高中 化学 必修 第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素《第二节 第2课时 氨和铵盐》教学设计

第2课时氨和铵盐[学习目标]1.掌握NH3的性质。2.掌握铵盐的性质及NHeq\o\al(＋,4)的检验方法。3.掌握喷泉实验的原理及拓展应用。任务一氨的性质1．物理性质颜色气味状态密度溶解性沸点无色有刺激性气味气体比空气的小极易溶于水（常温常压下1∶700）较低，易液化2.化学性质【实验探究】实验装置操作及现象结论①打开弹簧夹，并挤压胶头滴管；②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色氨极易溶于水，水溶液呈碱性将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近，产生白烟氨与氯化氢均易挥发，反应生成白色晶体(1)氨的化学性质(2)氨水的化学性质3．用途(1)氨易液化，液氨常用作制冷剂。(2)氨是氮肥工业和硝酸工业的重要原料。[交流研讨1]1mol/L的氨水中NH3·H2O的浓度是1mol/L吗？该氨水中含氮元素的微粒有哪些？提示：不是。氨水中存在NH3、NHeq\o\al(＋,4)和NH3·H2O三种含氮元素的微粒，c(NH3·H2O)＋c（NHeq\o\al(＋,4)）＋c(NH3)＝1mol/L。[交流研讨2](1)某同学做氨气溶于水的喷泉实验时，打开弹簧夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因。提示：①装置气密性不好；②收集的NH3纯度较低；③烧瓶不干燥等。(2)列举哪些气体与吸收剂也能形成喷泉实验。提示：气体HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2NO2与O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸NaOH溶液水1．下列有关氨的叙述中不正确的是()A．氨分子中氮元素的化合价为最低价，氨具有还原性B．氨的催化氧化反应的化学方程式是4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2OC．氨的催化氧化反应中，若氧气过量，则有红棕色气体生成D．可以用玻璃棒蘸取浓硫酸检验氨的存在答案：D解析：氨分子中氮元素的化合价为最低价，只能升高不能降低，因此氨具有还原性，A正确；氨的催化氧化产生的一氧化氮能与过量的氧气反应生成红棕色气体二氧化氮，C正确；浓硫酸与氨反应没有明显现象，D错误。2．（2024·山东济宁高一期末）下列关于氨水的叙述正确的是()A．氨水显碱性，因为氨水是一种弱碱B．氨水和液氨成分相同C．0.1mol·L-1氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3（除水外）D．1L1mol·L-1的氨水中含有的含氮微粒有NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)答案：D解析：氨水是一种混合物，NH3·H2O是弱碱，在水中发生部分电离，使溶液显碱性，故A错误；氨水中共有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物，故B错误；溶于水的氨大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外，0.1mol·L-1氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O，故C错误。3．喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。(1)如果只提供如图2的装置（气体为氨，液体为水），请说明引发喷泉的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某同学用图1所示装置，在圆底烧瓶中盛放不同的气体进行喷泉实验。请帮助分析实验后圆底烧瓶中所得溶液的浓度（假设是在标准状况下完成实验，且溶质不扩散）。①若用HCl气体，则c(HCl)＝____________________________________________。②若用NO2气体，则c(HNO3)＝__________________________________________。答案：(1)打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾(2)①eq\f(1,22.4)mol·L-1②eq\f(1,22.4)mol·L-1解析：(2)设圆底烧瓶的容积为VL，则圆底烧瓶内气体的物质的量都为eq\f(V,22.4)mol。①HCl气体形成喷泉后，溶液充满烧瓶，则溶液体积为VL，则c(HCl)＝eq\f(\f(V,22.4)mol,VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L-1。②NO2气体形成喷泉后，溶质为HNO3，据化学方程式：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，eq\f(V,22.4)moleq\f(2,3)×eq\f(V,22.4)mol形成喷泉后溶液体积为eq\f(2,3)VL，则c(HNO3)＝eq\f(\f(2,3)×\f(V,22.4)mol,\f(2,3)VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L-1。任务二铵盐NHeq\o\al(＋,4)的检验1．铵盐(1)概念：铵根离子（NHeq\o\al(＋,4)）与酸根离子形成的化合物。(2)物理性质：绝大多数铵盐是白色或无色晶体，易溶于水。(3)化学性质(4)用途：农业上常用作化肥，如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等。2．铵盐（NHeq\o\al(＋,4)）的检验(1)实验探究实验操作三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液实验现象三支试管中均有无色气体放出，湿润的红色石蕊试纸变蓝色实验原理离子方程式：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O应用检验NHeq\o\al(＋,4)的存在和制取氨(2)铵盐（NHeq\o\al(＋,4)）的检验流程eq\x(铵盐（NHeq\o\al(＋,4)）)eq\o(→,\s\up7(强碱),\s\do5(△))eq\x(\a\al(无色气,体(NH3)))eq\o(→,\s\up7(湿润的红色),\s\do5(石蕊试纸))eq\x(试纸变蓝)1．下列关于铵盐的叙述：①铵盐中氮元素的化合价都是－3价；②绝大多数铵盐易溶于水；③铵盐与碱共热放出氨；④铵盐都不能与酸反应；⑤绝大多数铵盐受热易分解。其中正确的是()A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．②③⑤答案：D解析：①硝酸铵中氮元素的化合价是－3价和＋5价，错误；②绝大多数铵盐易溶于水，正确；③铵盐与碱共热，能够反应放出氨，正确；④碳酸铵能够与酸反应放出二氧化碳，错误；⑤绝大多数铵盐不稳定，受热易分解，正确。2．将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口，试纸不变成蓝色的是()A．加热浓氨水B．加热NH4HCO3固体C．加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物D．加热NH4Cl晶体答案：D解析：A、B、C项中均有NH3生成，D项中NH4Cl分解生成的NH3和HCl气体在试管口又凝结为NH4Cl晶体。1．关于氨气的下列叙述中，正确的是()A．氨因为有刺激性气味，因此不用来作制冷剂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答案：B解析：氨易液化，常用作制冷剂，A错误；氨可发生氧化反应，如4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，B正确；NH3·H2O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．试管中盛有白色晶体，下列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．加浓氢氧化钠溶液，加热，将湿润的pH试纸放在试管口C．加浓氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口D．加浓氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口答案：A解析：有的铵盐（如NH4NO3）受热分解不一定生成NH3，有的铵盐（如氯化铵）分解生成氨和氯化氢，在试管口处温度低，NH3和HCl会重新化合生成氯化铵，故A错误。反应产生的NH3遇湿润的pH试纸，测得其pH大于7；反应产生的NH3遇浓盐酸生成白烟；反应产生的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故B、C、D正确。3．下列关于如图进行的实验的说法中正确的是()A．若甲中烧瓶内是氨，要产生喷泉，则烧杯中的溶液一定呈酸性B．若乙中烧瓶内是二氧化碳，烧杯中是烧碱溶液，打开止水夹，用热毛巾捂热烧瓶片刻即可产生喷泉C．若丙装置中X为HCl，则烧瓶内可产生白雾D．若丙装置中通入的气体为Cl2，则烧瓶内一定无喷泉产生答案：B解析：氨极易溶于水，故烧杯中可以是水，水呈中性，故A错误；通过赶出烧瓶中的二氧化碳而使NaOH与CO2反应，导致烧瓶内气体压强减小，引发喷泉，故B正确；发生反应：NH3＋HCl=NH4Cl，产生的是白烟而非白雾，故C错误；发生反应：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2，生成固体NH4Cl，气体体积减小，压强减小，烧瓶内可能产生喷泉，故D错误。4．某化学兴趣小组利用图示装置探究氨的性质。(1)①中湿润的红色石蕊试纸，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)向②中滴入浓盐酸，现象为_____________________________________________，反应的化学方程式：____________________________________________________。(3)将灼热的铂丝伸入③锥形瓶中，可观察到铂丝保持红热，有红棕色气体及少量白烟生成。该过程会同时发生多个反应，写出NH3和O2催化氧化的化学方程式：________________________________________________________________________，锥形瓶中出现白烟，该物质的化学式为___________________________________。答案：(1)变蓝NH3＋H2O⥬NH3·H2O(2)产生白烟NH3＋HCl=NH4Cl(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2ONH4NO3解析：(3)NH3和O2反应生成NO，NO和O2反应生成NO2，NO2又和H2O反应生成HNO3，HNO3遇到NH3生成NH4NO3小颗粒，故白烟成分为NH4NO3。课时测评5氨和铵盐（本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！）题点一氨的性质1．已知NH3可用于检验输送Cl2的管道是否发生泄漏，有关反应的化学方程式为2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl，该反应属于()A．化合反应 B．分解反应C．置换反应 D．复分解反应答案：C解析：A．该反应不属于化合反应，A错误；B．该反应不属于分解反应，B错误；C．该反应为单质与化合物反应生成另外的单质和化合物，属于置换反应，C正确；D．该反应不属于复分解反应，D错误。2．关于氨和氨水的叙述正确的是()A．氨水的主要成分是NH3B．氨水中滴入酚酞变红色，是因为氨气能电离出OH－C．在1L1mol·L-1的氨水中含NH3·H2O1molD．NH3中氮元素为－3价，具有一定的还原性，在一定条件下可被O2氧化答案：D解析：A错误，氨水的主要成分是NH3·H2O；B错误，氨水显碱性的原因是NH3与水反应生成的NH3·H2O电离出OH－；C错误，氨水中的溶质不只是NH3·H2O，1L1mol·L-1的氨水中含NH3·H2O、NH3和NHeq\o\al(＋,4)共1mol；D正确，氨的催化氧化中，－3价氮元素表现还原性。3．如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱答案：A解析：NH3能与HCl发生化合反应，生成NH4Cl白色固体，A正确；NH3也能与H2SO4发生化合反应，生成(NH4)2SO4，B错误；NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可能是氯化铝、氯化镁等，C错误；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O属于碱，NH3不属于碱，D错误。题点二铵盐的性质、NHeq\o\al(＋,4)的检验4．关于氯化铵的说法错误的是()A．氯化铵溶于水放热 B．氯化铵受热易分解C．氯化铵是离子化合物 D．氯化铵是强电解质答案：A解析：A．氯化铵溶于水吸热，故A错误；B．氯化铵受热易分解生成氨气和氯化氢，故B正确；C．氯化铵固体是由NHeq\o\al(＋,4)、Cl－构成的离子化合物，故C正确；D．氯化铵在水中完全电离，所以氯化铵是强电解质，故D正确。5．（2023·河北沧州高一期末）液氨是工业上普遍使用的一种制冷剂，其优点是单位容积制冷量大，节流损失小，泄漏易被发现，价格低廉等。下列有关叙述正确的是()A．2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())N2＋3Cu＋3H2O属于氮的固定B．氨气溶于水后，溶液中有4种含氮的粒子C．实验室中NH3可以做喷泉实验D．将分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，会产生白烟答案：C解析：A．游离态的氮转化为化合态的氮属于氮的固定，选项A错误；B．氨水中含有NH3、H2O、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－和H＋，只有3种含氮的粒子，选项B错误；C．NH3极易溶于水，可以用水和氨气设计喷泉实验，选项C正确；D．浓硫酸具有难挥发性，将分别蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近，才会产生白烟，选项D错误。6．能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是（必要时可加热）()A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液答案：A解析：Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应有白色沉淀产生，NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液混合加热，前者有氨放出，后者既有氨放出，又产生白色沉淀，由此可鉴别出Na2SO4溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液，则剩余的一种为KCl溶液，A项正确。题点三喷泉实验7．（2023·陕西武功县高一期末）在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和b分别是()选项a（干燥气体）b（液体）ANO2水BCO2饱和NaHCO3溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH3水答案：D解析：A．二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以选用二氧化氮和水做喷泉实验时，打开弹簧夹f，烧杯中的水呈喷泉状喷出，但最终不可能充满烧瓶，故A错误；B．二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液，所以打开弹簧夹f，烧杯中的饱和碳酸氢钠溶液不可能呈喷泉状喷出，故B错误；C．氯气不溶于饱和氯化钠溶液，所以打开弹簧夹f，烧杯中的饱和氯化钠溶液不可能呈喷泉状喷出，故C错误；D．氨气极易溶于水，所以打开弹簧夹f，烧杯中的水呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，故D正确。8．（2024·山东新泰期末）在体积为1L的干燥烧瓶中，用排空气法充入HCl气体后，测得烧瓶中的气体对氧气的相对密度为1.082，以此气体进行喷泉实验，当喷泉停止后，进入烧瓶中的液体体积是()A．eq\f(1,4)L B．eq\f(1,2)LC．eq\f(3,4)L D．全满答案：C解析：由题意可知，烧瓶中气体的相对分子质量为32×1.082＝34.624，则烧瓶中的气体为氯化氢和空气的混合气体，设混合气体的总物质的量为1mol，氯化氢的物质的量为amol、空气的物质的量为bmol，由物质的量和相对分子质量可得：a＋b＝1和36.5a＋29b＝34.624，解联立方程可得a≈0.75、b≈0.25，当喷泉停止后，进入烧瓶中的液体体积为氯化氢气体的体积，则进入烧瓶中的液体体积为eq\f(0.75mol,1mol)×1L＝eq\f(3,4)L，故选C。题点四探究氨与铵盐的性质9．（2023·河北邯郸高一期中）碳酸氢铵(NH4HCO3)常用作高级食品发酵剂，该物质分解会产生CO2、H2O、NH3三种气体，某同学设计了如图装置检测这三种气体（部分装置已略去），所选检测试剂完全正确的是()检验试剂选项①②③A五水硫酸铜红色石蕊试纸澄清石灰水B无水硫酸铜湿润的蓝色石蕊试纸氯化钙溶液C五水硫酸铜蓝色石蕊试纸氯化钙溶液D无水硫酸铜湿润的红色石蕊试纸澄清石灰水答案：D解析：水遇到无水硫酸铜变为蓝色，所以要检验水，需要无水硫酸铜；二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊，所以要检验二氧化碳的存在，就要有澄清石灰水；氨气是碱性气体，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。所以要同时测出这三种气体，就要使装置中既有无水硫酸铜、澄清石灰水，又有湿润的红色石蕊试纸。10．实验小组同学探究NH3与Cl2的反应，装置如图所示。常温常压下，将氨气收集在薄膜保鲜袋（无弹性）中，氯气收集在反应管中，关闭K，按图连接好装置；将氨气压入反应管，充分反应后打开K，下列说法错误的是()A．反应开始后，保鲜袋逐渐被吸入反应管B．反应过程中，反应管中产生白烟C．打开K后，水会倒吸入反应管D．上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏答案：C解析：NH3和Cl2混合后，发生反应：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2，反应管内气体压强减小，保鲜袋逐渐被吸入反应管，故A正确；反应过程中，反应管中生成NH4Cl固体，悬浮于气体中，从而产生白烟，故B正确；打开K后，因反应管内气体的压强等于大气压，所以水不会倒吸入反应管，故C错误；利用上述反应原理，可将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近输送氯气管道中怀疑漏气的部位，从而根据有无白烟产生，判断管道是否泄漏，故D正确。11．（2024·云南楚雄高一期末）同主族元素形成的同一类型的化合物，往往结构和性质都很相似，如PH4I的结构和性质与NH4Cl相似，有关PH4I的叙述不正确的是()A．可由PH3与HI化合生成B．将其加热可以分解C．能跟NaOH溶液反应D．电子式为答案：D解析：A．NH4Cl由NH3与HCl化合生成，则PH4I可由PH3与HI化合生成，A正确；B．NH4Cl具有热的不稳定性，将PH4I加热也可以分解，B正确；C．依据NH4Cl的性质，PH4I也能跟NaOH溶液反应，C正确；D．NH4Cl的电子式为，则PH4I的电子式中，I－也应与Cl－具有类似的电子式，D错误。12．（2024·四川自贡高一期末）利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中压强变化的装置如图1所示（夹持仪器略）。下列说法错误的是()A．取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满B．打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈烧瓶引发喷泉C．喷泉实验时三颈烧瓶内压强变化曲线如图2，C点时喷泉最剧烈D．常温常压下，实验结束后所得溶液的物质的量浓度为eq\f(1,22.4)mol·L-1答案：D解析：A．氨气密度小于空气，氨气溶于水呈碱性，取下a处胶头滴管，用湿润的红色石蕊试纸在瓶口验满，若红色石蕊试纸变蓝，说明氨气已经充满装置，故A正确；B．氨气极易溶于水，打开弹簧夹b，挤压a处胶头滴管，使少量水进入三颈烧瓶，瓶内氨气溶于水使瓶内压强减小，引发喷泉，故B正确；C．电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2，C点时容器内外压强差最大，则喷泉最剧烈，故C正确；D．若为标准状况下完成该实验，假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀，容器的容积为VL，则溶液的物质的量eq\f(\f(VL,22.4L/mol),VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L-1，则常温下应小于该值，故D错误。13．(1)某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验：①盛放氨水的实验仪器的名称为；在加热条件下，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________。②实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。③烧杯中盛有氢氧化钠溶液的作用是_______________________________________________________________________________________________________________。(2)将过量的氧气与氨气分别从a、b两管进气口通入装置C中，并在b管上端点燃氨气生成氮气和水：①两气体通入的先后顺序是，其理由是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。②氨气燃烧的化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①锥形瓶4NH3＋5O