【优选整合】人教版高中化学必修一 4-4-1 氨 教案(2)
另外还能吸收池中有害氨态氮。脱氮原理:脱氮首先利用设施内好氧段,由亚硝化细菌和硝化细菌的硝化作用将nh2-n(氨态氮)转化为no3--n(硝酸根态氮)。1、试验并掌握不同氧化态氮、磷的化合物的主要性质。
直至今天,化学工业上仍旧采用氢气和氮气直接合成氨[板书]合成氨工业:N2 +3H2 高温高压催化剂 2NH3高温高压催化剂[讲]合成氨工业解决了地球上因粮食不足而导致饥饿和死亡问题,这是化学和技术对社会发展与进步做出巨大的贡献。但科学是一把双刃剑,当年哈伯并没有将NH3 为人类造福,而是被德国纳粹所利用,制造了危害性非常大的毒气弹。那么,NH3究竟有哪些性质呢?本节课我们来学习NH3和铵盐的一些知识。[板书]第四章 第一节 氨 硫酸 硝酸一、氨(ammonia)(一) 氨的物理性质[讲]新闻阅读:据中国新闻网报道: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……[思考与交流]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?[讲]由这段新闻,我们可以推测氨气有什么物理性质呢?[板书]1、无色 , 有特殊刺激性气味的气体,密度比空气小。
2、氨水密度比水小3、极易液化,液氨汽化时要吸收大量热4、极易溶于水[讲]NH3有刺激性气味,对人有刺激性作用,因此NH3有毒。密度比空气小,可用向下排空气法收集NH3。因为氨气易液化,所以氨气常用作致冷剂。氨气极易溶于水,1体积水能吸收700体积氨气。因此可以设计喷泉实验。[实验探究]喷泉实验[讲]喷泉是一种宏观的液体喷涌现象,既有天然的,也有人为的,现在以NH3的喷泉实验为例,说明喷泉实验的相关问题。演示实验,可让学生动手参与[投影]喷泉实验(1) 实验操作:如图所示,由于NH3极易溶于水,先打开止水夹,挤压胶状滴管,少量的H2O既可溶解大量的NH3(1:700),使烧瓶内气体的压强迅速减小。外界大气压,将烧杯中的H2O压入上面的烧瓶,形成美丽的喷泉。[讲]计算表明,当气体在水中的溶解度大于17时,该气体既能形成喷泉实验,故NH3、HCl、HBr、HI、SO2等气体均能溶于水产生喷泉现象。[问]请同学们根据刚才的操作描述一下实验现象?形成红色喷泉[问]为什么原来的无色的酚酞溶液进入烧瓶后就会变红呢?这说明NH3溶于水后还与水发生反应,得到的溶液显碱性,酚酞遇碱显红色[投影](2) 实验原理:两个容器通过连接管组成连通器,装有液体的容器压强远大于另一个容器的压强(即产生较大的压强差),就会产生喷泉[思考与交流](1)氨为什么会形成喷泉?氨极易溶于水,使烧瓶内外形成较大的压差;(2)实验成败的关键是什么?a.烧瓶干燥;b.装置的气密性好;c.收集的气体纯度尽可能高。
[讲]CO2、H2S、NO2、Cl2等在H2O中溶解度不大的气体不能形成喷泉,但若将H2O改成NaOH溶液呢能否出现喷泉实验呢?这些气体在碱性溶液中的溶解度显著增大,从而形成喷泉。此外,若改变喷泉实验装置,也可使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉实验。因此,要以形成喷泉的条件来认识形成喷泉的本质,具体的设计方案同学们现在可以思考,我们可以在探究性实验课上亲自操作去验证我们的设计。[投影]例1、用充满VL NH3的烧瓶作喷泉实验,若H2O充满整个烧瓶,则溶液的物质的量浓度为多少?解:n(NH3) == V/22.4c(NH3) == n(NH3)/V == 1/22.4 == 0.045 mol/L[讲]用NH3或HCl做喷泉实验,若混有不与该气体反应的气体,如空气、氧气、氮气等,则不论混合气体比例如何,水是否充满烧瓶,标准状况下其溶液浓度均为1/22.4 mol/L[问]刚才我们做的喷泉实验,滴有酚酞的水喷上去以后变成了红色,这说明什么问题?氨气溶于水后生成的溶液显碱性[讲]NH3不仅极易溶于水,且溶于水后的部分NH3 与水发生了反应。高中化学喷泉实验[板书](二) 氨的化学性质1、与H2O反应[讲]NH3溶于H2O后,大部分与H2O结合形成一水合氨NH3·H2O是弱碱,可部分电离成NH4+和OH―,而使溶液显碱性,而NH3·H2O不稳定,受热极易生成NH3和H2O[板书]NH3+H2O NH3·H2ONH4++OH―NH3·H2ONH3↑+H2O[讲]NH3是中学化学中惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此法检验NH3[问]氨水呈碱性,其密度比H2O 小,且浓度越大密度越小,那么,氨水中有哪些粒子?与液氨有哪些区别?[投影小结]液氨氨水(ammonia water)物质分类纯净物(非电解质)混合物粒子种类NH3NH3、NH3·H2O、H2ONH4+、OH―、极少量的H+性质不具有碱性,有还原性有碱的通性[问]氨水易挥发,又有腐蚀性,那么氨水应如何保存呢?[讲]贮存于玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛内或内涂沥青的铁桶。
[过]NH3作为一种碱性气体,它还能与酸性的HCl气体反应[板书]2、与酸反应[演示实验]用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里沾一下,然后将这两根玻璃棒接近。现象:两棒接近时,产生较多的白烟。[讲]此白烟就是NH3与HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶体,由此也可知道,NH3与酸的反应的实质是NH3与H+结合而生成NH4+的过程。[板书]NH3+HCl==NH4Cl(产生白烟,可用于检验NH3)[讲]通过NH3和HCl反应生成NH4Cl可知,NH3与酸反应的产物应是对应的铵盐,下边请同学们写出NH3与HNO3、H2SO4的反应化学方程式,并预测可能会出现的实验现象。学生练习[讲]NH3与易挥发性酸可生成白烟,与难挥发性酸也同样可以反应。[板书]NH3+HNO3==NH4NO3(白烟)2NH3+H2SO4== (NH4)2SO4(吸收NH3的方法)NH3+H2O+CO2==NH4HCO3(俗称碳铵)[讲]前边所讨论的NH3的性质涉及的反应都是非氧化还原反应,那么-3价的N能否发生化合价的变化呢?在什么情况下可以改变呢?变化时NH3表现出氧化性还是还原性呢?NH3中N为最低价,应具有还原性,需提供氧化剂。
[投影视频]氨的催化氧化[板书]3、氨的催化氧化4NH3+5O2 4NO+6H2O[讲]这一反应又叫氨的催化氧化(接触氧化),是工业上制HNO3的关键一步,用双线桥表示电子转移。[讲]NH3除了能被氧气催化氧化,在没有催化剂的条件下,NH3也能被一些氧化剂氧化,对应的产物的N2[投影视频]1、NH3还原氧化铜的实验2、氨气在纯氧中点燃3、氨气与氯气的反应[板书]4、氨气的还原性(1) NH3 还原氧化铜:2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O(2) 与纯氧的反应:4NH3+3O2(纯)2N2+6H2O(3) 与氯气的反应:若NH3不足,则2NH3+3Cl2 == 6HCl+N2若NH3充足,则 8NH3+3Cl2 == 6NH4Cl+N2[讲]若用浓氨水检验氯气管道是否泄露。[过]请大家阅读一段资料:[投影]NH4HCO3 是常用的氮肥,俗称碳铵,有一农民看到买回的碳铵袋子有些脏,于是蘸水擦了擦,回去以后发现化肥有些发潮,于是将它放到太阳底下晒,晒过以后,觉得肥料好像变少了。由上述材料你知道铵盐有什么性质?由此得出,这种化肥在储存、运输时应该注意什么?[讲]像NH4Cl、NH4HCO3这样由NH4+和酸根离子构成的化合物叫铵盐,这就是下面咱们要学习的内容。
3 结论苯等提纯剂毒性较大,乙醇无毒,操作简单,用作提纯剂对环境和操作人员均无伤害,且乙醇易挥发,洗涤后的晶体易干燥,但由于4-氨基安替比林在乙醇中溶解度较大,提纯时试剂有一定损失,用无水乙醇挥发较95%乙醇快,能减少固体4-氨基安管比林损失量。4.53g硫酸铝铵晶体加热分解,最终剩余0.51gal2o3固体.加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示.请通过计算确定400℃时剩余固体成分的化学式(写出计算过程).。薰衣草精油微胶囊固体粉末,克服了薰衣草精油水溶性较差、易挥发、且化学性质不稳定,在使用和贮存期间容易挥发、散失香味和香气或容易分解等缺点,在保证精油成分没有损失、绿色无害的情况下,同时又具有缓释、抗氧化、易贮存、方便携带运输、易添加和复配的特点,将成为薰衣草新型加工原料,能够广泛运用于化妆品和建筑装饰材料领域。
[板书] (NH4)2SO4 2NH3 ↑+H2SO4[讲]但对于一些易挥发性但氧化性的酸的铵盐分解时发生氧化还原反应,其产物随温度高低而异,[板书]5NH4NO3 2HNO3 +4N2↑+9H2ONH4NO3 ===N2O ↑+2H2O (撞击或加热)2NH4NO3 === 2N2↑+O2↑+4H2O (加热到500℃)[思考与交流]若NaCl晶体中混合NH4Cl,可如何除去?加热法。[演示实验]在试管中加入少量 (NH4)2SO4溶液和NaOH溶液,加热。现象:加热后,溶液中有气泡生成,可闻到刺激性气味,湿润的红色石蕊试纸变蓝。[问]上述实验说明了铵盐可能具有什么样的性质呢?[板书](2) 与碱反应(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4 +2NH3 ↑+2H2O[讲]铵盐与碱反应的实质是NH4+与OH―反应生成NH3·H2O,而NH3·H2O不稳定,在受热或浓溶液反应的情况下,就写成NH3和H2O的形式,而稀溶液反应就写成NH3·H2O的形式。[讲]铵盐作氮肥时,不能与碱性物质混用,也正是利用这一性质来检验NH4+的存在,当然也是实验室制取NH3的原理。[板书](3)NH4+的检验原理:NH4++OH―NH3↑+H2O现象:有刺激性气味气体产生,能使红色石蕊试纸变蓝。
[学生自主实验]实验室制NH3边协助学生操作,边引导学生总结[板书](四)实验室制NH31、实验原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3 ↑+2H2O[讲]反应是离子反应,但此反应为非水溶液中进行,因而写不出离子反应方程式。所用铵盐不能用NH4NO3和NH4HCO3,因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性分解反应,发生危险,而NH4HCO3受热易分解产生O2,使生成的NH3中混有较多杂质。另外选用消石灰Ca(OH)2,不能用NaOH和KOH代替,其主要原因是:NaOH、KOH具有易湿性,易结块,不利于产生NH3。NaOH、KOH在高温下能腐蚀玻璃管。除了用NH4Cl和消石灰固体共热易NH3外,还可以在常温下用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合快速制取NH3。[讲]实验装置如图,与O2的制备装置相似。是典型的固体与固体热反应制备气体的装置。那么,作为一种典型的碱性气体,可以用什么来干燥氨气呢?[板书]2、干燥剂:碱石灰[讲]不能选用浓硫酸、硅胶等酸性干燥剂,是因为酸碱反应,而不能选用CaCl2,是因为CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3[板书]3、收集方法:向下排空气法4、检验:(1)湿润的红色石蕊试纸――变蓝(2)沾有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口------白烟5、棉花团的作用:防止试管内的NH3与管外空气形成对流[视频]NH3的工业用途[讲]最后,请同学们小结一下NH3的用途。
如nh3(碱性)、o2、h2、co、ch4等等(中性),碱石灰在干燥氨气的同时不会与nh3反应,并且具有吸水的作用,可以吸取氨气中含有水蒸气。根据本发明,由于所述含酚废水中含有大量的氨,因此,在将含酚废水送入共沸精馏塔中后,而使所述含酚废水中的氨转入气相产物中,优选情况下,该方法还包括从气相产物中分离出氨气以及含有单元酚的废水,并将氨气溶于水得到氨水,以达到脱除废水中的氨的目的。固体氨系统由储氨罐模块、排气加热模块、氨气管路及喷射控制模块三部分构成。
一针见血