(共43张PPT)
氨与铵盐
第五章 化工生产中的重要非金属元素
1.能说出氨的物理性质,氨的化学性质,铵盐的性质及氨的实验室制法方法
2. 通过设计喷泉实验、白烟实验、氨气的实验室制法、铵盐的性质相关实验等,提升学生实验探究能力和证据推理能力。
3.体会氨及铵盐在生产生活中的重要角色,增强将化学知识应用于生产生活和科学技术的意识,体会化学科学对社会发展的贡献
溶解性:
颜 色:
气 味:
密 度:
无色
有刺激性气味
比空气的小
一、氨
1.物理性质:
氨易液化得到液氨,液氨可用作制冷剂。
极易溶于水,溶液呈碱性
实验装置 现象 产生现象的原因
烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,烧瓶内液体颜色呈红色。
氨极易溶于水,使烧瓶内的压强迅速减小,导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。氨气溶于水得到的溶液显碱性
打开止水夹,挤出胶头滴管中的水。
打开止水夹,用热毛巾将烧瓶焐热,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?
哪些气体与溶液组合可以形成喷泉?
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2
溶液 水或碱 水或酸 碱 水或碱
(1)与水反应:
NH3 + H2O NH3·H2O
+ OH-
NH4
+
【检验氨气】
2.化学性质:
(一水合氨)
NH3·H2O能使酚酞溶液变红或者使紫色的石蕊溶液变蓝。
一、氨
氨水中的微粒:
分子:NH3·H2O、NH3、H2O
离子:NH4+、OH-、H+(极少量)
阅读安全标签上的【注意事项】和【安全措施】
【了解】
【掌握】
NH3·H2O NH3↑+ H2O
氨水性质
腐蚀性
刺激性
不稳定性
弱碱性
【提醒】氨水与液氨并非同一物质。
在实验室可以用加热浓氨水的方法制备少量氨气
【补充实验】取两支玻璃棒,分别蘸取浓盐酸、浓氨水,将两支玻璃棒相互靠近,但不接触,观察现象并分析原因。
浓氨水
浓盐酸
资料
NH3 + HCl===NH4Cl
NH3 + HNO3===NH4NO3
2NH3 + H2SO4===(NH4)2SO4
【检验氨气】蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近。
在实验室可以用硫酸来吸收氨气尾气,但不能用浓硫酸干燥氨气!
(2)与酸反应:
2.化学性质:
一、氨
(3)还原性:
(氨的催化氧化是工业制硝酸的基础)
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
催化剂
-3
+2
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
点燃
(纯氧)
注意:氨气在空气中浓度超过15%时有火灾或爆炸风险!
思考:工厂可以用浓氨水检验氯气管道,观察是否有白烟来判断是否漏气。
①请将如下反应方程式补充完整并配平:NH3 + Cl2 ─ N2 +
②在这个反应中,做还原剂的NH3占参加反应的NH3的物质的量分数为多少?
8NH3 + 3Cl2 === N2+ 6NH4Cl
(氨气足量)
25%
2NH3 + 3Cl2 === N2+ 6HCl
NH3 + HCl===NH4Cl
(氨气少量)
早期农业常用氮肥
(NH4)2SO4
NH4NO3
NH4HCO3
NH4Cl
二、铵盐
1.物理性质:
组成特点:均含有 ,主要成分均是铵盐
NH4
+
都是晶体,绝大多数铵盐都易溶于水,溶解常伴有吸热现象。
请参照产品使用说明中的注意事项,推测铵盐可能具有哪些相似的化学性质?
(1)受热分解:
(2)与碱反应:
【补充实验】对两种氮肥的有效成分进行加热,观察实验现象。
2.化学性质:
NH4HCO3
NH4Cl
(1)受热分解:
注意:不同的铵盐受热分解的温度不同,有些铵盐不同温度下分解产物也不同。
二、铵盐
NH3↑
+ HCl↑
△
===
CO2↑+ H2O
NH3↑+
△
===
考一考:硝酸铵在110℃时分解反应为非氧化还原反应;185℃~200℃,分解反应的氧化产物与还原产物物质的量之比为1:1,若加热到300℃左右时,氧化产物与还原产物物质的量之比为5:3;若突然加热到高温,或受猛烈撞击会发生爆炸性分解生成两种单质。分别写出上述四种情况时发生反应的化学方程式。
解答:110℃时:
185℃~200℃时:
300℃左右时:
发生爆炸性分解:
NH4NO3=HNO3 + NH3↑。
NH4NO3=N2O↑+ 2H2O。
5NH4NO3=2HNO3+4N2↑+ 9H2O。
2NH4NO3=2N2 ↑ +O2 ↑ + 4H2O。
(NH4)2SO4
NH4NO3
NH4Cl
【实验】分别对三种氮肥的有效成分与NaOH溶液混合加热,观察现象。
【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,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,分析原因。
2.化学性质:
(1)受热分解:
二、铵盐
(2)与碱放氨:
NH4Cl + NaOH===NaCl + NH3↑+ H2O
NH4NO3 + NaOH===NaNO3 + NH3↑+ H2O
(NH4)2SO4+2NaOH===Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O
△
△
△
+ OH-
NH4
+
===NH3↑ + H2O
△
【用途】①检验NH4+
取待测样品于试管中加水溶解,再加入NaOH溶液进行加热,用湿润的红色石蕊试纸放置于试管口,若试纸变蓝,则说明样品含有NH4+。
【用途】②实验室制NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2===CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
△
思考与讨论:
根据氨气的制备装置,思考下列问题:
(1)用该装置还可以制备哪些气体
(2)如何检验试管中已经集满氨
(3)装置中试管口塞一团棉花的作用是什么
(4)如何吸收处理实验室中多余的氨,用什么试剂和装置
用水或稀硫酸。由于氨气极易溶于水,所以吸收时要防倒吸。
可用来制取O2等。
湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒
减少氨气与空气的对流,使收集的氨气不纯。
注意:
除去氨气中含有水蒸气,一般用碱石灰做干燥剂。
不能用浓硫酸,因为浓硫酸能与氨气反应生成铵盐;
不能用无水氯化钙,因为氯化钙能与氨气反应生成CaCI2·8NH3。
快速制取氨气的方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2O=== NH3↑+H2O
浓氨水
浓氨水+固体NaOH NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水+固体CaO NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2 CaO的作用: ①吸水后放热促进NH3的放出; ②增加溶液中OH-的浓度,减小NH3的溶解度 CaO或
NaOH
浓氨水
1.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.②是氨气吸收装置
C.③是氨气发生装置 D.④是氨气收集、检验装置
C
2.判断正误
①NH3溶于水能导电,所以NH3是电解质。
②向某溶液中加入稀NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无NH4+ 。
③NH3中氮元素为-3价,处于最低价态,具有一定的还原性,在一定条件下可被O2氧化。
④实验室可用加热NH4Cl的方法获得NH3。
⑤除去NaCl中少量的NH4HCO3杂质,可用加热法。
⑥NH4HCO3溶液与足量NaOH共热时,发生反应的离子方程式为
NH4++OH- =NH3↑+H2O。
×
√
×
√
×
×
3.下列叙述中的实验操作所对应的结论正确的是( )
D
选项 实验操作 结论
A 向某无色溶液中滴加NaOH溶液,未产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 则该无色溶液中一定不含NH4
B 某小组进行NH3催化氧化实验时,产生了红棕色气体 NH3催化氧化的产物为NO2
C 加热NH4Cl固体可分解产生NH3和HCl 该法可用于实验室制取NH3
D 通入SO2可使滴有酚酞的氨水褪色 氨水呈碱性
+
4.下列关于铵态氮肥的叙述中正确的是( )
①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价
②所有铵盐都溶于水
③铵态氮肥不宜与草木灰混合使用
④铵盐都是离子化合物
⑤铵盐都能与碱反应,不能与酸反应
A.①③④ B.②③④
C.①②③④ D.①②③④⑤
B
5.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
A
6.在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥的气体a,将滴管内的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,并打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出。则a和b不可能是( )
a(干燥气体) b(溶液)
A NO2 水
B CO2 4 mol·L-1NaOH溶液
C Cl2 饱和食盐水
D NH3 1 mol·L-1盐酸溶液
C
7.如图所示,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,立即用另一表面皿盖在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项 实验现象 解 释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应产生了NH4Cl
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液
D 湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
A
8.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”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
A
9.氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循环属于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D.向海洋排放含NO3的废水会影响海洋中
NH4 的含量
+
-
D
10.实验室用下图装置(夹持装置已略去)制备NH3,并研究其性质。其中,a、b为湿润的红色石蕊试纸,下列关于NH3性质实验的说法中,不正确的是( )
A.装置乙中,b先变蓝,a后变蓝
B.装置丙中,产生大量白烟
C.装置丁中,试剂可以是水
D.装置丁具有防止倒吸的作用
A
11.(双选)无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL甲气体经过下图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则下列说法正确的是( )
A.Na2O2在此过程中做氧化剂
B.甲气体的组成为NH3、NO、CO2
C.甲气体的组成为NH3、NO2、CO2
D.甲气体中NH3的体积分数为20%
BD
12.氨气与灼热的氧化铜反应生成铜、氮气和水。利用下图所示实验装置可测定氨分子的组成(图中夹持、固定装置均略去)。回答下列问题。
(1)盛放浓氨水的仪器名称为_______。
(2)若撤去装置B会产生的安全隐患是_________________。
(3)写出氨气与氧化铜反应的化学方程式____________________。
(1)分液漏斗
(2)C中的硬质玻璃管遇到冷的水蒸气破裂
(4)待实验完毕后,若实验测得N2的体积(折算成标准状况)为a L,则被还原的氧化铜的物质的量为___mol,若测得干燥管D增重b g,则氨分子中氮、氢的原子个数比为____(用含a、b字母的代数式表示)
(5)量筒G读数时除了视线与凹液面最低点保持水平外,还需要注意________________。
3a/22.4
9a/11.2b
F和G的液面处于同一水平上
12.氨气与灼热的氧化铜反应生成铜、氮气和水。利用下图所示实验装置可测定氨分子的组成(图中夹持、固定装置均略去)。回答下列问题。