20182018学年鲁科版必修1 第3章第2节 氮的循环（第2课时） 学案

第2节 氮的循环第2课时 氨与铵态氮肥课标要求1认识氨气的溶解性。2掌握氨气的物理性质和化学性质。3掌握铵盐的物理性质和化学性质。4掌握氨气的实验室制法。1NH3是唯一的碱性气体，只能用向下排空气法收集，NH3H2O是唯一的可溶性弱碱。2实验室制NH3的反应原理：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。3氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和有机氮肥。4NH的检验方法：向盛有待测液的试管中加入碱液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸是否变蓝色。5主要的化学反应：NH3HCl=NH4Cl(白烟)NH4HCO3NH3CO2H2ONH4ClNH3HClNHOHNH3H2O 1物理性质特别提醒NH3极易溶于水，可由喷泉实验证实，实验室收集NH3只能用向下排空气法收集。2化学性质(1)氨与水的反应氨与水反应，其水溶液显弱碱性，发生反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2ONHOH。NH3H2O不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2O。(2)氨与酸的反应两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时产生白烟，反应的化学方程式：NH3HCl=NH4Cl。(3)氨的催化氧化化学方程式为4NH35O24NO6H2O。特别提醒(1)干燥NH3时不能用浓H2SO4，原因：2NH3H2SO4=(NH4)2SO4。(2)液氨与氨水不是同一种物质，前者为纯净物，后者为混合物。(3)NH3遇HCl产生白烟现象，可用浓盐酸检验NH3；NH3遇H2SO4无白烟现象，原因是H2SO4不易挥发。3用途(1)氨是氮肥工业和硝酸工业的原料。(2)氨易液化，常用作制冷剂。1判断正误。(1)NH3溶于水能导电，所以NH3是电解质()(2)实验室常用排水法收集纯净的NH3()(3)NH3具有还原性和可燃性，但通常状况下不能燃烧()(4)氨水与液氨均能使酚酞溶液显红色()(5)氨水中1 mol NH3H2O能电离出1 mol NH()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列现象中不能用于检验NH3泄漏的是()A气体遇浓盐酸产生白烟B气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红C气体通入酚酞溶液中，溶液变红D气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝解析：选BA项，浓盐酸挥发出的HCl与NH3反应生成NH4Cl，从而产生白烟，正确；B项，NH3不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，不正确；NH3是碱性气体，能使酚酞溶液变红，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D项正确。 1化学氮肥2铵盐(1)概念：由铵根离子(NH)和酸根离子组成的盐。(2)物理性质铵盐均为白色或无色晶体，均易溶于水。(3)化学性质受热分解(如NH4Cl、NH4HCO3)：aNH4ClNH3HCl。bNH4HCO3NH3CO2H2O。与碱反应：a离子方程式：NHOHNH3H2O。b应用特别提醒(1)铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3N2O2H2O。(2)检验NH的答题规范：实验操作：取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。现象、结论：试纸变蓝色(或者冒白烟)，说明是铵盐或待测液含有NH。1有一种盐X和NaOH反应，产生有刺激性气味的气体Y，Y经过一系列氧化之后，再溶于水可得到一种酸Z，Y与Z反应又可以生成X，则X为()ANH4NO3BNH4ClC(NH4)2SO4 D(NH4)2CO3解析：选ANH4NO3与NaOH反应生成NH3(气体Y)，NH3被氧化生成NO，NO被氧化生成NO2，NO2与水反应得到HNO3(酸Z)，HNO3与NH3反应生成NH4NO3。2试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是()A加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口B加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口C加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口D加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口解析：选ANH3可使湿润的酚酞试纸变红，遇浓盐酸产生白烟，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。 1工业制法N23H22NH32实验室制法(1)反应原理Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(2)实验装置(3)验满方法使湿润的红色石蕊试纸变蓝；遇到蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟。(4)干燥方法(5)尾气吸收：将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。3简易制法用浓氨水制取(1)反应原理浓氨水与NaOH固体(或CaO)制取NH3是因将浓氨水滴到固体氢氧化钠(或CaO)上，NaOH溶于水放热(或CaO与水反应放热)，都会促使氨水分解释放NH3。(2)实验装置特别提醒(1)不能用NH4NO3代替NH4Cl制取氨气，原因是NH4NO3受热爆炸。(2)干燥NH3不能用酸性干燥剂，如浓硫酸、P2O5；也不能用CaCl2。(3)试管口棉球有防止NH3与空气对流的作用。1如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()ABC D解析：选CNH4Cl受热分解生成NH3和HCl，在试管中冷却后二者又化合生成NH4Cl，错误；CaOH2O=Ca(OH)2，同时放热，使NH3H2O分解，减小NH3的溶解度，有利于NH3的产生和逸出，正确；试管口应略向下倾斜，错误；浓氨水受热挥发出NH3，正确。2哈伯因为氨气的合成曾获诺贝尔奖。(1)写出实验室由氯化铵和熟石灰加热制取氨气的化学方程式：_。检验氨气已收集满的方法：用_试纸靠近集气瓶口，现象为_。(2)写出工业上利用NH3制备硝酸的一系列反应的化学方程式：_、_、_。解析：(1)实验室用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热的方法制备NH3：2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O，氨气收集满时，集气瓶口会逸出NH3，可用润湿的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。(2)NH3被催化氧化生成NO，NO与空气中的O2反应生成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3，据此可写出相应的化学方程式。答案：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O润湿的红色石蕊试纸变蓝(2)4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO三级训练节节过关 1下列关于氨的说法中正确的是()A氨水的密度比水的小，且浓度越大，其密度越大B氨是无色无味的气体C可用向上排空气法收集氨D氨溶于水所得溶液呈弱碱性解析：选D氨水的密度比水的小，且浓度越大，密度越小，A错误；氨是有刺激性气味的气体，B错误；氨的密度比空气的小，应用向下排空气法收集，C错误。2有关氨及氨水的说法正确的是()ANH3是10电子分子，具有还原性B液氨、氨气、氨水是同一种物质C氨气是非电解质，氨水是电解质D氨水的主要成分是NH3解析：选A氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质；氨水的主要成分是NH3H2O。3为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是()蒸馏水NaOH溶液红色石蕊试纸蓝色石蕊试纸稀硫酸A仅B仅C D解析：选B检验NH时，先将固体物质溶解，用到蒸馏水；再向样液中滴入碱液，用到NaOH溶液；加热检验是否产生NH3，用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近反应容器口。4实验室制备干燥的氨气所需的试剂是()ANH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰B饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体CNaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸 DNH4Cl固体、消石灰、碱石灰解析：选D实验室制取NH3是用NH4Cl固体与消石灰共热进行制取，由于NH3是一种碱性气体，不能用P2O5固体和浓硫酸干燥，应用碱石灰干燥。5以下三个装置均可制得NH3：(1)实验室制NH3的装置是_。(2)按下表写出图1、图2、图3装置中应加入的物质与反应原理。应加入的物质反应原理图1图2图3(3)图3中棉花的作用是_。答案：(1)图3(2)应加入的物质反应原理图1浓氨水NH3H2O(浓)NH3H2O图2浓氨水和CaO图3Ca(OH)2和NH4ClCa(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(3)可减小NH3与空气的对流速度，收集到比较纯净的NH3，同时避免污染空气6某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：(1)实验室制备氨气的化学方程式为_。(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是_(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是_。(3)打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是_，_。(4)为防止污染环境，以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是_(填序号)。解析：(1)实验室制取氨气的方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。(2)氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。(3)能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。(4)不利于氨气的吸收，、能防止倒吸，会发生倒吸。答案：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)a氨气密度比空气密度小(3)极易溶于水与水反应生成碱(4)1关于氨的下列叙述中，正确的是()A氨因为有刺激性气味，因此不用来做制冷剂B氨具有还原性，可以被氧化为NOC氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)D氨溶于水显弱碱性，因此可使石蕊试剂变为红色解析：选B氨易液化，常用作制冷剂，A错误；4NH35O24NO6H2O，B正确；氨水不稳定，易分解，C错误；氨水可使石蕊试剂变成蓝色，D错误。2氨水的碱性较弱，其原因是()A它能使酚酞溶液变红色B氨水极易挥发出氨C氨与水结合生成一水合氨(NH3H2O)只有少部分电离成NH和OHD溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在解析：选CNH3溶于水后，大部分结合成一水合氨的形式，只有少部分电离成NH和OH，是弱电解质，故C正确。能使酚酞变红和具有挥发性不能说明它的碱性较弱。3下列说法中错误的是()A所有铵盐受热均可分解，产物均有NH3B所有铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈3价CNH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热，反应的离子方程式为NHOHNH3H2ODNH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离解析：选A有的铵盐受热分解产生NH3(如NH4Cl)；有的铵盐受热分解不产生NH3(如硝酸铵)，A错误；所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH中的N呈3价外，还可能含有其他价态的N元素(如NH4NO3中的N有3、5两种价态)，B正确；铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同，即加热时生成NH3，不加热时往往生成NH3H2O，C正确；加热时，NH4Cl分解后在试管上部重新生成NH4Cl，从而可实现与NaCl的分离，D正确。4.喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置(夹持仪器已略去)。在烧瓶中充满了干燥的气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是()AHCl和H2OBO2和H2OCNH3和H2ODCO2和NaOH溶液解析：选BO2在H2O中的溶解度很小，烧瓶内部和外界之间不能形成足够大的压强差，故不能出现喷泉现象。5下列方法适合实验室制取氨气的是()AN2和H2催化加热制取氨气B加热NH4Cl制取氨气C将浓氨水向碱石灰固体中滴加D将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合解析：选CA适合工业制取氨气，不适合实验室制取氨气；加热NH4Cl分解生成NH3和HCl，遇冷又化合为NH4Cl，B不合适；NH3极易溶于水，D不合适；只有C选项因浓氨水易挥发，滴到碱石灰固体中放热，可用于快速制取氨气，故正确答案为C。6为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是()ANH4HCO3 BNH4ClC(NH4)2CO3 DNH4NO3解析：选A由题意“另一种气体能使石灰水变浑浊”知该铵盐应为碳酸铵或碳酸氢铵，排除B、D项；又由可排除C项。7有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中不正确的是()A氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验B氨气的还原性可以解释氨气与空气反应的实验C氨气的密度小于空气，所以实验室能用如图装置收集氨气DNH3H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热浓氨水的方法制取氨气解析：选CA项，由于NH3极易溶于水，形成负压，大气压将水迅速压入烧瓶中形成喷泉；B项，在NH3的催化氧化反应中，NH3作还原剂；C项，NH3的密度小于空气，用图示装置收集NH3时，NH3应该从短导管进入；D项，浓氨水受热分解可制备NH3。8下列关于铵盐的叙述中正确的是()所有铵盐中，氮元素化合价都是3价所有铵盐都溶于水铵态氮肥不宜与碱性肥料如草木灰混合使用铵盐受热都易分解铵盐都能与碱反应，不能与酸反应A BC D解析：选B中，NH4NO3中的NO，氮元素是5价；对于，NH4HCO3也能与酸反应。9.A是一种白色晶体，受热分解能生成B、C两种无色气体，C的水溶液与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，A与浓NaOH溶液共热，也能生成气体B。用圆底烧瓶分别收集干燥的气体B和C，然后将集满气体的烧瓶按如图所示装置组装，挤压滴管的胶头时，可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。请填写下列空白：(1)A的化学式是_。(2)收集气体B的方法是_。(3)B与C两气体相遇时，观察到的现象是_。(4)写出A与浓NaOH溶液共热时发生反应的离子方程式：_。解析：由题意知，B溶于水显碱性，B为NH3，A与浓NaOH溶液共热生成B，A为铵盐，C溶于水显酸性，且与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，C为HCl，则A为NH4Cl。答案：(1)NH4Cl(2)向下排空气法(3)产生大量白烟(4)NHOHNH3H2O10如下图所示：图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C为无色气体，请填写下列空白：(1)物质X可以是_，C是_，F是_。(2)反应的化学方程式是_。反应的化学方程式是_。解析：本题的突破口在于X既能与HCl反应又能与NaOH反应，且与HCl反应生成的A能与Na2O2反应，可推知A为CO2，X为碳酸的铵盐，是(NH4)2CO3或NH4HCO3，B为H2O，C为NH3，D为O2，E为NO，F为NO2，G为HNO3。答案：(1)(NH4)2CO3或NH4HCO3NH3NO2(2)2Na2O22CO2=2Na2CO3O24NH35O24NO6H2O1实验室可以按如图所示的装置干燥、收集气体M，多余的气体可用水吸收，则M是()ANH3 BNOCCl2 DNO2解析：选A气体可用碱石灰干燥，应为碱性气体或与碱石灰不反应的气体，C、D错误；能用向下排空气法收集气体，B错误；用防倒吸装置吸收，说明在水中溶解度非常大，A正确。2有以下四种溶液：NH4Cl，(NH4)2SO4，NaCl，Na2SO4，下列试剂(溶液)能将它们区别开的是()AHCl BBaCl2CNaOH DBa(OH)2解析：选D2NH4ClBa(OH)2BaCl22NH32H2O，有刺激性气体产生；(NH4)2SO4Ba(OH)2BaSO42NH32H2O，既有沉淀又有刺激性气体产生；NaCl溶液滴入Ba(OH)2溶液中无现象；Na2SO4Ba(OH)2=BaSO42NaOH，只有白色沉淀产生。3氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl22NH3=N26HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是()A若管道漏气，遇氨就会产生白烟B该反应利用了Cl2的强氧化性C该反应属于复分解反应D生成1 mol N2有6 mol电子转移解析：选C此反应存在元素化合价的变化，一定为氧化还原反应，氧化还原反应不可能为复分解反应，C错误；Cl2在此反应中作氧化剂，体现强氧化性，B正确；反应生成的HCl遇到挥发出来的NH3生成白烟(NH4Cl)，A正确；2NH3N2，所以生成1 mol N2将有6 mol电子转移，D正确。4.浓盐酸、浓HNO3易挥发出HCl、HNO3气体，浓H2SO4不挥发。已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是()A甲是浓氨水，乙是浓硫酸B甲是浓盐酸，乙是浓氨水C甲是浓氨水，乙是浓盐酸D甲是浓硝酸，乙是浓氨水解析：选C由题给信息，所用酸为挥发性酸；从图示可知甲扩散得快，故甲的摩尔质量小于乙，甲为浓氨水(挥发出NH3)，乙为浓盐酸(挥发出HCl)。5同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满NH3、NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为()A BC D不能确定解析：选C设烧瓶容积为V L，按标准状况下计算，n(NH3) mol，故氨水的物质的量浓度为 molL1。n(NO2) mol，由3NO2H2O=2HNO3NO知n(HNO3) mol，而所得溶液的体积为V L，所以c(HNO3) molL1。6已知NH4NO3爆炸时的反应为4NH4NO33N22NO28H2O。下列说法不正确的是()ANH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾BNH4NO3的含氮量小于氯化铵C实验室不能用NH4NO3固体与Ca(OH)2固体混合加热制备NH3D乘坐火车时不能携带NH4NO3固体解析：选BA项，根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾；B项，NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%；C项，由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3；D项，NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车。7下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程，其中试剂甲和乙分别可能是()A甲：Ca(OH)2；乙：稀盐酸B甲：水；乙：NaOH溶液C甲：NaOH溶液；乙：水D甲：稀盐酸；乙：NaCl溶液解析：选ANH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3，所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸，排除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡(CO2)，故A符合。8舞台上的“烟雾”美轮美奂，制造烟雾的一种方法是将NH4NO3和锌粉按质量比86.5混合，放在温热的石棉网上，滴水数滴即产生大量的白烟。又知反应中有N2和水生成。下列有关说法中正确的是()水起到溶解NH4NO3以启动反应发生的作用每还原1 mol NO需氧化1 mol NH和1 mol Zn成烟物质是氧化物小颗粒成烟物质是小锌粒，它由NH4NO3反应放热而蒸出A BC D解析：选Bn(NH4NO3)n(Zn)11，即NH4NO3与Zn按物质的量之比11发生反应：NH4NO3Zn=N22H2OZnO，结合化学方程式分析可知、正确。9根据实验室制取NH3的反应原理和实验装置，回答下列问题：(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3反应的化学方程式：_。(2)请在下面的方框中画出实验室制氨气装置简