Учебник для общеобразовательных учебных заведений, автор Габриелян О. С

При участии: катализатора в зависимости от его состава и других условий (t⁰; состава исходной смеси, давления) часть аммиака окисляется до оксида N (II) );

В оптимальных условиях удается получить выход NO до 98%. Т.е. применяя тот или иной катализатор можно изменять направление реакции. Поэтому говорят, что катализаторы обладают избирательным действием.

Катализаторы – вещества, увеличивающие скорость реакции или меняющие ее направление.

Демонстрационный опыт.




Сr₂O₃ В качестве катализатора свежеприготовленный Cr₂O₃ (разложение бихромата аммония (NH₄)₂ Сr₂O₇). Нагреть Сr₂O₃ в ложечке для сжигания веществ, постукивая пальцем по ложечке, всыпать его в колбу – «огненный дождь».

Конц.

NH₃·Н₂О

Учащиеся рассматривают окислительно-восстановительную реакцию:



Сr₂O₃

4N^-3H₃⁺¹ + 5O₂⁰ →4N⁺²О^-2+ 6H₂⁺¹O^-2

Химические реакции, связанные с образованием иона аммония.
В аммиаке у атома азота имеется неподелённая электронная пара, которая может участвовать в образовании еще одной ковалентной полярной связи между атомами N и катионом водорода (Н⁺) по донорно-акцепторному механизму:
H⁺¹ +

. . ↓

H⁺¹ N^-3 H⁺¹ + H⁺¹ → О^-2 ← H⁺¹ → H⁺¹ → N^-3 ← H⁺¹ + ОН^-

↑

H⁺¹

H⁺¹ ион аммония щелочная среда раствора
Происходит химическое взаимодействие при растворении NH₃ в Н₂О – протон от воды перемещается к аммиаку вследствие «перетягивания» его азотом, у которого большая, чем у кислорода, отрицательная с.о. Азот – донор ē пары (от латинского donare – дарить); H⁺ - акцептор ē пары (acceptor – приемщик).

..

NH₃ + Н₂⁺ О NH₃·H₂O гидроксид аммония, нашатырный спирт.

Все четыре ковалентные полярные связи в ионе аммония, независимо от способов их образования, равноценны. Поэтому пространственное строение иона аммония – тетраэдр с атомом азота в центре. Ион аммония – сложный катион, который участвует в реакциях обмена, переходит в новые вещества без изменения.
Д

H + N H H H с.о. N -3; вал IV

емонстрационный опыт:

Раствор аммиака исследовать с помощью индикаторов: лакмус – синий; фенолфталеин – малиновый; метилоранж – желтый.
Вывод: раствор аммиака в воде имеет щелочную среду. NH₃·Н₂О– слабое основание (α = 1,4), пахнет аммиаком. Поэтому можно предположить, что реакция обратимая, что можно доказать на опыте.
Демонстрационный опыт:

В пробирке нагреть аммиачную воду, к которой предварительно добавить фенолфталеин. Наблюдается исчезновение малиновой окраски, т.к. аммиак улетучивается, а в пробирке остается вода. При нагревании равновесие смещается влево, т.к. с повышением t⁰ растворимость газов понижается.
NH₃ + Н₂О NH₃·H₂O


t⁰
Этот процесс идет без нагревания медленно, поэтому аммиачная вода пахнет аммиаком.

Урок по химии
в 9 классе на тему:
Соли аммония.
Выполнила: Бочкова Ирина Анатольевна

учитель химии МОУ «ССОШ №2»

ПЛАНИРОВАНИЕ ТЕМЫ ПОДГРУППА АЗОТА

1 урок Азот и его свойства.

2 урок Аммиак и его свойства.

3 урок Соли аммония.

4 урок Азотная кислота и её свойства.

5 урок Соли азотистой и азотной кислот. Азотные удобрения

Урок «Соли аммония» - это третий урок в теме «Подгруппа азота», изучается в 9 классе. Учебник: Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений, автор Габриелян О.С.

Цели и задачи урока

Образовательные:
Сформировать у учащихся знания:

о солях сложного катиона – катиона аммония;

о качественной реакции на катион аммония;

о специфических свойствах солей аммония, обусловленных его строением;

Развивающие:
Продолжить работу над формированием у учащихся:

представления о солях;

навыков частично – поисковой деятельности;

представлений о качественных реакциях;

знаний об общих свойствах солей;

умения работать в должном темпе;

умения пользоваться справочными материалами.
Воспитательные:

формировать умение вести диалог, дискутировать, выслушивать друг друга.


Оборудование:

1. 
   На демонстрационном столе:
   

- в стаканах подписанных кристаллические соли аммония NH₄С1; (NH₄)₂SO₄; NH₄NO₃; (NH₄)₂Сr₂O₇.

- в демонстрационной пробирке тв. NH₄С1 (2 шт); к. H₂SO₄; стакан с Н₂О; универсальная индикаторная бумагу, демонстрационный штатив, спиртовка, спички, демонстрационный экран (черный), лабораторный штатив.

2. 
   На столах у учащихся:
   

- тв. NH₄С1; (NH₄)₂SO₄; NH₄NO₃; лакмус, метилоранж; индикаторная бумага универсальная; р. AgNO₃; p. NH₄С1

- стаканчик с Н₂О; спиртовки; спички; держалка для пробирок; 2 лабораторных штатива (один с пробиркой)

- в пробирке готовая смесь тв. NH₄С1 и Ca(OH)₂, пробирка закрыта пробкой.
Вопрос: с веществами, какого известного вам класса аммиак должен взаимодействовать так же, как он взаимодействует с Н₂О, т.е. с образованием иона аммония?

Ответ: с веществами, в молекулах которых содержится слабосвязанные протоны, т.е. с кислотами.
Демонстрационный опыт:

Две бумажки, смоченные одна аммиачной водой, а другая концентрированной соляной кислотой, сближают. Между ними появляется обильный белый дым – это взвешенные в воздухе мельчайшие твердые частички; значит продукт реакции – твердое вещество.
Учащиеся записывают уравнение реакции, определяют, что продуктом реакции является хлорид аммония.

..

NH₃ + НС1 → NH₄С1
г) Применение аммиака и солей аммония.

Этот вопрос учащиеся рассматривают самостоятельно, используя рисунок 31 на стр. 115.

3. 
   Закрепление
   

Написать реакции взаимодействия NH₃ с кислотами. Какие соли и при каких условиях могут образоваться? Дайте названия солям.

I вариант: с H₃PO₄

II вариант: с H₂SO₄

III вариант: с HNO₃
Ответы:

I вариант:

NH₃ + H₃PO₄ = (NH₄)₃PO₄ фосфат аммония (средняя соль)

избыток
NH₃ + H₃PO₄ = (NH₄)₂HPO₄ гидрофосфат аммония (кислая соль)

недост.
NH₃ + H₃PO₄ = (NH₄)H₂PO₄ дигидрофосфат аммония (кислая соль)

недост.
II вариант:

NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ сульфат аммония (средняя соль)

избыток
NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)HSO₄ гидросульфат аммония (кислая соль)

недост.
III вариант:

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃ нитрат аммония (средняя соль)

3. 
   Домашнее задание:
   

§ 24; № 1-6 (стр. 115-116) , №5 для I и II вариантов.

1. Ход урока:

1. 
   Опрос: у доски
   

1 учащийся:

а) Составить уравнение реакции каталитического окисления аммиака (окислительно-восстановительные процессы)

б) Написать реакцию растворения аммиака в Н₂О

2 учащийся:

а) Составить уравнение реакции горения NH₃ (окислительно-восстановительные процессы).

б) Написать уравнение реакции взаимодействия аммиака с соляной кислотой.

3 учащийся:

Объяснить механизм образования катиона аммония.

4 учащийся:

Домашнее упражнение №5 (стр. 116)
3Cu⁺²O^-2 + 2N^-3H₃⁺¹ = N₂⁰ + Cu⁰ + 3H₂⁺¹O^-2

в↓ о↑

2ē 3ē

Устный опрос

- какими физическими свойствами обладает аммиак? (газ, без цвета, с резким запахом; хорошо растворим в воде; легче воздуха).
- можно ли осушить аммиак, пропуская его через серную кислоту? (нет, т.к. аммиак взаимодействует с серной кислотой)
- как освободить кислород от примесей аммиака? (пропустить через воду; аммиак растворится, а кислород нет).
- две банки заполнены газами: первая аммиаком, вторая – водородом. Как узнать в какой банке находится аммиак?

(а) взвешиванием – банка с NH₃ тяжелее; (б) при внесении горящей лучинки в банку с Н₂ раздается хлопок; (в) при внесении влажной фенолфталеиновой бумажки в сосуд с NH₃ она станет малиновой)
- в двух пробирках находятся растворы NaOH и NH₃· Н₂О. Как их распознать? (в обе пробирки добавить 1-2 к. фенолфталеина, растворы будут иметь малиновую окраску. Оба раствора нагреть. Т.к. NH₃· Н₂О нестойкое вещество, оно разлагается и фенолфталеин изменяет свою окраску на бесцветную).
- как проверить герметичность сосуда, в котором находится аммиак? (влажная фенолфталеиновая бумажка становится малиновой)

2. 
   Изучение нового материала.
   

Сегодня мы с вами должны познакомиться с солями аммония.
Демонстрация: в стаканах насыпаны кристаллические соли аммония: NH₄С1; (NH₄)₂SO₄; NH₄NO₃; (NH₄)₂Сr₂O₇ и др.
Это твердые вещества, сходны с другими солями, но более всего с солями щелочных Ме., особенно калия из-за одинакового заряда и близких значений радиуса ионов: R(K⁺) ≈ R(NH₄⁺)
Посмотрим в таблицу растворимости. Она подтверждает, что все соли аммония, как и щелочных металлов, растворимы в Н₂О. Соли имеют ионную кристаллическую решетку.
Вопрос: чем являются кристаллические вещества, которые имеют ионную кристаллическую решетку и хорошо растворяются в воде?

Ответ: они являются сильными электролитами, т.е. в растворе или в расплаве распадаются на ионы.
Вопрос: Какие свойства будут характерны для веществ, если они электролиты?

Ответ: Эти вещества будут вступать в реакции ионного обмена с другими электролитами, а именно с кислотами, щелочами и другими солями.
Подтвердим данные выводы с помощью лабораторных опытов.
Опыт 1. для изучения растворимости прилить в пробирку с кристаллической солью 1-2 мл Н₂О и размешать содержимое пробирки, встряхивая её:

1 ряд: NH₄С1

2 ряд: (NH₄)₂SO₄

3 ряд: NH₄NO₃

Вопрос: сделайте вывод об общих физических свойствах солей аммония

Ответ: соли аммония - тв. кристаллические вещества, белого цвета (если анионы не окрашены), хорошо растворимы в Н₂О; t⁰плав. высокая.
В тетрадях и на доске записываются уравнения диссоциации солей.
1 ученик: NH₄С1 NH₄⁺ + С1^-

2 ученик: (NH₄)₂SO₄ 2NH₄⁺ + SO₄^2-

3 ученик: NH₄NO₃ NH₄⁺ + NO₃^-



Вопрос: как можно проверить взаимодействуют ли соли аммония с Н₂О, т.е. происходит ли гидролиз

Ответ:

Это можно определить с помощью индикаторов.
В тетради и на доске записываются уравнения гидролиза солей.
1 ученик: NH₄⁺ + С1^- + Н⁺ОН^- NH₃· Н₂О + Н⁺ + С1^-

кислая среда

2 ученик: 2NH₄⁺ + SO₄^2- + 2Н⁺ОН^- 2 NH₃· Н₂О + 2Н⁺ +SO₄^2-

кислая среда

3 ученик: NH₄⁺ + NO₃^- + Н⁺ОН^- NH₃· Н₂О + Н⁺ + NO₃^-

кислая среда
Опыт 2. Испытать ранее полученные растворы солей индикаторами. Сделать вывод.

Ответ: соли аммония подвергаются гидролизу.
Опыт 3. Исследуйте, как относятся соли аммония к действию щелочей, на примере хлорида аммония. Для этого готовую смесь тв. хлорида аммония и гидроксида Са нагреть. К отверстию пробирки поднести влажную фенолфталеиновую бумажку. Осторожно исследуйте запах выделяющегося газа. Сделайте вывод об общем признаке реакции между солями аммония и щелочами.

Ответ: в результате реакции выделяется аммиак.
В тетради и на доске записывается уравнение реакции в молекулярном и ионом виде (если это возможно).
t⁰

2NH₄С1 + Са(ОН)₂ → СаС1₂ + 2 NH₃↑ + 2 Н₂О

тв. тв.

Ионные уравнения невозможны.

Эта реакция может служить качественной для обнаружения иона аммония NH₄⁺ . Т.е. этой реакцией можно пользоваться для решения экспериментальных задач и распознавания минеральных удобрений.
Опыт 4: Исследуйте, как относится хлорид аммония к действию других солей, т.е. проведите реакцию на хлорид ион. Сделайте вывод:

Ответ: соли аммония взаимодействуют с другими солями, если в результате реакции выпадает осадок.
На доске и в тетради записывается уравнение в молекулярном и ионом виде.

NH₄С1 + AgNO₃ → AgС1↓ + NH₄NO₃

NH₄⁺ + С1^- + Ag⁺ + NO₃^- → AgС1↓ + NH₄⁺ + NO₃^-

С1^- + Ag⁺ → AgС1↓
Взаимодействие солей аммония с кислотами рассмотрим на демонстрационном опыте.
Демонстрационный опыт:

К твердому хлориду аммония прилить концентрированную H₂SO₄. Наблюдается выделение газа – хлороводорода, который можно определить с помощью влажной лакмусовой бумажки – она покраснеет.
На доске и в тетради записывается уравнение реакции.
2NH₄С1 + к. H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ +2НС1↑

тв.
Итак, мы рассмотрели общие свойства солей на примере солей аммония:

- диссоциация

- гидролиз

- взаимодействие с

кислотами

солями

щелочами

Но у солей аммония есть и особые свойства, которые связаны с разрушением иона аммония. К особым свойствам можно отнести реакцию взаимодействия солей аммония со щелочами, т.к. в ней тоже происходит разрушение иона аммония.
Демонстрационный опыт.
В пробирке нагревается тв. NH₄С1. со временем на дне пробирки кристаллы соли исчезают, а в верхней части пробирки появляется белый налет. При нагревании соль разлагается на аммиак и хлороводород, а на холодных частях прибора NH₃ и HС1 снова соединяются с образованием той же соли. Соли аммония, образуемые летучими кислотами, возгоняются:

t⁰

NH₄С1 NH₃ + HС1 – процесс обратимый.

^{охлажд.}

Вопрос: будет ли наблюдаться появление белого налета на стенке пробирки при возгонке сульфата аммония, карбоната аммония? Запишите уравнения реакций и сделайте вывод.

t⁰

(NH₄)₂SO₄ → 2 NH₃↑ + H₂SO₄

Ответ: реакция необратимая, т.к. H₂SO₄ нелетучая, белого налета не будет.

t⁰

(NH₄)₂СО₃ → 2NH₃ + СО₂↑ + Н₂О

Ответ: реакция необратимая, т.к. H₂СО₃ нестойкая и разлагается на СО₂↑ и Н₂О, белого налета не будет.

3. 
   Закрепление.
   

В качестве закрепления можно обсудить с учащимися задание, которое подготовит их к последующим практическим занятиям.
Задание: составить план распознавания солей хлорида Na; хлорида аммония; сульфата аммония. Запишите уравнения химических реакций.
Na⁺Cl^- ; NH₄⁺ С1^- ; (NH₄⁺)₂ SO₄^2-

↑ ↑ ↑ ↑ ↑

Ag⁺ OH^- Ag⁺ OH^- Ba²⁺

	1	2	3
1. BaCl2	-	BaSO4↓ белый (NH4)2SO4	-
2. Ca(OH)2	NH3↑ NH4С1		-
3. AgNO3			AgCl↓ белый NaCl

(NH₄)₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2 NH₄С1

белый

SO₄^2- + Ba²⁺ → BaSO₄↓

t⁰

тв.NH₄С1 +тв. Ca(OH)₂ → CaCl₂ + NH₃↑ + Н₂О
NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃

белый

Cl^- + Ag⁺ → AgCl↓

2. 
   Получение солей аммония.
   

а) взаимодействие аммиака с кислотами
Демонстрационный опыт. «Дымящие угли»
В два стакана наливают к. HС1 и к. NH₄OH. Угольки на ниточках опускаются на некоторое время в стаканы (угольки не должны касаться растворов). Угольки адсорбируют пары NH₃ и HС1. Затем угольки вынуть из стаканов и привести в соприкосновение, образуется белый дым.

NH₃ + HС1 → NH₄С1
б) нейтрализация гидроксида аммония кислотами
Демонстрационный опыт.
В демонстрационную пробирку наливается раствор аммиака, добавляется фенолфталеин, который изменяют окраску на малиновую.

Затем по каплям добавляется кислота. Полную нейтрализацию определяют по обесцвечиванию фенолфталеина.
2 NH₃· Н₂О + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ + 2Н₂О

ф-ф.

↓ 2 ОН^- +2Н⁺ → 2Н₂О

малин. обесцвечивание

3. 
   Домашнее задание.
   

§ 25; I и II варианты: №4,5

III вариант: №1.