新课标同步导学高一化学课件：第四章 非金属及其化合物 第四节 氨 硝酸 硫酸 第1课时 氨

新课标同步导学高一化学课件：第四章 非金属及其化合物 第四节 氨 硝酸 硫酸 第1课时 氨

第四节　氨　硝酸　硫酸 第 1 课时　氨 将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中，片刻之后，取出晾干就成防火布了。将这块经过化学处理的布用火柴点，点不着，却会冒出白色的烟雾。你知道这其中所隐含的化学原理吗？ 1 ．了解氨的性质、实验室制法及应用。 2 ．了解铵盐的性质。 3 ．了解 NH 的检验。 4 ．了解氮循环对生态平衡的重要意义。 1 ． 氨 (1) 合成氨的贡献 ①工业合成氨原理 ___________________ ，德国化学家哈伯因在合成氨方面的巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。 ②氮的固定 将 _____ 态的氮转变为氮的 _______ 的过程。 (2) 氨的物理性质 颜色： _____ ，气味：刺激性气味，溶解性： ______ 溶于水 ( 体积比 1 ∶ 700) 。 游离 化合物 无色 极易 (3) 喷泉实验 实验装置 操作及现象 结论 (1) 打开 ________ ， 并挤压滴管的胶头 (2) 烧杯中的溶液由 玻璃管进入烧瓶， 形成 _____ ，瓶内液 体呈 ___ 色 氨 _____ 溶于水， 水溶液 呈 ___ 性 止水夹 喷泉 红 极易 碱 (4) 氨的化学性质 ①氨与水的反应 a ．反应的化学方程式为： ________________________ 。 b ． NH 3 ·H 2 O 不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为： _________________________ 。 c ．氨水呈弱碱性，原因是 ( 用电离方程式表示 ) ________________________ 。 ②氨与酸的反应 蘸取浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时 __________ 。 反应的化学方程式： ___________________ 。 ③氨的催化氧化 化学方程式为： ___________________________ 产生白烟 HCl ＋ NH 3 ===NH 4 Cl 2 ． 铵盐 (1) 物理性质：铵盐都 _____ 于水。 (2) 化学性质 ①铵盐受热易分解 NH 4 Cl 受热分解的化学方程式： ________________________ 。 NH 4 HCO 3 受热分解的化学方程式： ___________________________________ 。 ②铵盐与碱反应 NaOH 与 NH 4 NO 3 反应的化学方程式： _______________________________________ 。 易溶 1 ． 喷泉形成的原理 容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。 2 ． 使容器内外产生较大的压强差的两类情况 (1) 容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。 当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。表中列出的气体作用于吸收剂，就能形成喷泉。 气体 HCl NH 3 CO 2 、 Cl 2 、 H 2 S 、 SO 2 NO 2 ＋ O 2 吸收剂 水、 NaOH 溶液 水、盐酸 NaOH 溶液 水 (2) 容器内的液体由于受热挥发 ( 如浓盐酸、浓氨水、酒精等 ) 或由于发生化学反应，产生气体。 容器内产生大量气体，容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。 [ 温馨提示 ] 　利用 NH 3 做喷泉实验时，要注意以下几点：①气体要充满烧瓶，②气体和烧瓶要干燥，③装置气密性要好。 1.( 江苏省泰州市联考 ) 如图装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹。下列与实验事实不相符的是 ( 　　 ) A ． Cl 2 ( 饱和食盐水 ) 　无色喷泉 B ． NH 3 (H 2 O 含石蕊 ) 　蓝色喷泉 C ． HCl(H 2 O 含石蕊 ) 　红色喷泉 D ． SO 2 (NaOH 溶液 ) 　无色喷泉 解析： 　 要形成喷泉，必须满足气体易溶于水或与溶液反应，烧瓶内外形成较大的压强差。 A 中， Cl 2 在饱和食盐水中的溶解度很小； B 、 C 中， NH 3 和 HCl 均极易溶于水； D 中， SO 2 极易与 NaOH 溶液反应。 答案： 　 A 铵盐 碱 CaCl 2 ＋ H 2 O ＋ NH 3 ↑ 2 ． 装置： 固体与固体反应，加热。 为了防止 NH 3 与空气发生对流而难以收集，以 及防止外逸的 NH 3 污染空气，经常在收集 NH 3 的试管口塞上一团浸有稀硫酸的 _____ 。 3 ． 收集： 由于氨气易溶于水，常用 ____________ 法收集。 4 ． 检验： 检验 NH 3 时，常使用 ______ 的红色石 蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒。 棉花 向下排空 气 湿润 1 ． 药品的选择 (1) 铵盐：制取 NH 3 时，一般用 NH 4 Cl 而不用 NH 4 NO 3 、 (NH 4 ) 2 SO 4 或 (NH 4 ) 2 CO 3 ，原因如下： 铵盐 不选用的理由 NH 4 NO 3 受热分解，会发生爆炸，不安全 (NH 4 ) 2 SO 4 与 Ca(OH) 2 反应时生成 CaSO 4 ，反应物呈块状，不利于 NH 3 逸出，且反应后试管难清洗 (NH 4 ) 2 CO 3 受热分解会产生 CO 2 ，使收集到的 NH 3 不纯 (2) 碱：一般用熟石灰，不用 NaOH 或 KOH ，因为 NaOH 或 KOH 易吸水结块，而且对玻璃腐蚀性较强。 2 ． 实验装置类型 与实验室用 KClO 3 和 MnO 2 制取 O 2 的装置相同。 3 ． 操作时的注意事项 (1) 收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的； (2) 发生装置的试管口略向下倾斜； (3) 由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入试管的底部； (4) 加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。 4 ． NH 3 的干燥 通常使用碱石灰，不能使用 P 2 O 5 或浓 H 2 SO 4 ，也不能用无水 CaCl 2 。 5 ． 验满 (1) 用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。 (2) 用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。 6 ． 尾气处理 多余的氨要吸收掉 ( 可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球 ) 以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有： 7 ． 其他常见制取 NH 3 的方法 (1) 加热浓氨水制氨。在烧瓶中加入 2 ～ 4 mL 浓氨水，加热即得氨气，可用制氯气的装置。 (2) 常温下，用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合制氨气。这种方法的原理是：固体烧碱或生石灰溶于水时放出大量的热，促使 NH 3 ·H 2 O 分解放出氨气。 [ 温馨提示 ] 　由于氨气极易溶于水，在制备、收集、尾气处理过程中，应尽可能使其不与水接触，以减少损失和防止倒吸现象发生。 2 ．回忆实验室制取 O 2 的反应原理和实验装置，回答下列问题： (1) 写出加热 NH 4 Cl 和 Ca(OH) 2 制取 NH 3 的反应方程式： ________________________________ 。 (2) 按 (1) 反应原理设计实验室制氨气装置图 ( 可用简笔画表示 ) 。 (3) 下列气体能用排水法收集的是 ________( 填选项编号；下同 ) ，能用排空气法收集的是 ________ 。 (a.NH 3 　 b ． NO c ． NO 2 ) (4) 为何不用加热 NH 4 Cl 固体的方法制取氨气？ (5) 如何检验氨气已收集满试管？ 解析： 　 (1) 是复分解反应：相互交换成分，然后 NH 3 ·H 2 O 受热分解。注意加热符号 ( △ ) 。 (2) 制取 O 2 是加热固体，制取 NH 3 也是加热固体，故可采用制 O 2 装置制取 NH 3 。但收集方法不 同， NH 3 易溶于水、只能用向下排空气法收集。 (3)NO 与空气反应，不能用排空气法收集； NH 3 和 NO 2 易溶于水且与水反应，不能用排水法收集。 (5) 检验氨气是利用氨气溶于水显碱性或与挥发性酸反应生成盐 ( 固体小颗粒 ) 。 (3)b 　 ac (4) 因为 NH 4 Cl 固体受热分解生成氨气和氯化氢气体，二者冷却时又重新生成固体氯化铵，得不到氨气。 (5) 用湿润的红色石蕊试纸或沾有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口。 在胶头滴管中盛有酚酞溶液，如图实验形成的“喷泉”的颜色为红色。回答下列问题： (1) 烧瓶内装的气体是 ________ 。 (2) 产生此种现象的原因是 ___________________________ 。 (3) 假定实验是在标准状况下进行，喷泉停止后，烧瓶中充满了水。该溶液的物质的量浓度是 ________ 。 (4) 实验时即使每一步都无错误，喷泉停止后，烧瓶也不能被水充满，试分析原因： _________________________________________________________________ 。 解析： 　 (1) 因为该气体溶于水后能使酚酞溶液变红，所以必为碱性气体 NH 3 。 (2) “ 此种现象 ” 包含两层意思。一是 “ 红色 ” ；二是 “ 喷泉 ” 。当滴管中的水进入烧瓶中后，由于氨气极易溶于水，溶解后烧瓶内压强小于外界大气压，水被压入烧瓶，大量的氨气被溶解，烧瓶内压强会急剧下降，水会越来越迅速地通过导管上的尖嘴进入烧瓶而形成 “ 喷泉 ” 现象，直至烧瓶内的氨气全部溶解为止。 “ 红色 ” 是因为氨水呈碱性，故使酚酞溶液变红色而呈现红色的 “ 喷泉 ” 。 (4) 由于氨气极易溶于水，收集时只能用向下排空气的方法，不能真正使烧瓶充满 NH 3 ，其中一定会有少量空气残留，所以喷泉停止时，烧瓶内总是不能充满水。 答案： 　 (1)NH 3 　 (2)NH 3 极易溶于水，使烧瓶内压强小于外界大气压，水被压入烧瓶，大量的 NH 3 被溶解，烧瓶内压强急剧下降，水会迅速地进入烧瓶而形成喷泉，由于氨水呈碱性，故使酚酞溶液变红色而呈现红色的“喷泉” (3)0.045 mol/L (4) 由于氨气极易溶于水，收集时只能用向下排空气的方法，不能真正使烧瓶充满 NH 3 ，其中一定会有少量空气残留，所以喷泉停止时，烧瓶内总是不能充满水 [ 思考感悟 ] 　 1. 喷泉实验成功的关键 (1) 气体在吸收液中被吸收得既快又多，如 NH 3 、 HCl 用水吸收， CO 2 、 SO 2 用浓 NaOH 溶液吸收等； (2) 装置应具有良好的气密性； (3) 装置内气体纯度要大。 2 ．形成喷泉的关键 (1) 减小烧瓶内气体的压强，例如：烧瓶内的气体被吸收掉或降低烧瓶内气体的温度，引起压强瞬间降低，形成压强差； (2) 增大烧瓶外的压强，也可以形成压强差。 1 ． (2010· 广安高一检测 ) 已知 NH 3 难溶于 CCl 4 ，如图所示，下列装置中，不适宜于 NH 3 气体尾气吸收的是 ( 　　 ) 解析： 　 NH 3 极易溶于水， B 装置易倒吸， A 和 D 都有防倒吸作用，由于 NH 3 不溶于 CCl 4 ， C 装置也可以防倒吸。 答案： 　 B 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是 ( 　　 ) 答案： 　 A [ 思考感悟 ] 　要判断图示实验装置是否有错，一般的方法是： (1) 看主体 ( 发生 ) 装置是否有 错；①实验是否需加热；②酒精灯部位是否 有错 ( 酒精量、外焰加热、是否缺灯芯 ) ；③ 仪器放置是否有错；④夹持仪器的位置是否 有错。 (2) 看试剂是否符合实验原理 ( 包括反应物、干燥剂、尾气吸收剂、向上排气法、导管伸入的位置等 ) 。 (3) 看收集方法是否有错 ( 排水法、向上排气法、向下排气法、导管伸入的位置等 ) 。 (4) 看是否缺少尾气的吸收装置，对于有毒气体，一定要设计尾气的吸收装置，并选择适宜的吸收剂。 2 ．实验室中用如图所示装置制取干燥的氨气。 (1) 写出 A 处发生反应的 化学方程式为： ________________ ________ (2) 能否用排水法收 集氨气？为什么？ _______________ ____________ 。 (3) 检验试管 C 中氨气是否集满，除用湿润的红色石蕊试纸外，还可采用哪种简易方法 ( 简述操作、现象和结论 ) ？ ___________________________ 。 解析： 　因为 NH 3 极易溶于水，所以不可以使用排水法收集，验满可用湿润的红色石蕊试纸，也可用蘸取浓 HCl 的玻璃棒。 热点实验　氨的还原性实验探究 [ 探究举例 ] 　已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。 回答下列问题： (1)A 中加入的物质是 _________________________________ ， 发生反应的化学方程式是 _________________________________ ； (2)B 中加入的物质是 __________ ，其作用是 ____________ ； (3) 实验时在 C 中观察到的现象是 __________________ ，发生反应的化学方程式是 ___________________________________ _____________________________________ ； (4) 实验时在 D 中观察到的现象是 ________________ ， D 中收集到的物质是 __________________ ，检验该物质的方法和现象是 _______________________________ ________________ 。 解析： 　本题以氨气的实验室制法为载体，探究氨气还原氧化铜，并检验其产物。实验装置包括：气体发生装置 → 气体净化装置 → 氨气还原氧化铜装置 → 产物 (1) 收集装置 → 产物 (2) 收集装置。 (4)D 装置中冰水温度保持在 0 ℃，冷凝水蒸气，使试管 D 中的压强减小， E 中的水倒吸进入 D 试管，氨气溶于水，故 D 装置收集到的是氨水。 解析： 氮的固定是指将游离态的氮转变为氮的化合物，从 N 元素的价态变化来看是 0 价变为正价或 0 价变为负价。这样， A 、 C 、 D 项均是氮的固定， B 项由化合态氮变为化合态氮，不是氮的固定。 答案： B 2 ．在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体 a ，然后打开弹簧夹 f ，将滴管中的液体 b 挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，烧杯中的液体 d 呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则 a 和 b 分别是 ( 　　 ) 序号 a( 干燥气体 ) b( 液体 ) ① NO 水 ② CO 2 4 mol·L － 1 NaOH 溶液 ③ Cl 2 饱和 NaCl 水溶液 ④ NH 3 1 mol·L － 1 盐酸 A ．①② B ．③④ C ．②③ D ．②④ 解析： 　产生喷泉的条件：气体在液体中的溶解度很大，烧瓶内外产生足够大的压强差。 CO 2 在水中溶解度不大，不能产生喷泉，但在 NaOH 溶液中因发生反应 (CO 2 ＋ 2NaOH===Na 2 CO 3 ＋ H 2 O) ，其溶解度显著增大，此时形成喷泉。气体 CO 2 和 NH 3 分别与 NaOH 溶液、盐酸能完全反应，则液体几乎能充满烧瓶。 答案： 　 D 3 ．在 1 L 1 mol·L － 1 的氨水中 ( 　　 ) A ．含有 1 mol NH 3 分子 B ．含有 NH 3 和 NH 物质的量之和为 1 mol C ．含 1 mol NH 3 ·H 2 O D ．含 NH 3 、 NH 3 ·H 2 O 、 NH 物质的量之和为 1 mol 答案： 　 D 4 ．用加热法可以分离的一组物质是 ( 　　 ) A ．氯化铵和消石灰 B ．碳酸氢铵和过氧化钠 C ．氯化铵和氯化钠 D ．碘和氯化铵 解析： 　本题考查物质的分离、提纯，除考虑铵盐受热分解外，还要考虑物质之间或生成物之间能否发生反应以及碘的升华。 答案： 　 C 5 ．氨气是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨气通常有两种方法： ①用固体氢氧化钙与氯化铵共热； ②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。 (1) 下面的制取装置图中，方法①应选用装置 ________( 填“ A” 或“ B” ，下同 ) ，方法②应选用装置 ________ 。 (2) 说明方法②中制取氨气的原理： ____________________________ ， 为什么该方法不用加热： ___________________________ 。 (3) 在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是 ________ 。 A ．浓硫酸 B ．固体氢氧化钠 C ．五氧化二磷 (4) 检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 __________________________________________________________________ 。 解析： 　 (1) 中，依据试剂和反应条件，可以确定方法①应选用装置 A ，方法②应选用装置 B 。 (2) 中，因为浓氨水加入 NaOH 固体后， NaOH 吸水，溶剂减小，溶解时又放热，使氨水温度升高， NH 3 溶解度减小而大量逸出。 (3) 中， NH 3 是碱性气体，不能用酸性干燥剂来干燥，故选 B 。 (4) 中， NH 3 验满的方法可以用湿润的红色石蕊试纸，或是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口。 答案： 　 (1)A 　 B (2) 浓氨水具有挥发性，加入 NaOH 固体后吸水，溶剂减少　 NaOH 固体溶解时放热，使氨水温度升高，氨气溶解度减小而大量逸出 (3)B (4) 将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，如试纸变蓝，说明已满 ( 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，如冒白烟，则表明氨气已满 ) 练规范、练技能、练速度