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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
氨和铵盐
1.掌握NH3的性质。
2.掌握铵盐的性质及 的检验方法。
3.掌握实验室制取氨气的方法。
情境导入
弗里茨·哈伯
第一个从空气中制造出氨的科学家，获得1918年诺贝尔化学奖。
改进了高压合成氨的催化方法，实现了合成氨的工业化生产，称为"哈伯--博施法"，1931年获诺贝尔化学奖。
卡尔·博施
格哈德·埃特尔
基于对固体表面化学反应的研究，揭示了了哈伯-博施合成氨法的原理，2007年获诺贝尔化学奖。
一、氨
阅读材料思考：氨气有哪些物理性质？
杭州市一制冷车间发生液氨泄漏
杭州市一制冷车间发生液氨泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味。厂区内寒气逼人。
消防队员用水枪喷水吸收空气中的氨。
颜色、状态
气味
密度
特性
溶解性
无色气体
刺激性气味
小于空气
易液化
极易溶于水
喷泉实验
操作：打开弹簧夹，挤压胶头滴管，让水进入烧瓶
现象：烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉。
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
?
结论：①氨极易溶于水 ②氨水显碱性
注意：NH3·H2O不稳定，易分解
NH3·H2O===NH3↑+H2O
△
氨气：高中阶段唯一的一种碱性气体
喷泉实验
（1）形成原理：
容器内外产生较大的压强差
（2）产生压强差的原理：
减小内压
如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内气压迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。
（3）常见形成喷泉实验的气体与试剂
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2
溶液
水或碱
水或酸
碱
水或碱
增大外压
如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。
喷泉实验
思考：液氨、氨水、一水合氨（NH3·H2O）的区别？
?
液氨
一水合氨（NH3·H2O）
氨水
物质
类别
粒子
种类
主要
性质
纯净物
非电解质
纯净物
电解质
一元弱碱
混合物
氨的水溶液
NH3
“三分子”：NH3·H2O、NH3、H2O；
“三离子”、NH4＋、H＋、OH-
NH3·H2O
挥发时吸热，常做制冷剂
受热易分解：
NH3·H2O==NH3↑+H2O
△
呈弱碱性，易挥发，
应密封保存，置于阴凉处
NH3+ H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
实验探究：与酸的反应
NH3＋HCl = NH4Cl
氨与氯化氢相遇迅速反应生成固体小颗粒
有大量白烟产生
思考与讨论
(1)浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也会产生白烟吗？
挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有白烟生成；
难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。
(2)检验氨气都有哪些方法？
1、湿润的石蕊试纸，试纸变蓝；
2、湿润的酚酞试纸，试纸变红；
3、蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，产生白烟。
试纸必须润湿，干燥的氨气不能使试纸变色
(3)从氮元素的化合价考虑，氨还有哪些性质？
(工业制硝酸的基础)
①催化氧化：
还原性
NH3 ＋ O2 NO＋ H2O
4
5
4
6
C中观察到红棕色气体是什么原因？紫色石蕊试液有什么现象？NaOH有什么作用？
4NH3 + 3O2 === 2N2+ 6H2O
点燃
②氨气在纯氧中燃烧：
③与氯气反应：
2NH3 + 3Cl2 = N2+ 6HCl
8NH3 + 3Cl2 = N2+ 6NH4Cl
④与CuO反应：
2NH3 + 3CuO === N2+ 3H2O+3Cu

（氨气少量）
（氨气足量）
还原性
有一位农民看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受了潮，就在太阳底下晒，等他下午去取时，发现少了许多，是谁偷了他的氮肥？
铵盐是农业上常用的化肥，如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3、 NH4Cl等。
NH4HCO3 NH3↑ + CO2 ↑ + H2O
△
二、铵盐
NH4HCO3 NH3↑ + CO2 ↑ + H2O
△
NH4Cl NH3↑+HCl↑
△
△
2NH4NO3==2N2 ↑ +O2 ↑ +4H2O
（铵盐的分解产物中不一定有氨气）
铵根离子（NH4＋）与酸根离子形成的化合物称为铵盐。
【思考】①碘受热会升华，遇冷又会凝结成碘单质。加热试管中的氯化铵晶体，气体在试管上方又变成氯化铵晶体，二者原理相同吗？
二、铵盐
实验探究
【实验5-7】探究铵盐与碱(如NaOH)的反应
实验装置

铵盐溶液
NH4Cl溶液
NH4NO3溶液
(NH4)2SO4溶液
实验现象

试管口产生刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝
△
NH4NO3 +NaOH==NaNO3+NH3 ↑ +H2O
反应实质：NH4++ OH－==NH3↑+H2O
(NH4)2SO4+2NaOH == Na2SO4+2H2O+2NH3 ↑
△
NH4Cl+NaOH== NaCl+H2O+NH3↑
△
△
铵盐与碱(如NaOH)的反应
【思考】为什么铵态氮肥不能与草木灰(含K2CO3) 混合施用？
草木灰中含有K2CO3， K2CO3溶液显碱性。碳酸氢铵能与碱性物质反应生成氨，如果与碱性物质混合施用，会造成肥效降低。
在实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨。
铵根离子的检验
湿润的红色石蕊试纸
浓盐酸
答题模板：取少量固体样品或溶液于试管中，加入碱后加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生)，则证明固体样品或溶液中含有NH4+ 。
操作：
【思考】 写出下列反应的离子方程式：
① NH4Cl溶液与NaOH浓溶液混合加热。
②NH4Cl稀溶液与NaOH稀溶液混合。
NH4+ + OH- ? NH3 ↑+ H2O
NH4+ + OH- = NH3·H2O
(2) 制取的氨气是否纯净？如何净化?
右图实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置：
(1)请写出反应的化学方程式。
2NH4Cl+Ca(OH)2 == CaCl2+2H2O+2NH3↑
(3) 如何处理实验中多余的氨气？
碱石灰干燥（不能用浓硫酸、P2O5、CaCl2干燥）
通入水或者酸中（注意防倒吸）
右图实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置：
(4)试管B管口塞上棉花的作用是什么？通常棉花上蘸取一些水或稀硫酸，目的是什么？
防止氨与空气对流，便于收集到较纯净的氨。
防止过量的氨逸散到空气中，污染环境。
①反应原理：
②制取装置：固固加热装置
③收集方法：向下排空气法（导管要伸入到接近试管底部）
④验满方法：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
⑤棉花作用：减少NH3与空气的对流，吸收多余的NH3，防止污染空气
氨气的实验室制法
实验室制取氨气的其它方法
①加热浓氨水法
②浓氨水+生石灰（或氢氧化钠固体）法
NH3?H2O
NH3↑+H2O
△
NaOH（或CaO）溶于水后放热，促进NH3?H2O分解
溶液中的OH-浓度增大，减小NH3的溶解度
1.下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　)
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹
B
2.无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、O2、N2中的几种，将100mL甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( )
B
A.NH3、NO2、O2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、H2、CO2 D.NO、CO2、N2
3.实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 (　　)
A.用装置甲制取氨
B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出
C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D.可以用装置丁吸收氨,进行尾气处理
B

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