【开学大礼包】2012高中化学 3.2.2 氨与铵态氮肥课件 鲁科版必修1

,1.请你根据前面所学的知识探究氨水中存在哪些微粒，氨水与液氨的区别是什么？提示：NH3溶于水后，大部分与H2O结合成NH3H2O，NH3H2O在水溶液中发生电离，有关反应如下：NH3+H2ONH3H2O、NH3H2ONH4+OH-；由以上两个反应知在氨水中存在以下微粒：NH3H2O、NH3、H2O、NH4+、OH-、H+（水电离产生）；氨水是混合物，液氨是纯净物。,2.结合观察思考实验1的学习，探究以下问题：（1）喷泉实验的原理是什么？提示:由于产生压强差而形成喷泉气体迅速溶于水或与某种溶液反应，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉现象，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量减少，就可形成喷泉。（2）讨论该实验成功的关键是什么？提示:装置气密性要好；烧瓶要干燥；气体的纯度要大；气体收集要满。,（3）是否只有极易溶于水的气体才能进行喷泉实验？若不是，还有哪些气体可以？提示:极易溶解于水的气体，如NH3、HCl、SO2等可进行喷泉实验。气体极易与某种溶液反应，如SO2、NO2、H2S与浓NaOH溶液，NH3与稀盐酸；反应后气体体积减小的一类反应均可设计成喷泉实验，如氯气与红磷反应、红磷在氧气中燃烧、氨气和氯化氢反应等。,例1某同学学习了氨的催化氧化反应后，想自己设计并做一个探究实验，探究氨在催化剂的作用下被空气中的氧气氧化的情况。经过仔细考虑，他设计了如下实验，请你认真分析他设计的实验，然后回答问题：,实验方法：在锥形瓶中加入浓氨水，然后将铂丝加热到红热状态，将红热的铂丝插入锥形瓶中，同时鼓入空气，观察现象。(1)该同学想探究氨的催化氧化，他为什么选择浓氨水？若想快速看到实验现象，应向浓氨水中加入什么物质或进行什么操作？(2)你推测他会看到什么现象？为什么？,【规范解答】浓氨水具有挥发性，挥发出氨气，氨在催化剂和加热的条件下被氧气氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（具有挥发性），硝酸遇到氨气产生大量的白烟，氨的催化氧化反应放热。,答案:(1)浓氨水具有挥发性，可以挥发出氨气，进行氨的催化氧化实验；该同学可向浓氨水中加入固体氢氧化钠或加热来加快浓氨水的挥发。(2)该同学会看到铂丝更加红热，有红棕色气体出现，随后又消失，然后在瓶口处出现白烟；原因是氨在催化剂及加热的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（具有挥发性），硝酸遇到氨气产生大量的白烟。,【互动探究】红热的铂丝插入锥形瓶中后，发现虽然不再加热，但是铂丝一直处于红热状态，原因是什么呢？提示：氨的催化氧化不断向外界释放热量，导致铂丝一直处于红热状态。,1.氨水除具有碱性外，还具有挥发性，且浓度越大越易挥发，温度越高越易挥发。所以，氨水保存时要注意密封，且放到低温处保存。2.由于氨水具有挥发性，因此，向浓氨水中加入固体氢氧化钠或加热是实验室中制备氨气的一种简便快捷的方法。3.氨气溶于水得到氨水，其溶质是NH3H2O，而计算时应以NH3为溶质进行计算。,1标准状况下，22.4L的氨气溶于水形成体积为1L的溶液，该溶液中含有1mol的NH3H2O吗？提示：不是。因为NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-，在1L1mol/L的氨水中，存在NH3、NH3H2O、NH4+三种含氮微粒，根据守恒定律，NH3、NH3H2O、NH4+三种微粒物质的量之和为1mol。,2.结合NH3的实验室制法，探究以下问题。（1）氨气的制备还可以用如下方法，根据所学知识完成下表：,（2）能否用加热NH4Cl或NH4HCO3的方法制备氨气？为什么？提示：实验室不能用加热NH4Cl的方法制取NH3，因为生成的NH3和HCl遇冷会很快在试管上部重新结合生成NH4Cl，无法得到大量NH3。NH4HCO3受热分解还可以产生CO2，从而引入杂质。但可以用碱石灰除去CO2后再收集NH3。,（3）氨气能否用CaCl2、浓硫酸或P2O5等干燥？为什么？应用什么来干燥？提示:不能，氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂浓硫酸和P2O5干燥，NH3与CaCl2生成CaCl28NH3。应用碱石灰或NaOH固体来干燥。（4）如何处理制取NH3实验中产生的尾气？提示:可在集气瓶口塞一团蘸有稀硫酸的棉花。,例2回忆实验室制取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的反应方程式_。(2)按(1)反应原理设计实验室制氨气装置图（可用简笔画表示）。(3)下列气体能用排水法收集的是_（填选项编号，下同），能用排空气法收集的是_。a.NH3b.NOc.NO2(4)为何不用加热NH4Cl固体的方法制取氨气？(5)如何验证氨气已收集满试管？,【规范解答】（1）是复分解反应：相互交换成分，然后NH3H2O受热分解。注意加热符号（）。（2）制取O2可采用加热固体的方法，制取NH3也是采用加热固体的方法，故可采用制O2装置制取NH3。但收集方法不同，NH3易溶于水，只能用向下排空气法收集。由于NH3有毒，故还要采取尾气处理装置用湿棉团或蘸有稀硫酸的棉团即可。（3）NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集；NH3易溶于水并且NH3和NO2与水反应，不能用排水法收集。（4）因为NH4Cl固体受热分解生成氨气和氯化氢气体，二者冷却时又重新生成固体氯化铵，得不到氨气。（5）检验氨气可利用氨气溶于水显碱性或与酸反应生成盐的性质。,答案：（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O(2)如图(3)ba、c(4)因为NH4Cl固体受热分解生成氨气和氯化氢气体，二者冷却时又重新生成固体氯化铵，得不到氨气。,(5)用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口变蓝或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口产生大量白烟来验证。,【变式训练】已知NH3极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做NH3气体尾气吸收装置的是()【解析】选C。A、D装置中倒置的漏斗和干燥管均有较大的容积，可防止倒吸；B中NH3不溶于CCl4，也可防止倒吸；C中NH3直接通入水中，由于NH3极易溶于水，所以易引起倒吸。,分解与升华(1)分解：挥发性酸形成的铵盐，如NH4Cl、(NH4)2CO3等（NH4NO3除外）均受热分解，低温时又生成对应的铵盐，此过程属于化学变化；(2)升华：升华是固态物质受热转变成气态，此过程属于物理变化。(3)应用实例：分离碘单质与二氧化硅可采用升华法；分离氯化铵和氯化钠用加热的方法。,喷泉实验的原理及定量分析氨气的喷泉实验的装置如图（1）所示：形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。,探究：1.图（2）装置中，烧瓶内充满NH3,烧杯中装满水，若要在烧瓶内形成喷泉，需要的操作是什么？提示：用热毛巾捂住烧瓶，瓶内气体膨胀，打开止水夹，气体与液体接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。,2.若想在图（3）装置中产生喷泉，可在锥形瓶内加入哪些物质？提示：利用下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入到烧瓶形成“喷泉”。如：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2或双氧水的催化分解等。,3.装置（1）中收集满NH3,反应完毕后烧瓶内溶液的物质的量浓度是多少？（设在标准状况下）若收集的NH3只占体积呢？提示：假设烧瓶的容积为V,（1）中c(NH3)=,4.若用装置（1）分别装满NH3和NO2，反应完毕后烧瓶中两溶液的物质的量浓度比值为多少？提示：设烧瓶容积为V,若装满NH3时若装满NO2时，3NO2+H2O=2HNO3+NO可知反应完毕后烧瓶中溶液体积为而溶液中n(HNO3)=则,1.（2011南通高一检测）德国人哈伯由于发明了合成氨的方法而获得1918年诺贝尔化学奖，他的发明大大提高了农作物的产量，同时也提高了硝酸、炸药的产量。下列说法中正确的是()A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成氨B.氨水显酸性C.氨气遇到浓盐酸会发生反应产生白烟D.由氨制取硝酸过程中，氮元素被还原,【解析】选C。N2和H2在高温高压、催化剂的条件下可合成氨气；氨气溶于水后，形成氨水，其中的一水合氨能够电离出氢氧根离子使其显碱性；氨气与氯化氢气体形成白色固体氯化铵；由氨制取硝酸的过程是先将氨气氧化为NO，然后再将NO氧化为硝酸。,2.以下性质不属于铵盐的通性的是()A.易溶于水B.含有NH4+C.可分解放出氨气D.能与碱反应放出氨气【解析】选C。铵盐易溶于水，且都含有NH4+，能够与碱反应放出氨气，加热分解并不都产生氨气，碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵受热分解能够放出氨气。,3.（2011深圳高一检测）如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是()A.SO2(NaOH溶液)无色喷泉B.NH3(H2O含酚酞)红色喷泉C.NO(H2O含石蕊)红色喷泉D.HCl(AgNO3溶液)白色喷泉,【解析】选C。当气体极易溶于液体时，可以形成喷泉。二氧化硫能够与氢氧化钠溶液反应；氨气极易溶于水，生成一水合氨，使酚酞溶液变红；氯化氢能够与硝酸银溶液反应，生成氯化银白色沉淀。,4.能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四种溶液（可以加热）的一种试剂是()A.BaCl2B.Ba(NO3)2C.Ba(OH)2D.AgNO3【解析】选C。NH4+的检验方法是：将待检物取出少量置于试管中，加入NaOH溶液后，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐（NH4+）：NH4OHNH3H2O，上述四种物质中，有两种含NH4+，有两种含SO42-，SO42-的检验用Ba2+,所以选择Ba(OH)2来鉴别。将Ba(OH)2分别加入到上述四种溶液中的现象分别为：只有白色沉淀；只有刺激性气味的气体；无现象；既有白色沉淀又有刺激性气味的气体。,5.实验室制氨气常用以下两种方法：用固体Ca(OH)2和NH4Cl固体反应制取；用固体生石灰与浓氨水混合制取。请回答下列问题：（1）写出用方法制取氨气的化学方程式：_。（2）方法能够制取氨气的原理是_。（3）检验氨气是否收集满的方法是_。（4）通常用于证明氨气极易溶于水的实验是_；氨气溶于水显碱性，其原理是(用方程式表示)_。（5）工业上合成氨的化学方程式是_。（6）氨的催化氧化反应化学方程式是_。,【解析】本题综合考查了NH3的制备、检验及性质。用浓氨水制取NH3，利用了NH3的挥发性，加入了生石灰，由于CaO与H2O反应，使溶剂减少，同时放热，都能加快NH3逸出。,答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O(2)生石灰与水反应使溶剂减少；反应放出大量的热使NH3逸出(3)在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看是否变蓝（或在试管口用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，看是否有白烟）(4)喷泉实验NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-(5)N2+3H22NH3(6)4NH35O24NO6H2O,高温,一、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分）1.为检验一种氮肥的成分，某学习小组进行了以下实验：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()A.NH4HCO3B.NH4ClC.(NH4)2CO3D.NH4NO3,【解析】选A。因产生的两种气体一种为NH3，一种为CO2,故A、C符合，而加入BaCl2溶液后，无明显变化，C选项与BaCl2反应会产生白色沉淀，所以氮肥的主要成分为NH4HCO3。,2.（2011衡阳高一检测）某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷一种溶液（保持湿润），挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方（如图）。过一会儿，发现白色纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是(),【解析】选B。浓盐酸和浓氨水都具有挥发性，且分别能使石蕊试液和酚酞试液变红，但是石蕊有颜色与题不相符，因此选B。,3.用加热法可以分离的一组物质是()A.NH4Cl和Ca（OH）2B.NH4HCO3和Na2O2C.NH4Cl和NaClD.I2和NH4Cl【解析】选C。铵盐可与碱反应，因此选项A在加热时发生反应2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+2H2O+CaCl2,加热不能用于分离两者的混合物。选项B中的NH4HCO3分解，且产生的H2O及CO2能与Na2O2反应，也无法达到分离的目的。碘在受热时升华，NH4Cl受热分解再重新化合后仍与碘混合，故选项D无法达到分离的目的。选项C，NH4Cl受热分解后可从体系中脱离，遇冷又重新化合为NH4Cl固体，从而达到与NaCl分离的目的。,4.下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(),【解析】选C。A项，NH4HCO3分解产生的H2O、CO2被碱石灰吸收后，仅剩余NH3,可用于制备NH3;B项，CaO+H2O=Ca(OH)2,同时放热，促进氨水分解，有利于NH3的产生和逸出；C项，反应原理正确，但试管口应略向下倾斜；D项，浓氨水受热挥发出NH3。,【规律方法】判断实验装置图是否正确的方法（1）看发生装置是否正确：实验是否需加热；酒精灯加热的部位及先后顺序是否正确；仪器的放置位置是否合适等。（2）看试剂是否符合反应原理，试剂包括反应物、干燥剂、除杂试剂、尾气吸收剂等。（3）看收集方法是否正确，包括排液法选用的液体试剂、排空气法导气管伸入的位置等。（4）看是否缺少尾气吸收装置，包括吸收装置中选用的吸收剂是否合适。,5.（2011绍兴高一检测）检验铵盐的一般方法是将待检物质取出少量放入试管中，然后()A.直接加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口处检验B.加水溶解，向溶液中滴加紫色石蕊溶液C.加入氢氧化钠溶液并加热，后再滴入酚酞溶液D.加氢氧化钠加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口处检验,【解析】选D。加热铵盐会发生不同的反应，无法根据加热后的产物来判断，因此A选项错误；加水溶解后，不同的铵盐会展现不同的酸碱性，因此B选项错误；加入氢氧化钠溶液后，会因为氢氧化钠溶液过量，而使酚酞溶液变红，因此C选项错误；NH4+与OH-加热条件下反应生成NH3，NH3是中学阶段所接触的惟一的碱性气体，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。,6.（2011深圳高一检测）氯气是一种重要的工业原料。在工业上利用反应3Cl22NH3=N26HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法正确的是()A.若管道漏气遇氨就会产生白雾B.该反应利用了Cl2的强还原性C.该反应属于氧化还原反应D.生成1molN2有3mol电子转移,【解析】选C。若管道漏气遇氨就会生成氯化铵，产生白烟。烟与雾的区别是：烟为固体小颗粒，雾为小液滴。因此A选项错误；通过分析化合价，氯元素的化合价降低，显示氧化性，氮元素化合价升高，显示还原性，因此B选项错误，C选项正确；生成1molN2时有6mol电子转移，因此D选项错误。,【举一反三】在反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2中，若有56克N2生成，则发生氧化反应的物质的质量是_。提示：根据氮原子守恒，有2mol氮气生成时，被氧化的氨气为4mol，因此发生氧化反应的物质的质量是68g。答案：68g,二、非选择题（本题包括2小题，共26分）7.（11分）将一定量的晶体A，隔绝空气加热到200时，A全部分解为等物质的量的三种气体。这三种物质与其他物质的相互转化关系如图所示，F是一种常见气体单质。图中部分反应条件及生成物没