新教材高中化第5章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第節(jié)基次時(shí)4氨和銨鹽案新人教版必修第二冊

PAGE9-基礎(chǔ)課時(shí)4氨和銨鹽學(xué)習(xí)任務(wù)1．通過噴泉實(shí)驗(yàn)認(rèn)識NH3的溶解性及其與水的反應(yīng)。通過學(xué)習(xí)NH3的催化氧化反應(yīng)，了解HNO3的工業(yè)制法。培養(yǎng)“宏觀辨識與變化觀念”的核心素養(yǎng)。2．通過了解銨鹽的通性，掌握氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法及銨根離子的檢驗(yàn)并認(rèn)識銨態(tài)氮肥在生產(chǎn)中的應(yīng)用。培養(yǎng)“科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。知識點(diǎn)一氨氨的電子式為，結(jié)構(gòu)式為，空間構(gòu)型：三角錐形。1．氨的物理性質(zhì)(1)氨是無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣的小，很容易液化。(2)氨極易溶于水：在常溫常壓下，1體積水大約可溶解700體積氨?？衫脟娙獙?shí)驗(yàn)證明NH3極易溶于水。液氨作制冷劑的原因是什么？提示：氨易液化，液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，使周圍溫度急劇降低。2．氨的化學(xué)性質(zhì)(1)NH3與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3＋H2ONH3·H2O。(2)NH3與酸反應(yīng)生成銨鹽①濃氨水揮發(fā)出的NH3與濃鹽酸揮發(fā)出的HCl相遇形成白煙，即NH4Cl晶體小顆粒，其反應(yīng)的方程式為NH3＋HCl=NH4Cl。②氨通入稀硫酸中反應(yīng)的離子方程式為NH3＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)。(3)氨的催化氧化氨催化氧化制HNO3的系列反應(yīng)方程式依次為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))4NO＋6H2O，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)NH3溶于水后完全生成NH3·H2O。 (×)(2)NH3的水溶液能導(dǎo)電，故NH3為電解質(zhì)。 (×)(3)NH3的催化氧化反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為NO。 (√)為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)會(huì)產(chǎn)生白煙？蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)是否也產(chǎn)生白煙？提示：濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性，揮發(fā)出來的NH3和HCl在空氣中相遇，化合生成NH4Cl固體小顆粒，即為白煙。濃硫酸沒有揮發(fā)性，故不可能形成白煙。知識點(diǎn)二銨鹽——銨根離子(NHeq\o\al(＋,4))與酸根離子構(gòu)成的化合物銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥。絕大多數(shù)銨鹽易溶于水，受熱易分解，與堿反應(yīng)會(huì)放出NH3。1．不穩(wěn)定性：NH4Cl、NH4HCO3受熱分解的化學(xué)方程式分別為NH4Cleq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋HCl↑、NH4HCO3eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑。2．與堿的反應(yīng)(1)固體反應(yīng)：NH4Cl與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋NaCl＋H2O。(2)溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式(加熱)：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。稀溶液中銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式(不加熱)：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。3．銨鹽與堿反應(yīng)的兩個(gè)應(yīng)用(1)檢驗(yàn)NHeq\o\al(＋,4)：待測液中加NaOH溶液并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙放置于試管口，若試紙變藍(lán)，說明溶液中含NHeq\o\al(＋,4)。(2)實(shí)驗(yàn)室制備NH3eq\x(原理)—2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O↓eq\x(裝置)—固＋固eq\o(→,\s\up10(△))氣↓eq\x(收集)—向下排空氣法↓eq\x(驗(yàn)滿)—濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口(變藍(lán))、蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口(產(chǎn)生白煙)(1)棉花的作用是什么？如何處理尾氣？提示：防止NH3與空氣對流，用稀H2SO4浸濕棉花。(2)用長試管加熱NH4Cl能制取NH3嗎？為什么？提示：不能。因?yàn)镹H4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl遇冷會(huì)再次化合為NH4Cl，不能用于制取NH3。氨水性質(zhì)和氨的噴泉實(shí)驗(yàn)噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。在實(shí)驗(yàn)室中可以利用噴泉實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證氨氣等氣體的溶解性。如下圖。圖1圖2圖31．用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，圓底燒瓶已充滿干燥氨氣，怎樣操作可以形成噴泉？該實(shí)驗(yàn)的原理是怎樣的？提示：打開彈簧夾，擠壓膠頭滴管。NH3溶于少量水中，使圓底燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯內(nèi)的水進(jìn)入圓底燒瓶，形成噴泉。2．如果只提供圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。提示：打開彈簧夾，用熱毛巾捂住圓底燒瓶至有氣泡從水中冒出，移去熱毛巾。3．增大下方壓強(qiáng)，也能形成噴泉。利用圖3裝置，在錐形瓶中分別加合適的物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉。利用所學(xué)化學(xué)知識，試舉一例。提示：在圖3裝置的錐形瓶中加入NH4HCO3與稀鹽酸。4．若圖1燒瓶中充滿干燥NH3做噴泉實(shí)驗(yàn)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，所得溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？提示：設(shè)燒瓶容積為VL，則溶液充滿為VL，故c＝eq\f(\f(V,22.4)mol,VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。5．圖1燒瓶中的所得溶液的粒子成分有哪些？提示：H2O、NH3·H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)、OH－和少量H＋。6．稀鹽酸中通入NH3和將氨水加入稀鹽酸中，分別寫出反應(yīng)的離子方程式。提示：H＋＋NH3=NHeq\o\al(＋,4)，H＋＋NH3·H2O=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O。1．噴泉實(shí)驗(yàn)裝置及其創(chuàng)新設(shè)計(jì)說明：(1)裝置(Ⅰ)改變了膠頭滴管的位置，膠頭滴管擠入少量水于試劑瓶中，即可使少量溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶中，導(dǎo)致大量的NH3溶解，燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。(2)裝置(Ⅱ)省去了膠頭滴管，用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中，瓶內(nèi)氨氣溶于水)。(3)裝置(Ⅲ)在水槽中加入能使水溫升高的物質(zhì)致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā)，錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。(4)裝置(Ⅳ)向?qū)Ч苤型ㄈ胍欢康腍2S和SO2，現(xiàn)象為有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成，瓶內(nèi)壁附有水珠，NaOH溶液上噴形成噴泉。(5)裝置(Ⅴ)打開①處的止水夾并向燒瓶中緩慢通入等體積的HCl氣體后關(guān)閉該止水夾，等充分反應(yīng)后再打開②處的止水夾，觀察到先有白煙產(chǎn)生，后產(chǎn)生噴泉。(6)裝置(Ⅵ)中，擠壓膠頭滴管，然后打開導(dǎo)管上部的兩個(gè)活塞，則在右面燒瓶出現(xiàn)噴煙現(xiàn)象，再打開導(dǎo)管下部活塞，則可產(chǎn)生雙噴泉。2．氨水問題分析(1)氨水的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(mNH3,m溶液)×100%(2)氨水的化學(xué)性質(zhì)①不穩(wěn)定性：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O②堿的通性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(與酸發(fā)生中和反應(yīng),與鋁鹽、鎂鹽、鐵鹽生成相應(yīng),的沉淀AlOH3、MgOH2、FeOH3))1．中學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常利用如圖所示的裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證氣體的“溶解性”，下列有關(guān)說法不正確的是()A．用滴管加入液體后，由于氣體的“溶解”，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)，從而形成噴泉B．選用合適的溶液，CO2也能用于做噴泉實(shí)驗(yàn)C．HCl、NH3和SO2均能用該裝置做噴泉實(shí)驗(yàn)D．用NO2和N2O4的混合氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，燒瓶中將充滿稀硝酸D[NO2、N2O4和H2O反應(yīng)生成不溶于水的NO，因此燒瓶中不可能充滿稀硝酸。]2．(2021·湘潭高一檢測)下列四種組合中不可能形成噴泉的是()A．氯化氫和水 B．CO2和水C．二氧化碳和NaOH溶液 D．氯氣和NaOH溶液[答案]B3．下列關(guān)于氨水的說法不正確的是()A．NH3通入鹽酸中和氨水滴入鹽酸中離子方程式均為NH3＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)B．AlCl3溶液中滴加過量氨水，有白色沉淀生成C．將1molNH3通入足量水中形成200g氨水溶液，則氨水中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5%D．氨水受熱放出NH3A[NH3通入鹽酸中發(fā)生反應(yīng)NH3＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)，而氨水滴入鹽酸中發(fā)生反應(yīng)NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤。]NH3的制法和性質(zhì)探究1．氨氣實(shí)驗(yàn)室制法應(yīng)注意的問題(1)凈化裝置：通常用堿石灰干燥氨氣，不能用五氧化二磷、濃硫酸和無水氯化鈣干燥。(2)收集方法：向下排空氣法收集，試管口塞一團(tuán)疏松的棉花團(tuán)，目的是防止氨氣與空氣形成對流，以收集到較純凈的氨氣。(3)尾氣處理：多余的氨氣要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸潤的棉花球)以避免污染空氣。在吸收時(shí)要防止倒吸，常采用的裝置如圖所示：2．實(shí)驗(yàn)室快速制氨氣的方法(1)加熱濃氨水法：NH3·H2O不穩(wěn)定，受熱易分解生成NH3：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O，故可直接加熱濃氨水制備NH3。(2)濃氨水加固體NaOH(或生石灰、堿石灰)法：固體NaOH溶于水放出大量的熱，會(huì)促使氨水分解，而生石灰可與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，同時(shí)反應(yīng)放熱，也會(huì)促使氨水分解，故可在常溫下向固體NaOH或CaO中滴加濃氨水來制備NH3。反應(yīng)裝置圖分別為：4．實(shí)驗(yàn)室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置中，其中正確的是()A．①是氨氣發(fā)生裝置 B．③是氨氣發(fā)生裝置C．②是氨氣吸收裝置 D．④是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置B[①中NH4Cl受熱易分解生成NH3和HCl，但在試管口附近兩者又能結(jié)合生成NH4Cl，所以不能用于制取NH3；③可用于NH3的發(fā)生裝置，利用濃氨水和生石灰等制取NH3；②中的漏斗位置過低，不能防止倒吸，漏斗要緊貼水面；④的試管口應(yīng)放一團(tuán)干燥的棉花，減少NH3與空氣的對流。]5．如圖，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所做的解釋正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋A濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙NH3與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤紅色石蕊試紙變藍(lán)NH3是一種可溶性堿A[NH3能與HCl發(fā)生化合反應(yīng)，生成NH4Cl白色固體；NH3也能與H2SO4發(fā)生化合反應(yīng)，生成(NH4)2SO4；NH3與氯化物溶液反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，該氯化物可以是氯化鋁、氯化鎂等；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O屬于堿，NH3不屬于堿。]6．(素養(yǎng)題)“在眾多的化工原料和產(chǎn)品中，都能見到硫和氮等元素的蹤跡?！惫I(yè)上，由N2可制NH3，由NH3可制HNO3及銨鹽，有的銨鹽可作農(nóng)業(yè)上的化肥，有的銨鹽可用于實(shí)驗(yàn)室中制NH3。下列化學(xué)方程式不正確的是()A．工業(yè)合成氨：N2＋3H2eq\o(=,\s\up10(高溫、高壓),\s\do10(催化劑))2NH3B．氨的催化氧化：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))4NO＋6H2OC．碳酸氫銨化肥受熱：NH4HCO3eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑D．實(shí)驗(yàn)室制氨氣：Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up10(△))CaCl2＋2H2O＋2NH3↑A[N2與H2反應(yīng)生成NH3為可逆反應(yīng)，故正確的化學(xué)方程式為N2＋3H22NH3。]1．下列有關(guān)氨的敘述不正確的是()A．氨分子中氮元素的化合價(jià)只能升高，氨具有還原性B．氨的催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式是4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))4NO＋6H2OC．氨的催化氧化反應(yīng)中，若氧氣過量，則有紅棕色氣體生成D．NH3與酸的反應(yīng)為中和反應(yīng)D[氨分子中氮元素是－3價(jià)，處于最低價(jià)態(tài)，只具有還原性，A項(xiàng)正確；NH3具有還原性，在催化劑作用下可與氧氣發(fā)生反應(yīng)：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化劑),\s\do10(△))4NO＋6H2O，B項(xiàng)正確；氨的催化氧化是NH3在催化劑作用下被O2氧化為NO的反應(yīng)，若O2過量，生成的NO與O2反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2，C項(xiàng)正確；NH3與酸的反應(yīng)為化合反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]2．下列離子方程式書寫正確的是()A．實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和熟石灰制氨氣：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2OB．NaOH濃溶液與NH4Cl溶液混合加熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up10(△))NH3·H2OC．氨水中加鹽酸：NH3·H2O＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋H2OD．氨水中加入氯化鐵溶液：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓C[NH4Cl和Ca(OH)2固體加熱，不是溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，不存在離子濃度的變化，不屬于離子反應(yīng)，A項(xiàng)不正確；NaOH溶液和NH4Cl溶液混合加熱放出NH3，不能寫成NH3·H2O，B項(xiàng)不正確；氨水與酸反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是NH3·H2O電離出的OH－參與反應(yīng)，NH3·H2O為弱堿應(yīng)寫成分子式，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)不正確。]3．(素養(yǎng)題)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，在干燥的燒瓶中充滿純凈的NH3，進(jìn)行如圖所示的噴泉實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．本實(shí)驗(yàn)之所以能夠產(chǎn)生噴泉是因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，導(dǎo)致燒瓶內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差B．若燒瓶內(nèi)的氨氣中混有少量空氣，則噴泉實(shí)驗(yàn)后的水不能充滿燒瓶C．本實(shí)驗(yàn)若將NH3換成HCl，也能產(chǎn)生紅色的噴泉D．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，燒瓶中氨水的物質(zhì)的量濃度為eq\f(1,22.4)mol·L－1C[氨氣極易溶于水，使燒瓶內(nèi)氣壓迅速小于大氣壓，從而形成噴泉，A項(xiàng)正確；若燒瓶內(nèi)的氨氣中混有少量空氣，由于空氣中的氮?dú)獾入y溶于水，也不與水反應(yīng)，則噴泉實(shí)驗(yàn)后的水不能充滿燒瓶，B項(xiàng)正確；若將NH3換成HCl，因HCl也極易溶于水，也能形成噴泉，但由于HCl的水溶液顯酸性，故滴有酚酞的水形成的噴泉溶液顯無色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)燒瓶容積為VL，則標(biāo)準(zhǔn)狀況下燒瓶內(nèi)氨氣的物質(zhì)的量n＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)＝eq\f(V,22.4)mol，由于氨水充滿燒瓶，所以最終形成氨水的物質(zhì)的量濃度c＝eq\f(n,V)＝eq\f(\f(V,22.4)mol,VL)＝eq\f(1,22.4)mo