内容正文:
第2课时 氨 铵盐
【课程标准】
1.能列举、描述、辨识氨和铵盐重要的物理和化学性质及实验现象。
2.能用化学方程式、离子方程式正确表示氨和铵盐的主要化学性质。
3.能从物质类别和元素价态变化的视角说明氨的转化路径和转化反应。
【素养目标】
1.通过对氨和铵盐的学习,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决生产生活中与氨和铵盐有关的实际问题。(宏观辨识与微观探析)
2.通过氨和铵盐的性质实验探究,认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。(科学探究与创新意识)
学习任务一 氨
任务驱动:
打开装有碳酸氢铵的化肥袋或在炎热的夏季到一些卫生条件很差的公共厕所,常会闻到一股刺激性气味的气体,甚至让人睁不开眼,这是什么气体呢?它有哪些性质呢?
1.NH3的物理性质
课前自主学习
【想一想】实验室收集氨气可以用什么方法收集?为什么?
提示:实验室收集氨气只能用向下排空气法收集,因为氨气的密度比空气小且氨气极易溶于水。
2.化学性质
【想一想】
1.NH3遇H2SO4会产生白烟吗?为什么?
提示:NH3遇H2SO4无白烟产生,原因是H2SO4不易挥发。
2.NH3溶于水能导电, NH3是电解质吗?
提示:NH3溶于水能导电,是因为氨气与水反应生成电解质NH3·H2O,NH3本身是非电解质。
3.氨水的性质
学习任务二 铵盐的性质
任务驱动:
碳酸氢铵要在早晚施用,铵盐不能与草木灰混合使用,为什么?
1.化学氮肥
2.铵盐
(1)铵盐都___溶于水
(2)受热分解:
①NH4Cl受热分解的化学方程式:
______________________
②NH4HCO3受热分解的化学方程式:______________________________
(3)与碱反应:NH4Cl与NaOH溶液反应的离子方程式:
常温:_____________________
加热:_______________________
易
NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑
N+OH-===NH3·H2O
N+OH- NH3↑+H2O
【判一判】判断下列说法是否正确。
(1)可用直接加热NH4Cl固体的方法制NH3。 ( )
(2)铵盐均易溶于水。 ( )
(3)实验室常用排水法收集纯净的NH3。 ( )
(4)检验氨气可以用干燥的红色石蕊试纸。 ( )
(5)NH3可用浓硫酸进行干燥。 ( )
×
√
×
×
×
探究任务一 喷泉实验
实验情境
课堂合作探究
实验 实验现象 结论
__________________________________
__________________________ ________________
_____________
烧杯中的溶液由玻璃管进入圆底烧瓶,
形成喷泉,烧瓶内液体呈红色
氨气极易溶于水,
水溶液呈碱性
问题探究
1.引发上述实验的操作方法是什么?
提示:打开止水夹,挤压胶头滴管。
2.烧瓶内为什么会形成喷泉?一般什么样的气体可做喷泉实验?
提示:打开止水夹并挤压胶头滴管的胶头,使水进入圆底烧瓶,氨气极易溶于水,导致烧瓶中的气体压强迅速减小,外界大气压将烧杯中的水沿着玻璃管压入烧瓶,形成喷泉。可以形成喷泉的是(1)NH3、HCl、SO2等与水能形成喷泉。这些气体的特点是(极)易溶于水,溶于水后形成的气压差明显,从而形成喷泉。(2)酸性气体与NaOH溶液也能形成喷泉,如CO2、SO2等,因为这些气体在碱溶液中发生反应从而使烧瓶内压强迅速减小。
名称 成分(化学式) 类别
氨气 NH3 非电解质
液氨 NH3(氨气的
液体状态) 非电解质
一水合氨 NH3·H2O 弱电解质
氨水 NH3、H2O、NH3·H2O、N、OH-、H+(少量) 混合物
实验操作 实验现象 结论
①___________________;
②_____________________ _______________________________
____________________________
①___________________;
②_________________;
③_________________ _______________________________
___________________
_________________________ ___________________________
_________
试管中固体逐渐消失
试管口有白色固体生成
氯化铵固体受热易分解,生成的NH3
和HCl在试管口反应生成NH4Cl
试管中固体逐渐消失
试管口有水珠生成
澄清石灰水变浑浊
碳酸氢铵固体受热易分解,生成H2O
和CO2,同时生成NH3
湿润的红色石蕊试纸变蓝色
氯化铵固体与NaOH溶液反应
产生NH3
学习任务三 氨的实验室制法
任务驱动:
不论是氟化物制冷剂还是氯化物制冷剂都会消耗臭氧,而氨作为一种制冷剂,其使用与过去几年相比一直在逐渐增强,因为它的使用对臭氧没有破坏作用。如今大量的氨类产品被使用。你知道实验室中是如何制取氨气的吗?
氨气的实验室制法
【想一想】如何检验氨气是否集满?
提示:①用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,证明已集满;
②用玻璃棒一端蘸取浓盐酸靠近试管口,若产生白烟,证明已集满。
3. 若用如图所示装置进行NH3的喷泉实验,如何操作可形成喷泉?
提示:打开止水夹后,用热毛巾捂住圆底烧瓶底部(或在烧瓶底部淋一些热水;用冰袋包住烧瓶底部;在烧瓶底部淋少量酒精等)。
4.氨气的水溶液叫氨水,分析氨水的成分,氨水和液氨是不是同一种物质?
提示:因为NH3+H2ONH3·H2O, NH3·H2ON +OH-,氨气和水的反应是可逆反应,NH3·H2O的电离也是可逆的,所以氨水的成分为三分子:NH3、H2O、NH3·H2O;三离子:N 、OH-、H+;液氨就是液态氨气,成分即氨分子,所以氨水是混合物,液氨是纯净物,不是同一种物质。
探究总结
1.喷泉实验的基本原理及装置
(1)原理:气体在液体中溶解度很大,由于气体的迅速溶解,在短时间内产生足够大的压强差,则打开止水夹后,大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中,在尖嘴导管口形成喷泉。
(2)装置
2.实验成功的关键
(1)装置的气密性良好。
(2)烧瓶和气体必须是干燥的。
(3)氨气充满整个烧瓶(无其他混杂气体)。
3.两类常见喷泉的形成实验
(1)极易溶于水的气体或易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。
(2)酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH溶液也能形成喷泉。
【拓展提升】1.氨气、液氨、一水合氨、氨水的区别:
2.检验氨气的两种方法:
(1)氨气是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的唯一气体。
(2)氨气遇HCl气体或HNO3气体,产生白烟。
探究训练
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.氨易溶解于水,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
【解析】选C。氨易液化,常用作制冷剂,A项正确;极易溶于水的气体(如NH3、HCl等)可做喷泉实验,B项正确;氨水不稳定,受热发生分解反应(NH3·H2ONH3↑+H2O),放出氨气,C项错误;氨水显弱碱性,可使酚酞试剂显红色,D项正确。
【补偿训练】
1.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2,进行喷泉实验,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为 ( )
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能确定
【解析】选C。设烧瓶的容积为V L,V L NH3全部溶于水,形成溶液的体积为V L,
V L的NO2完全反应后,生成了V L的NO气体,形成的溶液的体积为V L,从氮原子守恒角度分析,也有V L的NO2转化生成溶质HNO3。所以两溶液的物质的量浓度相等。
探究任务二 铵盐的性质
实验情境
3.如何证明某种溶液中含有N?
提示:取少量溶液放入试管中,加入少量NaOH溶液,加热试管,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝色,证明溶液中含有N。
问题探究
1.氯化铵受热分解生成气体,该气体遇冷又能重新生成固体氯化铵,该过程与碘的升华本质一样吗?
提示:不一样。碘的升华是物理变化,而NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,冷却后NH3和HCl又生成NH4Cl的变化都是化学变化,二者的本质不同。
2.铵态氮肥为什么不能与碱性物质混合使用?
提示:铵盐能与碱性物质反应生成氨气逸出,从而降低肥效。
探究总结
1.铵盐与碱反应离子方程式书写的三种情况
(1)常温、浓溶液:N+OH-===NH3↑+H2O。
(2)常温、稀溶液:N+OH-===NH3·H2O。
(3)稀溶液、加热:N+OH-NH3↑+H2O。
2.N的检验
【拓展延伸】
1.铵盐分解的规律:
(1)若组成铵盐的酸根离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时,加热生成挥发性酸的气体和氨气,冷却时又重新生成铵盐。
(2)若组成铵盐的酸根离子对应的酸是难挥发性酸,加热时只有氨气逸出。酸或酸式盐仍残留在容器中。
(3)若组成铵盐的酸根离子对应的酸是氧化性的酸,加热时则发生复杂的氧化还原反应,无氨气逸出。
2.铵态氮肥的存放和使用:
由于铵盐受热容易分解,在贮存铵态氮肥时,应密封包装并放于阴凉通风处;施肥时应注意埋在土下并及时浇水以保证肥效;同时铵态氮肥不能与碱性肥料如草木灰等混用。
【补偿训练】
1.一种盐X和烧碱混合加热,可放出无色气体Y,Y经一系列氧化再溶于水可得Z溶液,Y和Z溶液又可生成X盐,则盐X为 ( )
A.(NH4)2SO4 B.NH4NO3
C.NH4Cl D.NH4HCO3
【解析】选B。铵盐与碱共热反应生成NH3,NH3氧化生成NO,NO继续氧化生成NO2,NO2溶于水生成HNO3,NH3与HNO3反应生成NH4NO3。
2.A是一种白色晶体,受热分解生成B、C两种无色气体,C的水溶液与硝酸银溶液反应生成白色沉淀,A与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B。若在圆底烧瓶中分别收集干燥的气体B、C,然后将收集满气体的烧瓶按如图所示装置组装,挤压滴管的胶头时,可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。请填写下列空白:
(1)A的化学式是 ;
(2)B与C两气体相遇时,可观察到的现象是 ;
(3)写出A与浓NaOH溶液共热时,发生反应的离子方程式 ;
(4)写出工业上生成B的化学方程式 。
【解析】由题意“A与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B”,且B能使石蕊试液变蓝,故可知B为NH3,C能形成红色喷泉,则C为HCl气体,从而推知A为NH4Cl。
答案:(1)NH4Cl (2)有大量的白烟生成
(3)N+OH-NH3↑+H2O
(4)N2+3H22NH3
探究任务三 氨气的实验室制法
实验情境
如图为实验室制取氨气的装置图:
问题探究
1.(1)用该装置还可以制备哪些气体?
提示:氨气的发生装置还可以用来制备O2等气体。
(2)实验室中也可用加热浓氨水的方法来制备氨气,是否可以使用上述发生装置?
提示:不能使用,应该选用“液气”的发生装置,如、等。
2.氨气中含有水蒸气,可以用浓硫酸干燥吗?如何干燥氨气?
提示:不能。浓硫酸能与氨气反应,生成铵盐,应用碱石灰、生石灰或氢氧化钠固体干燥氨气。
3.下列装置中适宜做氨气的尾气吸收的有哪些?(已知氨气难溶于有机溶剂CCl4)
提示:A、D装置中倒置的漏斗和干燥管均有较大的容积,可防止倒吸;B中NH3不溶于CCl4,也可防止倒吸;C中NH3直接通入水中,由于NH3极易溶于水,所以易引起倒吸。可以选择A、B、D装置来吸收氨气。
4.怎样检验NH4Cl中的N?用离子方程式表示原理。
提示:可以将其与NaOH溶液共热,看是否能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。N+OH-NH3↑+H2O。
探究总结
氨气的实验室制法
(1)固-固加热法
(2)两种快速制取氨气的方法
a.加热浓氨水法
在试管中加入2~4 mL的浓氨水,加热即可产生氨气。如图所示
b.将浓氨水滴加到固体强碱或生石灰上制取氨气
实验装置
反应原理
①减少溶剂:NaOH固体吸水(或CaO与水反应),减少溶剂,促使NH3放出
②提供热源:NaOH溶于水放热(或CaO与水反应放热),促使氨水分解出NH3
【补偿训练】
某同学用下图所示装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。回答下列问题:
(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为 ;
若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是 (填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是 。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂可能是 ,分液漏斗中装的试剂可能是 ,收集装置应选择
(填装置序号)。
【解析】(1)装置①适用于固—固加热制取气体,实验室制取NH3的试剂是NH4Cl和Ca(OH)2。若测定NH3的体积,必须用排液体法,而NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的液体不能与NH3反应,也不溶解NH3才行。(2)装置②是固—液反应、不需加热的装置,制取NH3时,可用浓氨水和CaO(或NaOH固体或碱石灰)反应。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O ③⑦ 氨难溶于该试剂,该试剂不易挥发,且该试剂不与氨反应 (2)CaO(或NaOH固体或碱石灰) 浓氨水 ⑥
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