氨氧化法制硝酸教案
硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸,属于一元无机强酸,是六大无机强酸之一,也是一种重要的化工原料,化学式为HNO₃,下面是小编为大家整理的氨氧化法制硝酸教案5篇,希望大家能有所收获!
氨氧化法制硝酸教案1
教学目标:
1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。
2.通过对实验装置的改进,培养学生勇于探索、敢于创新的精神。 3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。 4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。 学法指导:
1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性
2、分析硝酸在反应中表现的性质,推测硝酸与非金属、某些还原化合物如:Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。 教学重难点:硝酸的氧化性。
教学用具: 实验药品: 浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。
实验仪器:小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。
教学方法:实验探究、对比分析、演绎类推。 【分组实验】每组所需实验仪器清单:
浓硝酸 1瓶 、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。 教学过程:
【引课】介绍硝酸用途的介绍,让学生感觉到硝酸就在身边。 【投影】硝酸的用途图片
【过渡】大家知道吗?图片中的炸药、医药、化肥、农药等等,都是
以硝酸为原料进行加工制作的,可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用,那么你对硝酸又了解多少呢?在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一,在水分子的作用下,可以完全电离,具有酸的通性,而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时,通常选择稀硫酸或盐酸,并没选择硝酸。为什么呢?这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性! 【板书】硝酸的氧化性
【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸,它在加热的条件下,可以与不活泼金属铜发生反应。 【副板书】 Cu+2H2SO4(浓)
△CuSO4+ SO2↑+2H2O 【过渡】在这个反应中,产生的气体是SO2,表现了浓硫酸的强氧化性,硝酸将和铜发生怎样的反应呢,我们就来探究一下硝酸与铜的反应。
【板书】
一、硝酸与金属的反应 【实验探究】硝酸与铜的反应
【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应, 给大家准备的实验仪器,都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。大家根据这些实验仪器,严格按照装置图以及操作步骤进行探究。 【板书】
1、浓硝酸与铜的反应 【投影】浓硝酸与铜的装置图
探 究 步 骤:
1、按照装置图组装装置
2、向一只瓶中加入约占瓶体积1/2的NaOH溶液;另一只瓶中加入约占瓶体积1/5的浓HNO3 。
3、将带导气管及铜丝的瓶塞塞到盛有浓HNO3 的瓶中,长导气管一端伸入到盛有NaOH溶液的瓶中。
4、向下移动铜丝,观察现象。实验现象出现后,随即拉动铜丝,将......反应停止。 【教师强调】
由于浓硝酸具有很强的腐蚀性,一定要格外小心,注意安全,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量的水冲洗,再用小苏打水或肥皂洗涤;在实验过程中注意观察现象,通过现象分析所得产物,并写出化学方程式。
【学生动手】组装装置 实验 【板书】浓硝酸与铜的反应
【投影】实验现象:反应剧烈,立即有大量的红棕色气体生成,溶液由无色变为绿色。 推测反应产物: NO
2、 Cu(NO3)2 、H2O 。 【学生写方程式】Cu+4HNO3(浓) == Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【分析】在这个反应中,反应前后元素的化合价有变化吗? 【生答】有变化,是氧化还原反应。 【分析】指出还原剂和作氧化剂? 【生答】Cu做还原剂,浓HNO3作氧化剂。
【分析】Cu是由O价升高到+2价,被氧化,作还原剂,浓HNO3中的氮元素由+5价降低到+4价,被还原,作氧化剂,具有氧化性。 【设问】稀硝酸在这个反应中表现了什么性质呢? 【生答】强氧化性
【问题】那么浓硝酸的氧化性与浓硫酸相比、,那一个更强呢? 【生答】浓硝酸的氧化性更强一些,
【提示】我们可以根据氧化还原反应进行的难易程度来判断,越容易进行,氧化性就越强,浓硝酸与铜反应不需要加热,容易进行,而浓硫酸和铜反应必须加热才能够反应。不易进行,所以,浓硝酸的氧化性比浓硫酸的强,是强氧化性酸。
【过渡】通过我们的探究,发现浓HNO3和浓H2SO4的性质比较相近,均具有强氧化性;那么稀HNO3和稀H2SO4性质是否也相近呢? 稀H2SO4和Cu不反应,那么稀HNO3是否也和Cu不反应呢?我们接着探究稀HNO3是否与Cu反应,(没有给大家准备稀HNO3,而是准备了蒸馏水稀释浓HNO3)在实验过程中,大家注意观察现象,通过现象分析所得产物,并写出化学方程式。
【实验探究】稀硝酸与铜的反应 【板书】
2、稀硝酸与铜的反应
【投影】稀硝酸与铜的装置图
探究步骤:
1、按照装置图组装装置
2、向其中一瓶中,加入约占瓶体积1/2的浓HNO3 ,再加入蒸馏水注满小药瓶。
3、盖上带导气管及铜丝的瓶塞,长导气管伸入到另一空瓶中。铜丝插到瓶中间位置处,开始实验。
4、当反应自行停止后。用拉开活塞的注射器缓慢向小药瓶中注射空气。
【学生动手】组装装置 【学生探究实验开始】
教师巡视并和同学们一块探究。。。。。。。。。。。
【生说现象】把装置拿到投影仪,然后向小药瓶(Ⅰ)中注射空气。讲实验现象推测产物。
【投影】实验现象:反应缓慢,有无色气体生成,注射空气后,变为红棕色,溶液由无色变为蓝色。
推测反应后的产物:NO、Cu(NO3)
2、H2O 。
【学生板书】3Cu+8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【师讲】在这个反应中,反应前后元素的化合价有变化吗? 【生答】有变化,是氧化还原反应。 【问题】指出还原剂和作氧化剂? 【生答】Cu做还原剂,稀HNO3作氧化剂。
【分析】Cu是由O价升高到+2价,被氧化,作还原剂,稀HNO3中的氮元素由+5价降低到+2价,被还原,作氧化剂,具有氧化性。 【设问】稀硝酸在这个反应中表现了什么性质呢? 【生答】强氧化性
【设问】我们接着判断一下稀硝酸、浓硫酸的氧化性,那一个更强呢? 我们可以根据氧化还原反应进行的难易程度来判断,越容易进行,氧化性就越强,越不容易进行,氧化性就越弱。
【生答】稀HNO3与Cu虽然缓慢反应,但毕竟能反应,不需要加热,而浓H2SO4和Cu反应必须加热才能够反应。可见,稀HNO3的氧化性比浓H2SO4的强,也具有强氧化性,是氧化性酸。
【师讲】通过我们的探究,发现无论浓硝酸还是稀硝酸和金属反应时,一般不生成H2,这也是实验室制取H2时,通常不选择硝酸的原因。 【设问】铁、铝均比铜活泼,常温下铁、铝更应该与硝酸反应,而现实生活中,运输浓硝酸的罐正是铁或铝做的,为什么呢?难道他们不反应吗?
【分析】 这是因为浓硝酸在金属铁、铝的表面氧化成了一层致密的金属氧化物薄膜,阻止了反应进一步进行,这样的现象称为“钝化现象”,所以,常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。
【板书】 常温下,铁 ﹑铝在冷的浓硝酸中发生“钝化”现象。 【设问】既然硝酸的氧化性如此之强,是否硝酸能氧化所有的金呢? 【生答】除了金和铂等以外的大多数金属都可以被硝酸氧化。 【设问】那么金和铂是否就不能被氧化呢? 【师讲】提到金的溶解,这里还有一个真实的故事 【投影】波尔藏金质奖章的故事
【师讲】波尔用简单的化学知识羞辱了法西斯,捍卫了祖国的尊严,我们也应该好好学习,用知识来武装我们的头脑,将来更好的报效祖国。通过这个故事,大家说说是什么物质把金质奖章给溶解了呢? 【生答】王水
【投影】王水的概念(浓硝酸和浓盐酸体积比 1:3 组成的混合物)。 【师讲】硝酸除了与金属反应外,还可以与非金属的反应。 在加热的条件下,浓硫酸可与木炭发生氧化还原反应,浓硝酸也可以与碳发生氧化还原反应
【板书】
2、浓硝酸与非金属的反应 C+4HNO3(浓) △ CO2↑+4NO2↑+2H2O
氨氧化法制硝酸教案2
一、教学目标:
1、掌握物质氧化性和还原性强弱的判断;
2、理解氧化还原反应的规律。
二、教学重点难点:
教学重点:物质氧化性和还原性强弱的判断。
教学难点:氧化还原反应的规律。
三、教学过程:
【新课导入】
氧化性→得电子性,得到电子越容易→氧化性越强
还原性→失电子性,失去电子越容易→还原性越强
由此,金属原子因其最外层电子数较少,通常都容易失去电子,表现出还原性,所以, 一般来说,金属性也就是还原性;非金属原子因其最外层电子数较多,通常都容易得到电子, 表现出氧化性,所以,一般来说,非金属性也就是氧化性。 【整理归纳】
一、物质氧化性和还原性强弱的判断
1、根据氧化还原方程式进行判断 对于反应:
氧化性:氧化剂>氧化产物; 还原性:还原剂>还原产物。 例如:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,则有: 氧化性:CuSO4>FeSO4;还原性:Fe>Cu
2、根据物质活动性顺序进行判断 (1)根据金属活动性顺序判断
(2)根据非金属活动性顺序判断
3、根据产物的价态判断
一种氧化剂将还原剂氧化的价态越高,其氧化性越强。
点燃
△如:2Fe+Cl2=====2FeCl3 Fe+I2=====FeI2 氧化性:Cl2>I2 4.依据反应条件来判断
与同一种还原剂(氧化剂)发生反应,其反应越困难(即要求条件越高),其氧化性(还原性)越弱。 如:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
△MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 【小结】
(1)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,而与得、失电子数目的多少无关。
(2)元素的化合价处于最高价态时,具有氧化性,但不一定具有强氧化性,如Na。处于最低价态时具有还原性,但不一定有强还原性,如F。
【例题分析】1.根据下面两个化学方程式判断Fe
2、Cu
2、Fe3氧化性由强到弱的顺序是(
)
+
+
+
-
+①2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2, ②CuCl2+Fe=FeCl2+Cu A.Fe3>Fe2>Cu
2B.Fe2>Cu2>Fe3 +++
+
+
+C.Cu2>Fe3>Fe2
D.Fe3>Cu2>Fe2 +++
+
+
+【解析】由反应①可得出氧化性:Fe3>Cu2;由反应②可得出氧化性:Cu2>Fe2;故综合
+
+
+
+可知:Fe3>Cu2>Fe2,选D。 +++【整理归纳】
二、氧化还原反应的规律
1、守恒规律
氧化还原反应中:化合价升高总数=化合价降低总数,即失电子数=得电子数。
2、价态规律
(1)元素处于最高价态,只有氧化性(只针对该元素),如Fe3等;
+
(2)元素处于最低价态,只有还原性(只针对该元素),如S2等;
- (3)元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,如Fe2等。
+
3、先后规律
氧化还原反应中,强者优先。即氧化性(或还原性)强,优先发生反应。
4、不交叉规律
即同种元素不同价态之间,相邻价态不反应,发生反应时化合价向中间靠拢,但不交叉。
【小结】
(1)通常利用电子守恒规律,即n(失)=n(得)来进行有关氧化还原反应的题。
(2)金属单质只有还原性,非金属单质中有的只有氧化性如F2,有的只有还原性如H2,有的既有氧化性又有还原性,如S、Cl2。
【例题分析】2.在KClO3+6HCl(浓) =KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为________。
A.1∶6
B.6∶1
C.1∶5
D.5∶1 【解析】由氧化还原反应“不交叉”规律,可知KCl中的氯元素来自HCl,而不是KClO3,故Cl2既是氧化产物又是还原产物用双线桥法表示出该反应的电子转移情况为:
故反应中被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为5∶1。
氨氧化法制硝酸教案3
一、教学目标
1、知识与技能
掌握硝酸的重要特性——易挥发性、不稳定性和强氧化性
2、过程与方法
(1)展示两瓶新制的浓硝酸和久置的浓硝酸的不同,分析原因,加深对浓硝酸易分解的理解,以完成对重点的把握。
(2)引导学生带着问题观察浓稀硝酸与铜反应的对比实验演示,总结浓稀硝酸与金属非金属反应的规律以完成对难点的突破。
3、情感态度与价值观
通过实验观察,培养学生的科学态度和探究精神。
二、教学重点、难点 重点:硝酸的特性; 难点:硝酸的强氧化性。
三、教学模式
实验导学五部教学模式(复习引新——演示实验——分析诱导——小结散发——反馈练习)。
四、教学道具
投影仪
五、教学过程
(一)趣味导课,激发兴趣
最近媒体经常报道有人用黄铜仿制"黄金"行骗,被骗者后悔不迭,假如是你,你会上当么?你能不能利用所学的知识来识别黄金的真假?学好了这一节课我们就掌握了一种鉴别的本领。下面我们就接着上节课,学习硝酸的特性!
(二)把握重点、突破难点
1、把握重点:发现问题,自主探究
我由幻灯片给同学们展示两瓶硝酸,一瓶是新制的无色的浓硝酸,一瓶是久置的发黄的浓硝酸,并且强调两个问题。
【强调】
1、浓硝酸所处的环境的不避光的
2、盛装浓硝酸的试剂瓶是无色的 【设问】出现这种现象是什么原因呢?
下面我给同学分成六个小组,你们自行讨论,两分钟后,每个小组出一个代表和大家分享本组的讨论结果。接着我进行小结。
【解答】原因就是浓硝酸具有不稳定性,见光易分解,生成的二氧化氮溶在浓硝酸里从而出现黄色的现象 【递进】 由这种现象可以得出实验室保存浓硝酸应该用棕色的试剂瓶放在避光的地方。
【板书】下面写一下我们一起写一下硝酸分解的化学方程式 4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
这是浓硝酸不稳定性的探究,同学一定要掌握并学会解释浓硝酸久置发黄的原因。
(2)突破难点:演示实验、归纳总结
给大家观看图片,用铁罐和铝罐来盛装浓硝酸!
用铁罐车来盛装浓硝酸
用铝罐来盛装浓硝酸
【设问】硝酸是强酸,为什么能用铁罐和铝罐来盛装呢? 小组继续讨论,时间为一分钟。我直接解答。
【解答】 因为浓硝酸具有强氧化性,在常温下遇到一些活泼金属会发生钝化现象,这一点是和浓硫酸一样的。
这是硝酸强氧化性的第一个体现。
【设问】好,下面我继续设问,硝酸是强酸,那它在与金属反应的时候会像其他酸一样生成氢气吗,接下来我播放一段浓稀硝酸分别与铜反应的视频,大家一定要注意观察以下问题:
(1)反应的剧烈程度如何?
(2)反应产生气体的颜色有什么不同? (3)反应后溶液的颜色是怎样的?
好,看完这两个反应,你发现什么现象呢?哪位同学想和大家分享一下你的想法?
这个知识点比较难。我给大家解释下为什么会有这样的现象。
【解答】硝酸具有强氧化性,与金属反应通常不用加热,也不生成氢气。浓硝酸与稀硝酸氧化性不同,生成的还原产物也不同,浓硝酸氧化性强被还原为二氧化氮,所以它与金属反应生成对应的盐二氧化氮和水。稀硝酸氧化性相对于浓硝酸差一些被还原为一氧化氮,所以它与金属反应生成对应的盐一氧化氮和水。那我们就结合实验现象写一下铜与浓稀硝酸反应的化学方程式 【板书】 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 随着铜与浓稀硝酸的反应的新鲜出炉,我们就学会了鉴别黄金的一种方法!这也是硝酸强氧化性的第二个体现。也是本节课的难点,需要同学重点把握,好,下面大家根据铜与浓稀硝酸反应的化学方程式,写一下银与浓稀硝酸的反应方程式。找听得不太认真的同学到黑板上写!然后给他检查一下是否正确(如果不正确写出正确的方程式)。
【设问】 好,接下来我继续设问,硝酸的强氧化性仅仅体现在与金属的反应上吗?它与非金属反应不反应呢?请看下面这个视频(播放碳与浓硝酸反应的视频),并观察实验现象。
(看完视频后)
【讲解】是的浓硝酸还会在加热的条件下与一些非金属反应,比如碳,下面请同学们参照金属与硝酸反应的方程式写一下碳与浓硝酸反应的化学方程式 同学写完后,我写出板书让同学们自己检查,以加深印象。 【板书】C+4HNO3(浓)=加热= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O 这是硝酸强氧化性的第三个体现。
(三)小结
以上就是我们对硝酸特性的探究,浓硝酸具有不稳定性,在光照或加热的条件下分解成二氧化氮氧气和水,所以在实验室保存浓硝酸时要装在无色的试剂瓶中放在避光的条件下。浓稀硝酸都具有强氧化性,与金属反应通常不用加热也不生成氢气,浓稀硝酸的氧化性不同生成的还原产物也不同,浓硝酸氧化性强与金属反省生成对应的盐二氧化氮和水,稀硝酸相对于浓硝酸来说氧化性弱一些与金属反应时生成对应的盐一氧化氮和水,浓硝酸在加热的条件下还与一些非金属反应。这是我们这节课的全部内容,非常重要,希望同学们能够掌握。
(四)课堂练习,课后作业
为了巩固一下我们的重点和难点,我们一起做一个练习题: 在浓硝酸中放入铜片:
(1)开始反应的化学反应方程式为 _____________________________ 实验现象为
_____________________________ (2)若铜有剩余,则反应将要结束时的化学反应方程式为
_________________________________________________ (3)待反应停止后,再加入少量25%的稀H2SO4,这时铜片上又有气泡产生,其原因是
_____________________________________________________________________
【答案】
(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 铜片逐渐溶解,产生红棕色气体,溶液变为蓝色 (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)加入稀H2SO4后,H2SO4电离出的H+,与原溶液中的NO-3构成强氧化性条件(即相当于溶液中又生成了“稀硝酸”),因此Cu又会溶解,铜片上产生气泡
由于时间关系我们课堂上就不做太多的练习题了,课后做一下练习册上对应的习题,下节课我们处理有关硝酸特性的习题!
五、板书设计
4.4硝酸的特性
1、不稳定性4HNO3=2H2O+4NO2↑+O2↑
2、强氧化性
a 铁和铝在常温下遇浓硝酸钝化。 b Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O c C+4HNO3(浓)=加热= CO2 ↑+4NO2↑+2H2O
氨氧化法制硝酸教案4
[教学目标]
1.知识目标
(1)了解实验室中制硝酸的反应原理、了解工业上氨氧化制硝酸的反应原理。
(2)了解王水等的性质。
(3)掌握有关硝酸反应的计算
2.能力和方法目标
(1)通过氨氧化法制硝酸的学习,提高解决实际问题的能力;
(2)通过有关硝酸的计算,提高计算能力。
3.情感与价值观目标
通过玻尔跟诺贝尔奖的故事,对学生进行受国主义教育。
[教学重点、难点] 硝酸的强氧化性的巩固。
[教学过程]
[复习巩固上堂课内容]
让学生完成下列各个问题,可以独立完成,若不能独立完成也可以相互间进行讨论。
问题1:在硝酸溶液中滴加酸碱指示剂,能使酸碱指示剂变色,再加热时会产生褪色现象。在品红溶液中,通入二氧化硫气体会褪色,再加热又会变红色。请分析上述产生这两现象的化学反应原理。
问题2:什么叫“王水”?“王水”的性质上有什么特征?
[教师介绍]化学家玻尔巧妙珍藏诺贝尔奖章的故事。让学生体会,科学家那种强烈的爱国心和科学智慧完美统一。
问题2:下面是氮及其化合物间的转化关系,请写出其中各步转化反应的化学方程式:
[引入]在上列转化反应中,找出能用于工业制硝酸一条反应路线。
[学生活动]
学生讨论后,意见逐渐统一到下列两条反应路线上。
反应路线一:N2→NO→NO2→HNO3
相应反应的化学方程式为:
N2+O2 2NO(属于吸热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
反应路线二:NH3→NO→NO2→HNO3
4NH3+5O2 4NO+6H2O(属于放热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
[引导学生讨论]上述两种反应途径,哪种更适合用于工业上制取硝酸
学生从反应的可能性、原料、能量消耗等各个方面进行讨论可得出结论。
[教师讲授介绍现代工业制硝酸的方法]早期工业曾有硝石法、电弧法制硝酸,现代工业上一般都采用氨氧化法制硝酸。
[板书]
3.硝酸的工业制法------氨氧化法制硝酸
反应原理:
4NH3+5O2 4NO+6H2O(属于放热反应)
2NO+O2 = 2NO2(属于放热反应)
3NO2+H2O=2HNO3+NO(属于放热反应)
生产步骤和产要设备:
氧化炉:氨氧化成一氧化氮;
吸收塔:一氧化氮转化成二氧化氮,用水吸收二氧化氮生成硝酸。
蒸馏浓缩:用浓硫酸或硝酸镁作吸水剂进行蒸馏浓缩可得到更浓的硝酸。这种方法可制得96%以上的硝酸溶液。
[引导]实验室若要制取硝酸,应该选什么作为原料?同学们可以联系实验室制氯化氢的方法进行类比。
[板书]
4.硝酸的实验室制法
实验室可用硝酸钠跟浓硫酸反应制取硝酸:
NaNO3+H2SO4(浓) NaHSO4+HNO3↑
注意,一般情况下,该反应不需高温,以使硫酸氢钠跟硝酸钠进一步反应(这一点跟实验室制氯化氢气体有差异)。
[引导]硝酸的化学性质比较复杂,有关硝酸的计算问题也比较复杂,下面我们一起来讨论一下有关硝酸参加反应的计算问题。
5.有关硝酸的计算
例1:某化肥厂用氨制备硝酸铵。已知:由氨制NO的产率是96%,NO制HNO3的产率是92%,硝酸跟氨合成硝酸铵。则制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数是多少?(不考虑其他方面的损失)
解析:设氨的总的物质的量为1mol,制硝酸所用的氨为xmol,则与硝酸反应的氨为(1-x)mol。根据题意,反应关系为:
NH3 ~ HNO3
1mol 1mol
x×96%×92% y y= x×96%×92%
NH3 + HNO3 ~ NH4NO3
1mol 1mol
1-x x×96%×92%
即有:(1-x )= x×96%×92% 解得:x = 0.531mol
所以制取硝酸所用去的氨的质量占总消耗氨的质量分数为53.1%。
题2:在c(NO3-)等于4 mol·L-1的硝酸铜和硝酸银的100mL混合溶液中,加入一定量的铝粉,充分反应后过滤,将滤纸上的沉淀干燥后称重为24.8g。将此沉淀加入稀盐酸中无气体产生。滤液中滴入氯化钠溶液无现象,后加入过量的稀氢氧化钠溶液得到沉淀,过滤,加热,冷却,称重为4g。求参加反应的铝的质量。
[解析]题中所述的反应关系可表示成如下:
再结合溶液中NO3-离子守恒进行整体分析。
由于反应前NO3-是以Cu(NO3)2、AgNO3形式存在,反应后NO3-是以Al(NO3)3、Cu(NO3)2形式存在,所以有:
m(Al)=(4 mol·L-1×0.1L- )× ×27g·mol-1=2.7g。
参加反应铝粉的质量为2.7g。
[巩固练习]
1.实验室可以利用硝酸钠跟浓硫酸加热制取硝酸,这是利用了硝酸的( )。
(A)氧化性 (B)强酸性 (C)不稳定性 (D)挥发性
2.工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时,先制成质量分数为50%左右的硝酸,再制成质量分数为96%的浓硝酸,一般采用的方法是( )。
(A)加热蒸发浓缩 (B)加生石灰吸去水分后再过滤
(C)加硝酸镁后再蒸馏浓缩 (D)加入浓硫酸后再分液
3.在容积为672mL的烧杯里充满NO、NO2混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再缓缓通入280mLO2,反应恰好完全,且水充满了烧瓶(所有气体体积都已折合为标准状况)。下列叙述正确的是( )。
(A)总反应为:NO+NO2+O2+H2O=2HNO3
(B)总反应为:4NO+8NO2+5O2+6H2O=12HNO3
(C)烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.03 mol· L-1
(D)烧瓶中硝酸的物质的量浓度为0.045mol· L-1
4.某金属与稀硝酸恰好完全反应生成NO2,消耗金属和硝酸的物质的量之比为1∶3,则该金属可能是( )。
(A)Cu (B)Ag (C)Al (D)Fe
5.有关物质有如图1-3-4所示的转化关系。其中,A的浓溶液与单质B在加热时才发生反应①,A的稀溶液与足量B在加热时才发生反应②,D的稀溶液与苯酚溶液混合后呈紫色。据此填空:
(1)写出下列物质的化学式:A_______,D________,E_______。
(2)反应④的现象是_______________________;
(3)写出反应②的离子方程式:___________________________________;
(4)A的浓溶液与单质B加热时能否产生G?为什么?
氨氧化法制硝酸教案5
1. 教学目标
1.掌握氨和铵盐的性质、用途 2.学会氨的实验室制法
2. 教学重点/难点
教学重点: 氨和铵盐的化学性质
教学难点:实验室制氨的化学反应原理
3. 教学用具
烧杯、烧瓶、铁架台、滴管、导管、玻璃棒、试管、酒精灯、酚 酞试液、棉花、试管夹、NH
3、HCl、NH4Cl、Ca(OH)2 4. 标签
教学过程
新课导入
[新闻导课]杭州市一制冷车间发生氨气泄漏:
2004年4月20日上午10时,杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件,整个厂区是白茫茫的一片,方圆数百米,空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味,进入厂区呼吸都感到困难。厂区内寒气逼人。市消防中心接到报案后立即制定方案,出动上百名消防队员,十余量消防车…。
[问题]
1、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人?
2、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气?
3、被围困在污染区的群众怎样做才能保证不吸入氨气? [板书]
二、氨
1、NH3的物理性质:
[展示]一瓶氨气:无色,有刺激性气味,密度<空气,易液化,可作致冷剂。 [实验4-9] 成功关键:烧瓶干燥、密封。
现象:形成红色喷泉。证明:氨极易溶于水,水溶液显碱性。 [ 讲解]:1体积的水约溶解700体积的氨气,氨的水溶液叫做氨水。
[板书] 在通常状况下,氨是无色气体,有刺激性气味,比空气轻。氨易液化,极易溶于水。
[过渡]氨的水溶液是碱性的,但其中的水是中性的,氨分子也没有氢氧根离子。氨水为什么会显碱性呢?
[板书]
2、氨的化学性质: (1)NH3与水的反应: [分析]
H2O其中一水合氨很不稳定,受热会分解 NH3·[板书]NH3+H2O
NH3·H2O
+
NH3↑+H2O
-
NH4+OH
[思考]:分析NH3溶于水存在的过程,讨论氨水中的成份:分子、离子。 [板书](2)NH3与酸的反应: [ 演示实验]氨与氯化氢反应
[观察]现象:大量白烟生成。
[思考]:生产Cl2的化工厂常用浓氨水来检查生产设备和管道是否漏气,如有白烟生成,则说明已发生漏气,这是为什么?
[板书]化学方程式: NH3+HCl=NH4Cl NH3也可与其它酸反应,例:NH3+HNO3==NH4NO
3、 2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4 [讲解] NH3在一定条件下可于O
2、NO、NO2等发生氧化还原反应。 [板书](3)NH3与O2的反应: 4NH3+5O2
4NO+6H2O [演示实验]实验室制取氨气:
[板书]
3、NH3的实验室制法:
[讲解]原理:在实验室里常用铵盐和碱加热的方法来制取NH3。 仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。
[板书]2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O 仪器:固+固加热(同制氧气);收集:排空气法。 [提问]:
1 能否浓硫酸干燥NH3?
2 能否使用NH4HCO
3、NH4NO3 、NH4Cl?为什么? 3 使用碱石灰代替消石灰有什么优点?
[过渡]氨与酸反应形成氨盐,我们下面分析氨盐的性质 [板书]
4、氨盐
[讲述]铵盐是铵根离子(NH4)和酸根离子组成的化合物。铵盐都是晶体,能溶于水。
+主要化学性质:
[板书](1)铵盐受热易分解:
[实验]加热NH4Cl观察现象,是否时升华? [板书]化学方程式: NH4ClNH4HCO3
NH3↑+HCl↑、 NH3+HCl= NH4Cl NH3↑+H2O+CO2 ↑
Na2SO4+2NH3↑[讲解]铵盐能与碱反应放出氨气,例:(NH4)2SO4+2NaOH +2H2O [板书](2)铵盐与碱的反应:(NH4)2SO4+2NaOH
Na2SO4+2NH3↑+2H2O
+[强调]这个性质是一切铵盐的共同性质,实验室可利用这个性质来检验NH4的存在。 [注意事项]: 实验条件:浓溶液或固体,加热。 较稀溶液中铵根离子的检验方法:先浓缩,后检验。 [板书]5.NH3的用途:
[讲述]可用于氮肥工业及其它化工产业上(如:制纯碱),制冷剂。 [思考交流]自然界中氮的循环:
[点击高考试题]
1下面能实现人工固氮的是(
) A.豆科植物根瘤菌
B.用烧碱溶液吸收NO2 C.合成氨车间 D.闪电
解析:选C。豆科植物根瘤菌、闪电均能将游离态的氮转化成化合态,该过程属于自然固氮,A、D错误;烧碱溶液吸收NO2不属于氮的固定,B项错误;合成氨反应为N2+3H22NH3,属于人工固氮,C正确。
2.下列不属于铵盐的共同性质的是(
) A.易溶于水 B.与苛性钠共热产生NH3 C.都是晶体 D.受热分解都产生NH3
解析:选D。铵盐都是晶体,均易溶于水,与NaOH共热都能发生NH4++OH
-NH3↑+H2O而产生NH3;部分氧化性酸对应的铵盐受热分解,发生氧化还原反应,不产生NH3。如NH4NO3。
3.为了更简便地制取干燥的NH3,下列方法中适合的是(
) A.NH4Cl与浓H2SO4混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥 B.N2+3H
22NH3,用烧碱进行干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥 D.加热NH4HCO3,气体用P2O5干燥
解析:选C。A选项中的两种物质反应不生成氨气,B选项在一般的实验室中是不能实现的,C选项利用了浓氨水的挥发性,同时可选用碱石灰干燥,D选项中的P2O5是不可以干燥氨气的。 4.已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4,下列装置不宜做氨气的尾气吸收的是( )
解析:选C。氨气极易溶于水,若用C装置,易发生倒吸现象。A、B、D均可避免此现象产生。
5.如图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图。其中A、B、C、D常温下都是气体,B为红棕色,写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
(1)各物质的化学式
A________、B________、C________、D________、 E________。
(2)各步反应的化学方程式
①A→C_______________________________________________________________。 ②D→C________________________________________________________________。 ③B→E__________________________________________________________________。 ④C→B_________________________________________________________________。 解析:本题的突破口B为红棕色气体,B是NO2,C与O2能生成气体B,故C为NO。E在常温下不是气体,故E为HNO3,由图转化关系进一步分析知A为N2,D为NH3。
答案:(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3
课堂总结及评价:
通过引导学生观察、分析实验的现象,培养学生观察和分析问题的能力,进一步让学生体会实验对认识和研究物质性质的重要性,培养创新精神,氨气的实验室制法和铵根检验方法,了解氮的循环对自然界生态平衡的作用。
板书设计:
第四章第四节硫酸、硝酸和氨
第一课时
一、氨
1. 氨气的物理性质 2. 氨气的化学性质 a.与水反应 b.与酸反应 3. 制备
二、铵盐 1. 物理性质 2. 化学性质
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