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第二单元生产生活中的含氮化合物第2课时氮肥的生产和使用[目标导学]1．了解氨气的物理性质，掌握氨气的化学性质。2．理解氨气喷泉实验原理。3．掌握氨气的实验室制法。4．了解铵盐的性质及NH＋4检验。[背诵经典导学]1．两种物质的性质(1)氨的性质：氨气极易溶于水，能与水反应生成NH3·H2O，与酸反应生成铵盐，能催化氧化制备硝酸。(2)铵盐的性质：铵盐易溶于水，加热易分解，能与碱反应产生氨气。2．检验氨气的两种方法(1)使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(2)用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时会有白烟生成。扬帆起航温习双基课前学习空间1．氨(1)物理性质氨气是___色、有_______气味的气体，密度比空气___，易液化。液氨汽化时吸收大量的热，故可用作_______。氨极易溶于水，常温常压下，1体积水大约可溶解____体积氨气。无刺激性小制冷剂700(2)化学性质①与水反应氨溶于水时，大部分与水结合成一水合氨，化学方程式为_________________________，氨水密度比水小，具有___性，能使红色石蕊试纸变___，NH3·H2O的电离方程式为_________________________。NH3＋H2ONH3·H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－碱蓝②与酸反应氨与酸反应生成铵盐。NH3遇HCl产生_____，反应的化学方程式为___________________________。③与氧气反应氨气与氧气反应，体现NH3的还原性，化学方程式为______________________________，此反应是工业制硝酸的基础，称为氨的_________。NH3＋HCl===NH4Cl4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O白烟催化氧化(3)制备①工业制法工业合成氨气的化学方程式为_______________________。②实验室制法常用固体NH4Cl和Ca(OH)2混合后加热制取，化学方程式为_____________________________________________。N2＋3H2高温、高压催化剂2NH32NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O2．铵盐(1)物理性质铵盐都是___色晶体，___溶于水，常用作氮肥。(2)化学性质①受热易分解NH4Cl受热分解的化学方程式为___________________________________________，NH4HCO3受热分解的化学方程式为________________________________________。NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑NH4HCO3=====△NH3↑＋H2O＋CO2↑白易②铵盐与碱反应NH4Cl与熟石灰反应：_____________________________________________，NH4Cl溶液与NaOH溶液混合加热：_______________________________________，上述反应既可用于制备氨气，又可用于检验NH＋4。铵盐能与碱反应，所以应避免将铵态氮肥与碱性肥料混合使用。2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2ONH4Cl＋NaOH=====△NaCl＋NH3↑＋H2O(3)常见的铵盐名称硫酸铵_______碳酸氢铵硝酸铵俗称_____，又称肥田粉氯铵__________化学式(NH4)2SO4________NH4HCO3NH4NO3NH4Cl【名师提示】铵盐受热都分解，但不一定产生NH3，如NH4NO3分解会产生N2O和H2O。氯化铵硫铵碳铵硝铵——小试身手1．如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了微小的NH4Cl晶体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析：NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，会产生氨气，与浓盐酸反应生成氯化铵，反应现象是有白烟生成，故A正确；氨气为碱性气体，与浓硫酸发生中和反应生成硫酸铵，故B错误；氨气与氯化物发生复分解反应生成氢氧化物，如氯化物溶液变浑浊，可能生成难溶性氢氧化物，但不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2等沉淀，故C错误；氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成NH3·H2O，电离生成OH－，溶液呈碱性，但氨气为非电解质，不属于碱，故D错误。故选A。答案：A2．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是()A．NH4NO3B．(NH4)2CO3C．NH4ClD．NH4HCO3解析：根据①可知，该氮肥是碳酸的铵盐，A、C错；根据②可知，该氮肥是NH4HCO3，B错，D正确。答案：D核心要点突破定位重点深化理解知识点一喷泉实验1．喷泉实验的原理喷泉产生的本质原因是烧瓶内外形成气压差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，故液体被压入烧瓶内形成喷泉。产生气压差的方法有：(1)减小烧瓶内气压，如液体将气体吸收或反应等；(2)增大烧瓶外压强。2．常见装置图(1)图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。几种常见情况：气体HClNH3CO2、Cl2、H2S、SO2NO2、O2混合气体或NO、O2混合气体吸收剂水、NaOH溶液水、盐酸NaOH溶液H2O(2)图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热的方法，瓶内气体膨胀，打开止水夹，气体与液体接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。(3)图丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从锥形瓶中压入到烧瓶中形成“喷泉”。知识点二氨气的实验室制法1．反应原理2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(1)铵盐：一般用NH4Cl，而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或NH4HCO3，原因如下：铵盐不选用的理由NH4NO3受热分解，会发生爆炸，不安全NH4HCO3受热分解会产生CO2，使收集的NH3不纯(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应生成CaSO4，生成物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗(2)碱：一般用熟石灰，而不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且对玻璃仪器的腐蚀作用较强。2．实验装置(1)发生装置：固体＋固体――→△气体，与实验室用KClO3和MnO2制取O2的装置相同。(2)净化装置通常用碱石灰(固体NaOH和CaO的混合物)干燥NH3，不能用浓H2SO4、P2O5和CaCl2干燥。(3)收集装置①收集方法：不能用排水法收集，应用向下排空气法收集，试管口棉花的作用：防止NH3与空气形成对流，导致收集气体不纯。②验满方法a.用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若变蓝，说明NH3已经收集满b.用玻璃棒蘸取浓盐酸靠近试管口，若有白烟生成，说明NH3已经收集满(4)尾气处理装置多余的NH3要进行吸收，可在导管口放一团用稀H2SO4浸润的棉花团。吸收时要防止倒吸，常用防倒吸的装置有：【名师提示】1反应装置和收集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NH3的密度比空气小，因此收集NH3时，导管应插入试管底部。知识点三认识氨水1．成分复杂：含氮粒子有NH3·H2O、NH3、NH＋4。2．密度比水小，且浓度越大密度越小。3．易挥发。4．NH3·H2O受热易分解。5．氨水要密封保存。——对点训练【例1】(1)①下图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是________________________。②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是(用方程式表示)_________。(2)在上图的烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是()A．HCl和H2OB．NH3和H2OC．NH3和苯D．CO2和烧碱溶液【解析】(1)要引发喷泉就得使烧瓶内外产生压强差，故可打开止水夹，挤出胶头滴管中的水，由于NH3极易溶于水，烧瓶内压强减小，烧杯中含酚酞的水进入烧瓶中形成喷泉，氨气溶于水并与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出OH－使溶液显碱性，与酚酞反应溶液由无色变为红色。(2)由于HCl、NH3极易溶于水会产生喷泉，A、B错；NH3不溶于苯且与苯不反应，不会引起烧瓶内压强改变，不会产生喷泉，C正确；CO2能被NaOH溶液吸收可产生喷泉，D错。【答案】(1)①打开止水夹，挤出胶头滴管中的水②NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－(2)C【例2】在标准状况下，在三个干燥的烧瓶内分别装有：干燥纯净的NH3，含一半空气的HCl气体，NO2和O2的混合气体[V(NO2)∶V(O2)＝4∶1]，然后分别作喷泉实验，三个烧瓶内所得溶液的物质的量浓度之比为()A．2∶1∶2B．5∶5∶4C．1∶1∶1D．无法确定【解析】在相同条件下，气体摩尔体积相同，烧瓶的容积相同，根据n＝VVm知，氨气、氯化氢、NO2、O2的物质的量之比为5∶2.5∶4∶1；做喷泉实验时，盛放氨气的烧瓶、含一半空气的氯化氢气体的烧瓶、含NO2和O2的混合气体(体积比为4∶1)的烧瓶，各烧瓶中溶液的体积分别为：一烧瓶、半烧瓶、一烧瓶，所以溶液的体积比为2∶1∶2；因为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3硝酸的物质的量和二氧化氮的物质的量相等，所以各烧瓶中溶质的物质的量之比为5∶2.5∶4，根据c＝nV知，各物质的量浓度之比为55∶2.52.5∶45＝5∶5∶4，故选B。【答案】B【例3】甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品(碱石灰：氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究，并回答问题：(1)三位同学制取氨气的化学方程式为________________。(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气，其原因是____________________。(3)三位同学用上述装置制取氨气时，其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确)，你认为没有收集到氨气的同学是________(填“甲”“乙”或“丙”)。(4)检验NH3是否收集满的方法是(简述操作方法，现象和结论)_________________________________________________。(5)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热NH4HCO3固体来制取纯净的NH3，请判断能达到实验目的是________(填“甲”“乙”或“丙”)，该装置中的NH4HCO3能否用NH4Cl代替？________(填“能”或“不能”)。【解析】(2)NH3的密度小于空气的密度，因此采用向下排空气法收集NH3。(3)乙同学将产生的气体通入浓H2SO4中：2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4，因而收集不到NH3。(4)检验NH3是否收集满可以用湿润的红色石蕊试纸或用蘸有浓盐酸的玻璃棒。(5)加热NH4HCO3：NH4HCO3=====△NH3↑＋H2O＋CO2↑，必须除去H2O(g)和CO2，只有丙装置能达到实验目的。不能用NH4Cl代替NH4HCO3，因为NH4Cl分解产生的NH3和HCl在试管口又化合生成NH4Cl。【答案】(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)NH3的密度小于空气(3)乙(4)将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则说明已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满)(5)丙不能【例4】在盛有浓氨水的瓶口上方，悬一沾