(共28张PPT)
第一节 硫及其化合物
第二节 氮及其化合物
第三节 无机非金属材料
在众多的化工原料和产品中,都能见到硫和氮等元素的踪迹
从物质类别和元素价态的视角研究硫和氮等元素及其化合物的性质和用途,可以深化对物质间转化关系的认识
组织建设
第一节 氮及其化合物
(第2课时 氨和铵盐)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
(2)氨极易溶于水:在常温常压下,1体积水大约可溶解700体积氨。
(1)氨是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,很容易液化。
【思考】为什么液氨可以作制冷剂?
氨易液化,液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低。
一、氨(NH3)
1.氨气的物理性质
阅读课本P13总结氨的物理性质和用途
【思考】从结构分析氨气可能有的化学性质?
氨的电子式为 ,结构式为 。
球棍模型
比例模型
(1)NH3与水反应
2.氨的化学性质
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
NH3·H2O == NH3↑+H2O
△
氨水:氨气溶于水所得的溶液。
NH3·H2O
高中阶段唯一的一种碱性气体,
极易溶于水(1 ∶ 700),故需注意防倒吸。
氨气
【思考】氨水和液氨是同一物质吗
挥发性;不稳定,易分解。
一元弱碱:碱的通性。
如与某些盐溶液生成沉淀,如AlCl3、MgCl2、FeCl3等。
液氨 氨水(氨水的浓度由溶于水的NH3计算)
物质成分
粒子种类
纯净物(非电解质)
混合物(NH3·H2O为弱电解质)
NH3分子
NH3﹑NH3·H2O﹑H2O、NH4+﹑OH-﹑H+
【实验5-6】
氨溶于水的喷泉实验
(2)实验成败的关键是什么?
a.烧瓶要干燥;b.装置不漏气;c.气体应收满。
(3)喷泉停止后,为什么烧瓶不能被水完全充满?
由于氨气是用向下排空气法收集的,一定含有少量空气。
【思考】(1)形成喷泉的原因:
因氨气迅速溶解在从胶头滴管挤压出的少量水中,使烧瓶内的压强迅速减小,与外界大气形成较大的压强差,在压强差作用下,液体迅速流动,通过带尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
【小试牛刀】根据图5-11“氨溶于水的喷泉实验”装置图,以下说法不正确的是( )
A.该实验证明氨气极易溶于水
B.烧瓶充满氯气,胶头滴管和烧杯中加入浓碱液也可能形成喷泉
C.红色喷泉说明氨水显碱性
D.烧杯中换成其他液体无法形成喷泉
D
常见形成喷泉实验的气体与试剂
气体 HCl NH3 CO2、SO2 NO2+O2
吸收剂 水或碱溶液 水或酸溶液 碱溶液 水或碱溶液
气体被吸收(容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液反应)
(4)形成喷泉的条件:
相似点:都是利用内外压强差
不同点:前者压强小于大气压 后者压强大于大气压
这与我们常见的人造喷泉及火山爆发的原理一样吗?
【思考】如何引发下图的喷泉实验
方法一:用热毛巾捂圆底烧瓶。
方法二:加热锥形瓶至沸腾,增大锥形瓶内气体当然压强。
【特别提醒】
1.NH3·H2O化学式不能写成NH4OH。
2.氨水中除水分子外,含量最多的是NH3·H2O,但 求氨水的质量分数、物质的量浓度时,视溶质为NH3。
3.氨水密度小于1g/mL,且浓度越大,密度越小。
4.氨水:易挥发,不稳定,易分解,保存:棕色试剂瓶、密封
原理:
NH3+HCl == NH4Cl
现象:
原因:
思考:浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也会产生白烟吗?
氨与氯化氢相遇迅速反应生成固体小颗粒
有大量白烟产生
(2)与酸的反应
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。
(3)与某些盐溶液反应:
Al3++3NH3+3H2O==Al(OH)3↓+3NH4+
氨的催化氧化
(4)氨的还原性
氨的催化氧化是工业制硝酸的基础。
②与氯气的反应
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl (氨气过量)
2NH3+3Cl2=N2+6HCl (氨气少量)
4NH3+5O2====4NO+6H2O
催化剂
①
此反应为浓氨水检验氯气管道是否泄漏的原理。占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
【小试牛刀】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
知识巩固
B
二、铵盐
铵盐是农业上常用的氮肥
1.物理性质
绝大多数易溶于水
2.铵盐的化学性质
NH4Cl==NH3↑+HCl ↑
(1)受热易分解
NH4HCO3==NH3 ↑+CO2 ↑ +H2O
农业上常用的化肥
气体遇冷形成白色固体
特别提醒:铵盐分解不一定都放出氨气
5NH4NO3===2HNO3+4N2+9H2O
300℃
【实验5-7】向盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风),用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口。观察现象,分析现象产生的原因,写出反应的离子方程式。
实验现象:
实验结论:
湿润的红色石蕊试纸均变蓝
都能和碱反应放出氨气
(2)与碱反应及铵盐的检验方法
OH-+NH4+ === H2O+NH3↑
NaOH+NH4NO3 === NaNO3+H2O+NH3↑
Ca(OH)2+2NH4Cl === CaCl2+2H2O+2NH3↑
【规范答案】取少许样品于试管中,加入碱后加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近管口,若试纸变蓝,则证明样品中含有NH4+ 。
NH4+检验:
铵盐(NH4+)
无色气体(NH3)
试纸变蓝
蘸有浓盐酸
的玻璃棒
产生白烟
【小试牛刀】为了检验某固体物质中是否含有NH4+,你认为下列试纸或试剂中一定用不到的是( )
①蒸馏水;②NaOH溶液;③红色石蕊溶液;④蓝色石蕊溶液;⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤ C.①③ D.①④⑤
【再来一刀】关于铵盐的叙述:①铵盐易溶于水;②铵盐中氮元素均为-3价;③铵盐受热易分解;④铵盐只能跟碱反应,不能跟酸反应。其中正确的是( )
A.①②③④ B.①③ C.③④ D.①②④
B
B
固+固→加热型
向下排空气法
湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸浓盐酸的玻璃棒
(与氧气的制取装置相同)
酸溶液或水(装置处理)
氯化铵晶体、消石灰固体
2NH4Cl+Ca(OH)2 == CaCl2+2H2O+2NH3↑
碱石灰、固体氧化钙、固体氢氧化钠
三、氨气的实验室制取
装置:
收集:
验满:
尾气吸收:
试剂:
原理:
干燥:
注意:无水CaCl2不能干燥NH3(形成CaCl2· 8NH3)
问:棉花的作用?
防止与空气对流,提高收集的氨气纯度;抑制氨气逸出,避免污染空气。
问:加热NH4Cl、NH4HCO3能制取NH3吗?
NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。
(1)为什么会倒吸?
问:尾气处理过程中的防倒吸怎么处理?
(2)倒吸一定会发生危险吗?
热的发生装置冷却使得内部压强减小,与大气压形成压强差。
压强差可被页面差消除;但气体被吸收(气体进一步被溶解或反应),冷水倒回热的发生装置,发生爆炸。
将浓氨水滴入NaOH固体或生石灰中
加热浓氨水
制取NH3的简易方法
NH3·H2O NH3↑ +H2O
① 加热浓氨水
②往固体NaOH或CaO或碱石灰中滴加浓氨水。
主要原因:固体NaOH溶于水,CaO与水反应放热使浓氨水分解,c(OH-)增大也有利于NH3的生成。
思考:原因是什么?选择何种装置?
NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2
N2+3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
氨气的工业制法
【小试牛刀】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是氨气发生装置 B.③是氨气发生装置
C.②是氨气吸收装置 D.④是氨气收集、检验装置
B
氨气的物理性质
氨气的化学性质:
铵盐及其性质
氨气的实验室制法
铵根离子的检验
与水、酸、盐和催化氧化
易分解、能与碱反应放出氨气
1. 如图所示:烧瓶中充满干燥气体a,将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻震荡烧瓶,然后打开弹簧夹,烧杯中的液体呈喷泉状喷出,则a、b不可能是( )
A.a为HCl气体,b为H2O
B.a为CO2气体,b为浓NaOH溶液
C.a为Cl2气体,b为饱和NaCl溶液
D.a为Cl2气体,b为浓NaOH溶液
C
2.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
C
(2)根据(1)中所选药品,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨,适宜的装置 。
3.某学校兴趣小组探究制取氨的实验如下:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨,其中较合理的是 (填字母,下同)。
A.将氯化铵固体加热分解
B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
B
C
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据,
下列性质与收集方法无关的是 。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨的几种装置,其中可行的是 (填字母),集气的原理是 。
氨的密度比空气的小,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨
②④
d