【Syx】氨和銨鹽 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第五章

化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素第二節(jié)

氮及其化合物

課時(shí)2氨和銨鹽課堂導(dǎo)入科學(xué)史：德國化學(xué)家哈伯(F.Haber，1868-1934)從1902年開始研究由氮?dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂?，?908年申請(qǐng)專利，即“循環(huán)法”，在此基礎(chǔ)上，他繼續(xù)研究，于1909年改進(jìn)了合成，氨的含量達(dá)到6%以上，這是目前工業(yè)普遍采用的直接合成法。反應(yīng)過程中為解決氫氣和氮?dú)夂铣赊D(zhuǎn)化率低的問題，將氨產(chǎn)品從合成反應(yīng)后的氣體中分離出來，未反應(yīng)氣體和新鮮氫氮?dú)饣旌现匦聟⑴c合成反應(yīng)。合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大成就，在很大程度上解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓問題，是化學(xué)和技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的巨大貢獻(xiàn)。課堂學(xué)習(xí)氨氣顏色氣味密度溶解性沸點(diǎn)無色刺激性氣味0.771g/L，比空氣的密度小極易溶于水，1體積水能溶解700體積NH3-33.5℃（易液化，做制冷劑）氨是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑。氨作為制冷劑，利用了氨氣易液化，液氨汽化時(shí)會(huì)大量吸熱。氨作為制冷劑的缺點(diǎn)是有刺激性氣味、有毒、可以燃燒和爆炸。氨的溶解度如此之大，其水溶性實(shí)驗(yàn)會(huì)不會(huì)有什么獨(dú)特的現(xiàn)象呢？課堂學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：燒杯中的溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶，形成噴泉，燒瓶內(nèi)液體呈紅色。氨氣實(shí)驗(yàn)原理：NH3+H2O?NH3·H2ONH3·H2O?NH4++OH-

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氨極易溶于水，其水溶液呈堿性。課堂學(xué)習(xí)氨氣該噴泉實(shí)驗(yàn)中，引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作是什么？實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是什么？本質(zhì)原因是什么？操作：引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作是打開止水夾，擠壓膠頭滴管的膠頭，滴管里少量的水進(jìn)入燒瓶，氨幾乎全部溶于水中，使燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)急劇減小，燒瓶內(nèi)外形成較大壓強(qiáng)差，大氣壓將水壓入燒瓶，形成噴泉。關(guān)鍵：裝置氣密性良好；圓底燒瓶要干燥；裝置內(nèi)氣體的純度要高。本質(zhì)原因：燒瓶內(nèi)外形成壓強(qiáng)差，燒瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)小于燒瓶外的壓強(qiáng)，所以液體會(huì)被壓入燒瓶內(nèi)形成噴泉。產(chǎn)生壓強(qiáng)差的方式：增大燒瓶外壓強(qiáng)；減小燒瓶內(nèi)氣壓：容器內(nèi)氣體極易溶于水或容器內(nèi)氣體易與溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。課堂學(xué)習(xí)一般而言，噴泉實(shí)驗(yàn)的步驟如上圖所示，右圖三種裝置各自應(yīng)當(dāng)如何操作形成噴泉，又有哪些組合可以設(shè)計(jì)為噴泉實(shí)驗(yàn)?zāi)?？氨氣氣體HClNH3NO2

CO2Cl2H2SSO2NO2+O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液水課堂學(xué)習(xí)氨氣氨氣液氨氨水物質(zhì)成分化合物(非電解質(zhì))純凈物(非電解質(zhì))混合物(NH3·H2O為弱電解質(zhì))粒子種類NH3分子NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+主要性質(zhì)中學(xué)化學(xué)中唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)不具有堿性具有堿的通性存在條件在常溫常壓下以氣體形式存在常溫常壓下不能存在在常溫常壓下可存在NH3·H2O屬于一元弱堿，計(jì)算氨水的濃度時(shí)，溶質(zhì)按NH3進(jìn)行計(jì)算。氨氣液氨氨水物質(zhì)成分粒子種類主要性質(zhì)存在條件課堂學(xué)習(xí)氨氣實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：立即產(chǎn)生大量白煙。實(shí)驗(yàn)原理：NH3+HCl=NH4Cl實(shí)驗(yàn)結(jié)論：濃氨水和濃鹽酸均易揮發(fā)，揮發(fā)出的氨水和氯化氫會(huì)反應(yīng)生成白色晶體。課堂學(xué)習(xí)氨氣氨與酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是NH3與H+結(jié)合形成NH4+，你還記得這個(gè)成鍵過程在哪里講過嗎？氨氣與酸反應(yīng)規(guī)律：濃硝酸、濃鹽酸等揮發(fā)性酸遇氨會(huì)產(chǎn)生白煙，利用這點(diǎn)可以檢驗(yàn)濃氨水或氨的存在；硫酸、磷酸等難揮發(fā)性酸雖能與氨反應(yīng)生成銨鹽，但不會(huì)產(chǎn)生白煙；氨易跟酸反應(yīng)生成鹽，故不能用濃硫酸來干燥氨。應(yīng)用：可利用此性質(zhì)檢驗(yàn)氨氣管道是否泄漏。課堂學(xué)習(xí)氨氣的化學(xué)性質(zhì)除了與水、與酸反應(yīng)之外，還可能具有什么性質(zhì)，你能進(jìn)行預(yù)測嗎？氨氣根據(jù)化合價(jià)，氨氣中N元素為-3價(jià)，處于最低價(jià)，因此能夠和氧化劑反應(yīng)，如氨氣的催化氧化。4NH3+5O2

?4NO+6H2O課堂學(xué)習(xí)氨氣氨氣的實(shí)驗(yàn)室制?。?NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3↑+CaCl2+2H2O

你能根據(jù)反應(yīng)原理和氨氣的相關(guān)性質(zhì)選用正確的實(shí)驗(yàn)裝置嗎？氨氣的工業(yè)制?。?N2+3H2

?2NH3發(fā)生裝置為固固加熱型，除雜裝置可以選用堿石灰干燥，不可用濃硫酸或五氧化二磷等酸性干燥劑干燥，也不可以用無水氯化鈣干燥(發(fā)生反應(yīng))，收集裝置應(yīng)選用向下排空氣法，尾氣處理裝置可以選用蘸有水或稀硫酸的棉花團(tuán)(防倒吸)。驗(yàn)滿：將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)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(chǎn)生(氨氣遇揮發(fā)性酸反應(yīng)生成固體銨鹽小顆粒)課堂學(xué)習(xí)氨氣注意事項(xiàng)：①實(shí)驗(yàn)中棉花的作用是防止NH3與空氣對(duì)流，提高NH3的純度和收集速度，浸濕后可吸收多余的NH3防止污染空氣；②實(shí)驗(yàn)室一般用NH4Cl或(NH4)2SO4與Ca(OH)2反應(yīng)制取氨氣，而不用NaOH代替，因?yàn)槠湟壮苯?，且成本高；③發(fā)生裝置試管口略向下傾斜。課堂學(xué)習(xí)氨氣方案選擇(發(fā)生裝置、干燥裝置、尾氣處理、防倒吸裝置)：發(fā)生裝置：NH3·H2O=H2O+NH3↑NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2加熱濃氨水制氨：一水合氨不穩(wěn)定，加熱易分解；濃氨水與生石灰：利用生石灰和水反應(yīng)減少水的同時(shí)放出大量的熱，促使NH3·H2O分解，使NH3逸出；濃氨水和固體NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放熱的性質(zhì)，使NH3逸出。課堂學(xué)習(xí)氨氣氨氣的用途：①氨是氮肥工業(yè)，有機(jī)合成工業(yè)，制造硝酸、銨鹽和純堿的原料。②NH3易液化，當(dāng)液態(tài)NH3汽化時(shí)，要吸收大量的熱，使周圍的溫度急劇降低，因此，液氮常用作制冷劑。③生產(chǎn)氯氣的化工廠常用濃氨水來檢測生產(chǎn)設(shè)備和管道是否漏氣，如有白煙產(chǎn)生，則說明已發(fā)生漏氣?；瘜W(xué)方程式為：2NH3+3Cl2=N2+6HClNH3+HCl=NH4Cl。課堂學(xué)習(xí)銨鹽思考氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取方法，是否是所有的銨鹽都具有如此性質(zhì)？實(shí)驗(yàn)結(jié)論：銨鹽與堿反應(yīng)會(huì)放出氨氣。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色石蕊試紙變藍(lán)。實(shí)驗(yàn)原理：NH4++OH-=NH3↑+H2O課堂學(xué)習(xí)銨鹽銨鹽與堿反應(yīng)放出氨氣的性質(zhì)，一般可以用于銨根離子的檢驗(yàn)：NH4++OH-=NH3↑+H2O(氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán))。除此之外，也可以取少許樣品于試管中，放入堿后加熱，用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口，若有白煙產(chǎn)生，則證明樣品中含有NH4+。課堂學(xué)習(xí)銨鹽銨鹽還具有受熱易分解的性質(zhì)，如：NH4Cl=NH3↑+HCl↑NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱少量氯化銨固體，觀察到的現(xiàn)象是氯化銨白色固體消失，在試管上方重新凝成白色固體。農(nóng)業(yè)上常用的銨態(tài)氮肥，絕大多數(shù)易溶于水，如NH4HCO3、NH4NO3、(NH4)2SO4等都屬于銨鹽，它們都是易溶于水的白色晶體。課堂學(xué)習(xí)銨鹽實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無水硫酸銅變藍(lán)，浸有酚酞溶液的棉球變紅，澄清石灰水變渾濁。根據(jù)碳酸氫銨受熱分解的化學(xué)方程式，你會(huì)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其分解產(chǎn)物？通常銨鹽加熱分解成氨氣和對(duì)應(yīng)的酸，但并不是所有的銨鹽受熱分解都生成氨氣：2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O課堂鞏固正誤判斷1.濃氨水與所有的酸反應(yīng)都會(huì)生成白煙。4.在所有的銨鹽中，氮元素化合價(jià)均表現(xiàn)為-3價(jià)。2.氨氣只能表現(xiàn)還原性，不能表現(xiàn)氧化性。3.氮肥貯存時(shí)需要密封保存，且放于陰涼處?！痢獭獭琳n堂鞏固下列實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象均正確的是(

)C實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻琄+用鉑絲蘸取某溶液，在