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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
学习目标
1. 了解氨气与水、与酸或氧气反应等化学性质；
2. 知道氨的催化氧化反应是工业上制取硝酸的基础，知道铵盐
是重要的氮肥；
3. 了解氨气的实验制法，知道铵盐的检验方法。
从图中你能总结出碳酸氢铵的那些性质？
1.物理性质：绝大多数铵盐是白色或无色晶体，都易溶于水。
由铵根离子（）和酸根离子组成的化合物。
一、铵盐
一、铵盐
2.铵盐的化学性质
（1）不稳定性——受热易分解
2NH4NO3==========2N2↑＋O2↑＋4H2O
高温或猛烈撞击
△
(NH4)2CO3 == 2NH3↑+ CO2↑+ H2O
实验5-7：向盛有少量NH4Cl溶液，NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口。观察现象，分析现象产生的原因，写出反应的离子方程式。
实验现象：
湿润的红色石蕊试纸变蓝。
反应中有碱性气体产生。
实验结论：
(2) 与强碱反应
一、铵盐
1.铵盐的化学性质
△
NH4NO3 +NaOH==NaNO3+NH3 ↑ +H2O
反应实质：NH4++ OH－==NH3↑+H2O
(NH4)2SO4+2NaOH == Na2SO4+2H2O+2NH3 ↑
△
NH4Cl+NaOH== NaCl+H2O+NH3↑
△
△
为什么铵态氮肥不能与草木灰(含K2CO3) 混合施用？
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。
(2) 与强碱反应
一、铵盐
1.铵盐的化学性质
(1)取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+ 。
NH4＋检验
铵盐(NH4+)
无色气体(NH3)
试纸变蓝
原理：
性质应用1：
NH4+＋OH－NH3↑＋H2O
氨气的实验室制法
①反应原理：_____________________________________________
②收集方法：______排空气法
③验满方法：将湿润的___________________放在试管口
④棉花作用：_____________________________________________
⑤加热的试管口应_________倾斜，防止_______________________
向下
红色石蕊试纸
减少NH3与空气的对流，吸收多余的NH3，防止污染空气
略向下 水蒸气冷凝回流炸裂试管
1．加热 NH4Cl 和 Ca(OH)2
（导管要伸入到接近试管底部）
性质应用2：
（1）加热NH4Cl能制取NH3吗？
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
(2) 能否采用其他铵盐与强碱反应制取氨气
NH4NO3 受热分解，会爆炸，不安全
(NH4)2SO4 与反应时生成块状CaSO4，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗
(NH4)2CO3/NH4HCO3 受热分解产生CO2，使收集到的NH3不纯
NaOH/KOH 易吸水结块，且对玻璃腐蚀性较强
(3) 制取的氨气是否纯净？如何净化
不能用无水CaCl2，会反应产生CaCl2 8NH3 浓硫酸、P2O5等酸性干燥剂也不能干燥NH3
(4) 环保措施：
浓硫酸(或水)吸收多余的氨气
装置：倒扣漏斗
方法一：
NH3·H2O == NH3↑+H2O
△
方法二：
加热浓氨水制氨气
浓氨水滴入生石灰(或NaOH)中制氨气
CaO + NH3·H2O == Ca(OH)2 + NH3↑
3. 工业制法
N2+3H2 2NH3
高温高压
催化剂
2．制取NH3的其他常见方法
（1）NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出
（2）CaO的作用：
①吸水后放热促进NH3的放出；
②增加溶液中OH－的浓度，减小NH3的溶解度
【实验5-6】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。
在干燥的圆底烧瓶里充满NH3，用带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中（预先在水里滴入少量酚酞溶液）。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。
NH3+H2O
NH3·H2O
+OH-
结论：①氨极易溶于水 ②氨水显碱性
挤压胶头滴管，滴管里少量的水进入烧瓶，氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内压强急剧减小，烧瓶内外形成较大压强差；大气压将水压入烧瓶，形成喷泉；由于NH3溶于水的溶液呈碱性，导致酚酞溶液显红色。
1. 烧瓶内为什么会形成喷泉？溶液为什么变成红色？
2. 某同学做该实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是什么？
①装置气密性不好
3. 若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？
能，但不能充满烧瓶。
②收集的NH3纯度较低
③烧瓶不干燥等
3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO
4. 含水的胶头滴管在实验中的作用？
吸收氨气，使瓶内压强减小，引发水上喷。
5. 氨的喷泉实验成功的关键？
(1)装置的气密性良好。
(2)圆底烧瓶要保持干燥。
(3)圆底烧瓶内要充满气体。
(4)烧杯内装入足量的水，以防止因水量不足而造成喷泉停止或不发生。
喷泉实验小结
（2）常见形成喷泉实验的气体与试剂
（1）形成原理：
容器内外产生较大的压强差
气体 液体 原理
NH3 水或酸 NH3、HCl均属于极易溶于水的气体
常温下,NH3的溶解度为1∶700,HCl的溶解度为1∶500
HCl 水或碱 CO2 NaOH 溶液 均能与强碱溶液反应
2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O
2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O
2NaOH+Cl2====NaClO+NaCl+H2O
2NaOH+2NO2====NaNO3+NaNO2+H2O
SO2 Cl2 NO2 （3）常用装置
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。
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。
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2
溶液 水或碱 水或酸 碱 水或碱
1. 如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是( )
A．a为HCl气体，b为H2O
B． a为CO2气体，b为浓NaOH溶液
C． a为Cl2气体，b为饱和NaCl溶液
D． a为Cl2气体，b为浓NaOH溶液
C
颜色、状态 气味 密度 特性 溶解性
气体 气味 空气 溶于水,1体积水能溶解 体积的氨气
无色
刺激性
小于
易液化
（-33.5℃）
极易
700
氨气易液化， 液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷
（液氨用在电冰箱中作制冷剂）
二、氨气
1.氨的物理性质
（1）与水反应
部分电离：NH3·H2O
NH4++OH-
NH3+H2O
NH3·H2O（一水合氨）
① NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使红色石蕊试纸变蓝。
② NH3·H2O不稳定，易分解。
NH3·H2O====NH3↑+H2O
△
【思考】氨水的主要成份有哪些？氨水与液态氨有何区别？
2.氨的化学性质
氨水成分
氨的水溶液（俗称氨水）显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。
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
氢化物
非电解质
纯净物
一元弱碱
电解质
混合物
氨的水溶液
NH3
“三分子”：NH3·H2O、NH3、H2O；“三离子”、OH－、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
NH3＋HCl = NH4Cl
现象：
原因：
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
(2) 与酸的反应
2.氨的化学性质
①浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也会产生白烟吗？
NH3＋CO2＋H2O === NH4HCO3
NH3＋HNO3 === NH4NO3
② 氨与其他酸的反应：
浓硫酸没有挥发性，浓硝酸有挥发性
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。
③可用于NH3和HCl气体的互相检验：将两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸
的玻璃棒相互靠近
管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么 (已知2NH3+3Cl2=N2+6HCl)
提示:若氯气管道漏气，发生反应:
2NH3+3Cl2=N2+6HCl
NH3+HCl=NH4Cl
产生的白烟是固体 NH4Cl。
检验氨气的方法：1、湿润的石蕊试纸（变蓝）；
2、湿润的酚酞试纸（变红）；
3、蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近（产生白烟）。
1. 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、NO、O2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
2.利用如图装置可以验证NH3和HCl的有关性质。下列有关说法不正确的是（　　）
A．关闭活塞c，打开活塞a、b，挤压胶头滴管，Ⅱ中产生喷泉
B．关闭活塞a，打开活塞b、c，用热毛巾敷热烧瓶I，I中产生喷泉
C．关闭活塞b，打开活塞a、c，用热毛巾敷热烧瓶II，一段时间后，打开活塞b，I、II中均产生喷泉
D．关闭活塞b，打开活塞a、c，用热毛巾敷热烧瓶II，I中会产生白雾
D
3. 下列装置不能达到实验目的的是(　　)
A
4. 下列离子方程式正确的是（ ）
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨气：NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
B.NaOH与NH4Cl溶液混合加热：NH4+ + OH- NH3 H2O
C.氨水中加盐酸：NH3 H2O + H+ = NH4+ + H2O
D.氨水中通入过量CO2：CO2 + NH3 H2O = 2NH4+ + CO32- + H2O
C
△
△
5. 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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