第2节 氮及其化合物
第五章
第2课时 氨气
古希腊的亚历山大大帝征服近东的中东后,希腊文化就传播到这些地区,建立了一座新的庙宇。被命名为宙斯——阿摩庙宇。
骆驼粪是沙漠中普遍使用的燃料。由于长期烧骆驼粪,使阿摩庙宇的墙和天花板蒙上一层烟灰。这种烟灰里包含着一些白色晶体,不时散发出一阵阵刺鼻的气味。当地人把这种白色晶体称作sal ammonic(阿摩神之盐)。
1774年,英国化学家普利斯特列收集了这种气体,对它进行研究,发现这种气体可溶于水,并表现出碱性,因而把它称为“碱气”。可是这个名词没有为化学界所接受,最后人们还是从这种气体的来源“阿摩神之盐”中,给它取了个名字“am-monia”(阿摩尼亚)
你知道阿摩神之盐和阿摩尼亚水是什么吗?
新课导入
1.氨的物理性质
颜色、状态
气味
密度
特性
溶解性
气体
气味
空气
溶于水,1体积水能溶解 体积的氨气
无色
刺激性
小于
易液化
(-33.5℃)
极易
700
1、收集氨气用什么方法?有哪些注意事项?
【思考】
2、若用水吸收氨气应该注意什么?
3、氨气可以用于制冷剂,为什么?
氨很容易液化,液化时放热。液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低。
可做制冷剂
收集方法
向下排空气法
【注意】
排空气法收集气体时,密度小的飘在上面,密度大的沉在下面
吸收氨气
防倒吸(若液体与气体反应速率太快,则需要防倒吸)
1.氨的物理性质
【活动一】
画出氮元素的价类二维图,从物质和分类的角度讨论氨气都具有哪些化学性质
物质分类
化合价
氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐
+5
+4
+3
+2
0
-3
NH3
NH4+
N2
N2O3
N2O4
N2O5
NO
NO2
HNO3
HNO2
NH3?H2O
NO-3
NO-2
【实验5-6】
氨气的喷泉实验
1.氨的物理性质
在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶。观察并描述现象,分析出现这些现象的可能原因。
烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉。
引发操作
现象:
结论:
①氨极易溶于水 ②氨水显碱性
2.喷泉实验
NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-
内容内容内容
实验5-6
1.氨形成喷泉的原因
氨气极易溶于水。溶于水时,使烧瓶内压强急剧减小,瓶内外形成较大的压差;大气压将水压入烧瓶。
2.形成喷泉的原理
3.喷泉实验成功的关键
烧瓶内外形成较大压强差
a.装置的气密性好;
b.气体的纯度高;
c.烧瓶必须干燥
打开止水夹,挤出胶头滴管中的水。
打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,排走导管中的空气并溶于水,使烧瓶内气压减少,产生喷泉。
【喷泉实验】
如何引发喷泉?
气体
液体
原理
NH3
水或酸
NH3、HCl均属于极易溶于水的气体,常温下,NH3的溶解度为1∶700,HCl的溶解度为1∶500
HCl
水或碱
CO2
NaOH
溶液
均能与强碱溶液反应
2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O
2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O
2NaOH+Cl2====NaClO+NaCl+H2O
2NaOH+2NO2====NaNO3+NaNO2+H2O
SO2
Cl2
NO2
常见喷泉实验试剂组合
2.喷泉实验
内容内容内容
3.氨的化学性质
(1)氨气与水反应
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
一水合氨
NH3·H2O===== NH3↑+ H2O
△
氨气:高中阶段唯一的一种碱性气体
① NH3·H2O为可溶性一元弱碱,能使红色石蕊试纸变蓝。
部分电离:NH3·H2O
NH4++OH-
② NH3·H2O不稳定,易分解。
【思考】氨水的主要成份有哪些?氨水与液态氨有何区别?
?
液氨
一水合氨(NH3·H2O)
氨水
物质
类别
粒子
种类
主要
性质
纯净物
氢化物
非电解质
纯净物
一元弱碱
电解质
混合物
氨的水溶液
NH3
“三分子”:NH3·H2O、NH3、H2O;“三离子”、OH-、H+(极少)、OH-
NH3·H2O
挥发时吸热,常做制冷剂
受热易分解:
NH3·H2O==NH3↑+H2O
△
呈弱碱性,易挥发,应密封保存
NH3+H2O
NH3·H2O
????????????++OH-
?
与某些盐溶液生成沉淀(AlCl3、MgCl2、FeCl3)
弱碱性
配合物
制Al(OH)3
AlCl3+3NH3.H2O Al(OH)3 ↓+3NH4Cl
CuSO4+2NH3.H2O Cu(OH)2 ↓+(NH4)2SO4
Cu(OH)2 +4NH3 Cu(NH3)4(OH)2
3.氨的化学性质
①①
氨水:氨气溶于水所得的溶液
离子: NH4+ OH- H+(极少量)
微提醒
①
含量最多
成分
分子 :NH3·H2O NH3 H2O
易挥发,不稳定,易分解,保存:棕色试剂瓶、密封
求氨水的浓度时,视溶质为NH3
氨水密度小于1g/mL,且浓度越大,密度越小
氨水对许多金属有腐蚀作用,不能用金属容器盛放,一般装在橡皮袋,陶瓷坛或内涂沥青的铁桶中。
与水等质量混合,浓度大于一半
与水等体积混合,质量分数小于一半
【实验】
氨气与氯化氢的反应
2.氨的化学性质
(2) 与酸的反应
NH3+HCl = NH4Cl
2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4
NH3+HNO3 = NH4NO3
(有白烟生成)。
可用来检验氨气或氯化氢是否泄漏。
为什么没有白烟?
因为硫酸是非挥发性酸
浓硫酸没有挥发性,浓硝酸有挥发性,挥发性酸(HCl、HNO3等)遇氨气均有白烟生成;难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。
NH3+CO2+H2O === NH4HCO3(白烟)
1、湿润的石蕊试纸,试纸变蓝;
2、湿润的酚酞试纸,试纸变红;
3、蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟。
【思考】
检验氨气都有哪些方法?
试纸必须润湿,干燥的氨气不能使试纸变色
3.氨的化学性质
内容内容内容
(3)氨气的还原性
工业制硝酸的基础
②与氯气的反应
8NH3 + 3Cl2 === N2 + 6NH4Cl (氨气过量)
2NH3 + 3Cl2 === N2 + 6HCl (氨气少量)
此反应为浓氨水检验氯气管道是否泄漏的原理。蘸有浓氨水的玻璃棒靠近氯气管道,若有白烟生成,证明氯气管道漏气
4NH3+5O2=====4NO+6H2O
催化剂
氨的催化氧化
①
3.氨的化学性质
2NH2+3CuO 2N2+3Cu+3H2O
?
制肥料
制硝酸
制纯碱
制炸药
做制冷剂
NH3
1. 无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、O2、N2中的几种,将100mL甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.NH3、NO、O2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
B
2. 下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的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶,然后打开止水夹
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.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹
B
3.下列反应中说明氨气具有还原性和碱性的是( )
D. NH3+HCl === NH4Cl
B. 8NH3+3Cl2 === 6NH4Cl+N2
C.4NH3+5O2===4NO+6H2O
催化剂
A. 2NH3+3CuO === 3Cu+N2+3H2O
B
应用体验
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:___________________。
变蓝
NH3+H2O NH3·H2O
产生白烟
NH3+HCl===NH4Cl
(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________。
放热
NH4NO3
2.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)装置图1中的气体a可能为①氯气、②氢气、③氨、
④氯化氢、⑤二氧化碳。打开装置中的止水夹,挤压胶头滴管,若液体b为水时,能产生喷泉现象的气体a可能是_____(填序号,下同);若液体b为浓氢氧化钠溶液时,能产生喷泉现象的气体a可能是_______。
③④
①④⑤
(2)如果只提供如图2的装置(气体为氨,液体为水),请说明引发喷泉的方法:________________________________
_______________________________。
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
氨气
氨气
氨水
成分:三分四离
溶质:一水合氨(一元弱碱)
性质:挥发性,不稳定性、碱性
物理性质:无色,刺激性气气味,易溶于水
物质分类:碱性氢化物
化合价:还原性