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文檔簡介
第五章化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)氮及其化合物課時2氨和銨鹽學(xué)習(xí)目標(biāo)1、認(rèn)識氨的物理性質(zhì),掌握并能熟練應(yīng)用氨的化學(xué)性質(zhì)。2、理解噴泉實(shí)驗(yàn)的原理。3、掌握銨鹽的性質(zhì)和銨根離子的檢驗(yàn)。4、掌握氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法,了解氨的工業(yè)制法及實(shí)驗(yàn)室中其他簡易方法。情景引入天使和魔鬼的化身——哈伯天使:他是第一個從空氣中制造出氨的科學(xué)家。使人類從此擺脫了依靠天然氮肥的被動局面,加速了世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展。魔鬼:由于在第一次世界大戰(zhàn)中,哈伯擔(dān)任化學(xué)兵工廠廠長時負(fù)責(zé)研制、生產(chǎn)氯氣、芥子氣等毒氣,并使用于戰(zhàn)爭之中,造成近百萬人傷亡。電子式結(jié)構(gòu)式顏色氣味狀態(tài)密度水溶性
可利用噴泉實(shí)驗(yàn)證明。【思考1】為什么液氨可以作制冷劑?氨易液化,液氨汽化時要吸收大量的熱,使周圍溫度急劇降低。【思考2】怎樣證明NH3極易溶于水?一、氨(NH3)結(jié)
構(gòu)
及
物
理
性
質(zhì)無色刺激性氣味氣體比空氣小極易溶于水(1∶700)打開彈簧夾,擠壓膠頭滴管,讓水進(jìn)入燒瓶噴
泉
實(shí)
驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)5-6】操作:燒杯里的酚酞溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶,形成紅色噴泉;結(jié)論:①氨氣極易溶于水②氨水顯堿性現(xiàn)象:噴
泉
實(shí)
驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)5-6】1.形成原理:容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差2.產(chǎn)生壓強(qiáng)差原理:
容器內(nèi)氣體極易溶于水(或容器內(nèi)氣體易與溶液反應(yīng)),使容器內(nèi)壓強(qiáng)迅速降低,在外界大氣壓的作用下,外部液體快速進(jìn)入容器,通過尖嘴導(dǎo)管噴出,形成噴泉。3.實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么?a.燒瓶要干燥;b.裝置不漏氣;c.氣體應(yīng)收滿。噴
泉
實(shí)
驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)5-6】由于氨氣是用向下排空氣法收集的,一定含有少量空氣。4.噴泉停止后,為什么燒瓶不能被水完全充滿?5.常見形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體與試劑:氣體HClNH3CO2、SO2NO2+O2吸收劑水或堿溶液水或酸溶液堿溶液水或堿溶液【思考3】如何引發(fā)下圖的噴泉實(shí)驗(yàn)?方法一:用熱毛巾捂錐形瓶。方法二:加熱錐形瓶內(nèi)的水至沸騰,增大錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。牛刀小試【例1】
如圖所示:燒瓶中充滿干燥氣體a,將膠頭滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi),輕輕震蕩燒瓶,然后打開彈簧夾,燒杯中的液體呈噴泉狀噴出,則a、b不可能是()A.
a為HCl氣體,b為H2OB.a(chǎn)為CO2氣體,b為濃NaOH溶液C.a(chǎn)為Cl2氣體,b為飽和NaCl溶液D.a(chǎn)為Cl2氣體,b為濃NaOH溶液C化
學(xué)
性
質(zhì)(1)與水反應(yīng)
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4+
+OH-一、氨(NH3)【思考4】氨水的主要成份有哪些?氨水與液氨有何區(qū)別?氨水液氨一水合氨物質(zhì)分類組成成分主要性質(zhì)
NH3·H2O、H2O、NH3、
NH4+、OH-、H+(少量)NH3分子NH3·H2O【氨氣是高中階段唯一的一種堿性氣體】混合物(NH3的水溶液)純凈物(非電解質(zhì))純凈物(電解質(zhì))能導(dǎo)電,具有堿的通性不導(dǎo)電不具有堿性不導(dǎo)電,具有堿性易揮發(fā)、不穩(wěn)定、易分解棕色試劑瓶,避光密封
一水合氨不穩(wěn)定NH3·H2O=NH3↑+H2O特
別
提
醒一、氨(NH3)1.NH3·H2O化學(xué)式不能寫成NH4OH。2.氨水中除水分子外,含量最多的是NH3·H2O,但求氨水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度時,視溶質(zhì)為NH3。3.氨水密度小于1g/mL,且濃度越大,密度越小。牛刀小試【例2】下列關(guān)于氨水的敘述正確的是(
)A.氨水顯堿性,是因?yàn)榘彼且环N弱堿B.氨水和液氨成分相同C.氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3(除水外)D.1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+物質(zhì)的量之和為1molD化
學(xué)
性
質(zhì)(2)與酸反應(yīng)
一、氨(NH3)魔術(shù):魔棒生煙化
學(xué)
性
質(zhì)(2)與酸反應(yīng)
一、氨(NH3)原理:NH3+
HCl=NH4Cl現(xiàn)象:原因:NH3與HCl相遇迅速反應(yīng)生成固體小顆粒有大量白煙產(chǎn)生化
學(xué)
性
質(zhì)(2)與酸反應(yīng)
一、氨(NH3)【思考5】濃氨水遇濃硫酸、濃硝酸也會產(chǎn)生白煙嗎?解析:濃氨水遇濃硫酸不產(chǎn)生白煙,遇濃硝酸產(chǎn)生白煙。產(chǎn)生的白煙實(shí)際是氨氣與揮發(fā)性酸的蒸氣反應(yīng)生成的鹽。揮發(fā)性酸:HCl、HNO3等;難揮發(fā)性酸:H2SO4、H3PO4等。NH3+HCl=NH4Cl常用硫酸作為氨氣的吸收劑NH3+HNO3=(白煙)不能用濃硫酸干燥NH3
NH4NO3
2
(NH4)2SO4可用于檢驗(yàn)氨氣的存在NH3+H2SO4=(白煙)化
學(xué)
性
質(zhì)(3)還原性
一、氨(NH3)①氨的催化氧化(工業(yè)制硝酸的第一步)4NH3+5O2催化劑4NO+6H2O化
學(xué)
性
質(zhì)(3)還原性
一、氨(NH3)①氨的催化氧化(工業(yè)制硝酸的第一步)4NH3+5O2催化劑4NO+6H2O②與Cl2反應(yīng)8NH3+3Cl2=
N2+6NH4Cl(氨氣過量)2NH3+3Cl2=
N2+6HCl(氨氣少量)此反應(yīng)為濃氨水檢驗(yàn)氯氣管道是否泄漏的原理。化
學(xué)
性
質(zhì)(3)還原性
一、氨(NH3)【思考6】檢驗(yàn)氨氣的方法有哪些?1、濕潤的石蕊試紙
=>
變藍(lán);2、濕潤的酚酞試紙
=>
變紅;3、蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近
=>
產(chǎn)生白煙。牛刀小試【例3】下列反應(yīng)中說明氨氣具有還原性和堿性的是()BD.NH3+HCl=
NH4ClB.8NH3+3Cl2=
6NH4Cl+N2C.4NH3+5O2===4NO+6H2O催化劑A.2NH3+3CuO=
3Cu+N2+3H2O【解析】A、C中只體現(xiàn)還原性,D中只體現(xiàn)堿性,B中體現(xiàn)了還原性和堿性。牛刀小試【例4】下列有關(guān)NH3兩個實(shí)驗(yàn)說法中正確的是()
A.兩個實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易溶于水
B.兩個實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3易揮發(fā)
C.兩個實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3是堿性氣體
D.兩個實(shí)驗(yàn)均表現(xiàn)了NH3是還原性氣體C【解析】噴泉實(shí)驗(yàn)溶液變紅,氨氣和鹽酸反應(yīng),均表現(xiàn)了NH3是堿性氣體。用
途一、氨(NH3)1.液氨汽化時要吸收大量的熱,使周圍溫度急劇降低,常用作制冷劑。2.氨是氮肥工業(yè)及制造硝酸、銨鹽、純堿等的重要原料。3.氨是有機(jī)合成工業(yè)的常用原料(如制尿素、合成纖維、燃料等)。銨鹽——銨根離子(NH4+)與酸根離子組成的化合物。二、銨鹽絕大多數(shù)銨鹽易溶于水,受熱易分解,與堿反應(yīng)會放出NH3。銨鹽是農(nóng)業(yè)上常用的化肥。
如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。化
學(xué)
性
質(zhì)二、銨鹽(1)不穩(wěn)定性——受熱易分解
△(NH4)2CO3==2NH3↑+CO2↑+H2O2NH4NO3==========2N2↑+O2↑+4H2O高溫或猛烈撞擊化
學(xué)
性
質(zhì)二、銨鹽(2)與堿反應(yīng)
NaOH
+
NH4NO3=NaNO3+H2O+
NH3↑Ca(OH)2+2NH4Cl=
CaCl2+2H2O+2NH3↑OH-+NH4+=
H2O+NH3↑在實(shí)驗(yàn)室中,常利用銨鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氨這一性質(zhì)來檢驗(yàn)銨根離子的存在和制取氨。三、NH4+
的檢驗(yàn)(1)取少許樣品于試管中,加入堿后加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口,若試紙變藍(lán),則證明樣品中含有NH4+。(2)取少許樣品于試管中,加入堿后加熱,用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有白煙產(chǎn)生,則證明樣品中含有NH4+
。銨鹽(NH4+)無色氣體(NH3)試紙變藍(lán)蘸有濃HCl的玻璃棒產(chǎn)生白煙牛刀小試【例5】為了檢驗(yàn)?zāi)彻腆w物質(zhì)中是否含有NH4+,你認(rèn)為下列試紙
或試劑中一定用不到的是(
)
①蒸餾水
②NaOH溶液
③紅色石蕊試紙
④藍(lán)色石蕊試紙
⑤稀硫酸
A.①⑤
B.④⑤
C.①③
D.①④⑤【例6】關(guān)于銨鹽的敘述:①銨鹽易溶于水;②銨鹽中氮元素均為-3價;③銨鹽受熱易分解;④銨鹽只能跟堿反應(yīng),不能跟酸反應(yīng)。其中正確的是(
)
A.①②③④
B.①③
C.③④
D.①②④BB四、氨的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)探究四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(2)裝置:(3)干燥:(1)原理:固+固→加熱型2NH4Cl+Ca(OH)2
=CaCl2+2H2O+2NH3↑用堿性干燥劑
堿石灰(CaO、NaOH)注意:無水CaCl2不能干燥NH3(形成CaCl2·8NH3)四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(4)收集:向下排空氣法(導(dǎo)管要伸到試管底部)a.用濕潤的紅色石蕊試紙(變藍(lán))b.用蘸有濃HCl的玻璃棒接近試管口(白煙)(5)驗(yàn)滿:①防止與空氣對流,使收集的氨氣不純;(6)棉花的作用:②抑制氨氣逸出,避免污染空氣。四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(7)尾氣吸收:稀硫酸溶液或水(注意防倒吸)方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水
濃氨水+固體NaOH濃氨水+固體CaO四、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法【思考7】實(shí)驗(yàn)室中還可以用哪些方法制氨氣?
NH3·H2O=NH3↑+H2ONH4Cl分解產(chǎn)生的NH3和HCl遇冷會再次化合為NH4Cl,不能用于制取NH3加熱NH4Cl能制取NH3嗎?
NaOH、CaO的作用:①溶于水或吸水后放熱,促使氨水分解;②增加溶液中的OH-濃度,有利于NH3的放出牛刀小試【例7】下列裝置用于實(shí)驗(yàn)室中制取干燥氨氣的實(shí)驗(yàn),其中能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?
)A.用裝置甲制備氨氣
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