是生物固氮，如豆科植物根部的根瘤菌可使氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等。植物從土壤中吸收銨離子（銨肥）和硝酸鹽，并經(jīng)復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化形成各種氨基酸，然后由氨基酸合成蛋白質(zhì)。動物以植物為食而獲得氮并轉(zhuǎn)化為動物蛋白質(zhì)。動植物死亡后遺骸中的蛋白質(zhì)被微生物分解成銨離子（NH4+）、硝酸根離子（NO3-）和氨（NH3）又回到土壤和水體中，被植物再次吸收利用。[例題分析]：1、氨水與液氨有什么不同？（液氨是純凈物，只有氨分子。氨水是混合和，其中有NH3·H2O、NH3、H2O、NH4、OH。）2、已知A、B、C、D是短周期中的4種非金屬元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子形成的離子就是一個質(zhì)子。又知，①B單質(zhì)在高溫下可從A與D組成的某種化合物中置換出A，同時生