《氮的循環(huán)》示范課教學(xué)設(shè)計(jì)【高中化學(xué)必修1魯教版】

4/4《氮的循環(huán)》教學(xué)設(shè)計(jì)氮的循環(huán)（第2課時(shí)）教材分析教材分析本課時(shí)在氮的循環(huán)基礎(chǔ)上，繼續(xù)學(xué)習(xí)氮循環(huán)中重要物質(zhì)——氨氣和銨鹽。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究歸納氨氣和銨鹽的性質(zhì)。學(xué)習(xí)銨鹽性質(zhì)時(shí)采用討論和探究形式，讓學(xué)生歸納總結(jié)氨氣的制法和銨根離子的檢驗(yàn)方法，并了解它們?cè)谏a(chǎn)中的應(yīng)用問(wèn)題。這部分的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。還可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手、分析思考問(wèn)題、總結(jié)歸納知識(shí)點(diǎn)的能力。教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與能力目標(biāo)】氨氣的性質(zhì)；氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法；銨鹽的性質(zhì)氨根離子的檢驗(yàn)【過(guò)程與方法目標(biāo)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、討論探究培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。【情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)】通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)對(duì)認(rèn)識(shí)研究物質(zhì)性質(zhì)的重要性，培養(yǎng)學(xué)生探究創(chuàng)新精神。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】氨氣、銨鹽的化學(xué)性質(zhì)，氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法【教學(xué)難點(diǎn)】氨氣、銨鹽的化學(xué)性質(zhì)，氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法課前準(zhǔn)備課前準(zhǔn)備多媒體課件，實(shí)驗(yàn)等。教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程一、氨氣1．物理性質(zhì)色味態(tài)密度水溶性無(wú)色刺激性氣體比空氣小極易溶于水(常溫常壓1∶700)2.化學(xué)性質(zhì)3．氨水的性質(zhì)(1)成分：H2O、NH3、NH3·H2O、OH－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋。(2)弱堿性：①原因：NH3·H2ONH＋4＋OH－，②使紅色石蕊試紙變藍(lán)。(3)易分解(用方程式表示)：NH3·H2ONH3↑＋H2O。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(zhì)易溶于水的白色晶體。3．化學(xué)性質(zhì)(1)受熱易分解：①NH4Cl受熱分解方程式：NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑。②NH4HCO3受熱分解方程式：NH4HCO3eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑。(2)與堿的反應(yīng)：銨鹽都能與堿反應(yīng)生成氨氣。固體反應(yīng)：NH4Cl與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋NaCl＋H2O。溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式為(加熱)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。三、化學(xué)氮肥[重點(diǎn)剖析]1．噴泉形成的原理容器內(nèi)外存在較大的壓強(qiáng)差，在這種壓強(qiáng)差的作用下，液體迅速流動(dòng)，通過(guò)帶有尖嘴的導(dǎo)管?chē)姵鰜?lái)，即形成噴泉。2．使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差的兩類(lèi)情況(1)容器內(nèi)氣體極易溶于水或易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣體。從而使容器內(nèi)壓強(qiáng)迅速增大，促使容器內(nèi)液體迅速向外流動(dòng)，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(guò)擠壓膠頭滴管，使氨氣溶于水造成燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變小。B．CaCO3與HCl反應(yīng)，生成CO2氣體，使錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變大。3．做好氨的噴泉實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵(1)裝置的氣密性要好，檢驗(yàn)的方法是連接裝置后，打開(kāi)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(kāi)手后玻璃管內(nèi)液體回流形成一段穩(wěn)定液柱，則說(shuō)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(mǎn)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(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵為：(1)氣體和燒瓶要干燥；(2)氣體要充滿(mǎn)；(3)裝置氣密性要好。[典例印證][例題1]噴泉是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。圖1圖2圖3(1)制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)(圖中部分夾持裝置已略去)。①用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已充滿(mǎn)干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是___________________。該實(shí)驗(yàn)的原理是________________。②如果只提供如圖2的裝置，請(qǐng)說(shuō)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(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是________。A．Cu與稀鹽酸B．NaHCO3溶液與NaOH溶液C．CaCO3與稀H2SO4D．NH4HCO3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(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生了噴泉。水槽中加入的物質(zhì)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?jī)?nèi)的壓強(qiáng)。圖3是________下部錐形瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)(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(kāi)止水夾，擠壓膠頭滴管即可；圖2則需先打開(kāi)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?jī)?nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氣體，壓強(qiáng)大于圓底燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)方可，故應(yīng)選NH4HCO3和鹽酸。其他要么不反應(yīng)，要么反應(yīng)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?jī)?nèi)酒精汽化也會(huì)發(fā)生噴泉。(4)圖1、2導(dǎo)致上部壓強(qiáng)減小，圖3導(dǎo)致下部壓強(qiáng)增大，人造噴泉及火山爆發(fā)均與圖3原理相似。[答案](1)①打開(kāi)止水夾，擠壓膠頭滴管NH3溶于少量水中，使圓底燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯內(nèi)水噴入圓底燒瓶②打開(kāi)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?jī)?nèi)外產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)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(mǎn)了干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶?jī)?nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開(kāi)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(mǎn)燒瓶。a(干燥氣體)b(液體)ANO2水BCO24mol·L－1NaOH溶液CCl2飽和NaCl溶液DNH31mol·L－1鹽酸(1)選項(xiàng)______(填“A”“B”“C”或D)為何不滿(mǎn)足要求？___________。(2)能形成圖示噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和液體甚多，它們需滿(mǎn)足的條件是①____________；②__________。例如______(氣體)和____________________(液體)。解析：形成噴泉最根本的原因是瓶?jī)?nèi)外存在壓強(qiáng)差。當(dāng)燒瓶?jī)?nèi)氣體溶于液體或與之反應(yīng)時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體大量減少，壓強(qiáng)降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶?jī)?nèi)。如此持續(xù)，最后液體將充滿(mǎn)燒瓶。B和D中所列物質(zhì)可完成噴泉實(shí)驗(yàn)。NO2氣體雖易溶于水，但與水反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，會(huì)出現(xiàn)“噴泉”現(xiàn)象，但燒杯內(nèi)的水只會(huì)部分進(jìn)入燒瓶?jī)?nèi)，不能幾乎充滿(mǎn)燒瓶；飽和氯化鈉溶液幾乎不能吸收氯氣，所以選項(xiàng)A和C錯(cuò)誤。由以上分析可知，當(dāng)氣體極易溶于液體或氣體與液體反應(yīng)(一般無(wú)新氣體產(chǎn)生)時(shí)，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(yīng)后生成NO，溶液不能幾乎充滿(mǎn)整個(gè)燒瓶；C中氣體在液體中的溶解度不大，液體不能幾乎充滿(mǎn)燒瓶(2)①氣體易溶于液體②氣體與液體反應(yīng)(無(wú)新氣體產(chǎn)生)Cl2NaOH溶液[重點(diǎn)剖析]1．固體中NHeq\o\al(＋,4)檢驗(yàn)(1)取少量樣品放入研缽中，加入固態(tài)堿進(jìn)行研磨。若聞到有氨的刺激性氣味，說(shuō)明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)。(2)取少量樣品與堿混合于試管中，然后加熱。將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍(lán)，說(shuō)明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)；也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口，若有白煙產(chǎn)生，說(shuō)明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)。2．溶液中NHeq\o\al(＋,4)檢驗(yàn)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(rùn)的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在管口檢驗(yàn)。[特別提醒]為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，一般用濃的堿溶液與之反應(yīng)，且需加熱。步驟是①取樣，②加濃NaOH溶液，③加熱，④使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)或遇蘸有濃鹽酸的玻璃棒冒白煙。[典例印證][例題2]為檢驗(yàn)一種氮肥的成分，某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：①加熱氮肥樣品生成兩種氣體，其中一種氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，另一種氣體能使澄清石灰水變渾濁。②取少量該氮肥樣品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，沒(méi)有明顯變化。由此可知該氮肥的主要成分是()A．NH4HCO3B．NH4ClC．(NH4)2CO3D．NH4NO3[解析]能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)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(yīng)，只能為NH4HCO3。[答案]A(1)一般通過(guò)檢驗(yàn)NH3來(lái)確定銨鹽的存在。NH3是中學(xué)階段接觸到的唯一的堿性氣體，所以使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體一定是NH3。(2)HCOeq\o\al(－,3)與Ba2＋共存，而COeq\o\al(2－,3)與Ba2＋因生成BaCO3沉淀不能共存。2．試管中盛有白色晶體，檢驗(yàn)它是否是銨鹽的方法中不可行的是()A．加熱，將濕潤(rùn)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(rùn)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(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口解析：選ANH3可使?jié)駶?rùn)的酚酞試紙變紅，遇濃鹽酸生成白煙，使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)；加熱銨鹽不一定有氨氣逸出。[重點(diǎn)剖析]1．反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。2．實(shí)驗(yàn)裝置(如圖)3．驗(yàn)滿(mǎn)方法(1)將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍(lán)色，說(shuō)明氨氣已收集滿(mǎn)。(2)用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙生成，說(shuō)明氨氣已收集滿(mǎn)。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(wú)水CaCl2(中性干燥劑)干燥，因?yàn)镃aCl2＋8NH3=CaCl2·8NH3。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(shí)驗(yàn)室不能用加熱NH4Cl的方法制取NH3，因?yàn)樯傻腘H3和HCl遇冷會(huì)重新結(jié)合成NH4Cl，無(wú)法得到NH3。消石灰不能用NaOH、KOH代替，因?yàn)镹aOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊，不利于NH3的產(chǎn)生，且高溫時(shí)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(yīng)在試管口塞上一團(tuán)疏松的棉花，防止NH3與空氣對(duì)流。[典例印證][例題3]甲、乙、丙三位同學(xué)分別用如圖所示三套實(shí)驗(yàn)裝置及化學(xué)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(qǐng)你參與探究，并回答下列問(wèn)題：(1)三位同學(xué)制取氨氣的化學(xué)方程式為：_______________________。(2)三位同學(xué)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(xué)用上述裝置制取氨氣時(shí)，其中有一位同學(xué)沒(méi)有收集到氨氣(假設(shè)他們的實(shí)驗(yàn)操作都正確)，你認(rèn)為沒(méi)有收集到氨氣的同學(xué)是____(填“甲”、“乙”或“丙”)，收集不到氨氣的主要原因是______________用化學(xué)方程式表示。(4)檢驗(yàn)氨氣是否收集滿(mǎn)的方法是________________。A．聞到有氨氣逸出B．棉花被氣體沖出C．用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)谠嚬芸跈z驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)D．用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙?jiān)谠嚬芸跈z驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試紙變紅[解析](1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。(2)氨氣密度比空氣小，易溶于水，故用向下排空氣法收集。(3)2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4，導(dǎo)致NH3被濃硫酸吸收，故乙收集不到NH3。(4)檢驗(yàn)氨氣是否收集滿(mǎn)可用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口，若試紙變藍(lán)，則氨氣已收集滿(mǎn)。[答案](1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(2)B、D(3)乙2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4(4)C解答圖示實(shí)驗(yàn)裝置制取氣體的題目時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：一看發(fā)生裝置是否有錯(cuò)：①實(shí)驗(yàn)是