《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》學(xué)案2

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111第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 課標(biāo)解讀課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)了解氨及銨鹽的主要性質(zhì),認(rèn)識其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。1.了解氨的物理性質(zhì),掌握氨的化學(xué)性質(zhì);2.了解銨鹽的性質(zhì);3.掌握銨根離子的檢驗(yàn)方法。高考資源網(wǎng)知識再現(xiàn) w.w.w.g.k.x.x.c.o.m1 氨分子的結(jié)構(gòu)寫出氨的化學(xué)式、電子式和結(jié)構(gòu)式，_。氨分子氮的化合價(jià)為_，分子中含有_（極性、非極性）鍵，鍵角為_，分子構(gòu)型為_，氨分子為_（極性、非極性）分子。2 氨的物理性質(zhì)氨是沒有顏色、有_氣味的氣體；密度比空氣_；_溶于水且能快速溶解，在常溫、常壓下1體積水能溶解_體積氨。證明氨極易溶于水的實(shí)驗(yàn)是_。3 氮的噴泉實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)操作：（2）實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象：（3）為什么【實(shí)驗(yàn)1】能形成噴泉？ 當(dāng)擠壓滴管的膠頭，膠頭滴管中的水進(jìn)入燒瓶，氨迅速溶解，使燒瓶內(nèi)_減小，在_作用下，燒杯內(nèi)的水迅速進(jìn)入燒瓶形成噴泉。4 氨的化學(xué)性質(zhì)（1）氨與水反應(yīng)氨溶于水時(shí)，大部分NH3與H2O結(jié)合，形成NH3H2O。NH3H2O可以部分電離生成_和_，所以氨水顯堿性，它能使酚酞試液變紅。請寫出有關(guān)方程式：_。（2）氨與酸反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)2】w.w.w.g.k.x.x.c.o.m實(shí)驗(yàn)步驟：_；觀察到的現(xiàn)象：_；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：揮發(fā)性的強(qiáng)酸與氨氣在空氣中相遇便產(chǎn)生_的現(xiàn)象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨氣均有該現(xiàn)象產(chǎn)生，而H2SO4、H3PO4無此現(xiàn)象。（3）氨的還原性 工業(yè)上利用氨在催化劑（如鉑等）存在的情況下跟氧氣反應(yīng)來制取硝酸。寫出有關(guān)化學(xué)方程式，并指出反應(yīng)的氧化劑、還原劑。 _5常見的銨鹽有：_、_、_。銨鹽是_溶于水的_色晶體。 （1）銨鹽的受熱分解 氯化銨、碳酸氫銨受熱會發(fā)生分解反應(yīng)，特別是碳酸氫銨在_以上即可分解，寫出有關(guān)化學(xué)方程式。 _ _ （2）銨鹽與堿反應(yīng) 寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式： I硫酸銨與氫氧化鈉溶液反應(yīng)； II硝酸銨與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 銨鹽遇堿會產(chǎn)生_,其離子方程式為_。 （3）NH3的實(shí)驗(yàn)室制法 實(shí)驗(yàn)室一般用_或_與_混合加熱來制取氨氣，不用硝銨或碳銨的原因是_；不用NaOH，KOH的原因是_。 氨氣的收集與驗(yàn)滿：用_收集，并用_檢驗(yàn)氨所是否收集滿。6 化學(xué)氮肥（1）化學(xué)氮肥主要包括銨態(tài)氮肥（主要成分為_）、硝態(tài)氮肥（主要成分為_）和有機(jī)態(tài)氮肥尿素_。(2)銨態(tài)氮肥常見的銨態(tài)氮肥如_是歷史上最長的氮肥。如何科學(xué)儲存和施用銨態(tài)氮肥？_銨鹽受熱易_，在儲存銨鹽時(shí)，應(yīng)密封包裝并放在_通風(fēng)處。施肥時(shí)，應(yīng)將其埋在土下以保持肥效，且不能跟_物質(zhì)如_、_等混合施用。尿素和復(fù)合化肥尿素的分子式_，它的含氮量高達(dá)_，是目前含氮量最高的氮肥。尿素作為氮肥有什么優(yōu)點(diǎn)？_工業(yè)上是怎樣合成尿素的？_復(fù)合化肥：目前使用較多的主要是含氮和磷的一類復(fù)合化肥。如磷酸一銨（NH4H2PO4）和磷酸二銨（NH4）2HPO4等。例題解析w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【例1】如圖，實(shí)驗(yàn)形成的“噴泉”的顏色為紅色。請回答下列問題：燒杯內(nèi)裝的是什么氣體？為什么會產(chǎn)生此種現(xiàn)象？在實(shí)驗(yàn)中即使每一步都無誤，噴泉停止后，燒瓶也不能被水充滿，為什么？【解析】因?yàn)闅怏w遇酚酞試液變紅，必為堿性氣體NH3。此現(xiàn)象包含兩層含意：一是“噴泉”，二是“紅色”。當(dāng)小滴管中的水進(jìn)入燒瓶后，由于NH3極易溶于水（1 ：700），使燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，當(dāng)其壓強(qiáng)小于大氣壓時(shí)，燒杯中的水被壓入燒瓶，進(jìn)入燒瓶的水進(jìn)一步溶解NH3，使燒瓶中的壓強(qiáng)急劇下降，水會越來越迅速地沿尖嘴導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶內(nèi)而形成“噴泉”的現(xiàn)象，直至燒瓶內(nèi)的NH3完全溶解為止。NH3 + H2O NH3H2O NH4+ + OH-而使酚酞變紅，從而產(chǎn)生紅色的噴泉。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m因?yàn)镹H3極易溶于水，只能用向下排空氣法收集，這樣很難使NH3充滿燒瓶，其中會殘留少量空氣，所以噴泉停止時(shí)，燒瓶內(nèi)一般不能充滿水。【例2】某同學(xué)學(xué)習(xí)了氨的催化氧化反應(yīng)后，想自己設(shè)計(jì)并做一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，探究氨在催化劑的作用下被空氣中的氧氣氧化的情況。經(jīng)過仔細(xì)考慮，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請你認(rèn)真分析他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，然后回答問題：實(shí)驗(yàn)方法：在錐形瓶中加入濃氨水，然后將鉑絲加熱到紅熱狀態(tài)，將紅熱的鉑絲插入錐開瓶中，觀察現(xiàn)象。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m（1）該同學(xué)想探究氨的催化氧化，他為什么選擇濃氨水？若想快速看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，應(yīng)向濃氨水中加入什么物質(zhì)或進(jìn)行什么操作？（2）你推測他會看到什么現(xiàn)象？為什么？【解析】濃氨水具有揮發(fā)性，揮發(fā)出氨氣，氨在催化劑和加熱的條件下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙。 氨水除具有堿性外，還具有易揮發(fā)性，且濃度越大越易揮發(fā)，溫度越高越易揮發(fā)。所以，氨水保存時(shí)要注意密封，且放到低溫處保存。 由于氨水具有易揮發(fā)性，因此，向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱是實(shí)驗(yàn)室中制備氨氣的一種簡便快捷的方法。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【答案】（1）濃氨水具有揮發(fā)性，可以揮發(fā)出氨氣，進(jìn)行氨的催化氧化實(shí)驗(yàn)；該同學(xué)可向濃氨水中加入氫氧化鈉或加熱來加快濃氨水的揮發(fā)。（2）該同學(xué)會看到有紅棕色氣體出現(xiàn)，隨后又消失，然后出現(xiàn)白煙；原因是氨在催化劑的加熱的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮，二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸（具有揮發(fā)性），硝酸遇到氨氣產(chǎn)生大量的白煙?！纠?】能鑒別Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四種溶液（可以加熱）的一種試劑是（ ）ABaCl2 B.Ba(NO3)2 C.Ba(OH)2 D.AgNO3【解析】NH4+的檢驗(yàn)方法是：將待檢物取出少量置于試管中，加入NaOH溶液后，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙?jiān)诠芸跈z驗(yàn)，若試紙變藍(lán)色，則證明待檢物中含銨鹽（NH4+）：NH4+ + OH- NH3 + H2O 上述四種物質(zhì)中，有兩種含NH4+，另有兩種含SO42-，SO42-的檢驗(yàn)用Ba2+,所以選擇Ba(OH)2來鑒別。將Ba(OH)2溶液分別加入到上述四種溶液中的現(xiàn)象分別為：只有白色沉淀；只有刺激性氣味的氣體；無現(xiàn)象；既有白色沉淀又有刺激性氣味的氣體?！敬鸢浮緾 w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【例4】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了一瓶白色固體，加入水中迅速溶解，加入CaCl2溶液中無任何現(xiàn)象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成；加熱時(shí)有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；加熱固體粉末，發(fā)現(xiàn)有氣體和水滴生成，最后不留任何殘?jiān)?。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)的白色固體是什么？你能幫助他分析產(chǎn)生這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因嗎？并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式?！窘馕觥抗腆w加入CaCl2溶液中任何現(xiàn)象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成，說明白色固體中有HCO3-；加熱反應(yīng)后的溶液，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，說明白色固體中有NH4+。所以，白色固體為碳酸氫銨。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【答案】白色固體為碳酸氫銨；HCO3-與OH-反應(yīng)生成CO32-和水，CO32-與Ca2+反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，沉淀消失；加熱碳酸氫銨，碳酸氫銨完全分解生成氨氣、二氧化碳和水，最后無殘?jiān)Ｓ唷?有關(guān)的化學(xué)方程式為： NH4HCO3 + Ca(OH)2 NH3 + CaCO3 + 2H2O NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O【例5】下圖表示A、B、C、D、E五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖。其中A、B、C、D常溫下都是氣體，B為紅棕色，寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式和各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。ADCADBE催化劑高溫、高壓閃電O2O2H2OCu催化劑O2（1）各物質(zhì)的化學(xué)式 A_ B_ C_ D_ E_（2）各步反應(yīng)的化學(xué)方程式 AC _ D C _ B E _ E C _ C B _【解析】本題的突破口B為紅棕色，B是NO2，C與O2能生成氣體B，故C為NO。E在常溫下不是氣體，故E為HNO3，由圖轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)一步分析知A為N2，D為NH3。【答案】略。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m【例6】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用以下氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，請根據(jù)情況，填寫燒瓶中溶液的物質(zhì)的量濃度（假設(shè)燒瓶中溶質(zhì)不能擴(kuò)散出來）。（1）用氯化氫氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；（2）用NH3做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；（3）用NO2氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，噴泉結(jié)束后，水充至燒瓶容積的2/3處，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；（4）用NO2和O2按4 ：1體積比混合，噴泉結(jié)束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質(zhì)的量濃度為_；【解析】（1）由于HCl氣體極易溶于水，最終所得溶液的體積和原HCl氣體的體積相等，即相當(dāng)于V L溶液中溶解了HCl氣體：（設(shè)燒瓶體積為V L），溶液的物質(zhì)的量濃度為：molL-1=0.045 molL-1。（2）由于NH3也極易溶于水，最終所得溶液的體積和原NH3的體積是相等的。故所得溶液的物質(zhì)的量濃度也為 molL-1，約為0.045 molL-1。（3）由反應(yīng)方程式3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO知，NO2氣體有2/3被氧化成HNO3，噴泉結(jié)束后所得溶液的體積亦為原NO2氣體體積的2/3，故該溶液的物質(zhì)的量濃度為 molL-1，約為0.045 molL-1。w.w.w.g.k.x.x.c.o.m（4）由反應(yīng)方程式4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3知，NO2與HNO3的物質(zhì)的量相等，NO2的體積占混合氣體總體積的4/5，即相當(dāng)于1L溶液中溶有的HNO3為：，約為0.036mol，其物質(zhì)的量濃度為0.036 molL-1?！敬鸢浮恳娊馕?11