高二化学教案：第13讲-氮及其化合物

高二化学教案：第13讲-氮及其化合物

辅导教案 学员姓名： 学科教师： 年 级： 辅导科目：化学 授课日期 ××年××月××日 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 氮及其化合物 教学内容 本次课的重点、难点，需要掌握的方法技巧 1.重点：氨及铵盐的化学性质 实验室制取氨气的化学原理 2..难点：制取氨气的化学原理 3.方法技巧：通过问题的分析与讨论，了解氨的制备方法，并掌握氨和铵盐的主要性质 问题导入 氯水的成分有哪些？氨水的成分有哪些？ 【教学建议】：抢答。回答最好者 3分，其次 2分，最后 1分 知识梳理 一、氮气（N2 ） 1．氮元素在自然界中的存在形式： 既有游离态又有化合态．空气中含 N2 78％(体积分数) ；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素 是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素． 【教学建议】：提问孩子构成蛋白质的基本元素。回答最好者 3分，其次 2分，最后 1分。 2．物理性质 氮气是一种无色、无味、难溶于水，密度比空气略小的气体。在常压下，经降温后，氮气变成无色液体， 再变成雪花状固体． 3．氮气分子的结构 电子式： ；结构式：N≡N 由于 N2分子中的 N≡N键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定．不活泼． 4．氮气的化学性质 （1）与金属反应 化学方程式： N2+3Mg 点燃 Mg3N2 Mg3N2+3H2O→3Mg(OH)2+2NH3 【教学建议】：让孩子们思考：如果Mg3N2 和 HCl反应，所得到的盐的成分有几种？回答最好者 3分， 其次 2分，最后 1分。 （2）与非金属反应（Mg） ①与氢气反应 化学方程式：N +3H 2NH2 2 3  高温高压 催化剂 说明 该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理． 【教学建议】：提问合成氨的催化剂是什么？抢答形式，加 1分。 ②与氧气反应 化学方程式： N2+O2 放电 2NO 说明 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应． [问题探究] 农谚中有“．雷雨发庄稼．．．．．”．一说，你能解释其中的道理吗？ N2→NO→ NO2→HNO3 【教学建议】：根据上述关系图，书写化学反应方程式。回答最好者 3分，其次 2分，最后 1分。 5．氮气的用途： ①化工原料：合成氨，制硝酸； ②保护气：代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化； 在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发； 保存粮食．水果等食品，以防止腐烂； ③冷冻剂：医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术； 利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能． 6．氮的固定： 将空气中游离态的氮变成化合态的过程。 ① 大气固氮 N2→ NO→ NO2→HNO3 固氮的方法 ② 生物固氮 ③ 人工固氮 2 2 3N +3H 2NH 高温高压 催化剂 【教学建议】：提问：氨气的催化氧化是不是固氮？抢答形式，加 1分。 二、氨气和铵盐 （一）氨气（NH3） 1．氨分子结构：NH3的电子式为 ， 结构式为 ， 氨分子的结构为三角锥形，N原子位于锥顶，三个 H原子位于锥底，键角 107.3°， 是极性分子． 【教学建议】：教师进行归纳常考的三角锥型的物质（H3O+、NF3）等。 2．氨的物理性质 ： 氨气为无色．有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，极易溶于水（在常温．常压下，1体积水 中能 溶解约 700体积的氨气），氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越高，密度越小。 3．氨的化学性质： （1）与水反应，溶液呈碱性：NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH a．氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色． NH3·H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出： b．氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯净物)，其中含有 3种分子(NH3．NH3·H2O．H2O) 和 3种离子(NH4 ＋和 OH－．极少量的 H＋)． c．氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水． 通常把氨水盛装在玻璃容器．橡皮袋．陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里． 强调：d．有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以 NH3·H2O形式存在，但计算时仍以 NH3作溶质． （2）与酸反应 a．氨气与挥发性酸(浓盐酸．浓硝酸等)反应： 因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之—． HCl+NH3 NH4Cl （当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟．这种白烟是氨水 中挥发出来的 NH3与盐酸挥发出来的 HCl化合生成的 NH4C1晶体小颗粒．） NH3+HNO3 NH4NO3 【教学建议】：提问：和硝酸反应的现象是什么？抢答形式，加 1分。 b．氨气与不挥发性酸(如 H2SO4．H3PO4等)反应时，无白烟生成． H2SO4+2NH3  (NH4)2SO4 （3）还原性 NH3分子中氮元素呈－3价，具有还原性，能在一定条件下与 O2．Cl2．CuO等反应，被它们 氧化： a．与氯气反应： 2NH3＋3Cl2  N2+6HCl 8NH3 + 3Cl2 N2 + 8 NH4Cl (检查氯气是否泄漏) b．与氧气反应： 4NH3 + 5O2  高温高压催化剂 4NO + 6H2O （催化剂：铂铑合金或三氧化二铬） 说明 这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业上制硝酸的反应原理之一． c．与氧化铜反应： 2NH3＋3CuO  3Cu+N2 + 3H2O 4．氨气的实验室制法 （1）原理：固态铵盐[如 NH4Cl、(NH4)2SO4等]与消石灰或生石灰加热反应： 2NH4Cl＋Ca(OH)2  CaCl2＋2NH3↑＋2H2O （2）发生装置：固+固+加热型，与制备 氧气 相似； （3）收集：只能向下排空气法 。（需要添加棉花） （4）干燥：在干燥管中盛放碱石灰作干燥剂。 【教学建议】：教师对碱石灰进行强调，并补充不能用无水氯化钙代替。 因为会反应生成 CaCl2▪8NH3 （5）验满：a．用湿润的红色石蕊试纸放在瓶口，若变蓝，则满； b．用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，若产生白烟，则满。 ◎氨气的快速制氨气的方法： A.直接加热浓氨水 NH3·H2O  NH3↑+ H2O B.将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热 CaO + NH3·H2O Ca(OH)2 + NH3↑ （思考）用浓氨水加生石灰制取氨气时，生石灰的作用是： 生石灰溶解并与水反应，反应放热，减少氨气在水中溶解度，促进氨气逸出。 换成碱石灰，也是同样的作用。 【教学建议】：思考：能不能直接加热 NH4Cl？抢答形式，加 1分。 5．氨气的工业制法（合成氨工业） 6．氨气的用途： ①是氮肥工业及制造硝酸．铵盐．纯碱的原料； ②是有机合成工业如合成纤维．塑料．染料．尿素等的常用原料； ③用作冰机中的制冷剂． （二）铵根、铵盐和化学肥料 1．铵根离子及铵盐 电子式为 空间构型为正四面体型，键和键之间的夹角为 109°28′。 铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐。 在 NH4+中存在着共价键和配位键，形成铵盐的离子都是非金属元素，但铵盐属于离子晶体，在铵盐 中存在的化学键有：离子键．共价键和配位键。铵盐都是晶体，都能溶于水。 【教学建议】：教师进行归纳常考正四面体的物质（CH4、CCl4、SiF4）等。 2．铵盐的化学性质 (1)铵盐受热分解 ①受热分解． 固态铵盐受热都易分解．根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同 铵盐分解时有以下三种情况： a．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷 却时又重新化合生成铵盐。例如： NH4Cl(固) NH3↑+ HCl↑ NH3+ HClNH4Cl (试管上端又有白色固体附着) 【教学建议】：思考：上述过程是否可以称作升华？抢答形式，加 1分。 又如： (NH4)2CO3  2NH3↑+ H2O + CO2↑ NH4HCO3 NH3↑+ H2O + CO2↑ b．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时则只有氨气逸出，酸或酸式盐仍残留 在容器中．如： (NH4)2SO4 NH4HSO4+ NH3↑ (NH4)3PO4 H3PO4+ 3NH3↑ c．组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸，加热时则发生氧化还原反应，无氨气逸出． (2)铵盐与碱的反应 固态铵盐 + 强碱(NaOH．KOH)  无色．有刺激性气味的气体  湿润的红色石蕊试纸 试纸变蓝色． 如：(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O. NH4NO3 + NaOH NaNO3 + NH3↑+ H2O。 说明：a．若是铵盐溶液与烧碱溶液共热，则可用离子方程式表示为：NH4 ＋+ OH－ NH3↑+ H2O b．若反应物为稀溶液且不加热时，则无氨气逸出，用离子方程式表示为： NH4 ＋+ OH－NH3· H2O c．若反应物都是固体时，则只能用化学方程式表示． d.铵盐与碱共热都能产生 NH3，这是铵盐的共同性质。实验室利用铵盐的这一性质来制取氨气 和检验铵根离子的存在。 【教学建议】：思考：如何检验溶液中是否存在 NH4 ＋ ？抢答形式，加 1分。 3．尿素 (1)尿素[(NH2)2CO]是一种白色晶体，其中氮的质量分数为 47%左右，是目前同体氮肥中含氮量最高的 一种。尿素是一种中性肥料，适用于各种土壤和植物，是一种优质，高效的氮肥。尿素施入土壤后，受微生 物的作用，跟水缓慢反应生成碳酸铵，因此尿素的肥效比较持久。 (2)工业上尿素的合成 2NH3 + CO2 72.02 10 180 Pa ℃ (NH2)2CO + H2O 三．氮氧化物（NO NO2 N2O4） 氮元素有+1、+2、+3、+4、+5等五种正价态，对应有N2O．NO．N2O3．NO2．N2O5等五种氧化物 其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐； 【教学建议】：教师进行归纳常考酸的酸酐，如：碳酸、硫酸、硅酸、醋酸等。 注意：①并不是所有的铵盐受热分解都产生 NH3。 ②NH4Cl在试管中受热分解的现象与碘的升华相似。但二者有本质的差别，前者是 NH4Cl 分解后又化合成 NH4Cl，属于化学变化过程。而后者是物理变化过程。 ③铵盐可用作氮肥． 由于铵盐受热易分解，因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处； 1．一氧化氮(NO) 无色无味气体，难溶于水，有很大毒性，在常温下极易被氧化成二氧化氮。 2NO＋O2  2NO2 2．二氧化氮(NO2) 红棕色有刺激性气味气体，溶于水生成硝酸和一氧化氮。 3NO2＋H2O 2HNO3＋NO 2NO2  N2O4（无色） 【教学建议】：思考： 2NO2  N2O4是吸热反应还是放热反应？抢答形式，加 1分。 放热。可当做化合反应去方便记忆。 NO NO2 物理性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 无毒 溶解性 不溶 能溶 化学性质 与 O2反应 2NO＋O2 2NO2 与 H2O反应 3NO2＋H2O 2HNO3＋NO 实验室制法 3Cu＋8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4HNO3(浓) Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 与人体．环境的关系 ①与血红蛋白结合使人中毒 ②转化成 NO2形成酸雨．光化学烟 雾 形成酸雨．光化学烟雾 3．氮氧化物溶于水和氢氧化钠的计算方法 1．单一气体：NO2溶于水时，可依据 3NO2＋H2O→2HNO3＋NO，利用气体体积的变化差值进行计算。 2．混合气体：（含氧气） 涉及的可能相关化学反应方程式分别为： 3NO2+H2O 2HNO3+NO 4NO+3O2+2H2O 4HNO3． 4NO2+O2+2H2O 4HNO3． NO2+NO+O2+H2O 2HNO3。 4．氮氧化物与氢氧化钠的反应 2NO2+2NaOH → NaNO2+ NaNO3+ H2O NO2+NO+ 2NaOH →2 NaNO2 + H2O 特别提醒： (1)氮的氧化物都是大气污染物。 (2)空气中 NO2是造成光化学烟雾和形成雾霾天气的主要因素。 (3)空气中 NO．NO2主要来源于煤和石油的燃烧．汽车尾气．硝酸工厂等。 (4)NO2 ：既有氧化性又有还原性，以氧化性为主。NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝 而该考点主要以选择的形式考查，常常以一氧化氮二氧化氮和氧气混合溶于氢氧化钠，只要确保一氧化 氮和二氧化氮物质的量之比为 1:1，则耗氧量最小，确保所有的氮元素转化为+5的硝酸盐，则耗氧量最大。 【教学建议】：对 3 和 4 部分讲解完以后，提问学生方程式的书写以及配平。回答最好者 3 分，其次 2 分，最后 1分。 四．硝酸和硝酸盐 1．硝酸的物理性质 纯净硝酸是无色．易挥发，有刺激性气味的液体，密度比水大。 常用浓硝酸的质量分数大约是 69%、98%以上的浓硝酸叫“发烟硝酸”。 保存时要将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方． 2．硝酸的化学性质 浓、稀硝酸均为强氧化性酸，与金属反应均不产生氢气，但浓硝酸的氧化性更强。 （1）硝酸的具有酸的通性． 例如： CaCO3 + 2HNO3(稀) →Ca(NO3)2 + CO2↑+ H2O (实验室制 CO2气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替) （2）硝酸的不稳定性 4HNO3  2H2O+4NO2↑+O2↑ (常用浓硝酸略带黄色，是因为硝酸分解产生 NO2气体溶解在硝酸中) （3）硝酸的强氧化性 a．常温下浓 HNO3能将金属 Fe．A1钝化，使 Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜． 因此，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝 反应．(与浓硫酸相似) b．一般反应规律为： 金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O 金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O 较活泼的金属(如Mg．Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或 NH3等) 金属与硝酸反应的重要实例为： 3Cu + 8HNO3(稀) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的 NO被空气氧化为红棕色的 NO2)。实验室通常用此反应制取 NO气体． Cu + 4HNO3(浓) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生．此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐 渐变稀，反应产生的气体是 NO2．NO等的混合气体． 铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为： Fe+4HNO3（浓）  Fe（NO3）3+ NO2↑+2H2O 过量的铁在稀硝酸中发生反应为： 3Fe+8HNO3（稀）  3Fe（NO3）2+ 2NO↑+ 4H2O 【教学建议】：提问：书写少量的铁与稀硝酸反应的方程式。回答最好者 3分，其次 2分，最后 1分。 c．能把许多非金属单质(如 C．S．P等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物． 例如： C + 4HNO3（浓）  CO2+4NO2↑+2H2O S + 6HNO3（浓）  H2SO4+6NO2↑+2H2O d．能氧化某些具有还原性的物质，如 H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2＋等．应注意的是， NO3 －无氧化性，而当 NO3 －在酸性溶液中时，则具有强氧化性． 例如，在 Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了 H＋而使 Fe2＋被氧化为 Fe3＋； 又如，向浓 HNO3与足量的 Cu反应后形成的 Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸，则剩余的 Cu会与后来新形成的稀 HNO3继续反应． 能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤．衣服．纸张．橡胶等． e．浓 HNO3与浓盐酸按体积比 1∶3配制而成的混合液叫王水．王水溶解金属的能力更强， 能溶解金属 Pt．Au． 3．硝酸的用途 硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药．染料．塑料．硝酸盐等． 4．硝酸的制法 硝酸的实验室制法：NaNO3+H2SO4（浓） 微热 NaHSO4+HNO3↑（难挥发性酸制挥发性酸） 硝酸受热易分解，所以该反应不可以加强热。 【教学建议】：思考： 实验条件能否加热？抢答形式，加 1分。 不能，加热的话硝酸会分解，硝酸钠也会分解。 5．硝酸盐受热分解的规律 ①金属活动顺序表中从 K到 Na对应的盐受热分解生成亚硝酸盐和氧气。 2NaNO3  2NaNO2+O2↑ ②金属活动顺序表中从Mg 到 Cu对应的盐受热时生成金属氧化物．NO2和 O2。 2Cu(NO3)2  2CuO+4NO2↑+O2↑ 注意：此类盐受热后的产物通入水中没有气体剩余：4NO2+O2+H2O→ 4HNO3 ③金属活动顺序表中 Cu以后的金属对应的盐受热时生成金属单质,NO2和 O2。 2AgNO3  2Ag+2NO2↑+O2↑ 典型例题 【例 1】NH3溶于水： （1）水溶液呈 性，原因是（写出 NH3溶于水中的平衡式）： 通常情况下 1体积水可溶解 体积 NH3， 标准状况下，用一定量的水吸收 氨气后制得浓度为 12 mol/L密度为 0.915 g/cm3的氨水。1体积水吸收 体积的氨气可制得上述氨水。(水的密度以 1.00g/cm3计) （2）溶液中的分子有 种；离子有 种； （3）0.1mol/l氨水的电离度为 0.01,则溶液的 pH值为 ； （4）加热此溶液 pH值 （填增大、减小、无法确定）； （5）欲使溶液的 pH值减小可加入 。 A．H2O B．NaOH(s) C．NH4Cl(s) D．NaCl(s) （6）在 1L 1mol/L氨水中 A．含有 1molNH3分子 B．含 NH3和 NH4+之和为 1mol C．含 1molNH3·H2O D．NH3、NH3·H2O、NH4+之和为 1mol (7) NH4Cl固体属于 晶体；含有 （化学键）。 答案：（1）碱性，NH3·H2O NH4++OH，700，378 （2）3；3 （3）11 （4）减小 （5）AC （6）D （7）离子晶体；共价键和离子键。 【例 2】已知 25%氨水的密度为 0.91g.cm3,5%氨水的密度为 0.98g·cm3，将上述两溶液等体积混合，所得氨 水溶液的质量分数是 A．等于 15% B．大于 15% C．小于 15％ D．无法估算 【答案】：C 【例 3】当氨气和空气一起通过加热的铂催化剂，下列物质不可能是反应生成物的是 A．NO B．N2 C．NO2 D．NH4NO3 【答案】：B 【例 4】已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。右图所示为气 体扩散速度的试验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列 关于物质甲、乙的判断正确的是 A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸 B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水 C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸 D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水 【答案】：C 变式训练 一、选择题 1．有关氨的性质的叙述正确的是( ) A．氨能在空气中燃烧 B．氨水呈碱性 C．氨气和酸相遇都能产生白色烟雾 D．在反应 NH3＋H＋===NH ＋ 4中，氨气失去电子，被氧化 2．能用如图装置进行喷泉实验的一组气体是( ) A．HCl和 CO2 B．NH3和 CO C．O2和 CO2 D．NO2和 NO 3．如图所示转化关系中不能一步实现的是( ) A．① B．② C．③ D．④ 4．(2009·上海高考)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火．其原因是( )①幕布的着火点升高 ② 幕布的质量增加 ③氯化铵分解吸收热量，降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 5．下列方法适合实验室制取氨气的是( ) A．N2和 H2催化加热制取氨气 B．加热 NH4HCO3制取氨气 C．将浓氨水向生石灰固体上滴加 D．将 NH4Cl稀溶液和 NaOH稀溶液混合 6．有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中，正确的是( ) A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验 B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验 C．铵盐的水溶性大是实验室中用 NH4Cl和 Ca(OH)2固体混合物制取氨气的原因 D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释液氨用作制冷剂 7．下列关于铵盐的叙述中正确的是( )①所有铵盐中，氮元素化合价都是－3 价 ②所有铵盐都溶于 水 ③铵态氮肥不宜与碱性物质混合使用④铵盐都是离子化合物 ⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应 A．①③④ B．②③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ 二、非选择题 8．某种常见的白色晶体 A，与盐酸反应产生无刺激性气味的气体 B；将 B通入澄清石灰水中，石灰水变 浑浊．若在 A的水溶液中加氢氧化钡溶液，则析出白色沉淀 C和无色气体 D；D可以使湿润的红色石蕊试纸 变蓝．加热固体 A，可生成水、B和 D，而且 B和 D的物质的量之比为 1∶1，根据以上事实，可以判断出 A 是 ______ ， B 是 ______ ， C 是 ________ ． 加 热 固 体 A 生 成 水 、 B 和 D 的 化 学 方 程 式 是 ____________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：NH4HCO3 CO2 BaCO3 NH4HCO3===== △ NH3↑＋CO2↑＋H2O↑ 9．已知 A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如图所示： (1)D的化学式(分子式)是________，E的化学式(分子式)是________． (2)A和 B反应生成 C的化学方程式是__________________________________________． (3)E和 F反应生成 D、H和 G的化学方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)NH3 NH4Cl (2)H2＋Cl2===== 点燃 2HCl (3)2NH4Cl＋Ca(OH)2===== △ 2NH3↑＋2H2O＋CaCl2 10．氨气是化学实验室常需制取的气体．实验室制取氨气通常有两种方法： ①用固体氢氧化钙与氯化铵共热； ②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应． (1)下面的制取装置图中，方法①应选用装置________(填“A”或“B”，下同)，方法②应选用装置________． (2)在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是________． A．浓硫酸 B．固体氢氧化钠 C．五氧化二磷 (3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是___________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)A B (2)B (3)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明 NH3已集满(或其他合理答案) 11．“喷泉”是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差． (1)图甲为化学教学中所用的喷泉实验装置．在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体．下 列组合中不．可能形成喷泉的是________． A．HCl和 H2O B．O2和 H2O C．NH3和 H2O D．CO2和 NaOH溶液 (2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图乙所示装置． ①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________． A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO3与 NaOH溶液 C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸 这种方法产生喷泉的原理是： ______________________________________________ ②在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冰水后，再加入足量的下列物质，结果也产生 喷泉．水槽中加入的物质可以是________． A．浓 H2SO4 B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜 ③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲____________上部烧瓶内压强；图乙是 ____________下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)． (3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述____________(填图甲或图乙)装置的原理相似． 答案：(1)B (2)①D NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O，随着 CO2气体产生，锥形瓶中压强增大而产生“喷 泉” ②A ③减小 增大 (3)图乙 基础知识部分： 1.给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部物质不．可能完全消失的是 ( ) A.NH4HCO3 B.NaHCO3 C.NH4Cl D.(NH4)2CO3 解析：NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2CO3受热分解的产物为气体，而 NaHCO3分解生成的 Na2CO3为固体. 答案：B 2.下列化合物既与硫酸反应，又与氢氧化钠反应的是 ( ) ①NaHCO3 ②NaHSO4 ③(NH4)2S ④NaNO3 ⑤Al(OH)3 A.只有① B.只有③ C.①②③ D.①③⑤ 解析：NaHCO3既与酸又与碱反应.NaHSO4只与碱反应.(NH4)2S 既与酸反应生成 H2S 又与碱反应生成 盐.Al(OH)3具有两性.NaNO3与 H2SO4、NaOH均不反应. 答案：D 3.(2009·广东六校联考)以下是进行氨氧化制硝酸的实验装置图，有关叙述正确的是( ) A.烧杯中石蕊溶液不变色 B.烧瓶中发生喷泉现象 C.加热后，通过 Cr2O3的气体由无色变为红棕色 D.Cr2O3起氧化剂的作用 解析：在 Cr2O3的催化作用下，4NH3＋5O2===== 催化剂 △ 4NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，C正确；由于空气的 通入把生成的 NO2吹入石蕊溶液中，石蕊溶液变红，烧瓶中不会发生喷泉现象，A、B、D错误. 答案：C 4.下列离子方程式中正确的是 ( ) A.实验室制 NH3：NH＋ 4＋OH－===== △ NH3↑＋H2O B.NaOH与 NH4Cl溶液混合加热： NH＋ 4＋OH－===== △ NH3·H2O C.氨水中加 NaHSO4溶液： NH3·H2O＋H＋NH＋ 4＋H2O D.氨气通入稀碳酸中：NH3＋H＋===NH＋ 4 解析：A项，实验室用 Ca(OH)2与 NH4Cl固体共热制 NH3，是固体间反应，不能书写离子方程式；B 项，加热时，NH3·H2O===== △ NH3↑＋H2O；C项，符合反应原理及离子方程式书写要求；D项，H2CO3 不能写成离子形成. 答案：C 提升部分： 1.(2010·广州质检)同主族元素所形成的同一类型的化合物结构和性 质往往相似，已 知化合物 PH4I 是一种无色晶体，试判断下列对其描述正确的是 ( ) A.PH4I加热易分解，且可产生紫红色气体 B.PH4I很稳定，加热不易分解 C.PH4I不能与 NaOH 反应 D.PH4I不能由 PH3与 HI化合生成 解析：根据题给信息，可以推测 PH4I的结构、性质与 NH4Cl相似.因此 PH4I可由 PH3与 HI化合生成， 能与 NaOH 反应，不稳定，受热易分解，由于 HI稳定性差，会同时分解产生 H2和 I2(气)，I2(气)为紫 红色气体. 答案：A 2.将下列固体置于一密闭容器中，在隔绝空气的情况下加热，加热过程中发生了化学反应，但冷却后又聚 集为原物质的是 ( ) A.氯化铵 B.碳酸钠 C.碘片 D.红磷 解析：A项，NH4Cl===== △ NH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl；B项，Na2CO3受热不分解；C项，I2 受热升华变为 I2蒸气、遇冷后又凝结成 I2，均发生物理变化；D项，红磷加热至一定温度，再冷却可 变为白磷. 答案：A 3.已知 C、D、E、F 4 种无机物均由短周期元素组成，且它们之间的转化关系如下，下列说法正确的是 ( ) C ――→ O2 D ――→ O2 E ――→ H2O F A.C为单质 B.E为氧化物 C.F为酸 D.C、D、E、F的相对分子质量之差为 16或 16的倍数 解 析 ： 可 联 想 到 ： C―→CO―→CO2―→H2CO3 ； Na―→Na2O―→Na2O2―→NaOH ； S 或 H2S―→SO2―→SO3―→H2SO4；N2或 NH3―→NO―→NO2―→HNO3；答案显然可以排除 A、C、D. 答案：B 4．(12分)某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质，装置如图所示(A装置未画出)，其中 A 为气体发生装置．A中所用试剂，从下列固体物质中选取： a．NH4HCO3、b.NH4Cl、c.Ca(OH)2、d.NaOH. 检查装置气密性后，先将 C处铂丝网加热至红热，再将 A处产生的气体通过 B片刻后，撤去 C处酒 精灯．部分实验现象如下：铂丝继续保持红热，F处铜片逐渐溶解． (1)实验室制取 A中气体时，若只用一种试剂，则该试剂是 (填代表备选试剂的字母)；F中的 现象是 . (2)A 中产生的物质被 B 中 Na2O2 充分吸收，写出任意一个 B 中发生反应的化学方程 式： . (3)请在下图中画出 C中反应发生过程中的能量变化示意图，并在虚线上分别标出反应物和生成物的化 学式． 解析：本实验的原理是铵盐加热分解产生 NH3，将产生的 NH3用 O2氧化，得到 NO，继续氧化得到 NO2， 进而得到 HNO3.装置 A是气体发生装置，试剂应选择分解后不易化合的 NH4HCO3，装置 B可以将 CO2、 H2O全部吸收，同时生成 O2，进入装置 C的气体是物质的量相等的 NH3和 O2，在装置 C中氧化得到 NO，生成的 NO、H2O以及未反应的 NH3、O2都进入装置 D，NO和 O2反应生成 NO2，装置 E吸收未 反应的 NH3及 H2O，装置 F中 NO2溶于 H2O生成 HNO3，与铜反应． 答案：(1)a 铜片溶解，溶液变为蓝色 (2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑或 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 (3) 5.(12分)从物质 A(某正盐)的水溶液出发有如下图所示的一系列变化. 写出 A、B、C、D、E、F的分子式： A ，B ，C ，D ，E ，F . 解析：该题的“突破口”可从 A的浓溶液既可与足量稀硫酸反应产生气体，又可与足量浓 KOH溶液反 应产生气体入手，从而可判断 A应为弱酸的铵盐. 由 C＋氨水→A，D＋C的溶液→A知，D为 NH3，则 A为铵盐.由 A既可跟酸反应又可与碱反应且 A为 正盐知 A为弱酸弱碱盐，A与稀硫酸反应生成的 B是(NH4)2SO4.进一步推知 F为 K2SO4、E为 K2SO3、C 为 SO2. 答案：(NH4)2SO3 (NH4)2SO4 SO2 NH3 K2SO3 K2SO4 【教学建议】让学生进行总结和归纳本节课所学的知识，尤其是有关氮族化合物的方程式的 书写。总结最好 者 3分，其次 2分，最后 1分。 1.右图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放 某种溶液.挤压胶管的胶头，下列与实验事实不．相符的是( ) A.CO2(NaHCO3溶液)无色喷泉 B.NH3(H2O含酚酞)红色喷泉 C.NH3(FeCl3溶液)红褐色喷泉 D.HCl(AgNO3溶液)白色喷泉 解析：A选项 CO2不易溶于 NaHCO3溶液也不与 NaHCO3溶液反应，不能形成喷泉.NH3、HCl 均极易 溶于水，所以 B、C、D选项均可形成喷泉，生成 NH3·H2O(显碱性)、Fe(OH)3(红褐色)、AgCl(白色). 答案：A 2.下图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图 1 和图 2表示.下列 选项中正确的是 ( ) 解析：A项，产生的 HCl及 B项产生的 CO2均不能用碱石灰干燥，也不能用向下排空气法收集；C项， 生成的 NO不能用排空气法收集；D项，产生的 NH3可用碱石灰干燥，可用向下排空气法收集. 答案：D 3.(13分)(2010·湖北实验中学)某同学为了探究氯气与氨气的反应，设计了如下图所示装置，B中装饱和食 盐水，C中装浓硫酸，E中装碱石灰.实验过程中观察到 D中产生白烟，生成另一种产物是空气的主要 成分. 发生装置的药品 干燥和集气装置 A 浓硫酸和浓盐酸 图 1 B 大理石和稀盐酸 图 1 C 铜和稀硝酸 图 2 D 氧化钙和浓氨水 图 1 (1)D装置用于氯气与氨气反应，装置图不全，有一支导管应通入瓶中下部，请你在图中画出来. (2)写出 A装置中反应的离子方程式 ，写出 F装置中反应的化学方 程式 . (3)如果 C、E装置互换，对实验的影响是 . (4)写出 D中反应的化学方程式 ，D中导气管 G排出浅黄色气体，会污染空气， 处理措施是 . 解析：(1)根据装置图知，实验室利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制氯气，所以 A装置是氯气 发生装置，F装置是氨气发生装置，因为氨气的密度小于空气，氯气的密度大于空气，为了使氯气和氨 气充分接触发生反应，氨气应通入瓶底，氯气应通入瓶中上部，氯气向下扩散，氨气向上扩散，它们充 分混合； (3)氨气能与浓硫酸发生反应，氯气能与碱反应； (4)依题意，氯气氧化氨气生成氮气和氯化氢，氯化氢与氨气反应生成氯化铵；浅黄色气体为氯气，应用 碱性溶液吸收. 答案： (1)如图所示 (2)MnO2＋2Cl－＋4H＋===== △ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑ (3)浓硫酸会吸收氨气，碱石灰会吸收氯气，影响氨气与氯气反应，导致实验失败 (4)3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 在 G 管口放一团浸有氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液的棉花(或其他合理答 案) 4.(13分)某研究性学习小组的同学以氯化铵和氢氧化钙为主要原料，设计了如图所示装置来制取硝酸(三 氧化二铬为催化剂，加热及夹持装置未画出)，并探究氨的转化率. 回答下列问题： (1) 实 验 时 ， A 、 C 两 装 置 均 需 加 热 ， 应 先 加 热 装 置 ， 原 因 是 . (2)D装置中应填充的物质是 ，该物质的主要作用是 . (3)E装置的作用是 ，F、G装置中的物质分别是 、 . (4)反应前，将 5.35 g NH4Cl与过量 Ca(OH)2充分混合，设 NH4Cl完全反应.实验后，仍缓缓从 B管通入 空气，其目的是 ，测得 F瓶质量增加了 1.8 g，则氨催化氧化的 转化率为 . 解析：(1)从反应流程看，若先加热 A装置，则生成的氨不能及时反应而浪费掉，造成氨的转化率低； (2)为得到纯净硝酸，选用既能吸收 NH3又不会吸收 NO2的试剂； (3)由于可能发生倒吸，故 E应是一个安全瓶，起缓冲气流、防倒吸的作用；F装置中应盛有水吸收 NO2； 而 G装置中应盛有能够吸收 NO、NO2等尾气的试剂，一般用碱液； (4)为保证氧化生成的 NO2完全被水吸收，应该缓缓通入空气将 NO2吹入 F装置中；5.35 g NH4Cl完全 反应可以得到 1.7 g的 NH3，若完全转化为 HNO3，根据氮原子守恒，应得到 6.3 g HNO3，现 F瓶质量增 加 1.8 g，利用差量法计算如下： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO Δm 3×46 2×63 30 108 m(HNO3) 1.8 g 答案：(1)C 若先加热 A装置，则生成的氨造成浪费，而使转化率偏低 (2)无水 CuSO4(或无水 CaCl2，合理即可) 除去装置 C中未反应的氨气 (3)缓冲气流，防止倒吸 水 NaOH溶液 (4)将生成的 NO2吹入 F装置中与水反应 33.3% 预习：铁知识梳理： 一、物理性质 ： 纯净的铁片是银白色，易导电 、导热 ，具有良好的 延展 性，铁粉是黑色。在金属分类中按颜色分属 黑 色 金属，按密度分属 重 金属。铁能被磁铁吸引可用于制作磁性材料。 二、化学性质： 1．与非金属反应 Fe+O2： 3Fe+2O2 Fe3O4 实验现象： 剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体 Fe+S ： Fe + S FeS 实验现象： 持续红热、生成黑色固体 Fe+Cl2： Cl2+2FeCl2 2FeCl3 实验现象： 剧烈燃烧、产生棕褐色的烟 比较 Cl2，S氧化性的强弱 Cl2>S 2.与酸反应 与非氧化性酸反应：Fe＋2HCl→FeCl2 ＋H2↑；Fe＋H2SO4→FeSO4 ＋H2↑ 与强氧化性的酸：与浓 HNO3浓 H2SO4常温下发生 钝化 稀 HNO3过量时：Fe ＋6HNO3 (稀)  Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O 铁粉过量： 2Fe(NO3)3 ＋ Fe  3Fe(NO3)2 3．常温下铁与水 不反应 ， 高温时，与水蒸气的反应： 3Fe＋ 4 H2O(g) 高温 Fe3O4+4H2↑ 4. 铁与盐溶液反应:（铁能将将金属性比它弱的金属从其盐溶液中置换出来） 如：Fe＋CuSO4→FeSO4 ＋Cu 小结：铁是活泼的金属单质，在化学反应中主要体现的是 还原性 （填“氧化性”或“还原性”），遇强氧化 剂生成 +2 价的化合物，遇弱氧化剂生成 +3 价的化合物。 5. ①合金：合金是指 两种或两种以上 的金属或者 金属与非金属 经熔合形成的均匀而具有金属特性的物 质。 ②列举常见的铁合金： 黄铜、白铁、不锈钢 。 ③生铁含碳 2%～4.3% ，性能：质 硬 而 脆 、 无 韧性。 钢含碳 0.03%～2% ，性能：坚硬、韧性大、 可塑性好。