新教材适用2024-2025学年高中化学第5章化工生产中的重要非金属元素第2节氮及其化合物第2课时氨和铵盐学案新人教版必修第二册

第2课时氨和铵盐学习目标1．结合真实情境并通过试验探究，相识氨气在工业和农业生产中的重要意义。2．通过试验探究，了解铵盐的主要性质，相识铵盐在农业生产中的应用和对生态环境的影响。核心素养1．能从物质类别和元素化合价的角度，预料氨气及铵盐的性质及转化。2．具有理论联系实际的观念，能依据实际条件并运用所学的化学学问提出解决合理施用氮肥的措施，逐步形成循环利用、爱护环境的观念。3．能主动关切与环境爱护有关的氮肥的合理施用等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念。一、氨的性质对应学生用书学案P0211．电子式：，结构式：。2．物理性质颜色状态气味密度溶解性沸点_无色__气体_刺激性__气味_小于__空气_极易__溶于水(1∶700)易液化3．化学性质(1)试验探究试验装置操作及现象结论①打开止水夹，并挤压滴管的胶头，使水进入烧瓶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，其水溶液(俗称氨水)呈_弱碱__性将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近，产生_白烟__氨与氯化氢反应生成_白__色晶体(2)氨的化学性质(3)氨水氨水呈弱碱性，且不稳定，加热时易分解成NH3，NH3·H2O_NH3↑＋H2O__。4．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。正|误|判|断(1)液氨可用作制冷剂，是因为其汽化时汲取大量的热。(√)(2)氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应：NH3＋H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。(×)(3)氨溶于水，溶液可以导电，因此NH3为电解质。(×)(4)将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生。(×)(5)氨水与液氨一样都是混合物。(×)(6)新制饱和氨水中含氮粒子物质的量浓度最大的是NHeq\o\al(＋,4)。(×)深|度|思|考1.管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，假如管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么？白烟的成分是什么？提示：若氯气管道漏气，发生反应：2NH3＋3Cl2=N2＋6HCl、NH3＋HCl=NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl。2．依据下列信息写出对应的化学反应方程式。(1)将NH3通过灼热的CuO后，黑色固体变红色，并产生无毒无污染气体。(2)NO、NO2分别与NH3在催化剂、加热条件下反应生成无毒无污染气体。提示：(1)2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。(2)8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O、4NH3＋6NOeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O。应|用|体|验1.喷泉试验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是(B)选项气体溶液AH2S稀盐酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2饱和NaHCO3溶液解析：由于H2S不与稀盐酸反应且在稀盐酸中溶解度较小，所以不能使烧瓶中气体压强显著减小，因此不能形成喷泉现象，A错误；由于HCl气体极易溶于水且能与稀氨水反应，所以二者相遇会使烧瓶中气体压强显著减小，从而形成喷泉现象，B正确；NO既不溶于水也不能与稀H2SO4反应，所以二者无法形成喷泉现象，C错误；CO2不与饱和NaHCO3溶液反应且在饱和NaHCO3溶液中溶解度较小，所以不能形成喷泉现象，D错误。2．某化学爱好小组利用下列图示装置探究氨的性质。(1)①中潮湿的红色石蕊试纸_变蓝__，化学方程式为NH3＋H2ONH3·H2O。(2)向②中滴入浓盐酸，现象为_产生白烟__，反应的化学方程式：NH3＋HCl=NH4Cl。(3)将灼热的铂丝伸入③中锥形瓶，可视察到铂丝保持红热，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：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O，该反应_放热__(填“吸热”或“放热”)，锥形瓶中出现白烟，该物质的化学式为_NH4NO3__。喷泉试验(1)原理和装置①氨气喷泉试验形成原理：当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的物质发生化学反应，从而使烧瓶内气压快速降低，在外界大气压作用下，外部液体快速进入烧瓶，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。引发操作：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，或其他形成压强差引发液体向烧瓶中流淌喷射的操作。②试验胜利的关键——“三要”装置气密性——要好。烧瓶和气体——要干。烧瓶内的氨气——要满。(2)喷泉的常见类型方法减小内压法增大外压法装置原理减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象(3)常见产生喷泉试验的组合气体NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2汲取剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水二、铵盐的性质、NHeq\o\al(＋,4)的检验对应学生用书学案P0221．铵盐(1)概念：由铵根离子(NHeq\o\al(＋,4))和酸根离子构成的化合物，如_(NH4)2SO4__、_NH4HCO3__、_NH4NO3__等。铵盐是农业上常用的化肥。(2)物理性质：绝大多数铵盐都是白色或无色晶体，且_易__溶于水。(3)化学性质①受热易分解NH4Cl_NH3↑＋HCl↑__(生成的NH3和HCl遇冷又结合生成NH4Cl)；NH4HCO3_NH3↑＋H2O＋CO2↑__。②与碱反应与碱溶液在不加热条件下反应：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=_NH3·H2O__；与碱溶液在加热条件下反应：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－_NH3↑＋H2O__。如NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。2．NHeq\o\al(＋,4)的检验(1)试验探究试验操作[三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]试验现象三支试管中均有无色气体放出，潮湿的红色石蕊试纸变_蓝色__试验原理离子方程式：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2O应用检验NHeq\o\al(＋,4)的存在和制取氨(2)铵盐(NHeq\o\al(＋,4))的检验流程正|误|判|断(1)铵盐都易溶于水，且都易分解。(√)(2)铵盐都不稳定，受热分解都生成NH3。(×)(3)向某溶液中加入稀NaOH溶液，潮湿的红色石蕊试纸不变蓝，则原溶液中肯定无NHeq\o\al(＋,4)。(×)(4)NH4Cl受热分解，所以可用加热的方法分别NH4Cl和NaCl。(√)(5)NH4HCO3与足量NaOH溶液共热时，发生反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2O。(×)深|度|思|考1.NH4Cl分解可产生NH3，能否用于试验室制备NH3?提示：不能，NH4Cl受热分解产生NH3和HCl，当温度降低时，NH3与HCl又可化合生成NH4Cl。2．为什么碳酸氢铵化肥在太阳下放置其质量会越来越少？提示：铵盐受热易分解，在太阳光照耀下，碳酸氢铵受热分解。应|用|体|验1.关于铵盐的叙述不正确的是(C)A．常温下，都是易溶于水的晶体B．可用作氮肥C．对热的稳定性差，加热分解时肯定产生NH3和酸D．跟强碱共热时，有氨气放出解析：依据铵盐的物理性质，绝大多数铵盐为无色或白色晶体，都易溶于水，故A正确。铵盐中含有铵根离子，含有氮元素，可以作为氮肥运用，故B正确。铵盐不稳定，受热易分解，非氧化性酸的铵盐能生成相应的酸和氨气，如碳酸铵、氯化铵，氧化性酸的铵盐分解会发生氧化还原反应，一般不生成氨气，如硝酸铵，故C错误。铵盐与强碱反应，符合“盐与碱反应生成新盐和新碱”，生成氨气，故D正确。2．为了检验某固体物质中是否含有NHeq\o\al(＋,4)，你认为下列试纸和试剂用到的是(B)①蒸馏水②NaOH溶液③红色石蕊试纸④蓝色石蕊试纸⑤稀硫酸A．①②④ B．①②③C．②③ D．①③⑤解析：固体溶于NaOH溶液后，加热，若含有NHeq\o\al(＋,4)，则发生NHeq\o\al(＋,4)＋OH－NH3↑＋H2O，NH3能使潮湿(用到蒸馏水)的红色石蕊试纸变蓝，故选B。1．(2024·宣城高一检测)如图所示是NH3的两特性质试验，下列有关说法正确的是(A)A．两个试验均说明白NH3是碱性气体B．两个试验均表现了NH3易挥发C．两个试验均表现了NH3易溶于水D．两个试验均表现了NH3是还原性气体2．(2024·西安高一检测)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试验装置(夹持仪器已略去)，在烧瓶中充溢干燥气体，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行能形成喷泉的是(C)A．氯化氢和水B．氨气和水C．氧气和水D．二氧化碳和氢氧化钠溶液解析：HCl极易溶于水，则可形成喷泉，故A错误；氨气极易溶于水，可形成喷泉，故B错误；氧气不易溶于水，则不能形成喷泉，故C正确；二氧化碳极易与NaOH反应，产生压强差，形成喷泉，故D错误。3．有一种常见氮肥，加热可完全分解为两种气体，其中一种气体能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。取少量该氮肥溶于水，并加入少量CaCl2溶液，无明显现象。由此可知该氮肥的主要成分是(B)A．NH4Cl B．NH4HCO3C．NH4NO3 D．(NH4)2CO3解析：加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，该气体为氨气，说明含有铵根离子，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，说明有碳酸根离子或碳酸氢根离子；取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量CaCl2溶液，没有明显改变，说明没有碳酸根离子，说明盐中含有铵根离子和碳酸氢根离子，所以氮肥的主要成分是NH4HCO3。4．(2024·沈阳高一期中)喷泉是一种常见的现象，其产生缘由是存在压强差。下面是某同学设计的四个不同的喷泉装置，则下列说法不正确的是(C)A．若向图1烧瓶中充溢HI(与HCl水溶性相像)气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO3溶液，则挤压胶头滴管可以产生黄色喷泉B．若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充溢NH3，引发喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶C．向图3装置的水槽中加入冰块或渐渐滴入浓硫酸都可以形成喷泉D．图4所示的装置，若要在该装置中产生双喷现象，其操作方法可以是关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，当产生大量的白烟时，再打开活塞c解析：HI极易溶于水，可使烧瓶中压强减小，形成喷泉，由于HI和硝酸银反应生成黄色的碘化银沉淀，因此可以产生黄色喷泉，A项正确；若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充溢NH3，氨极易溶于水，捂热上方的圆底烧瓶可形成喷泉，B项正确；向图3装置的水槽中加入冰块会降低温度，不会引发喷泉，C项错误；关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，可使盛氨的烧瓶中压强减小，氯化氢与氨反应产生白烟，盛氯化氢的烧瓶中压强也减小，此时打开活塞c，可看到双喷泉，D项正确。对点训练题组一氨的性质与喷泉试验1．下列叙述中，正确的是(A)A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物B．氨水显碱性，溶液中只有OH－，没有H＋C．氨气与氯化氢气体相遇产生白色烟雾D．在反应NH3＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)中，NH3失去电子被氧化2．下列关于氨水的叙述正确的是(D)A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱B．氨水和液氨成分相同C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)D．1mol·L－1的氨水是指在1L氨水中含NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)的物质的量之和为1mol解析：氨水为混合物，不是碱，氨水中的一水合氨为碱，故A错误；氨水为氨气的水溶液，为混合物，液氨为纯净物，故B错误；氨水中有氨分子、水分子和一水合氨分子，除水外物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O，故C错误；氨水中N元素以NH3、NHeq\o\al(＋,4)、NH3·H2O形式存在，依据N元素守恒，1L1mol·L－1的氨水中NH3、NHeq\o\al(＋,4)、NH3·H2O的物质的量之和为1mol，故D正确。3．下列有关氨的叙述，正确的是(B)A．氨气极易溶于水，因此加热浓氨水不会产生氨气B．可用潮湿的红色石蕊试纸检验氨气C．可用向上排空气法收集氨气D．试验室制氨气用浓硫酸干燥解析：加热浓氨水会有氨气逸出，故A错误；氨气极易溶于水形成氨水，显碱性，可用潮湿的红色石蕊试纸检验氨气，故B正确；氨气密度小于空气密度，用向下排空气法收集，故C错误；NH3与硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥NH3，应用碱石灰干燥NH3，D错误。4．下列各组物质中，不能进行喷泉试验的是(B)A．NH3和H2O B．NO和H2OC．CO2和NaOH溶液 D．HCl和H2O解析：喷泉试验的原理是气体极易溶于水(或溶液)或与水(或溶液)发生反应而导致容器内压强减小，从而形成喷泉；NH3与H2O反应，CO2与NaOH溶液反应，NO与H2O不反应也不溶于水，HCl极易溶于水，故选B。题组二铵盐的性质及NHeq\o\al(＋,4)的检验5．试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是(B)A．加水，将潮湿的红色石蕊试纸放在试管口B．加氢氧化钠溶液，加热，将潮湿的红色石蕊试纸放在试管口C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液D．加氢氧化钠溶液，加热，用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近试管口解析：铵盐和水混合不会产生氨，将潮湿的红色石蕊试纸放在试管口无任何改变，不能检验，故A错误；加氢氧化钠溶液，加热，将潮湿的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝色，证明产生的气体是氨，该盐中含有铵根离子，故B正确；氢氧化钠和氨水均呈碱性，均能使酚酞溶液变红色，故C错误；加氢氧化钠溶液，加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，看到白烟现象，可证明是铵盐，而浓硫酸不具有挥发性，故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)A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液解析：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。7．试验小组同学探究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；将氨压入反应管，充分反应后打开K，下列说法错误的是(C)A．反应起先后，保鲜袋渐渐被吸入反应管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解析：NH3和Cl2混合后发生反应：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2,40mLNH3和15mLCl2刚好完全反应，此时气体由55mL变为5mL，反应管内气体的压强减小，导致保鲜袋渐渐被吸入反应管，最终反应管内气体压强等于大气压强，故打开K后，水不会倒吸入反应管内。NH4Cl为白色固体，反应管内可看到白烟，也可检验输送Cl2的管道是否漏气，故选C。8．(2024·盐城高一月考)“封管试验”具有简易、便利、节约、绿色等优点，下列关于如图三个“封管试验”(夹持装置未画出)的说法正确的是(A)A．加热时，①中上部汇合了NH4Cl固体B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性D．三个“封管试验”中所发生的化学反应都是可逆反应解析：加热时①上部汇合了NH4Cl固体，由于NH4Cl不稳定，受热分解，生成的NH3和HCl在上部又生成了NH4Cl，A正确；加热NH3逸出，②中颜色为无色，冷却后NH3又溶于水，②中为红色，B错误；SO2与有机色素化合生成无色不稳定物质，受热分解复原原色，所以加热时③溶液变红，冷却后又变无色，C错误；可逆反应应在同一条件下进行，题中试验分别在加热和冷却条件下进行，D错误。综合强化9．氢化铵(NH4H)与氯化铵结构相像，又已知NH4H与水反应有氢气产生。下列叙述中不正确的是(D)A．NH4H是由NHeq\o\al(＋,4)和H－构成的B．NH4H固体投入少量水中，加热有两种气体产生C．NH4H中的H－半径比锂离子半径大D．NH4H溶于水后，形成的溶液显酸性解析：NH4H是离子化合物，由NHeq\o\al(＋,4)和H－构成，A项正确；NH4H固体投入少量水中加热生成NH3和H2，B项正确；H－与锂离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以H－半径比锂离子半径大，C项正确；NH4H溶于水后与水发生反应生成NH3·H2O使溶液显碱性，D项错误。10．现用传感技术测定喷泉试验中三颈瓶内的压强改变来相识喷泉试验的原理。下列说法不正确的是(C)A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaOB．将潮湿的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处，试纸变蓝，说明NH3已经集满C．关闭a，用单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉试验，电脑绘制三颈瓶内压强改变曲线如图2，则E点时喷泉最猛烈D．工业上，若出现液氨泄漏，喷稀盐酸比喷洒NaHCO3溶液处理效果好解析：CaO能与水反应，使c(OH－)增大，同时放出大量的热，有利于氨气的逸出，A正确；氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性，红色石蕊试液遇碱变蓝色，所以检验三颈瓶集满NH3的方法是将潮湿的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收满，B正确；三颈瓶内气体与外界大气压强之差越大，其反应速率越快，C点压强最小、大气压不变，所以大气压和C点压强差最大，则喷泉最猛烈，C错误；稀盐酸显酸性，碳酸氢钠溶液显碱性，氨水溶液显碱性，因此氨气在酸性溶液中的汲取效率高于碱性溶液中的汲取效率，D正确。11．某化学学习小组设计试验制取氨气并探究氨气的有关性质：(1)已知NH3难溶于有机溶剂四氯化碳(CCl4)，该小组成员设计试验制备氨气并探究氨气的还原性及产物，供应试验装置如图：①装置C中发生反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。②依据上述供应的装置正确的连接依次为_g→ab→ef→d__(用各接口序号表示)。③该装置在设计上有肯定的缺陷，你对该装置的改进措施是_在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管__。(2)利用改进后的装置进行试验，视察到CuO全部变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH3与CuO反应的化学方程式：2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O。(3)有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。请你设计一个简洁的试验检验该红色物质中是否含有Cu2O：_取少量样品于试管中，加入稀硫酸，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O；反之，则没有__(已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O)。解析：(1)①在装置C中用NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热制取NH3，则发生反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O；②装置连接依次：制取氨气→氨还原性验证→产物水的检验→尾气处理，所以装置正确的接口连接依次为g→ab→ef→d；③氨气还原CuO生成水，为防止氨气中混入水蒸气的干扰，制取的氨气必需干燥，不能选择酸性干燥剂和无水氯化钙，可选用碱石灰干燥，即在装置C和A之间连接一个盛有碱石灰的干燥管；(2)氨气还原CuO的现象为黑色固体全部变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体N2，即氨气还原CuO生成H2O、Cu和N2，反应的化学方程式为2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O；(3)依据信息：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O可知，Cu2O能与稀硫酸、HCl等非氧化性酸反应，生成蓝色溶液，所以设计的试验方案是取少量样品于试管中，加入稀硫酸，若溶液出现蓝色，说明红色物质中含有Cu2O；反之，则没有Cu2O。12．(2024·辽宁康平县高级中学高一期中)如图是工业合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图：某试验室模拟合成氨和氨催化氧化的部分装置如图：已知：试验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。(1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气_a__、氢气_b__(填“a”“b”或“c”)。(2)氮气和