5.2.2 氨和铵盐 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要 非金属元素 第二节 氮及其化合物 第2课时 氨和铵盐 1 教学目标 1. 氨的性质和实验室制法。 2. 喷泉实验原理。 3. 铵盐的性质与检验。 新课导入 天使与恶魔的化身 第一个从空气中制造出氨气的科学家，使人类摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，是诺贝尔化学奖得主。 一战中，担任化学兵工厂厂长发明了化学武器(芥子、氯气等)用于战争，造成近百万人伤亡，是战争魔鬼。 一、氨的分子结构 分子式 NH3 结构式 二、氨的物理性质 工业制的氨气保存在液化罐里，泄漏时，白茫茫的一片，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难，寒气逼人。消防队员用水枪对现场进行稀释，吸收空气中的氨气。 二、氨的物理性质 氨气分子之间容易形成氢键，沸点更高，容易液化。 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 无色 刺激性 气味 气体 比空气小 极易溶于水 (1∶700) 较低， 易液化 三、喷泉实验 探究一 氨的溶解性——喷泉实验 氨的溶解性 [实验5-6] 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，分析原因。 三、喷泉实验 探究一 氨的溶解性——喷泉实验 氨的溶解性 实验现象：打开止水夹，挤压滴管的胶头，烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。 实验结论：氨极易溶于水，其水溶液呈碱性。 常温下，1体积水能溶解约700体积的氨气。 氨溶于水时，会与水结合成NH3·H2O，一水合氨会发生部分电： 三、喷泉实验 1、烧瓶内为什么会形成喷泉? 氨极易溶于水，使瓶内压强减小，形成压强差，在大气压作用下，下方烧杯里的水(含酚酞)被压入烧瓶，形成喷泉。 2、实验成败的关键是什么? a. 气体和圆底烧瓶要干燥。 b. 装置气密性良好。 c. 收集的NH3 纯度要高。 3、若将 NH3 换为NO2，能否形成喷泉? 若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶? 能，但水不能充满烧瓶。 三、喷泉实验 原理 容器内外产生较大的压强差 引发 操作 打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，或进行其他可形成压强差引发液体向烧瓶中流动喷射的操作。 成功关键 ①气体和圆底烧瓶要干燥。 ②气体纯度高。 ③装置气密性要好。 还有哪些气体和液体的组合可以形成喷泉呢? 三、喷泉实验 气体 液体 原理 NH3 HCl CO2 SO2 Cl2 NO2 NO2和O2 常见喷泉实验试剂组合 NaOH 溶液 2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O 2NaOH+Cl2====NaClO+NaCl+H2O 2NaOH+2NO2====NaNO3+NaNO2+H2O 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 水或碱 水 4NO2+O2+2H2O === 4HNO3 三、喷泉实验 常见喷泉实验装置 挤压滴管，气体溶解，P内<P外 使烧瓶受热，气体逸出溶解，松手后，P内<P外 锥形瓶发生化学反应，产生气体，P下>P上 三、喷泉实验 喷泉实验的有关计算 (1)实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。 标准状况下若烧瓶体积为V L，则有V(aq)＝V L， 三、喷泉实验 喷泉实验的有关计算 对应训练 [典例1] 如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是( ) A．a为HCl气体，b为H2O B．a为CO2气体，b为浓NaOH溶液 C．a为Cl2气体，b为饱和NaCl溶液 D．a为Cl2气体，b为浓NaOH溶液 C 对应训练 [典例2] 下图是同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　) A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 B 对应训练 [典例3] 如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是( ) A.SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉 B.NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉 C.HCl(石蕊溶液)/红色喷泉 D.H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉 A 四、氨的化学性质 1、与水反应 氨溶于水时，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NH4+和OH—。 一水合氨：一元弱碱 能使酚酞溶液变红 能使红色石蕊试纸变蓝 中学唯一的碱性气体 求氨水的物质的量浓度、质量分数时应将NH3视为溶质。 氨水密度<1g/mL，浓度越大密度越小 四、氨的化学性质 1、与水反应 氨溶于水时，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NH4+和OH—。 不稳定，受热易分解： 四、氨的化学性质   液氨 一水合氨(NH3·H2O) 氨水 物质 类别 粒子 种类 主要 性质 纯净物 氢化物 纯净物 一元弱碱 混合物 氨的水溶液 NH3 三分：NH3·H2O NH3 H2O 三离：NH4＋ OH— H＋ NH3·H2O 挥发时吸热，常做制冷剂 受热易分解： NH3·H2O=NH3↑+H2O △ 呈弱碱性，易挥发， 用棕色试剂瓶，避光保存 氨水成分 四、氨的化学性质 2、与酸反应 探究二 氨和HCl反应——魔棒生烟 实验现象：氨与氯化氢相遇时的现象是产生白烟 反应原理：NH3＋HCl === NH4Cl 四、氨的化学性质 2、与酸反应 NH3＋H+ === NH4+ (与酸反应的本质) NH3 + HCl === NH4Cl (白烟) ①挥发性酸(HCl、HNO3)遇氨气均有白烟生成 NH3 + HNO3 === NH4NO3 (白烟) 2NH3＋H2SO4 === (NH4)2SO4 NH3不能用浓硫酸干燥 ②难挥发性酸(H2SO4、H3PO4)遇氨气无白烟 可用于检验氨气的存在 四、氨的化学性质 2、与酸反应 NH3＋H+ === NH4+ (与酸反应的本质) 四、氨的化学性质 3、还原性 ①加热和有催化剂(如铂)的条件下，能被氧气氧化生成NO和水： ②氨气可被氧化铜氧化为氮气： —工业制硝酸的基础 —实验室制取氮气 氨中氮元素的化合价为-3价，化学反应中氮元素的化合价只能升高，不能降低。 四、氨的化学性质 3、还原性 ③与氯气反应： 氨中氮元素的化合价为-3价，化学反应中氮元素的化合价只能升高，不能降低。 2NH3(不足) + 3Cl2 === N2 + 6HCl 8NH3(过量) + 3Cl2 === N2 + 6NH4Cl(产生白烟) —可用来检验氯气管道是否漏气 ④在纯氧中燃烧： 四、氨的化学性质 3、还原性 ⑤与NOX反应： 氨中氮元素的化合价为-3价，化学反应中氮元素的化合价只能升高，不能降低。 4NH3＋6NO === 5N2＋6H2O 8NH3＋6NO2 === 7N2＋12H2O 硝酸工厂排放出的有毒气体NO，在一定条件下可用NH3处理为可参与大气循环的气体。 对应训练 [典例4] 判断正误 (1)液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时吸收大量的热( ) (2)氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应： NH3 ＋ H2O ⇌ NH4+ ＋ OH－ ( ) (3)氨溶于水，溶液可以导电，因此NH3为电解质( ) (4)将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生( ) (5)氨水与液氨一样都是混合物( ) (6)新制饱和氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是NH4+( ) √ × × × × × 对应训练 [典例5] 下列关于氨和氨水的叙述错误的是(　　) A、氨水中滴入酚酞溶液变红色，是因为氨水是一种弱碱 B、氨水中物质的量浓度最大的粒子是 NH3·H2O (除水外) C、在1 L 1 mol/L的氨水中含氮原子的数目为 NA D、NH3具有一定的还原性，在一定条件下可被 O2氧化 A 对应训练 [典例6] 下列有关NH3两个实验说法中正确的是(　　) A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了NH3易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 C 铵根离子NH4+与酸根离子形成的化合物 五、铵盐的性质 农业上常用的铵态氮肥 (NH4)2SO4 NH4HCO3 NH4NO3 铵盐 五、铵盐的性质 1、不稳定性 ✭ 物理性质：绝大多数铵盐都是白色晶体，易溶于水。 非氧化性的挥发性酸形成的铵盐——产物通常为氨和相应酸： 难挥发性酸形成的铵盐，分解产物为氨和难挥发的酸或酸式盐： 氧化性酸形成的铵盐，分解产物为氮气或氮的氧化物和水： 不能用来制备NH3 五、铵盐的性质 农业上常用的铵态氮肥 (NH4)2SO4 NH4HCO3 NH4NO3 贮存铵态氮肥时，为了防止受热分解，应密封包装并放在阴凉通风处；施肥时应将铵态氮肥埋在土下，且不能与碱性物质(如草木灰)混用。 易错提醒 五、铵盐的性质 2、与碱反应 铵盐溶液与强碱溶液共热，离子方程式：_____________________ 铵盐和强碱的稀溶液混合且不加热，则无氨气逸出，离子方程式：________________________ 若反应物都是固体，则只能用化学方程式表示。 [实验5-7] 五、铵盐的性质 六、铵盐的检验 1、原理 六、铵盐的检验 2、方法 NaOH溶液法 取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，证明固体样品或溶液中含有NH4+。 碱石灰法 将碱石灰与某物质的固体混合物在研钵里研磨，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近研钵口，有白烟产生)，则可以判断该物质是铵盐。 六、氨的实验室制法 氨的实验室制法 Ca(OH) 2 NH4Cl 六、氨的实验室制法 氨的实验室制法 1、原理 2、装置 固固加热型 向下排空气法 (导管要伸到试管底部) 试管口向下倾斜 不能用NH4NO3、(NH4)2SO4、(NH4)2CO3代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3易产生CO2气体使NH3不纯。 不能用KOH、NaOH代替熟石灰。因为KOH、NaOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且易腐蚀试管。 六、氨的实验室制法 氨的实验室制法 六、氨的实验室制法 氨的实验室制法 3、验满方法 将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生 把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 4、尾气处理 可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球。 棉花作用：减少NH3与空气的对流，吸收多余的NH3，防止污染空气。 六、氨的实验室制法 氨的实验室制法 防倒吸装置 六、氨的实验室制法 氨的实验室制法 5、干燥氨气 用碱性干燥剂碱石灰[CaO、NaOH] 不能用无水CaCl2 , 会反应产生CaCl2∙8NH3 ，浓硫酸、P2O5等酸性干燥剂也不行。 六、氨的实验室制法 快速制取氨气的方法 方法一：加热浓氨水制氨气 方法二：浓氨水滴入生石灰 (或NaOH)中制氨气 ①溶于水或吸水后放热，促使氨水分解。 ②增加溶液中的OH—浓度，有利于NH3的放出。 对应训练 [典例1] 下列有关氨的叙述正确的是(　 　) A、氨具有刺激性气味，只能用向上排空气法收集 B、氯化铵受热易分解，故可用加热氯化铵固体的方法制取氨 C、氨是一种重要的化工产品，工业上用氮气和氢气合成氨 D、检验氨可用湿润的蓝色石蕊试纸接近产生气体的导管口，观察试纸颜色变化 C 对应训练 [典例2] 实验室用如图装置制氨并验证氨的某些化学性质，能达到实验目的的是(　　) A、用装置甲制取氨 B、用装置乙除去氨中的水蒸气 C、用装置丙验证氨具有氧化性 D、用装置丁吸收尾气 D 对应训练 [典例3] 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　) A.只有① B.只有③ C.①③ D.②③ C 对应训练 [典例4] 下列离子方程式正确的是( ) A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨气： NH4+ + OH— ⇌ NH3↑+ H2O B.NaOH与NH4Cl溶液混合加热：NH4+ + OH— ⇌ NH3•H2O C.氨水中加盐酸：NH3•H2O + H+ = NH4+ + H2O D.氨水中通入过量CO2： CO2 + NH3•H2O = 2NH4+ + CO32— + H2O C 对应训练 [典例5] 无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、O2、N2中的几种，将100mL甲气体经过如图实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为( ) A.NH3、NO、O2 B.NH3、NO、CO2 C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2 B 对应训练 [典例6] 关于铵盐的叙述： ①绝大多数铵盐易溶于水； ②铵盐中氮元素均为-3价； ③铵盐受热易分解； ④铵盐都只能跟碱反应，不能跟酸反应；⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合施用； ⑥NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离； ⑦检验某白色固体是铵盐的方法是：加氢氧化钠溶液，加热，用湿润蓝色石蕊试纸在试管口检验，观察试纸是否变红。其中正确的是( ) A．①③④⑤⑦ B．③④⑤⑥⑦ C．①③⑤⑥ D．①②④⑥ C 对应训练 [典例7] 利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。 (1)若要在烧瓶Ⅰ中产生“红色喷泉”，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______________________________。 (2)若要烧瓶Ⅱ中产生“蓝色喷泉”，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_____________________________。 打开a、b活塞，再用热毛巾捂热烧瓶Ⅰ 先打开b、c活塞，再挤压胶头滴管 对应训练 [典例7] (3)若关闭b活塞，打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是_________________________。 (4)若要在该装置中产生“红蓝双色喷泉”现象，其操作方法是________________ ________________________________。 挤压胶头滴管，片刻后，再打开b活塞 先打开a、c活塞，再 烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 cB＝＝ mol·L－1。 (2)若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如V体积NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则有V(aq)＝V L，nB＝×， Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$