内容正文:
第五章 第二节 氮及其化合物(二)
氨和铵盐
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制取硝酸的基础,知道铵盐是重要的氮肥。
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。
学习目标
“工业合成氨”
诺贝尔化学奖先后三次垂青——“工业合成氨”
1918年:德国哈伯发明合成氨方法
1931年:德国博施高压法改进合成氨方法
2007年:德国埃特尔发现哈伯法合成氨的机理
一、氨的性质
颜色 状态 气味 密度 溶解性 沸点
无色
气体
刺激性气味
比空气小
极易溶于水(在常温常下,1体积水大约可溶解700体积氨)
较低
易液化
液氨用作制冷剂
液氨汽化时需要吸收大量的热,
使周围温度急剧降低。
1. 氨气的物理性质
在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带玻璃管和胶头滴管(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的酚酞溶液)打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶。观察现象。
【实验5-6】氨溶于水的喷泉实验
实验现象
实验分析
烧杯里的液体经玻璃管喷入烧瓶,形成喷泉,溶液变红色
滴管里的水进入烧瓶,氨几乎全部溶解水中,使烧瓶内气压降低,烧杯里水在大气压作用下被迅速压入烧瓶,
氨水显碱性,导致溶液显红色。
喷泉实验原理:
容器内气体极易溶于水,使容器内压强迅速降低。
容器内外产生较大的压强差,在这种压强差的作用下,
液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
【实验5-6】氨溶于水的喷泉实验
实验时要注意:
①装置气密性要好;
②烧瓶内氨气的纯度要高;
④氨在烧瓶内保存的时间不要太长。
③连接装置要迅速,以防空气进入烧瓶;
【实验5-6】氨溶于水的喷泉实验
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【拓展】可用于做喷泉实验的气体
气体
吸收剂
水或盐酸
水或NaOH溶液
浓NaOH溶液
水
NH3
HCl
SO2、CO2
NO2与O2
NH3+H2O NH3·H2O
NH4 + OH
+
氨溶于水时,会与水结合生成一水合氨,一水合氨中有小部分电离形成
NH4+和OH-
氨水的水溶液(俗称氨水)显弱碱性,
能使酚酞溶液变红,使紫色石蕊溶液变蓝。
一、氨的性质
2. 氨气的化学性质
(1)与水反应
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名称 液氨 氨水 一水合氨
物质类别
粒子种类
分析液氨和氨水的成分:
纯净物
氢化物
混合物
氨的水溶液
NH3·H2O
NH3
H2O
NH4 +
OH—
H+(极少)
NH3
思考
纯净物
一元弱碱
NH3·H2O
实验现象
化学方程式
产生白烟
NH3+HCl NH4Cl
NH3+HNO3 NH4NO3
2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4(不能用浓硫酸干燥NH3)
一、氨的性质
2. 氨气的化学性质
(2)与酸反应
【实验5-6-1】氨与氯化氢反应
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2 2NO2
3NO2+H2O 2HNO3+NO
催化剂
还原性
3
_
一、氨的性质
2. 氨气的化学性质
(3)与氧气反应
氨的用途
制硝酸
制纯碱
制尿素
做致冷剂
制炸药
二、铵盐的性质与铵盐(NH4+)的检验
(1)铵盐:铵根离子(NH4+)与酸根离子形成的化合物,
农业上常用的铵态氮肥,如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐。
1.铵盐及物理性质
(2)物理性质:绝大多数铵盐是白色或无色晶体,都易溶于水。
农民通常不喜欢使用铵盐类氮肥:因为在使用过程中如果温度不合适常跑氨;如果与草木灰等碱性肥料共施肥效会降低。
【问题】针对以上问题,预测铵盐可能具有哪些性质?如何设计实验进行验证。
资料
实验现象
解释分析
对试管底部的氯化铵加热
试管中部内壁上附着白色固体。
NH4Cl受热分解成NH3和HCl,
NH3和HCl迅速化合成NH4Cl,
导致NH3无法逸出。
氯化铵受热分解
注:硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等化肥在使用过程中,如果温度高,
就会出现跑“氨”的情况。
NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
二、铵盐的性质与铵盐(NH4+)的检验
2.铵盐的化学性质
(1)不稳定性
铵盐受热分解的产物
(1)如果组成铵盐的酸是易挥发或易分解的酸,则固体铵盐受热分解时,氨气与酸一起挥发,
冷却时又重新结合成铵盐。如NH4Cl、NH4HCO3等。
(2)如果组成铵盐的酸是难挥发性酸,则固体铵盐受热分解时,只有氨呈气态逸出,
而难挥发性酸残留在容器中,如(NH4)2SO4分解的化学方程式为
(NH4)2SO4 NH3↑+NH4HSO4或 (NH4)2SO4 2NH3↑+H2SO4。
【拓展】
(3)如果组成铵盐的酸是具有强氧化性的酸,则在较低的温度下慢慢分解可得 到NH3和相应的酸,如NH4NO3。由于生成的氨气具有还原性,硝酸具有氧化性,生成的NH3易被HNO3氧化,则反应时的温度不同,形成氮的化合物也不同,如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。
碳酸氢铵、硫酸铵等不能与碱性肥料共用,这是为什么呢?
二、铵盐的性质与铵盐(NH4+)的检验
思考
2.铵盐的化学性质
2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
(2)与碱反应
二、铵盐的性质与铵盐(NH4+)的检验
3.铵盐(NH4+)的检验
如何利用铵盐的性质来检验铵盐呢?
思考
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。
实验现象
实验结论
离子
方程式
产生有刺激性气味的气体,
湿润的红色石蕊试纸变蓝。
加热条件下,铵盐与碱反应有氨气放出。
NH4 + OH NH3↑+H2O
+
【实验5-7】氨盐与强碱反应
铵根离子的检验
二、铵盐的性质与铵盐(NH4+)的检验
固体
液体
取少量样品与碱混合于试管中,加热后用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验,若红色石蕊试纸变蓝,这说明样品中含有 。
取少量液体加入试管中,加入浓碱液,微热,然后用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验,若红色石蕊试纸变蓝,则说明样品中含有 。
取少量样品放入研钵中,加入固体碱进行研磨,若闻到氨的刺激性气味,则说明样品中含有 。
NH4+
NH4+
NH4+
铵根离子的检验
二、铵盐的性质与铵盐(NH4+)的检验
1.下列关于氨的叙述中,错误的是( )
A.氨易液化,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.氨极易溶解于水,因此氨水比较稳定(不容易分解)
D.氨溶于水显弱碱性,因此可使酚酞试剂变为红色
C
【练习】
2.在实验室里,某学习小组设计了下列制取纯净干燥氨的方案,简易、可行的方
案是( )
A.加热氯化铵固体,再通过碱石灰
B.在氮气和氢气的混合气体中加入铁触媒,并加热至500 ℃,再通过碱石灰
C.加热浓氨水,再通过浓硫酸
D.在生石灰中加入浓氨水,再通过碱石灰
D
【练习】
3.为了检验某固体物质中NH4,你认为下列试纸和试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
B
A.①⑤ B. ④⑤ C.①③ D.①④⑤
+
【练习】
4.如图是实验室制取氨气的装置图。请回答:
(1)实验室制取氨气的化学方程式为______________________________________。
(2)如图装置中棉花的作用是_________________________________。
(3)该同学用镊子夹取湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,可观察到:
——————————————————————。
(4)干燥氨气可选用的试剂是________(填序号)。
①碱石灰 ②浓硫酸
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
防止空气对流,使收集的氨气纯净
试纸变蓝,该现象说明氨气溶于水,溶液呈碱性
①
【练习】
氨和铵盐
铵盐
铵盐的性质和检验方法
氨气
物理性质
化学性质
氨气的实验室制法
$