11-12版高中化学全程学习方略配套课件：4.2.2氮肥的生产和使用（苏教版必修1）

(共95张PPT)
【典例1】(2011·潍坊高一检测)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，滴加酚酞试剂
D.加氢氧化钠溶液，加热，滴加紫色石蕊试剂
【思路点拨】与碱共热时产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(即NH3)是铵盐的共性，利用这点来检验铵盐。
【自主解答】选B。氨气能使红色石蕊试纸变蓝，这里的试纸必须是湿润的(或者氨气中有水蒸气)，这样氨气才能溶解到水中，显碱性。A项，铵盐加水不会产生氨气，红色石蕊试纸不会变色。C项，酚酞试剂只能检测出溶液中有碱，氢氧化钠本身就是碱性物质，所以它即使由红色变无色，也无法检测出铵盐。D项，同C，受氢氧化钠的干扰，也无法检测出碱性气体氨气。
【互动探究】(1)思考铵盐的检验还有没有其他的方法？
提示：加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口。
(2)如将固体加热，然后再用湿润的红色石蕊试纸放在管口检验，这种方法可行吗？
提示：不可行。铵盐虽然受热易分解，但未必都能产生氨气。
【变式训练】能将NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液一一区分开的试剂是( )
A．NaOH溶液 B．AgNO3溶液
C．BaCl2溶液 D．Ba(OH)2溶液
【解析】选D。选项中各溶液和这四种溶液反应的现象如表所示：
【典例2】现有化学试剂：NH4Cl浓溶液、生石灰及常用干燥剂，制取干燥、纯净的氨气。
(1)请从下面的仪器中选择制取氨气的发生装置_______(写序号，要求使用的仪器最少且合理。)
(2)写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由____________________________________。
(3)实验操作时，关键之处是_________。理由是______。
(4)干燥氨气应选用的干燥剂是_________。
【思路点拨】解答本题，要注意以下三点：
【自主解答】铵盐和碱反应制氨气的本质是：NH4++OH－
NH3↑+H2O，在该实验中，NH4Cl浓溶液提供NH4+，
生石灰和水反应生成氢氧化钙提供OH－，反应过程中放出的热量提供加热条件，所以用NH4Cl浓溶液与生石灰反应可以制取氨气。该装置的类型为“固体+液体→气体”，所以应该选择装置D。因为氨气极易溶于水，所以如果把生石灰加到NH4Cl浓溶液中，产生的氨气会大量溶于水，不容易收集到NH3；而将NH4Cl浓溶液逐滴滴加到生石灰中，生石灰可以充分吸收水，有利于氨气的生成。
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答案：(1)D
(2)生石灰遇水生成氢氧化钙并放热，氢氧化钙和氯化铵受热反应生成氨气［或CaO+H2O====Ca(OH)2，放热反应，Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O］
(3)将NH4Cl浓溶液逐滴滴加到生石灰中 生石灰可以充分吸收水，在水较少条件下反应易发生，NH3易生成
(4)碱石灰(或NaOH固体)
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【互动探究】(1)用上题中的D装置能否制取氨气？若能制取，所用试剂是什么？
提示：能。D装置特点是液体和液体或液体和固体反应，但无需加热。分液漏斗中是浓氨水，烧瓶中可用生石灰即可制取氨气。
(2)如何检验装置B的气密性？
提示：用弹簧夹夹住出气管口，然后从长颈漏斗上口加水，使长颈漏斗下端玻璃管内的液面高于试管内的液面，一段时间液面差保持不变，则证明装置B气密性良好。
【变式训练】(双选)如图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中正确的是( )
【解析】选B、D。氯化铵加热后虽然可得到氨气，但得到的氨气又与产物中的氯化氢在试管口重新生成氯化铵，所以收集不到氨气，A错；C项中试管口应低于试管底部，以避免炸裂试管。
【典例】如图装置中，干燥烧瓶中盛有
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(NaHCO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(H2O含石蕊)/蓝色喷泉
C.SO2(H2O含石蕊)/红色喷泉
D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
【思路点拨】解答本题应注意以下两点：
【自主解答】选A。CO2与NaHCO3溶液不反应，且CO2在NaHCO3溶液中的溶解度很小，不能形成喷泉，故A符合题意；NH3极易溶于水且氨水呈碱性，因此NH3与含石蕊的H2O会产生蓝色喷泉，故B不符合题意；SO2易溶于水且得到的亚硫酸溶液呈酸性，因此SO2与含石蕊的H2O会产生红色喷泉，故C不符合题意；HCl与AgNO3溶液反应产生白色沉淀，因此HCl与AgNO3溶液会产生白色喷泉，故D不符合题意。
【互动探究】(1)上题中若将试剂换为NO2和水，能不能形成喷泉？
提示：能。因为NO2易溶于水，可与水发生反应。
提示：设烧瓶的体积为V L，则充满NO2后气体的物质的量为 发生如下反应：3NO2+H2O====2HNO3+NO，反应
后生成HNO3的物质的量为 由于剩余 V L NO
气体，所以烧瓶中溶液的体积为 V L，因此烧瓶内溶液
的物质的量浓度为
(2)在标准状况下，若烧瓶内充满NO2气体，进行喷泉实验，经充分反应后烧瓶内溶液的物质的量浓度为多少？
【变式训练】如图为喷泉实验装置。若烧瓶内充满干燥的气体，胶头滴管和烧杯中分别盛有液体，下列组合中不能形成喷泉的是( )
A.氯化氢和水
B.氮气和碳酸钠溶液
C.氨气和水
D.二氧化碳和氢氧化钠溶液
【解析】选B。氮气既不能溶于碳酸钠溶液，也不能与碳酸钠溶液反应，所以不能形成喷泉。
【典例】某实验小组在实验室中制取氨气并设计实验验证氨气的某些性质。
(1)实验室制取氨气的化学方程式为__________，干燥氨气要用_________，检验氨气时可以用_________试纸。
(2)利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(已知HCl极易溶于水且能快速溶解)
①若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是_____________。
②若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是___________________。
③通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶II中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________。
【错因剖析】
【标准答案】
(1)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O 碱石灰
湿润的红色石蕊
(2)①挤压装水的胶头滴管，打开活塞a、b ②产生“白烟” ③挤压装水的胶头滴管后，再打开活塞a、c，然后再关闭活塞a，打开活塞b
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1.自然界中存在着许多元素的循环，如图表示循环的元素是( )
A.氢 B.碳 C.氮 D.硫
【解析】选C。氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等都含有氮元素，所以该图表示的是氮的循环。
2.下列叙述错误的是( )
A.氨与酸反应生成铵盐
B.氨气与氯化氢气体相遇产生白烟
C.氨水中滴入酚酞溶液显红色
D.氨能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
【解析】选D。氨溶于水呈碱性，所以氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
3.下列说法中不正确的是( )
A.氨气极易溶于水，所以它是农业上常用的氮肥
B.工业上用H2和N2合成氨与自然界中放电时O2和N2反应都属于氮的固定
C.大型中央空调的制冷剂可用液氨
D.铵盐易溶于水，且可与强碱发生复分解反应
【解析】选A。氨水虽然可作化肥，但氨易挥发，贮存和使用不方便，因此通常将氨转化成各种固态铵盐加以使用。
4．将碳酸氢铵在试管中加热, 使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和水的容器, 最后得到的气体是( )
A.O2 B.CO2 C.NH3 D.H2O
【解析】选A。反应NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑的产物
H2O和CO2与Na2O2反应,得到气体为O2，且NH3又极易溶于水。最后得到的气体只有O2。
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5.A是一种白色晶体，受热分解能生成B、
C两种无色气体，C的水溶液与硝酸银溶
液反应产生白色沉淀。A与浓NaOH溶液共
热，也能生成气体B。用圆底烧瓶分别
收集干燥的气体B和C，然后将收集满气
体的烧瓶按如图所示装置组装(烧杯内
为含石蕊试液的水，胶头滴管内为水)，
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)收集气体B的方法是_____________；
(3)B与C两气体相遇时，观察到的现象是__________；
(4)写出A与浓NaOH溶液共热时发生反应的离子方程式
_____________________________________________；
(5)写出工业上生产B的化学方程式_______________
(不要求注明反应条件)。
【解析】由题意知收集气体B做喷泉实验可得到蓝色喷泉，而气体B是由A与浓NaOH溶液共热反应得到的，则气体B为NH3，A为铵盐；收集气体C做喷泉实验可得到红色喷泉，则C为酸性气体，又知C的水溶液与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，则证明C为HCl,综上所述A为NH4Cl。
答案：(1)NH4Cl (2)向下排空气法
(3)产生白烟 (4)NH4++OH- NH3↑+H2O
(5)N2+3H2 2NH3
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高温高压催化剂
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1.(2011·济南高一检测)下列关于一氧化氮的叙述正确的是( )
A.一氧化氮是一种红棕色的气体
B.常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.含等质量氧元素的一氧化氮与一氧化碳的物质的量相等
D.一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
【解析】选C。一氧化氮是一种无色气体，A错；常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合生成二氧化氮，
B错；一氧化氮难溶于水，可用排水法收集，D错。
2.有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是( )
A.氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验
B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验
C.NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气
D.NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂
【解析】选A。氨气与氯化氢的反应属于非氧化还原反应，B错；NH4Cl和石灰水反应得不到氨气，将石灰水改成生石灰即可，C错；液氨在汽化时要吸收大量的热，因此液氨可作制冷剂,D错。
【方法技巧】液氨与氨水的比较
3.下面关于铵盐的叙述中不正确的是( )
A.常温下，都是易溶于水的晶体
B.可用作氮肥
C.对热的稳定性差，加热分解时一定产生NH3和酸
D.跟强碱共热时，有氨气放出
【解析】选C。铵盐的热稳定性较差，加热时易于分解，但不一定会产生NH3和酸。
4.(2011·湖州高一检测)盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中NO和NO2的体积比是
( )
A.3∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.1∶2
【解析】选B。设原混合气体的体积为V。反应后气体体积减小V/2,设NO2的体积为V(NO2),则由方程式：
3NO2 +H2O====2HNO3+NO 体积减小
3 2
V(NO2) V/2
V(NO2)＝3V/4
原混合气体中NO的体积为V-3V/4＝V/4
则原混合气体中NO和NO2的体积比为1∶3。
5.如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
【解析】选A。向NaOH固体上滴几滴浓氨水，会产生氨气，氨气和酸反应生成相应的铵盐，遇到挥发性酸(如浓盐酸、浓硝酸)会产生白烟，B选项错误；氨水能够和某些难溶性碱的氯化物溶液(如AlCl3、FeCl3、CuCl2等)反应生成相应的难溶性碱，C选项错误；NH3的水溶液呈碱性，NH3·H2O是一种可溶性碱，D选项错误。
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(9分)通常情况下，氮气很不活泼，其原因是N2分子内部具有N≡N结构，结合力很大，不容易被破坏。
(1)在一定条件下氮气也可以与其他物质反应，有两种气体，一种能够氧化N2，一种能够还原N2，请分别写出这两个反应的化学方程式：
①氧化N2：_________________________________；
②还原N2：_________________________________。
(2)Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁，写出该反应的化学方程式________________，在该反应中N2表现__________性。
(3)已知氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气，写出该反应的化学反应方程式_________________________。
【解析】本题主要考查了根据条件写化学方程式的能力，氧化N2的反应中，氮元素的化合价升高，还原N2的反应中，氮元素的化合价降低。
答案：(1)①N2+O2 2NO
②N2+3H2 2NH3
(2)3Mg+N2 Mg3N2 氧化
(3)Mg3N2+6H2O====3Mg(OH)2↓+2NH3↑
放电
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高温高压催化剂
点燃
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7.(8分)已知A为正盐，根据下列变化进行推断：
(1)推断A、B、C、D的化学式：
A________,B________,C_________,D_________。
(2)写出①②变化的离子方程式：
①__________________________________________。
②__________________________________________。
【解析】由溶液与NaOH溶液加热生成气体B，且气体B遇HCl冒白烟，可知B为NH3，A中含有NH4+，气体D为无色无味气体，能使澄清石灰水变浑浊，D为CO2，逆推C为BaCO3，可知A中含有CO32-或HCO3-，但A为正盐，可知A为(NH4)2CO3。
答案:(1)(NH4)2CO3 NH3 BaCO3 CO2
(2)①Ba2++CO32-====BaCO3↓,
NH4++OH- NH3↑+H2O
②BaCO3+2H+====Ba2++CO2↑+H2O
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8.(13分)(挑战能力)甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究，并回答下列问题：
(1)三位同学制取氨气的化学方程式为：_____________。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气，其原因是
_________________________________________。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨气(如果他们的实验操作都正确)，你认为没有收集到氨气的同学是______________(填“甲”、“乙”或“丙”)，收集不到氨气的主要原因是 (用化学方程式表示) _______________。
(4)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)_______________________________。
(5)三位同学都认为他们的实验装置也可用于加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气，你判断能够达到实验目的的是____________(填“甲”、“乙”或“丙”)，该装置中的NH4HCO3固体能否用NH4Cl固体代替？________________(填“能”或“不能”)。
【解析】(2)由于氨气极易溶于水，故不能用排水法收集；氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气法收集。
(3) 乙同学没有收集到氨气，因为浓硫酸可与氨气发生如下反应2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4。
(4)可用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验氨气。
(5)能够达到实验目的的是丙，因为加热碳酸氢铵固体得到的氨气中含有CO2和水蒸气，而丙装置中的碱石灰可除去CO2和水蒸气；不能用NH4Cl固体代替NH4HCO3固体，因为NH4Cl固体受热分解后，得到的氨气和氯化氢在试管口又会重新生成NH4Cl固体，因此收集不到氨气。
答案：(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)NH3的密度小于空气的密度
(3)乙 2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
(4)将湿润的红色石蕊试纸置于管口，若试纸变蓝，则说明已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒置于管口；若有白烟产生，则证明已收集满)
(5)丙 不能
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碳铵是一种常使用的化肥，它在常温下易分解。某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问，进行了如下探究。
【定性实验】检验溶液中的阴、阳离子。取少量固体放入试管中，加入盐酸，把生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，石蕊试纸变蓝色。
(1)根据实验现象，推测碳铵中所含有阴离子可能是______和___________。
(2)根据实验现象，碳铵与NaOH溶液反应的离子方程式可能是_________________。
【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素的质量比。该兴趣小组准确称取a g碳铵，加热使之分解，并把产物通入碱石灰中，如图所示。
(1)碳铵固体应放在________中进行加热。
A．试管 B．蒸发皿 C．烧瓶 D．坩埚
(2)从安全角度考虑，尾气处理的装置可以选用________。
(3)若灼烧后没有固体残余，称量U形管在实验前后的质量差为b g。由此测得N元素的质量是___________g。
(4)为了测定碳铵中碳元素的质量，他们设计的实验方案是将a g碳铵完全溶解于水，加入过量BaCl2，然后测定生成沉淀质量。请你评价该方案是否合理。_____________(填“合理”或“不合理”)，理由是___________________。
【解析】【定性实验】碳铵是碳酸氢铵的俗名，因为它在常温下易分解，所以其中还可能含有(NH4)2CO3，(NH4)2CO3和NH4HCO3都能和盐酸反应生成能够使澄清石灰水变浑浊的CO2气体，所以单从此现象上不能说明其中是含有HCO3－还是CO32-或二者都有。能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体一定是NH3，其反应的离子方程式为：NH4++OH－
NH3↑+H2O，样品中可能存在的HCO3－也能和碱反应：
HCO3-+OH-====CO32-+H2O。
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【定量实验】(1)因为碳铵很容易分解，而且要便于吸收其分解产生的气体，所以只要用试管盛放加热即可。(2)分解产生的气体中含有NH3，NH3极易溶于水，如果直接将导气管插入水中，会发生倒吸现象，水进入热的试管使其炸裂而发生危险。A装置水可能倒吸入烧瓶中，但是不能进入热的试管中，安全性好；B装置和直接将导气管插入水中没有任何区别，能够发生倒吸使热的试管炸裂；C装置左侧的导气管伸入烧瓶过长，倒吸入烧瓶中的水能够沿该导气管进
入热的试管中而发生危险；D装置导气管没有插入水中，吸收效果差，且集气瓶不与外界大气相通，容易导致集气瓶上端的气压过大而发生危险。(3)碱石灰能够吸收CO2和H2O，所以m(CO2)+m(H2O)＝b g，则m(NH3)＝(a－b)g，其中氮元素的质量为：m(N)＝ (a－b)g。(4)若该碳铵中含
有NH4HCO3，则碳元素沉淀不完全。故不合理。
答案：【定性实验】(1)HCO3- CO32-
(2)NH4++OH- NH3↑+H2O；
HCO3-+OH-====CO32-+H2O
(或NH4++HCO3-+2OH- NH3↑+CO32-+2H2O)
【定量实验】(1)A (2)A
(3)
(4)不合理 若该碳铵中含有NH4HCO3，则碳元素不能完全沉淀，测得结果不准确
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