人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物学案
展开一、氨的性质
1.物理性质
氨是一种_____色、有_________气味的气体,密度比空气的______。氨易液化,液化时_________。液氨汽化时吸收大量的热,使周围温度急剧降低,因此可作_________。
氨是一种_________溶于水的气体,常温常压下,1体积水大约可溶解_________体积的氨气。
2.实验探究氨气的性质
实验1:氨气与水反应
①实验操作:打开橡胶管上的弹簧夹,挤压胶头滴管,使少量水进入烧瓶。
②实验现象:烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成_________,烧瓶内液体呈_______色。
③实验结论:氨_________溶于水,其水溶液(俗称氨水)呈_________性。
④原理解释:氨_________溶于水,使烧瓶内的压强___________,导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。
实验2:氨气与HCl反应
①实验操作:将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近。
②实验现象:有_________生成。
③实验结论:氨与氯化氢反应生成____________。
3.氨的化学性质
(1)氨与水的反应
氨的水溶液俗称氨水,显_________性,反应的方程式为_____________________________________。
(2)氨与酸的反应
两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸的玻璃棒,靠近时,产生________,反应方程式为_____________________。
(3)氨的还原性
①氨的催化氧化,反应化学方程式:_________________________________,NH3在反应中作_________。
应用:工业上制取_________。
②氨在加热条件下和氧化铜反应生成铜和氮气,反应的化学方程式为
___________________________________________________。
二、铵盐的性质与铵盐(NHeq \\al(+,4))的检验
1.铵盐及物理性质
(1)铵盐:____________与___________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。
(2)物理性质:绝大多数铵盐是白色或无色晶体,都_________于水。
2.铵盐的化学性质
(1)不稳定性
写出NH4Cl、NH4HCO3受热分解的化学方程式:
__________________________________________,________________________________________。
(2)和碱反应
写出NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式:_____________________________________________。
3.铵盐(NHeq \\al(+,4))的检验
(1)实验探究
(2)铵盐(NHeq \\al(+,4))的检验方法
向铵盐溶液中加入_________溶液,加热,产生_________气体,用_________的_________石蕊试纸检验,试纸变_________。
三、氨的实验室制法
1.反应原理
实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气:_____________________________________________。
2.实验装置
(1)制取装置
(2)净化装置
(3)收集方法:__________________收集。
(4)验满方法:把湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变_________。
(5)尾气处理:可在导管口放一团用__________________浸湿的棉花球。
3.氨气的简易制法
►问题一 氨的性质
【典例1】某化学兴趣小组利用下列图示装置探究氨的性质。
(1)①中湿润的红色石蕊试纸__________,化学方程式为______________________________。
(2)向②中滴入浓盐酸,现象为_______________________,反应的化学方程式:_______________________。
(3)将灼热的铂丝伸入③中锥形瓶,可观察到铂丝保持红热,有红棕色气体及少量白烟生成。该过程会同时发生多个反应,写出NH3和O2催化氧化的化学方程式:_________________________________,该反应___________(填“吸热”或“放热”),锥形瓶中出现白烟,该物质的化学式为___________。
【归纳小结】
(1)氨气、液氨、一水合氨、氨水的区别:
(2)氨气的还原性
【变式练1-1】下列关于氨的叙述中,错误的是( )
A.液氨汽化时吸收热量,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,因此可使酚酞溶液变为红色
【变式练1-2】某同学进行如图所示实验:先在培养皿中央的NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用一个表面皿扣在上面。下列对实验现象所作的解释不正确的是( )
►问题二 喷泉实验
【典例2】喷泉是一种常见的现象,其产生原因是存在压强差。下面是某同学设计的四个不同的喷泉装置,则下列说法不正确的是( )
A.若向图1烧瓶中充满HI(与HCl水溶性相似)气体,烧杯和胶头滴管中加入AgNO3溶液,则挤压胶头滴管可以产生黄色喷泉
B.若向图2锥形瓶中加水,烧瓶中充满NH3,引发喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶
C.向图3装置的水槽中加入冰块或慢慢滴入浓硫酸都可以形成喷泉
D.图4所示的装置,若要在该装置中产生双喷现象,其操作方法可以是关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,当产生大量的白烟时,再打开活塞c
【归纳小结】
喷泉产生的原因是烧瓶内外形成压强差,由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强,所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。
(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应),从而使烧瓶内压强迅速降低,在大气压作用下,烧杯中的液体迅速向上流动,从而形成喷泉。
(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应,产生气体,从而使锥形瓶内压强迅速增大,促使锥形瓶内液体迅速向上流动,形成喷泉。
(3)常见能形成喷泉的物质组合
【变式练2-1】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 ml·L-1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NHeq \\al(+,4)物质的量之和为1 ml
【变式练2-2】喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体和溶液,能出现喷泉现象的是( )
►问题三 铵盐的性质与铵盐(NHeq \\al(+,4))的检验
【典例3】下列关于铵盐的叙述正确的是________(填序号)。
①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价 ②绝大多数铵盐易溶于水 ③铵态氮肥不宜与碱性肥料混合施用 ④铵盐都是由离子构成的化合物 ⑤铵盐都能与碱反应,不能与酸反应 ⑥铵盐受热分解一定都会产生氨气
【变式练3-1】下列化合物既能与硫酸反应,又能与氢氧化钠反应的是( )
①NaHCO3 ②NaHSO4 ③(NH4)2CO3 ④NaNO3 ⑤NH4HCO3
A.只有① B.只有③ C.①②③ D.①③⑤
【变式练3-2】试管中盛有少量白色固体,可能是铵盐,检验的方法是( )
A.加水,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,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,滴入酚酞溶液
D.加氢氧化钠溶液,加热,滴入石蕊溶液
►问题四 氨气的实验室制法
【典例4】下列实验室制取NH3并进行干燥、收集、验满和尾气处理的各装置和原理能达到实验目的的是( )
【归纳小结】
(1)制取氨时,不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应,发生危险。
(2)制取氨时,不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。
(3)氨是碱性气体,不能用酸性干燥剂(浓硫酸等)干燥,也不能用无水CaCl2干燥,因为它们均能与氨发生反应,常用碱石灰做干燥剂。
【变式练4-1】实验室制取氨并验证其化学性质和用途,图中装置对应的说法正确的是( )
A.可利用装置甲制取大量氨
B.可利用装置乙干燥氨
C.根据装置丙的原理和现象,可用浓氨水检验氯气管道是否漏气
D.利用装置丁可吸收氨气并防倒吸
【变式练4-2】某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是( )
A.①中固体可换为NH4Cl
B.②中药品为P2O5
C.反应一段时间后,③中黑色固体变为红色
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到液氨
【基础强化】
1.合成氨大大提高了农作物的产量,同时也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是( )
A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3
B.NH3和HNO3溶于水后都能导电,故二者都是电解质
C.NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟
D.由NH3制HNO3的过程中,氮元素被还原
2.氮肥是主要的化学肥料之一,氮肥有促进植物茎、叶生长茂盛、叶色浓绿,提高植物蛋白质含量的作用。碳酸氢铵是中国主要生产的氮肥品种之一,它属于铵态氮肥(铵盐)。下列有关铵盐的叙述说法正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.检验铵盐中含有NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 的操作是取少量某盐放入试管中,加入稀氢氧化钠溶液,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C.NH4Cl溶液中加入NaOH溶液共热时,反应的离子方程式为NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +OH- eq \(=====,\s\up7(△)) NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
3.某同学探究氨和铵盐的性质,相关实验操作及现象描述正确的是( )
A.加热NH4Cl晶体制备氨气
B.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟
C.将浓氨水滴到CaO上,会有氨气生成
D.除去碘中混有的少量氯化铵,可采用升华的方法
4.能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热)( )
A.Ba(OH)2溶液 B.NaOH溶液
C.NaCl溶液 D.Ba(NO3)2溶液
5.实验室制取NH3时,下列装置能达到相应实验目的的是( )
6.已知氨极易溶于水,难溶于有机溶剂CCl4(CCl4不溶于水,密度比水的大)。下列不适合做氨的尾气吸收装置的是( )
7.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于如图三个“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
8.实验小组同学探究NH3与Cl2的反应,装置如图所示。常温常压下,将氨收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K,按图连接好装置;将氨压入反应管,充分反应后打开K,下列说法错误的是( )
A.反应开始后,保鲜袋逐渐被吸入反应管
B.反应过程中,反应管中产生白烟
C.打开K后,水会倒吸入反应管
D.上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏
9.物质A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B,用圆底烧瓶收集干燥的气体B。按如图所示组装仪器,打开止水夹,挤压胶头滴管后,可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀。
(1)A的化学式是____________。
(2)可用于除去B中水分的干燥剂是_________________。收集气体B的方法是________________。
(3)溶液显蓝色的原因是_______________________________________(用化学用语表示)。
(4)取实验后烧瓶中的溶液加热,观察到的现象是__________________________________。
10.利用如图装置(夹持装置略)制取和收集纯净、干燥的氨气,并探究氨气的性质。
(1)关闭装置Ⅰ中的止水夹,向分液漏斗中加适量水,打开活塞,说明Ⅰ气密性良好的现象是_____________ ________________________________________。
(2)利用装置Ⅰ制取氨气,不能选用的试剂为浓氨水和________(填字母)。
A.氢氧化钠 B.碱石灰
C.硝酸钾 D.生石灰
(3)根据实验要求,仪器连接的顺序(用字母编号表示):a接______、______接______、______接______。
(4)收集氨气,按如图装置进行NH3性质的探究实验。
①打开旋塞1,B瓶中的现象是_______________________,原因是_______________________,稳定后,关闭旋塞1;
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是___________________________________。
【能力提升】
1.氨溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水,下列关于新制氨水、氯水描述中正确的是( )
A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目不同
B.“两水”都能导电,因此NH3和Cl2都是电解质
C.氨水与氯化亚铁反应的离子方程式为2OH-+Fe2+===Fe(OH)2↓,新制氯水与氯化亚铁反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
D.“两水”长时间放置后都会因为相同的原理变质
2.氢化铵(NH4H)与氯化铵结构相似,又已知NH4H与水反应有氢气产生。下列叙述中不正确的是( )
A.NH4H是由NHeq \\al(+,4)和H-构成的
B.NH4H固体投入少量水中,加热有两种气体产生
C.NH4H中的H-半径比锂离子半径大
D.NH4H溶于水后,形成的溶液显酸性
3.某溶液中只可能含有Na+、NHeq \\al(+,4)、SOeq \\al(2-,4)、COeq \\al(2-,3)、NOeq \\al(-,3)、Cl-中的几种。取200 mL该溶液,分为等体积的两份分别做以下实验:
(1)第一份加入足量的烧碱溶液并加热,产生的气体在标准状况下的体积为224 mL。
(2)第二份先加入足量的盐酸,无现象,再加入足量的BaCl2溶液,过滤,得固体2.33 g。
(3)在(2)的滤液中滴入AgNO3溶液,产生白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解。
下列说法正确的是( )
A.该溶液中可能含有Na+
B.该溶液中肯定含有NHeq \\al(+,4)、SOeq \\al(2-,4)、Cl-
C.该溶液中一定含有Na+
D.该溶液中一定不含COeq \\al(2-,3)、NOeq \\al(-,3)
4.实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示(无水CaCl2可用于吸收氨),下列说法错误的是( )
A.装置①②⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液
B.装置③中气体呈红棕色
C.装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红,说明有HNO3生成
D.通空气的主要作用是鼓出氨气,空气可用N2代替
5.某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质,同时收集少量纯净的氮气,请回答。
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制取氨的化学方程式:__________________________________。
(2)实验进行一段时间,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:__________________________________,这个反应说明氨具有______(填字母)。
A.碱性 B.还原性 C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是_________________,但也可能存在的安全隐患是_________________。
(4)装置E的作用是____________________________,装置F的作用_______________________,E中的碱石灰_________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
1.通过实验探究,了解氨气的主要性质和制备。
2.通过实验探究,了解铵盐的主要性质。
3.认识氮铵盐在农业生产中的应用和对生态环境的影响。
实验操作
[三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]
实验现象
三支试管中均有________气体放出,湿润的红色石蕊试纸变________
实验原理
离子方程式:___________________________________
方法
装置
原理及化学方程式
加热浓氨水
氨水具有_________和_________,受热_________。
化学方程式为____________________________
将浓氨水滴入生石灰、固体NaOH或碱石灰中
固体NaOH具有吸水性,溶于水放出大量的热,促使氨水分解。
CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解。化学方程式为_______________________
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、NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 、OH-、H+(少量)
混合物
性质
方程式
催化氧化
4NH3+5O2 eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△)) 4NO+6H2O
被氯气氧化
2NH3+3Cl2===N2+6HCl
或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
被氧化铜氧化
3CuO+2NH3 eq \(=====,\s\up7(△)) 3Cu+N2+3H2O
被氮的氧化物(NO、NO2)催化氧化
①6NO+4NH3 eq \(=====,\s\up7(催化剂)) 5N2+6H2O
②6NO2+8NH3 eq \(=====,\s\up7(催化剂)) 7N2+12H2O
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与HCl反应生成NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无白烟
NH3与浓硫酸不发生反应
C
湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH3与水反应生成的NH3·H2O显碱性
D
CuSO4溶液变浑浊
反应生成Cu(OH)2沉淀
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2
NO2与O2
吸收剂
水或NaOH溶液
水或盐酸
NaOH溶液
水
气体
溶液
A
Cl2
饱和氯化钠溶液
B
NO
稀H2SO4
C
CO2
饱和NaHCO3溶液
D
NH3
稀盐酸
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