資源簡介

(共52張PPT)
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
第2節 氮及其化合物
氨和銨鹽
氨
氨
無色氣體，有刺激性氣味
密度比空氣小
易液化
1.氨的物理性質
氨氣
液氨
制冷劑
極易溶于水
相對分子質量小于空氣
氨氣易液化變為液氨，液氨汽化時會吸收大量的熱，使周圍溫度急劇降低
毒性？
資料：NH3在濃度100ppm以下時對人體無危害，濃度為2500ppm時危機生命
能否用實驗驗證？
1體積水可溶解約700體積的氨氣
杭州發生液氨泄露事故
杭州市一制冷車間發生氨氣泄露：2004年4月20日上午10時，杭州市一制冷車間發生氨氣泄露事故，……短短十幾分鐘，整個天空被濃濃的白霧籠罩，處處彌漫著刺鼻的氣味，村民們攜家帶口驚慌失措向村外狂奔。“白煙”過后，有20人中毒，15人被凍僵，其中4人死亡。同時大片的莊稼、蔬菜被熏死……
假如你正處在液氨泄漏的現場，你將如何去做？
求助:
自救
互救
逃生
刺激性氣味氣體
液氨汽化時吸收大量熱
極易溶于水
比空氣密度小
易液化
氨水溶液顯堿性
依據性質
處理方法
報警:110 119
閉眼
戴眼罩
防毒面具
低頭彎腰
低處跑
披棉被
穿棉衣
捂濕毛巾 噴水
捂酸毛巾 噴酸
……
2.氨的化學性質
噴泉實驗
了解實驗操作
理解噴泉實驗原理
解釋溶液變紅原因
實驗探究5-6：噴泉實驗
操作 打開止水夾，并擠壓膠頭滴管的膠頭
現象 燒杯中的溶液由玻璃管進入燒瓶，
。
結論 。
形成紅色噴泉，瓶內液體呈紅色
氨極易溶于水，水溶液呈堿性
實驗探究5-6---噴泉實驗：
2.氨的化學性質
NH3+H2O NH3.H2O
NH3.H2O NH4++OH-
堿性
使酚酞溶液變紅
使濕潤的紅色石蕊試紙變藍
燒瓶中壓強降低，使燒瓶內外產生較大壓強差
2.氨的化學性質
【微思考】若將NH3換為NO2，能否形成噴泉？若能形成，則實驗后液體能否充滿燒瓶？
提示：能形成噴泉，但不能充滿燒瓶。NO2易溶于水并與水發生反應：3NO2+H2O====2HNO3+NO，有NO氣體產生，故用NO2與H2O做噴泉實驗時，液體只能充滿燒瓶容積的2/3。
物質 氨氣 液氨 一水合氨 氨水
成分 NH3 NH3 NH3.H2O NH3溶于水形 成的溶液
拓展小結
知識點一　噴泉實驗
【重點釋疑】
1．原理和裝置
（1）氨氣噴泉實驗
形成 原理 當氣體接觸外部的水或溶液時，由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質發生化學反應，從而使容器內氣壓迅速降低，在外界大氣壓作用下，外部液體迅速進入容器，通過尖嘴導管噴出，形成噴泉。
引發 操作 打開止水夾，擠壓膠頭滴管的膠頭，或其他形成壓強差引發液體向容器中流動噴射的操作。
（2）實驗成功的關鍵——“三要”
①裝置氣密性——要好。
②燒瓶和氣體——要干。
③燒瓶內的氨氣——要滿。
2．噴泉的常見類型
方法 減小內壓法 增大外壓法
裝置
原理 減小燒瓶內氣體壓強，形成壓強差，產生噴泉現象 增大錐形瓶內氣體壓強，形成壓強差，產生噴泉現象
3．常見產生噴泉實驗的組合
氣體 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收劑 水或 鹽酸 水或氫氧 化鈉溶液 濃氫氧化鈉溶液 水
【思考·討論】噴泉，指由地下噴射出地面的泉水，是一種將水或其他液體經過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體。某同學組裝了一套噴泉實驗裝置（如圖所示）。
（1）如何操作才能引發該噴泉實驗？
提示：打開止水夾，用手（或熱毛巾等）焐熱燒瓶，氨氣受熱膨脹，使氨氣通過導管與水接觸，即產生噴泉。（或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進入燒瓶，燒瓶內氨氣溶于水）
（2）某同學做課本中噴泉實驗時，打開止水夾后將膠頭滴管內的水擠入燒瓶內，可并未產生噴泉，試分析實驗失誤可能的原因是什么？
提示：①裝置氣密性不好；②收集的NH3純度較低；③燒瓶不干燥等。
【案例示范】
【典例】（2019·岳陽高一檢測）物質A是一種白色晶體，它與濃NaOH溶液共熱，放出無色氣體B，用圓底燒瓶收集干燥的氣體B。按如圖所示裝置儀器，打開止水夾，擠壓膠頭滴管的膠頭時，可以得到藍色噴泉。向放出氣體B的溶液中加入稀硝酸酸化，再加入硝酸銀溶液，產生白色沉淀。
（1）A的化學式是____________。
（2）可用于除去B中水分的干燥劑是________。收集氣體B的方法是_____________。
（3）溶液顯藍色的原因是____________（用化學用語表示）。
（4）取實驗后燒瓶中的溶液加熱，觀察到的現象是__
___________________。
【解題指南】解答本題需注意以下三點：
（1）常見氣體的溶解性及其水溶液的酸堿性。
（2）形成噴泉的原理及引發噴泉的操作。
（3）掌握氨水的堿性和不穩定性。
【解析】（1）由溶液變藍可知溶液顯堿性，B為NH3，由白色沉淀可知A中含有Cl-，所以A為NH4Cl。（2）NH3為堿性氣體，只能用堿石灰或生石灰、KOH固體等不與氨氣反應的干燥劑干燥。氨氣的密度比空氣小，應用向下排空氣法收集。（3）氨水中NH3·H2O電離得到 、OH-故溶液顯堿性。（4）氨水不穩定，在加熱條件下NH3·H2O分解生成氨氣和水，堿性逐漸減弱，溶液由藍色又變為紫色。
答案：（1）NH4Cl（2）堿石灰（或答生石灰、KOH固體等任一種不與氨氣反應的干燥劑）　向下排空氣法（3）NH3·H2O +OH-
（4）有刺激性氣味氣體產生，溶液由藍色又變為紫色
【母題追問】（1）如何檢驗生成氣體B的成分？
提示：將濕潤的紅色石蕊試紙粘在玻璃棒的一端，靠近盛有氣體B的燒瓶，若試紙變藍，則B為氨氣。
（2）若燒瓶中氣體B換為HCl，將會出現什么現象？
提示：擠壓膠頭滴管的膠頭時，可以得到紅色噴泉。
【遷移·應用】1．（2019·石家莊高一檢測） 如圖的裝置中，干燥燒瓶中盛有某種氣體，燒杯和滴管內盛放某種溶液。擠壓膠頭滴管的膠頭，下列與實驗事實不相符的是（　　）
A．Cl2（飽和食鹽水）　無色噴泉
B．NH3（H2O含石蕊）　藍色噴泉
C．HCl（H2O含石蕊）　紅色噴泉
D．CO2（NaOH溶液）　無色噴泉
【解析】選A。Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小，無法形成噴泉，A不正確；NH3、HCl極易溶于水，而使燒瓶內壓強減小，從而形成噴泉；CO2與NaOH溶液發生反應也會使燒瓶內壓強減小形成噴泉。
2．噴泉是一種常見的現象，其產生的原因是存在壓強差。
（1）圖Ⅰ為化學教學中常用的噴泉實驗裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的________。
A．SO2和H2O　　B．CO2和NaOH溶液
C．NH3和H2O D．NO和H2O
（2）比較圖Ⅰ和圖Ⅱ兩套裝置，從產生噴泉的原理來分析，圖Ⅰ是________上部燒瓶內氣體壓強；圖Ⅱ是________下部錐形瓶內氣體壓強（填“增大”或“減小”）。
（3）某學生積極思考噴泉原理的應用，設計了如圖Ⅲ所示的裝置。
①如果關閉活塞c，打開活塞a、b，再擠壓膠頭滴管，則可能出現的現象________。
②在①操作的基礎上，打開活塞c，產生的現象是________。
【解析】（1）極易溶于水或氣體與溶液易發生化學反應可形成圖Ⅰ中噴泉，A、C利用氣體的溶解性形成噴泉，B中發生化學反應形成噴泉，而D中NO不溶于水，不能形成噴泉；
（2）圖Ⅰ和圖Ⅱ兩套裝置，均產生壓強差，形成噴泉，圖Ⅰ是減小上部燒瓶內氣體壓強，而圖Ⅱ是增大下部錐形瓶內氣體壓強；
（3）①如果關閉活塞c，打開活塞a、b，再擠壓膠頭滴管，有氨氣的瓶內氣壓減小，HCl與氨氣結合生成氯化銨，則觀察到HCl氣體進入盛有NH3的燒瓶，產生大量的白煙；
②在①操作的基礎上，打開活塞c，瓶內氣體減少，外壓大于內壓，形成噴泉，則現象為①②兩燒瓶同時產生噴泉。
答案：（1）D （2）減小　增大
（3）①HCl氣體進入盛有NH3的集氣瓶，產生大量的白煙
②兩燒瓶同時產生噴泉
【補償訓練】1．“氨的噴泉實驗”體現了氨的哪些性質（　　）
①還原性　②極易溶于水　③有堿性物質生成　
④氧化性　⑤氨易液化
A．①③⑤　　B．②③　　C．②③④　　D．①②④
【解析】選B。“氨的噴泉實驗”產生的原因即氨氣極易溶于水，酚酞溶液變紅（或石蕊溶液變藍）說明溶液顯堿性；元素的化合價未變，故不體現還原性和氧化性；氨沒有發生凝聚狀態的變化，不體現其易液化的性質，故選B。
2．已知NH3和HCl都能用來做噴泉實驗。若在同溫同壓下用兩個相同容積的燒瓶各收集滿NH3和HCl氣體，用如圖所示
裝置進行噴泉實驗，則實驗停止后，下列對兩個燒瓶
內溶液的分析正確的是（不考慮溶質的擴散）（　　）
A．溶質的物質的量濃度相同，溶質的質量分數不同
B．溶質的質量分數相同，溶質的物質的量濃度不同
C．溶質的物質的量濃度和溶質的質量分數都不同
D．溶質的物質的量濃度和溶質的質量分數都相同
【解析】選A。同溫同壓下，體積相同的NH3和HCl的物質的量相等，質量不等，最終液體將充滿燒瓶，即溶液的體積相等，故燒瓶內溶液中溶質的物質的量濃度相同，溶質的質量分數不同。
2.氨的化學性質
NH3+HCl=NH4Cl （白煙）
NH3+HNO3=NH4NO3 （白煙）
2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
2.氨的化學性質
與揮發性的酸反應有白煙
【情境·思考】管道工人用濃氨水檢驗氯氣管道是否漏氣，如果管道某處漏氣，會產生白煙，原理是什么？（已知2NH3+3Cl2====N2+6HCl）氨氣遇濃硫酸也會產生白煙嗎？
提示：若氯氣管道漏氣，發生反應：2NH3+3Cl2====N2+6HCl、NH3+HCl====NH4Cl，產生的白煙是固體NH4Cl；不揮發性酸，如H2SO4、H3PO4不能形成蒸氣，遇氨氣不會產生白煙。
氨的催化氧化
4NH3+5O2 4NO+6H2O
工業制硝酸的基礎
氨表現還原性
2.氨的化學性質
NH3
N2
NO
NO2
HNO3
NO3-
NH3.H2O
NH4+
+5
+4
0
-3
氮元素化合價
物質的
類別
氫化物
單質
氧化物
酸
鹽
+2
堿
思考與交流
N2
NH3
NO
NO2
HNO3
O2
O2
H2O
請用化學反應方程式表示上述變化
NH3
硝酸
銨鹽
純堿
有機合成工業原料
用稀氨水治療
蚊蟲叮咬
消除二氧化氮
的污染
吸收硫酸生產中的二氧化硫
制冷劑
氨的用途
小結
氨的性質
制氨水
制氮肥
極易溶于水
易液化
堿性
還原性
制硝酸
制冷劑
氨的
用途
銨鹽易溶于水，受熱易分解，與堿可以反應
銨鹽的性質
由上述資料我們可以獲取哪些信息？
1.銨鹽的形成：NH3 + H+ ==== NH4+
2.物理性質：銨鹽都是晶體，絕大多數銨鹽都易溶于水。
大部分銨鹽易溶于水，只有少量如NH3MgPO4等難溶，高中階段可認為所有的銨鹽都易溶于水
3.化學性質
（1）受熱易分解
穩定、揮發性酸的銨鹽
不穩定性酸的銨鹽
NH4Cl HCl↑+ NH3↑
——
——
△
NH4HCO3 H2O ↑ + CO2↑+ NH3↑
——
——
△
加熱試管中的氯化銨晶體，沒有熔化就直接變成氣體，氣體在試管上方又變成氯化銨晶體，這個變化是升華過程嗎？
【提示】不是。加熱氯化銨晶體直接變成氣體，是由于氯化銨受熱分解成氨氣和氯化氫氣體；氣體在試管上方又變成氯化銨晶體，是由于氨氣和氯化氫氣體又反應生成了氯化銨晶體。
【想一想】
是不是所有的銨鹽受熱都會放出NH3 ？
在110°C時：硝酸銨在110℃時分解反應為非氧化還原反應
NH4NO3 = NH3 ↑ +HNO3
在185～200°C時：硝酸銨分解反應的氧化產物與還原產物物質的量之比為1:1 NH4NO3 = N2O ↑ +2H2O ↑
若加熱到300℃左右時，氧化產物與還原產物物質的量之比為5:3
若突然加熱到高溫(400°C以上)，或受猛烈撞擊會發生爆炸性分解：2NH4NO3 = 2N2 ↑ +O2 ↑ +4H2O ↑
進而發生4NH4NO3 = 3N2 ↑ +2NO2 ↑ +8H2O ↑
5NH4NO3 === 2HNO3 + 4N2 + 9H2O
300℃
（2）與堿反應
實質：
應用：鑒別NH4+
鑒別方法：
NH4Cl+NaOH NaCl+NH3↑+H2O
——
——
△
樣品
強堿
△
氣體
濕潤
紅色石蕊
藍色
——
——
△
NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O
——
——
△
NH4NO3+NaOH NaNO3+NH3↑+H2O
——
——
△
4.銨鹽的用途
大量的銨鹽用于生產氮肥。農用氨水的濃度一般控制在含氮量15%～18%的范圍內。氨水的施用原則是“一不離土，二不離水”。不離土就是要深施覆土；不離水就是加水稀釋以降低濃度、減少揮發，或結合灌溉施用。
硝酸銨用于制炸藥。
氯化銨常用作印染和制干電池的原料，也可用
于金屬的焊接，以除去金屬表面的氧化物薄膜。
氯化銨的妙用
——防火布
將一塊普通的棉布浸在氯化銨的飽和溶液中，片刻之后，取出晾干就成防火布了。將這塊經過化學處理的布用火柴點，不但點不著，而且還冒出白色的煙霧。
科學視野
原來，經過這種化學處理的棉布（防火布）的表面附滿了氯化銨的晶體顆粒，氯化銨這種物質，它有個怪脾氣，就是特別怕熱，一遇熱就會發生化學變化，分解出兩種不能燃燒的氣體，一種是氨氣，另一種是氯化氫氣體。
這兩種氣體把棉布與空氣隔絕起來，棉布在沒有氧氣的條件下當然就不能燃燒了。當這兩種氣體保護棉布不被火燒的同時，它們又在空氣中相遇，重新化合而成氯化銨小晶體，這些小晶體分布在空氣中，就象白煙一樣。實際上，氯化銨這種化學物質是很好的防火能手，戲院里的舞臺布景、艦艇上的木料等，都經常用氯化銨處理，以求達到防火的目的。
三、氨氣的實驗室制法
氨氣的實驗室制法
1、反應原理：
2NH4Cl+Ca（OH）2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
2、裝置：
裝置 選擇 選擇原因
制備 裝置 固+固 反應原理
凈化 裝置 裝有堿石灰的干燥管 NH3具有堿性，不與堿石灰反應
不用濃硫酸和無水氯化鈣 NH3能被濃硫酸和無水氯化鈣吸收
收集 裝置 向下排空氣法 NH3的密度遠小于空氣，且常溫下不與空氣成分反應
不采用排水法 NH3極易溶于水
3、氨氣制備實驗各部分裝置的選擇：
裝置 選擇 選擇原因
驗滿 方法 將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍色 氨水顯堿性
將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產生 氨氣遇揮發性酸反應生成固體銨鹽小顆粒
尾氣 處理 試管口放一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球 NH3極易溶于水，與酸反應
【易錯提醒】（1）收集裝置和反應裝置的試管和導管必須是干燥的。
（2）發生裝置的試管口略向下傾斜。
（3）由于氨氣的密度比空氣小，因此收集氨氣時，導管口應插入試管的底部。
（4）棉花團上蘸有稀硫酸，既防止空氣對流又防止氨氣逸出污染空氣。
（5）干燥NH3不能用P2O5、濃硫酸等酸性干燥劑，也不能用CaCl2干燥，原因是CaCl2與NH3反應生成CaCl2·8NH3。
4．氨氣的其他制法
方法 化學方程式（或原理） 氣體發生裝置
加熱濃 氨水 NH3·H2O NH3↑ +H2O
方法 化學方程式（或原理） 氣體發生裝置
濃氨水 +固體 NaOH NaOH溶于水放熱，促使氨水分解，且OH-濃度的增大有利于NH3的放出
濃氨水 +固體 CaO NH3·H2O+CaO====NH3↑+Ca（OH）2，CaO的作用：①吸水后放熱促進NH3的放出；②增加溶液中的OH-濃度，減小NH3的溶解度 4． 的檢驗方法
（1）原理：
（2）方法：
【思考·討論】
　（1）實驗室制取氨氣時，堿不選用NaOH、KOH，其原因是什么？
提示：消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊，不利于產生氨氣，在加熱條件下還會腐蝕試管。
（2）某同學根據銨鹽受熱分解的性質，認為可以采用加熱NH4Cl來制備氨氣，你怎么看？
提示：不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl，兩種氣體在試管口遇冷反應又生成NH4Cl，得不到氨氣。
【巧判斷】
（1）向某溶液中加入稀NaOH溶液，濕潤的紅色石蕊試紙不變藍，則原溶液中一定無 。（ ）
提示：×。某溶液中加入稀NaOH溶液，即使生成NH3·H2O，沒有加熱，也不會放出氨氣。
（2）NH4Cl受熱分解，所以可用加熱的方法分離NH4Cl和NaCl。（ ）
提示：√。NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl脫離固體，到達溫度低的部位兩者再反應生成NH4Cl，達到分離NH4Cl和NaCl的目的。
（3）氨氣的制備實驗中可以采用堿石灰干燥氨氣。（　　）
提示：√。氨氣溶于水溶液顯堿性，不與堿石灰反應，故可用堿石灰干燥氨氣。
【遷移·應用】
1．（2019·珠海高一檢測）關于實驗室制取氨氣的說法中正確的是（　　）
A．雖然氨水受熱分解可產生氨氣，在實驗室也不能用加熱濃氨水的方法制得氨氣
B．通常可選擇濃硫酸為干燥劑，除去氨氣中的水蒸氣
C．既可用向下排空氣法收集NH3，又可用排水法收集NH3
D．用堿石灰代替消石灰與NH4Cl固體加熱制取NH3，可使反應速率加快
【解析】選D。實驗室可用加熱濃氨水的方法制得氨氣，A錯誤；氨氣與濃硫酸反應，故不能用濃硫酸干燥氨氣，B錯誤；氨氣極易溶于水，故不能用排水法收集NH3，C錯誤。
2．（2019·菏澤高一檢測）實驗室常見的幾種氣體發生裝置如圖A、B、C所示：
（1）實驗室用B裝置制取氨氣，通常使用的藥品是________。
（2）某研究性學習小組對實驗室制取NH3進行了如下設計：
①甲同學擬用濃氨水和固體NaOH制取NH3，并用圖C裝置作為NH3的發生裝置。固體NaOH的作用為____。
②乙同學建議，將實驗室制取氨氣裝置B的收集裝置由大試管改為集氣瓶且瓶口向上來收集氨氣，并確定不污染環境，請根據其設想回答：若用排空氣法收集NH3，請在圖D的方框內畫出其氣體收集裝置和尾氣吸收裝置，標出所用的試劑（自選）名稱。若用排液取氣法收集NH3，可選用的試劑是________（填序號）。
A．H2O　B．濃硫酸　C．CCl4　D．飽和食鹽水
【解析】（1）利用裝置B的特點，需要加熱來制取氨氣，則可選用NH4Cl和Ca（OH）2固體；（2）①加入NaOH使濃氨水中c（OH-）增大，促進NH3逸出，且NaOH固體溶解放熱，降低NH3的溶解度，NH3逸出；②氨氣的密度比空氣小，所以應該用向下排空氣法收集，故瓶口向上來收集時應短進長出，還應注意尾氣吸收，氨氣易溶于水、濃硫酸、飽和食鹽水，故用排液法收集氨氣只能選擇CCl4。
答案：（1）NH4Cl和Ca（OH）2固體　（2）①加入NaOH使濃氨水中c（OH-）增大，促進NH3逸出，NaOH固體溶解放熱，使NH3的溶解度降低，NH3逸出②C
【補償訓練】
　　1．下列制備氨水的實驗裝置中最合理的是（　　）
【解析】選B。制備氨水不需要干燥氨氣，A、C選項錯誤；D選項，不能防止倒吸，錯誤。
2．實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是（　　）
A．①是氨氣發生裝置
B．③是氨氣發生裝置
C．②是氨氣吸收裝置
D．④是氨氣收集、檢驗裝置
【解析】選B。本題通過NH3的制取實驗，意在考查學生實驗分析、實驗評價能力。①裝置在管口處又生成NH4Cl，無法制得NH3，A項錯誤；選用裝置③，使用濃氨水與CaO或NaOH作用，可制取NH3，B項正確；②作為NH3的吸收裝置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C項錯誤；利用④收集NH3時，收集氣體不純，D項錯誤。
【課堂回眸】

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