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专题四硫、氮和可持续发展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1．掌握氨和铵盐的主要性质及用途(重点)。2．了解氨及铵盐的检验方法。3．了解氮在自然界中的循环及化肥产生的负面影响。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一氨1．工业上合成氨的原理：N2＋3H2催化剂高温、高压2NH3。2．氨的物理性质氨是___色、__________气味的___体，______溶于水。常温下，1体积水大约可溶解_____体积氨气。氨的水溶液叫作氨水。无有刺激性气极易7003．氨的化学性质氨与水的反应：氨溶于水，大部分和水结合成一水合氨(NH3·H2O)，反应的方程式为NH3＋H2ONH3·H2O。NH3·H2O很不稳定，受热就会分解为氨和水，反应的方程式为NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O。氨水有弱碱性，电离方程式为NH3·H2ONH＋4＋OH－，能使酚酞溶液变______或使湿润的红色石蕊试纸______。氨与酸的反应：氨与酸反应生成______。如氨气与氯化氢反应生成氯化铵，反应的化学方程式为NH3＋HCl===NH4Cl。氨与氧气反应的化学方程式为4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O。红色变蓝铵盐4．氨的用途(1)氨是_____业、有机合成工业、制造_____、_____和纯碱的原料。(2)氨常用作_______。氮肥硫酸铵盐制冷剂[自我诊断]1．关于氨水的叙述错误的是()A．氨水放置数天后，浓度不变B．氨水可使酚酞指示剂变红C．氨水中含三种分子和三种离子D．氨水中溶质的质量分数越大，溶液密度越小解析：氨水能够挥发，放置数天后，浓度降低；氨水溶液呈碱性，使酚酞指示剂变红；氨水中含有NH3、NH3·H2O、H2O三种分子，NH＋4、H＋、OH－三种离子；氨水中溶质的质量分数越大，溶液的密度越小。答案：A知识点二铵盐、氮肥一、铵盐1．定义：由__________和__________构成的化合物。2.物理性质：___色晶体，___溶于水。3．化学性质：铵盐受热________：NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑；NH4HCO3=====△NH3↑＋CO2↑＋H2O↑。铵盐与碱反应时放出_____：NH4NO3＋NaOH=====△NaNO3＋NH3↑＋H2O。铵根离子酸根离子白易易分解氨气4．氨的实验室制法反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。实验装置：属于固体与固体之间的反应，需加热才可进行，与制取氧气的发生装置相同。收集方法：由于氨极易溶于水，常用向下排空气法来收集。检验方法：(1)湿润的红色石蕊试纸遇氨变___；(2)蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口，有白烟生成。蓝二、氮肥1．常见的氮肥类别铵态氮肥硝态氮肥有机氮肥化学式(NH4)2SO4NH4ClNH4HCO3KNO3CO(NH2)2名称硫酸铵氯化铵碳酸氢铵硝酸钾碳酰二胺俗名硫铵氯铵碳铵尿素2．使用注意事项贮存时，应_____并放在_____处，施用时，应埋在土壤中，并避免与_____肥料(如草木灰)混用，以保证肥效。密封阴凉碱性[自我诊断]2．以下哪个性质不是所有铵盐的通性()A．都易溶于水B．都可分解放出氨气C．都能与碱反应且均放出氨气D．都是离子化合物能形成离子晶体解析：铵盐易分解，但不是所有的铵盐都能分解放出氨气。答案：B要点一氨水的成分和性质[典例1]某学生课外活动小组利用如图所示装置分别做实验：(1)在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是______溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是____________________；(2)在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是_______溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是___________________。[解析]解题的关键是要认真观察实验装置的特点：试管口上套有气球，说明加热时有气体逸出，一下就使“红色溶液”的范围缩小；溶有酸性气体的石蕊溶液或溶有碱性气体的酚酞溶液。而前者中加热后，红色变为紫色，不符合“溶液颜色逐渐变浅”的条件，结论只有稀氨水和酚酞。由无色溶液――→加热气体＋溶液变红――→冷却溶液无色。联想无色溶液虽多，但加热后放出气体且溶液变红不多，又冷却后该气体可使红色溶液褪色，显然该气体有漂白作用，符合条件的无色溶液只能是SO2漂白过的品红溶液。[答案](1)稀氨水和酚酞稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅(2)溶有SO2的品红SO2气体逸出，品红溶液恢复红色1．氨溶于水发生的反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－从而可知氨水中存在着NH3、H2O、NH3·H2O三种分子和NH＋4、OH－、H＋三种离子，氨水中的阴离子全是OH－，可看作碱溶液，是混合物。但在求氨水的质量分数、物质的量浓度时溶质为NH3。NH＋4和OH－在溶液中不能大量共存。2．氨水浓度越大，密度越小。3．NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质来检验NH3及NH＋4的存在。4．由于含有多种成分，氨水表现多重性质：(1)挥发性、刺激性——溶有NH3。(2)不稳定性——NH3·H2O易见光受热分解。(3)弱碱性——NH3·H2O电离。(4)沉淀性——很好的沉淀剂，使金属离子转化为沉淀。1．如图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体c呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶，则a和b分别是()a(干燥气体)b(液体)ANO2H2OBCO24mol·L－1NaHCO3溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31mol·L－1盐酸解析：选项A中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，烧杯中的水部分进入烧瓶中，水不能充满烧瓶。选项B，CO2与NaHCO3溶液不反应，而且CO2在水溶液中的溶解度不大，不能形成喷泉。选项C，饱和氯化钠溶液不能吸收氯气，实验室中收集氯气时可用“排饱和食盐水法”。选项D是因为盐酸很容易与氨气发生反应生成溶于水的氯化铵，可使烧瓶内的压强急剧降低，形成喷泉。答案：D要点二氨的实验室制法、铵盐的性质[典例2]实验室制氨气常用以下两种方法：①用固体Ca(OH)2和NH4Cl晶体反应制取；②用固体生石灰与浓氨水混合制取。请回答下列问题：(1)写出方法①的化学方程式：______________________________________________。(2)方法②能制取氨气的原理________________________________________________________________________________________________________________________。(3)检验氨气是否收集满的方法是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)通常用于证明NH3极易溶于水的实验是___________________________________；氨水显碱性的原因________________________________________________________。(5)装置如下，方法①应选用__________，方法②应选用________(填标号)。[解析]方法①是固体混合物加热制NH3，故选装置A。方法②是固体与液体不需加热的反应，故选装置B。产生NH3的原因是CaO与H2O反应生成Ca(OH)2同时放出大量热，减少溶剂水，使溶液温度升高，放出NH3。[答案](1)Ca(OH)2＋2NH4Cl=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)生石灰与水反应使溶剂减少，同时反应放出大量的热使混合物温度升高(3)在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，看是否变蓝(或在试管口用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，看是否有白烟生成)(4)喷泉实验(或其他合理方法)NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－(5)AB1．氨气的三种实验室制法(1)加热固态铵盐和碱的混合物反应原理―→2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O反应装置―→固体＋固体――→△气体净化装置―→用碱石灰干燥收集装置―→向下排空气法，验满方法是用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生尾气装置―→收集时，一般在管口塞一团棉花球，可减小NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3(2)加热浓氨水①反应原理：NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O。②装置如图。(3)浓氨水中加固态碱性物质①反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。②装置如图。2．铵盐的性质及NH＋4的检验方法由于铵盐都是可溶于水的晶体，所以无法直接进行铵盐的检验，但由于铵盐都可与碱反应，生成可检验的氨气这种特殊的气体，所以铵盐检验的思路应是使铵盐与碱反应，用合适的试剂检验有氨气生成即可。铵盐的检验方法有以下两种：(1)取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH＋4。(2)取少许样品于试管中，加入碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH＋4。2．下列说法正确的是()A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的氮均呈－3价C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2OD．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离解析：根据铵盐的有关知识逐一分析判断。选项A中，有的铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)；有的铵盐受热分解不产生氨气(如硝酸铵)；选项B中，所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH＋4中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的N元素(如NH4NO3中的N有－3、＋5两种价态)；选项C中，铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同。即加热时，生成NH3，不加热时，往往生成NH3·H2O；选项D中，可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华。答案：C氨气性质探究[典例]某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取氨并验证氨气的某些性质，同时收集少量纯净的氮气。(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式：____________________，解释放出NH3的原因：____________________________。(2)实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式________________________，这个反应说明氨具有________。A．碱性B．还原性C．氧化性D．不稳定性(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是_______________________________________。(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气，收集方法是________。A．排空气法B．排水法C．用气囊收集(5)装置E的作用是________，装置F的作用________。E中的碱石灰________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。[解析](1)CaO与氨水中的水反应生成Ca(OH)2，同时放出大量的热，促使NH3·H2O受热分解生成NH3，又由于温度升高NH3的溶解度减小，从而挥发出NH3。(2)CuO变为Cu，NH3变为N2，同时生成H