内容正文:
年 级:高一 学 科:化学(人教版)
主讲人:lrp 学 校:四川省华蓥中学
课时 5.2.2 氨和铵盐
第五章 化学生产中的重要非金属元素
1
【学习目标】
1.通过实验探究、讨论交流,从氨、铵盐的类别及氮元素价态的角度,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取硝酸的基础,知道铵盐是重要的氮肥。
2.通过对铵盐性质的学习,了解氨的实验室制取原理、装置、收集、检验等,知道铵盐(NH)的检验方法,培养学以致用的理念。
重点:氨气的性质和制法,铵根离子的检验。
难点:氨气的性质和制法,铵根离子的检验。
教学模型:实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
2
氨气的性质
1
知识导航
铵盐
2
氨气的制法
3
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
新课导入
合成氨是人类伟大的发明
思考:你了解氨气吗?通过视频你能总结一下氨气的制法和用途吗?氨气有什么性质呢?
情境导入
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
请同学们分组讨论工业制的氨气为什么可以保存在液化罐里,液氨泄漏有何现象?液氨泄漏的处理?
泄漏处,白茫茫的一片,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,寒气逼人。消防队员用水枪对现场进行稀释,吸收空气中的氨气。
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
【学习新知】
一、氨1、氨的物理性质氨的物理性质
颜色 气味 密度 溶解性 沸点
氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨作为制冷剂,是利用了氨气 ,且液氨变为气体时会 。缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。
无色
刺激性气味
0.771 g/L,比空气的密度小
极易溶于水,1体积水能溶解700体积NH3
-33.5 ℃易液化(做制冷剂)
易液化变为液体
吸收大量的热
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
实验探究:【实验5-6】:在干燥的圆底烧瓶中充满氨气,用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口,倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水(含酚酞)的烧杯中,轻轻挤压滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,装置如图。观察有何现象?可得出什么结论?
①打开止水夹,挤压滴管的胶头,烧杯中的溶液 ,烧瓶内液体呈 色。②结论:上述实验说明氨 ,其水溶液呈 性。③引发喷泉的实验操作是 ,
,氨几乎全部溶于水中,使烧瓶内 ,烧瓶内外形成 ;大气压将水压入烧瓶,形成喷泉;④实验成功的关键是装置气密性良好;圆底烧瓶要干燥;装置内气体的纯度要高。
由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉
红
极易溶于水
碱
打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,滴管里少量的水进入烧瓶
压强急剧减小
较大压强差
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
如图5-11所示,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。
NH3+H2O
NH3·H2O
+OH-
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
【例1】解释原因
挤压胶头滴管,滴管里少量的水进入烧瓶,氨几乎全部溶于水中,使烧瓶内压强急剧减小,烧瓶内外形成较大压强差;大气压将水压入烧瓶,形成喷泉;由于NH3溶于水的溶液呈碱性,导致酚酞溶液显红色。
1. 烧瓶内为什么会形成喷泉?溶液为什么变成红色?
2. 某同学做该实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,可并未产生喷泉,试分析实验失败可能的原因是什么?
①装置气密性不好
3. 若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶?
能,但不能充满烧瓶。
②收集的NH3纯度较低
③烧瓶不干燥等
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
4. 含水的胶头滴管在实验中的作用?
吸收氨气,使瓶内压强减小,引发水上喷。
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
常见形成喷泉实验的气体与试剂
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
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
常用喷泉实验装置
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
2、氨的化学性质(1)氨分子的结构:氨的电子式: ,结构式: ,氨的结构为 ,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底。
(2)氨溶于水并与水反应反应:氨溶于水并与水反应反应: 。因此,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 。
三角锥形
NH3+H2O
NH3·H2O
+OH-
变蓝
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
(3)液氨与氨水的有何区别:
液氨 氨水
物质成分
粒子种类
主要性质
纯净物(非电解质)
混合物(NH3·H2O为弱电解质)
NH3分子
NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+
不具有碱性
具有碱的通性
【小结】①NH3是中学化学中唯一的 气体,能使 变蓝,可在推断题中作为解题突破口。②氨水呈碱性,NH3·H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。
碱性
湿润的红色石蕊试纸
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
(4)氨的化学性质①与酸反应
图5-12,将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近,观察现象,分析原因是什么?观察到的现象是有 产生。因为浓氨水挥发产生的氨与浓盐酸挥发产生的氯化氢在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒。反应原理: 。氨与酸反应的实质是 。浓硝酸、浓盐酸等 遇氨会产生白烟,利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。硫酸、磷酸等 虽能与氨反应生成铵盐,但不会产生白烟。氨易跟酸反应生成盐,故不能用 干燥氨。
大量白烟
NH3与H+结合形成NH4+
挥发性酸
难挥发性酸
浓硫酸
NH3·H2O == NH3↑+H2O,NH3+HCl = NH4Cl
△
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
②氨易跟某些盐反应:如AlCl3+3NH3·H2O = 。③还原性 NH3分子中氮元素的化合价为 价,在化学反应中氮元素化合价可能的变化 ,因此氨具有 。NH3能与O2、CuO、Cl2等的反应。氨与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式: 。氧化剂为 ,还原剂为 。氨在纯氧中燃烧: 。生产氯气的化工厂常用浓氨水来检测生产设备和管道是否漏气,如有白烟产生,则说明已发生漏气。化学方程式为: ;
。
Al(OH)3↓+3NH4Cl
-3
只能升高,不能降低
还原性
4NH3+5O2 4NO+6H2O
催化剂
O2
NH3
4NH3+3O2 == 2N2+6H2O
点燃
2NH3+3Cl2 = N2+6HCl、
总反应为:8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl
NH3+HCl = NH4Cl
NH3与NOX反应:
4NH3+6NO = 5N2+6H2O ; 8NH3+6NO2 = 7N2+12H2O
(氨气少量)
(氨气足量)
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
(5)氨气的用途
①有机合成工业原料
②致冷剂
③制备铵盐(如硝酸铵、碳酸氢铵、硫酸铵等)
④吸收硫酸生产中的二氧化硫
⑤制备硝酸
⑥消除二氧化氮的污染
⑦制备纯碱
⑧用稀氨水治疗蚊虫叮咬
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
二、铵盐1、铵盐的性质农业上常用的铵态氮肥,如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐,它们都是 的白色晶体。(1)与碱反应:向盛有少量NH4CI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,观察有何现象?①实验现象:红色石蕊试纸变蓝,说明反应中有 气体产生。②反应的化学方程式 、
、
。
易溶于水
碱性
NH4Cl+NaOH == NH3↑+H2O+NaCl
△
NH4NO3+NaOH == NaNO3+H2O+NH3↑
△
△
2NaOH+(NH4)2SO4 == Na2SO4+2H2O+2NH3↑
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
③离子反应方程式均为: ,因此,在实验室中,常利用 反应产生氨这一性质来检验铵根离子:NH4++OH-==NH3↑+H2O(用 检验氨气)。④也可取少许样品于试管中,放入碱后加热,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有 产生,则证明样品中含有NH4+。(1)不稳定性:加热少量氯化铵固体,观察到的现象是氯化铵白色固体消失,在试管上方重新凝成白色固体。反应的化学方程式: ,
。通常铵盐加热分解成 ,但并不是所有的铵盐受热分解都生成氨气。
NH3↑
+
H2O
+
NH4+
OH-
铵盐与强碱加热
△
用湿润的红色石蕊试纸
白烟
NH4Cl == NH3↑+HCl↑
△
NH3+HCl == NH4Cl
氨气和对应的酸
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
2、氨的实验室制法(1)实验室制氨气
制备装置
制备原理
净化装置 装有 的干燥管(NH3具有碱性,不与碱石灰反应)
不能用 或者 干燥氨气(NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收)。
2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
碱石灰
浓硫酸
无水氯化钙
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
收集装置 用 收集氨气, 不能用 收集。
验满方法 ①将湿润的 置于试管口,试纸变 (氨水显碱性)
②将蘸有 的玻璃棒置于试管口,有 产生。
尾气处理
向下排空气法
排水法
蓝色
浓盐酸
红色石蕊试纸
白烟
若为干燥的棉花减少NH3与空气的对流;试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球(NH3极易溶于水,与酸反应)
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
实验说明:①实验中棉花的作用是防止NH3与空气对流,提高NH3的纯度和收集速度,浸湿后可吸收多余的NH3防止污染空气。
②实验室一般用氯化铵或硫酸铵与Ca(OH)2反应制取氨, 消石灰不能用KOH或NaOH代替,原因是:NaOH、KOH易吸水、易结块,不利于生成的NH3逸出,而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管。③通常用 干燥氨气,装置如图所示, 不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
碱石灰
④多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气。在尾气吸收时要防止倒吸,常采用的装置有:
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
(2)氨气的快速制取
①加热浓氨水制氨,利用 。其装置如图甲所示。②浓氨水与生石灰:利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热,促使NH3·H2O分解,使NH3逸出。化学方程式: 。其装置如图乙所示。③浓氨水和固体NaOH:利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质,使NH3逸出。
NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2
【课后练习】
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
[补充].氨的工业制法
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
课堂小结
氨和铵盐
氨气的性质
铵盐
氨气的制法
氨的物理性质
氨气喷泉实验
铵盐的概念
物理性质
氨气的实验室制法
氨的工业制法
氨气的化学性质
常见铵盐
氨气的用途
铵盐的化学性质
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
【例1】实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是:( )
A.①是氨气发生装置 B.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
C
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
【例2】只用一种试剂,就可区别NH4Cl 、 (NH4)2SO4 、KCl 、Na2SO4 、 AlCl3 五种 无色溶液,这种试剂是( )
A、NaOH溶液 B、AgNO3溶液
C、BaCl2溶液 D、Ba(OH)2溶液
D
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
【例3】如图所示:烧瓶中充满干燥气体a,将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻震荡烧瓶,然后打开弹簧夹,烧杯中的液体呈喷泉状喷出,则a、b不可能是( )
A.a为HCl气体,b为H2O
B. a为CO2气体,b为浓NaOH溶液
C. a为Cl2气体,b为饱和NaCl溶液
D. a为Cl2气体,b为浓NaOH溶液
C
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
【例4】下列关于氨气的叙述中,正确是___________。
①氨溶于水所得溶液中,除了水分子外,数目最多的微粒是 NH3·H2O
②用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近HCl、H2SO4时,均有白烟
③氨气能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
④NH3通入MgCl2溶液中,产生白色沉淀
⑤侯氏制碱法里,先通CO2,再通NH3
⑥往溶液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,则原溶液一定有Al3+
⑦氨的催化氧化是一种特殊的固氮方式
① ④
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
1.关于氨的下列叙述中,错误的是( )
A.氨易液化,液氨常用来作制冷剂
B.氨气易溶于水,可用来做喷泉实验
C.实验室常用向下排空气法收集氨气
D.氨气溶于水能导电,氨气是电解质
D
2.下列现象中不能用于检验NH3泄漏的是 ( )
A.气体遇浓盐酸产生白烟
B.气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C.气体通入酚酞溶液中,溶液变红
D.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
B
课堂练习
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
3. 下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉的是( )
B
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶,然后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
4.下列有关氨气的制取、收集并验证其部分性质的装置和原理不能 达到实验目的的是( )
A.用甲装置制取少量氨气 B.用乙装置收集氨气
C.用丙装置验证氨气溶于水呈碱性 D.用丁装置验证氨气极易溶于水
C
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第五章 化学生产中的重要非金属元素
Lavf58.20.100
$