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文档简介

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节

氮及其化合物课时2氨和铵盐

学习目标1.氨的性质和实验室制法。2.喷泉实验原理。3.铵盐的性质与检验。情景导入天使与恶魔的化身第一个从空气中制造出氨气的科学家,使人类摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,是诺贝尔化学奖得主。一战中,担任化学兵工厂厂长发明了化学武器(芥子、氯气等)用于战争,造成近百万人伤亡,是战争魔鬼。情景导入分子式NH3结构式一

氨的分子结构二

氨的物理性质氨气分子之间容易形成氢键,沸点更高,容易液化。颜色气味状态密度溶解性沸点无色刺激性气味气体比空气小极易溶于水(1∶700)较低,易液化【思考2】若用水吸收氨气应该注意什么?防倒吸(若液体与气体反应速率太快,则需要防倒吸)二

氨的物理性质【思考1】实验中如何收集氨气?并应注意什么?向下排空气法收集,且收集装置需充分干燥二

氨的物理性质氨的溶解性——喷泉实验[实验5-6]

在干燥的圆底烧瓶里充满NH3,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶。观察并描述现象,分析原因。氨的溶解性——喷泉实验二

氨的物理性质【现象】烧杯中的酚酞溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉【结论】①氨极易溶于水

②氨水显碱性二

氨的物理性质【思考3】烧瓶内形成喷泉的原理是什么?胶头滴管里少量的水进入烧瓶后,使氨几乎全部溶于水中,烧瓶内压强急剧减小,烧瓶内外形成较大压强差;大气压将烧杯中的水压入烧瓶,形成喷泉【思考4】喷泉实验成功的关键有哪些?(4)烧杯内装入足量的水,以防止因水量不足而造成喷泉停止或不发生(1)装置的气密性良好(2)圆底烧瓶要保持干燥(3)圆底烧瓶内要充满气体【思考5】除氨气之外,哪些气体也能进行喷泉实验?二

氨的物理性质气体液体原理NH3HClCO2SO2Cl2NO2NO2和O2NaOH溶液2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O2NaOH+Cl2====NaClO+NaCl+H2O2NaOH+2NO2====NaNO3+NaNO2+H2O水或酸NH3、HCl均属于极易溶于水的气体,常温下NH3的溶解度为1:700,HCl的溶解度为1:500水或碱水4NO2+O2+2H2O===4HNO3常见的喷泉实验装置,工作原理:二

氨的物理性质挤压滴管,气体溶解,P内<P外使烧瓶受热,气体逸出溶解,松手后,P内<P外锥形瓶发生化学反应,产生气体,P下>P上1、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。挤压胶头滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是()A.Cl2(饱和食盐水)无色喷泉B.NH3(H2O含石蕊)蓝色喷泉C.HCl(H2O含石蕊)红色喷泉D.CO2(NaOH溶液)无色喷泉A课堂练习2.下列有关操作不可能引发喷泉的是(

)A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶,然后打开止水夹C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹B课堂练习二

氨的化学性质1.与水反应溶于水的NH3有一部分与水发生反应,使溶液显碱性NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-

(2)NH3·H2O不稳定,易分解NH3·H2O====NH3↑+H2O△(1)可溶性一元弱碱,在溶液中部分电离【注意】①氨可使湿润的红色石蕊试纸变蓝色②NH3·H2O不能写成“NH4OH”,离子方程式中NH3·H2O不能拆③氨水应避光密封保存【思考6】氨水的主要成份有哪些?氨水与液态氨有何区别?液氨一水合氨(NH3·H2O)氨水存在微粒所属物质类别NH3NH3·H2O、NH3、H2O;NH4+、OH-、H+(极少)NH3·H2O纯净物、非电解质纯净物、一元弱碱、电解质混合物二

氨的化学性质氨和HCl反应——魔棒生烟二

氨的化学性质2.与酸反应实验现象:氨与氯化氢相遇时的现象是产生白烟反应原理:NH3+HCl===NH4ClNH3+H+

===NH4+(与酸反应的本质)NH3

+HCl===NH4Cl(白烟)

①挥发性酸(HCl、HNO3)遇氨气均有白烟生成NH3+HNO3===NH4NO3(白烟)2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4NH3不能用浓硫酸干燥②难挥发性酸(H2SO4、H3PO4)遇氨气无白烟可用于检验氨气的存在二

氨的化学性质2.与酸反应NH3分子中氮元素的化合价为-3价,处于最低价,因此氨只有还原性NH3能与与O2、Cl2等的反应(1)氨的催化氧化4NH3+5O2===4NO+6H2O△

催化剂失5e-×4得4e-×5氨的催化氧化是工业制硝酸的基础3.还原性(放热反应)【工业制硝酸原理】N2→NH3→NO→NO2→HNO3二

氨的化学性质(2)与氯气反应2NH3

+

3Cl2

=

N2

+

6HCl【思考7】管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如果管道某处漏气,会产生白烟,其中发生哪些化学反应么?2NH3

+

3Cl2

=

N2

+

6HCl

NH3

+

HCl

=

NH4Cl8NH3+3Cl2=

N2+6NH4Cl失3e-×2得2e-×3故NH3

与Cl2反应可表示为:(3)与CuO反应2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O

(实验室制氮气的方法之一)【现象】黑色粉末变红3.还原性二

氨的化学性质1.液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,

常用作制冷剂做致冷剂2.氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的

重要原料3.氨是有机合成工业的常用原料(如制尿素、合成纤维、炸药、制药等)制纯碱制尿素制硝酸二

氨的用途一、物理性质二、化学性质无色、有剌激性气味、气体,密度小于空气,易液化,极易溶于水1.与水反应2.与酸反应3.还原性NH3+H2ONH3·H2ONH3+HCl==NH4Cl4NH3+5O2===4NO+6H2O△

催化剂2NH3

+

3Cl2

=

N2

+

6HCl2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O【氨的性质】二

氨盐的物理性质氮——植物生长的守护神植物缺氮症状:叶片黄化,植株瘦弱铵盐是农业上常用的化肥铵盐是由铵根离子(NH4+)和酸根离子组成的化合物如(NH4)2SO4、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4NO3等二

氨盐的物理性质1.物理性质绝大多数铵盐是白色或无色晶体,都易溶于水农民老王在仓库里放了一袋氮肥——碳酸氢铵。有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了,就把它拿出去晒,结果发现少了很多,你能解释为什么吗?(1)不稳定性——受热易分解NH4Cl

==NH3↑+HCl↑ΔNH4HCO3

==NH3↑+H2O+CO2↑,Δ(两者遇冷又马上化合成NH4Cl)(NH4)2CO3

==2NH3↑+H2O+CO2↑Δ【注意】并不是所有的铵盐都能受热分解得到氨气NH4NO3

==N2O↑+H2OΔ2NH4NO3

==========2N2↑+4H2O+O2↑高温或猛烈撞击NH4NO3受热爆炸铵盐保存:密封包装并放在阴凉通风干燥处二

氨盐的化学性质(1)不稳定性——受热易分解铵盐保存:密封包装并放在阴凉通风干燥处二

氨盐的化学性质非氧化性的挥发性酸形成的铵盐——产物通常为氨和相应酸:NH4Cl

==NH3↑+HCl↑ΔNH4HCO3

==NH3↑+H2O+CO2↑Δ(NH4)2CO3

==2NH3↑+H2O+CO2↑Δ难挥发性酸形成的铵盐,分解产物为氨和难挥发的酸或酸式盐:氧化性酸形成的铵盐,分解产物为氮气或氮的氧化物和水:2NH4NO3

==========2N2↑+4H2O+O2↑高温或猛烈撞击NH4NO3受热爆炸(2)与碱反应二

氨盐的化学性质【实验5-7】向盛有少量NH4Cl溶液,NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风),用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口。观察现象,分析现象产生的原因,写出反应的离子方程式。

【现象】湿润的红色石蕊试纸变蓝2NaOH+(NH4)2SO4==Na2SO4+2H2O+2NH3↑NaOH+NH4NO3==NaNO3+H2O+NH3↑NaOH+NH4Cl

==NaCl+H2O+NH3↑二

氨盐的化学性质Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2H2O+2NH3↑△NH4++OH-==NH3↑+H2O【反应实质】【应用】实验中常利用铵盐与碱反应生成氨这一性质来检验NH4+的存在,以及制取氨气结论:铵盐能与碱在加热时反应,生成NH3【检验流程】待测液(NH4+)无色气体(NH3)试纸变蓝蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟【NH4+离子检验操作】取少许样品于试管中,加入NaOH后加热,则证明样品中含有NH4+若试纸变蓝(或若产生白烟)二

NH3的检验二

NH3的实验室制取1.原理铵盐与碱共热生成氨Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2H2O+2NH3↑2.原料NH4Cl与熟石灰(Ca(OH)2)3.发生装置向下排空气法固固加热装置4.收集装置①不能用NH4HCO3(混有较多CO2杂质)也不能用NH4NO3代替NH4Cl(可能发生爆炸)②熟石灰(Ca(OH)2)不能用KOH或NaOH代替在高温条件下NaOH、KOH会腐蚀玻璃试管【实验注意】二

NH3的实验室制取【思考8】试管口的棉花有什么作用?用湿润的酚酞试纸或红色石蕊试纸靠近试管口(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口)【思考9】如何检验试管中已集满氨气?(变蓝)(白烟)①减少NH3与空气对流,防止收集的氨气不纯;②抑制氨气逸出,避免污染空气【思考10】一般实验室制取气体的流程包括哪些?该装置缺少什么?→尾气处理装置反应装置→净化装置(除杂/干燥)→收集装置缺少净化装置和尾气处理装置5.干燥装置用碱石灰干燥氨气——碱石灰(CaO、NaOH)【注意】②无水CaCl2不能干燥NH3(两者反应生成CaCl2·8NH3)①浓硫酸、P2O5不能干燥NH36.尾气处理装置用水或硫酸吸收多余的氨气,防止空气污染并注意防倒吸二

NH3的实验室制取7.实验室制氨气的其它方法方法①:加热浓氨水制氨气NH3·H2O==

NH3↑+H2O△方法②:将浓氨水滴入固体CaO或NaOH中NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2

②增加溶液中的OH-浓度,有利于NH3的放出CaO

、NaOH的作用:

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