资源简介

(共56张PPT)
第二节　氮及其化合物
第2课时　氨和铵盐
第五章　化工生产中的重要非金属元素
课程标准 核心素养目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氨、铵盐的主要性质。
2．认识氨、铵盐在生产中的应用和对生态环境的影响。 1.科学探究与创新意识：通过对铵盐性质的学习，了解氨的实验室制法，知道铵盐的检验方法，培养学以致用的理念。
2．科学态度与社会责任：结合化学实验，了解氨与水、酸或氧气的反应，知道氨的催化氧化反应是工业上制硝酸的基础，知道铵盐是重要的氮肥。
一、氨
1．氨的物理性质
(1)物理性质
颜色、状态 气味 密度 沸点 水溶性
无色气体 有刺激性气味 密度比空气的 沸点低，易液化 极易溶于水，在常温常压下，1体积水大约可溶解 体积氨
小
700
(2)氨溶于水的喷泉实验(实验56)
实验操作
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
实验现象 烧杯中的溶液倒吸入圆底烧瓶，形成
实验结论 氨 溶于水，并与水反应。氨的水溶液显弱 性
2.氨的化学性质
(1)NH3与水的反应
①氨溶于水得到氨水。氨水是 物，溶液中存在的粒子有
(写分子)、 (写离子)及少量的H＋。计算氨水浓度时，溶质按通入NH3的量进行计算。
红色喷泉
极易
碱
混合
NH3·H2O、
NH3、H2O
②NH3·H2O为可溶性一元弱碱，具有碱的通性。氨水可使紫色石蕊溶液变 ，故常用湿润的 色石蕊试纸检验NH3的存在。
蓝
红
③NH3·H2O不稳定，易分解，反应的化学方程式为
。
(2)NH3与酸的反应
NH3可以与酸反应生成铵盐，写出下列反应的化学方程式。
反应 化学方程式 备注
①NH3与氯化氢反应 产生大量 ，常在推断题中出现
NH3·H2O NH3↑
＋H2O
NH3＋HCl===NH4Cl
白烟
反应 化学方程式 备注
②NH3与硫酸反应 不能用浓硫酸干燥NH3的原因是二者会发生反应生成(NH4)2SO4
(3)NH3与O2的反应
NH3中氮元素显 价，有 性，在加热和有催化剂(如铂)的条件下，
能被O2氧化生成NO和H2O，反应的化学方程式为
(工业制硝酸的基础)。
2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
－3
还原
4NO＋6H2O
二、铵盐及氨的实验室制取
1．铵盐
(1)常见的铵盐
① 与 形成的化合物称为铵盐。
②铵盐是农业上常用的化肥，如 等。绝大多数铵盐 溶于水。
(2)化学性质
①受热易分解：
氯化铵受热分解反应的化学方程式： 。
酸根离子
NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3
易
碳酸氢铵受热分解反应的化学方程式： 。
②能与碱反应：
ⅰ.与固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为NH4Cl＋NaOH
NH3↑＋NaCl＋H2O。
ⅱ.与溶液反应：
a．与强碱反应的离子方程式(加热)： 。
b．与强碱(稀溶液)反应的离子方程式(不加热)： 。
NH4HCO3 NH3↑＋CO2↑＋H2O
[微点拨]　储存铵态氮肥时，应密封包装并置于阴凉通风处，以防其受热分解。施肥时，应将铵态氮肥深埋于土壤中，且避免与碱性物质(如草木灰等)混合使用。
(3)探究铵盐与碱的反应(实验57)
实验
操作 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
实验
现象 产生有刺激性气味的气体，试管口湿润的红色石蕊试纸变 色
实验
结论 加热时，铵盐与碱溶液反应生成NH3，反应的离子方程式为
蓝
2.氨的实验室制法
(1)实验原理
在实验室中，常通过加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取NH3，反应的化学方程式为 。
◆实验解读
氨的喷泉实验成功的关键
(1)装置的气密性良好，不漏气。
(2)圆底烧瓶必须保持干燥。
(3)圆底烧瓶内充满氨。
(4)连接装置时应操作迅速，以防空气进入圆底烧瓶。
◆辨析比较
氨气、液氨、一水合氨、氨水的区别
◆易错警示
铵盐的化学性质
(1)铵盐受热易分解，但并非都生成NH3，如NH4NO3固体的分解产物会随温度变化而不同。
(2)铵盐溶液与强碱溶液混合后，若不加热，通常不会立即逸出大量NH3；必须加入较浓的强碱溶液并加热，才能有效逸出大量NH3。
◆辨析比较
铵态氮肥
氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥、尿素以及氨水等。其中，铵态氮肥不能与草木灰(主要成分为 K2CO3)混合使用，否则会降低肥效。
◆名师点拨
实验室制备NH3的注意事项
(1)制备NH3时，不能用NH4NO3代替NH4Cl，以免加热时发生爆炸。
(2)不能用NaOH或KOH代替Ca(OH)2，因为二者易吸水潮解、结块，不利于NH3的产生，且在加热时易腐蚀试管。
(3)试管口处棉花的作用是防止NH3与空气形成对流，以确保收集到的NH3纯净。
探究一 实验探究氨的化学性质
某校研究小组的同学设计了下列实验方案，以探究氨的化学性质：①氨的喷泉实验，②氨与氯化氢的反应。请你观察实验现象并参与交流讨论。
[问题设计]
(1)实验①中，打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，形成红色喷泉。请描述喷泉形成的原理。
提示：挤压胶头滴管，使其中的少量水压入烧瓶。由于NH3极易溶于水，烧瓶内气体压强迅速减小，在外界大气压作用下，下方烧杯中的水被压入烧瓶，形成红色喷泉。
(2)实验②中，抽掉玻璃隔板，观察到集气瓶中充满白烟，请分析产生白烟的原因。
提示：HCl的密度大于NH3的密度，HCl向下扩散，NH3向上扩散，二者发生反应NH3＋HCl===NH4Cl，生成NH4Cl晶体，故产生大量白烟。
(1)从物质类别和元素价态角度认识氨的化学性质
(2)从压强角度认识喷泉实验
①喷泉的形成原理：容器内外产生较大的压强差。
②常见喷泉实验体系及原理。
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
气体 液体 原理
CO2 NaOH
溶液 这些气体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常见的喷泉实验装置及引发方法。
装置Ⅰ：打开弹簧夹→挤压胶头滴管的胶头→少量水进入烧瓶→烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅱ：挤压气球→少量的溶液沿导管进入烧瓶→烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅲ：打开弹簧夹→用手(或热毛巾等)捂热烧瓶→氨受热膨胀→氨通过导管与水接触→产生喷泉。(或用浸过冰水的毛巾冷敷烧瓶，使瓶内氨遇冷而压强减小，外部的水被压入烧瓶，随后烧瓶内的氨迅速溶于水)
D
[例1] 关于下列实验现象的说法不正确的是 (　　)
[深度思考]将实验2试管中的液体换成溶有SO2的品红溶液，将产生什么实验现象？ 为什么？
提示：SO2与品红反应，生成无色的不稳定物质导致品红溶液褪色；加热时，该不稳定物质分解，释放出SO2，溶液恢复红色。
A
1．利用右图所示装置，在烧瓶中充入气体，在烧杯和胶头滴管中装入液体。在操作正确的前提下，下列各组物质不易形成喷泉的是 (　　)
A．一氧化氮和水
B．二氧化氮和水
C．氯气和氢氧化钠溶液
D．氨和水
喷泉实验成功的关键在于烧瓶内气体必须能被滴管或烧杯中的液体快速吸收(通过溶解或化学反应)，从而造成显著的压强差。一氧化氮不溶于水且不与水反应，烧瓶内压强几乎不变，不能形成喷泉；二氧化氮可与水反应，导致烧瓶内压强减小，能形成喷泉；氯气能与氢氧化钠溶液反应，被碱液吸收，导致烧瓶内压强减小，能形成喷泉；氨极易溶于水，导致烧瓶内压强显著减小，能形成喷泉。
探究二 探究氨的实验室制法
实验室制取氨常用两种方法：一是加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物，二是将浓氨水滴加到NaOH(或CaO)固体上。制备NH3的简易装置如下图所示。
[问题设计]
(1)写出图1中制取氨的化学方程式，并指明试管口棉花的作用。
(2)图2中制取氨的原理是什么？还可使用哪些物质代替NaOH固体？
提示：将浓氨水滴入NaOH固体中，NaOH溶解放热并使溶液碱性增强，促使NH3·H2O分解释放出大量NH3。此方法中，生石灰、Ca(OH)2固体或KOH固体等均可代替NaOH固体。
(3)实验室中能否利用加热分解NH4Cl固体的方法制取NH3？为什么？
提示：不能。因为NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl气体，在管口遇冷会重新化合，生成NH4Cl晶体，不能得到NH3。
(1)利用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制备NH3
[微点拨]　实验室制取氨的试剂选择
①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因见下
铵盐 不选用的理由
NH4NO3 受热分解会发生爆炸，不安全
(NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后的试管难清洗
(NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯
②碱：一般用熟石灰而不用NaOH或KOH，因为后者易吸水潮解而结块，会阻碍反应物的接触和NH3的释放，且在加热时对玻璃仪器的腐蚀性较强。
(2)实验室制备NH3的其他方法
B
[例2] 实验室进行氨的制备、收集及性质实验。有以下制备、收集装置可供选择，下列说法正确的是 (　　)
A．选用装置b制备氨时，在试管中加入固体氢氧化钙，在分液漏斗中加入氯化铵溶液
B．选用装置e收集氨，是因为氨的密度比空气的小，且极易溶于水
C．氨能进行喷泉实验，利用了氨易液化的性质
D．氨可与盐酸反应，体现了氨的还原性
选用装置b制备氨时，在试管中加入固体NaOH或CaO，在分液漏斗中加入浓氨水；氨极易溶于水且密度比空气的小，故选择向下排空气法收集，即选用装置e收集；氨能进行喷泉实验，利用了氨极易溶于水的性质；氨与盐酸反应生成氯化铵，该过程中无元素化合价变化，故属于非氧化还原反应。
D
2．下列制备NH3并制取氨水的装置正确且能达到实验目的的是 (　　)
制备NH3应使用固固加热型装置，且试管口应略向下倾斜；氨会与五氧化二磷反应，因此干燥氨应使用碱石灰；氨的密度小于空气，应采用向下排空气法收集；氨不溶于四氯化碳，通入时从溶液底部上升，遇水溶解被吸收，同时四氯化碳层可防止倒吸。
C
1．合成氨在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学与技术推动社会发展和进步的一项重大贡献。下列关于氨的叙述，错误的是 (　　)
A．氨是一种极易溶于水的气体
B．氨是有刺激性气味的气体
C．氨的水溶液显酸性
D．实验室常用铵盐与强碱反应制取氨
氨极易溶于水，1体积水大约可溶解700体积氨；氨是有刺激性气味的气体；氨溶于水得到一水合氨，一水合氨电离得到铵根离子和氢氧根离子，溶液呈碱性；在实验室，可用氯化铵和氢氧化钙混合共热得到氨。
C
2．下列有关NH3的说法，不正确的是 (　　)
A．工业合成NH3属于人工固氮
B．NH3易液化，液氨常用作制冷剂
C．NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
D．NH3制备NO体现了NH3的还原性
合成氨是通过人工方法将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，是人工固氮的重要途径；氨易液化，且液氨汽化时吸收大量热，导致周围温度急剧降低，因此可用作制冷剂；氨会与浓硫酸反应生成硫酸铵，也能与无水氯化钙反应，故不能用浓硫酸或无水氯化钙干燥氨；NH3转化为NO时，氮元素化合价升高，NH3作为还原剂被氧化，体现了其还原性。
B
3．1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下，兴趣小组的同学利用如下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是 (　　)
A．图1：喷泉实验 B．图2：干燥NH3
C．图3：收集NH3 D．图4：制备NH3
NH3极易溶于水，溶解后圆底烧瓶内压强显著减小，可形成喷泉；P2O5为酸性氧化物，NH3为碱性气体，二者会发生反应，故不能用P2O5干燥NH3；NH3的密度比空气小，可采用向下排空气法收集；CaO与浓氨水混合后，与水反应生成Ca(OH)2，消耗水并放热，促使NH3挥发，可用此装置制备NH3。
D
4．下列有关氮及其化合物的说法正确的是 (　　)
A．NO、NO2均为酸性氧化物
B．N2→NH3、NO→NO2都属于氮的固定
C．利用NH4Cl固体受热分解来制备少量的NH3
D．可用浓盐酸检测NH3管道是否泄漏
NO、NO2均为不成盐氧化物；氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程，N2→NH3属于氮的固定，NO→NO2不属于氮的固定；NH4Cl固体受热分解生成HCl和NH3，两种气体遇冷又重新化合生成NH4Cl，因此不能用于制备NH3；浓盐酸具有挥发性，挥发出的HCl和NH3反应生成NH4Cl，形成白烟，可用此法检测NH3管道是否泄漏。
5．人类的农业生产离不开氮肥，而几乎所有氮肥都源自氨。某化学兴趣小组的同学利用图1装置制备氨，并借助图2装置探究其相关性质。
(1)图1装置中生成NH3的反应的化学方程式为______________________
______________。
(2)有同学认为，需要在图2装置中无水硫酸铜的后面再接一个装有CaCl2固体的球形干燥管，这样做的目的是______________________
__________________________________________________。
(3)该实验缺少尾气吸收装置。下图中能用于吸收尾气的装置是________(填代号)。
(4)实验中观察到a中CuO粉末变红，b中无水硫酸铜变蓝，并收集到一种单质气体。该反应的化学方程式为___________________________，证明氨具有__________(填“氧化”或“还原”)性。

展开更多......

收起↑