高中化学必修1-4.4.docx

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1、第四节 氨 硝酸 硫酸课标三维目标课标解读常见题型真题链接1.了解氨的性质和氨的实验室制法选择题、实验题2.掌握浓硫酸、硝酸的氧化性选择题、综合题2012广东高考3.了解氨的固定和氮的循环对生态平衡的作用选择题、填空题三层完全解读解题依据1 知识能力聚焦1.氨1-1合成氨的贡献（1）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破。（2）合成氨的突破解决了人类因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题。（3）德国化学家哈伯因研究合成氨的贡献，获1918年诺贝尔化学奖。1931年诺贝尔化学奖再次垂青与合成氨有关的研究。（4）工业合成氨的原理：。（5）把游离态的氟转化为氮的化合物的方法叫氮的固定。（6）氮被固定后

2、，植物才可能得到足够的氮肥。特别提醒植物只能吸收化合态的氮，因此氮的固定有极为重要的生态意义。氮的固定有自然固氮和人工固氮两种形式。1-2氨气的物理性质及喷泉实验（l）氨的物理性质氨是无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶解于水，常温常压下，1体积水能溶解约700体积的氨气。（2）喷泉实验实验装置操作及现象结论（l）打开止水夹，并挤压滴管的胶头（2）烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色氨极易溶于水，水溶液呈碱性注意喷泉实验能否成功，三个关键因素：装置气密性要好；烧瓶必须干燥；氨气必须充满。特别提醒产生喷泉实验的物理原理是：烧瓶内外产生压强差；当烧瓶内压强明显小于外界压

3、强时就会产生喷泉实验。产生喷泉的方法有：a.物理方法，通过温度或压强的改变来改变内外压强差，从而产生喷泉。b.化学方法，通过烧瓶内气体与加入的物质反应，形成内外压强差，从而产生喷泉。通常有以下两种情况：a.烧瓶内的气体急剧减少时瓶内压强远远小于外界大气压，水在内外压强差的作用下压入烧瓶，形成喷泉。b.烧瓶内的压强不变，烧瓶外的压强突然增大，远远大于烧瓶内的压强，水在内外压强差的作用下被压入烧瓶，形成喷泉。1-3氨气的化学性质（1）NH3与H2O反应：。注童氨溶于水后，大部分NH3与H2O反应，生成一水合氨（NH3H2O）NH3H2O是弱电解质：，所以氨水显弱碱性，具有碱的通性。NH3H2O不稳

4、定，受热易分解：。氨水成分：氨水中含有3种分子：NH3、NH3H2O、H2O；3种离子：NH4+、OH-、H+。但在求氨水中溶质的质量分数、物质的量浓度时，溶质为NH3。氨气是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，故常用湿润的红色石蕊试纸鉴定氨气。氨水易挥发放出氨气，且浓度越大、温度越高越易挥发。所以氨水应密封保存，置于阴凉处。（2）与HCI的反应氨与氯化氢反应的实验探究实验步骤：用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里蘸一下，然后使这两根玻璃棒接近（不要接触），观察发生的现象（知右图所示）。实验现象：可“看到，当两根玻璃棒接近时，产生大量白烟。氨与氯化氢的反应实验结论：这种白烟是氨水挥发出的NH

5、3，与盐酸挥发出的HCI化合生成微小的NH4Cl晶体。NH3+HCl=NH4Cl注意氨不仅能跟盐酸反应，也能跟硫酸、硝酸、醋酸、碳酸等多种酸反应，反应实质都是NH3与H+的反应。因为氨易跟酸反应生成盐，所以不能用浓硫酸作氨气的干燥剂。同理，氨气与氯化氢气体不能共存。在中学化学中NH3，是唯一能与酸反应生成盐的气体。气态氢化物与最高价氧化物所对应的水化物发生化合反应，这是氮元素有别于其他元素的特征。在该实验中，只有浓硝酸、浓盐酸等挥发性酸遇NH3，才会产生白烟，硫酸、磷酸等难挥发性酸遇NH3不产生白烟现象。1-4氨的用途（l）工业上用于制化肥，如（NH4）2S04，、NH4HCO3，、NH4NO

6、3等。（2）有机合成的重要化工原料。（3）做制冷剂。1-5铵盐铵盐都易溶于水，有下列性质：（1）受热不稳定性（2）与碱反应根据这一原理可检验NH4+的存在及实验室制备NH30注：NH3的检验方法：常用湿润的红色石蕊试纸检验。也可用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。例 Na与水反应后所得溶液与NH4Cl反应的产物有NH3。（2012福建高考）思考与交流 氨经一系列反应可以得到硝酸，如下图所示。（1）试分析上述反应中氮元素化合价的变化，以及在每一步反应中，氮元素发生的是氧化反应还是还原反应。（2）其中，氨被氧化生成一氧化氮的化学方程式为：写出其余反应的化学方程式。答案（l）元素的化合价略。N2NH3，氮元素

7、发生的是还原反应；NH3NO、NONO2，氮元素发生的均为氧化反应；NO2HNO3+NO，氮元素既发生了氧化反应，又发生了还原反应。（2）1-6氨的实验室制法（1）反应原理（2）发生装置：与制取氧气的发生装置相同。（3）收集方法：向下排空气法。（4）验满方法：用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。（5）尾气处理：通过一个倒扣于水面的漏斗吸收（如右图所示）。特别提醒防止倒吸的方法：注意事项：制取NH3可用NH4Cl或（NH4）2SO4等，但不能用NH4HCO3或NH4NO3，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。消石灰不能用KOH或NaOH代替，

8、因为KOH和NaOH易吸水，易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。干燥氨气不能用P2O5与浓H2SO4，也不能用无水CaCl2，通常用碱石灰干燥氨气。欲快速制NH3，可将浓氨水滴入NaOH固体或生石灰中，其装置见下图（右）。加热浓氨水也可快速制取NH3，其装置见下图（左）。例 制备氨气及氨水性质的知识点，推测下图实验的现象（2012广东高考）1-7自然界中氮的循环（1）氮的固定的形式：人工固氮。自然固氮。例如雷电作用：N2电NONO2HNO3M（NO3）x。生物固氮。例如豆科植物的根瘤菌固氮。注意氮的固定是自然界中氮的循环的一个环节。（2）自然界中氮的循环示意图：自然界中氮的循环思考与交

9、流请你认真阅读自然界中氮的循环示意图并回答下列问题：（1）氮在自然界中主要以哪些形式存在？（2）有哪类生物能直接吸收含氮的化合物？（3）人体里蛋白质中的氮是从哪儿来的？（4）自然界中有哪些固定氮的途径？（5）简单描述氮在自然界的循环过程。答案（1）氮是一种重要的元素，它以化合态存在于多种无机物和有机物中，是构成蛋白质和核酸不可缺少的成分。在空气中，氮以氮气的形式存在，是空气的主要成分。（2）在自然界里，大豆、蚕豆等豆科植物的根部都有根瘤菌，能把空气中的氮气变成氮的化合物。多数生物（各种植物、动物）能直接吸收含氮的化合物。（3）在自然界里，大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌，把空气中的氮气转变为硝

10、酸盐等含氮的化合物。植物的根从土壤中吸收的铵根离子（NH4+）和硝酸盐，经过复杂的生物转化形成各种氨基酸。氨基酸最后转化成蛋白质。我们以植物为食获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白。（4）雷雨天气，N2与O2化合：；豆科植物根部的根瘤菌固氮。（5）在自然界中通过氮的固定，使大气中游离态的氮转化为化合态的氮，进人土壤，植物从土壤中吸收含氮化合物并将其转化为蛋白质，动物则靠食用植物以得到蛋白质；动物的排泄物和尸体残骸以及植物的腐贱物等在土壤中被细菌分解，变为含氮化合物，部分被植物吸收；而土壤中的硝酸盐也会被细菌分解而转化为氮气，氮气可再回到大气中。特别提醒2.硫酸和硝酸的氧化性思考与交流（l）硫酸、

11、硝酸、盐酸都是酸，它们在组成上有什么特点？（2）这种特点与酸的通性有什么关系？用电离方程式表示。（3）实验室里用金属与酸反应制取氢气时，往往用稀硫酸或盐酸，而不用浓硫酸或硝酸，这是为什么？答案（l）它们都是酸，在水溶液中都能电离出H+；硫酸和硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元强酸，硝酸和盐酸是一元强酸。（2）在水溶液中都电离出氢离子：。（3）稀硫酸、盐酸是非氧化性酸，与金属反应制氢气时，H+将金属氧化，而浓硫酸、硝酸与金属反应时，H+与SO42-、NO3-同时参与反应将金属氧化，还原产物为硫的氧化物、氮的氧化物。所以用金属制氢气时，使用稀硫酸或盐酸。2-1浓硫酸（1）物理性质纯硫酸是无色、

12、黏稠的油状液体，不容易挥发，常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数是98%，密度为1.84gcm-3。（2）三大特性吸水性：浓硫酸具有强烈的吸水能力，能吸收空气中的水分，甚至能吸收结晶水合物中的水，故浓硫酸常用作干燥剂，但不能干燥NH3。脱水性：浓硫酸具有很强的腐蚀性，能按水的组成脱去纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素，如浓硫酸使蔗糖脱水炭化：实验操作现象及原因分析现象1：蔗糖逐渐变黑。原因是浓硫酸具有脱水性：现象2：蔗糖体积膨胀，形成黑色疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。原因是浓硫酸具有强氧化性，把碳氧化成CO2，并有SO2气体放出强氧化性aCu与浓硫酸的反应实验步骤实验现象实验

13、结论及化学方程式步骤1：如上图所示将仪器组装好，检验装置的气密性，并按要求加入各种试剂，观察铜丝在浓硫酸中的现象加热前，铜丝在浓硫酸中无明显现象常温下，铜与浓硫酸不反应步骤2：点燃酒精灯，加热a试管，同时观察3支试管中的现象加热后，b试管中的品红溶液逐渐变为无色，c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为红色，a试管中液体变蓝在加热条件下，铜与浓硫酸反应，生成硫酸铜和二氧化硫步骤3：向上拉铜丝，冷却后，将试管里的液体慢慢倒入盛有少量水的另一支大试管中，观察溶液的颜色大试管中的溶液呈蓝色b.浓硫酸分子中S的化合价为+6价，易得电子，所以表现强氧化性，可以氧化大多数金属和部分非金属单质。特别提醒在常温下，浓H

14、2SO4能使Fe、Al钝化，所以可用Fe、Al制容器盛放浓H2SO4。浓H2SO4使Fe、Al钝化的原因:Fe、Al与浓H2SO4反应，生成了致密、坚固的氧化膜，阻止金属与浓H2SO4接触，从而保护了金属。但氧化膜能被稀H2SO4破坏。具有变价的金属单质与浓H2SO4反应时，金属元素显高价。金属单质或低价金属的盐等与浓H2SO4反应时，浓H2SO4既显氧化性又显酸性。如。2-2硝酸（1）浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。（2）与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素生成酸性氧化物。如浓HNO3与木炭加热时的化学方程式为：。（3）金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被

15、还原为N2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3.（4）在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如Fe0与稀硝酸反应时的方程式应是3FeO+10 HNO3（稀）=3Fe（NO3）3+NO+5H2O，而不是发生复分解反应生成Fe（NO3）2。（5）硝酸与铁反应时，产物符合以下规律（6）浓HNO，与过量Cu反应的情况可利用电子守恒和氮原子守恒求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。特别提醒NO-离子无氧化性，但在酸性条件下， NO-就表现出强氧化性。在判断离子共存时常要考虑这一因素。2 方法技巧平台3.浓、稀硫酸的鉴别方法（I）取少量蒸馏水，向

16、其中加入少量试样硫酸，如能放出大量的热则为浓硫酸，反之为稀硫酸。（2）称量，因浓硫酸密度大，则等体积时，重者为浓硫酸，轻者为稀硫酸。（3）观察状态，略微摇动，若为油状黏稠液体则是浓硫酸，另一为稀硫酸。（4）取少量试液，向其中投入铁片，若产生大量气泡则为稀硫酸，另一为浓硫酸（钝化）。（5）用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，变黑者为浓硫酸，另一为稀硫酸。（6）取少量试液，分别投A小块铜片，稍加热，发生反应的（有气泡产生，溶液变蓝）为浓硫酸，无现象的为稀硫酸。（7）在锯末或蔗糖上滴入少量试液，变黑的为浓硫酸，另一为稀硫酸。（8）在蓝色石蕊试纸上滴12滴试灌，变红色的为稀硫酸，先变红后变黑的为浓硫酸。（9）

17、取等质量的试液，敞口放置一段时间后称量，质量增大的为浓硫酸，另一为稀硫酸。（10）分别滴加到浓盐酸中，产生大量白雾的为浓硫酸，产生少量白雾的为稀硫酸。特别提醒浓H2SO4与稀H2SO4的鉴别，主要是运用了浓H2SO4的特性（吸水性、脱水性、强氧化性等）。从物质的特征反应入手进行物质的鉴别是化学中常用的思维方法。4.浓H2SO4与稀H2SO4的组成及氧化性的比较稀硫酸浓硫酸主要粒子H+、SO42-H2SO4分子与金属反应只与金属活动顺序表中H之前活泼金属置换，反应生成H2与H之前金属发生氧化还原反应，产物复杂，不产生H2；常温下与Fe、Al发生钝化。加热条件下与H之后金属发生氧化还原反应（Au、

18、Pt除外），浓H2SO4一般被还原为SO2与非金属碳反应不反应辨析酸的氧化性与氧化性酸酸的氧化性是H+的性质，是酸的通性，所有的酸都具有此性质，H+的氧化性较弱，它只能氧化活动性排在氢前面的金属。而氧化性酸是指酸根中显正价的元素表现出来的性质，如等，它们的氧化性非常强，不仅能氧化排在氧前面的金属，还能氧化排在氢后面的金属及非金属。浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3都是氧化性酸。5.硫酸根离子的检验方法（1）原理利用Ba2+SO42-=BaSO4（白色）具有不溶于盐酸、稀硝酸的特性。（2）试剂可溶性钡盐BaCl2或Ba（NO3）2、盐酸或稀硝酸。（3）排除干扰（1）Ag+干扰：用BaCl2溶液

19、或盐酸酸化可防止Ag+干扰。Ag+Cl-=AgCl（2）CO32-、SO32-、PO43-干扰：因为BaCO3、BaSO3、Ba3（PO4）2也是白色沉淀。与BaSO4白色沉淀不同的是，这些沉淀可溶于强酸中。因此检验SO42-时，必须用盐酸酸化。如：BaCO3+2H+=H2O+CO2+Ba2+但不能用HNO3酸化，同理所用钡盐也不能用Ba（NO3）2溶液，因为在酸性条件下，SO32-、HSO3-、SO2等会被溶液中的NO3-氧化为SO42-，从而会使检验得出错误的结论。（4）检验方法检验SO42-的正确操作为：3 创新思维拓展6.浓硫酸、硝酸与金属反应的计算（l）反应通式M+H2SO4（浓）M

20、（SO4）n+还原产物+H2OM+HNO3M（NO3）n+还原产物+H2O（2）还原产物浓HNO3NO2；稀HNO3NO；浓H2SO4+SO2（3）溶液中的酸起氧化作用的酸转化为气体（NO、NO2、SO2）时，气体的物质的量等于被还原的酸的物质的量。起酸性作用的酸转移到生成物盐中，其物质的量可以根据金属阳离子的物质的量求出。没有参加反应的酸，可根据溶液中的H+的物质的量求出。4常用方法电子守恒法硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。原子守恒法硝酸与金属反应后，一部分以NO3-的形式存在，一部分转化为还原产物（NO、NO2等），这两部分中氮原子的物质的量与

21、反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量相等。单元知识梳理与能力整合高考命题趋向本章在高考命题中出现概率较大的考点是：（1）硅、二氧化硅、硅酸盐的性质和用途；（2）氯及其化合物的性质和用途；（3）硫及其重要化合物的性质和用途；（4）氮及其重要化合物的性质和用途；（5）硫、氮的氧化物对环境的影响；（6）以上各部分知识的综合应用。归纳总结专题一、硅及其化合物硅及其化合物硅主要用途半导体材料制芯片光电池二氧化硅炼铁、炼钢的造渣反应注意NaOH溶液的保存方法应用于玻璃雕刻用途：制造光导纤维、光学仪器、石英玻璃硅酸物理性质：不溶于水化学性质：酸性弱于H2CO3制法Na2SO4+2HCl=2NaCl+H2Si

22、O3Na2SO4+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3硅酸盐典型硅酸盐：Na2SiO3水溶液，俗称水玻璃组成表示法：金属氧化物SiO2H2O各元素的原子个数比不变，价态不变，如KAlSi3O8写成K2OAl2O36SiO2硅酸盐工业水泥原料：石灰石、黏土成分：3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3陶瓷原料：黏土玻璃原料：石灰石、纯碱、石灰主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2二、氯气氯气物理性质：黄绿色气体，密度大，较易液化，有刺激性气味，有毒，能溶于水化学性质与H2O反应Cl2+H2O=HClO+HClCl2可用于消毒、漂白与碱反应NaOH2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2ONaClO用作消毒剂、漂白剂Ca（OH）22Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2OCa（OH）2用作消毒剂、漂白剂与金属反应2Na+Cl2点燃2NaCl2Fe+3Cl2点燃2FeCl3Cu+Cl2点燃CuCl三、硫及其化合物四、氮及其化合物