内容正文:
第二单元 重要的含氮化工原料
第1课时 氨气
学习目标
核心素养
1.了解氨气的性质及应用。
2.了解氨气的实验室制法。
1.宏观辨识与微观探析
能从物质的类别、氮元素的价态视角认识NH3的结构、性质和变化。
2.科学探究与创新意识
通过对NH3的制备实验探究,掌握实验室制取气体的仪器选择及作用分析。
知识点一 氨气的性质与用途
1.氨气的物理性质
色、态
气味
密度
水溶性
其他
__无__色
__刺激性__
气味
比空气
__小__
__极易__溶于水,常温下,1体积水大约可溶解__700__体积氨气
易液化
2.氨气的化学性质
(1)与水反应
氨气溶于水时,会与水结合成一水合氨(NH3·H2O),一水合氨中有一小部分电离形成NH和OH-,其反应过程表示为: NH3+H2ONH3·H2ONH+OH- 。
氨气的水溶液(俗称__氨水__)呈__弱碱__性,能使酚酞试液变__红__,或使红色的石蕊试纸变__蓝__。
氨水不稳定,受热能分解,反应方程式为 NH3·H2ONH3↑+H2O 。
(2)与酸反应
氨气与氯化氢气体相遇时产生__白烟__,反应方程式为 HCl+NH3===NH4Cl ,该反应可用于NH3和HCl的相互检验。
(3)还原性
在加热和有催化剂的条件下,NH3能被O2氧化成NO和H2O,反应方程式为 4NH3+5O24NO+6H2O ,该反应可用于工业上制取__硝酸__。
3.氨气的用途
(1)氨气是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。
(2)氨气易液化,可用作__制冷剂__。
[思考探究]
1.为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时会产生白烟?蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟?
提示 浓氨水和浓盐酸均有挥发性,挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇化合生成NH4Cl固体小颗粒,即为白烟。浓硫酸没有挥发性,故不能形成白烟。
2.氨气中氮元素的化合价为-3价,因此氨气具有还原性,在一定条件下能被Cl2、CuO、氮的氧化物(如NO2)氧化为N2,你能写出这些反应的方程式吗?
提示 ①被Cl2氧化:2NH3+3Cl2N2+6HCl(或8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl)
②被CuO氧化:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
③被NO2氧化:8NH3+6NO27N2+12H2O
3.氨气与水形成喷泉的实验探究。
根据喷泉实验的装置及现象探讨如下问题:
实验装置
操作及现象
实验结论
注意问题
①打开止水夹,并挤压滴管的胶头
②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,瓶内液体呈红色
①氨气极易溶于水
②氨水呈碱性
实验成功的关键
①烧瓶要干燥
②装置气密性好
③气体纯度较高
(1)①该喷泉实验中,引发喷泉的实验操作是什么?
②若将实验装置中的双孔橡皮塞改为单孔橡皮塞并去掉装置中的胶头滴管,如何再引发喷泉?
提示 ①打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头。
②打开止水夹,用热毛巾捂热圆底烧瓶。
(2)根据以上实验,探究形成喷泉的原因是什么?
提示 因NH3迅速溶解在从胶头滴管挤压出的少量水中,使烧瓶内的压强迅速减小,与外界大气形成较大的压强差,在压强差的作用下形成喷泉。
(3)根据该实验的原理,探讨形成喷泉的条件。
提示 ①减少圆底烧瓶内的压强,例如,烧瓶内的气体被吸收掉引起烧瓶内压强瞬间降低而形成压强差。②圆底烧瓶内的压强不变,增大烧瓶外的压强也可以形成压强差,水在内外压强差的作用下压入烧瓶,形成喷泉。
[归纳提升]
形成喷泉的实验原理
图Ⅰ
容器内外存在较大的压强差,在压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,即形成喷泉。
(1)减小内压法:如图Ⅰ所示。
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例如:
气体
HCl
NH3
CO2、SO2
NO2+O2
吸收剂
水或NaOH溶液
水或盐酸
NaOH溶液
水
(2)增大外压法:如图Ⅱ所示。
图 Ⅱ
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1.下图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置,下列叙述不正确的是( )
A.该实验说明氨气极易溶于水
B.进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色,说明氨水呈碱性
C.氨水很稳定,将烧瓶内的红色溶液加热,颜色不会发生变化
D.形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后,烧瓶内的气压小于大气压
解析 由于氨气极易溶于水,当少量水进入盛有氨气的烧瓶会使烧瓶内压强迅速减小且小于大气压,使滴有酚酞的水喷入烧瓶形成喷泉,A项、D项正确;由于氨水有弱碱性,从而使酚酞由无色变为红色,B项正确;氨水不稳定,受热易分解放出氨气,从而使碱性减弱,故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或褪去,C项错误。
答案 C
2.制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。
(1)用图中A所示装置进行喷泉实验,上部烧瓶已