内容正文:
专题7
氮与社会可持续发展
第二单元 重要的含氮化工原料
课题1 氨气
学 习 目 标
内容索引
1. 能运用化学变化的规律认识氨气的主要性质,如氨气的溶解性、氨水的碱性、氨气能与酸反应以及氨气的还原性。
2. 认识氨气在生产中的应用。
活 动 方 案
内容索引
1. 阅读教材,了解氨气的物理性质,实验室制取氨气时应怎样收集?
【答案】 因为氨气密度比空气小,易溶于水,所以实验室制取氨气时只能采用向下排空气法收集。
2. 氨气为什么极易液化?工业上为什么常用液氨作制冷剂?
【答案】 由于氨分子间容易形成氢键,所以氨气容易液化,液化时会放出大量的热;液氨汽化时要吸收大量的热,使周围的环境温度急剧下降,所以液氨在工业上常用作制冷剂。
活动一:了解氨气的物理性质及物理性质的应用
1. 观察下列实验,填写实验报告。
活动二:探究氨气的性质
【实验1】 在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上
带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶
塞。按右图组装实验装置。打开橡皮管上的止水
夹,挤压胶头滴管,观察现象。
【实验2】 在一支洁净的试管中滴加几滴浓氨水,将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)粘在玻璃棒一端靠近试管口,观察试纸颜色的变化情况。
【实验3】 在一只洁净的烧杯中放两个棉花球,分别在两个棉花球上滴几滴浓氨水和浓盐酸,用表面皿盖住烧杯口,观察现象。
实验序号 实验现象 主要结论
实验1
实验2
实验3
烧瓶内形成红色喷泉
湿润的红色石蕊试纸变蓝
表面皿下有白烟生成
氨气极易溶于水,溶于水的氨气与水反应生成NH3·H2O,溶液显碱性
氨气的水溶液显碱性
氨水挥发出的氨气与盐酸挥发出的氯化氢反应生成氯化铵固体,所以产生白烟
2. 阅读教材,了解氨气溶于水后与水的反应,讨论喷泉实验中形成红色喷泉的原因和湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因。
【答案】 氨气极易溶于水,常温常压下,1 体积水大约可溶解700体积氨气。氨气溶于水形成的溶液为氨水。氨水中的氨分子大部分与水结合成一水合氨(NH3·H2O),一水合氨可部分电离出铵根离子和氢氧根离子,所以氨水显弱碱性。
3. 讨论新制氨水中主要存在哪些微粒?
【答案】 分子:NH3、H2O、NH3·H2O;离子:NH、OH-、H+(H+的量极少)。
4. 阅读教材,了解一般为什么不能直接用氨水作肥料?
【答案】 用氨水作氮肥,成本较低,但氨水易挥发,直接施用,肥效低,浓度较大时还会烧伤作物茎叶,必须加大量的水稀释。氨水对眼睛、呼吸道等有强烈的刺激作用,储存、运输和施用的要求较高。
5. 氨与酸能发生反应,如与盐酸、硫酸均可反应生成铵盐:
NH3+HCl===NH4Cl
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
生成的铵盐即为铵态氮肥。阅读教材,了解铵态氮肥的优点。
【答案】 铵盐大多是无色晶体,运输、储存比较方便,并且都能溶于水,易被农作物吸收。因此,固态氮肥已经代替了氨水,成为目前使用最广泛的化肥。
1. 阅读教材,从氨分子中氮元素化合价角度,讨论氨气为什么具有还原性。写出氨催化氧化反应的化学方程式。以及后续怎样生产硝酸?
【答案】 NH3是氮的最低价(-3价)化合物,在一定条件下与氧化剂作用时,NH3中的N可以失去电子,化合价升高,NH3表现出还原性,作还原剂。在通常情况下,氨与氧气不易反应,但在加热和催化剂(如铂丝或Cr2O3)存在下,氨与氧气反应生成一氧化氮和水,并放热。这一反应叫作氨的催化氧化,是工业制备硝酸的重要反应之一。
活动三:了解氨气的还原性
2. (1) 加热条件下,NH3通入黑色氧化铜,黑色氧化铜变红色,NH3被还原为N2,写出该反应的化学方程式。
(2) Cl2是一种有毒气体,工业上用浓氨水来检验氯气管道是否漏气。若氯气泄漏,在泄漏处会产生白烟,写出NH3与Cl2生成白烟的化学方程式。
【答案】 8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
课 堂 反 馈
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1. 下列有关氨的叙述正确的是( )
①氨气极易溶于水,可以用来做喷泉实验 ②可用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气 ③可用向上排空气法收集氨气 ④氨易液化,工业上可用氨作制冷剂 ⑤实验室制取的氨气可用碱石灰干燥
A. ①②③ B. ②③④
C. ③④⑤ D. ①④⑤
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【解析】 氨气极易溶于水,使容器内压强减小,可以用来做喷泉实验,①正确;氨气的水溶液呈碱性,可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,②错误;氨气的密度比空气的小,可用向下排空气法收集氨气,③错误;氨易液化,液氨汽化时吸热,工业上可用氨作制冷剂,④正确;氨气是碱性气体,实验室制取的氨气可用碱石灰干燥,⑤正确。
【答案】 D
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