4/4《氮的循環》教學設計氮的循環（第2課時）教材分析教材分析本課時在氮的循環基礎上，繼續學習氮循環中重要物質——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，并了解它們在生產中的應用問題。這部分的設計充分體現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。教學目標教學目標【知識與能力目標】氨氣的性質；氨氣的實驗室制法；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、討論探究培養學生分析問題解決問題的能力。【情感態度價值觀目標】通過實驗讓學生體會實驗對認識研究物質性質的重要性，培養學生探究創新精神。教學重難點教學重難點【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課前準備多媒體課件，實驗等。教學過程教學過程一、氨氣1．物理性質色味態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1∶700)2.化學性質3．氨水的性質(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。(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．物理性質易溶于水的白色晶體。3．化學性質(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：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NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋NaCl＋H2O。溶液中銨鹽與強堿反應的離子方程式為(加熱)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。三、化學氮肥[重點剖析]1．噴泉形成的原理容器內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．使容器內外產生較大的壓強差的兩類情況(1)容器內氣體極易溶于水或易與溶液中的溶質發生化學反應，從而使容器內氣壓迅速降低，如圖A。氣體HClNH3CO2、SO2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液(2)容器內發生化學反應，產生氣體。從而使容器內壓強迅速增大，促使容器內液體迅速向外流動，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壓強變小。B．CaCO3與HCl反應，生成CO2氣體，使錐形瓶內壓強變大。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，若玻璃管內有氣泡冒出，且松開手后玻璃管內液體回流形成一段穩定液柱，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)燒杯內必須裝入足量的水，以防止因水的量不足而造成噴泉現象停止或不發生。[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象，其產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)。①用圖1裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發水上噴的操作是___________________。該實驗的原理是________________。②如果只提供如圖2的裝置，請說明引發噴泉的方法：_________。(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，結果也產生了噴泉。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)從產生噴泉的原理分析，圖1、2是________上部燒瓶內的壓強。圖3是________下部錐形瓶內氣體的壓強(均填“增大”或“減小”)。人造噴泉及火山爆發的原理與上述裝置圖__________原理相似。[解析](1)圖1引發噴泉，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，發現有氣泡冒出后，移去熱毛巾即可。(2)能在錐形瓶內反應產生氣體，壓強大于圓底燒瓶內壓強方可，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生氣體很少。(3)濃H2SO4溶于水放出大量熱，使瓶內酒精汽化也會發生噴泉。(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均與圖3原理相似。[答案](1)①打開止水夾，擠壓膠頭滴管NH3溶于少量水中，使圓底燒瓶內壓強減小，燒杯內水噴入圓底燒瓶②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只要能使燒瓶內外產生一定的壓強差的氣體與液體的組合就能產生噴泉。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，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b經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BCO24mol·L－1NaOH溶液CCl2飽和NaCl溶液DNH31mol·L－1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①____________；②__________。例如______(氣體)和____________________(液體)。解析：形成噴泉最根本的原因是瓶內外存在壓強差。當燒瓶內氣體溶于液體或與之反應時，瓶內氣體大量減少，壓強降低，外界的大氣壓將液體壓入燒瓶內。如此持續，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，但與水反應產生NO氣體：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，會出現“噴泉”現象，但燒杯內的水只會部分進入燒瓶內，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)①氣體易溶于液體②氣體與液體反應(無新氣體產生)Cl2NaOH溶液[重點剖析]1．固體中NHeq\o\al(＋,4)檢驗(1)取少量樣品放入研缽中，加入固態堿進行研磨。若聞到有氨的刺激性氣味，說明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)。(2)取少量樣品與堿混合于試管中，然后加熱。將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍，說明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)；也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口，若有白煙產生，說明樣品中含有NHeq\o\al(＋,4)。2．溶液中NHeq\o\al(＋,4)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]為使實驗現象明顯，一般用濃的堿溶液與之反應，且需加熱。步驟是①取樣，②加濃NaOH溶液，③加熱，④使濕潤的紅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：①加熱氮肥樣品生成兩種氣體，其中一種氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，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]能使濕潤紅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，所以使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體一定是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可使濕潤的酚酞試紙變紅，遇濃鹽酸生成白煙，使濕潤的紅色石蕊試紙變藍；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)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。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CaCl2＋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，發現試紙變藍D．用濕潤的藍色石蕊試紙在試管口檢驗，發現試紙變紅[解析](1)反應的化學方程式為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)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(2)B、D(3)乙2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4(4)C解答圖示實驗裝置制取氣體的題目時，注意以下幾點：一看發生裝置是否有錯：①實驗是