第5章 第2节 第2课时 氨和铵盐（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2024）

第2课时　氨和铵盐 [学习目标] 1.能从物质类别、氮元素价态的角度，认识氨、铵盐的性质与转化规律。（证据推理与模型认知） 2.设计实验，如氨的性质实验、制备实验，铵盐的性质实验及铵根离子的检验等，实现氨的转化与生成。（科学探究与创新意识） （见学生用书P26） 知识点1　氨的性质 1.氨的物理性质 颜色 气味 密度 溶解性 ①　无色　 ②　有刺激　　 　性气味　 比空气小 ③　极易　溶于水，1体积水能溶解约④　700　体积NH3 2.氨极易溶于水且与水反应 （1）喷泉实验 ①按图所示装置，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⑤　喷泉　，烧瓶内液体呈⑥　红　色。 ②上述实验说明氨⑦　极易　溶于水，其水溶液呈⑧　碱　性。 （2）氨与水的反应 氨溶于水时，会与水结合成一水合氨：⑨　NH3＋H2ONH3·H2O　，一水合氨中有一小部分电离形成N和OH－：⑩　NH3·H2ON＋OH－　。氨的水溶液俗称⑪　氨水　，显⑫　弱碱　性，能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。 3.氨的化学性质 （1）氨与酸反应 氨与酸反应生成铵盐，如氨遇到氯化氢时，会迅速反应生成氯化铵晶体：⑬　NH3＋HClNH4Cl　，现象是⑭　产生白烟　。 （2）氨的还原性 氨中氮元素的化合价为⑮　－3　价，故氨具有⑯　还原性　，在加热和有催化剂（如铂）的条件下，能发生催化氧化反应：⑰　4NH3＋5O2　　　4NO＋6H2O　，该反应是工业制硝酸的基础。 知识点2　铵盐的性质 1.铵盐及其物理性质 （1）铵盐是农业上常用的化肥，如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等。 （2）绝大多数铵盐都⑱　易　溶于水。 2.铵盐的化学性质 （1）不稳定性：铵盐受热易分解 NH4Cl⑲　NH3↑＋HCl↑　 NH4HCO3⑳　NH3↑＋CO2↑＋H2O　 （2）铵盐与碱反应（检验N的存在和制取氨的原理） 2NH4Cl＋Ca（OH）2㉑　CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　 NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时吸收大量的热。 （　√　） （2）氨水能导电，所以氨水是电解质。 （　×　） （3）新制饱和氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是N。 （　×　） （4）将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸，有白烟产生。 （　×　） （5）氨中氮元素的化合价为－3价，在反应中化合价只能升高，因而具有还原性。 （　√　） （1）氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质。 （2）一水合氨是一元弱碱，在水中只有一小部分的NH3·H2O发生电离，故新制氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是NH3·H2O。 （3）浓盐酸和浓氨水都易挥发，二者挥发后互相反应生成NH4Cl固体小颗粒，产生白烟。浓硝酸也为挥发性酸与浓盐酸类似；浓硫酸为难挥发性酸，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时，不会产生白烟。 （4）氨中氮元素的化合价为－3，为氮元素的最低负价，在化学反应中只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。 （见学生用书P27） 探究点1　氨水及喷泉实验 1.氨水与液氨是同一种物质吗？氨水是碱吗？ 答案　不是。氨水是NH3溶于水后形成的水溶液，是混合物；而液氨是液态的NH3，是纯净物。氨水呈弱碱性，是混合物，不是碱，一水合氨（NH3·H2O）是一元弱碱，在水溶液中发生不完全电离。 2.喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。 装置中的气体a可能为①氯气、②氢气、③氨气、④氯化氢、⑤二氧化碳。打开装置中的止水夹，挤压胶头滴管，若液体b为水时，能产生喷泉现象的气体a可能是　③④　（填序号，下同）；若液体b为氢氧化钠浓溶液时，能产生喷泉现象的气体a可能是　①④⑤　。 1.氨水的特殊性 （1）氨极易溶于水，但氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合形成一水合氨（NH3·H2O）。NH3·H2O可以部分电离成N和OH－，所以氨水显弱碱性。氨溶于水的过程中存在着下列可逆过程： NH3＋H2ONH3·H2ON＋OH－。 （2）计算氨水的浓度时以NH3为溶质进行计算。 （3）氨水密度比水小，且随浓度的增大，密度逐渐减小。 （4）NH3·H2O不稳定，受热易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O，因此，氨水应密封保存在阴凉处。 2.液氨、氨水、一水合氨的区别 名称 液氨 氨水 一水合氨 物质 类别 纯净物、氢化物、非电解质 混合物、氨的水溶液、溶质为氨 纯净物、一元弱碱、电解质 （续表） 名称 液氨 氨水 一水合氨 粒子 种类 NH3 NH3·H2O、NH3、H2O、N、OH－、H＋ NH3·H2O 主要 性质 不导电，不具有碱性 能导电，具有碱性 极易分解，具有碱性 存在 条件 常温常压下不存在 常温常压下可存在 常温常压下不能单独存在 【例题1】在1 L1mol·L－1的氨水中（　　） A.含有1mol NH3分子 B.只含NH3和N两种微粒 C.含1mol NH3·H2O D.含NH3、NH3·H2O、H2O三种分子，还含有N、OH－、H＋等离子 答案　D 解析　氨水中存在转化关系：NH3＋H2ONH3·H2O N＋OH－，因此在1L1 mol·L－1的氨水中含NH3、NH3·H2O、N、OH－、H＋、H2O等微粒。其中NH3分子及NH3·H2O的物质的量都小于1 mol。 【变式1】下列关于氨水的叙述正确的是（　　） A.氨气、液氨、氨水的成分相同，均为纯净物 B.蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟生成 C.氨水的密度比水小，且浓度越大，密度越大 D.氨水的溶质为NH3·H2O，是氨水中含量最多的微粒 答案　B 解析　氨水是混合物，A项错误；氨水和盐酸反应生成氯化铵固体，有白烟生成，B项正确；氨水的密度随浓度的增大而减小，C项错误；氨水中水的含量最多，D项错误。 3.喷泉实验及装置 （1）常见装置图 （2）喷泉实验原理 喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。产生压强差的方法有： ①减小烧瓶内气压，如液体将气体吸收或与其反应等。 ②增大烧瓶外压强。 如上图中所示： ①图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶于烧杯和胶头滴管中的液体，使烧瓶内的压强减小而产生压强差，烧杯中的液体被压入烧瓶内形成“喷泉”。 ②图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀，打开止水夹，止水夹下部导管中的空气受热排出，烧瓶内的气体与液体接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。 ③图丙装置中锥形瓶内的物质发生反应产生气体（或锥形瓶中液体受热挥发出气体），使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入烧瓶中形成“喷泉”。 【例题2】在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥的气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，但未能充满烧瓶。则a和b分别是（　　） 选项 a（干燥气体） b（液体） A NO2 水 B CO2 4mol·L－1NaOH溶液 C Cl2 饱和NaCl水溶液 D NH3 1mol·L－1盐酸 答案　A 解析　A项，NO2与水反应，生成HNO3和NO，气体减少，能形成喷泉，但液体不能充满烧瓶；B项，CO2与NaOH溶液反应，气体被溶液吸收，压强减小，能形成喷泉，且液体充满烧瓶；C项，Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度小，几乎不溶，不能形成喷泉；NH3与HCl能发生反应，气体被吸收进溶液中，烧瓶内压强减小，能形成喷泉且液体充满烧瓶。 【变式2】喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是（　　） 气体 溶液 A H2S 稀盐酸 B HCl 稀氨水 C NO 稀H2SO4 D CO2 饱和NaHCO3溶液 答案　B 解析　H2S在稀盐酸中溶解度很小，且与稀盐酸不反应，不能出现喷泉现象，A项错误；HCl气体极易溶于水，且氯化氢气体与氨水反应生成氯化铵，会瞬间产生压强差，出现喷泉现象，B项正确；一氧化氮不溶于稀H2SO4，也不与其反应，不能出现喷泉现象，C项错误；二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，也不与其反应，不能出现喷泉现象，D项错误。 常见能形成喷泉的物质组合 气体 NH3 HCl SO2、CO2 NO2与O2 吸收剂 水或盐酸 水或氢氧 化钠溶液 浓氢氧化 钠溶液 水 探究点2　铵盐的性质及N的检验 3.请设计简单的实验鉴别NH4Cl和NaCl两瓶溶液。 答案　分别取两种试剂各少许于两支试管中，然后分别加入适量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝或与蘸浓HCl的玻璃棒相遇生成白烟的气体的是NH4Cl溶液。 1.铵盐受热分解的产物 （1）如果组成铵盐的酸是易挥发或易分解的酸，则固体铵盐受热分解时，氨气与酸一起挥发，冷却时又重新结合成铵盐。如NH4Cl、NH4HCO3 等。 （2）如果组成铵盐的酸是难挥发性酸，则固体铵盐受热分解时，只有氨呈气态逸出，而难挥发性酸残留在容器中，如（NH4）2SO4分解的化学方程式为（NH4）2SO4NH3↑＋NH4HSO4或 （NH4）2SO42NH3↑＋H2SO4。 （3）如果组成铵盐的酸是具有强氧化性的酸，则在较低的温度下慢慢分解可得到NH3和相应的酸，如NH4NO3。由于生成的氨气具有还原性，硝酸具有氧化性，生成的NH3易被HNO3氧化，则反应时的温度不同，形成氮的化合物也不同，如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。 2.铵盐（N）的检验 （1）原理 （2）方法 ①NaOH溶液法 取少量固体样品或溶液于试管中，再加入浓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试管口，有白烟产生），证明固体样品或溶液中含有N。 ②碱石灰法 把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。 【例题3】下列关于铵盐的说法中正确的是（　　） A.所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨 B.所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价 C.氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为N＋OH－NH3↑＋H2O D.氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离 答案　C 解析　有的铵盐受热分解产生氨（如NH4Cl），有的铵盐受热分解最终不产生氨（如NH4NO3），A项错误；NH4NO3中氮元素的化合价是－3和＋5，B项错误；可用加热法分离NH4Cl和某些固体（不分解、不升华的固体）的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华，D项错误。 铵盐受热分解的易错点 （1）铵盐受热分解一般有氨生成，但硝酸铵受热分解最终生成氮气或氮氧化物。 （2）分别用试管加热氯化铵和单质碘时，都由固体变为气体，而在试管口遇冷又凝结为固体，其本质不同，前者为化学变化，后者为物理变化。 【变式3】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后（　　） A.加水溶解后，再滴入酚酞溶液 B.加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验 C.加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液 D.加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液 答案　B 解析　将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B项正确。 探究点3　氨气的实验室制法 实验室里常用制取氨的简易装置示意图如下： 4.图甲中碱石灰和棉花的作用分别是什么？如何检验试管中已收集满氨？如何吸收处理实验中多余的氨？ 答案　碱石灰用于干燥NH3，棉花的作用是防止NH3与空气产生对流而泄漏；用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明试管中已收集满氨；用水或稀硫酸吸收多余的氨，并在导管末端接一个倒扣漏斗，防止倒吸。 5.图乙实验方法制取氨的原理是什么？还可用哪些物质代替NaOH固体？ 答案　浓氨水滴入NaOH固体中，NaOH固体溶解使溶液的碱性增强，并放出大量的热，促使NH3·H2O分解释放出大量NH3。可用生石灰、Ca（OH）2固体、KOH固体等代替NaOH固体。 1.实验装置 2.药品：NH4Cl晶体、Ca（OH）2固体。 3.反应原理：2NH4Cl＋Ca（OH）22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。 4.实验步骤：①组装装置；②检查装置的气密性；③装入药品，加热，收集气体并验满；④整理实验用品。 5.收集：向下排空气法。 6.干燥：用碱石灰、固体NaOH等（如图所示）。 7.检验：①用湿润的红色石蕊试纸检验（试纸变蓝）；②用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验（产生白烟）。 8.尾气处理：为避免污染空气，多余的氨一定要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花），同时在尾气吸收过程中要防止倒吸。常采用的装置有： 9.快速制取氨气的方法 方法 化学方程式（或原理） 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2OH2O＋NH3↑ 浓氨水＋固体NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出 浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaONH3↑＋Ca（OH）2CaO的作用：①吸水后放热，促进NH3的放出；②增加溶液中OH－的浓度，减小NH3的溶解度 【例题4】如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（　　） A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 答案　A 解析　氯化铵固体分解生成的NH3与HCl在试管口冷却后重新生成NH4Cl，不能得到NH3，①错误；CaO与水反应消耗了水且增强溶液的碱性，并且放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气，②正确；NH4Cl与Ca（OH）2加热条件下反应，有水生成，试管口应略向下倾斜，③错误；加热浓氨水，促进NH3·H2O的分解和氨气的逸出，④正确。故选A项。 实验室制取氨气的注意事项 （1）制取氨气时，不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸，存在危险。 （2）制取氨气时，一般不用氢氧化钠固体代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。 （3）氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂（浓硫酸等）干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为它们均能与氨气发生反应，常用碱石灰作干燥剂。 【变式4】氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法： ①用固体氢氧化钙与氯化铵共热反应； ②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水混合反应。 （1）下面的发生装置图中，方法①应选用装置　　　　（填“A”或“B”，下同），方法②应选用装置　　　　。 （2）在制取氨气后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是　　　　（填字母）。 A.浓硫酸 B.固体氢氧化钠 C.五氧化二磷 D.稀硫酸 （3）如图是收集氨气的几种装置，其中可行的是　　　　（填序号），集气的原理是　　　　　　　　　　　　　　。 解析　（1）装置A适用于固固混合物加热制取气体，装置B适用于固液混合物不加热制取气体，故方法①选A装置，方法②选B装置。（2）氨气是碱性气体，可与硫酸、P2O5反应，不能用其作干燥剂。（3）氨气极易溶于水，且密度小于空气，故采用向下排空气法收集，其中B装置排不出空气。 答案　（1）A　B（2）B　（3）D　利用氨气的密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气 （见学生用书P31） 1.（氨的性质）有关氨气的实验较多，下面对这些实验的原理分析中，正确的是（　　） A.氨气可作喷泉实验是因为氨气极易液化 B.氨气可与氯化氢反应是因为氨气有还原性 C.实验室制取氨气用NH4Cl和Ca（OH）2固体混合物是因为铵盐易溶于水 D.液氨用作制冷剂是因为液氨气化时可带走大量的热 答案　D 解析　氨气可作喷泉实验是因为氨气极易溶于水，与极易液化无关，A项错误；氨气可与氯化氢反应是因为氨气有碱性，与有还原性无关，B项错误；实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙固体混合物是因为铵盐能与碱反应，与铵盐易溶于水无关，C项错误；氨气极易液化，液化得到的液氨气化时可带走大量的热，所以液氨常用作制冷剂，D项正确。 2.（氨水的性质）清代《本草纲目拾遗》中有关于“鼻冲水（氨水）”的记载：“鼻冲水，……贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药方不减……”下列有关“鼻冲水”的推断错误的是（　　） A.鼻冲水易挥发，具有刺激性气味 B.鼻冲水滴入酚酞溶液中，溶液变红色 C.鼻冲水中含有多种分子和离子 D.鼻冲水中不存在NH3·H2O分子 答案　D 解析　鼻冲水是氨水，易挥发产生氨气，具有刺激性气味，A项正确；氨水显碱性，将其滴入酚酞溶液中，溶液变红色，B项正确；氨水含氨气、一水合氨、水、铵根离子、氢氧根、氢离子，C项正确，D项错误。 3.（铵盐的性质）下列关于铵盐的叙述正确的是（　　） ①所有铵盐中，氮元素化合价都是－3　②绝大多数铵盐都溶于水　③铵态氮肥不宜跟草木灰混合使用　④铵盐都是离子化合物　⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应 A.①③④ B.②③④ C.①②③④ D.①②③④⑤ 答案　B 解析　所有铵盐中，氮元素化合价不一定都是－3，如NH4NO3中，N的化合价除了－3，还有＋5，①错误；绝大多数铵盐都溶于水，②正确；铵态氮肥含有N，草木灰的主要成分为K2CO3，两者反应生成的一水合氨不稳定，易分解生成NH3，降低肥效，③正确；铵盐一般由铵根离子和酸根阴离子构成，含有离子键，是离子化合物，④正确；铵盐中的N可以与OH－结合，因此都可以与碱反应，但是某些铵盐也可以与酸反应，如NH4HCO3，可与酸反应，⑤错误。综上可知，②③④正确，故选B项。 4.（综合应用）下列离子方程式书写正确的是（　　） A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨：N＋OH－NH3↑＋H2O B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：N＋OH－NH3·H2O C.氨水中加盐酸：NH3·H2O＋H＋N＋H2O D.氨水中加入氯化铁溶液：Fe3＋＋2NH3·H2O2N＋Fe（OH）2↓ 答案　C 解析　反应物处于固体状态时不拆写，A项错误；强碱与铵盐浓溶液加热条件下生成NH3和H2O，B项错误；氨水中加入FeCl3溶液应生成Fe（OH）3，正确的离子方程式为Fe3＋＋3NH3·H2OFe（OH）3↓＋3N。 5.（综合应用）某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质（部分仪器已略去）。请回答： （1）实验室制备氨气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 （2）用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是　　　　（选填“a”或“b”），理由是　　　　。 （3）如何检验烧瓶中氨气已收集满？　　　　　　　　　　　　　。 （4）为防止环境污染，以下装置（盛放的液体均为水）可用于吸收多余氨气的是　　　　（填序号）。 解析　（2）氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。（3）在烧瓶下部出口（即b）利用氨气溶于水显碱性或氨气遇浓盐酸产生白烟现象检验氨气是否收集满。（4）①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。 答案　（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O （2）a　氨气密度比空气小　（3）打开b处止水夹，用湿润的红色石蕊试纸（或蘸有浓盐酸的玻璃棒）靠近b导管口，试纸变蓝（或产生白烟）证明氨气收集满　（4）②④ 学科网（北京）股份有限公司 $$