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人教版版必修第二册
第5章
化工生产中的重要非金属元素
第二节
氮及其化合物
第二课时
氨和铵盐
学习目标
了解氨气、铵盐的物理性质和化学性质
认识铵态氮肥在生产中的应用
掌握实验室制备氨气的方法和铵根离子检验的方法
3.NH3
的电子式和结构式
一、氨气结构与物理性质
1.氨的化学式:NH3
2.常温下氨是无色、有刺激性气味的气体;在标准状况下,密度比空气小,极易溶于水且能快速溶解(1:700)。液氨是NH3
的液体状态,是纯净物;液氨可以做大型制冷机的制冷剂。
H
N
H
H
××
×●
×●
×●
┃
┃
N
H
H
┃
H
1.氨气与水反应
①氨气溶于水时,大部分氨气与水结合成一水合氨,反应的化学方程式为:
NH3+H2O
NH3·H2O
②NH3·H2O的电离:
③NH3·H2O不稳定,受热易分解
NH3·H2O
NH3↑+H2O
二.氨的化学性质
NH3·H2O
OH-
+
NH4+
氨水的成分:NH3·H2O、H2O、NH4+
、
NH3、OH-
、H+
三种分子、三种离子
判断:NH3
是电解质、NH3·H2O是混合物,正确吗?
拓展:氨的喷泉实验
在干燥的圆底烧瓶里充满氨气,用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞进瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少量酚酞溶液)中。打开止水夹并轻轻挤压滴管,使少量水进入烧瓶。
现象:烧杯中的水由玻璃导管进入烧瓶,形成美丽的喷泉,烧瓶内液体呈红色。
原因:氨气极易溶于水、氨水显碱性、烧杯中的水在大气压作用下进入烧瓶
归纳总结
产生喷泉的原理分析
产生喷泉的原因为气体a易溶于液体b或易和b反应,造成烧瓶内气体物质的量减小,压强急剧减小。
思考:
如果与烧瓶相连接的橡胶塞是单孔的,如何来引发喷泉实验?
方法一:用热毛巾覆盖在烧瓶上一段时间,可以引发。
因为烧瓶内的气体受热膨胀,使得氨气向下运动,当其与水较多接触后,烧瓶内压强会迅速降低,从而引发喷泉实验。
方法二:用冷毛巾覆盖在烧瓶上一段时间,也能引发喷泉实验。
因为烧瓶内气体随着温度的降低气压降低,然后在大气压力的作用下,烧杯内的水就会进入烧瓶内,从而迅速引发喷泉实验。
2.氨与酸的反应
①氨与HCl反应方程式:NH3+HCl=NH4Cl
②反应现象:有白烟生成
③工业上用氨、二氧化碳和水制取碳酸氢铵的化学方程式是
。
④注意:浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生白烟,利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。硫酸等难挥发性酸虽能与氨反应生成铵盐,但不会产生白烟。
练习:写出氨与硝酸反应的方程式
答案:NH3+HNO3=NH4NO3
NH3+CO2+
H2O===NH4HCO3
3.氨的催化氧化
氨中氮元素的化合价为最低价,因此氨具有还原性,能与具有氧化性的物质发生反应。
4NH3+5O2
4NO+6H2O
↓
↓
还
氧
原
化
剂
剂
氨气可被氧化铜氧化为氮气,反应的化学方程式
。
N2+3Cu+3H2O
2NH3+3CuO
(1)液氨可用作制冷剂,是因为其汽化时吸收大量的热( )
(2)氨水能导电,所以氨水是电解质( )
(3)新制饱和氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是NH
( )
(4)将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生( )
(5)氨中氮元素的化合价为-3价,在反应中只能升高而具有还原性( )
判断正误
√
×
×
×
√
拓展:工业制取硝酸
第一步:
4NH3+5O2
4NO+6H2O
第二步:2NO+O2=2NO2
第三步:3NO2+H2O=2HNO3+NO
思考:上述三个反应是氧化还原反应吗?若是,请指出氧化剂与还原剂。
三.铵盐
1.什么是铵盐?
由铵根离子和酸根离子形成的化合物叫铵盐。
2.铵盐的性质
一般是易溶于水的白色固体。受热易分解,都能与碱反应。
NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O
NH4Cl
NH3↑+HCl↑
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
思考:硝铵受热也分解,但会爆炸?原因你知道吗?
铵盐是铵态氮肥,在水溶液中易电离出NH4+
,NH4+易于被植物的根吸收利用。
四
.
氨气制取
思考:
1.制取氨气,为什么用氯化铵而不用硝铵、硫酸铵?为什么用熟石灰而不用氢氧化钠?
2.如何收集氨气?
4.如何干燥氨气?如何验满?
5.氨气会污染空气,故需要有尾气处理装置,你会处理吗?
实验室多用碱石灰与氯化铵固体共热来制取氨气。
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
1.硝铵受热分解易发生爆炸;硫酸铵与熟石灰反应生成的硫酸钙呈块状,不利于氨气的逸出,且反应后试管难清洗。
2.氢氧化钠易吸水结块,对玻璃的腐蚀性较强。
3.氨气易溶于水,不能用排水法收集;密度比空气小,用向下排空气法收集。
4.用碱石灰干燥氨气。
5.将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若变蓝则收集满。
用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成则收集满。
6.多余的氨气需要吸收掉,在试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花。
五.
铵根(NH4+
)离子的检验
1.化学原理:
2.检验方法:
(1)氢氧化钠溶液法
把浓氢氧化钠溶液加到某物质的固体或溶液里,加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,或遇浓盐酸产生白烟可判断NH4+
存在。
反应原理:
(2)碱石灰法
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,可判断该物质是铵盐,含有NH4+
。
NH4++OH-
NH3
↑
+
H2O
思考:
根据所学知识,铵态氮肥如何保存?
密封包装并放在阴凉处、不与碱性物质混用
↓
↓
受热易分解
与碱反应降低肥效
1.关于氨的下列叙述中,正确的是( )
A.氨因为有刺激性气味,因此不用来作制冷剂
B.氨具有还原性,可以被氧化为NO
C.氨极易溶于水,因此氨水比较稳定(不容易分解)
D.氨溶于水显弱碱性,因此可使石蕊试剂变为红色
2.关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是
( )
A.氨水显碱性
B.氨气极易溶于水,烧瓶内外形成压强差
C.氨气易液化
D.NH3溶于水后形成的溶液易挥发
B
B
3.以下有关氨及铵盐的叙述中,不正确的是( )
A.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性
C.实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气
D.氨具有还原性,一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应
4.下列装置不能达到实验目的的是( )
B
A
5.若将22.4
L氨气(标准状况)溶于水,得到500
mL氨水。
(1)氨溶于水反应的化学方程式为
。氨水呈碱性的原因是
。
(2)该氨水中的含氮粒子有
,它们的物质的量浓度之和为
。
(3)写出氨水与下列物质反应的离子方程式:
①稀硫酸:
;
②氯化铁溶液:
。
NH3·H2O部分电离产生OH-
2
mol·L-1
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