内容正文:
5.2.3氨和铵盐——氨
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,
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。
有关氨的研究曾三次获得诺贝尔化学奖
格哈德·埃特尔2007年
弗里茨·哈伯
(合成氨之父)
1918 年
卡尔·博施
1931 年
2017年6月30日早晨,菏泽市牡丹区大黄集镇生产冷饮、冰糕等产品的冰山食品有限公司发生液氨泄漏事件,整个厂区是白茫茫的一片,方圆数百米,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。厂区内寒气逼人,当时有25名员工不同程度地被氨气冻伤,其中6名员工伤势较重。这些受伤员工随即被送往菏泽市第三人民医院等附近医院治疗抢救。消防员对现场进行喷水处理。
山东菏泽冰糕厂氨气泄漏冻伤25人
(1)为什么氨气泄漏会导致工人冻伤?
(2)消防员应如何快速除去氨?
(3)该事件说明氨有哪些物理性质?
氨的物理性质
1. 物理性质
(1) 色、态、味:
无色、有剌激性气味、气体
(2) 密度:
(3) 沸点:
(4) 溶解性:
小于空气
-33.35℃,易液化
氨极易溶于水,在常温常压下,
1体积水大约可溶解700体积氨
液氨汽化时大量吸热,使环境温度降低,因此液氨可用于做制冷剂
制冷剂为液态,在一定的温度下又可以变为气态,即能够在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物体中吸取热量而汽化,然后在冷凝器内将热量传递给周围介质(水或空气)而变为液体的媒介物。制冷剂的种类很多,空调常用的制冷剂有氨、氟利昂等。氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。
氨的物理性质
【思考1】氨气泄露的厂区附近居民应如何逃生?
用湿毛巾捂住口鼻,并注意保暖,向低洼处逃生
【思考2】实验中如何收集氨气?并应注意什么?
向下排空气法收集,且收集装置需充分干燥
→ →
【思考3】如何验证氨气极易溶于水?
用少量的水吸收大量氨气,形成气压差
氨的物理性质
2. 氨气的喷泉实验
【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,分析出现这些现象的可能原因。
【现象】
烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉
【结论】
①氨极易溶于水
②氨水显碱性
氨的物理性质
2. 氨气的喷泉实验
【思考1】烧瓶内形成喷泉的原理是什么?
胶头滴管里少量的水进入烧瓶后,使氨几乎全部溶于水中,
烧瓶内压强急剧减小,烧瓶内外形成较大压强差;
大气压将烧杯中的水压入烧瓶,形成喷泉
【思考2】喷泉实验成功的关键有哪些?
(4)烧杯内装入足量的水,以防止因水量不足而造成喷泉停止或不发生
(1)装置的气密性良好
(2)圆底烧瓶要保持干燥
(3)圆底烧瓶内要充满气体
氨的物理性质
2. 氨气的喷泉实验
【思考3】实验室进行氨气相关实验时,如何进行尾气处理?
可以用水吸收氨气,并要防倒吸
【思考4】右图装置如何引发喷泉?
打开止水夹,用热毛巾捂住烧瓶底部,气体逸出溶解
(安全瓶)
氨的物理性质
2. 氨气的喷泉实验
【思考5】除氨气之外,哪些气体也能进行喷泉实验?
气体 NH3 HCl CO2、Cl2、SO2 NO2+O2
吸收剂
水或盐酸
水或NaOH溶液
NaOH溶液
水或NaOH溶液
HCl:1∶500溶于水
【常见喷泉装置】
课堂练习
【课本】P18
4. 根据图5-11“氨溶于水的喷泉实验”装置图,以下说法不正确的是( )
A. 该实验证明氨气极易溶于水
B. 烧瓶充满氨气,胶头滴管和烧杯中加入稀盐酸也可能形成喷泉
C. 红色喷泉说明氨水显碱性
D. 烧杯中换成其他液体无法形成喷泉
D
【导学案】 P24
例2 喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差。
(1) 装置图1中的气体 可能为①氯气;②氢气;③氨;④
氯化氢;⑤二氧化碳。打开装置中的止水夹,挤压胶头滴管,
若液体为水时,能产生喷泉现象的气体 可能是______
(填序号,下同);若液体 为浓氢氧化钠溶液时,能产生喷
泉现象的气体 可能是________。
③④
①④⑤
课堂练习
(2) 如果只提供图2所示装置(气体为氨,液体为水),请说明引发喷泉的方法:
________________________________________________________________。
打开止水夹,用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出,移去热毛巾
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第五级
11
(3) 某同学用图1所示装置,在圆底烧瓶中盛放不同的气体进行喷泉实验。请帮助分
析实验后圆底烧瓶中所得溶液的浓度(气体体积均换算到标准状况下,且溶质不扩散)。
①若用气体,则 _ ____________。
②若用气体,则 _ ____________。
【导学案】 P24
例2 喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差。
课堂练习
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12
氨的化学性质
1. 与水反应
溶于水的NH3有一部分与水发生反应,使溶液显碱性
NH 3 + H2O NH 3· H2O
(一水合氨)
NH3·H2O
NH 3·H2O NH4+ + OH-
(2)NH3·H2O不稳定,易分解
NH3·H2O ==== NH3↑+H2O
△
(1)可溶性一元弱碱,在溶液中部分电离
【注意】
①氨可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色
②NH 3·H2O不能写成“NH4OH”,离子方程式中NH 3·H2O不能拆
③氨水应避光密封保存
氨的化学性质
【思考1】NH3的水溶液显碱性,所以NH3是碱?
1. 与水反应
【思考2】NH3的水溶液能导电,所以NH3是电解质?
NH3是一种碱性气体,不是碱,与水反应生成弱碱NH 3· H2O,NH 3· H2O电离出NH4+ 和 OH- 导致溶液显碱性
NH3是非电解质,与水反应生成NH 3· H2O,
电离出自由移动的NH4+ 和 OH- 使得溶液具有导电性
氨的化学性质
【思考3】氨水的主要成份有哪些?氨水与液态氨有何区别?
液氨 一水合氨(NH3·H2O) 氨水
存在微粒
所属物质类别
NH3
NH3·H2O、NH3、H2O;NH4+、OH-、H+(极少)
NH3·H2O
纯净物、
非电解质
纯净物、一元弱碱、
电解质
混合物
氨气的化学性质
氨可与酸反应生成铵盐
【现象】
有白烟生成
NH3 + HCl == NH4Cl
将蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒靠近,
【原理】
浓氨水与浓盐酸具有挥发性,
NH3与HCl 相遇迅速反应生成固体小颗粒
【应用】
可检验NH3或HCl
氨+ 酸 → 铵盐
2. 与酸反应
氨气的化学性质
【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,与浓氨水反应没有白烟
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。
浓硝酸有挥发性,与浓氨水反应产生白烟
NH3 + HNO3 == NH4NO3
2 NH3 + H2SO4 == (NH4)2SO4
氨与其他酸的反应:
2. 与酸反应
氨气的化学性质
NH3分子中氮元素的化合价为-3价,处于最低价,因此氨只有还原性
NH3能与与O2、Cl2等的反应
(1) 氨的催化氧化
4NH3 + 5O2=== 4NO + 6H2O
△
催化剂
失5e-×4
得4e-×5
氨的催化氧化是工业制硝酸的基础
3. 还原性
(放热反应)
【工业制硝酸原理】
N2→NH3→NO→NO2→HNO3
氨气的化学性质
(2) 与氯气反应
2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl
【思考】管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,
如果管道某处漏气,会产生白烟,其中发生哪些化学反应么?
2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl
NH3 + HCl = NH4Cl
8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl
3. 还原性
失3e-×2
得2e-×3
故NH3 与Cl2反应可表示为:
(3) 与CuO反应
2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O
(实验室制氮气的方法之一)
【现象】
黑色粉末变红
【氨的性质】
一、物理性质
二、化学性质
无色、有剌激性气味、气体,密度小于空气,易液化,极易溶于水
1.与水反应
2.与酸反应
3.还原性
NH 3 + H2O NH 3· H2O
NH3 + HCl == NH4Cl
4NH3 + 5O2=== 4NO + 6H2O
△
催化剂
2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl
2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O
氨的用途
1.液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,
常用作制冷剂
做致冷剂
2.氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的
重要原料
3.氨是有机合成工业的常用原料
(如制尿素、合成纤维、炸药、制药等)
制纯碱
制尿素
制硝酸
5.2.3氨和铵盐——铵盐
铵盐
氮——植物生长的守护神
植物缺氮症状:叶片黄化,植株瘦弱
铵盐是农业上常用的化肥
铵盐
铵盐是由铵根离子(NH4+)和酸根离子组成的化合物
如(NH4)2SO4、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4NO3 等
1. 物理性质
绝大多数铵盐是白色 或无色晶体,都易溶于水
农民老王在仓库里放了一袋氮肥——碳酸氢铵。
有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了,就把它拿出去晒,结果发现少了很多,你能解释为什么吗?
铵盐
2. 化学性质:
(1) 不稳定性——受热易分解
NH4Cl == NH3↑ + HCl↑
Δ
NH4HCO3 == NH3↑ + H2O + CO2↑ ,
Δ
(两者遇冷又马上化合成NH4Cl)
(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↑
高温或猛烈撞击
NH4NO3受热爆炸
铵盐保存:
密封包装并放在阴凉通风干燥处
【实验5-7】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。
【现象】
湿润的红色石蕊试纸变蓝
反应中有碱性气体产生
【结论】
△
NH4+ + OH - == NH3↑ + H2O
【原理】
2NaOH+(NH4)2SO4== Na2SO4+2H2O+2NH3↑
NaOH+NH4NO3 == NaNO3+H2O+NH3↑
NaOH+NH4Cl == NaCl+H2O+NH3↑
2. 化学性质:
铵盐
(2) 与碱共热生成氨
Ca(OH)2+2NH4Cl == CaCl2+2H2O+2NH3↑
△
NH4+ + OH - == NH3↑ + H2O
【反应实质】
【应用】
实验中常利用铵盐与碱反应生成氨这一性质
来检验NH4+的存在,以及制取氨气
2. 化学性质:
铵盐能与碱在加热时反应,生成NH3
铵盐
【检验流程】
待测液
(NH4+)
无色气体(NH3)
试纸变蓝
蘸有浓盐酸
的玻璃棒
产生白烟
【NH4+离子检验操作】
取少许样品于试管中,加入NaOH后加热
将湿润的红色石蕊试纸靠近管口(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口)
,则证明样品中含有NH4+
若试纸变蓝(或若产生白烟)
铵盐
3. NH4+的检验:
课堂练习
【课本】P18
3. 只用一种试剂,将NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2SO4、NaCl 4种溶液区分开,这种试剂是( )
A. NaOH溶液
B. AgNO3溶液
C. BaCl2溶液
D. Ba(OH)2溶液
D
NH3的实验室制法
1. 原理
铵盐与碱共热生成氨
Ca(OH)2+2NH4Cl == CaCl2+2H2O+2NH3↑
2. 原料
NH4Cl与熟石灰(Ca(OH)2)
3. 发生装置
向下排空气法
固固加热装置
4. 收集装置
①不能用NH4HCO3(混有较多CO2杂质)
也不能用NH4NO3代替NH4Cl(可能发生爆炸)
②熟石灰(Ca(OH)2)不能用KOH或NaOH代替
在高温条件下NaOH、KOH会腐蚀玻璃试管
【实验注意】
NH3的实验室制法
【思考1】试管口的棉花有什么作用?
用湿润的酚酞试纸或红色石蕊试纸靠近试管口
(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口)
【思考2】如何检验试管中已集满氨气?
(变蓝)
(白烟)
①减少NH3与空气对流,防止收集的氨气不纯;
②抑制氨气逸出,避免污染空气
【思考3】一般实验室制取气体的流程包括哪些?该装置缺少什么?
→尾气处理装置
反应装置
→净化装置(除杂/干燥)
→收集装置
缺少净化装置和尾气处理装置
NH3的实验室制法
5. 干燥装置
用碱石灰干燥氨气——碱石灰(CaO、NaOH)
【注意】
②无水CaCl2不能干燥NH3(两者反应生成CaCl2· 8NH3)
①浓硫酸、P2O5不能干燥NH3
6. 尾气处理装置
用水或硫酸吸收多余的氨气,防止空气污染
并注意防倒吸
NH3的实验室制法
7. 实验室制氨气的其它方法
方法①:
加热浓氨水制氨气
NH3·H2O == NH3↑+H2O
△
方法②:
将浓氨水滴入固体CaO或NaOH中
NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2
②增加溶液中的OH-浓度,有利于NH3的放出
CaO 、NaOH的作用:
①吸水或溶于水后放热,促使氨水分解
NH3的实验室制法
【思考】能否通过直接加热分解NH4Cl固体制取NH3?
NH4Cl分解产生的NH3和HCl,
NH3和HCl在遇冷时会再次化合为NH4Cl,
因此NH4Cl不能用于制取NH3
NH4Cl == NH3↑ + HCl
Δ
NH3 + HCl == NH4Cl
NH3的实验室制法
N2 + 3H2 2NH3
高温高压
催化剂
8. 氨气的工业制法
【导学案】P24
例1 利用点滴板探究氨气的性质实验如图所示,实验时向
固体上滴几滴浓氨水后,立即用烧杯盖住点滴板。下列
对实验现象和解释的描述都正确的是( ) 。
C
选项 实验现象 解释
A 固体表面有气泡 吸收氨,放出水蒸气
B 湿润红色石蕊试纸变蓝 极易溶于水
C 烧杯内有白烟
D 溶液变白色浑浊 氨水与氯化铁反应生成白色的氢氧化铁
课堂练习
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第二级
第三级
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第五级
36
【导学案】P26
例3 某化学兴趣小组用下图装置(部分夹持装置已略去)制取氨气并探究其性质。
课堂练习
(1) 实验室用装置A制备氨气选用的
两种药品为________________(填化学式)。
和
(2) 装置B中的干燥剂可以选用________。
碱石灰
(3) 气体通过C、D装置时,试纸颜色会
发生变化的是D,原因是________________________________________。
氨的水溶液呈碱性,能使红色石蕊试纸变蓝
(4) 当装置中集满时,挤压胶头滴管,滴入 滴浓盐酸,可观察到的现象
是__________。
产生白烟
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第二级
第三级
第四级
第五级
37
【导学案】P26
例3
课堂练习
(5) 用下图装置进行氨气与氧化铜的反应,探究氨气的性质及部分反应产物。
①实验中观察到中黑色粉末变红, 中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体。
则 中发生反应的化学方程式为________________________________,证明氨气具有
________(填“氧化性”或“还原性”)。
②若向中通入标准状况下的氨气,理论上会得到铜的质量为_____ 。
还原性
14.4
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第四级
第五级
38
【导学案】P27 随堂检测
2.下列关于铵盐的叙述正确的是( ) 。
B
①所有铵盐中,氮元素化合价都是 ②所有铵盐都溶于水
③铵态氮肥不宜与草木灰混合使用 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
课堂练习
草木灰,主要成分为K2CO3,溶液显碱性,
与铵盐混用会产生NH3 ,导致氮肥失效
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第三级
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第五级
39
【导学案】P27 随堂检测
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( ) 。
B
A.加水溶解后,再滴入酚酞溶液
B.加入强碱溶液加热后,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
课堂练习
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40
课堂练习
1、下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验,其中能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制备氨气 B.用装置乙除去氨气中的少量水
C.用装置丙收集氨气 D.用装置丁吸收多余的氨气
D
知识巩固
课堂练习
C
课堂练习
1、为了检验某固体物质中是否含有NH4+,你认为下列试纸或试剂中一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸
④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤ C.①③ D.①④⑤
B
2、关于铵盐的叙述:①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铵盐只能跟碱反应,
不能跟酸反应。其中正确的是( )
A.①②③④ B.①③ C.③④ D.①②④
B
课堂练习
3、下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A.N2和H2催化加热制取氨气
B.加热NH4Cl制取氨气
C.向碱石灰固体上滴加浓氨水
D.将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
C
4、铵盐的通性是( )
A、加热时一定有氨生成 B、加热时都产生氨气
C、都是晶体,都溶于水 D、能与酸反应
C
课堂练习
5、检验铵盐的方法是将待测物取出少许放入试管中,然后( )
A、加热,用润湿红色石蕊试纸在管口试之
B、加水溶解,用红色石蕊试纸试其溶液
C、加强碱溶液,加热,滴入酚酞试剂
D、加苛性钠溶液加热,用润湿红色石蕊试纸在管口试之
D
课堂练习
C
6、下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓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
△
课堂练习
7、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
B
知识巩固
课堂练习
8、氨气与灼热的氧化铜反应生成铜、氮气和水。利用如下图所示实验装置可测定氨分子的组成(图中夹持、固定装置均略去)。回答下列问题:
(1)写出氨气与氧化铜反应的化学方程:_________________________。
(2) 在C的玻璃管中观察到的现象是_________________________。
(3) E装置中盛装浓硫酸的目的是____________________________。
2NH3+3CuO = N2+3Cu+3H2O
△
吸收剩余的氨气
粉末由黑色变为红色
Lavf57.71.100
Packed by Bilibili XCoder v2.0.2
Lavf58.20.100
Lavf57.83.100
2.下列离子方程式书写正确的是
A.氯化铵固体和熟石灰混合加热:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加入盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氯化铝溶液中加入过量的氨水:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
$