PAGE9-第2課時氨與銨態氮肥[學習目標]1.能依據物質類別和元素化合價列舉、描述、辨識NH3、銨鹽的物理、化學性質及其試驗現象，能用化學方程式、離子方程式正確表示NH3、銨鹽的主要化學性質。2.能利用NH3、銨鹽的性質和轉化關系設計制備、分別、檢驗等簡潔試驗的方案。3.能依據氨、銨鹽的性質，分析科學試驗、生產、生活以及環境中的某些常見問題，說明妥當保存合理運用氨、銨鹽的常見方法。4.能分別說明氨、銨鹽的應用對社會發展的價值和對環境的影響。1.氨氣(1)物理性質(2)化學性質(3)氨水的性質(4)氨的用途①氨是氮肥工業、有機合成工業及制造eq\o(□,\s\up4(13))硝酸、銨鹽和純堿的原料。②液氨汽化時汲取大量的熱，可用作eq\o(□,\s\up4(14))制冷劑。2．銨鹽eq\o(□,\s\up4(15))銨根離子和酸根離子構成的化合物。(1)物理通性：都是無色或白色晶體，eq\o(□,\s\up4(16))易溶于水。(2)化學性質①不穩定性：a．NH4Cl受熱分解：eq\o(□,\s\up4(17))NH4Cleq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋HCl↑。b．NH4HCO3受熱分解：eq\o(□,\s\up4(18))NH4HCO3eq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O＋CO2↑。②與堿的反應：a．固體反應：NH4Cl與Ca(OH)2反應的化學方程式為eq\o(□,\s\up4(19))2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。b．溶液中銨鹽與強堿反應的離子方程式(加熱)：eq\o(□,\s\up4(20))NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O。c．稀溶液中銨鹽與強堿反應的離子方程式(不加熱)：eq\o(□,\s\up4(21))NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O。3．氨氣的試驗室制法一、氨的性質及應用[溝通研討]1．通常狀況下，1升水可溶解700升氨氣(已知通常狀況下的Vm＝25L·mol－1)，得氨水的密度ρ＝0.9g·mL－1：(1)試求所得氨水的體積為多少？(2)由(1)的數據說明工業上保存氨氣的一種方法，并說明緣由。(3)教材上噴泉試驗的原理是什么？提示：(1)V＝eq\f(m溶劑＋m溶質,ρ)＝eq\f(1000g＋\f(700L,25L·mol－1)×17g·mol－1,0.9g·mL－1)＝1640mL＝1.64L。(2)把700L氨氣溶解在1L水中得氨水的體積為1.64L，便于貯存和運輸，須要氨氣時只需加熱、干燥即可。(3)燒瓶中的氨氣極易溶于膠頭滴管中的水，使得燒瓶中的壓強遠遠小于大氣壓，燒杯中的水就在大氣壓作用下進入燒瓶形成噴泉。2．分析氨分子中氮元素的化合價可知氨分子可作什么劑？提示：氨分子中氮元素處于最低價態，因此可作還原劑。[點撥提升]1．氨氣與H2O的反應可表示為：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，所以氨水的主要成分有：H2O、NH3·H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)和OH－，故可用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗氨氣。2．氨氣能與HCl反應生成NH4Cl，故試驗室可用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近氨氣(產生大量白煙)來檢驗氨氣；NH3與H2SO4反應生成(NH4)2SO4，試驗室用硫酸來汲取尾氣中的氨氣；NH3還能與H2O和CO2反應生成(NH4)2CO3或NH4HCO3，工業上利用此反應制碳酸銨或碳酸氫銨，也利用該反應制純堿。3．氨氣能與O2、Cl2、NO(或NO2)反應顯還原性(1)工業上利用反應：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(高溫))4NO＋6H2O來制HNO3(反應原理之一)。(2)工業上利用反應：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2，用濃氨水檢驗氯氣管道是否泄漏(泄漏時產生白煙——NH4Cl)。(3)在催化劑作用下NH3與NO(NO2)反應生成N2和H2O，可利用此反應除去尾氣中的氮的氧化物。學問拓展噴泉試驗的原理、裝置及形成(1)噴泉試驗原理由于產生壓強差而形成噴泉——氣體快速溶于水或某種溶液中，容器內壓強小于容器外壓強，從而產生噴泉現象，依據這一原理，只要能夠造成容器內氣體大量溶于液體，就可形成噴泉。(2)常見的可以形成噴泉的氣體(3)常見裝置圖①圖甲裝置形成“噴泉”可先打開止水夾，然后擠壓膠頭滴管，讓滴管中的液體噴到燒瓶中，由于燒瓶內氣體極易溶解于燒杯和滴管中的液體，使燒瓶內的壓強突然減小而產生壓強差形成“噴泉”。②圖乙裝置形成“噴泉”可采納使燒瓶受熱，瓶內氣體受熱膨脹，打開止水夾，氣體與液體接觸而溶解，使燒瓶內壓強減小形成壓強差而形成“噴泉”。[練習與活動]1．下列有關氨的說法錯誤的是()A．氨是有刺激性氣味的無色氣體B．氨水的質量分數越大，其密度越小C．氨氣極易溶于水，收集氨氣可用向上排空氣法D．NH3中N為氮元素的最低價，故NH3具有還原性答案C解析依據氨的物理性質，A項正確；氨水的ρ<1g·cm－3，其質量分數越大，密度越小，B項正確；氨的密度小于空氣的，故用向下排空氣法收集，C項錯誤；NH3中N的化合價為－3(最低價)，故NH3具有還原性，D項正確。2．在如圖所示的裝置中，燒瓶中充溢干燥的氣體a，將滴管內的液體b擠入燒瓶內，輕輕振蕩燒瓶，并打開彈簧夾f，燒杯中的液體b最終幾乎充溢燒瓶。則a和b分別是()答案D解析A項中NO2與水反應可以形成噴泉，但由于NO2與水反應還可以產生NO，故最終有eq\f(1,3)的體積不會充溢水，A項錯誤；Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小，故不會形成噴泉，C項錯誤；D項中的氣體會與相對應的液體反應而使得燒瓶內的壓強快速地減小而形成噴泉，最終幾乎充溢燒瓶，故應選D項。二、銨鹽的性質及應用[溝通研討]農用化肥碳酸氫銨的運用留意事項上說：忌高溫運用，忌與堿性肥料(如：草木灰)一起運用，運用時最好埋在土壤中，據此你能用化學學問說明一下嗎？提示：碳酸氫銨不穩定，受熱分解逸出氨氣；碳酸氫銨與堿作用，生成氨氣，一是降低肥效，二是污染環境。[點撥提升]1．銨鹽受熱都不穩定，但有的銨鹽如NH4NO3等受熱分解發生氧化還原反應。2．銨鹽無論是固態還是在水溶液中都能與強堿反應，受熱時生成氨氣，試驗室利用此反應原理來檢驗銨鹽(或NHeq\o\al(＋,4))，其操作步驟和現象如下：3．試驗室制氨氣時留意的問題(1)用試管收集氨氣時，應在試管口塞上一團棉花，防止NH3與空氣對流。(2)不能用濃H2SO4、P2O5干燥NH3，也不能用無水CaCl2干燥，因為CaCl2＋8NH3=CaCl2·8NH3。(3)不用NH4NO3代替NH4Cl，因為NH4NO3加熱可能發生爆炸，也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl，因為它們分解還產生CO2；消石灰不能用NaOH、KOH代替，因為NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊不利于NH3的產生，且高溫時易腐蝕試管。學問拓展試驗室制備氨氣的其他方法(1)加熱濃氨水：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O。(2)濃氨水與堿石灰、固體NaOH或CaO反應：NaOH固體溶于水放熱，促使NH3逸出，且OH－濃度增大，有利于NH3的生成。堿石灰或CaO與水反應，使溶劑(水)削減，且反應放熱，促使NH3逸出。反應裝置如右圖所示。[練習與活動]3．下列說法中正確的是()A．全部銨鹽受熱分解均可用于制取NH3B．全部銨鹽都易溶于水，全部銨鹽中的氮元素均呈－3價C．向某鹽溶液中加入NaOH溶液，加熱，將潮濕的紅色石蕊試紙放在試管口，看是否變藍，可檢驗該鹽是否為銨鹽D．NH4Cl和NaCl的固體混合物可用升華法分別答案C解析A項，如硝酸銨受熱分解易發生爆炸；B項，硝酸銨中氮元素的化合價既有－3價又有＋5價；C項，檢驗原理為NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O，NH3能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍；D項，NH4Cl受熱分解成NH3和HCl，二者遇冷又重新化合成NH4Cl，在試管口有白色固體生成，故可用加熱法分別NH4Cl與NaCl的固體混合物，但不是升華法。4．某學習愛好小組探究氨氣的制取試驗：(1)甲同學擬用下列試驗方法制備氨氣，其中合理的是________(填編號)。A．將氯化銨固體加熱分解B．將濃氨水滴入氫氧化鈉固體中C．將氫氧化鈉固體加入濃氨水中D．將氯化銨稀溶液滴入氫氧化鈉固體中(2)依據上述正確的原理，該同學欲用下列常見的試驗室制氣裝置制取氨氣，相宜的裝置是________。(3)氣體的性質是選擇氣體收集方法的主要依據，下列性質與收集方法無關的是________。①密度②顏色③溶解性④熱穩定性⑤與氧氣反應(4)如圖是甲同學設計收集氨氣的幾種裝置，其中可行的是________，集氣的原理是________________________________________。答案(1)B(2)C(3)②④(4)d利用氨氣密度小于空氣，采納短管進氨氣，長管出空氣，即可