内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第一节 硫及其化合物
第2课时 氨和铵盐
栏目索引
基础落实 梳理必备知识
重难探究 提升关键能力
学以致用 发展科学素养
课程标准 核心素养目标
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解氨、铵盐的主要性质。
2.认识氨、铵盐在生产中的应用和对生态环境的影响。 1.科学探究与创新意识:通过对铵盐性质的学习,了解氨的实验室制法,知道铵盐的检验方法,培养学以致用的理念。
2.科学态度与社会责任:结合化学实验,了解氨与水、酸或氧气的反应,知道氨的催化氧化反应是工业上制硝酸的基础,知道铵盐是重要的氮肥。
第五章 化工生产中的重要非金属元素
化学 必修 第二册 R
一、氨
1.氨的物理性质
(1)物理性质
颜色、状态 气味 密度 沸点 水溶性
无色气体 有刺激
性气味 密度比空气的__ 沸点低,易液化 极易溶于水,在常温常压下,1体积水大约可溶解____体积NH3
小
700
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(2)氨溶于水的喷泉实验(实验5-6)
实验操作 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
实验现象 烧杯中溶液倒吸入圆底烧瓶,形成________
实验结论 氨____溶于水,并与水反应,水溶液呈__性
红色喷泉
极易
碱
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氨水
弱碱
红
蓝
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(2)NH3与酸的反应
NH3可以与酸反应生成铵盐,写出下列反应的化学方程式。
反应 化学方程式 备注
①NH3与氯化氢反应 __________________ 产生大量____,常在推断题中出现
②NH3与硫酸反应 ______________________________ 不能用浓硫酸干燥NH3的原因是二者反应生成(NH4)2SO4
NH3+HCl===NH4Cl
白烟
2NH3+H2SO4===
(NH4)2SO4
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(3)NH3与O2的反应
NH3中氮元素显____价,有____性,在加热和有催化剂(如铂)的条件下,能被O2氧化生成NO和H2O,反应的化学方程式为
_____________________________(工业制硝酸的基础)。
-3
还原
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二、铵盐及氨的实验室制取
1.铵盐
(1)概念:________________与酸根离子构成的化合物称为铵盐,如NH4Cl、NH4NO3、(NH4)2SO4等。
(2)物理性质
绝大多数铵盐都是无色或白色晶体,都__溶于水。
易
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(3)化学性质
绝大多数铵盐受热易分解,与碱反应会放出氨,试写出下列反应的化学方程式。
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(4)探究铵盐与碱的反应(实验5-7)
实验
操作 向盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风),用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察现象
实验现象 产生有刺激性气味的气体,试管口湿润的红色石蕊试纸变__色
结论 加热时,铵盐与碱溶液反应生成NH3,离子方程式为_______________________________
蓝
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2.氨的实验室制法
(1)实验原理
在实验室中,常利用加热NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合物的方法制取NH3,反应的化学方程式为_______________________________
________________。
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◆实验解读
氨的“喷泉实验”成功关键
(1)装置的气密性良好,不能漏气。
(2)圆底烧瓶必须保持干燥。
(3)圆底烧瓶内要充满氨。
(4)连接装置时要迅速,防止空气进入圆底烧瓶。
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◆辨析比较
氨水、液氨和一水合氨
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◆拓展延伸
NH3的其他反应及应用
(1)8NH3(过量)+3Cl2===6NH4Cl+N2,产生白烟,故常用浓氨水检验输送Cl2的管道是否发生泄漏。
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◆易错警示
铵盐的化学性质
(1)铵盐受热分解不一定都产生NH3,如NH4NO3固体的分解产物因温度而异。
(2)铵盐溶液与强碱溶液混合不一定产生大量NH3,必须加入较浓的强碱溶液,且要加热。
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◆名师点拨
实验室制备NH3的注意事项
(1)制备NH3时,不能用NH4NO3代替NH4Cl,防止加热时发生爆炸。
(2)不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2,原因是二者易吸水潮解,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。
(3)棉花的作用是防止NH3与空气对流,使收集的NH3不纯净。
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探究一 实验探究氨的化学性质
某校研究性小组设计实验方案,探究氨的化学性质:①氨的喷泉实验,②氨与氯化氢的反应,观察实验现象并交流讨论。
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[问题设计]
(1)实验①中,打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶,形成红色“喷泉”。请描述“喷泉”形成的原理。
提示:挤压胶头滴管,胶头滴管里少量的水被压入烧瓶,NH3极易溶于水,使烧瓶内气体压强减小,在大气压作用下,下方烧杯里的水被压入烧瓶,形成红色的“喷泉”。
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(2)实验②中,观察到集气瓶中充满白烟,请分析产生白烟的原因。
提示:HCl的密度大于NH3的密度,HCl向下扩散,NH3向上扩散,二者发生反应:NH3+HCl===NH4Cl,生成NH4Cl晶体,产生大量白烟。
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(1)从物质类别和元素价态角度认识氨的化学性质
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(2)“喷泉实验”的原理及“气+液”组合
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【例1】 (2023·营口高一期末)关于下列实验现象的说法不正确的是( )
D
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解析:
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1.(2024·十堰高一期末)如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②与气体B充分反应,打开夹子,可发现试管①内的水立刻沸腾。则下列液体A和气体B的组合不可能的是( )
D
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解析:
水的沸点与压强有关,压强越小,则水的沸点越低。将液体A滴入试管②,若气体B能溶解或与液体A发生反应,导致②中的压强减小,打开夹子,①中的气体进入②中,导致试管①内压强减小,水的沸点降低,则水沸腾。NaOH溶液可以与H2S气体反应,导致压强减小,水会沸腾,A不符合题意;稀硫酸与NH3可以反应,导致压强减小,水会沸腾,B不符合题意;NO2易溶于水,与水反应生成硝酸和一氧化氮,生成的一氧化氮的体积小于消耗的二氧化氮的体积,会导致压强减小,水会沸腾,C不符合题意;NO不溶于NaOH溶液,且不与NaOH溶液反应,则试管内压强不变,水不沸腾,D符合题意。
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探究二 探究氨的实验室制法
实验室中常用于制取氨的方法有两种:一是加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物,二是将浓氨水滴加到NaOH(或CaO)固体中。制备NH3的简易装置如下图所示:
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[问题设计]
(1)写出图1中制取氨的化学方程式,并指明棉花的作用。
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(2)图2中制取氨的原理是什么?还可用哪些物质代替NaOH固体?
提示:浓氨水滴入NaOH固体中,NaOH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。
(3)实验室中能否利用加热分解NH4Cl固体的方法制取NH3?为什么?
提示:不能;NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,两种气体在管口遇冷重新化合生成NH4Cl晶体,不能得到NH3。
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(1)利用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制备NH3
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(2)实验室制备NH3的其他方法
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【例2】 (2023·北京昌平区高一期末)实验室进行氨的制备、收集及性质实验。有以下制备、收集装置可供选择,下列说法正确的是( )
B
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A.选用装置b制备氨,试管中加入固体氢氧化钙,分液漏斗中加入氯化铵溶液
B.选用装置e收集氨,因为氨的密度比空气的密度小且极易溶于水
C.氨能发生喷泉实验,利用了氨易液化的性质
D.氨可与盐酸反应,体现了氨的还原性
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解析:
选用装置b制备氨,试管中加入固体NaOH或CaO,分液漏斗中加入浓氨水,A错误;氨极易溶于水且密度小于空气的密度,可选择向下排空气法收集,故选用装置e收集氨,B正确;氨能发生喷泉实验,利用了氨极易溶于水的性质,C错误;氨可与盐酸反应生成氯化铵,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,D错误。
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2.(2024·浙江浙南名校联盟期中)氮化镁(Mg3N2)是一种易水解的浅黄色粉末,它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其他元素的氮化物和特殊的陶瓷材料。某化学研究小组的同学拟于实验室利用Mg与N2的反应制备氮化镁,并设计了如下装置。
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请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________。
(2)N2可通过饱和NH4Cl溶液与固体NaNO2共热制得,则A处应选用装置________(填“①”“②”或“③”),该反应的化学方程式为______________________________。
(3)装置D的作用为__________________________________。
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(4)下列说法正确的是________(填标号)。
A.导管b的作用为平衡气压,使液体顺利滴下
B.实验时应先点燃C处酒精灯预热后,再开始装置A的反应
C.装置D中碱石灰可以换成无水CaCl2
D.可用稀盐酸检验反应后的固体产物中是否存在尚未反应完的Mg
(5)取18 g镁粉进行实验,将反应后的固体产物与水充分反应,经过滤、洗涤、干燥得到38.4 g固体,则镁粉与氮气反应时Mg的转化率为________。
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答案:(1)蒸馏烧瓶
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1.(2024·黑龙江佳木斯市三校期中联考)合成氨在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。下列关于氨的叙述错误的是( )
A.氨是一种极易溶于水的气体
B.氨是有刺激性气味的气体
C.氨的水溶液显酸性
D.实验室常用铵盐与强碱反应制取氨
C
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解析:
氨极易溶于水,1体积水可以溶解700体积氨,A正确;氨是有刺激性气味的气体,B正确;氨溶于水得到一水合氨,一水合氨电离得到铵根离子和氢氧根离子,溶液呈碱性,C错误;在实验室,可用氯化铵和氢氧化钙混合共热得到氨,D正确。
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2.下列关于氨的性质的描述不正确的是( )
A.无色有刺激性气味的气体
B.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.难溶于水,密度比空气的小
D.能与氧气在催化剂、加热条件下被氧化成NO
C
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解析:
氨是无色气体,有刺激性气味,A正确;氨溶于水呈碱性,则氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;氨极易溶于水,在常温常压下1体积水中大约能溶解700体积氨,密度比空气的小,C错误;氨具有还原性,在催化剂、加热条件下,氨能被氧气氧化成NO,同时生成水,D正确。
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3.下列气体既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是( )
A.Cl2 B.SO2 C.H2 D.NH3
C
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解析:
浓硫酸与NH3发生反应生成(NH4)2SO4,不能干燥NH3;碱石灰是碱性干燥剂,可与Cl2、SO2反应,故不能干燥这两种气体。
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4.(2023·广西南宁市普高联盟期末联考)下列有关氮及其化合物的说法正确的是( )
A.NO、NO2均为酸性氧化物
B.N2→NH3、NO→NO2都属于氮的固定
C.利用NH4Cl固体受热分解来制备少量的NH3
D.可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏
D
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解析:
NO、NO2均为不成盐氧化物,A错误;氮的固定是指游离态的氮变为氮的化合物,N2→NH3属于氮的固定,NO→NO2不属于氮的固定,B错误;NH4Cl固体受热分解生成氯化氢和氨,氯化氢和氨遇冷又反应生成氯化铵,因此不能利用NH4Cl固体受热分解来制备少量的NH3,C错误;浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢和氨反应生成NH4Cl,现象是冒白烟,则可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏,D正确。
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5.(2024·浙江温州新力量联盟联考)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组的同学利用图1装置制备氨,图2装置探究其相关性质。
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(1)图1装置中生成NH3的化学方程式为________________________。
(2)有同学认为图2需要在无水硫酸铜的后面再接一个装有CaCl2固体的球形干燥管,这样做的目的是____________________________。
(3)该实验缺少尾气吸收装置。下图中能用来吸收尾气的装置是________(填标号)。
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(4)实验中观察到a中CuO粉末变红,b中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体。则该反应的化学方程式为______________________,证明氨具有__________(填“氧化”或“还原”)性。
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谢谢观看!
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