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第四章非金属及其化合物第四节氨硝酸硫酸第1课时氨的性质与制法1激趣入题2新知预习3预习自测4课堂探究5核心素养6课堂达标7课时作业激趣入题氨是氮肥工业和硝酸工业的重要原料。化学氮肥主要包括铵态氮肥(主要成分为NH＋4)、硝态氮肥(主要成分为NO－3)和有机态氮肥——尿素[CO(NH2)2]。氮元素是植物体内氨基酸和蛋白质必需的组成元素，也是叶绿素的组成成分之一，因此施用氮肥能促进作物生长，并能提高作物中蛋白质的含量。让我们走进教材，学习氨的性质与制法。新知预习一、氨气1．物理性质：色态气味密度水溶性是否易液化无色气体______________比空气__________________(1∶700)易液化刺激性气味小极易溶于水2．喷泉实验：实验装置操作及现象结论(1)打开止水夹，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______性喷泉红极易碱点拨：用氨气做喷泉实验成功的关键点：(1)装置气密性要好。(2)烧瓶要干燥。(3)气体要纯，收集满。3．化学性质：NH3＋H2ONH3·H2ONH3＋HCl===NH4Cl有白烟产生4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O还原性4．氨水的性质：氨水—―――→弱碱性电离方程式：________________________能使红色石蕊试纸变______―――――→不稳定性受热分解____________________________5．氨的用途：(1)氨是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。(2)氨易液化，常用作__________。NH3·H2ONH＋4＋OH－蓝NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O制冷剂二、铵盐1．物理性质：铵盐都是易溶于水的白色晶体。2．化学性质：点拨：铵盐分解不一定生成氨气，如NH4NO3受热分解得不到NH3。NH4Cl=====△NH3↑＋HCl↑NH4HCO3=====△NH3↑＋H2O↑＋CO2↑NaOH＋NH4Cl=====△NaCl＋NH3↑＋H2O三、氨气的实验室制法点拨：氨气的验满方法：(1)湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝色。(2)蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，产生白烟。四、自然界中氮的循环1．氮的存在：(1)游离态：空气中含有大量的氮气。(2)化合态：动植物体内蛋白质中含有氮元素。2．氮的固定：(1)定义：使游离态的氮转化为含氮化合物的过程。(2)类别。预习自测1．(2019·茂名高一检测)对于氨水的组成叙述正确的是()A．只含有氨分子和水分子B．只含有一水合氨分子和水分子C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子D解析：氨水中存在如下反应和电离：NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2ONH＋4＋OH－，H2OH＋＋OH－。上述反应和电离均是可逆的，所以六种粒子都存在。2．下列叙述中与氮的固定无关的是()A．工业合成氨B．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物C．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收B3．能用如图装置进行喷泉实验的一组气体是()A．HCl和CO2B．NH3和COC．O2和CO2D．NO2和NOA4．氨水显弱碱性的主要原因是()A．通常状况下，氨的溶解度不大B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－C．溶于水的氨分子只有少量电离D．氨本身的碱性弱B5．下列属于氨盐的共同性质的是()A．都是晶体，都易溶于水B．铵盐受热均可分解生成NH3C．铵盐都能与碱反应，不能与酸反应D．所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价解析：铵盐都是晶体，都易溶于水；有的铵盐受热分解不一定生成NH3，如NH4NO3受热分解生成N2；铵盐都能与碱反应生成NH3，但有些铵盐也能与酸反应，如NH4HCO3；铵盐中，氮元素化合价不一定都是－3价，如NH4NO3中NO的氮元素是＋5价。A6．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()AA．氮元素均被氧化B．工业合成氨属于人工固氮C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环解析：人工固氮过程中N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3中氮元素被还原，A错误；游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定，工业合成氨是氮气与氢气转化为氨气，属于人工固氮，B正确；利用铵盐合成尿素说明含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化，C正确；由于动植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中，因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环，D正确。课堂探究问题探究：右图是喷泉实验的装置图，思考下列问题：1．氨水中存在哪些微粒？2．为什么形成红色喷泉？知识点1氨、喷泉实验探究提示：氨水是氨气的水溶液，NH3溶于水发生了反应：NH3＋H2ONH3·H2O，所以氨水的主要成分为NH3·H2O，由于NH3·H2ONH＋4＋OH－，所以氨水中微粒为①分子：NH3·H2O，NH3，H2O；②阳离子：NH＋4，H＋(极少量)；③阴离子：OH－。2．氨气溶于水生成的NH3·H2O电离出OH－使溶液显碱性，酚酞遇碱显红色。知识归纳总结：1．喷泉形成原理——减小内部压强，内外形成一定压强差：当气体接触外部的水或溶液时，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。2．引发喷泉的实验操作：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。3．喷泉实验注意问题：(1)盛气装置要预先进行气密性检查，只有气密性合格才能使用。(2)圆底烧瓶在充入氨气前应是干燥的，否则会浪费氨气。(3)圆底烧瓶内要充满氨气，氨气过少往往不能形成喷泉。(4)玻璃导管插入滴加酚酞溶液的水中的部分不能太短，以防导管过早地与酚酞溶液脱离而导致喷泉停喷。4．喷泉实验原理(1)使容器内外产生较大压强差的两种方法方法减小内压法增大外压法装置原理减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象(2)常见能形成喷泉的物质组合气体NH3HClSO2、Cl2、CO2、NO2NO2与O2吸收剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水5．氨气与氧化剂反应：(1)与氧气反应：通常情况下，氨在空气中不和氧气反应，但在催化剂(如铂、氧化铁等)存在情况下，氨跟氧气发生反应：4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O。(2)与其他氧化剂反应，如与氯气反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl(氨不足时)。当氨过量时，8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(氨足量时)。如图，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()典例1A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MgCl2溶液D湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析：A.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；B.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；C.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Mg(OH)2，也可能为Fe(OH)3等沉淀，故C错误；D.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。〔变式训练1〕(2019·铜陵高一检测)下列对于氨气“喷泉实验”(如图所示)的现象或结论的描述正确的是()A．烧杯中的水面会缓缓上升B．烧瓶内形成蓝色喷泉C．实验证明氨气极易溶于水D．实验证明氨气的密度大于空气的密度C解析：A.氨气极易溶于水，胶头滴管中水挤入烧瓶时烧瓶内压强减小，烧杯中水进入烧瓶形成喷泉，烧杯中的水面会缓缓下降，A错误；B.烧瓶内形成红色喷泉，B错误；C.喷泉实验证明氨气是易溶于水的气体，C正确；D.实验过程不能说明氨气和空气的密度大小，D错误。问题探究：请设计简单实验鉴别NH4Cl和NaCl两瓶溶液。探究提示：分别取两种试剂各少许于两支试管中，然后分别加入适量NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体的是NH4Cl溶液。知识点2氨气的实验室制法知识归纳总结：1.氨气的实验室制法：制备装置→↓反应原理→2NH4Cl＋CaOH2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O↓净化装置→用碱石灰干燥↓收集装置→向下排空气法↓验满方法→↓尾气处理→可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球→①把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色→②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生2．快速制取氨气的方法：方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O方法化学方程式(或原理)气体发生装置浓氨水＋固体NaOHNaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的放出浓氨水＋固体CaONH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的放出；②增加溶液中的OH－浓度，减小NH3的溶解度点拨：(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，导管口应插入试管的底部。(4)棉花团上蘸有稀硫酸，既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。(5)NH3极易溶于水，当NH3通入水溶液时要设计防倒吸装置。(6)干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂，也不能用CaCl2干燥，原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。(2019·攀枝花高一检测)实验室用下图所示装置制取并收集氨气，下列说法正确的是()A．试管a中的固体为氯化铵B．用湿润的红色石蕊试纸检验试管b中氨气是否集满C．氨气可用浓硫酸干燥D．如图装置也可用于制取并收集氧气典例2B解析：试管a中的固体为氯化铵和氢氧化钙的混合物，A错误；B用湿润的红色石蕊试纸检验试管b中氨气是否集满，若试纸变蓝则气体已集满，B正确；氨气能与硫酸反应生成硫酸铵，不可用浓硫酸干燥，C错误；如图装置也可用于加热高锰酸钾制取氧气，但氧气的密度大于空气，不能用向上排空气法收集，D错误。〔变式训练2〕(2019·安庆高一检测)关于下列各实验装置图的叙述中，正确的是()CA．装置①可用于分离碘和水的混合物B．装置②可用于吸收HCl或NH3气体C．装置③可用于分解NH4HCO3制备NH3D．装置④a口进气可收集NH3气体解析：分离碘和水的混合物应用分液，A错误；氯化氢和氨气极易溶于水，导气管直接伸入水层会产生倒吸，故B错误；NH4HCO3分解后产生NH3、CO2和水蒸气，CO2和水蒸气被碱石灰吸收，最后得到氨气，故C正确；氨气密度比空气小，收集时导管要短进长出，故D错误。知识点3铵根离子的检验问题探究：如何检验溶液中的NH＋4？探究提示：向盛有待测液的试管中滴加浓NaOH溶液，加热试管，将湿润的红色石蕊试纸置于管口，若变蓝则证明溶液中存在NH＋4。知识归纳总结：1．原理：2．方法：固体→取少量样品与碱混合于试管中，然后加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生，说明样品中含有NH＋4溶液→可取少量溶液注入试管中，再加入浓的碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验点拨：(1)检验气体必须用湿润的试纸。(2)检验碱性气体或溶液用的是红色石蕊试纸。(3)检验氨气时加入浓碱后，加热才会放出氨气。(2019·银川高一检测)为了检验某固体物质中是否含有NH，你认为下列试纸和试剂