資源簡介

(共66張PPT)
氨和銨鹽
第2課時
第二節(jié)　氮及其化合物
學習目標
1.通過從物質類別、氮元素價態(tài)的角度認識氨、銨鹽的性質與轉化,能正確描述并設計實驗驗證氨的物理、化學性質。
2.通過了解氨、銨鹽等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用,能列舉銨鹽的性質,能設計實驗進行氨的制備及 的檢驗。
任務分項突破
顏色 氣味 密度 溶解性 沸點
無色 氣味 小于 空氣 溶于水(常溫常壓下,體積比為 ) 較低,易液化(液氨汽化時吸熱,常用作制冷劑)
『自主梳理』
學習任務1　認識氨的性質
1.氨的物理性質
刺激性
極易
1∶700
實驗裝置 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論
打開止水夾,擠壓膠頭滴管 燒杯中的溶液由玻璃管進入燒瓶,形成噴泉,瓶內液體呈 氨極易溶于水,水溶液呈 性
2.氨的化學性質
(1)噴泉實驗。
①實驗探究[實驗5-6]。
紅色
堿
②原理解釋。
a.燒瓶內氣體易溶于水或易與水反應,使瓶內壓強減小,形成壓強差。
NH3·H2O
(2)氨與酸的反應。
實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論
用兩根玻璃棒分別在濃氨水和濃鹽酸里蘸一下,然后使兩根玻璃棒漸漸靠近 揮發(fā)的氨與氯化氫會迅速反應生成氯化銨晶體。即
有大量白煙產(chǎn)生
NH3+HCl NH4Cl
(3)氨的還原性。
①從氮元素的化合價分析氨的性質:氨中氮元素的化合價為 價,為氮的最低負價,因此氨具有 性。
②氨的催化氧化:化學方程式為 。
3.氨的用途
(1)液氨汽化時吸收大量的熱,故用作 。
(2)制氮肥、硝酸、銨鹽、純堿等。
-3
還原
4NH3+5O2 4NO+6H2O
制冷劑
『互動探究』
探究　氨的噴泉實驗及其原理
在實驗室中可以利用噴泉實驗,驗證氨等氣體的溶解性。如圖所示。
問題1:圖甲燒瓶中所得的溶液中的粒子成分有哪些
提示:圖甲所得溶液為氨水,其中含有H2O、NH3·H2O、NH3、
OH-和少量H+。
問題2:圖甲中氨溶于水形成噴泉實驗的關鍵因素是什么
提示:①裝置氣密性良好,②圓底燒瓶要干燥,③裝置內NH3的純度要高。
問題3:如果只提供圖乙的裝置,請說明引發(fā)噴泉的方法。
提示:打開彈簧夾,用熱毛巾焐熱圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出,移去熱毛巾。
問題4:增大下方壓強,也能形成噴泉。利用圖丙裝置,在錐形瓶中加合適的物質,反應后可能產(chǎn)生噴泉。利用所學化學知識,試舉
一例。
提示:在圖丙裝置的錐形瓶中加入NH4HCO3與稀鹽酸。
噴泉實驗的原理
1.形成噴泉的原理
容器內外產(chǎn)生較大的壓強差,在這種壓強差的作用下,液體迅速
流動,通過帶有尖嘴的導管噴出來,形成噴泉。
歸
納
拓
展
2.產(chǎn)生壓強差的方法
(1)減小內壓法。
容器內氣體極易溶于水或易與溶液中的溶質發(fā)生化學反應,使容器內的氣體壓強迅速減小,在外界大氣壓的作用下,外部液體快速進入容器,通過尖嘴導管噴出,形成噴泉。能形成噴泉的常見氣體與液體吸收劑的組合:
氣體 HCl、NO2+O2 NH3 CO2、Cl2、
H2S、SO2
吸收劑 水或堿溶液 水或酸溶液 堿溶液
(2)增大內壓法。
容器內的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或發(fā)生化學反應導致容器內產(chǎn)生大量氣體,使氣體壓強迅速增大,促使容器內液體迅速向外流動,形成噴泉。如噴霧器、人造噴泉以及火山噴發(fā)等均是應用此原理。
『題組例練』
題點一　氨、氨水的性質
1.NH3易液化,能與多種物質發(fā)生反應。將金屬鈉投入液氨中有H2產(chǎn)生,NH3可與酸反應制得銨鹽,可通過催化氧化生產(chǎn)HNO3。下列說法正確的是(　　)
A.液氨具有堿性,因此可用作制冷劑
B.NH3轉化為其他含氮的化合物,可看作氮的固定
C.氨可以用濕潤的藍色石蕊試紙來檢驗
D.金屬鈉與液氨反應體現(xiàn)了NH3的氧化性
D
解析:液氨用作制冷劑,是因為NH3易液化,液氨汽化時吸收大量的熱,A錯誤;氮的固定是氮元素由游離態(tài)變?yōu)榛蠎B(tài),NH3轉化為其他含氮的化合物,不屬于氮的固定,B錯誤;氨是堿性氣體,可用濕潤的紅色石蕊試紙來檢驗,C錯誤;金屬鈉與液氨反應放出H2,氫元素化合價降低,體現(xiàn)了NH3的氧化性,D正確。
2.下列關于氨水的敘述正確的是(　　)
A.氨水顯堿性,是因為氨是一種弱堿
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物質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、NH3·H2O、 物質的量之和為1 mol
D
氨和氨水的性質應用的注意事項
(1)NH3是中學化學中唯一的堿性氣體,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。
(2)氨水呈堿性,計算氨水的濃度時,溶質按NH3進行計算。
(3)NH3·H2O為可溶性一元弱堿,不穩(wěn)定,易分解,化學方程式為NH3·H2O NH3↑+H2O。
(4)NH3具有還原性,能與氯氣、氧化銅、氮氧化物等具有氧化性的物質反應。
思維建模
題點二　噴泉實驗原理及其應用
3.如圖是噴泉實驗裝置圖。下列說法錯誤的是(　　)
A.燒瓶中的溶液呈紅色
B.該實驗說明氨極易溶于水
C.該實驗說明氨的密度小于空氣的
D.形成噴泉的原因是燒瓶內壓強小于外界大氣壓
C
解析:氨溶于水得到氨水,氨水中含有OH-,使溶液顯堿性,酚酞遇堿溶液變紅,A正確;氨極易溶于水,導致燒瓶中氣體壓強減小,燒杯中的酚酞溶液沿導管進入燒瓶中而形成噴泉,B、D正確;噴泉的形成與物質的密度無關,因此該實驗不能說明氨的密度小于空氣的,C錯誤。
4.噴泉實驗裝置如圖所示。應用下列各組氣體與溶液,能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象的是(　　)
B
選項 氣體 溶液 實驗裝置
A NO 稀鹽酸
B HCl 稀氨水 C CO H2O D CO2 飽和NaHCO3溶液 解析:能產(chǎn)生噴泉,燒瓶內外需存在明顯的壓強差;產(chǎn)生壓強差可通過氣體溶于水的方法,也可通過發(fā)生反應消耗氣體的方法。NO與稀鹽酸不發(fā)生反應,燒瓶內外不會產(chǎn)生壓強差,不能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象,A不符合題意;HCl和稀氨水發(fā)生反應,使燒瓶內外產(chǎn)生較大壓強差,能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象,B符合題意;CO不溶于水,燒瓶內外不會產(chǎn)生壓強差,不能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象,C不符合題意;CO2不溶于飽和碳酸氫鈉溶液,燒瓶內外不會產(chǎn)生壓強差,不能出現(xiàn)噴泉現(xiàn)象,D不符合題意。
噴泉實驗裝置拓展
題后悟道
學習任務2　探究銨鹽的性質
『自主梳理』
1.銨鹽的物理性質
絕大多數(shù)銨鹽是 溶于水的 晶體。
易
白色
2.銨鹽的化學性質
NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O +2NH3↑
實驗 操作 銨鹽溶液 NH4Cl溶液 NH4NO3溶液 (NH4)2SO4溶液
實驗現(xiàn)象 試管中均有 放出,濕潤的紅色石蕊試紙變 　 實驗 結論 應用 檢驗 的存在和制取氨 無色氣體
(1)實驗探究[實驗5-7]。
藍色
(2)操作流程。
濕潤的紅色石
蕊試紙
白煙
『互動探究』
探究　銨鹽的性質
問題1:肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質基礎之一。如動物糞便中含有大量有機質和碳酸銨等,草木灰是常見的鉀肥,其水溶液呈堿性。農(nóng)業(yè)有句諺語為“灰混糞,糞混灰,灰糞相混損肥分。”試用離子方程式解釋。
問題2:銨態(tài)氮肥是最常見的肥料,根據(jù)銨鹽的性質,分析應當怎樣合理地儲存和施用銨態(tài)氮肥。
提示:儲存銨態(tài)氮肥時,為了防止其受熱分解,應密封包裝并放在陰涼通風處;施肥時應將銨態(tài)氮肥埋在土下,且不能與堿性物質(如草木灰等)混用。
歸
納
拓
展
銨鹽的性質
(1)銨鹽性質可歸納為“熱解(受熱易分解)”和“堿解(加堿生成氨)”。
(2)大多數(shù)銨鹽受熱分解產(chǎn)生NH3,但并不是所有銨鹽受熱分解都能產(chǎn)生NH3,如NH4NO3 N2O↑+2H2O。
(3)固態(tài)銨鹽可用堿石灰法檢驗:把堿石灰與某物質的固體混合物在研缽里研磨,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(或將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近研缽口,有白煙產(chǎn)生),則可以判斷該物質是銨鹽。
『題組例練』
1.下列說法正確的是(　　)
A.絕大多數(shù)銨鹽受熱可以分解,產(chǎn)物一定有NH3
B.絕大多數(shù)銨鹽都易溶于水,銨鹽中的氮元素均呈-3價
C.NH4Cl溶液與NaOH濃溶液共熱時反應的離子方程式為
NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固體混合物可用升華法分離
C
2.下列施用銨態(tài)氮肥的方法錯誤的是(　　)
A.在農(nóng)作物的生長過程中使用化肥碳酸氫銨后要立即蓋上泥土
B.銨態(tài)氮肥不能與草木灰混合使用
C.銨態(tài)氮肥應貯藏在避光、干燥和陰涼處
D.為了讓氮肥迅速地被農(nóng)作物吸收,宜在高溫天氣進行施肥
D
解析:碳酸氫銨不穩(wěn)定,受熱易分解,產(chǎn)生的氨逸出,導致肥效降低,因此在農(nóng)作物的生長過程中使用化肥碳酸氫銨后要立即蓋上泥土,
A正確;草木灰主要成分是碳酸鉀,銨態(tài)氮肥與草木灰混合使用時會發(fā)生反應產(chǎn)生氨,導致肥效降低,因此不能混合使用,B正確;銨態(tài)氮肥易溶于水,且受熱、光照易發(fā)生分解反應產(chǎn)生氨,故應貯藏在避光、干燥和陰涼處,C正確;高溫天氣進行施肥,銨態(tài)氮肥分解產(chǎn)生氨,氨有刺激性氣味,會使人發(fā)生危險,而且會降低肥效,因此應該在涼爽天氣施肥,D錯誤。
實驗裝置 反應原理、常見問題
(1)反應原理: 。
(2)收集方法: 排空氣法(導管口位置: )。
(3)驗滿方法:①將濕潤的 放在試管口,試紙變藍色;
②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口,有白煙產(chǎn)生。
(4)棉花作用: 。
(5)加熱的試管口應 傾斜,防止 　
『自主梳理』
學習任務3　探究氨的實驗室制法
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
向下
接近試管底部
紅色石蕊試紙
減少NH3與空氣的對流,防止污染空氣
略向下
水蒸氣冷凝回流炸裂試管
『互動探究』
探究　實驗室制取氨的方法及注意事項
實驗室常用銨鹽與堿作用或利用氮化物水解制備氨,少量氨也可用濃氨水直接加熱或加入堿石灰、氫氧化鈉固體等來快速制取。
問題1:制取氨一般用Ca(OH)2而不用KOH、NaOH,為什么 收集NH3的導管口為什么要塞入棉花團
提示:KOH、NaOH易潮解且堿性強,加熱易腐蝕玻璃。防止NH3和空氣形成對流,便于收集NH3。
問題2:若要制備干燥的氨應如何操作 選擇何種干燥劑
提示:試管、導管必須干燥;選擇堿石灰作干燥劑,不能用五氧化二磷、濃硫酸和無水氯化鈣干燥。
問題3:能直接加熱NH4Cl制取NH3嗎 用濃氨水快速制取氨的原理是什么
提示:不能。NH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl遇冷會再次化合為NH4Cl,不能用于制取NH3。固體NaOH溶于水放出大量的熱,會促使一水合氨分解,而生石灰可與水反應生成Ca(OH)2,同時反應放熱,也會促使一水合氨分解,故可在常溫下向固體NaOH或CaO中滴加濃氨水來快速制備NH3。
實驗室制取氨的方法拓展
歸
納
拓
展
方法 化學方程式(或原理) 氣體發(fā)生裝置
加熱 濃氨水 NH3·H2O NH3↑+H2O 注意:①NH3·H2O不穩(wěn)定,受熱易分解;②加熱溫度不宜過高
濃氨水+固體 NaOH NaOH溶于水放熱,促使一水合氨 分解;OH-濃度的增大有利于NH3的逸出
濃氨水+固體 CaO NH3·H2O+CaO NH3↑+Ca(OH)2 CaO的作用:①吸水;②吸水后放熱促進NH3的逸出;③增加溶液中OH-的濃度,減少NH3的溶解 『題組例練』
題點一　考查氨的常用制法
1.甲、乙、丙三名同學分別用如圖實驗裝置及化學藥品(堿石灰為氫氧化鈉和氧化鈣的混合物)制取氨。請你參與探究,并回答下列問題。
(1)制取氨的化學方程式為 　 　　 　　　　　　。
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
解析:(1)實驗室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下制備氨,反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)三名同學都用向下排空氣法收集氨,其原因是
　 。
氨的密度比空氣的小,
氨極易溶于水
解析:(2)氨極易溶于水,不能用排水法收集,氨密度比空氣小,應用向下排空氣法收集。
(3)三名同學用上述裝置制取氨時,其中有一名同學沒有收集到氨
(實驗操作都正確),你認為沒有收集到氨的同學是　　　(填“甲”
“乙”或“丙”)。
乙
解析:(3)氨為堿性氣體,通過盛有濃硫酸的洗氣瓶時,與濃硫酸反應而被吸收,故為乙。
(4)檢驗氨是否收集滿的方法是(簡述操作方法、現(xiàn)象和結論)

　。
將濕
解析:(4)氨為堿性氣體,與水反應生成NH3·H2O,電離出OH-,溶液呈堿性,檢驗時可將濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,如果試紙變藍,則氨已收集滿,或將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,如果產(chǎn)生白煙,則氨已收集滿。
潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,如果試紙變藍,則氨已收集滿(或將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,如果產(chǎn)生白煙,則氨已收集滿)　
(5)三名同學都認為,采用上述各自的裝置,還可用加熱碳酸氫銨
固體的方法來制取純凈的氨,你認為哪名同學能夠達到實驗目的
　　(填“甲”“乙”或“丙”)。他們還認為,裝置中的NH4HCO3固體可用NH4Cl固體代替,你認為　　 　　(填“可行”或“不可行”)。
丙
解析:(5)碳酸氫銨加熱分解生成氨、二氧化碳和水,其中可用堿石灰吸收二氧化碳和水,只有丙能做到;氯化銨受熱分解生成氨和氯化氫,在溫度較低時又重新生成氯化銨,不能用加熱氯化銨固體的方法制備氨。
不可行
題點二　氨制取與性質的綜合考查
2.已知氨可與灼熱的氧化銅反應得到氮氣和金屬銅,用如圖中的裝置(省略夾持裝置)可以實現(xiàn)該反應,實驗時E中粉末逐漸變?yōu)榧t色,F中出現(xiàn)無色液體。下列有關說法正確的是(　　)
A.試管M中加入的試劑為NH4Cl固體
B.反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為2∶3
C.G中收集到的氣體不僅可以用排水法收集,也可以用排空氣法收集
D.裝置F中液體可以使干燥的紅色石蕊試紙變藍
D
解析:試管M中可用Ca(OH)2和NH4Cl混合加熱制備NH3,但不能用NH4Cl加熱法制備NH3,其分解產(chǎn)生的NH3和HCl在導管口遇冷又會生成NH4Cl而堵塞導管,A錯誤;E中發(fā)生反應2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,其中氧化劑CuO與還原劑NH3的物質的量之比為3∶2,B錯誤;G中收集到的氣體為N2,N2不溶于水,可用排水法收集,但其密度略小于空氣,不能用排空氣法收集,C錯誤;E中反應產(chǎn)生的水蒸氣在F中冷卻為液態(tài),未完全反應的NH3溶解在其中,使溶液呈堿性,故裝置F中液體能使干燥的紅色石蕊試紙變藍,D正確。
3.氨對人類生產(chǎn)、生活有重要影響。回答下列問題。
(1)合成氨是工業(yè)上人工固氮的重要方法,寫出該反應的化學方程
式:　　　　 　　　　　。
N2+3H2 2NH3
解析:(1)工業(yè)上利用N2和H2在催化劑、高溫、高壓下生成NH3,
即N2+3H2 2NH3。
(2)氨的制備。
①氨的發(fā)生裝置可以選擇圖甲中的　　　　(填字母),反應的化學方程式為
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
A
解析:(2)①圖甲中A裝置可作為制備NH3的發(fā)生裝置,所用藥品為Ca(OH)2和NH4Cl,其化學方程式為Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+
2NH3↑+2H2O。也可選用B裝置,反應原理為NH3·H2O NH3↑+H2O。
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
(或B　NH3·H2O NH3↑+H2O)
②欲收集一瓶干燥的氨,選擇圖甲中的裝置,其連接順序為:發(fā)生裝置→
　　　　(按氣流方向,用小寫字母表示)。
dcfei
解析:②欲收集一瓶干燥的NH3,生成的NH3經(jīng)過C中堿石灰干燥,使用D裝置向下排空氣法收集,NH3極易溶于水,處理尾氣時要使用F裝置防倒吸;故按氣流方向的連接順序為發(fā)生裝置→dcfei。
(3)氨的催化氧化:已知NH3在Pt催化和加熱條件下與氧氣反應,如圖乙是探究氨的催化氧化簡易裝置,觀察到錐形瓶中鉑絲保持紅熱,有紅棕色氣體或白煙產(chǎn)生。紅棕色氣體成分是　　　(填化學式,下同),白煙的成分是　　　　　。
NH4NO3
解析:(3)NH3在Pt催化和加熱條件下與O2反應生成NO,NO和空氣中O2反應生成紅棕色的NO2氣體,NO2和水反應生成硝酸,硝酸和NH3反應生成硝酸銨固體小顆粒,故白煙的成分是NH4NO3。
NO2
思維建模
常見氣體的制備、凈化和收集
氣體制備實驗的一般思路:
1.氣體的發(fā)生裝置
(1)加熱固體藥品制取氣體(圖①),如制取氨。
(2)固體與液體反應不加熱制取氣體(圖②),如制取二氧化碳。
(3)固體與液體或液體與液體反應加熱制取氣體(圖③),如制取氯氣。
2.氣體的凈化干燥裝置
如果想用液體試劑來除雜就選用圖A裝置,如果想用固體試劑來除雜就選用圖B、C裝置。
注意:①除雜試劑選擇的依據(jù):主體氣體和雜質氣體性質上差異,如溶解性、酸堿性和氧化性、還原性等。②除雜的原則:不損失主體氣體,不引入新的雜質氣體,在密閉裝置內進行,先除易除的雜質
氣體。
3.氣體的收集裝置
氣體的收集裝置的選擇要根據(jù)氣體的水溶性、是否與氧氣反應及氣體的密度。一般有排空氣法、排液(水)法,也可將氣體直接裝入貯氣袋中。
(1)排空氣法。
(2)排液(水)法。
4.尾氣處理裝置
對于有毒或對空氣有污染的氣體,要進行尾氣處理。可以選擇用吸收劑吸收、燃燒或裝袋集中處理的方法。
如Cl2的尾氣處理可采用a裝置,NH3的尾氣處理可采用b裝置,CO、H2的尾氣處理均可采用c或d裝置。
知識整合
學科素養(yǎng)測評
某學生利用如圖裝置探究氯氣與氨之間的反應。其中A、F分別為氨和氯氣的發(fā)生裝置,C為純凈、干燥的氯氣與氨反應的裝置。
請回答下列問題。
(1)裝置A產(chǎn)生氨,則燒瓶內固體可選用　　　　(填字母)。
a.燒堿　　　b.二氧化錳　　　c.生石灰　　　d.氯化銨
ac
解析:A處制得氨,通過干燥裝置得到純凈的氨至C,右側F中制得氯氣,在E中除去氯氣中混有的氯化氫氣體,在D中進行干燥,純凈、干燥的氯氣在C中與氨混合反應。(1)裝置A產(chǎn)生氨,則燒瓶內選用堿性物質,如燒堿和生石灰,故選ac。
(2)裝置B的作用是　　　;裝置E的作用是　　 　　　　　　。
干燥氨
解析:(2)裝置B是干燥裝置,作用是干燥氨;裝置E中的溶液是飽和食鹽水,作用是除去氯氣中的氯化氫。
除去氯氣中的氯化氫
(3)G處可能逸出黃綠色的氣體,可將該氣體通入盛有　　　溶液的燒杯中來處理,離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。
NaOH
Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O
解析:(3)G處可能逸出黃綠色的氣體,為氯氣,要吸收該氣體,可將其通入盛有NaOH溶液的燒杯中來處理,發(fā)生反應的離子方程式為Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O。
(4)氯氣和氨在常溫下混合就能發(fā)生反應,該反應的化學方程式為
　 。
3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl
解析:(4)氯氣和氨在常溫下混合發(fā)生反應生成氯化銨和氮氣,該反應的化學方程式為3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl。
命題解密與解題指導
情境解讀:本題以氨與氯氣的反應為背景,通過氨的實驗室制法及氯氣的實驗室制法,探討氣體的制法,同時探討氨的性質。
素養(yǎng)立意:通過氨和氯氣的制備與性質的探究,設計探究實驗方案,提出有探究價值的問題,培養(yǎng)科學探究與創(chuàng)新意識等素養(yǎng)。
解題路徑:氣體的制備流程
制取裝置→除雜裝置→性質檢驗裝置→尾氣處理裝置。
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