資源簡介

基礎(chǔ)課時(shí)5　氨和銨鹽
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.能從物質(zhì)類別、氮元素價(jià)態(tài)的角度,認(rèn)識(shí)氨、銨鹽的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。2.會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如氨的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、制備實(shí)驗(yàn),銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及銨離子的檢驗(yàn)等,實(shí)現(xiàn)氨的轉(zhuǎn)化與生成。認(rèn)識(shí)氨氣、銨鹽在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
一、氨的性質(zhì)
(一)知識(shí)梳理
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性 沸點(diǎn)
無色 有刺激性氣味 氣體 比空氣的小 極易溶于水(常溫常壓1∶700) 較低,易液化
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)氨氣的化學(xué)性質(zhì)
被氯氣氧化:2NH3+3Cl2===N2+6HCl(或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl)
(2)氨水的化學(xué)性質(zhì)
3.用途
(1)氨易液化,液氨常用作制冷劑。
(2)氨是氮肥工業(yè)和硝酸工業(yè)的重要原料。
(二)互動(dòng)探究
仔細(xì)觀察下列裝置,回答問題:
【問題討論】
問題1　圖甲裝置(其中膠頭滴管及燒杯內(nèi)均盛有水)進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),上部燒瓶內(nèi)盛滿干燥的NH3,引發(fā)水上噴的操作和原理是什么
提示　操作是把滴管中的水?dāng)D入燒瓶中,再打開止水夾;原理是氨極易溶于水,致使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小。
問題2　若只提供圖乙(燒瓶內(nèi)充滿NH3,燒杯內(nèi)盛有水)裝置,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)引發(fā)噴泉的兩種方法,并解釋原理。
提示　方法一　打開止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,NH3受熱膨脹,趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣,氨與水接觸,即產(chǎn)生噴泉。
方法二　在燒瓶外壁使用制冷劑(液氨、液氮等),冷卻一段時(shí)間,打開止水夾。原理是燒瓶受冷后氣體收縮,壓強(qiáng)減小,使錐形瓶內(nèi)的水上升,氨氣溶于水后又產(chǎn)生負(fù)壓,從而引發(fā)噴泉。
問題3　若圖甲裝置中燒瓶內(nèi)放二氧化碳?xì)怏w如何進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn) 換成氯氣呢
提示　將燒杯內(nèi)的水換成NaOH溶液,無論二氧化碳還是氯氣均可以產(chǎn)生噴泉。
問題4　在圖丙裝置中,如果在錐形瓶中加入合適物質(zhì)也能產(chǎn)生噴泉。列舉一組你認(rèn)為可以加入的物質(zhì)并分析產(chǎn)生噴泉的原理是什么
提示　碳酸氫銨與稀鹽酸等(合理即可),二者反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,從而增大了錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng),產(chǎn)生噴泉。
【探究歸納】　常見能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的組合
氣體 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收劑 水或鹽酸 水或氫氧化鈉溶液 濃氫氧化鈉溶液 水
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列敘述中,正確的是 (　　)
A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是純凈物
B.氨水顯堿性,溶液中只有OH-,沒有H+
C.氨氣與氯化氫氣體相遇產(chǎn)生白色煙霧
D.在反應(yīng)NH3+H+===N中,氨失去電子被氧化
答案　A
解析　氨水是混合物,液氨是純凈物;所有水溶液中都會(huì)同時(shí)含有H+和OH-;氨氣與氯化氫氣體相遇,發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨固體小顆粒,產(chǎn)生白煙;NH3+H+===N中,無電子轉(zhuǎn)移,不是氧化還原反應(yīng)。
2.如圖所示是NH3的兩個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均說明了NH3是堿性氣體
B.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā)
C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易溶于水
D.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體
答案　A
解析　噴泉實(shí)驗(yàn)證明氨氣極易溶于水,溶于水形成一水合氨弱堿溶液,燒瓶中溶液變紅色,證明氨氣是堿性氣體。實(shí)驗(yàn)二證明濃氨水易揮發(fā),氨氣遇到氯化氫發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨,證明氨氣是堿性氣體,所以兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均說明了NH3是堿性氣體,故A正確;實(shí)驗(yàn)一表現(xiàn)了NH3易溶于水,而不是易揮發(fā),故B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)一表現(xiàn)了NH3易溶于水和水溶液呈堿性,實(shí)驗(yàn)二體現(xiàn)氨氣的揮發(fā)性和堿性,故C錯(cuò)誤;兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都未發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以無氧化性和還原性的體現(xiàn),故D錯(cuò)誤。
3.同溫同壓下,兩個(gè)等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿①NH3,②NO2,分別進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),如圖所示,經(jīng)充分反應(yīng)后,瓶內(nèi)液體的物質(zhì)的量濃度為 (　　)
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能確定
答案　C
解析　可假定燒瓶的體積為V,此溫度和壓強(qiáng)條件下氣體摩爾體積為Vm,則NO2噴泉實(shí)驗(yàn)后,根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,生成溶液的溶質(zhì)為HNO3,其物質(zhì)的量為,形成溶液的體積為,可計(jì)算出其物質(zhì)的量的濃度為 mol·L-1,同理可計(jì)算出NH3噴泉實(shí)驗(yàn)后溶液物質(zhì)的量的濃度也為 mol·L-1。
二、銨鹽的性質(zhì)、N的檢驗(yàn)
(一)知識(shí)梳理
1.銨鹽
(1)概念:由銨根離子(N)和酸根離子構(gòu)成的化合物,如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥。
(2)物理性質(zhì):絕大多數(shù)銨鹽都是白色或無色晶體,且易溶于水。
(3)化學(xué)性質(zhì)
①受熱易分解
NH4ClNH3↑+HCl↑(生成的NH3和HCl遇冷又結(jié)合生成NH4Cl);
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。
②與堿反應(yīng)
與堿溶液在不加熱條件下反應(yīng):
N+OH-===NH3·H2O;
與堿溶液在加熱條件下反應(yīng):
N+OH-NH3↑+H2O。
2.N的檢驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)操作 [三支試管中分別盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 三支試管中均有無色氣體放出,濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)色
實(shí)驗(yàn)原理 離子方程式:N+OH-NH3↑+H2O
應(yīng)用 檢驗(yàn)N的存在和制取氨
(2)N檢驗(yàn)方法
待檢驗(yàn)物質(zhì)無色氣體試紙變藍(lán)結(jié)論:存在N
(二)歸納總結(jié)
(1)銨鹽受熱分解都有氨生成,但硝酸銨受熱分解最終生成氮?dú)饣虻趸铩?br/>(2)N的檢驗(yàn)
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.為了檢驗(yàn)?zāi)彻腆w物質(zhì)中是否含有N,你認(rèn)為下列試紙或試劑一定用不到的是 (　　)
①蒸餾水　②NaOH溶液　③紅色石蕊試紙 ④藍(lán)色石蕊試紙　⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤
C.①③ D.①④⑤
答案　B
解析　N檢驗(yàn)一般是取少量樣品與堿混合于試管中,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,看試紙是否變藍(lán);也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,看是否有白煙生成。因此④、⑤一定用不到。
2.下列說法中正確的是 (　　)
A.所有銨鹽受熱均可以分解,但產(chǎn)物不一定有NH3
B.加熱可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
C.在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中,滴加少量NaOH溶液,在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙變藍(lán)
D.銨鹽都易溶于水,其水溶液只能與堿反應(yīng),不能與酸反應(yīng)
答案　A
解析　銨鹽受熱都分解,但不一定產(chǎn)生氨氣,如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2、H2O等,A正確;NH4Cl受熱分解生成氨氣與HCl,NaHCO3受熱分解得到Na2CO3固體,B錯(cuò)誤;Fe2+比N更易結(jié)合OH-,因而加入少量NaOH溶液不會(huì)產(chǎn)生NH3,C錯(cuò)誤;NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均能與酸反應(yīng),D錯(cuò)誤。
3.下列離子方程式書寫正確的是 (　　)
A.氯化銨固體和熟石灰混合加熱:N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱:N+OH-===NH3·H2O
C.氨水中加入鹽酸:NH3·H2O+H+===N+H2O
D.氯化鋁溶液中加入過量的氨水:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
答案　C
解析　A項(xiàng),該反應(yīng)屬于固體間的加熱反應(yīng),不能寫成離子形式,錯(cuò)誤;B項(xiàng),溶液混合加熱生成氨氣,離子方程式應(yīng)為N+OH-NH3↑+H2O;D項(xiàng),一水合氨是弱堿,不能完全電離,向氨水中滴加氯化鋁溶液應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,離子方程式應(yīng)為Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N,錯(cuò)誤。
三、氨的實(shí)驗(yàn)室制法
(一)知識(shí)梳理
氨的實(shí)驗(yàn)室制法
制備原理 方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
實(shí)驗(yàn)裝置
收集 NH3極易溶于水,可以用向下排空氣法收集
驗(yàn)滿 把濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍(lán)色;或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口,有白煙產(chǎn)生
(二)問題探究
問題1　觀察實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置,大試管管口略低于試管底部,目的是什么
提示　防止反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣冷凝回流到熱的試管底部引起試管炸裂。
問題2　此裝置存在的缺陷是什么 如何進(jìn)行改進(jìn)
提示　此裝置缺少NH3的干燥裝置,可在NH3的收集裝置之前加一個(gè)干燥裝置。
問題3　收集NH3時(shí),試管口處為什么加一團(tuán)棉花
提示　減緩NH3與空氣的對(duì)流,使收集到的NH3更純凈。
問題4　 應(yīng)選用什么物質(zhì)做干燥劑干燥氨氣 可以用P2O5、濃硫酸、CaCl2等干燥氨氣嗎 (已知CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3)
提示　應(yīng)選用堿石灰做干燥劑干燥氨氣。不能用P2O5、濃硫酸等酸性干燥劑,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3。
問題5　制氨氣能否用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替NH4Cl固體 消石灰能否用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替 原因是什么
提示　不能,因?yàn)镹H4NO3加熱時(shí)爆炸,而NH4HCO3、(NH4)2CO3極易分解產(chǎn)生CO2氣體使制得的NH3不純。消石灰不能用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替,因?yàn)镹aOH、KOH具有吸濕性,易潮解結(jié)塊,不利于生成的氨氣逸出,而且NaOH、KOH對(duì)玻璃有強(qiáng)烈的腐蝕作用。
【探究歸納】　實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡易方法
方法 化學(xué)方程式(或原理) 氣體發(fā) 生裝置
加熱濃氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
濃氨水+固體NaOH NaOH溶于水放熱,促使NH3·H2O分解,且OH-濃度的增大也有利于NH3的生成
濃氨水+固體CaO CaO與水反應(yīng)生成OH-,使溶劑(水)減少;且反應(yīng)放熱,促使NH3·H2O分解。 化學(xué)方程式:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列NH3的干燥試劑和收集方法中,正確的是 (　　)
選項(xiàng) A B C D
干燥試劑 濃硫酸 濃硫酸 堿石灰 堿石灰
收集方法 向上排空氣法 向下排空氣法 向上排空氣法 向下排空氣法
答案　D
解析　NH3是堿性氣體,能與H2SO4反應(yīng),2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4,故NH3不能用濃硫酸干燥;NH3的密度比空氣的小,故要用向下排空氣法收集,故答案為D。
2.下列實(shí)驗(yàn)室制取NH3并進(jìn)行干燥、收集、驗(yàn)滿和尾氣處理的各裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?(　　)
答案　D
解析　氯化銨加熱分解為氨氣和氯化氫,在試管口遇冷又化合為氯化銨,不能得到氨氣,A錯(cuò)誤;濃硫酸與氨氣反應(yīng),不能干燥氨,B錯(cuò)誤;由于氨密度小于空氣,導(dǎo)氣管應(yīng)伸入到試管底部進(jìn)行氣體的收集,C錯(cuò)誤;氨極易溶于水,易發(fā)生倒吸現(xiàn)象,倒置的漏斗可以防倒吸,D正確。
3.下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是 (　　)
答案　A
解析　NH4Cl溶液與NaOH溶液混合不加熱時(shí)不能得到NH3,A錯(cuò)誤;在濃氨水中加入CaO,CaO與水反應(yīng)放出大量的熱,使NH3·H2O分解放出氨氣,B正確;實(shí)驗(yàn)室用銨鹽與堿加熱制取氨氣,常用NH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng),固體與固體反應(yīng),因?yàn)橛兴?試管口應(yīng)向下傾斜,C正確;加熱濃氨水,加快氨氣揮發(fā),D正確。
A級(jí)　合格過關(guān)練
選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意
(一)氨的性質(zhì)
1.下列有關(guān)NH3的說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.NH3的重要用途之一是制氮肥
B.NH3作制冷劑時(shí)發(fā)生了化學(xué)變化
C.由N2制NH3屬于氮的固定
D.實(shí)驗(yàn)室用向下排空氣法來收集NH3
答案　B
解析　A項(xiàng),NH3含有植物的營養(yǎng)元素氮,易溶于水,易被植物吸收,所以可制氮肥;B項(xiàng),液氨可作制冷劑,是因?yàn)闅饣瘯r(shí)吸收環(huán)境的熱,從而使環(huán)境的溫度降低,但發(fā)生的是物理變化;C項(xiàng),由N2制NH3,是將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài),屬于氮的固定;D項(xiàng),因?yàn)镹H3的密度比空氣小,且與空氣的成分不發(fā)生反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)室用向下排空氣法來收集NH3。
2.下列關(guān)于氨水的敘述正確的是 (　　)
A.氨水顯堿性,是因?yàn)榘彼且环N弱堿
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1 mol·L-1的氨水指在1 L溶液中含NH3、N、NH3·H2O物質(zhì)的量之和為1 mol
答案　D
解析　溶于水的氨氣大部分與水反應(yīng)生成NH3·H2O,所以除水外,物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3·H2O;NH3·H2O是一種弱堿,在水中發(fā)生部分電離使溶液呈堿性;氨水中共含有六種粒子,分別是H2O、NH3、NH3·H2O、N、OH-和少量的H+,是一種混合物,液氨是純凈物。
3.如圖是噴泉實(shí)驗(yàn)裝置,在燒瓶中充滿干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中分別盛有相同液體。下列組合不能形成噴泉的是 (　　)
A.HCl與滴有石蕊溶液的水
B.Cl2與飽和食鹽水溶液
C.SO2與NaOH溶液
D.NH3與滴有酚酞溶液的水
答案　B
解析　若氣體與液體能相互反應(yīng)或氣體易溶于液體,從而使圓底燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)迅速減小,則可形成噴泉。A項(xiàng),氯化氫極易溶于水,因此可以形成噴泉; B項(xiàng),飽和食鹽水可降低氯氣在水中的溶解度,不能形成氣壓差,因此無法形成噴泉; C項(xiàng),二氧化硫是酸性氣體,易溶于堿液并與其反應(yīng),可以形成氣壓差,因此可以形成噴泉; D項(xiàng),氨氣極易溶于水,該組合可以形成噴泉。
(二)銨鹽的性質(zhì)、N的檢驗(yàn)
4.試管中盛有少量白色固體,可能是銨鹽,檢驗(yàn)的方法是 (　　)
A.加水,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口
B.加氫氧化鈉溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口
C.加氫氧化鈉溶液,加熱,滴入酚酞溶液
D.加氫氧化鈉溶液,加熱,用蘸有濃硫酸的玻璃棒靠近試管口
答案　B
解析　銨鹽和水混合不會(huì)產(chǎn)生氨,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口無任何變化,不能檢驗(yàn),故A錯(cuò)誤;加氫氧化鈉溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙變藍(lán)色,證明產(chǎn)生的氣體是氨,該鹽中含有銨根離子,故B正確;氫氧化鈉和氨水均呈堿性,均能使酚酞溶液變紅色,故C錯(cuò)誤;加氫氧化鈉溶液,加熱,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,看到白煙現(xiàn)象,可證明是銨鹽,但濃硫酸不具有揮發(fā)性,故D錯(cuò)誤。
5.碳酸氫銨是中國主要生產(chǎn)的氮肥品種之一,它屬于銨態(tài)氮肥(銨鹽)。下列有關(guān)銨鹽的敘述說法正確的是 (　　)
A.所有銨鹽受熱均可以分解,產(chǎn)物均有NH3
B.所有銨鹽中氮元素均呈-3價(jià)
C.NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共熱時(shí),反應(yīng)的離子方程式為N+OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固體混合物可用升華法分離
答案　C
解析　A項(xiàng),銨鹽不穩(wěn)定,受熱會(huì)分解,但受熱分解不一定都產(chǎn)生NH3。如氯化銨、碳酸氫銨等分解可生成NH3;而NH4NO3受熱分解可能產(chǎn)生N2O、H2O,而不產(chǎn)生NH3;B項(xiàng),銨鹽中N的N元素化合價(jià)為-3價(jià),若不是N中的N,則N元素就不是-3價(jià),如NH4NO3中N所含氮元素顯+5價(jià);C項(xiàng),銨鹽與堿共熱時(shí),反應(yīng)產(chǎn)生的NH3·H2O會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生NH3,該反應(yīng)的離子方程式為N+OH-NH3↑+H2O;D項(xiàng),NaCl穩(wěn)定,加熱不分解,NH4Cl不穩(wěn)定,加熱分解產(chǎn)生NH3、HCl氣體逸出,因此可通過加熱二者混合物進(jìn)行分離。但NH4Cl受熱分解產(chǎn)生NH3、HCl,遇冷二者重新化合形成NH4Cl,該過程中有新物質(zhì)生成,因此發(fā)生的是化學(xué)變化,不是升華。
6.現(xiàn)有4瓶無色溶液,所含溶質(zhì)分別是NaCl、NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4,若只用一種試劑將它們區(qū)分開,這種試劑是 (　　)
A.AgNO3 B.BaCl2
C.NaOH D.Ba(OH)2
答案　D
解析　A項(xiàng),AgNO3與四種物質(zhì)反應(yīng)均有白色沉淀生成,現(xiàn)象相同不能區(qū)分;B項(xiàng),BaCl2與Na2SO4和(NH4)2SO4反應(yīng)均有白色沉淀生成,與NaCl、NH4Cl混合均無現(xiàn)象,不能區(qū)分;C項(xiàng),NaOH與NH4Cl和(NH4)2SO4反應(yīng),加熱時(shí)均有刺激性氣味氣體生成,與NaCl、Na2SO4混合均無現(xiàn)象,不能區(qū)分;D項(xiàng),Ba(OH)2與NH4Cl反應(yīng)加熱時(shí)只有氣體生成,與Na2SO4反應(yīng)只有白色沉淀生成,與(NH4)2SO4反應(yīng)加熱時(shí)既有沉淀又有氣體生成,與NaCl不反應(yīng),沒有現(xiàn)象,現(xiàn)象不同,可以鑒別。
(三)氨的實(shí)驗(yàn)室制法
7.已知氨氣為堿性氣體,常溫常壓下其密度比空氣小,且極易溶于水。實(shí)驗(yàn)室利用2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)CaCl2+2NH3↑+2H2O制取NH3。下列裝置及目的均正確的是 (　　)
選項(xiàng) A B C D
裝置
目的 制取NH3 收集NH3 干燥NH3 吸收尾氣中的NH3
答案　D
解析　加熱氯化銨和氫氧化鈣固體,試管口應(yīng)略向下傾斜,A錯(cuò)誤;氨氣密度比空氣小,應(yīng)短導(dǎo)管通入,長導(dǎo)管逸出,B錯(cuò)誤;氨氣是堿性氣體,不能用濃硫酸干燥,C錯(cuò)誤;氨氣極易溶于水,可用水吸收氨氣,但要注意防倒吸,D正確。
8.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖裝置制備NH3并探究其性質(zhì)。下列說法正確的是 (　　)
A.①中固體可換為只有NH4Cl
B.反應(yīng)一段時(shí)間后,③中黑色固體變?yōu)榧t色
C.②中藥品為無水CaCl2
D.反應(yīng)一段時(shí)間后,④中錐形瓶收集到液氨
答案　B
解析　實(shí)驗(yàn)室制取氨氣,利用氯化銨和堿石灰在加熱的條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水,從試管中逸出的氨氣進(jìn)入U(xiǎn)形管,U形管中盛裝堿石灰干燥氨氣,NH3具有還原性,可將黑色氧化銅還原成紅色的銅單質(zhì),④中錐形瓶收集到③中逸出的氨氣和水反應(yīng)得到的氨水,由此分析。A項(xiàng),NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl氣體,遇冷重新反應(yīng)生成NH4Cl,無法制取NH3;B項(xiàng),NH3具有還原性,可將黑色氧化銅還原成紅色的銅單質(zhì),則反應(yīng)一段時(shí)間后,③中黑色固體變?yōu)榧t色;C項(xiàng),無水CaCl2會(huì)與氨氣形成氨合物CaCl2·nNH3,因此不能用來干燥氨氣;D項(xiàng),液氨的沸點(diǎn)為-33.5 ℃,無法在冰中液化,氨氣與氧化銅反應(yīng)后生成水,過量的氨氣可溶于水,故收集到的是氨水。
9.NH3及銨鹽都是重要的化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。
(1)氨氣的制備
①制備氨氣的發(fā)生裝置可以選擇圖中的　　　　　　　　　　　　。
反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　。
②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇圖中的裝置,其連接順序?yàn)椤　　　?按氣流方向,用小寫字母表示)。
(2)按如圖裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。
①先打開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
穩(wěn)定后,關(guān)閉旋塞1。
②再打開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　。
(3)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下NH3將NO2轉(zhuǎn)化為無污染的N2,寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)①A或B　2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O或NH3·H2O(濃)NH3↑+H2O(合理即可)　②adcfei或bdcfei
(2)①產(chǎn)生大量的白煙　A中壓強(qiáng)較大,B中壓強(qiáng)較小,先打開旋塞1,氯化氫氣體進(jìn)入B中和氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體　②溶液變紅色
(3)8NH3+6NO27N2+12H2O
解析　熟石灰和氯化銨加熱反應(yīng)生成氯化鈣和氨氣,氨氣使用堿石灰干燥后,使用向下排空氣法收集,尾氣吸收處理。(1)①制備氨氣一般使用熟石灰和氯化銨加熱反應(yīng)生成氯化鈣和氨氣、水,發(fā)生裝置可以選擇圖中的A,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O或選B加熱濃氨水,方程式為NH3·H2O(濃)NH3↑+H2O。②氨氣密度大于空氣,極易溶于水,可以選擇堿石灰干燥劑(大口進(jìn)小口出)并使用向上排空氣法(D裝置中氨氣短進(jìn)長出)收集一瓶干燥的氨氣,尾氣有毒需要使用F進(jìn)行尾氣處理(倒置的漏斗可以防止倒吸),故圖中的裝置順序?yàn)锳CDF或BCDF,其連接順序?yàn)閍dcfei或bdcfei;(2)①A中壓強(qiáng)較大,B中壓強(qiáng)較小,先打開旋塞1,氯化氫氣體進(jìn)入B中和氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體,故B瓶中的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的白煙。②反應(yīng)后B中氣體反應(yīng)壓強(qiáng)減小,根據(jù)阿伏加德羅定律可知,氯化氫的量較多,反應(yīng)后氯化氫過量,氯化氫水溶液顯酸性,再打開旋塞2,石蕊試液進(jìn)入B,B瓶中的現(xiàn)象是溶液變紅色;(3)在一定溫度和催化劑條件下NH3和NO2轉(zhuǎn)化為無污染的N2,同時(shí)根據(jù)質(zhì)量守恒可知還會(huì)生成水,8NH3+6NO27N2+12H2O。
B級(jí)　素養(yǎng)培優(yōu)練
10.如圖所示,利用培養(yǎng)皿探究NH3的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即將另一表面皿扣在上面。下表中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是 (　　)
選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋
A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與HCl反應(yīng)生成NH4Cl固體
B 濃硫酸附近無現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不反應(yīng)
C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液
D 干燥紅色石蕊試紙不變色,濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán) NH3是可溶性堿
答案　A
解析　濃氨水具有揮發(fā)性,向NaOH固體上滴加濃氨水,由于NaOH與H2O作用放熱從而使NH3揮發(fā)。NH3能與HCl發(fā)生化合反應(yīng)生成NH4Cl白色固體,NH3也能與H2SO4發(fā)生反應(yīng),生成(NH4)2SO4,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3與氯化物溶液反應(yīng)生成沉淀,該氯化物可以是AlCl3或MgCl2等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O是可溶性堿,NH3是氫化物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
11.實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持裝置已略去)制備NH3,并研究其性質(zhì)。其中,a、b為濕潤的紅色石蕊試紙,下列關(guān)于NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是 (　　)
A.裝置乙中,a先變藍(lán),b后變藍(lán) B.裝置丙中,產(chǎn)生大量白煙
C.裝置丁中,試劑不能為水 D.裝置丁具有防止倒吸的作用
答案　C
解析　A項(xiàng),由于NH3的密度比空氣的小,故裝置乙中,a先變藍(lán),b后變藍(lán);B項(xiàng),濃鹽酸具有揮發(fā)性,NH3+HCl===NH4Cl,產(chǎn)生NH4Cl小顆粒,即裝置丙中,產(chǎn)生大量白煙;C項(xiàng),NH3極易溶于水,可以用水來吸收多余的NH3;D項(xiàng),NH3極易溶于水,裝置丁中的干燥管能夠起到防止倒吸的作用。
12.氫化銨(NH4H)與氯化銨結(jié)構(gòu)相似,又已知NH4H與水反應(yīng)有氫氣產(chǎn)生。下列敘述中不正確的是 (　　)
A.NH4H是由N和H-構(gòu)成的
B.NH4H固體投入少量水中,加熱有兩種氣體產(chǎn)生
C.NH4H中的H-半徑比鋰離子半徑大
D.NH4H溶于水后,形成的溶液顯酸性
答案　D
解析　A項(xiàng),NH4H是離子化合物,由N和H-構(gòu)成;B項(xiàng),NH4H固體投入少量水中加熱生成NH3和H2;C項(xiàng),H-與鋰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,所以H-半徑比鋰離子半徑大;D項(xiàng),NH4H溶于水后與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3·H2O使溶液顯堿性。
13.某化學(xué)自主實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)探究NH3、NO2(濃硝酸與銅片反應(yīng)制取NO2)的性質(zhì)。
探究Ⅰ:利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾,夾持固定裝置略去)。
(1)A裝置中制取NH3的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)甲、乙分別是　　　　(填字母序號(hào))。
a.濃硫酸、堿石灰
b.堿石灰、堿石灰
c.堿石灰、無水氯化鈣
d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能夠被NH3還原,預(yù)期C裝置中能觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)此實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)明顯的缺陷是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
探究Ⅱ:探究NO2、O2混合氣體的噴泉實(shí)驗(yàn)。
(5)請(qǐng)?jiān)贕裝置中的虛線上描出導(dǎo)管實(shí)線圖。
(6)G裝置中濃硫酸有三種作用:混合NO2、O2;干燥NO2、O2;　　　　　　。
(7)將G裝置上面的圓底燒瓶收集滿氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),若混合氣體全部被吸收,則所得溶液物質(zhì)的量濃度為　　　　　　 mol·L-1(保留兩位有效數(shù)字)。
答案　(1)CaO+NH3·H2O===NH3↑+Ca(OH)2　(2)c
(3)混合氣體顏色變淺　(4)缺少尾氣處理裝置
(5)(進(jìn)氣管短,出氣管長)
(6)觀察氣泡的生成速率,控制混合氣體的比例
(7)0.036
解析　(1)將濃氨水滴入生石灰中,發(fā)生反應(yīng):CaO+NH3·H2O===NH3↑+Ca(OH)2,放出氨氣。(2)干燥氨只能用堿石灰,干燥二氧化氮可用五氧化二磷固體或無水氯化鈣。(3)如果能反應(yīng),消耗NO2使裝置中混合氣體顏色變淺。(4)由于NH3、NO2均能污染空氣,所以與它們相關(guān)的實(shí)驗(yàn)均應(yīng)有尾氣處理裝置。(5)O2、NO2密度比空氣大,故應(yīng)進(jìn)氣管短,出氣管長。(6)觀察氣泡的生成速率,控制混合氣體的比例。(7)燒瓶中充滿溶液,反應(yīng)4NO2+O2+2H2O===4HNO3恰好發(fā)生,HNO3的物質(zhì)的量是恰好完全反應(yīng)的NO2和O2(體積比為4∶1)總物質(zhì)的量的,溶液體積等于恰好完全反應(yīng)的NO2和O2的總體積,設(shè)燒瓶中恰好完全反應(yīng)的NO2和O2的總體積為V,則溶液濃度為 mol·L-1,即c(HNO3)≈0.036 mol·L-1。基礎(chǔ)課時(shí)5　氨和銨鹽
學(xué)習(xí)目標(biāo)　1.能從物質(zhì)類別、氮元素價(jià)態(tài)的角度,認(rèn)識(shí)氨、銨鹽的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。2.會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如氨的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、制備實(shí)驗(yàn),銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及銨離子的檢驗(yàn)等,實(shí)現(xiàn)氨的轉(zhuǎn)化與生成。認(rèn)識(shí)氨氣、銨鹽在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
一、氨的性質(zhì)
(一)知識(shí)梳理
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性 沸點(diǎn)
　　　 氣味 氣體 比空氣的　 　　　　溶于水(常溫常壓 1∶700) 較低,易液化
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)氨氣的化學(xué)性質(zhì)
被氯氣氧化:2NH3+3Cl2===N2+6HCl(或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl)
(2)氨水的化學(xué)性質(zhì)
3.用途
(1)氨易　　　　,液氨常用作制冷劑。
(2)氨是氮肥工業(yè)和硝酸工業(yè)的重要原料。
(二)互動(dòng)探究
仔細(xì)觀察下列裝置,回答問題:
【問題討論】
問題1　圖甲裝置(其中膠頭滴管及燒杯內(nèi)均盛有水)進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),上部燒瓶內(nèi)盛滿干燥的NH3,引發(fā)水上噴的操作和原理是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　若只提供圖乙(燒瓶內(nèi)充滿NH3,燒杯內(nèi)盛有水)裝置,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)引發(fā)噴泉的兩種方法,并解釋原理。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　若圖甲裝置中燒瓶內(nèi)放二氧化碳?xì)怏w如何進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn) 換成氯氣呢
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　在圖丙裝置中,如果在錐形瓶中加入合適物質(zhì)也能產(chǎn)生噴泉。列舉一組你認(rèn)為可以加入的物質(zhì)并分析產(chǎn)生噴泉的原理是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】　常見能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的組合
氣體 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收劑 水或鹽酸 水或氫氧化鈉溶液 濃氫氧化鈉溶液 水
1.下列敘述中,正確的是 (　　)
A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是純凈物
B.氨水顯堿性,溶液中只有OH-,沒有H+
C.氨氣與氯化氫氣體相遇產(chǎn)生白色煙霧
D.在反應(yīng)NH3+H+===N中,氨失去電子被氧化
2.如圖所示是NH3的兩個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均說明了NH3是堿性氣體
B.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā)
C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易溶于水
D.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體
3.同溫同壓下,兩個(gè)等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿①NH3,②NO2,分別進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),如圖所示,經(jīng)充分反應(yīng)后,瓶內(nèi)液體的物質(zhì)的量濃度為 (　　)
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能確定
二、銨鹽的性質(zhì)、N的檢驗(yàn)
(一)知識(shí)梳理
1.銨鹽
(1)概念:由　　　　　　和酸根離子構(gòu)成的化合物,如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥。
(2)物理性質(zhì):絕大多數(shù)銨鹽都是白色或無色晶體,且　　　　溶于水。
(3)化學(xué)性質(zhì)
①受熱易分解
NH4Cl　　　　　　　　　　　 (生成的NH3和HCl遇冷又結(jié)合生成NH4Cl);
NH4HCO3　　　　　　　　　　　　。
②與堿反應(yīng)
與堿溶液在不加熱條件下反應(yīng):
N+OH-===　　　　　　　　　　　　; 與堿溶液在加熱條件下反應(yīng):
N+OH-　　　　　　　　　　　　。
2.N的檢驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn) 操作 [三支試管中分別盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]
實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 三支試管中均有無色氣體放出,濕潤的紅色石蕊試紙變　　　
離子方程式:N+OH-NH3↑+H2O
應(yīng)用 檢驗(yàn)N的存在和制取氨
(2)N檢驗(yàn)方法
待檢驗(yàn)物質(zhì)無色氣體試紙變藍(lán)—→結(jié)論:存在　　　
(二)歸納總結(jié)
(1)銨鹽受熱分解都有氨生成,但硝酸銨受熱分解最終生成氮?dú)饣虻趸铩?br/>(2)N的檢驗(yàn)
1.為了檢驗(yàn)?zāi)彻腆w物質(zhì)中是否含有N,你認(rèn)為下列試紙或試劑一定用不到的是 (　　)
①蒸餾水　②NaOH溶液　③紅色石蕊試紙
④藍(lán)色石蕊試紙　⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤
C.①③ D.①④⑤
2.下列說法中正確的是 (　　)
A.所有銨鹽受熱均可以分解,但產(chǎn)物不一定有NH3
B.加熱可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
C.在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中,滴加少量NaOH溶液,在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙變藍(lán)
D.銨鹽都易溶于水,其水溶液只能與堿反應(yīng),不能與酸反應(yīng)
3.下列離子方程式書寫正確的是 (　　)
A.氯化銨固體和熟石灰混合加熱:N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱:N+OH-===NH3·H2O
C.氨水中加入鹽酸:NH3·H2O+H+===N+H2O
D.氯化鋁溶液中加入過量的氨水:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
三、氨的實(shí)驗(yàn)室制法
(一)知識(shí)梳理
氨的實(shí)驗(yàn)室制法
制備原理 方程式為　　　　　　　　　　　
實(shí)驗(yàn)裝置
收集 NH3極易溶于水,可以用　　　　　　收集
驗(yàn)滿 把濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變　　　　;或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口,有　　　　產(chǎn)生
(二)問題探究
問題1　觀察實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置,大試管管口略低于試管底部,目的是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題2　此裝置存在的缺陷是什么 如何進(jìn)行改進(jìn)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題3　收集NH3時(shí),試管口處為什么加一團(tuán)棉花
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題4　 應(yīng)選用什么物質(zhì)做干燥劑干燥氨氣 可以用P2O5、濃硫酸、CaCl2等干燥氨氣嗎 (已知CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
問題5　制氨氣能否用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替NH4Cl固體 消石灰能否用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替 原因是什么
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】　實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡易方法
方法 化學(xué)方程式(或原理) 氣體發(fā) 生裝置
加熱 濃氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
濃氨水 +固體 NaOH NaOH溶于水放熱,促使NH3·H2O分解,且OH-濃度的增大也有利于NH3的生成
濃氨水 +固體 CaO CaO與水反應(yīng)生成OH-,使溶劑(水)減少;且反應(yīng)放熱,促使NH3·H2O分解。 化學(xué)方程式:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列NH3的干燥試劑和收集方法中,正確的是 (　　)
選項(xiàng) A B C D
干燥試劑 濃硫酸 濃硫酸 堿石灰 堿石灰
收集方法 向上排空氣法 向下排空氣法 向上排空氣法 向下排空氣法
2.下列實(shí)驗(yàn)室制取NH3并進(jìn)行干燥、收集、驗(yàn)滿和尾氣處理的各裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?(　　)
3.下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是 (　　)
:課后完成　第五章　基礎(chǔ)課時(shí)5(共71張PPT)
第二節(jié)　氮及其化合物
基礎(chǔ)課時(shí) 氨和銨鹽
5
第五章
化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素
1.能從物質(zhì)類別、氮元素價(jià)態(tài)的角度,認(rèn)識(shí)氨、銨鹽的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。
2.會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如氨的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、制備實(shí)驗(yàn),銨鹽的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)及銨離子的檢驗(yàn)等,實(shí)現(xiàn)氨的轉(zhuǎn)化與生成。認(rèn)識(shí)氨氣、銨鹽在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要意義和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、氨的性質(zhì)
二、銨鹽的性質(zhì)、NH4 的檢驗(yàn)
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓(xùn)練
三、氨的實(shí)驗(yàn)室制法
一、氨的性質(zhì)
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
(一)知識(shí)梳理
1.物理性質(zhì)
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性 沸點(diǎn)
_________ 氣味 氣體 比空氣的____ ______溶于水(常溫常壓1∶700) 較低,易液化
無色
有刺激性
小
極易
2.化學(xué)性質(zhì)
(1)氨氣的化學(xué)性質(zhì)
產(chǎn)生白煙
還原性
被氯氣氧化:2NH3+3Cl2===N2+6HCl(或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl)
(2)氨水的化學(xué)性質(zhì)
變藍(lán)
3.用途
(1)氨易______,液氨常用作制冷劑。
(2)氨是氮肥工業(yè)和硝酸工業(yè)的重要原料。
液化
(二)互動(dòng)探究
仔細(xì)觀察下列裝置,回答問題:
【問題討論】
問題1　圖甲裝置(其中膠頭滴管及燒杯內(nèi)均盛有水)進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),上部燒瓶內(nèi)盛滿干燥的NH3,引發(fā)水上噴的操作和原理是什么
提示　操作是把滴管中的水?dāng)D入燒瓶中,再打開止水夾;原理是氨極易溶于水,致使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小。
問題2　若只提供圖乙(燒瓶內(nèi)充滿NH3,燒杯內(nèi)盛有水)裝置,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)引發(fā)噴泉的兩種方法,并解釋原理。
提示　方法一　打開止水夾,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,NH3受熱膨脹,趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣,氨與水接觸,即產(chǎn)生噴泉。
方法二　在燒瓶外壁使用制冷劑(液氨、液氮等),冷卻一段時(shí)間,打開止水夾。原理是燒瓶受冷后氣體收縮,壓強(qiáng)減小,使錐形瓶內(nèi)的水上升,氨氣溶于水后又產(chǎn)生負(fù)壓,從而引發(fā)噴泉。
問題3　若圖甲裝置中燒瓶內(nèi)放二氧化碳?xì)怏w如何進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn) 換成氯氣呢
提示　將燒杯內(nèi)的水換成NaOH溶液,無論二氧化碳還是氯氣均可以產(chǎn)生噴泉。
問題4　在圖丙裝置中,如果在錐形瓶中加入合適物質(zhì)也能產(chǎn)生噴泉。列舉一組你認(rèn)為可以加入的物質(zhì)并分析產(chǎn)生噴泉的原理是什么
提示　碳酸氫銨與稀鹽酸等(合理即可),二者反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳,從而增大了錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng),產(chǎn)生噴泉。
【探究歸納】　常見能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的組合
氣體 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收劑 水或鹽酸 水或氫氧化鈉溶液 濃氫氧化鈉溶液 水
1.下列敘述中,正確的是 (　　)
A.氨水和液氨不同,氨水是混合物,液氨是純凈物
B.氨水顯堿性,溶液中只有OH-,沒有H+
C.氨氣與氯化氫氣體相遇產(chǎn)生白色煙霧
D.在反應(yīng)NH3+H+===N中,氨失去電子被氧化
解析　氨水是混合物,液氨是純凈物;所有水溶液中都會(huì)同時(shí)含有H+和OH-;氨氣與氯化氫氣體相遇,發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨固體小顆粒,產(chǎn)生白煙;NH3+H+=== N中,無電子轉(zhuǎn)移,不是氧化還原反應(yīng)。
A
2.如圖所示是NH3的兩個(gè)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均說明了NH3是堿性氣體
B.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā)
C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易溶于水
D.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體
A
解析　噴泉實(shí)驗(yàn)證明氨氣極易溶于水,溶于水形成一水合氨弱堿溶液,燒瓶中溶液變紅色,證明氨氣是堿性氣體。實(shí)驗(yàn)二證明濃氨水易揮發(fā),氨氣遇到氯化氫發(fā)生反應(yīng)生成氯化銨,證明氨氣是堿性氣體,所以兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均說明了NH3是堿性氣體,故A正確;實(shí)驗(yàn)一表現(xiàn)了NH3易溶于水,而不是易揮發(fā),故B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)一表現(xiàn)了NH3易溶于水和水溶液呈堿性,實(shí)驗(yàn)二體現(xiàn)氨氣的揮發(fā)性和堿性,故C錯(cuò)誤;兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都未發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以無氧化性和還原性的體現(xiàn),故D錯(cuò)誤。
3.同溫同壓下,兩個(gè)等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿①NH3,②NO2,分別進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),如圖所示,經(jīng)充分反應(yīng)后,瓶內(nèi)液體的物質(zhì)的量濃度為 (　　)
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能確定
C
解析　可假定燒瓶的體積為V,此溫度和壓強(qiáng)條件下氣體摩爾體積為Vm,則NO2噴泉實(shí)驗(yàn)后,根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,生成溶液的溶質(zhì)為HNO3,其物質(zhì)的量為,形成溶液的體積為,可計(jì)算出其物質(zhì)的量的濃度為 mol·L-1,同理可計(jì)算出NH3噴泉實(shí)驗(yàn)后溶液物質(zhì)的量的濃度也為 mol·L-1。
二、銨鹽的性質(zhì)、NH4 的檢驗(yàn)
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
(一)知識(shí)梳理
1.銨鹽
(1)概念:由________________和酸根離子構(gòu)成的化合物,如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥。
(2)物理性質(zhì):絕大多數(shù)銨鹽都是白色或無色晶體,且____溶于水。
銨根離子(N)
易
(3)化學(xué)性質(zhì)
①受熱易分解
NH4Cl ______________(生成的NH3和HCl遇冷又結(jié)合生成NH4Cl);
NH4HCO3 _________________。
②與堿反應(yīng)
與堿溶液在不加熱條件下反應(yīng):
N+OH-===_____________;
與堿溶液在加熱條件下反應(yīng):
N+OH- ____________。
NH3↑+HCl↑
NH3↑+H2O+CO2↑
NH3·H2O
NH3↑+H2O
2.N的檢驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)探究
實(shí)驗(yàn)操作
[三支試管中分別盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 三支試管中均有無色氣體放出,濕潤的紅色石蕊試紙變______
實(shí)驗(yàn)原理 離子方程式:N+OH- NH3↑+H2O
應(yīng)用 檢驗(yàn)N的存在和制取氨
藍(lán)色
(2)N檢驗(yàn)方法
N
(二)歸納總結(jié)
(1)銨鹽受熱分解都有氨生成,但硝酸銨受熱分解最終生成氮?dú)饣虻趸铩?br/>(2)N的檢驗(yàn)
1.為了檢驗(yàn)?zāi)彻腆w物質(zhì)中是否含有N,你認(rèn)為下列試紙或試劑一定用不到的是(　　)
①蒸餾水　②NaOH溶液　③紅色石蕊試紙 ④藍(lán)色石蕊試紙　⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤
C.①③ D.①④⑤
解析　N檢驗(yàn)一般是取少量樣品與堿混合于試管中,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,看試紙是否變藍(lán);也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,看是否有白煙生成。因此④、⑤一定用不到。
B
2.下列說法中正確的是 (　　)
A.所有銨鹽受熱均可以分解,但產(chǎn)物不一定有NH3
B.加熱可除去NH4Cl中的少量NaHCO3
C.在盛有硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的試管中,滴加少量NaOH溶液,在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙變藍(lán)
D.銨鹽都易溶于水,其水溶液只能與堿反應(yīng),不能與酸反應(yīng)
A
解析　銨鹽受熱都分解,但不一定產(chǎn)生氨氣,如NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2、H2O等,A正確;NH4Cl受熱分解生成氨氣與HCl,NaHCO3受熱分解得到Na2CO3固體,B錯(cuò)誤;Fe2+比N更易結(jié)合OH-,因而加入少量NaOH溶液不會(huì)產(chǎn)生NH3,C錯(cuò)誤;NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均能與酸反應(yīng),D錯(cuò)誤。
3.下列離子方程式書寫正確的是 (　　)
A.氯化銨固體和熟石灰混合加熱:N+OH- NH3↑+H2O
B.NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱:N+OH-===NH3·H2O
C.氨水中加入鹽酸:NH3·H2O+H+===N+H2O
D.氯化鋁溶液中加入過量的氨水:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
C
解析　A項(xiàng),該反應(yīng)屬于固體間的加熱反應(yīng),不能寫成離子形式,錯(cuò)誤;B項(xiàng),溶液混合加熱生成氨氣,離子方程式應(yīng)為N+OH- NH3↑+H2O;D項(xiàng),一水合氨是弱堿,不能完全電離,向氨水中滴加氯化鋁溶液應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,離子方程式應(yīng)為Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N,錯(cuò)誤。
三、氨的實(shí)驗(yàn)室制法
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練
(一)知識(shí)梳理
氨的實(shí)驗(yàn)室制法
制備原理 方程式為____________________________________________
實(shí)驗(yàn)裝置
收集 NH3極易溶于水,可以用______________收集
驗(yàn)滿 把濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變______;或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒置于試管口,有______產(chǎn)生
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
向下排空氣法
藍(lán)色
白煙
(二)問題探究
問題1　觀察實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置,大試管管口略低于試管底部,目的是什么
提示　防止反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣冷凝回流到熱的試管底部引起試管炸裂。
問題2　此裝置存在的缺陷是什么 如何進(jìn)行改進(jìn)
提示　此裝置缺少NH3的干燥裝置,可在NH3的收集裝置之前加一個(gè)干燥裝置。
問題3　收集NH3時(shí),試管口處為什么加一團(tuán)棉花
提示　減緩NH3與空氣的對(duì)流,使收集到的NH3更純凈。
問題4　 應(yīng)選用什么物質(zhì)做干燥劑干燥氨氣 可以用P2O5、濃硫酸、CaCl2等干燥氨氣嗎 (已知CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3)
提示　應(yīng)選用堿石灰做干燥劑干燥氨氣。不能用P2O5、濃硫酸等酸性干燥劑,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl2·8NH3。
問題5　制氨氣能否用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替NH4Cl固體 消石灰能否用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替 原因是什么
提示　不能,因?yàn)镹H4NO3加熱時(shí)爆炸,而NH4HCO3、(NH4)2CO3極易分解產(chǎn)生CO2氣體使制得的NH3不純。消石灰不能用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替,因?yàn)镹aOH、KOH具有吸濕性,易潮解結(jié)塊,不利于生成的氨氣逸出,而且NaOH、KOH對(duì)玻璃有強(qiáng)烈的腐蝕作用。
【探究歸納】　實(shí)驗(yàn)室制取NH3的簡易方法
方法 化學(xué)方程式(或原理) 氣體發(fā)生裝置
加熱濃氨水 NH3·H2O NH3↑+H2O
濃氨水+固體NaOH NaOH溶于水放熱,促使NH3·H2O分解,且OH-濃度的增大也有利于NH3的生成
濃氨水+固體CaO CaO與水反應(yīng)生成OH-,使溶劑(水)減少;且反應(yīng)放熱,促使NH3·H2O分解。 化學(xué)方程式:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
1.下列NH3的干燥試劑和收集方法中,正確的是 (　　)
解析　NH3是堿性氣體,能與H2SO4反應(yīng),2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4,故NH3不能用濃硫酸干燥;NH3的密度比空氣的小,故要用向下排空氣法收集,故答案為D。
D
選項(xiàng) A B C D
干燥試劑 濃硫酸 濃硫酸 堿石灰 堿石灰
收集方法 向上排空氣法 向下排空氣法 向上排空氣法 向下排空氣法
2.下列實(shí)驗(yàn)室制取NH3并進(jìn)行干燥、收集、驗(yàn)滿和尾氣處理的各裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?(　　)
D
解析　氯化銨加熱分解為氨氣和氯化氫,在試管口遇冷又化合為氯化銨,不能得到氨氣,A錯(cuò)誤;濃硫酸與氨氣反應(yīng),不能干燥氨,B錯(cuò)誤;由于氨密度小于空氣,導(dǎo)氣管應(yīng)伸入到試管底部進(jìn)行氣體的收集,C錯(cuò)誤;氨極易溶于水,易發(fā)生倒吸現(xiàn)象,倒置的漏斗可以防倒吸,D正確。
3.下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是 (　　)
A
解析　NH4Cl溶液與NaOH溶液混合不加熱時(shí)不能得到NH3,A錯(cuò)誤;在濃氨水中加入CaO,CaO與水反應(yīng)放出大量的熱,使NH3·H2O分解放出氨氣,B正確;實(shí)驗(yàn)室用銨鹽與堿加熱制取氨氣,常用NH4Cl與Ca(OH)2反應(yīng),固體與固體反應(yīng),因?yàn)橛兴?試管口應(yīng)向下傾斜,C正確;加熱濃氨水,加快氨氣揮發(fā),D正確。
課后鞏固訓(xùn)練
A級(jí)　合格過關(guān)練
選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意
(一)氨的性質(zhì)
1.下列有關(guān)NH3的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.NH3的重要用途之一是制氮肥
B.NH3作制冷劑時(shí)發(fā)生了化學(xué)變化
C.由N2制NH3屬于氮的固定
D.實(shí)驗(yàn)室用向下排空氣法來收集NH3
B
解析　A項(xiàng),NH3含有植物的營養(yǎng)元素氮,易溶于水,易被植物吸收,所以可制氮肥;B項(xiàng),液氨可作制冷劑,是因?yàn)闅饣瘯r(shí)吸收環(huán)境的熱,從而使環(huán)境的溫度降低,但發(fā)生的是物理變化;C項(xiàng),由N2制NH3,是將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài),屬于氮的固定;D項(xiàng),因?yàn)镹H3的密度比空氣小,且與空氣的成分不發(fā)生反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)室用向下排空氣法來收集NH3。
2.下列關(guān)于氨水的敘述正確的是 (　　)
A.氨水顯堿性,是因?yàn)榘彼且环N弱堿
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1 mol·L-1的氨水指在1 L溶液中含NH3、N、NH3·H2O物質(zhì)的量之和為1 mol
D
解析　溶于水的氨氣大部分與水反應(yīng)生成NH3·H2O,所以除水外,物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3·H2O;NH3·H2O是一種弱堿,在水中發(fā)生部分電離使溶液呈堿性;氨水中共含有六種粒子,分別是H2O、NH3、NH3·H2O、N、OH-和少量的H+,是一種混合物,液氨是純凈物。
3.如圖是噴泉實(shí)驗(yàn)裝置,在燒瓶中充滿干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中分別盛有相同液體。下列組合不能形成噴泉的是 (　　)
A.HCl與滴有石蕊溶液的水
B.Cl2與飽和食鹽水溶液
C.SO2與NaOH溶液
D.NH3與滴有酚酞溶液的水
B
解析　若氣體與液體能相互反應(yīng)或氣體易溶于液體,從而使圓底燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)迅速減小,則可形成噴泉。A項(xiàng),氯化氫極易溶于水,因此可以形成噴泉; B項(xiàng),飽和食鹽水可降低氯氣在水中的溶解度,不能形成氣壓差,因此無法形成噴泉; C項(xiàng),二氧化硫是酸性氣體,易溶于堿液并與其反應(yīng),可以形成氣壓差,因此可以形成噴泉; D項(xiàng),氨氣極易溶于水,該組合可以形成噴泉。
(二)銨鹽的性質(zhì)、N的檢驗(yàn)
4.試管中盛有少量白色固體,可能是銨鹽,檢驗(yàn)的方法是(　　)
A.加水,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口
B.加氫氧化鈉溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口
C.加氫氧化鈉溶液,加熱,滴入酚酞溶液
D.加氫氧化鈉溶液,加熱,用蘸有濃硫酸的玻璃棒靠近試管口
B
解析　銨鹽和水混合不會(huì)產(chǎn)生氨,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口無任何變化,不能檢驗(yàn),故A錯(cuò)誤;加氫氧化鈉溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,試紙變藍(lán)色,證明產(chǎn)生的氣體是氨,該鹽中含有銨根離子,故B正確;氫氧化鈉和氨水均呈堿性,均能使酚酞溶液變紅色,故C錯(cuò)誤;加氫氧化鈉溶液,加熱,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,看到白煙現(xiàn)象,可證明是銨鹽,但濃硫酸不具有揮發(fā)性,故D錯(cuò)誤。
5.碳酸氫銨是中國主要生產(chǎn)的氮肥品種之一,它屬于銨態(tài)氮肥(銨鹽)。下列有關(guān)銨鹽的敘述說法正確的是 (　　)
A.所有銨鹽受熱均可以分解,產(chǎn)物均有NH3
B.所有銨鹽中氮元素均呈-3價(jià)
C.NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共熱時(shí),反應(yīng)的離子方程式為N+OH- NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固體混合物可用升華法分離
C
解析　A項(xiàng),銨鹽不穩(wěn)定,受熱會(huì)分解,但受熱分解不一定都產(chǎn)生NH3。如氯化銨、碳酸氫銨等分解可生成NH3;而NH4NO3受熱分解可能產(chǎn)生N2O、H2O,而不產(chǎn)生NH3;B項(xiàng),銨鹽中N的N元素化合價(jià)為-3價(jià),若不是N中的N,則N元素就不是-3價(jià),如NH4NO3中N所含氮元素顯+5價(jià);C項(xiàng),銨鹽與堿共熱時(shí),反應(yīng)產(chǎn)生的NH3·H2O會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生NH3,該反應(yīng)的離子方程式為N+OH- NH3↑+ H2O;D項(xiàng),NaCl穩(wěn)定,加熱不分解,NH4Cl不穩(wěn)定,加熱分解產(chǎn)生NH3、HCl氣體逸出,因此可通過加熱二者混合物進(jìn)行分離。但NH4Cl受熱分解產(chǎn)生NH3、HCl,遇冷二者重新化合形成NH4Cl,該過程中有新物質(zhì)生成,因此發(fā)生的是化學(xué)變化,不是升華。
6.現(xiàn)有4瓶無色溶液,所含溶質(zhì)分別是NaCl、NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4,若只用一種試劑將它們區(qū)分開,這種試劑是 (　　)
A.AgNO3 B.BaCl2 C.NaOH D.Ba(OH)2
解析　A項(xiàng),AgNO3與四種物質(zhì)反應(yīng)均有白色沉淀生成,現(xiàn)象相同不能區(qū)分;B項(xiàng),BaCl2與Na2SO4和(NH4)2SO4反應(yīng)均有白色沉淀生成,與NaCl、NH4Cl混合均無現(xiàn)象,不能區(qū)分;C項(xiàng),NaOH與NH4Cl和(NH4)2SO4反應(yīng),加熱時(shí)均有刺激性氣味氣體生成,與NaCl、Na2SO4混合均無現(xiàn)象,不能區(qū)分;D項(xiàng),Ba(OH)2與NH4Cl反應(yīng)加熱時(shí)只有氣體生成,與Na2SO4反應(yīng)只有白色沉淀生成,與(NH4)2SO4反應(yīng)加熱時(shí)既有沉淀又有氣體生成,與NaCl不反應(yīng),沒有現(xiàn)象,現(xiàn)象不同,可以鑒別。
D
(三)氨的實(shí)驗(yàn)室制法
7.已知氨氣為堿性氣體,常溫常壓下其密度比空氣小,且極易溶于水。實(shí)驗(yàn)室利用2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固) CaCl2+2NH3↑+2H2O制取NH3。下列裝置及目的均正確的是(　　)
D
選項(xiàng) A B C D
裝置
目的 制取NH3 收集NH3 干燥NH3 吸收尾氣中的NH3
解析　加熱氯化銨和氫氧化鈣固體,試管口應(yīng)略向下傾斜,A錯(cuò)誤;氨氣密度比空氣小,應(yīng)短導(dǎo)管通入,長導(dǎo)管逸出,B錯(cuò)誤;氨氣是堿性氣體,不能用濃硫酸干燥,C錯(cuò)誤;氨氣極易溶于水,可用水吸收氨氣,但要注意防倒吸,D正確。
8.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖裝置制備NH3并探究其性質(zhì)。下列說法正確的是 (　　)
A.①中固體可換為只有NH4Cl
B.反應(yīng)一段時(shí)間后,③中黑色固體變?yōu)榧t色
C.②中藥品為無水CaCl2
D.反應(yīng)一段時(shí)間后,④中錐形瓶收集到液氨
B
解析　實(shí)驗(yàn)室制取氨氣,利用氯化銨和堿石灰在加熱的條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水,從試管中逸出的氨氣進(jìn)入U(xiǎn)形管,U形管中盛裝堿石灰干燥氨氣,NH3具有還原性,可將黑色氧化銅還原成紅色的銅單質(zhì),④中錐形瓶收集到③中逸出的氨氣和水反應(yīng)得到的氨水,由此分析。A項(xiàng),NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl氣體,遇冷重新反應(yīng)生成NH4Cl,無法制取NH3;B項(xiàng),NH3具有還原性,可將黑色氧化銅還原成紅色的銅單質(zhì),則反應(yīng)一段時(shí)間后,③中黑色固體變?yōu)榧t色;C項(xiàng),無水CaCl2會(huì)與氨氣形成氨合物CaCl2·nNH3,因此不能用來干燥氨氣;D項(xiàng),液氨的沸點(diǎn)為-33.5 ℃,無法在冰中液化,氨氣與氧化銅反應(yīng)后生成水,過量的氨氣可溶于水,故收集到的是氨水。
9.NH3及銨鹽都是重要的化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。
(1)氨氣的制備
①制備氨氣的發(fā)生裝置可以選擇圖中的　　　　。
反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________
__________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇圖中的裝置,其連接順序?yàn)椤　　　　　　?按氣流方向,用小寫字母表示)。
A或B
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
或NH3·H2O(濃) NH3↑+H2O(合理即可)
adcfei或bdcfei
解析　熟石灰和氯化銨加熱反應(yīng)生成氯化鈣和氨氣,氨氣使用堿石灰干燥后,使用向下排空氣法收集,尾氣吸收處理。(1)①制備氨氣一般使用熟石灰和氯化銨加熱反應(yīng)生成氯化鈣和氨氣、水,發(fā)生裝置可以選擇圖中的A,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O或選B加熱濃氨水,方程式為NH3·H2O(濃)
NH3↑+H2O。②氨氣密度大于空氣,極易溶于水,可以選擇堿石灰干燥劑(大口進(jìn)小口出)并使用向上排空氣法(D裝置中氨氣短進(jìn)長出)收集一瓶干燥的氨氣,尾氣有毒需要使用F進(jìn)行尾氣處理(倒置的漏斗可以防止倒吸),故圖中的裝置順序?yàn)锳CDF或BCDF,其連接順序?yàn)閍dcfei或bdcfei;
(2)按如圖裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。
①先打開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是　　　　　　　　,原因是__________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
穩(wěn)定后,關(guān)閉旋塞1。
②再打開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是　　　　　　　。
產(chǎn)生大量的白煙
A中壓強(qiáng)較大,B中壓
強(qiáng)較小,先打開旋塞1,氯化氫氣體進(jìn)入B中和氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體
溶液變紅色
解析 (2)①A中壓強(qiáng)較大,B中壓強(qiáng)較小,先打開旋塞1,氯化氫氣體進(jìn)入B中和氨氣反應(yīng)生成氯化銨固體,故B瓶中的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量的白煙。②反應(yīng)后B中氣體反應(yīng)壓強(qiáng)減小,根據(jù)阿伏加德羅定律可知,氯化氫的量較多,反應(yīng)后氯化氫過量,氯化氫水溶液顯酸性,再打開旋塞2,石蕊試液進(jìn)入B,B瓶中的現(xiàn)象是溶液變紅色;
(3)氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下NH3將NO2轉(zhuǎn)化為無污染的N2,寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式
　　　　　　　　　　　 　　　　。
8NH3+6NO2 7N2+12H2O
解析 (3)在一定溫度和催化劑條件下NH3和NO2轉(zhuǎn)化為無污染的N2,同時(shí)根據(jù)質(zhì)量守恒可知還會(huì)生成水,8NH3+6NO2 7N2+12H2O。
B級(jí)　素養(yǎng)培優(yōu)練
10.如圖所示,利用培養(yǎng)皿探究NH3的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,立即將另一表面皿扣在上面。下表中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是(　　)
A
選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋
A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與HCl反應(yīng)生成NH4Cl固體
B 濃硫酸附近無現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不反應(yīng)
C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液
D 干燥紅色石蕊試紙不變色,濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán) NH3是可溶性堿
解析　濃氨水具有揮發(fā)性,向NaOH固體上滴加濃氨水,由于NaOH與H2O作用放熱從而使NH3揮發(fā)。NH3能與HCl發(fā)生化合反應(yīng)生成NH4Cl白色固體,NH3也能與H2SO4發(fā)生反應(yīng),生成(NH4)2SO4,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3與氯化物溶液反應(yīng)生成沉淀,該氯化物可以是AlCl3或MgCl2等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O是可溶性堿,NH3是氫化物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
11.實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持裝置已略去)制備NH3,并研究其性質(zhì)。其中,a、b為濕潤的紅色石蕊試紙,下列關(guān)于NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是 (　　)
A.裝置乙中, a先變藍(lán), b后變藍(lán)
B.裝置丙中,產(chǎn)生大量白煙
C.裝置丁中,試劑不能為水
D.裝置丁具有防止倒吸的作用
C
解析　A項(xiàng),由于NH3的密度比空氣的小,故裝置乙中,a先變藍(lán),b后變藍(lán);B項(xiàng),濃鹽酸具有揮發(fā)性,NH3+HCl===NH4Cl,產(chǎn)生NH4Cl小顆粒,即裝置丙中,產(chǎn)生大量白煙;C項(xiàng),NH3極易溶于水,可以用水來吸收多余的NH3;D項(xiàng),NH3極易溶于水,裝置丁中的干燥管能夠起到防止倒吸的作用。
12.氫化銨(NH4H)與氯化銨結(jié)構(gòu)相似,又已知NH4H與水反應(yīng)有氫氣產(chǎn)生。下列敘述中不正確的是 (　　)
A.NH4H是由N和H-構(gòu)成的
B.NH4H固體投入少量水中,加熱有兩種氣體產(chǎn)生
C.NH4H中的H-半徑比鋰離子半徑大
D.NH4H溶于水后,形成的溶液顯酸性
D
解析　A項(xiàng),NH4H是離子化合物,由N和H-構(gòu)成;B項(xiàng),NH4H固體投入少量水中加熱生成NH3和H2;C項(xiàng),H-與鋰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,所以H-半徑比鋰離子半徑大;D項(xiàng),NH4H溶于水后與水發(fā)生反應(yīng)生成NH3·H2O使溶液顯堿性。
13.某化學(xué)自主實(shí)驗(yàn)小組通過實(shí)驗(yàn)探究NH3、NO2(濃硝酸與銅片反應(yīng)制取NO2)的性質(zhì)。
探究Ⅰ:利用如圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾,夾持固定裝置略去)。
(1)A裝置中制取NH3的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
(2)甲、乙分別是　　　　(填字母序號(hào))。
a.濃硫酸、堿石灰 b.堿石灰、堿石灰
c.堿石灰、無水氯化鈣 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能夠被NH3還原,預(yù)期C裝置中能觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　。
(4)此實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)明顯的缺陷是　　　　　　　　　　　。
CaO+NH3·H2O===NH3↑+Ca(OH)2
c
混合氣體顏色變淺
缺少尾氣處理裝置
解析　(1)將濃氨水滴入生石灰中,發(fā)生反應(yīng):CaO+NH3·H2O===NH3↑+Ca(OH)2,放出氨氣。(2)干燥氨只能用堿石灰,干燥二氧化氮可用五氧化二磷固體或無水氯化鈣。(3)如果能反應(yīng),消耗NO2使裝置中混合氣體顏色變淺。(4)由于NH3、NO2均能污染空氣,所以與它們相關(guān)的實(shí)驗(yàn)均應(yīng)有尾氣處理裝置。
探究Ⅱ:探究NO2、O2混合氣體的噴泉實(shí)驗(yàn)。
(5)請(qǐng)?jiān)贕裝置中的虛線上描出導(dǎo)管實(shí)線圖。
答案 (進(jìn)氣管短,出氣管長)
解析　(5)O2、NO2密度比空氣大,故應(yīng)進(jìn)氣管短,出氣管長。
(6)G裝置中濃硫酸有三種作用:混合NO2、O2;干燥NO2、O2;
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(7)將G裝置上面的圓底燒瓶收集滿氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),若混合氣體全部被吸收,則所得溶液物質(zhì)的量濃度為　　　　　　 mol·L-1(保留兩位有效數(shù)字)。
觀察氣泡的生成速率,控制混合氣體的比例
0.036
解析　(6)觀察氣泡的生成速率,控制混合氣體的比例。(7)燒瓶中充滿溶液,反應(yīng)4NO2+O2+2H2O===4HNO3恰好發(fā)生,HNO3的物質(zhì)的量是恰好完全反應(yīng)的NO2和O2(體積比為4∶1)總物質(zhì)的量的,溶液體積等于恰好完全反應(yīng)的NO2和O2的總體積,設(shè)燒瓶中恰好完全反應(yīng)的NO2和O2的總體積為V,則溶液濃度為 mol·L-1,即c(HNO3)≈0.036 mol·L-1。

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