高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第2课时学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物第2课时学案，共15页。学案主要包含了氨气，铵盐，实验室制法等内容，欢迎下载使用。

第2课时　氨和铵盐
核心微网络

新课程标准
1.了解氨气的主要性质及制备；
2．通过实验探究了解铵盐的性质，认识铵盐在农业生产中的应用和对生态环境的影响。
素养新要求
1.能从物质的类别、元素的价态角度，预测氨气、铵盐的性质及转化规律；
2．能设计和评价喷泉实验及发生的可能性，通过实验室制备氨气的实验，全面认识气体制备实验。

学业基础——自学·思记·尝试
一、氨气
1．物理性质

颜色
气味
密度
溶解性
沸点
　　
　　　
气味
　　
空气
　　溶于水（常温下，体积比为　　　）
较低，
易液化
2.氨气易溶于水——喷泉实验——【实验5－6】

实验装置
操作及现象
结论

（1）打开止水夹，并挤压滴管的胶头
（2）烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成　　　，瓶内液体呈　　　
氨　　溶于水，
水溶液呈　　性

状元随笔　在描述喷泉实验操作时，应是挤压胶头滴管的胶头，而不是挤压胶头滴管。



3．化学性质
（1）与水反应
化学方程式：NH3＋H2O⇌NH3·H2O
①NH3·H2O是一元弱碱，电离方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，能使红色石蕊试纸变　　　　。
②NH3·H2O不稳定，易分解，化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）与酸反应

将蘸有浓盐酸的玻璃棒和蘸有浓氨水的玻璃棒相接近，可观察到　　　　，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）催化氧化
反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，其中氨气表现　　　　性。


【学而思】
1.

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，原理是什么？白烟的成分是什么？




2．探索：根据下列信息写出对应的化学反应方程式。
（1）将NH3通过灼热的CuO后，黑色固体变红色，并产生无毒无污染气体。





（2）NO、NO2分别与NH3在催化剂、加热条件下反应生成无毒无污染气体。










二、铵盐
1.


2．NH检验
（1）实验探究——【实验5－7】

现象：__________________________________________________。
结论：铵盐与强碱在加热条件下反应生成　　　　，离子方程式为_____________________________________________________。
应用：①检验铵根离子的存在；②制取氨气。
（2）铵盐的检验方法
①操作：取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸（或蘸有浓盐酸的玻璃棒）放在试管口。
②现象及结论：试纸变蓝色（或冒白烟），说明待测液中含有N或晶体是铵盐。

【学而思】
1.思考：NH4Cl分解可产生NH3，能否用于实验室制备NH3?








2．质疑：为什么碳酸氢铵化肥在太阳下放置其质量会越来越少？







三、实验室制法




状元随笔　氨气不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂干燥，也不能用无水CaCl2（中性干燥剂）干燥，因为发生反应CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3。



[即学即练]
　
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）1 mol·L－1的氨水中，c（NH3·H2O）为1 mol·L－1。（　　）
（2）浓氨水与所有酸反应过程均可产生白烟。（　　）
（3）NH3可以用水作喷泉实验，说明NH3易溶于水。（　　）
（4）任何铵盐受热均生成NH3。（　　）
（5）实验室可以用NH4Cl和NaOH加热制取NH3。（　　）
2．关于氨的下列叙述中，错误的是（　　）
A．氨易液化，因此可用来作制冷剂
B．氨易溶于水，因此可用来作喷泉实验
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，因此可使酚酞试剂变为红色
3．（双选）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不能用作氨气发生装置
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
4．关于铵盐的叙述中不正确的是（　　）
A．都是晶体
B．都易溶于水
C．铵盐都能与碱反应，也可能与酸反应
D．所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价
5．[2022·宣城高一检测]如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法正确的是（　　）

A．两个实验均说明了NH3是碱性气体
B．两个实验均表现了NH3易挥发
C．两个实验均表现了NH3易溶于水
D．两个实验均表现了NH3是还原性气体
6．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，关于如图所示三个“封管实验”（夹持装置未画出）的说法正确的是（　　）

A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应

　核心素养——合作·探究·分享

目标1喷泉实验
例1. 喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是（　　）

A．HCl和H2O
B．O2和H2O
C．NH3和H2O
D．CO2和NaOH溶液



状元随笔　常见能形成喷泉的物质组合

气体
吸收剂
NH3
水或盐酸
HCl
水或氢氧化钠溶液
SO2、CO2
浓氢氧化钠溶液
NO2与O2
水
[提升1]　喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。

（1）实验室制取氨气的化学方程式_____________________________________________。
①用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作是　　　　　　　　　　　　。该实验的原理是________________________________________________________________________。
②如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法_________________
________________________________________________________________________。
（2）利用图3装置，在锥形瓶中分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是　　　　。
A．Cu与稀盐酸
B．NaHCO3溶液与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸
D．NH4HCO3与稀盐酸
（3）从产生喷泉的原理分析，图1、2是　　　　上部烧瓶内的压强。图3是　　　　下部锥形瓶内气体的压强（均填“增大”或“减小”）。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图　　　　原理相似。



状元随笔　1.引发喷泉的实验操作
打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头。
2．实验成功的关键
（1）装置的气密性良好；
（2）烧瓶要干燥；
（3）烧瓶充满气体。


关键能力
1.喷泉实验原理
当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。
2．使容器内外产生较大压强差的两种方法
（1）减小内压法：如图Ⅰ所示。
烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→外部液体迅速进入形成喷泉。
（2）增大外压法：如图Ⅱ所示。
锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→容器内压强增大→锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉。




状元随笔　不希望发生的类喷泉——倒吸
如实验室中用下列方法制备、收集O2，实验结束时，先将导气管从水中取出，再熄灭酒精灯，就不会发生水的倒吸。这就是一种被制止了的“喷泉”。




目标2氨气的实验室制法
例2. 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（　　）

A．①② B．③④
C．①③ D．②④
[提升2]　为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三套实验装置：

（1）写出实验室制氨气的化学方程式：______________________________________。
（2）实验装置和所用样品都正确的是　　　　（填“甲”“乙”或“丙”）。
（3）检验试管里是否收集满氨气的方法是________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）上述装置中肯定收集不到氨气的是　　　　（填“甲”“乙”或“丙”），其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　（用化学方程式表示）。
（5）尾气处理时，下列装置不可以用于处理氨气的是　　　　（填标号）。

（6）氨的催化氧化是工业制硝酸的基础反应，写出该反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　。
状元随笔　验满方法
（1）方法一：用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。
（2）方法二：用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。




关键能力
1.制取氨气的净化和尾气处理装置
（1）净化装置：通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。

（2）尾气处理：多余的氨气要吸收掉（可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球）以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸，常采用的装置有：

2．快速制取氨气的方法

方法
化学方程式（或原理）
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O
注：①NH3·H2O不稳定，受热易分解，②加热温度不宜过高

浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出

浓氨水＋固体CaO
NH3·H2O＋CaO===
NH3↑＋Ca（OH）2
CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3的放出；③增大溶液中OH－的浓度，减少NH3的溶解



状元随笔　实验室制取氨气时反应物的选择：
（1）可用（NH4）2SO4代替NH4Cl，但不能用 NH4NO3、（NH4）2CO3或NH4HCO3。
（2）不能用NaOH或KOH代替Ca（OH）2，因为它们易吸湿结块，不利于NH3的逸出，另外NaOH易腐蚀试管。

　学考评价——夯实·测控·演练

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、N物质的量之和为1 mol

2．如图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（　　）
A．CO2（浓NaOH溶液）/无色喷泉
B．NH3（H2O含酚酞）/红色喷泉
C．SO2（浓NaOH溶液）/红色喷泉
D．HCl（AgNO3溶液）/白色喷泉
3．能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四种溶液（可以加热）的一种试剂是（　　）
A．BaCl2溶液 B．Ba（NO3）2溶液
C．Ba（OH）2溶液 D．AgNO3溶液
4．为检验某种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊；②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是 （　　）
A．NH4HCO3 B．NH4Cl
C．（NH4）2CO3 D．NH4NO3
5．回答下列问题：
（1）现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）请设计简单的实验鉴别NH4Cl和NaCl两瓶溶液。铵盐检验的一般方法是什么？



（3）干燥氨气可以选用的干燥剂是　　　　。
a．浓H2SO4　b．P2O5　c．CaCl2　d．NaOH
e．CuSO4　f．碱石灰　g．CaO
（4）为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟？蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟？



6．某同学在实验室中利用下列装置制备NH3：

（1）如果选用A装置作为氨气的发生装置，则反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）选择图中的装置，欲收集一瓶干燥的氨气，装置的使用顺序为A→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　（按气流方向，用大写字母表示）。


练后感悟



铵盐的检验方法
1．固体

2.液体

第2课时　氨和铵盐
学业基础
一、
1．无色　刺激性　小于　极易　1∶700
2．喷泉　红色　极易　碱
3．(1)NH3·H2O⇌N＋OH－　蓝
NH3·H2ONH3↑＋H2O
(2)白烟　NH3＋HCl===NH4Cl
(3)4NH3＋5O24NO＋6H2O　还原
【学而思】
1．提示：若氯气管道漏气，发生反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl、NH3＋HCl===NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl。
2．(1)提示：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。
(2)提示：8NH3＋6NO27N2＋12H2O、
4NH3＋6NO5N2＋6H2O。

二、
1．N　易溶　白　NH4ClNH3↑＋HCl↑　NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
NaOH＋NH4NO3NaNO3＋NH3↑＋H2O
2．(1)试管中有气泡产生，试纸变蓝　氨气
N＋OH－NH3↑＋H2O
【学而思】
1．提示：不能，NH4Cl受热分解产生NH3和HCl，当温度降低时，NH3与HCl又可化合生成NH4Cl。
2．提示：铵盐受热易分解，在太阳光照射下，碳酸氢铵受热分解生成CO2、NH3和H2O。

三、
Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O　向下　蓝
[即学即练]
1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
2．答案：C
3．答案：AC
4．解析：NH4NO3中N元素化合价分别为－3价和＋5价。
答案：D
5．答案：A
6．解析：加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的NH3与HCl遇冷重新反应生成氯化铵，A项正确。加热时氨气逸出，②中溶液加热时为无色，冷却后氨气溶解，溶液又变为红色，B项错误。SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，受热，品红溶液恢复原色，所以加热时，③中溶液变红，冷却后又变为无色，C项错误。可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却条件下进行，不是可逆反应，D项错误。
答案：A
核心素养
[例1]　解析：若能形成喷泉，则烧瓶中的气体必须在液体中易溶或与液体反应，使烧瓶中压强减小。O2在H2O中不易溶，也不发生反应，不可能形成喷泉。
答案：B
[提升1]　解析：(1)图1引发喷泉，只需打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头即可，图2则需先打开止水夹，再用热毛巾捂住圆底烧瓶，发现有气泡冒出后，移去热毛巾即可。(2)能在锥形瓶内反应产生气体，压强大于圆底烧瓶内压强方可，故应选NH4HCO3和稀盐酸，其他要么不反应，要么反应不生成气体或产生气体很少。(3)图1、2是上部压强减小导致喷泉，图3是下部压强增大导致喷泉，人造喷泉及火山爆发均与图3原理相似。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　①打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头　NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内的水进入圆底烧瓶，形成喷泉　②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
(2)D　(3)减小　增大　3
[例2]　解析：实验室制取氨气的方法有：铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca(OH)2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应向下倾斜，③错误；向CaO固体中滴加浓氨水，CaO与水反应使溶液中c(OH－)增大，消耗了水，并且放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气；加热浓氨水，加快氨气挥发。①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。
答案：C
[提升2]　解析：(1)氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4Cl2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。(2)甲中没有干燥装置，得到的氨气中含有水蒸气；乙中浓硫酸能够与氨气发生反应；丙中碱石灰与氨气不反应，能够干燥氨气。(3)氨气与水反应生成一水合氨，一水合氨可部分电离出OH－，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故可将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验氨气是否已收集满；氨气和氯化氢或硝酸反应可产生白烟，所以可用玻璃棒蘸取浓盐酸或浓硝酸放在试管口，若产生白烟，可证明氨气已经收集满。(4)氨气为碱性气体，可与浓硫酸反应，反应的化学方程式为2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(氨过量)或NH3＋H2SO4===NH4HSO4(氨少量)，故乙装置肯定收集不到氨气。(5)由于氨气极易溶于水，所以处理氨气时应防止倒吸，A中的漏斗、D中的球形干燥管可防止倒吸，B中氨气没有与水直接接触，可防止倒吸，而C可引起倒吸。(6)氨催化氧化可生成一氧化氮和水，该反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。
答案：(1)Ca(OH)2＋2NH4Cl2NH3↑＋CaCl2＋2H2O　(2)丙　(3)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则证明氨气已收集满[或用玻璃棒蘸取浓盐酸(或浓硝酸)放在试管口，若产生白烟，则证明氨气已收集满]　(4)乙　2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(或NH3＋H2SO4===NH4HSO4)　(5)C　(6)4NH3＋5O24NO＋6H2O
学考评价
1．解析：溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外，物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、N、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物。
答案：D
2．解析：气体与液体易发生反应或易溶即可形成喷泉。CO2→NaOH溶液反应，无色喷泉；NH3→H2O(酚酞)，易溶显红色，形成喷泉；SO2→NaOH溶液反应，无色喷泉；HCl→AgNO3溶液反应，生成白色沉淀，形成喷泉。
答案：C
3．解析：Ba(OH)2溶液和Na2SO4溶液混合有白色沉淀生成；Ba(OH)2溶液和NH4NO3溶液混合加热产生有刺激性气味的气体；Ba(OH)2溶液和KCl溶液混合无明显现象；Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合加热既有白色沉淀生成，又产生刺激性气味的气体。
答案：C
4．解析：气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明该气体是氨气，即该氮肥中含有N。另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是CO2或SO2。取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量氯化钡溶液，没有明显变化，这说明该氮肥中没有S和C，因此该氮肥应该是碳酸氢铵。
答案：A
5．答案：(1)先加热后冷却
(2)分别取适量两试剂于两个试管中，均加入适量氢氧化钠溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的是NH4Cl
铵盐检验的一般方法是将待测物与强碱反应并加热，检验是否有氨气产生
(3)dfg　
(4)浓氨水和浓盐酸均有挥发性，挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇，化合生成NH4Cl固体小颗粒，即为白烟。浓硫酸没有挥发性，故不能形成白烟。
6．解析：(1)实验室加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物来制取氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(2)制取的氨气中混有水蒸气，需干燥除去，故发生装置后连接装置C，氨气极易溶于水，密度比空气小，可采用向下排空气法收集，收集装置选择装置D，为防止水蒸气混入，在集气瓶后连接干燥装置C，装置F进行尾气处理，故装置连接顺序为CDCF。
答案：(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)C　D　C　F