5.2 第2课时 氨和铵盐（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 不定项版）

第2课时　氨和铵盐 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。 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 密度比空气的小 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700体积NH3 (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，形成红色喷泉 实验结论 氨极易溶于水，并与水反应，水溶液呈碱性 2.氨的化学性质 (1)NH3与水的反应 ①NH3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－：NH3＋H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬NH＋OH－。 ②氨的水溶液(俗称氨水)显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。 (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 NH3＋HCl===NH4Cl 产生大量白烟，常在推断题中出现 ②NH3与硫酸反应 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 不能用浓硫酸干燥NH3的原因是二者反应生成(NH4)2SO4 (3)NH3与O2的反应 NH3中氮元素显－3价，有还原性，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4NH3＋5O24NO＋6H2O(工业制硝酸的基础)。 二、铵盐及氨的实验室制取 1．铵盐 (1)概念：铵根离子(NH)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，都易溶于水。 (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。 (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蓝色 结论 加热时，铵盐与碱溶液反应生成NH3，离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O 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2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。 (2)实验装置 采用“固体＋固体气体”装置(类似利用KClO3和MnO2固体制备O2)。 ◆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。 ◆辨析比较 氨水、液氨和一水合氨 物质 氨水 液氨 一水合氨 化学式 — NH3 NH3·H2O 分类 混合物，多种成分 纯净物氢化物 一元弱碱 成分 NH3、NH3·H2O、NH、H2O、OH－、H＋(极少) NH3 NH3·H2O 联系 氨溶于水形成氨水，氨水中含有NH3和NH3·H2O ◆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。 (2)2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，用于还原CuO或制备少量N2。 (3)NH3＋NOx―→N2＋H2O(未配平)，用于治理氮氧化物产生的污染。 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆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。 ◆名师点拨 检验有NH的原理及方法 (1)实验原理：NH＋OH－NH3↑＋H2O。 (2)取少量待测液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝色，证明原溶液中含有NH。 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆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。 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。 [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”。 (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。 (1)从物质类别和元素价态角度认识氨的化学性质 (2)“喷泉实验”的原理及“气＋液”组合 【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(　　　　　) A．氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气的小 B．实验1，由喷泉现象可知氨极易溶于水且溶解速率快 C．实验1，烧瓶溶液中的含氮粒子有NH3、NH3·H2O和NH D．实验2，加热过程中酚酞被漂白褪色 D　解析：氨为无色、有刺激性气味的气体，且密度比空气的小，物理性质合理，A正确；挤压胶头滴管，形成喷泉，由喷泉现象可知氨极易溶于水且溶解速率快，B正确；氨与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O发生部分电离，则含氮粒子有NH3、NH3·H2O和NH，C正确；加热可降低气体的溶解度，且促进NH3·H2O分解释放出NH3，溶液的碱性减弱，红色逐渐变浅，直至褪色，D错误。 [深度思考]实验2试管中液体换成溶有SO2的品红溶液，产生什么实验现象？ 为什么？ 提示：加热时，无色溶液逐渐变成红色；SO2与品红化合生成无色不稳定物质，加热使不稳定物质分解释放出SO2，褪色的品红溶液重新变成红色。 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(　　　　　) A．NaOH溶液、H2S B．稀硫酸、NH3 C．H2O、NO2 D．NaOH溶液、NO D　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。 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： [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。 提示：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；棉花的作用是防止NH3与空气产生对流而泄漏且使NH3不纯净。 (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。 (1)利用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制备NH3 (2)实验室制备NH3的其他方法 方法 基本原理 加热浓氨水(装置A) NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水＋固体NaOH(装置B) NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度增大有利于NH3逸出 浓氨水＋固体CaO(装置B) CaO与水反应，使溶剂(水)减少，OH－浓度增大；反应放热，促使NH3·H2O分解，NH3逸出，NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 【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(　　　　　) 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 B　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。 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。 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__________________________________。 (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________。 答案：(1)蒸馏烧瓶 (2)③　NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O (3)防止空气中的H2O、CO2等进入C中 (4)AD (5)80% 解析：(1)a为蒸馏烧瓶。 (2)利用固液加热装置制取N2，应选择装置③。NH4Cl与NaNO2中的氮元素发生归中反应：NH4Cl＋NaNO2NaCl＋N2↑＋2H2O。 (3)Mg3N2易水解，则应防止空气中的水蒸气和CO2进入装置C，利用装置D吸收。 (4)导管b可以使分液漏斗内的气压与蒸馏烧瓶内相同，能使液体顺利滴下，A正确；实验时，应用装置A中产生的氮气排净装置内的空气，再点燃C处的酒精灯，B错误；CO2在高温下也能与Mg反应，故D处不能用无水CaCl2代替碱石灰，C错误；盐酸与Mg3N2反应生成MgCl2和NH4Cl，若有Mg剩余则会产生气体(H2)，D正确。 (5)固体产物与水充分反应得到的固体是未反应的Mg和Mg(OH)2混合物：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑。 根据镁元素守恒， 24 g/mol×n(Mg)＋24 g/mol×n[Mg(OH)2]＝18 g 24 g/mol×n(Mg)＋58 g/mol×n[Mg(OH)2]＝38.4 g 解得：n[Mg(OH)2]＝0.6 mol，18 g Mg的物质的量为＝0.75 mol，Mg的转化率为×100%＝80%。 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　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。 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　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。 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　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。 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　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。 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。 (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)。 (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。 答案：(1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O　(2)吸收空气中水蒸气，防止干扰实验　(3)BC　(4)2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O　还原 解析：(1)氨是通过两种固体混合物加热制取：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 (2)无水硫酸铜遇水蒸气变蓝，可以检验水的生成。因干燥管直接连着大气，空气中的水蒸气会干扰实验，故可以在后面连接装有CaCl2的干燥管。 (3)A项，氨直接通入水中，容易发生倒吸；B项，氨通入CCl4层，然后被上层的水吸收，可以防止倒吸；C项，干燥管可以起到防止倒吸的效果。 (4)黑色的CuO变红，说明铜元素被还原，则体现了NH3的还原性，反应的化学方程式为2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。 [课时梯级训练(5)见P165] 学科网（北京）股份有限公司 $$