氨和铵盐

,专题4 硫、氮和可持续发展,第二单元 生产生活中的含氮化合物,氮肥的生产和使用,氮是农作物生长的必须元素，自然界中氮大多以游离态存在于大气中，不能被植物直接吸收，虽然有的植物通过生物固氮和自然固氮能获得部分氮元素，但远远不能满足其生长的需要。为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。,一、工业合成氨：,合成氨工厂,液氨泄漏之后 ,2004年4月21日,杭州市一制冷车间发生液氨泄漏,2004年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生液氨泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味。厂区内寒气逼人。,阅读材料思考：氨气有哪些物理性质？,寒气逼人。,材料一,认识氨气,1.氨的物理性质,小结氨是无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，氨液化的同时放出大量的热；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。极易溶于水（体积比1700）,二、氨气的性质,展示 展示一瓶NH3, 观察其颜色、 状态、并闻其气味。,求助:,自救互救逃生,刺激性气味气体,液氨气化时吸收大量热,极易溶于水,比空气密度小,易液化,氨水溶液显碱性,依据性质,思考与练习,为什么氨常用作致冷剂？还有哪些物质也可作致冷剂？,氨易液化（沸点-33. 35 ）,还有氯气（沸点-34. 6 ）,二氧化硫（沸点-10 ）,请比较 氨、 氯化氢、 二氧化硫 和 氯气 的溶解度。,1:700,1:500,1:40,1:2,常温常压,经常比较和归类，是学习化学的一种好方法。,实验探究1,将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色。,氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。,滴有酚酞的水,现象：,结论：,氨气的喷泉实验,在求氨水中溶质的质量分数、物质的量浓度时，视溶质为NH3,氨水的密度小于1g/ml ， 溶质的质量分数越大，溶液的密度越小。,在氨的喷泉实验中，烧瓶内溶液的物质的量浓度是多少？（假设实验是在标准状况下进行）,氨水溶液物质的量浓度为(V/22.4)/V= 0.045 mol/L,思考与练习,在氨的喷泉实验中，为什么能形成红色的喷泉？, 由于氨气极易溶于水，使烧瓶内气压急剧下降。,氨水中含少量氢氧根离子，呈弱碱性，故能使酚酞试液变红。,喷泉停止后，为什么烧瓶不能被水完全充满？,由于氨气是用向下排空气法收集的，一定含有少量空气。,思考与练习,某学生用氨做喷泉实验，结果实验失败，请你分析实验失败的可能原因？,氨气中含有大量的空气,收集氨气的烧瓶潮湿,装置漏气,湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。,氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。,实验探究2,现象：,结论：,检验氨气可用方法1,2.氨的化学性质,（1）氨气与水的反应,NH3 H2O,NH4+OH-,NH3 H2O,NH3+H2O,NH3 H2O = NH3 +H2O,易挥发，不稳定，易分解,保存：棕色试剂瓶、密封,可溶性一元弱碱（具有碱的通性）,讨论,纯净物,混合物,NH3,NH3、H2O、 NH3H2O NH4+、OH、H+,氨水中存在哪些微粒？并与液氨进行比较。,烧杯中出现白烟。,浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。,实验探究3,现象：,结论：,检验方法2：和氯化氢在空气中相遇，产生白烟。,（2）氨气与酸的反应,NH3+HCl= NH4Cl（白烟）,NH3 + HNO3 = NH4NO3 （白烟）,2NH3 + H2SO4 = （NH4）2 SO4,用蘸浓氨水的玻璃棒与蘸浓盐酸的玻璃棒靠近，能观察到什么现象产生？为什么？,将上述浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同？为什么？,2NH3 + H2O+CO2 = (NH4)2CO3,（无白烟）,氨气与挥发性酸（HCl、HBr、HI、HNO3等）在空气中相遇能产生白烟，可用此法来检验氨。,讨论：已知NH3能将黑色的CuO还原为红色的Cu,生成无毒无刺激性气味气体,请写出此反应的化学方程式：,(3) NH3,-3,的还原性,NH3在纯氧中燃烧：,思考与练习,氨催化氧化（接触氧化）是工业制硝酸的基础，请写出用氨制取硝酸的化学方程式。,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,2NH3+3Cl2 = N2+6HCl （氨不足）,8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl （氨充足）,(4) 氨与其它非金属反应,可以用浓氨水检验氯气管道是否漏气,3、氨的用途：,氨的用途,制氮肥铵盐,制硝酸纯碱,有机合成工业原料,致冷剂,生产硝酸原理：,侯德榜制碱法：,NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3,【思考与交流】,NH4HCO3是常用的氮肥，俗称碳铵，有一农民看到买回的碳铵袋子有些脏，于是蘸水擦了擦，回去以后发现化肥有些发潮，于是将它放到太阳底下晒，晒过以后，觉得肥料好像变少了。由上述材料你知道铵盐有什么性质？由此得出，这种化肥在储存、运输时应该注意什么？,三、铵盐的性质,1.受热分解,NH4Cl = NH3 + HCl ,NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2 ,实验探究4,有关化学方程式：,现象：,加热，试管中产生白烟，试管口重新生成白色固体。,NH3 + HCl = NH4Cl,由上面的反应可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受热都能分解,都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3的。 例如，NH4NO3的分解:,2NH4NO3 = 2 N2 + O2 + 4H2O,2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3,2.与碱共热放出氨气,实验探究5,有关化学方程式：,现象：,产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。,NH3的实验室制法,（1）装置：,固+固加热型,（2）收集：,（3）验满：,蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口产生白烟。,向下排空气法,湿润的红色石蕊试纸变蓝（唯一的一种碱性气体）；,棉花的作用：,浸有稀硫酸的棉花可防止氨气逸出，污染大气。,防止热冷气体对流；,干燥氨气的常用试剂：,实验室中其余的制氨气的方法：,CaO、碱石灰等碱性干燥剂,无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl28NH3),加热浓氨水法,（装置与实验室制氯气的发生装置相同）,浓氨水加生石灰法,（生石灰吸水、溶解时放热）,思考题,1、制氨气时所用的铵盐可 否是硝铵、碳铵（NH4HCO3）？而消石灰又可否用NaOH、KOH代替？,因为加热时NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3受热易分解产生CO2，使产物不纯。,均不能,a. NaOH、KOH具有吸湿性，易结块；b. 强碱具有强腐蚀性。,（1）固体铵盐与固体碱之间的反应不写离子方程式；如:实验室制取氨气,（2）铵盐溶液和碱溶液混合后的离子方程式：,（3）铵盐溶液和碱溶液混合并加热有氨气逸出的离子方程式：,NH4+ OH=NH3H2O,注意事项：,NH4+的检验,样品,刺激性气味气体,湿润红色石蕊试纸变蓝,蘸有浓盐酸的玻棒靠近有白烟,NH4+,消息1：湖南湘潭县农民喜获丰收！由于受粮食生产优惠政策和粮价走高的双重推动，加之化肥的合理使用，湖南省2005年晚稻预计总产量将达到97亿公斤，比4年增加16亿公斤,化 学 与 生 活,3.氮肥简介,（1）铵态氮肥：,（2）其它氮肥：,硝态氮肥。如：KNO3,有机态氮肥。如：CO(NH2)2,（俗称硫铵又称肥田粉）,(NH4)2SO4,问题思考：,1.检验氨气是否充满试管的方法是 ，观察到的现象是 。,2.能否用浓硫酸干燥氨气？,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,不能，因为浓硫酸具有酸性，会跟氨气反应。,3.如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b可能是 ( )A、a为NH3，b为NaCl溶液B、a为CO2，b为浓NaOH溶液C、a为Cl2，b为饱和NaCl溶液D、a为Cl2，b为浓NaOH溶液,ABD,天才还是魔鬼？,哈伯（F.Haber 18681934）,他因攻克氨的合成这一世界难题，将无数人从饥饿