2019-2020年高中化学 4.4硫酸、硝酸和氨 学案 新人教版必修1.doc

2019-2020年高中化学 4.4硫酸、硝酸和氨 学案 新人教版必修1教学重点：浓硫酸、硝酸的氧化性，氨的化学性质。教学难点：浓硫酸、硝酸的氧化性。知识梳理一、浓硫酸的特性1、浓硫酸的吸水性：在盛有少量硫酸铜晶体的试管里注入浓硫酸，现象 ，结论。【思考】实验室为什么常用浓硫酸干燥气体？2、浓硫酸的脱水性：在蔗糖中加入浓硫酸现象。蔗糖变黑的本质：【思考】如果浓硫酸不慎沾到皮肤上，怎么办？【比较】3、浓硫酸的强氧化性(1)浓硫酸与金属铜反应探究【探讨 1】根据反应的现象，你能分步写出铜与浓硫酸反应的化学方程式吗？【探讨2】上述反应中氧化剂、还原剂各是什么物质？被氧化与被还原的元素各是什么？还原剂与氧化剂物质的量之比是多少？浓硫酸的作用是什么？【探讨3】考虑本实验的产物为有毒气体，请你想一想如何改进实验装置？若想同时证明SO2 溶液显酸性，如何改进实验装置？画出简图。(2)浓硫酸与非金属（如C）的反应【思考】根据氧化还原反应的规律，结合在蔗糖中加入浓硫酸的现象，写出浓硫酸与木炭反应的化学方程式吗？指出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物吗？ (3)常温下，浓硫酸使铁、铝钝化【浓硫酸、稀硫酸的组成及氧化性的比较】 二、硝酸的氧化性1、浓硝酸与铜的反应的化学方程式 。2、稀硝酸与铜的反应的化学方程式 。3、常温下，浓硝酸（或浓硫酸）使铁、铝表面钝化： 钝化原因分析： 浓硝酸（或浓硫酸）将铁、铝表面 。 钝化的本质_。【思考】你能尽可能多地写出不同价态的含氮化合物的化学式吗？三、氨 1、氨的物理性质：。氨溶于水的喷泉实验现象的解释：。 2、氨的化学性质(1)NH3与水的反应 。NH3H2O很不稳定，受热会分解 。【液氨与氨水的比较】(2)NH3与酸的反应：氨与氯化氢的反应的化学方程式 。上述反应的现象是_，为什么？_【注意】上述反应可用于检验氯化氢气体或氨气的检验氨与硫酸的反应化学方程式 【思考】氨与硫酸反应有没有类似氨与氯化氢反应的现象？为什么？四、铵盐的性质 1、铵盐受热易分解 写出氯化铵受热分解的反应方程式。写出碳酸氢铵受热分解的方程式。【思考】氯化氨的分解与生成的反应是不是可逆反应？为什么？。2、铵盐与碱的反应写出硝酸铵与氢氧化钠溶液反应的方程式。 写出上述反应的离子方程式。【思考】实验室如何检验铵盐？五、氨的实验室制法 1、反应原理。2、装置：“ ”加热装置；发生装置与制 相似。3、收集： 法；收集的试管口塞上棉团，作用是 。4、干燥： 。5、检验：（1） 。（2） 。6、实验室能不能用氢氧化钠与氯化铵反应制备氨气？为什么？_7、实验室制备氨气的其它方法（1）直接加热浓氨水（2）浓氨水与固体烧碱或生石灰混合疑难点拨一、氧化性酸和酸的氧化性的区别所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓H2SO4、HNO3等，由于其中S6、N5易获得电子，表现出很强的氧化性；而盐酸、氢硫酸、H2CO3、H3PO4等酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸。在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H，H在一定条件下可获得电子形成H2，从这一点看，酸都具有氧化性，这是H的氧化性，它和氧化性酸中中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的。区别上述两个概念的关键在于：酸根部分易得电子有氧化性氧化性酸；酸电离出H有氧化性酸的氧化性。二、铵盐分解规律1、如果组成铵盐的酸是挥发性的，则固体铵盐受热解时，氨气与酸一起挥发，冷却时又重新结合成铵盐。如NH4Cl为此类铵盐。NH4ClNH3+HCl2、如果组成的铵盐是难挥发性酸则固体铵盐受热分解时，只有氨呈气态逸出，而难挥发性的酸残留在加热的容器中。如(NH4)2SO4、(NH4)3PO4为此类铵盐。(NH4)2SO42NH3+H2SO4 (NH4)3PO43NH3+H3PO43、如果组成的铵盐的酸是具有强氧化性的酸，在较低的温度下慢慢分解可得到NH3和相应的酸。如NH4NO3：NH4NO3=HNO3+NH3。由于硝酸具有氧化性，能将氨气氧化，从微热至不同的温度分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。NH4NO3加热到190时分解生成一氧化二氮和水：NH4NO3N2O+2H2O如果加热NH4NO3的温度达到480500或NH4NO3受到撞击，分解生成氮气、氧气、水，发生爆炸。在特殊温度下才有可能放出氨气：NH4NO3 NH3+HNO3注意：NH4INH3+HI, 2HIH2+I2三、酸式盐的生成与性质1、溶解性：绝大多数的酸式盐易溶于水，而且酸式盐的溶解度大于正盐。如Ca(HCO3)2CaCO3，Mg(HCO3)2MgCO3，但NaHCO3的溶解性小于Na2CO32、电离及溶液的酸碱性(1)水溶液中：NaHCO3=Na+ HCO3HCO3=H+CO32NaHSO4= Na+ H+ SO42或NaHSO4= Na+ HSO4(2)熔化状态下：2NaHCO3（熔）= Na2CO3+CO2+H2O,Na2CO3（熔）= 2Na+CO32,（NaHCO3在熔化状态下不存在，要分解）。NaHSO4= Na+ HSO4(3)水溶液的酸碱性酸式盐溶于水后，溶液的酸碱性与酸式阴离子的电离和水解程度的大小有关，如果电离大于水解，则溶液显酸性；如果电离小于水解，则溶液显碱性。所以酸式盐溶液不一定显酸性，相反，绝大多数酸式盐水溶液显碱性，只有HSO4、H2PO4、HSO3等盐的水溶液显酸性。3、酸式盐的热稳定性(1）一般说来，正盐酸式盐相应的酸。如碳酸的水溶液稍受热就会分解，碳酸氢钠在270左右分解，而碳酸钠要在850以上的灼热条件下才会分解。(2)一般说来，多元弱酸（如H2CO3 、H2SO3）易分解，其酸式盐受热也易分解，如2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O，多元酸较稳定，其酸式盐也较稳定，如H2SO4较H2CO3稳定，则NaHSO4要较NaHCO3稳定。典型例题剖析【例1】对下列事实的解释错误的是A在蔗糖中加入浓硫酸后出现黑色物质，说明浓硫酸具有脱水性B浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定C常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应溶于水，也不溶于稀硫酸解析：A解释正确浓硫酸具有脱水性，可以把化合物中H和O以21比例脱出，所以向蔗糖中加浓硫酸会发黑，此过程又叫蔗糖的碳化B解释正确浓硝酸在光照下颜色变黄，是因为硝酸见光分解，生成的NO2溶于硝酸溶液呈黄色。工业制浓盐酸发黄的原因，是因为其中含有Fe3+。C解释错误正确解释为铝、铁与浓硝酸、浓硫酸常温下会发生钝化，在金属表面形成致密的氧化膜D解释正确既不能溶于稀硫酸，也不可溶于水的物质，中学阶段有CuS、PbS、Ag2S、HgS、BaSO4、AgCl等。选C。【例2】下列气体可用浓H2SO4干燥的是_（填序号）。H2SSO2H2HClCl2NH3HBrHIPH3解析：强还原性气体（H2S、PH3、HBr、HI等）和碱性气体（NH3、PH3等）不能用浓H2SO4干燥。答案：【例3】同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为ABC=D不能确定解析：设烧瓶的容积为V L，V L NH3全部溶于水，形成溶液的体积为V L，V L的NO2完全反应后，生成了V L的NO气体，形成的溶液的体积为V L，从N原子守恒角度分析，也有V L的NO2转化生成溶质HNO3所以两溶液的物质的量浓度相等。答案：C。【例4】根据右图所示的A、B、C、D、E五种物质的相互转化关系，按如下要求填写相应的物质和有关反应的化学方程式。(1)当A是气体单质时，A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 。有关反应的化学方程式分别为： 。(2)当A是固体单质时，A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 。有关反应的化学方程式分别为： 。解析：根据一系列的转化关系，进行有关物质成分的推断，必须找到合适的突破点。本题已知A是单质，A既能与O2反应，又能与H2反应，应是活泼性不很强的非金属单质。A经两步与O2的反应，产物D应为最高价氧化物。该氧化物对应的水化物E能与位于金属活动顺序表中H之后的金属Cu反应，E应是强氧化性酸，如浓H2SO4或HNO3。和HNO3对应的单质A是气体N2；和H2SO4对应的单质A是固体S。且N和S的氢化物都能跟O2反应，生成N和S的氧化物。知如上推断正确。答案：（1）N2；NH3；NO；NO2；HNO3；有关反应的化学方程式：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO3Cu + 8HNO3 = 2Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O（2）S；H2S；SO2；SO3；H2SO4；有关反应的化学方程式：S + H2H2S；S + O2SO2；2H2S + 3O22SO2 + 2H2O2SO2 + O22SO3；SO3 + H2O = H2SO4Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2 + 2H2O【例5】氨氧化制取硝酸时，如果由氨制成一氧化氮的产率是96%，由一氧化氮制成硝酸的产率是92%，试问10吨氨可以制得多少吨50%的硝酸？解法：设制得50%的HNO3 x 吨根据氨氧化法制硝酸的反应原理，得到NH3 HNO317g 63g（1096%92%）吨 （x50%）吨得到：178.832 = 630.5x解得：x = 65.46（吨）答：制得50%的硝酸65.46吨。知能训练一、选择题 1（04上海）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是A稀硝酸 B稀盐酸 C硝酸铜 D氢氧化钠2（02上海）0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是A、 30 B、 46 C、 50 D、 663、当三份铜粉分别与足量的稀硝酸、浓硝酸、热的浓硫酸反应后收集到的气体在相同状况下体积相等时，三份铜粉的质量比为 A3:1:2 B3:2:2 C1:1:2 D1:3:24（03上海）在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是A、 使用吸收塔设备 B、 使用尾气吸收装置C、使用H2作原料 D、 使用催化剂5有关硫酸的下列化学反应中，不是表现硫酸氧化性的是 A浓硫酸与铝的反应 B浓硫酸与木炭的反应C稀硫酸与锌的反应 D稀硫酸与纯碱的反应6将充有n mLNO和m mLNO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mLO2。mn，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为 A(mn)/3 mL B(nm)/3 mLC(4 m1)/13 mLD3/(mn) mL7下列化学方程式或离子方程式正确的是A常温下，将铁片置于浓硝酸中：Fe+6HNO3=Fe(NO3)3+3NO2+3H2OB向氯化铵的稀溶液中加入少量NaOH：NH4+OH-=NH3+H2OC向(NH4)2SO4溶液中加入适量Ba(OH)2：Ba2+SO42-=BaSO4D向浓硝酸中加入铜片：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O8往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸后，溶液的颜色应该是 A颜色变浅 B逐渐加深 C没有改变 D变棕黄色9下列叙述或操作正确的是 A浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸无氧化性B浓硫酸不慎沾到皮肤上，立即用大量的水冲洗C稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入盛有水的烧杯中，并不断搅拌D浓硫酸与铜的反应中，浓硫酸仅表现强氧化性10下列各组离子，在强碱性溶液中可以大量共存的是 A Na、Ba2、Cl、SO42 B Na、Ba2、AlO2、NO3 CNH4、K、Cl、NO3 D Na、K、NO3、SiO3211有Na2SO3、BaCl2、Na2SO4、NaHCO3等四瓶溶液，只用一种试剂进行鉴别，应选用的试剂是 ANa2CO3溶液 B硝酸 C硫酸 DAgNO3溶液12检验某未知溶液中是否含有SO42的下列操作中，合理的是A先加硝酸酸化，再加氯化钡溶液B先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液C先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液D先加盐酸酸化，再加硝酸钡溶液 13 CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是 A将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体B将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色C取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量D取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色14学生用滤纸折成一只纸蝴蝶并在纸蝴蝶上喷洒某种试剂，挂在铁架台上。 另取一只盛有某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方（如图）。过一会儿，发现纸蝴蝶的颜色由白色纸蝴蝶上的喷洒液转变为红色，喷洒在纸蝴蝶上的试剂与小烧杯中的溶液是 ABCD纸蝴蝶上的喷洒液石蕊酚酞酚酞石蕊小烧坏中的溶液浓盐酸浓氨水氢氧化钠溶液浓硫酸15、已知98的浓硫酸的物质的量浓度为18.4molL，则49的硫酸溶液的物质的量浓度为A9.2molL B大于9.2molL C小于9.2molL D不能确定16、下列关于浓HNO3与浓H2SO4的叙述正确的是A、常温下都可用铁制容器贮存 B、常温下都能与铜较快反应C、露置于空气中，溶液质量均减轻 D、露置于空气中，溶液浓度均降低17、1.92g铜投入一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672m气体（标况）。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水中，则通入O2的体积可能是A、504mL B、168mL C、336mL D、224mL18mg纯铜粉与足量浓硫酸反应，得到VL二氧化硫气体(标准状况)，则被还原的硫酸为 Am64mol Bm32mol C98V22.4g D64m22.4g19一定量的锌与100 mL 18.5 molL1的浓H2SO4充分反应后，锌完全溶解，同时生成标准状况下的气体33.6 L。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H)0.1 molL1。则生成的气体中SO2和H2的体积比为A、1：2B、2：1C、1：4D、4：120（xx上海23）铜和镁合金4.6g完全溶于浓硝酸中，若反应中硝酸被还原只产生4480mL NO2气体和336mL N2O4气体（均在标准状况下），在反应后的溶液中，加入足量的 NaOH溶液，生成沉淀的质量为 A、0.02g B、8.51g C、8.26g D、7.04g三、填空题21硫酸的性质有：A高沸点；B强酸性；C吸水性；D脱水性；E强氧化性。在下列硫酸的用途或化学反应中，硫酸可能表现上述的一个或者多个性质，试用字母填空：(1)实验室制取氢气_；（2）实验室干燥氢气_；（3）浓硫酸与金属铜的反应_；（4）实际生产中，浓硫酸可用钢瓶贮运_；（5）浓硫酸使蔗糖变黑，且有刺激性气味的气体产生_。22a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质，可发生如下转化：其中： a是单质；b是气体；c、d是氧化物；e是最高价氧化物对应的水化物。(1)如果a是一种淡黄色粉末固体，试推断这五种物质（用名称表示）： a ；b ；c ；d ；e 。(2)如果a是一种常见气体，试推断这五种物质（用化学式表示）： a ；b ；c ；d ；e 。23、将红热的黑色固体单质甲放入一黄色的溶液乙中，充分反应后，产生由两种气体组成的混合气体A，A在常温下不与空气作用，将A做如下的实验：(1)推断各物质的化学式：甲：_；乙：_；丙：_；A：_；B：_； C：_。(2)写出甲与乙反应的化学方程式：_A气体无色溶液白色沉淀B无色气体C蓝色溶液DH2O澄清石灰水单质丙 三、实验题24、(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式是： 。(2)试用下图所列各装置设计一个实验，来验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号)： 。(3)实验时可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。(4)装置中所加固体药品是 ，可验证的产物是 ，确定装置在整套装置中位置的理由是 。(5)装置中所盛溶液是 ，可验证的产物是 。四、计算题25将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：(1)NO，NO2的体积各为多少升？(2)待产生的气体全部释放后，向溶液加入VmLamoL/L的NaOH溶液，恰好使溶液中Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为多少？(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水的质量为多少？。26、向浓度均为3molL-1的HNO3与H2SO4组成的混合溶液10mL中加入1.92g铜，充分反应后若溶液体积仍为10mL。求：（1）产生气体标准状况下的体积是多少升？（2）反应后溶液中各溶质的离子浓度。参 考 答 案1、A 2BC 3A 4、D 5、D 6、A 7、D 8 B 9BC 10BD 11C 12C 13C 14B 15C 16、A 17、C 18、A 19、C 20、B21（1） B ；（2） C ；（3） BE； （4） E； （5） DE （提示：浓硫酸使蔗糖脱水炭化的同时，生成的单质碳在该环境下，与浓硫酸继续发生氧化还原反应，生成具有刺激性气味的SO2气体） 22（1）硫；硫化氢；二氧化硫；三氧化硫；硫酸（2）N2；NH3；NO；NO2；HNO323、甲、C 乙、HNO3(浓)丙、Cu ； A、NO2 、CO2 B、CaCO3 C、NO24、答案：(1)2H2SO4(浓)C=CO22H2O2SO2(2)(3)验证产物气流中有SO2 将产物气流中SO2全部氧化吸收 确认产物气流中SO2已被B瓶溶液全部吸收(4)无水硫酸铜(或变色硅胶) 水蒸气 由于产物气流通过、时会带出水蒸气，所以必须在、之前(5)澄清石灰水(或其他合理答案) CO2(二氧化碳)26、硫酸随着反应的进行浓度慢慢变稀则气体由SO2转变为H2 1：425、（1）5.8 5.4 （2） （3）57.826、