新教材2023_2024学年高中化学第3章物质的性质与转化第3节第2课时氨与铵盐课件鲁科版必修第一册

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第3章　物质的性质与转化第3节　第2课时　氨与铵盐素 养 目 标1.通过对固氮反应的分析、氨气的转化与生成的实验探究以及浓硝酸性质的学习,认识氨气、铵盐的物理性质和化学性质以及典型的实验现象,能书写主要反应的化学方程式,知道它们的主要应用,建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法,建立变化观念与平衡思想。2.通过对氨气的转化与生成的实验探究以及 的检验方法,培养科学探究与创新意识。基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升目 录 索 引 学以致用·随堂检测全达标基础落实·必备知识全过关一、氨1.物理性质刺激性 极易 小 2.化学性质(1)氨与水反应。①氨溶于水时,大部分NH3与H2O结合形成NH3·H2O。氨水受热有氨气逸出,反应的化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O。②喷泉实验。实验现象(溶液中滴有酚酞):形成喷泉,且烧瓶内液体呈　　　　。 实验结论:氨气　　　　溶于水,且与水反应生成了使溶液显　　　　性的物质。 红色 极易 碱 (2)氨与酸反应。①与HCl反应,化学方程式为　　　　　　　　　　　　,蘸有浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒靠近时出现的现象为　　　　　。 浓氨水与　　　　　反应,都可生成白烟,如浓硝酸等。 ②与H2SO4反应,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)氨的还原性。氨中氮元素的化合价是-3价,是氮元素的最低价态,因此,氨具有还原性,能与具有氧化性的物质(如氧气)反应。氨在催化剂(如铂等)存在的情况下与氧气反应生成一氧化氮:4NH3+5O2 　　　　　　　　　。 NH3+HCl══NH4Cl 产生白烟 挥发性酸 2NH3+H2SO4══(NH4)2SO4 4NO+6H2O 3.氨水的性质 变蓝 【微思考1】氨气的喷泉实验说明了什么问题? 【微思考2】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? 提示 NH3极易溶于水,氨水呈碱性。 提示 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,反应生成NH4Cl固体小颗粒,即为白烟。浓硫酸没有挥发性,故不可能形成白烟。 二、铵盐1.定义由　　　　　和　　　　　　构成的盐。 2.物理性质　　　溶于水的　　　　色晶体。 3.铵盐的化学性质(1)实验探究:铵根离子 酸根离子 易 白 (2)化学性质: 【微思考3】氯化铵、固体碘单质受热都有气体生成,这两个过程相同吗? 【微思考4】所有铵盐加热都产生氨气吗? 提示 不同。NH4Cl由固体到气体,实际经历了化学变化,而I2的升华只是物质状态变化,是物理变化。提示 不是,有的铵盐分解不产生氨气,如硝酸铵。 三、NH3的实验室制法1.制备原理氯化铵与熟石灰反应:　 　　　　　　　　　　　　　。 2.氨气的收集及验满用　　　　　　　收集,并用　 　　　　　　　　检验氨气是否收集满。四、化学氮肥向下排空气法 湿润的红色石蕊试纸 CO(NH2)2 判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。1.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂。(　　)2.氨气显碱性,可用无水CaCl2干燥。(　　)3.浓氨水可检验氯气管道是否漏气。(　　)4.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升,说明两者均易溶于水。(　　)5.实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3并不涉及氧化还原反应。(　　)6.NH3·H2O为一元弱碱,含有 的水溶液均显弱碱性。(　　)√×√√√×重难探究·能力素养全提升探究1　喷泉实验若实验室中用如图装置做喷泉实验,如何引发喷泉? 提示 打开止水夹,用手(或热毛巾等)焐热烧瓶,NH3受热膨胀,赶出玻璃导管内的气体,NH3与水接触,即产生喷泉。1.氨气的喷泉实验 特别提醒　喷泉实验成功的关键①气体在吸收液中被吸收得既快又多。②装置的气密性要好。③烧瓶内气体纯度要大。2.常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂 3.喷泉实验的有关计算(1)实验完成后,溶液充满烧瓶,若溶质为原气体,则溶液物质的量浓度可由体积换算确定。标准状况下,若烧瓶内气体的体积为V L,则有V(aq)=V L, (2)若溶质由气体发生化学反应生成,则依实际情况判断。如用(标准状况下)V L NO2与O2(体积比为4∶1)的混合气体进行喷泉实验,1.如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现象的是(　　)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NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹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.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸(不断搅拌)并打开止水夹B解析 根据喷泉实验的原理,要发生喷泉现象,必须使烧瓶中压强迅速下降,导致外界压强大于烧瓶中的压强,从而使烧杯(或锥形瓶)中的液体进入烧瓶中产生喷泉现象。①中的Cl2易溶于CCl4;③中的NH3易溶于水,所以可以使烧瓶中压强迅速下降,产生喷泉现象;④中首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水挥发出氨气,锥形瓶中压强增大,浓氨水进入烧瓶与HCl反应使烧瓶中压强减小,从而产生喷泉;而②中H2不溶于NaOH溶液,也不与NaOH溶液反应,所以不能产生喷泉现象。方法点拨　解有关喷泉实验题的方法(1)喷泉产生的本质原因是容器内外产生压强差。产生压强差的方法有:①减小容器内气体的压强,如液体将气体吸收或与其反应等;②增大容器外的压强。(2)喷泉实验成功的关键:①装置气密性良好;②盛气体的容器要干燥;③容器内要尽量收集满干燥的气体,即气体的纯度要高;④玻璃导管插入液体的部分不能太短,以防导管过早与液体脱离而导致喷泉停止。2.[2023湖南长沙雅礼中学高一月考]同温同压下,将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示),下列说法错误的是(　　)A.打开止水夹、挤出胶头滴管中的水后,都可产生红色喷泉B.实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度均为 mol·L-1C.实验后烧瓶中均未充满溶液D.若去掉装置中的胶头滴管,打开止水夹,采用热敷烧瓶的方法也可引发喷泉B解析 ①中NH3极易溶于水,使瓶内气压减小,氨水呈碱性能使酚酞变红,可形成红色喷泉,②中发生反应3NO2+H2O══2HNO3+NO,气体体积减小 ,使瓶内气压减小,硝酸溶液呈酸性能使石蕊变红,可形成红色喷泉,故A正确;题目没有说明温度与压强,无法计算气体的物质的量及其浓度,故B错误;①中NH3完全溶解,还剩余少量N2,②中发生反应3NO2+H2O══2HNO3+NO, NO难溶于水,则实验后烧瓶中均未充满溶液,故C正确;去掉装置中的胶头滴管,打开止水夹,热敷烧瓶也能引发喷泉,故D正确。探究2　氨气的实验室制法根据氨气的制备装置,思考下列问题:(1)氨气中含有水蒸气,可以用浓硫酸干燥吗? (2)能否将收集气体的小试管换为一带有单孔塞子的集气瓶? 提示 不能。浓硫酸能与氨气反应生成铵盐,应用碱石灰干燥氨气。 提示 不能。这样瓶内的空气无法排出,收集的氨气不纯。 (3)装置中试管口塞一团棉花的作用是什么? 提示 防止氨气沿试管壁冲出与空气形成对流。 氨气的实验室制法(1)反应原理。利用固体氯化铵与消石灰混合加热制得。2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)发生装置类型。(3)气体的收集、检验和干燥。①收集:向下排空气法。②检验:湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒。③干燥:用碱石灰干燥。常用装置为:(4)尾气处理。为避免污染空气,多余的氨气一定要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花)。同时,在尾气吸收过程中要注意防止倒吸。常采用的防倒吸装置有下列几种。已知CCl4是一种常用的有机溶剂,密度比水的大,不与NH3或H2O发生反应。方法规律　氨气的快速制取法实验室常使用下面的装置来制取少量氨气。在分液漏斗中加入浓氨水,烧瓶中加入固体NaOH或者生石灰或者碱石灰,然后将浓氨水滴入烧瓶即可有氨气逸出。1.在实验室制取干燥氨气的过程中,下列装置使用合理的是(　　)A.用装置甲制备氨气 B.用装置乙除去氨气中的少量水蒸气C.用装置丙收集氨气 D.用装置丁吸收多余的氨气D解析 利用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热制取NH3时,为防止试管炸裂,试管口要略低于试管底部,A项错误;NH3可与浓硫酸发生反应生成(NH4)2SO4,应用碱石灰干燥氨气,B项错误;NH3的密度小于空气的密度,应采用向下排空气法收集NH3,要从短导管通入NH3,C项错误;NH3极易溶于水,装置丁既能吸收多余的NH3,又能防止倒吸,D项正确。2.如图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.②③C.①③ D.②④C解析 ①NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,冷却时二者又化合生成NH4Cl,错误;②CaO+H2O══Ca(OH)2,同时放热,使NH3·H2O分解,同时降低了NH3的溶解度,有利于NH3的产生和逸出,正确;③试管口应略向下倾斜,错误;④浓氨水受热挥发出NH3,正确。探究3　铵盐的性质铵盐中 的检验为什么用浓的NaOH溶液,而不用澄清石灰水?提示 由于澄清石灰水中c(OH-)小,产生的NH3·H2O少,不宜使NH3逸出。 1.铵盐受热分解不一定产生NH3,如NH4NO3 N2O↑+2H2O。2.铵盐与碱反应离子方程式书写的三种情况C解析 A项,根据流程图可知, 被氧气氧化生成硝酸根离子,同时生成水和氢离子,溶液的酸性增强,所以A项正确;铵态氮肥会引起水体中含N化合物的增多,会导致水体富营养化,所以B项正确;检验 应使用湿润的红色石蕊试纸,所以C项错误;石灰石与H+反应可调节水体的酸碱性,所以D项正确。方法点拨　检验 的答题规范(1)实验操作:取少许待测液或晶体置于小试管中,加入浓氢氧化钠溶液,微热,将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。(2)现象、结论:试纸变蓝色(或者产生白烟),说明待测液含有 。2.试管中盛有白色晶体,检验该白色晶体是否为铵盐的方法中不可行的是(　　)A.加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的pH试纸放在试管口C.加氢氧化钠溶液,加热,将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口D.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口A解析 NH3使湿润的pH试纸变蓝,遇浓盐酸挥发出的HCl生成白烟,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;加热铵盐不一定有氨气逸出。学以致用·随堂检测全达标12341.氨是一种重要的化工原料。下列关于氨气性质的描述不正确的是(　　)A.有刺激性气味,密度比空气小B.遇氯化氢产生白烟C.能使湿润的蓝色石蕊试纸变红D.其水溶液能使酚酞溶液变红C解析 NH3是有刺激性气味的无色气体,密度小于空气,A正确;NH3与HCl反应生成NH4Cl固体,产生白烟,B正确;能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体是酸性气体,NH3则不能使其变色,C错误;NH3的水溶液中NH3与H2O结合生成弱碱NH3·H2O,溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,D正确。12342.下列说法正确的是(　　)A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-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D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离 C1234解析 有的铵盐受热分解产生氨气,有的铵盐受热分解不产生氨气,A错误;所有的铵盐都易溶于水,铵盐中除 中的N呈-3价外,还可能含有其他价态的氮元素(如NH4NO3中的N有-3、+5两种价态),B错误;铵盐与碱反应时,反应条件不同,产物也不同,在加热时生成NH3,不加热时,往往生成NH3·H2O,C正确;可用加热法分离NH4Cl和某些固体的混合物,但该过程中是NH4Cl先受热分解,然后降温时化合,而不是升华,D错误。12343.某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。如图所示,在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中,然后打开弹簧夹,便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅最后褪为无色。则X、Y分别为(　　)A.NH3和HCl B.HCl和NH3C.SO2和HCl D.NO和HClA1234解析 要想产生“喷烟”现象,应具备两个条件:一是形成压强差,二是两种气体反应会生成白烟,排除C、D项。根据甲中溶液颜色发生的变化,结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知,甲中气体显碱性,即X为NH3,故Y为HCl,所以A项正确。12344.[2023山东菏泽单县二中月考]某小组探究NH3的催化氧化,实验装置如图。③中气体颜色无明显变化,④中收集到红棕色气体,一段时间后产生白烟。下列分析不正确的是(　　)A.若②中只有NH4Cl不能制备NH3B.③、④中现象说明③中的反应是4NH3+5O2 4NO+6H2OC.④中白烟的主要成分是NH4ClD.一段时间后,⑤中溶液可能变蓝C1234解析 由图可知,装置①中高锰酸钾受热分解制备氧气,装置②中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气,装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮,装置④中反应生成的一氧化氮与过量的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵,因此有白烟产生,装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸,硝酸与铜反应生成硝酸铜。氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,二者在管口又会化合生成氯化铵,无法制得氨气,故A正确;由于③中气体颜色无明显变化,④中收集到红棕色气体,一段时间后产生白烟,说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O,故B正确;由分析可知,④中白烟的主要成分是硝酸铵,故C错误;装置⑤中生成了硝酸铜,溶液呈蓝色,故D正确。