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(共66张PPT)
氨和铵盐
第2课时
第二节　氮及其化合物
学习目标
1.通过从物质类别、氮元素价态的角度认识氨、铵盐的性质与转化,能正确描述并设计实验验证氨的物理、化学性质。
2.通过了解氨、铵盐等在农业生产中的应用,能列举铵盐的性质,能设计实验进行氨的制备及 的检验。
任务分项突破
颜色 气味 密度 溶解性 沸点
无色 气味 小于 空气 溶于水(常温常压下,体积比为 ) 较低,易液化(液氨汽化时吸热,常用作制冷剂)
『自主梳理』
学习任务1　认识氨的性质
1.氨的物理性质
刺激性
极易
1∶700
实验装置 实验操作 实验现象 实验结论
打开止水夹,挤压胶头滴管 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,瓶内液体呈 氨极易溶于水,水溶液呈 性
2.氨的化学性质
(1)喷泉实验。
①实验探究[实验5-6]。
红色
碱
②原理解释。
a.烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,形成压强差。
NH3·H2O
(2)氨与酸的反应。
实验操作 实验现象 实验结论
用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里蘸一下,然后使两根玻璃棒渐渐靠近 挥发的氨与氯化氢会迅速反应生成氯化铵晶体。即
有大量白烟产生
NH3+HCl NH4Cl
(3)氨的还原性。
①从氮元素的化合价分析氨的性质:氨中氮元素的化合价为 价,为氮的最低负价,因此氨具有 性。
②氨的催化氧化:化学方程式为 。
3.氨的用途
(1)液氨汽化时吸收大量的热,故用作 。
(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
-3
还原
4NH3+5O2 4NO+6H2O
制冷剂
『互动探究』
探究　氨的喷泉实验及其原理
在实验室中可以利用喷泉实验,验证氨等气体的溶解性。如图所示。
问题1:图甲烧瓶中所得的溶液中的粒子成分有哪些
提示:图甲所得溶液为氨水,其中含有H2O、NH3·H2O、NH3、
OH-和少量H+。
问题2:图甲中氨溶于水形成喷泉实验的关键因素是什么
提示:①装置气密性良好,②圆底烧瓶要干燥,③装置内NH3的纯度要高。
问题3:如果只提供图乙的装置,请说明引发喷泉的方法。
提示:打开弹簧夹,用热毛巾焐热圆底烧瓶至有气泡从水中冒出,移去热毛巾。
问题4:增大下方压强,也能形成喷泉。利用图丙装置,在锥形瓶中加合适的物质,反应后可能产生喷泉。利用所学化学知识,试举
一例。
提示:在图丙装置的锥形瓶中加入NH4HCO3与稀盐酸。
喷泉实验的原理
1.形成喷泉的原理
容器内外产生较大的压强差,在这种压强差的作用下,液体迅速
流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
归
纳
拓
展
2.产生压强差的方法
(1)减小内压法。
容器内气体极易溶于水或易与溶液中的溶质发生化学反应,使容器内的气体压强迅速减小,在外界大气压的作用下,外部液体快速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。能形成喷泉的常见气体与液体吸收剂的组合:
气体 HCl、NO2+O2 NH3 CO2、Cl2、
H2S、SO2
吸收剂 水或碱溶液 水或酸溶液 碱溶液
(2)增大内压法。
容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或发生化学反应导致容器内产生大量气体,使气体压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉以及火山喷发等均是应用此原理。
『题组例练』
题点一　氨、氨水的性质
1.NH3易液化,能与多种物质发生反应。将金属钠投入液氨中有H2产生,NH3可与酸反应制得铵盐,可通过催化氧化生产HNO3。下列说法正确的是(　　)
A.液氨具有碱性,因此可用作制冷剂
B.NH3转化为其他含氮的化合物,可看作氮的固定
C.氨可以用湿润的蓝色石蕊试纸来检验
D.金属钠与液氨反应体现了NH3的氧化性
D
解析:液氨用作制冷剂,是因为NH3易液化,液氨汽化时吸收大量的热,A错误;氮的固定是氮元素由游离态变为化合态,NH3转化为其他含氮的化合物,不属于氮的固定,B错误;氨是碱性气体,可用湿润的红色石蕊试纸来检验,C错误;金属钠与液氨反应放出H2,氢元素化合价降低,体现了NH3的氧化性,D正确。
2.下列关于氨水的叙述正确的是(　　)
A.氨水显碱性,是因为氨是一种弱碱
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1 mol·L-1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、 物质的量之和为1 mol
D
氨和氨水的性质应用的注意事项
(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(2)氨水呈碱性,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。
(3)NH3·H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O。
(4)NH3具有还原性,能与氯气、氧化铜、氮氧化物等具有氧化性的物质反应。
思维建模
题点二　喷泉实验原理及其应用
3.如图是喷泉实验装置图。下列说法错误的是(　　)
A.烧瓶中的溶液呈红色
B.该实验说明氨极易溶于水
C.该实验说明氨的密度小于空气的
D.形成喷泉的原因是烧瓶内压强小于外界大气压
C
解析:氨溶于水得到氨水,氨水中含有OH-,使溶液显碱性,酚酞遇碱溶液变红,A正确;氨极易溶于水,导致烧瓶中气体压强减小,烧杯中的酚酞溶液沿导管进入烧瓶中而形成喷泉,B、D正确;喷泉的形成与物质的密度无关,因此该实验不能说明氨的密度小于空气的,C错误。
4.喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体与溶液,能出现喷泉现象的是(　　)
B
选项 气体 溶液 实验装置
A NO 稀盐酸
B HCl 稀氨水 C CO H2O D CO2 饱和NaHCO3溶液 解析:能产生喷泉,烧瓶内外需存在明显的压强差;产生压强差可通过气体溶于水的方法,也可通过发生反应消耗气体的方法。NO与稀盐酸不发生反应,烧瓶内外不会产生压强差,不能出现喷泉现象,A不符合题意;HCl和稀氨水发生反应,使烧瓶内外产生较大压强差,能出现喷泉现象,B符合题意;CO不溶于水,烧瓶内外不会产生压强差,不能出现喷泉现象,C不符合题意;CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液,烧瓶内外不会产生压强差,不能出现喷泉现象,D不符合题意。
喷泉实验装置拓展
题后悟道
学习任务2　探究铵盐的性质
『自主梳理』
1.铵盐的物理性质
绝大多数铵盐是 溶于水的 晶体。
易
白色
2.铵盐的化学性质
NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O +2NH3↑
实验 操作 铵盐溶液 NH4Cl溶液 NH4NO3溶液 (NH4)2SO4溶液
实验现象 试管中均有 放出,湿润的红色石蕊试纸变 　 实验 结论 应用 检验 的存在和制取氨 无色气体
(1)实验探究[实验5-7]。
蓝色
(2)操作流程。
湿润的红色石
蕊试纸
白烟
『互动探究』
探究　铵盐的性质
问题1:肥料是农业生产的物质基础之一。如动物粪便中含有大量有机质和碳酸铵等,草木灰是常见的钾肥,其水溶液呈碱性。农业有句谚语为“灰混粪,粪混灰,灰粪相混损肥分。”试用离子方程式解释。
问题2:铵态氮肥是最常见的肥料,根据铵盐的性质,分析应当怎样合理地储存和施用铵态氮肥。
提示:储存铵态氮肥时,为了防止其受热分解,应密封包装并放在阴凉通风处;施肥时应将铵态氮肥埋在土下,且不能与碱性物质(如草木灰等)混用。
归
纳
拓
展
铵盐的性质
(1)铵盐性质可归纳为“热解(受热易分解)”和“碱解(加碱生成氨)”。
(2)大多数铵盐受热分解产生NH3,但并不是所有铵盐受热分解都能产生NH3,如NH4NO3 N2O↑+2H2O。
(3)固态铵盐可用碱石灰法检验:把碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口,有白烟产生),则可以判断该物质是铵盐。
『题组例练』
1.下列说法正确的是(　　)
A.绝大多数铵盐受热可以分解,产物一定有NH3
B.绝大多数铵盐都易溶于水,铵盐中的氮元素均呈-3价
C.NH4Cl溶液与NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为
NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
C
2.下列施用铵态氮肥的方法错误的是(　　)
A.在农作物的生长过程中使用化肥碳酸氢铵后要立即盖上泥土
B.铵态氮肥不能与草木灰混合使用
C.铵态氮肥应贮藏在避光、干燥和阴凉处
D.为了让氮肥迅速地被农作物吸收,宜在高温天气进行施肥
D
解析:碳酸氢铵不稳定,受热易分解,产生的氨逸出,导致肥效降低,因此在农作物的生长过程中使用化肥碳酸氢铵后要立即盖上泥土,
A正确;草木灰主要成分是碳酸钾,铵态氮肥与草木灰混合使用时会发生反应产生氨,导致肥效降低,因此不能混合使用,B正确;铵态氮肥易溶于水,且受热、光照易发生分解反应产生氨,故应贮藏在避光、干燥和阴凉处,C正确;高温天气进行施肥,铵态氮肥分解产生氨,氨有刺激性气味,会使人发生危险,而且会降低肥效,因此应该在凉爽天气施肥,D错误。
实验装置 反应原理、常见问题
(1)反应原理: 。
(2)收集方法: 排空气法(导管口位置: )。
(3)验满方法:①将湿润的 放在试管口,试纸变蓝色;
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
(4)棉花作用: 。
(5)加热的试管口应 倾斜,防止 　
『自主梳理』
学习任务3　探究氨的实验室制法
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
向下
接近试管底部
红色石蕊试纸
减少NH3与空气的对流,防止污染空气
略向下
水蒸气冷凝回流炸裂试管
『互动探究』
探究　实验室制取氨的方法及注意事项
实验室常用铵盐与碱作用或利用氮化物水解制备氨,少量氨也可用浓氨水直接加热或加入碱石灰、氢氧化钠固体等来快速制取。
问题1:制取氨一般用Ca(OH)2而不用KOH、NaOH,为什么 收集NH3的导管口为什么要塞入棉花团
提示:KOH、NaOH易潮解且碱性强,加热易腐蚀玻璃。防止NH3和空气形成对流,便于收集NH3。
问题2:若要制备干燥的氨应如何操作 选择何种干燥剂
提示:试管、导管必须干燥;选择碱石灰作干燥剂,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
问题3:能直接加热NH4Cl制取NH3吗 用浓氨水快速制取氨的原理是什么
提示:不能。NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。固体NaOH溶于水放出大量的热,会促使一水合氨分解,而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时反应放热,也会促使一水合氨分解,故可在常温下向固体NaOH或CaO中滴加浓氨水来快速制备NH3。
实验室制取氨的方法拓展
归
纳
拓
展
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热 浓氨水 NH3·H2O NH3↑+H2O 注意:①NH3·H2O不稳定,受热易分解;②加热温度不宜过高
浓氨水+固体 NaOH NaOH溶于水放热,促使一水合氨 分解;OH-浓度的增大有利于NH3的逸出
浓氨水+固体 CaO NH3·H2O+CaO NH3↑+Ca(OH)2 CaO的作用:①吸水;②吸水后放热促进NH3的逸出;③增加溶液中OH-的浓度,减少NH3的溶解 『题组例练』
题点一　考查氨的常用制法
1.甲、乙、丙三名同学分别用如图实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和氧化钙的混合物)制取氨。请你参与探究,并回答下列问题。
(1)制取氨的化学方程式为 　 　　 　　　　　　。
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
解析:(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)三名同学都用向下排空气法收集氨,其原因是
　 。
氨的密度比空气的小,
氨极易溶于水
解析:(2)氨极易溶于水,不能用排水法收集,氨密度比空气小,应用向下排空气法收集。
(3)三名同学用上述装置制取氨时,其中有一名同学没有收集到氨
(实验操作都正确),你认为没有收集到氨的同学是　　　(填“甲”
“乙”或“丙”)。
乙
解析:(3)氨为碱性气体,通过盛有浓硫酸的洗气瓶时,与浓硫酸反应而被吸收,故为乙。
(4)检验氨是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)

　。
将湿
解析:(4)氨为碱性气体,与水反应生成NH3·H2O,电离出OH-,溶液呈碱性,检验时可将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨已收集满,或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨已收集满。
润的红色石蕊试纸靠近试管口,如果试纸变蓝,则氨已收集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,如果产生白烟,则氨已收集满)　
(5)三名同学都认为,采用上述各自的装置,还可用加热碳酸氢铵
固体的方法来制取纯净的氨,你认为哪名同学能够达到实验目的
　　(填“甲”“乙”或“丙”)。他们还认为,装置中的NH4HCO3固体可用NH4Cl固体代替,你认为　　 　　(填“可行”或“不可行”)。
丙
解析:(5)碳酸氢铵加热分解生成氨、二氧化碳和水,其中可用碱石灰吸收二氧化碳和水,只有丙能做到;氯化铵受热分解生成氨和氯化氢,在温度较低时又重新生成氯化铵,不能用加热氯化铵固体的方法制备氨。
不可行
题点二　氨制取与性质的综合考查
2.已知氨可与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用如图中的装置(省略夹持装置)可以实现该反应,实验时E中粉末逐渐变为红色,F中出现无色液体。下列有关说法正确的是(　　)
A.试管M中加入的试剂为NH4Cl固体
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
C.G中收集到的气体不仅可以用排水法收集,也可以用排空气法收集
D.装置F中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝
D
解析:试管M中可用Ca(OH)2和NH4Cl混合加热制备NH3,但不能用NH4Cl加热法制备NH3,其分解产生的NH3和HCl在导管口遇冷又会生成NH4Cl而堵塞导管,A错误;E中发生反应2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,其中氧化剂CuO与还原剂NH3的物质的量之比为3∶2,B错误;G中收集到的气体为N2,N2不溶于水,可用排水法收集,但其密度略小于空气,不能用排空气法收集,C错误;E中反应产生的水蒸气在F中冷却为液态,未完全反应的NH3溶解在其中,使溶液呈碱性,故装置F中液体能使干燥的红色石蕊试纸变蓝,D正确。
3.氨对人类生产、生活有重要影响。回答下列问题。
(1)合成氨是工业上人工固氮的重要方法,写出该反应的化学方程
式:　　　　 　　　　　。
N2+3H2 2NH3
解析:(1)工业上利用N2和H2在催化剂、高温、高压下生成NH3,
即N2+3H2 2NH3。
(2)氨的制备。
①氨的发生装置可以选择图甲中的　　　　(填字母),反应的化学方程式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
A
解析:(2)①图甲中A装置可作为制备NH3的发生装置,所用药品为Ca(OH)2和NH4Cl,其化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+
2NH3↑+2H2O。也可选用B装置,反应原理为NH3·H2O NH3↑+H2O。
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
(或B　NH3·H2O NH3↑+H2O)
②欲收集一瓶干燥的氨,选择图甲中的装置,其连接顺序为:发生装置→
　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。
dcfei
解析:②欲收集一瓶干燥的NH3,生成的NH3经过C中碱石灰干燥,使用D装置向下排空气法收集,NH3极易溶于水,处理尾气时要使用F装置防倒吸;故按气流方向的连接顺序为发生装置→dcfei。
(3)氨的催化氧化:已知NH3在Pt催化和加热条件下与氧气反应,如图乙是探究氨的催化氧化简易装置,观察到锥形瓶中铂丝保持红热,有红棕色气体或白烟产生。红棕色气体成分是　　　(填化学式,下同),白烟的成分是　　　　　。
NH4NO3
解析:(3)NH3在Pt催化和加热条件下与O2反应生成NO,NO和空气中O2反应生成红棕色的NO2气体,NO2和水反应生成硝酸,硝酸和NH3反应生成硝酸铵固体小颗粒,故白烟的成分是NH4NO3。
NO2
思维建模
常见气体的制备、净化和收集
气体制备实验的一般思路:
1.气体的发生装置
(1)加热固体药品制取气体(图①),如制取氨。
(2)固体与液体反应不加热制取气体(图②),如制取二氧化碳。
(3)固体与液体或液体与液体反应加热制取气体(图③),如制取氯气。
2.气体的净化干燥装置
如果想用液体试剂来除杂就选用图A装置,如果想用固体试剂来除杂就选用图B、C装置。
注意:①除杂试剂选择的依据:主体气体和杂质气体性质上差异,如溶解性、酸碱性和氧化性、还原性等。②除杂的原则:不损失主体气体,不引入新的杂质气体,在密闭装置内进行,先除易除的杂质
气体。
3.气体的收集装置
气体的收集装置的选择要根据气体的水溶性、是否与氧气反应及气体的密度。一般有排空气法、排液(水)法,也可将气体直接装入贮气袋中。
(1)排空气法。
(2)排液(水)法。
4.尾气处理装置
对于有毒或对空气有污染的气体,要进行尾气处理。可以选择用吸收剂吸收、燃烧或装袋集中处理的方法。
如Cl2的尾气处理可采用a装置,NH3的尾气处理可采用b装置,CO、H2的尾气处理均可采用c或d装置。
知识整合
学科素养测评
某学生利用如图装置探究氯气与氨之间的反应。其中A、F分别为氨和氯气的发生装置,C为纯净、干燥的氯气与氨反应的装置。
请回答下列问题。
(1)装置A产生氨,则烧瓶内固体可选用　　　　(填字母)。
a.烧碱　　　b.二氧化锰　　　c.生石灰　　　d.氯化铵
ac
解析:A处制得氨,通过干燥装置得到纯净的氨至C,右侧F中制得氯气,在E中除去氯气中混有的氯化氢气体,在D中进行干燥,纯净、干燥的氯气在C中与氨混合反应。(1)装置A产生氨,则烧瓶内选用碱性物质,如烧碱和生石灰,故选ac。
(2)装置B的作用是　　　;装置E的作用是　　 　　　　　　。
干燥氨
解析:(2)装置B是干燥装置,作用是干燥氨;装置E中的溶液是饱和食盐水,作用是除去氯气中的氯化氢。
除去氯气中的氯化氢
(3)G处可能逸出黄绿色的气体,可将该气体通入盛有　　　溶液的烧杯中来处理,离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
NaOH
Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O
解析:(3)G处可能逸出黄绿色的气体,为氯气,要吸收该气体,可将其通入盛有NaOH溶液的烧杯中来处理,发生反应的离子方程式为Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O。
(4)氯气和氨在常温下混合就能发生反应,该反应的化学方程式为
　 。
3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl
解析:(4)氯气和氨在常温下混合发生反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl。
命题解密与解题指导
情境解读:本题以氨与氯气的反应为背景,通过氨的实验室制法及氯气的实验室制法,探讨气体的制法,同时探讨氨的性质。
素养立意:通过氨和氯气的制备与性质的探究,设计探究实验方案,提出有探究价值的问题,培养科学探究与创新意识等素养。
解题路径:气体的制备流程
制取装置→除杂装置→性质检验装置→尾气处理装置。
谢 谢 观 看

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