sach giao vien 11 -chuong 3

Dung dịch amoniac có biểu hiện tính chất của một kiềm yếu nh thế nào ?Gợi ý :  Dựa vào thuyết axit, bazơ của Bron-stêt.  Dựa vào tính chất hoá học chung của bazơ.. Kết luận :  Amon

6 Phơng trình hoá học :

NaNO2 + NH4Cl   NaCl + Nto 2 + 2H2O

2 NaNO

V 0,422,4 8,96 (lit)

3 NaNO (d )

n = 0,6  0,4 = 0,2 (mol)

2 M(NaNO )

Bài 14 (2 tiết) Amoniac và muối amoni

I  Mục tiêu bài học

1 Về kiến thức

HS hiểu :

 Tính chất hoá học của amoniac và muối amoni

 Vai trò quan trọng của amoniac và muối amoni trong đời sống và trong

 Nâng cao tình cảm yêu khoa học

 Có ý thức gắn những hiểu biết về khoa học với đời sống

II  Chuẩn bị

GV : Dụng cụ và hoá chất phát hiện tính tan của NH3 ; Tranh (hình 3.6) :

NH3 khử đồng oxit ; Tranh (hình 3.7) : sơ đồ thiết bị tổng hợp amoniac trong công nghiệp

III  Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học

A  Amoniac (NH 3 )

I  Cấu tạo phân tử

Hoạt động 1

Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo phân tử amoniac

GV : Hớng dẫn HS nghiên cứu SGK để giải quyết các vấn đề sau :

 Dựa vào cấu tạo nguyên tử nitơ, nguyên tử hiđro, hãy mô tả sự hình thànhphân tử amoniac

 Viết công thức electron và công thức cấu tạo của phân tử amoniac

HS : Nguyên tử nitơ có 5 electron hoá trị, trong đó có 3 electron độc thân vàmột cặp electron ghép đôi

Trong phân tử amoniac nguyên tử nitơ tạo thành 3 cặp electron chung với

3 nguyên tử hiđro

Trên nguyên tử nitơ còn một cặp electron không liên kết

Phân tử amoniac đợc biểu diễn bằng :

H : N : H .H

Công thức electron

|H

Công thức cấu tạo

Liên kết trong phân tử amoniac là liên kết cộng hoá trị có cực Do có độ âm

điện lớn hơn nên nitơ âm điện hơn còn hiđro dơng điện hơn

GV bổ sung :

Phân tử amoniac có cấu tạo hình tháp, nguyên tử nitơ ở đỉnh tháp còn

3 nguyên tử hiđro nằm ở 3 đỉnh của tam giác đều là đáy của hình tháp

Vì có cấu tạo không đối xứng nên phân tử amoniac phân cực ở nitơ có d

điện tích âm còn ở các nguyên tử hiđro có d điện tích dơng

Kết luận :

 Trong phân tử amoniac, nguyên tử nitơ liên kết với ba nguyên tử hiđrobằng ba liên kết cộng hoá trị có cực ở nguyên tử nitơ có một cặp electron chatham gia liên kết

 Amoniac là phân tử có cực

II  Tính chất vật lí

Hoạt động 2

Bằng phơng pháp thực nghiệm và đàm thoại GV giúp HS phát hiện các tínhchất vật lí quan trọng của amoniac.

 GV :  Chuẩn bị một ống nghiệm chứa sẵn khí amoniac Cho HS quan sáttrạng thái, màu sắc, có thể hé mở nút cho HS phẩy nhẹ để ngửi

 Tìm tỉ khối của amoniac đối với không khí

 HS : Dựa trên các thông tin thu nhận đợc nhận xét :

– Amoniac là chất khí không màu, mùi khai xốc

 Chuẩn bị một lọ thu đầy khí NH3

 rậy lọ bằng một nút cao su kín có gắn theo một ống thuỷ tinh vuốt nhọn

đầu nhng hở rầu nhọn quay vào trong lọ

 Chuẩn bị một chậu nớc, nhỏ vào đó một vài giọt phenolphtalein

 Nhúng ống thuỷ tinh vào chậu nớc Thoạt đầu nớc dâng lên từ từ trong ốngthuỷ tinh Sau đó nớc vọt nhanh và mạnh vào lọ Nớc vọt vào trong lọ có màu đỏtím

 HS quan sát hiện tợng, giải thích

 Nớc phun rất mạnh vào lọ Nguyên nhân là do khí NH3 tan rất nhiều trongnớc, làm giảm áp suất trong lọ Nớc phun vào lọ để cân bằng áp suất

 Dung dịch trong lọ có màu đỏ tím là do phenolphtalein không màu hoá đỏtím trong dung dịch kiềm Vì vậy dung dịch amoniac có tính kiềm

GV bổ sung : Khí NH3 tan rất nhiều trong nớc, ở 20C 1 lit nớc hoà tan đợc

800 lit NH3

Kết luận.

 Amoniac là chất khí không màu, mùi khai xốc, nhẹ hơn không khí

 Khí amoniac tan rất nhiều trong nớc, tạo thành dung dịch có tính kiềm yếu

III  Tính chất hoá học

Dung dịch amoniac có biểu hiện tính chất của một kiềm yếu nh thế nào ?Gợi ý :  Dựa vào thuyết axit, bazơ của Bron-stêt.

  Dựa vào tính chất hoá học chung của bazơ

 Nghiên cứu SGK

b) Tác dụng với axit

(Nếu có điều kiện, GV làm thí nghiệm nh SGK mô tả để HS quan sát sự tạothành amoni clorua)

c) Tác dụng với dung dịch muối của nhiều kim loại, tạo kết tủa hiđroxit của chúng.

Thí nghiệm 1 :

 Lấy vào ống nghiệm chừng 2 ml dung dịch muối CuSO4

 Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch amoniac Quan sát

 Tiếp tục nhỏ dung dịch đến khi thu đợc dung dịch xanh thẫm, trong suốt

Thí nghiệm 2 :

 Lấy vào ống nghiệm chừng 1 ml dung dịch NaCl

 Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 Quan sát

 Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NH3 cho đến khi kết tủa trắng tan hoàn toàn

GV yêu cầu HS viết phơng trình phản ứng để giải thích hiện tợng quan sát đợc

ở thí nghiệm 1 :

 rầu tiên thấy kết tủa màu xanh nhạt xuất hiện, do có phản ứng :

CuSO4 + 2NH3 + 2H2O  (NH4)2SO4 + Cu(OH)2

 Sau đó kết tủa tan ra do có phản ứng :

Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NHCu(NH3)4](OH)2

[Cu(NHCu(NH3)4](OH)2  [Cu(NHCu(NH3)4]2+ + 2OH

 Sau đó kết tủa tan ra do có phản ứng :

AgCl + 2NH3  [Cu(NHAg(NH3)2]Cl

[Cu(NHAg(NH3)2]Cl  [Cu(NHAg(NH3)2]+ + Cl

GV bổ sung : Các ion [Cu(NHCu(NH3)4]2+, [Cu(NHAg(NH3)2]+ là các ion phức Ion phức

đợc tạo thành nhờ liên kết cho nhận giữa cặp electron tự do ở nitơ trong phân tử

NH3 với các obitan trống của ion kim loại

3 Tính khử

Hoạt động 5

GV : Yêu cầu HS dự đoán tính chất hoá học của amoniac dựa vào khả năngthay đổi số oxi hoá của nitơ trong amoniac

Gợi ý :  Xác định số oxi hóa của nitơ trong phân tử amoniac

 Số oxi hóa có thể có của nitơ

HS :  Trong phân tử amoniac nitơ có số oxi hoá là 3

  Số oxi hoá có thể có của nitơ là 3, 0, +2, +4, +5

Nh vậy trong các phản ứng hoá học khi có sự thay đổi số oxi hoá, số oxi hoácủa nitơ trong amoniac chỉ có thể tăng lên, amoniac có tính khử

GV bổ sung

 Amoniac chỉ thể hiện tính khử mà không bao giờ thể hiện tính oxi hoá

 So với H2S, tính khử của NH3 yếu hơn

GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và cho biết tính khử của NH3 biểu hiện nhthế nào ?

HS :

 Tác dụng với oxi

 Tác dụng với clo

 Tác dụng với một số oxit kim loại

GV bổ sung các hiện tợng phản ứng có thể quan sát đợc Dùng sơ đồ thínghiệm khử CuO bằng NH3 để giải thích kĩ thuật thí nghiệm và dấu hiệu phảnứng xảy ra

Kết luận :

 Amoniac ở trạng thái khí hay trong dung dịch đều thể hiện tính bazơ yếu.Tác dụng với axit tạo thành muối amoni và kết tủa đ ợc hiđroxit của nhiều kim loại

 Amoniac có tính khử : Phản ứng đợc với oxi, clo và khử một số oxit kimloại Trong các phản ứng này số oxi hoá của nitơ trong amoniac tăng từ  3 lên 0hoặc +2.

 Amoniac có tính chất đặc biệt : Có khả năng tạo phức với nhiều kim loạinhờ liên kết cho nhận

IV  Điều chếiều chế

Hoạt động 6

Tìm hiểu phơng pháp điều chế amoniac

GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và tìm trong thực tế cho biết :

 Trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp amoniac đợc điều chế nh thếnào ?

 Có thể áp dụng yếu tố áp suất đợc không ? Tại sao ?

 Có thể áp dụng yếu tố nhiệt độ đợc không ? Tại sao ?

 Có thể dùng chất xúc tác gì ?

Trả lời :

 áp dụng yếu tố áp suất với tổng số mol chất khí tr ớc và sau phản ứng thay

đổi Nếu tăng áp suất cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành amoniac

 áp dụng yếu tố nhiệt độ : vì đó là phản ứng toả nhiệt ( H < 0) Do đókhông thể tăng nhiệt độ lên quá cao

 ở nhiệt độ thấp tốc độ phản ứng rất nhỏ Vì vậy để tăng tốc độ phản ứngngời ta dùng chất xúc tác

GV bổ sung : điều kiện tối u để sản xuất amoniac trong công nghiệp là :

áp suất : 300  1000 atm

Nhiệt độ : 450  500C

Chất xúc tác : sắt kim loại đợc hoạt hoá bằng hỗn hợp Al2O3 và K2O

GV dùng sơ đồ thiết bị tổng hợp amoniac để giải thích quá trình vận chuyểncủa nguyên liệu và sản phẩm trong thiết bị tổng hợp NH3

Tìm hiểu tính chất vật lí của muối amoni

 GV cho HS quan sát tinh thể muối amoni clorua

Lấy một ít tinh thể NH4Cl hoà tan vào nớc Dùng quỳ tím để thử môi trờngcủa dung dịch NH4Cl

Hãy nhận xét trạng thái, màu sắc, khả năng tan và pH của dung dịch

 HS : Là tinh thể không màu, tan dễ dàng trong nớc ; Dung dịch có pH < 7

GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, quan sát thí nghiệm và cho biết muốiamoni có những tính chất hoá học gì ? Viết các phơng trình phản ứng và nhận xét.

1 Phản ứng trao đổi ion

GV làm thí nghiệm : Chia dung dịch muối amoni clorua ở trên vào hai ốngnghiệm :

ống 1 : Nhỏ thêm vài giọt dung dịch NaOH

ống 2 : Nhỏ thêm vài giọt dung dịch AgNO3

HS quan sát, nhận xét và viết phơng trình phản ứng dạng phân tử và ion rút gọn

 ở ống 1 thấy khí mùi khai thoát ra :

Phản ứng (1) đợc dùng để điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm và dùng đểnhận biết muối amoni

2 Phản ứng nhiệt phân

 GV làm thí nghiệm : Lấy một ít muối NH4Cl vào ống nghiệm khô, đunnóng ống nghiệm và quan sát

 HS nhận xét và giải thích :

Muối ở đáy ống nghiệm hết, xuất hiện muối ở gần miệng ống nghiệm

Giải thích : Khi đun nóng muối NH4Cl bị phân huỷ thành NH3 và HCl Khibay đến gần miệng ống nghiệm, ở khu vực có nhiệt độ thấp hơn, hai khí này lạikết hợp với nhau thành NH4Cl

Phơng trình phản ứng :

NH4Cl to

  NH3 + HClHCl + NH3  NH4Cl

GV yêu cầu HS lấy thêm một số thí dụ khác về sự phân huỷ của muối amoni

Có thể dựa vào SGK, có thể gợi ý cho HS viết lại phơng trình phản ứng điều chếnitơ từ amoni nitrit

NH4NO2 to

  N2 + 2H2O(NH4)2CO3 to

 Muối amoni dễ dàng bị nhiệt phân huỷ Tuỳ thuộc vào axit tạo thành muối

có tính oxi hoá hay không mà sản phẩm phân huỷ nhiệt có thể là NH3 hay cácsản phẩm khác : N2, N2O…

Hoạt động 9

GV có thể sử dụng bài tập 2, 6 (SGK) để củng cố bài học

IV - Hớng dẫn giải bài tập trong SGK

3 (SGK).

4 C : Do dung dịch NH3 có khả năng tạo phức chất tan với Zn(OH)2

5 Khí A tan trong nớc đợc dung dịch A nên A là NH3

Dung dịch A : dung dịch amoniac

c) Khi giảm thể tích hỗn hợp có nghĩa tăng áp suất của hệ, cân bằng dịch chuyển

về phía làm giảm áp suất (theo chiều thuận) là chiều làm giảm số mol khí

7 B : Phân biệt muối amoni bằng dung dịch kiềm vì khi đó sinh ra chất khí

không màu, mùi khai, xốc

8

2

3 O

Theo đầu bài : VH2 3VN2  3 656,7 1970 (m3)

Vì phản ứng (1) và (2) đều xảy ra hoàn toàn nên :

Bài 15 (2 tiết) axit nitric và muối nitrat

I  Mục tiêu bài học

1 Về kiến thức

Hiểu đợc tính chất vật lí, hoá học của axit nitric và muối nitrat

 Biết phơng pháp điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm và trong côngnghiệp

 Thận trọng khi sử dụng hoá chất

 Có ý thức giữ gìn an toàn khi làm việc với hoá chất và bảo vệ môi trờng

II  Chuẩn bị

GV : Axit HNO3 đặc và loãng ; dung dịch axit H2SO4 loãng ; dung dịchBaCl2 ; dung dịch NaNO3 ; NaNO3 tinh thể ; Cu(NO3)2 tinh thể ; Cu ; S ; ốngnghiệm, đèn cồn, giá ống nghiệm

HS : ôn lại phơng pháp cân bằng phản ứng oxi hoá – khử

III  Gợi ý tổ chức hoạt động dạy học

A Axit nitric

Phơng pháp chủ yếu khi dạy bài này là thực nghiệm Thông qua quan sáthiện tợng thí nghiệm GV giúp HS phát hiện kiến thức mới Chú ý lồng ghép giáodục ý thức giữ gìn an toàn khi làm thí nghiệm và bảo vệ môi tr ờng

HS viết công thức phân tử và công thức cấu tạo, xác định số oxi hoá của nitơ :Công thức phân tử : HNO3.

Công thức cấu tạo : H  O  N O

OTrong phân tử HNO3 nitơ có số oxi hoá là +5

HS sau khi quan sát lọ đựng axit nitric đặc, theo dõi các thao tác của GV :

Mở nút lọ axit, đun nóng nhẹ một chút axit HNO3… sẽ phát hiện đợc một số tínhchất vật lí quan trọng của axit HNO3 :

 Là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm

 Khi đun nóng bị phân huỷ sinh ra khí có màu nâu đỏ

GV xác nhận ý kiến của HS và bổ sung :

 Axit HNO3 không bền, ngay ở nhiệt độ thờng, dới tác dụng của ánh sáng

nó cũng bị phân huỷ dần Khí có màu nâu đỏ là khí NO2

 Phản ứng phân huỷ : 4HNO3  4NO2 + O2 + 2H2O

Vì vậy axit HNO3 cất giữ lâu ngày có màu vàng do NO2 phân huỷ ra tan vàoaxit Cần phải đựng axit HNO3 trong lọ sẫm màu hoặc bọc bằng giấy đen và đểnơi khô mát

 Axit HNO3 tan trong nớc theo bất kì tỉ lệ nào ?

Kết luận :

 Axit HNO3 là chất lỏng không màu, bốc khói trong không khí ẩm

 Axit HNO3 dễ bị nhiệt hoặc ánh sáng phân huỷ

 Axit HNO3 tan vô hạn trong nớc

III  Tính chất hoá học

Hoạt động 3

1 Tính axit

GV yêu cầu HS lấy thí dụ về tính axit của axit nitric, viết ph ơng trình phảnứng.

HS :

 Làm quỳ tím hoá đỏ

 Tác dụng với bazơ

 Tác dụng với oxit bazơ

 Tác dụng với một số muối

2 Tính oxi hoá

GV nêu vấn đề :

Tại sao axit nitric có tính oxi hoá ?

Tính oxi hoá của axit nitric đợc biểu hiện nh thế nào ?

HS : Trong phân tử HNO3 nitơ có số oxi hoá +5 là số oxi hoá cao nhất củanitơ Vì vậy trong các phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá, số oxi hoá của nitơ chỉ

có thể giảm xuống các giá trị thấp hơn : 3, 0, +1,+2, +3, +4

GV xác nhận : Nh vậy sản phẩm oxi hoá của axit HNO3 rất phong phú ; Cóthể là NH4NO3 ; N2 ; N2O ; NO ; NO2

GV thực hiện một số thí nghiệm để HS thấy đợc khả năng oxi hoá của HNO3

phụ thuộc vào nồng độ axit và bản chất của chất khử

a) Với kim loại :

Thí nghiệm : GV lấy 2 ống nghiệm, một ống đựng dung dịch axit HNO3

loãng và một ống đựng dung dịch axit HNO3 đặc rồi bỏ vào mỗi ống một mảnhkim loại đồng

HS nhận xét màu sắc khí thoát ra và viết phơng trình phản ứng :

 ở ống chứa dung dịch HNO3 loãng thấy thoát ra khí không màu, hoá nâutrong không khí ró là khí NO

Phơng trình phản ứng : 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

 ở ống chứa HNO3 đặc thấy thoát ra khí có màu nâu ró là khí NO2

Phơng trình phản ứng : Cu + 4HNO3  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

GV : Với những kim loại có tính khử mạnh hơn nh Mg, Zn, Al, … sản phẩmoxi hoá của HNO3 có thể là N2O (khí vui, khí gây cời), N2 (khí không duy trì sựcháy, sự sống), hoặc NH4NO3 (không sinh ra khí, nhng khi cho kiềm vào dungdịch sản phẩm, thấy thoát ra khí có mùi khai)

HS lập các phơng trình phản ứng tơng ứng với các hiện tợng đã mô tả

GV bổ sung thêm :

 Fe và Al bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc nguội (giải thích cho HSthấy đợc thụ động nghĩa là gì ? Sau khi nhúng vào dung dịch axit HNO3 đặc nguộinhôm và sắt không tác dụng đợc với axit HNO3 loãng và các axit khác nữa).

 Hỗn hợp gồm 1 thể tích HNO3 đặc và 3 thể tích HCl đặc đợc gọi là cờng thuỷ

Cờng thuỷ hoà tan đợc cả Au và Pt Trong khi đó HNO3 đặc nóng khôngphản ứng đợc Cờng thuỷ có tác dụng nh vậy là do axit HNO3 oxi hoá axit HCl,tạo ra clo tự do và nitrozil clorua :

 Cho một mẩu lu huỳnh bằng hạt đỗ xanh vào ống nghiệm đựng axit HNO3

đặc Sau đó đun nóng nhẹ Khi phản ứng kết thúc, nhỏ vào dung dịch trong ốngnghiệm vài giọt BaCl2

HS : Khi phản ứng xảy ra thấy thoát ra khí màu nâu Chứng tỏ có khí NO2

 Khi nhỏ dung dịch BaCl2 vào dung dịch trong ống nghiệm thấy xuất hiệnkết tủa màu trắng chứng tỏ có ion SO42

Phơng trình phản ứng :

S + 6HNO3  H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

Nhận xét : Trong phản ứng trên số oxi hoá của nitơ giảm từ +5 xuống +4 Sốoxi hoá của lu huỳnh tăng từ 0 lên số oxi hoá cực đại +6

Tơng tự nh vậy HS viết phơng trình phản ứng của C với axit HNO3 đặc

Nh vậy axit nitric không những tác dụng đợc với kim loại mà còn phản ứng

đợc với cả một số phi kim

c) Với hợp chất

HS quan sát hình vẽ 3.9 : Dầu thông bốc cháy khi tác dụng với axit HNO3

đặc Vậy axit nitric phản ứng đợc với một số hợp chất

GV mô tả hiện tợng : Nếu nhỏ dung dịch axit HNO3 vào dung dịch H2S thấyxuất hiện kết tủa màu trắng đục và có khí không màu, hoá nâu trong không khí.Yêu cầu HS viết phơng trình phản ứng

Tơng tự, viết phơng trình phản ứng khi cho FeO tác dụng với axit nitric

3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

Kết luận :

 Axit nitric có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

 Axit nitric là chất oxi hoá mạnh Tác dụng đợc với hầu hết kim loại, một sốphi kim và hợp chất có tính khử

 Khả năng oxi hoá của axit nitric phụ thuộc vào nồng độ của axit và độ hoạt

động của chất phản ứng với axit và nhiệt độ

IV  ứng dụng

Hoạt động 4

HS dựa vào SGK và tìm trong thực tế những ứng dụng của axit nitric

 Là một trong những hoá chất cơ bản, quan trọng trong các phòng thínghiệm, nghiên cứu

 Có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp : điều chế phẩm nhuộm, chất nổ,phân đạm, các muối nitrat

(Trớc khi tìm ra phơng pháp điều chế amoniac bằng con đờng tổng hợp thìphơng pháp sản xuất axit nitric này là duy nhất Ngày nay nó không đợc sử dụngtrong công nghiệp Thờng nó đợc dùng để điều chế axit HNO3 bốc khói trongphòng thí nghiệm)

đến 62% rể thu đợc dung dịch có nồng độ cao hơn ngời ta chng cất với axit

H2SO4 đặc (Nếu không có mặt H2SO4 đặc thì chỉ thu đợc dung dịch đồng sôiaxit HNO3 63% Hoặc muốn có axit HNO3 đậm đặc hơn, ngời ta hoà tan thêm