3.2 氮及其重要化合物 第2课时（教学课件） 化学沪科版2020必修第一册

第2章 海洋中的卤素资源 3.2 氮及其重要化合物 第2课时 氮肥 沪科版2020必修第一册 硝态氮肥和硝酸 2 氨和铵盐 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.理解氨的化学性质； 2.了解铵盐、硝酸的化学性质。 氮肥及其作用 引·新课导入 01 氨和铵盐 氨气 氨气分子之间容易形成氢键，故其易液化！ 无色 气体 密度比空气小 氨的物理性质 颜色 状态 密度 气味 无色 气体 密度比空气小 刺激性气味 极易溶于水 溶解性 氨和铵盐 氨的物理性质 探·知识奥秘 1、收集氨气用什么方法？有哪些注意事项？ 【思考】 2、若用水吸收氨气应该注意什么？ 3、氨气可以用于制冷剂，为什么？ 收集方法 向下排空气法 吸收氨气 防倒吸（若液体与气体反应速率太快，则需要防倒吸） 肚容式 安全瓶 分层式 氨和铵盐 探·知识奥秘 用干燥的圆底烧瓶集满氨，立即倒置烧瓶，将带有玻璃管（连有活塞）和胶头滴管（预先吸入水）的塞子塞紧瓶口，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（水中预先加入少量酚酞试液）。如图所示，安装好装置，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶后，打开活塞。 烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉。 现象： 结论： ①氨极易溶于水 ②氨水显碱性 氨和铵盐 氨的喷泉实验 探·知识奥秘 【思考与讨论】 1、从宏观和微观两个方面探究形成喷泉的原因是什么？ 氨气极易溶于水，使上方烧瓶内压强迅速减小，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。 宏观 微观 氨气与水反应，生成一水合氨，使上方烧瓶内压强迅速减小，一水合氨是一种弱碱，使酚酞变红色，产生红色喷泉。 NH3+H2O NH3·H2O +OH- 氨和铵盐 探·知识奥秘 【思考与讨论】 2、喷泉实验成功的关键是什么？ 三要 ①装置气密性——要好; ②烧瓶和气体——要干; ③烧瓶内的气体——要满。 3.产生喷泉的条件? 容器内外产生较大的压强差，在压强差作用下，液体迅速流动，通过带尖嘴的导管喷出，形成喷泉。 氨和铵盐 探·知识奥秘 一、酸的化学性质 粗盐的提纯 微点拨 常见喷泉实验试剂组合 气体 液体 原理 NH3 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 HCl 水或碱 CO2 NaOH 溶液 均能与强碱溶液反应 2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O 2NaOH+Cl2====NaClO+NaCl+H2O 2NaOH+2NO2====NaNO3+NaNO2+H2O SO2 Cl2 NO2 氨和铵盐 探·知识奥秘 11 氨气溶于水所得溶液即氨水，在溶液中氨气与水反应，生成一水合氨，一水合氨是一种弱碱，可使酚酞变红色。 NH3+H2O NH3·H2O +OH- 三分子 NH3、H2O、NH3•H2O 三离子 NH4+、H+、OH- 【特别提醒】 1．氨水中除水分子外，含量最多的是NH3·H2O，但求氨水的质量 分数、物质的量浓度时，视溶质为NH3。 2．氨水密度小于1g/mL，且浓度越大，密度越小。 氨和铵盐 氨水的认识 探·知识奥秘 NH3•H2O的不稳定性 NH3·H2O === NH3↑+H2O ∆ （可用于实验室快速制备氨气） 氨和铵盐 探·知识奥秘 物质类别 粒子种类 主要性质 存在条件 一水合氨、氨水、液氨 氨水 常温常压下可存在 混合物 氨的水溶液 溶质为氨 能导电 具有碱性 NH3·H2O、NH3、H2O NH4+、OH－、H＋ 三分子三离子 氨和铵盐 微点拨 探·知识奥秘 NH3·H2O 物质类别 粒子种类 主要性质 存在条件 液氨 纯净物 氢化物 非电解质 不导电 不具有碱性 常温常压下不存在 一水合氨、氨水、液氨 氨和铵盐 探·知识奥秘 现象： 氨气与氯化氢反应产生白烟 原理： NH3+HCl NH4Cl (白烟） 氨与氯化氢相遇迅速反应生成固体小颗粒 思考：浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也会产生白烟吗？ 浓硫酸没有挥发性，浓硝酸有挥发性，挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有白烟生成；难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。 氨和铵盐 氨的化学性质 探·知识奥秘 1、湿润的石蕊试纸，试纸变蓝； 2、湿润的酚酞试纸，试纸变红； 3、蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，产生白烟。 NH3＋CO2＋H2O === NH4HCO3（白烟） NH3＋HNO3 === NH4NO3（白烟） 2NH3＋H2SO4 === (NH4)2SO4（无白烟） 【思考】 检验氨气都有哪些方法？ 试纸必须润湿，干燥的氨气不能使试纸变色 氨和铵盐 探·知识奥秘 铵盐的形成： NH3 + H+ = NH4+ 铵盐是农业上常用的化肥，绝大多数易溶于水，溶于水时吸热 氨水为什么不能成为氮肥的主角？ 如何实现氨气到铵盐的转化？ 氨和铵盐 铵盐的物理性质 【思考】 【思考】 探·知识奥秘 实验操作 实验现象 结论 ①试管中固体逐渐消失， ②试管口有白色固体生成 氯化铵固体受热分解，生成的NH3和HCl在试管口反应生成NH4Cl ①试管中固体逐渐消失； ②试管口有水珠生成； ③石灰水变浑浊 碳酸氢铵固体受热易分解生成H2O和CO2 ，NH3 加热氯化铵固体的实验 加热碳酸氢铵固体的实验 氨和铵盐 　铵盐受热分解实验 探·知识奥秘 NH4Cl = NH3↑ + HCl Δ NH4HCO3 = NH3↑ + H2O + CO2↑ Δ (NH4)2CO3 = 2NH3↑ + H2O + CO2↑ Δ 注意：并不是所有的铵盐都能受热分解得到氨气 NH4NO3 = N2O↑ + H2O Δ 2NH4NO3 = 2N2↑ + 4H2O + O2↑ Δ 怎样存放铵态氮肥？ 密封包装并放在阴凉通风干燥处 铵盐都不稳定，受热易分解 两者遇冷又马上化合成NH4Cl 氨和铵盐 铵盐的化学性质 【思考】 探·知识奥秘 NH4NO3＋NaOH== NaNO3+NH3↑＋H2O △ 规律：铵盐都与强碱在加热条件下反应放出氨气。 NH4++ OH－ =NH3↑+H2O △ 溶液中反应实质： 与强碱反应 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，分析现象产生的原因，写出反应的离子方程式。 实验现象： 湿润的红色石蕊试纸变蓝。 实验结论： 反应中有碱性气体产生。 氨和铵盐 探·知识奥秘 操作： (1)取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+ 。 (2)取少许样品于试管中，放入浓碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+ 。 【注意】 氨气极易溶于水，在溶液中检验铵根必须加入浓的碱溶液，再加热，防止氨气无法逸出 氨和铵盐 NH4+的检验 探·知识奥秘 C 1.下列关于氨的叙述中，错误的是(　　) A．液氨汽化时吸收热量，因此可用作制冷剂 B．氨极易溶于水，因此可用来做喷泉实验 C．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解) D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色 析·典型范例 23 D 2.喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体和溶液，能出现喷泉现象的是 气体 溶液 A Cl2 饱和氯化钠溶液 B NO 稀H2SO4 C CO2 饱和NaHCO3溶液 D NH3 稀盐酸 析·典型范例 24 C 3.为了检验某白色固体粉末中是否含有NH4+，下列试剂和试纸选用正确的是 ①蒸馏水   ②稀硫酸   ③氢氧化钠浓溶液   ④红色石蕊试纸   ⑤蓝色石蕊试纸 A．①②④ B．②⑤ C．①③④ D．①③⑤ 析·典型范例 25 02 硝态氮肥和硝酸 制造炸药、燃料、医药、硝化纤维，化肥等的重要原料 硝态氮肥和硝酸 认识硝酸的用途 探·知识奥秘 颜色 气味 溶解性 挥发性 无色液体 有刺激性气味 易挥发（沸点是83℃） 与水以任意比互溶,质量分数为95%以上的硝酸叫发烟硝酸 【注意】 硝酸具有强腐蚀性和挥发性，使用时须注意防护和通风 【思考】 硝酸是无色液体，但久置的浓硝酸为什么会显黄色？ 瓶口有白雾 硝态氮肥和硝酸 硝酸的物理性质 探·知识奥秘 铜与稀硝酸反应： 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O （实验室制备NO ) 尾气处理 4NO+3O2+4NaOH === 4NaNO3 + 2H2O 铜与浓硝酸反应： Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O （实验室制备NO2 ) 尾气处理 4NO2+O2+4NaOH === 4NaNO3 + 2H2O 硝态氮肥和硝酸 硝酸的化学性质 氧化性:与金属的反应 探·知识奥秘 【思考与讨论】 足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应? 开始时铜与浓硝酸反应: Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 随着反应进行, 硝酸由浓变稀,则发生: 3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 硝态氮肥和硝酸 探·知识奥秘 硝酸的强氧化性 硝酸与金属反应不能生成氢气。硝酸浓度不同，其还原产物不同，一般情况下，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO 硝酸能与大多数金属(金、铂等除外)反应，将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化 热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸 硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO32- 等均能被硝酸氧化 硝态氮肥和硝酸 微点拨 探·知识奥秘 【思考与讨论】 反应停止后,如果在溶液中再加入足量硫酸会出现什么情况? 溶液中存在NO3-，它遇到H+后，会继续氧化铜，当然此时NO3-/H+的溶度较稀，反应生成NO。 硝态氮肥和硝酸 探·知识奥秘 【思考与讨论】 浓硝酸、稀硝酸与Cu反应产物分别为NO2、NO，反应中稀硝酸化合价降低较多，说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强，对吗？ 浓硝酸氧化性比稀硝酸强，浓HNO3反应更剧烈。 硝态氮肥和硝酸 探·知识奥秘 大多数金属能与硝酸反应，但在常温下，铁和铝会被冷的浓硝酸、浓硫酸钝化，生成一层致密的氧化膜，阻止了酸与内层金属的反应，故可以用铁（铝）槽车运输浓硝酸、浓硫酸。 【注意】 加热时，和浓硝酸可以发生反应。 硝态氮肥和硝酸 探·知识奥秘 试着写出少量/过量Fe粉分别于稀硝酸反应的方程式。 3Fe+ 8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （ Fe过量） 【思考】 为什么铁少量生成三价铁，铁过量生成二价铁？ Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O （ Fe少量） 硝态氮肥和硝酸 探·知识奥秘 C＋4HNO3 (浓)＝＝2H2O＋4NO2↑＋CO2↑ ∆ S＋6HNO3(浓) ==H2SO4＋6NO2↑＋2H2O △ 硝态氮肥和硝酸 氧化性:与非金属的反应 探·知识奥秘 1.碳酸氢铵是中国主要生产的氮肥品种之一，它属于铵态氮肥(铵盐)。下列有关铵盐的叙述说法正确的是(　　) A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3 B．所有铵盐中氮元素均呈－3价 C．NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共热时，反应的离子方程式为： NH4＋＋OH－ NH3↑＋H2O D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离 C 析·典型范例 2.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是(　　) A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性 D 析·典型范例 3.2 氮及其重要化合物 第2课时 铵态氮肥 硝态氮肥和硝酸 氨与氯化氢的反应 铵盐的性质 硝态氮肥的特性 硝酸的用途和强氧化性 理·核心要点 氨和氨水 氨的物理性质 氨的化学性质 氨水与一水合氨 D 1.下列关于氨水的叙述正确的是(　　) A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外) D．1 mol·L－1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+物质的量之和为1 mol 练·技能实战 2.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 练·技能实战 3.铜与硝酸反应的装置如图所示，实验步骤如下： 步骤1：向试管a中加入2mL浓硝酸，塞上带有铜丝的橡胶塞。观察到铜丝逐渐变细，溶液变绿，试管中充满红棕色气体。 步骤2：一段时间后，试管a中反应变平缓，溶液逐渐变成蓝色，同时气体颜色从下方开始变浅，最终变成无色。 步骤3：反应停止后，用注射器向试管a中注入少量稀硫酸，铜丝继续溶解，产生无色气体。 练·技能实战 下列说法不正确的是 A．步骤1观察到试管a中充满红棕色气体，说明铜和浓硝酸反应生成NO2 B．步骤2观察到反应变平缓而且气体颜色从下方开始变浅，说明浓硝酸已经变成稀硝酸 C．步骤3固体继续溶解，说明此时Cu被H+氧化 D．相对于步骤2，步骤1中溶液显绿色可能是NO2溶解在硝酸铜中所致 C 练·技能实战 4.硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有关。10 mL 0.5 mol·L－1 HNO3与0.048 g Mg恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态，下列说法不正确的是(　 　) A．HNO3作还原剂 B．HNO3浓度越低，N元素还原价态越低 C．反应中转移电子数为0.004 mol D．还原产物可能为NH4NO3 A 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版2020必修第一册 Lavf58.20.100 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 中性和碱性溶液中NOeq \o\al(－,3)无氧化性，当溶液中有大量H＋存在时，NOeq \o\al(－,3)就表现出强氧化性，如有H＋、NOeq \o\al(－,3)存在的溶液中不能存在I－、Br－、Fe2＋、 S2－、SOeq \o\al(2－,3)等还原性离子。 Lavf58.20.100 $