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1、非金屬及其化合物 第四節(jié)氨硝酸硫酸第四節(jié)氨硝酸硫酸第第1 1課時氨和銨鹽課時氨和銨鹽 地球上的糧食危機是否已達迫切的地步呢?答案是肯定的。據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計資料表明,全球有40%以上的人民受到各種不同程度的糧食危機的威脅,至少有3億兒童在饑餓與死亡邊緣掙扎。饑餓與營養(yǎng)不足地帶的分布從中南美洲跨過非洲大陸、巴基斯坦、印度,到亞洲,這片廣大的地域多半是人口密集的地帶。這些地區(qū)的糧食缺乏造成普遍性的先天或后天的營養(yǎng)不良,無數(shù)的疾病與死亡,其嚴重情形是很難想象的。氮是體內(nèi)蛋白質及葉綠素的重要組成元素,充足的氮肥能使農(nóng)作物枝葉茂盛,葉片增大,促進葉綠素的形成,從而有利于光合作用,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質量氮肥主
2、要有銨態(tài)氮肥,硝態(tài)氮肥和有機氮肥。氨和銨態(tài)氮肥有哪些性質呢?1了解氨和銨鹽的主要性質。2了解氨氣的實驗室制法。氨氨 1.無有刺激性氣味極易易NH3H2O易不藍色 NH4Cl4NH35O2 4NO6H2O= 催化劑= 22NH4ClCa(OH)2 2NH32H2OCaCl2固固 氣O2堿石灰濃H2SO4CaCl2向下排空氣法排水變藍濃鹽酸= 綜合拓展綜合拓展一、氨水問題1氨水或液氨溶于水得氨水,氨水的密度比水小,并且氨水越濃密度越小。計算氨水濃度時,溶質是NH3而不是NH3H2O。2氨水是混合物,溶液中存在的微粒有:三種分子:NH3H2O、NH3、H2O,三種離子:NH、OH及少量的H。3氨水是
3、弱電解質溶液,但電解質是NH3H2O,不是 NH3。4氨水受熱可放出氨氣,NH3H2O NH3H2O。5氨是很好的沉淀劑,可使多種陽離子:Mg2、Fe3、Al3等生成沉淀。如:= Al33NH3H2O Al(OH)33NH利用此性質在實驗室中可用氨水制取Al(OH)3。6涉及氨水的離子方程式書寫(1)氨水作反應物,用分子式NH3H2O表示,如:Fe33NH3H2O Fe(OH)33NH(2)生成氨水時,如使用的反應物為濃溶液或在加熱條件下,用下式表示:NHOH NH3H2O(3)生成氨水時,如使用的反應物為稀溶液,用下式表示:NHOH NH3H2O7氨水是農(nóng)業(yè)上常用的一種氮肥。= 二、噴泉實驗
4、1噴泉形成的原理容器內(nèi)外存在較大的壓強差。在這種壓強差的作用下,液體迅速流動,通過帶有尖嘴的導管噴出來,即形成噴泉。2使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強差的兩類情況(1)容器內(nèi)氣體極易溶于水或容器內(nèi)氣體易與溶液中的溶質發(fā)生化學反應。當外部的水或溶液接觸容器內(nèi)氣體時,由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質發(fā)生化學反應,從而使容器內(nèi)氣壓迅速降低,在外界大氣壓的作用下,外部液體迅速進入容器,通過尖嘴導管噴出,形成噴泉。下表列出的氣體作用于吸收劑,就能形成噴泉。氣體HClNH3CO2、SO2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液(2)容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或由于發(fā)生化學反應,產(chǎn)生氣體
5、。容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體,容器內(nèi)壓強迅速增大,促使容器內(nèi)液體迅速向外流動,也能形成噴泉。如噴霧器、人造噴泉等均是利用了此原理。三、實驗室制取氨氣的其他方法方法化學方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3H2O NH3H2O 注:NH3H2O不穩(wěn)定,受熱易分解加熱溫度不宜過高= 方法化學方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置濃氨水固體NaOHNaOH溶于水放熱,促使氨水分解。且OH濃度的增大有利于NH3的放出濃氨水固體CaONH3H2OCaO NH3Ca(OH)2CaO的作用:吸水;吸水后放熱促進NH3的放出;增加溶液中OH濃度,減少NH3的溶解嘗試應用嘗試應用1(2011年遵義高一檢測)在1 L 1 m
6、ol/L的氨水中()A含1 mol NH3分子B含 NH3和NH之和為1 molC含NH3、NH、NH3H2O之和為1 molD含NH3H2O為1 mol解析:計算氨水濃度時溶質以NH3總量來計算,而NH3溶于水后大部分以NH3H2O形式存在,還有NH3、 形式。答案:C+4NH2有關氨的性質的敘述正確的是()A氨能在空氣中燃燒B氨水呈堿性C氨氣和酸相遇都能產(chǎn)生白色煙霧D在反應NH3H 中,氨氣失去電子,被氧化解析:A項,NH3只有在純氧中點燃,發(fā)生4NH33O2 2N26H2O,B項,氨水呈弱堿性是因為氨水中存在平衡:NH3H2O NH3H2O OH;C項,NH3只能與揮發(fā)性酸相遇才能生成白
7、煙;D項,在反應NH3H 中,元素的化合價沒有發(fā)生變化,為非氧化還原反應。答案:B=點燃 +4NH+4NH+4NH 銨鹽銨鹽晶體易分解NH3H2OCO2NH3HCl堿NH3H2ONaNO3堿液紅色石蕊試紙綜合拓展綜合拓展四、氨氣、液氨、氨水和銨鹽的區(qū)別氨氣液氨氨水銨鹽(NH4Cl為例)通常狀態(tài)氣態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)物質分類純凈物、非電解質純凈物、非電解質混合物、既不是電解質也不是非電解質純凈物、電解質化學式NH3NH3NH3H2ONH4Cl相互轉化嘗試應用嘗試應用3下列不屬于銨鹽的共同性質的是()A易溶于水B與苛性鈉共熱產(chǎn)生NH3C都是晶體D受熱分解都產(chǎn)生NH3解析:銨鹽受熱易分解,但并非所有銨鹽都
8、生成NH3,例如NH4NO3分解可生成N2。答案:D4一種鹽X與氫氧化鈉共熱,可放出無色氣體Y,Y經(jīng)一系列氧化后再溶于水可得Z溶液,Y和Z溶液反應又生成X,則X可能是下列中的(A(NH4)2SO4 BNH4NO3CNH4Cl DNH4HCO3B 一、氮氣的化學性質 以高溫為條件,下列反應難以發(fā)生的是()AN23H2 2NH3BN23Ca Ca3N2CN2O2 2NODN2 蛋白質解析:合成氨反應需在高溫、高壓、催化劑的條件下進行;N2和Ca在加熱條件下即可進行;N2和O2在放電或高溫條件下能發(fā)生反應;豆科植物中N2的固定是在固氮菌作用下。高溫時,固氮菌會死亡,使反應不能發(fā)生。答案:D催化劑名師
9、點睛:解答此類題目的關鍵是熟知物質的化學性質,特別是某些反應發(fā)生的條件,需記清楚,高考評分標準中對此有特別說明,如:Cu2H2SO4(濃) CuSO4SO22H2O若不寫反應條件則要扣分。= 變式應用變式應用1以下說法中,錯誤的是()AN2不易和其他物質發(fā)生反應,是因為N2分子中兩個原子間形成的共價鍵很牢固BN2是制氮肥和硝酸的原料C利用N2的不活潑性,工業(yè)上用N2來代替稀有氣體作焊接金屬的保護氣D氮元素的非金屬性較強,所以N2較活潑解析:氮元素的非金屬性的確很強,可是在形成氮氣分子時,兩個原子之間產(chǎn)生了非常強烈的相互作用。而氮氣發(fā)生化學反應時必須先破壞這種作用,因此氮氣化學性質不活潑。答案:
10、D二、氨的溶解性與噴泉實驗 某化學學習小組,模擬噴泉實驗原理并探究NH3的有關性質,實驗過程如下:如圖,在干燥的圓底燒瓶里充滿氨,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。倒置燒瓶,使玻璃管插入盛有水的燒杯(預先在水里滴入少量酚酞溶液)。輕輕擠壓滴管,使少量水進入燒瓶。試回答下列問題:(1)本實驗的現(xiàn)象是_。(2)本實驗的現(xiàn)象說明除了氨易溶于水之外,還有_(用離子方程式表示)。(3)標準狀況下進行此實驗,假設燒瓶中的液體不擴散,則燒瓶中所得溶液的物質的量濃度為_molL1。解析:設標準狀況下燒瓶的體積為V L,則所得氨水的體積也為V L。則c(NH3) /V L0.045 molL
11、1。答案:(1)形成紅色噴泉(2)NH3H2O OH(3)0.045名師點睛:實驗裝置必須氣密性良好,噴泉實驗的燒瓶必須干燥,防止NH3提前溶解,不能形成壓強差。噴泉實驗形成的原因必須是燒瓶中的氣體易溶于膠頭滴管中的液體。噴泉實驗后所得溶液的濃度的計算要注意條件,如標準狀況或通常狀況等。標準狀況下NH3的噴泉實驗后溶液的濃度為 molL1,若在通常狀況下,則不再是這個數(shù)據(jù),而比 molL1小。+4NH變式應用變式應用2在標準狀況下,用以氣體做噴泉實驗,請根據(jù)情況,填寫燒瓶中溶液的物質的量濃度(假設溶質不擴散)。(1)用HCl,噴泉結束后,液體充滿燒瓶,則溶液的物質的量濃度為_。(2)用NO2,
12、噴泉結束后,液體占燒瓶容積,則溶液的物質的量濃度為_。(3)用NO2和O2按體積比4 1混合的氣體,噴泉結束后,液體充滿燒瓶,則溶液的物質的量濃度為_。解析:解答本題要注意以下兩點:氣體溶于水后溶液可充滿燒瓶多大體積。氣體的物質的量與最后溶質物質的量的關系。(1)HCl極易溶于水,最終所得溶液體積和原HCl氣體體積相等,設燒瓶容積為 V L,則n(HCl) mol,c(HCl) 0.045 molL1。(2)由3NO2H2O 2HNO3NO可知NO2有 被氧化生成HNO3。噴泉結束后,所得溶液的體積為原NO2氣體體積的 ,故所得溶液的物質的量濃度也為0.045 molL1。 (3)由4NO2O
13、22H2O 4HNO3可知NO2與HNO3的物質的量相等。設原混合氣體的體積(即燒瓶容積)為V L,則V(NO2) V,則c(HNO3) molL10.036 molL1。 答案:(1)0.045 molL1(2)0.045 molL1(3)0.036 molL1三、銨鹽的性質和氨氣的實驗室制法 回憶實驗室制取NH3的反應原理和實驗裝置,回答下列問題:(1)寫出加熱NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的反應方程式:_。(2)按(1)反應原理設計實驗室制氨氣裝置圖(可用簡筆畫表示)。(3)下列氣體能用排水法收集的是_(填選項編號;下同),能用排空氣法收集的是_。aNH3bNOcNO2(4)為何不
14、用加熱NH4Cl固體的方法制取氨氣?(5)如何檢驗氨氣已收集滿試管?(6)已知NH3極易溶于水,而難溶于有機溶劑CCl4。下列裝置中不適宜做NH3氣體尾氣吸收裝置的是_。解析:(1)是復分解反應,相互交換成分,然后NH3H2O受熱分解。注意加熱符號()。(2)制取O2是加熱固體,制取NH3也是加熱固體,故可采用制O2裝置制取NH3。但收集方法不同,NH3易溶于水,只能用向下排空氣法收集。由于NH3有毒,故還要采取尾氣處理裝置用濕棉團,或蘸有稀硫酸的棉團即可。(3)NO與空氣中的O2反應,不能用排空氣法收集;NH3和NO2易溶于水且與水反應,不能用排水法收集。(4)因為NH4Cl固體受熱分解生成
15、氨氣和氯化氫氣體,二者冷卻時又重新生成固體氯化銨,得不到氨氣。(5)檢驗氨氣是利用氨氣的性質溶于水顯堿性或與酸反應生成鹽。(6)選C。A、D裝置中倒置的漏斗和干燥管均有較大的體積,可防止倒吸;B中NH3不溶于CCl4,也可防止倒吸;C中NH3直接通入水中,由于NH3極易溶于水,所以易引起倒吸。答案:(1)2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O(2)如圖(3)ba、c(4)因為NH4Cl固體受熱分解生成氨氣和氯化氫氣體,二者冷卻時又重新生成固體氯化銨,得不到氨氣。(5)用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口。(6)C= 名師點睛:判斷實驗裝置圖是否正確的方法:(1)看
16、發(fā)生裝置是否正確:實驗是否需要加熱;酒精燈加熱的部位及先后順序是否正確;儀器的放置位置是否合適等。(2)看試劑是否符合反應原理,試劑包括反應物、干燥劑、除雜試劑、尾氣吸收劑等。(3)看收集方法是否正確,包括排液法選用的液體試劑,排空氣法導氣管伸入的位置等。(4)看是否缺少尾氣吸收裝置,包括吸收裝置中選用的吸收劑是否合適。變式應用變式應用3(雙選題)下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯誤的是()AC 水平測試水平測試1可用來干燥氨氣的有()A濃硫酸 B堿石灰C氯化鈣 D五氧化二磷解析:氨氣溶于水顯堿性,所以不能用酸性干燥劑干燥,由于氯化鈣吸收氨氣,也不能干燥氨氣。答案:B能力提升能力提升7室溫時,在體積相同的容器內(nèi)混合下列氣體,混合后壓強最小的是()A100 mL H2和50 mL O2B100 mL HCl和100 mL NH3C100 mL NO和100 mL O2D100 mL N2和200 mL H2解析:由于100 mL HCl和100 mL NH3完全化合生成固體氯化銨,不存在氣體,所以壓強最小。A項和D項常溫下不反應,體積不變;C項反應后得到150 mL NO2和O2的混合氣體。答案:B