高三化学一轮复习 45 氨和铵盐教学设计.docx
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高三化学一轮复习45氨和铵盐教学设计
第四章非金属及其化合物
第五课时氨和铵盐
〖复习目标〗
(1)掌握氨及铵盐的性质及用途。
(2)掌握NH4+的检验。
(3)掌握氨的实验室制法。
(4)初步了解常见化肥。
〖教学重点〗氨及铵盐的性质、氨的实验室制法
〖教学难点〗氨及铵盐性质的应用
〖教学过程〗
【知识精讲】
1、氨
(1)物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体,易液化,可作制冷剂,常温、常压下,1体积的水可溶解700体积的氨气。
液氨与氨水的区别
液氨
氨水
形成
氨气液化
氨气溶于水
物质分类
纯净物
混合物
微粒种类
NH3
NH3、NH3·H2O、H+、H2O、NH4+、OH-
存在条件
常温常压下不能存在
常温常压下可存在
(2)分子结构
电子式:
空间结构:
三角锥形。
(3)氨的化学性质
①与水的反应
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-
氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有:
NH3·H2O、NH3、H2O、NH4+、OH-、H+。
氨水为可溶性一元弱碱,易挥发,不稳定,易分解:
NH3·H2O
NH3↑+H2O。
②氨气与酸反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象。
化学方程式为:
NH3+HCl===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3。
③与CO2等酸性氧化物反应:
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3
④NH3的还原性
A、氨的催化氧化
化学方程式:
4NH3+5O2
4NO+6H2O
B、与其他氧化剂反应
4NH3+3O2(纯氧)=2N2+6H2O
4xNH3+6NOx=(2x+3)N2+6xH2O
2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl(白烟)
⑤与盐溶液反应
将氨水加入下列溶液
被滴试剂
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
AgNO3溶液
先生成白色
沉淀后消失
Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+
AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
(4)氨气的实验室制法
①加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物:
2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+CaCl2+2H2O。
A、装置:
“固体+固体→气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
B、收集:
只能用向下排空气法。
C、干燥:
用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。
D、验满方法:
a、用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;
b、将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生。
F、环保措施:
收集时,一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。
②加热浓氨水
反应原理:
NH3·H2O===NH3↑+H2O。
装置如图1
③浓氨水中加固态碱性物质
反应原理:
浓氨水中存在以下平衡:
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++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。
装置如图2
④氨气实验室制法的注意事项
A、实验室用固体铵盐与碱共热制NH3时,不能使用NH4HCO3、NH4NO3及NaOH固体,因为NH4HCO3受热分解产生CO2,使制得的NH3不纯;NH4NO3受热时易发生爆炸;NaOH容易吸水结块,不利于NH3的产生和逸出,且加热条件下NaOH容易腐蚀玻璃。
B、吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。
可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为:
(5)工业制法
N2+3H2
2NH3
2、铵盐及NH4+的检验
(1)铵盐的概念
铵离子与酸根离子构成的化合物。
(2)铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体,均易溶于水。
(3)铵盐的化学性质
①受热易分解
NH4Cl
NH3↑+HCl
②与碱反应
A、NH4++OH-
NH3↑+H2O
B、在稀溶液中不加热:
NH4++OH-=NH3·H2O
C、在浓溶液中不加热:
NH4++OH-=NH3↑+H2O
③水解反应:
NH4++H2O
NH3·H2O+H+
(4)NH4+的检验
未知液
呈碱性
湿润红色石蕊试纸变蓝色,则证明含NH4+。
【方法精讲】
1、喷泉实验
教材中喷泉实验装置如图所示。
实验操作是:
打开橡皮管上的夹子,挤压滴管的胶头,则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉。
(1)喷泉形成的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,容器内外存在较大的压强差,在这种压强差的作用下,将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
(2)使容器内外产生较大的压强差的方法
①减小容器内压强
A、容器内气体极易溶于水;
B、容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收。
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而被吸收,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增大容器内压强
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,容器内产生大量气体。
使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。
例如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。
(3)化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2和O2
CH2=CH2
吸收剂
水、NaOH溶液
水、盐酸
NaOH溶液
H2O
溴水
(4)喷泉实验成败的关键
①装置气密性要好;
②烧瓶要干燥;
③气体的纯度要高。
(5)喷泉实验的装置
喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷,为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。
装置Ⅱ:
挤压气球,即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶中,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅲ:
去掉了胶头滴管。
打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。
(开放性问题,或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水)
装置Ⅳ:
在锥形瓶中加入能产生气体的物质,使锥形瓶内气体的压强明显增大,将液体压入烧瓶而产生喷泉。
装置Ⅴ:
在水槽中加入使水温度升高的物质,致使锥形瓶内酒精因升温而挥发,锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置Ⅵ:
烧瓶中通入H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),现象为有淡黄色粉末状物质生成,瓶内壁附有水珠,NaOH溶液喷到烧瓶内。
2、氮及其化合物之间的相互转化关系
(1)氮及其化合物之间的转化关系
(2)推断题中常用突破口
产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。
(3)含氮物质的化合价变化及规律
①氮元素间的歧化和归中
歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
归中——同一元素高价态和低价态生成中间价态。
歧化:
3NO2+H2O===2HNO3+NO
归中:
6NO+4NH3===5N2+6H2O
②含氮物质的连续氧化
NH3
NO
NO2
HNO3
N2
NO
NO2
HNO3
【典例精讲】
【例1】下列装置用于实验室制取氨气并检验氨气的某一化学性质,其中能达到实验目的的是()
A.用装置甲制取氨气B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性D.用装置丁吸收氨气
【答案】C
【解析】A.氨气极易溶液水,氢氧化钠溶液与氯化铵溶液反应生成氯化钠、一水合铵,得不到氨气,故A错误;B.氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故B错误;C.氨气与氧化铜反应生成铜与氮气、水,观察试管中固体颜色变化,即可验证氨气具有还原性,故C正确;D.水的密度大于苯,氨气极易溶液水,不能防止倒吸的发生,可以选用四氯化碳和水混合物,故D错误;故选C。
【例2】某同学探究氨和铵盐的性质,相关实验操作及现象描述正确的是()
A.室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH,比较氨水和NaOH碱性强弱
B.将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中,研究Al(OH)3的两性
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟
D.加热除去NH4C1中的少量NaHCO3
【答案】A
【解析】A、室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH,可以比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱,A正确;B、将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中,会发生反应产生氢氧化铝白色沉淀,由于一水合氨是弱碱,不能溶解Al(OH)3,因此不可研究Al(OH)3的两性,B错误;C、浓硫酸是难挥发性酸,所以将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,不能产生白烟,C错误;D、在加热的条件下氯化铵和碳酸氢钠均分解,达不到除杂的目的,D错误,答案选A。
【考题精练】
1.下列叙述不正确的是()
A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B.NH3遇到挥发性强酸就能冒白烟
C.盛液溴的瓶内加少量水可防止液溴的挥发
D.NO和NH3均可用排空气法收集
【答案】D
【解析】A、氨气的喷泉实验时利用氨气极易溶于水,减小了容器中压强,在外界大气压作用下液体喷入,验证了氨气易溶于水的性质,故A正确;B、氨气是碱性气体和挥发出的酸分子反应生成铵盐,所以NH3遇到挥发性强酸就能冒白烟,故B正确;C、利用水封可以避免液溴挥发,故C正确;D、NO和空气中的氧气反应生成二氧化氮气体,NH3可用向下排空气法收集收集,故D错误;故选D。
2.下列关于铵盐的叙述中正确的是()
①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价;②所有铵盐都易溶于水
③铵态氮肥不宜与碱性肥料混合使用;④铵盐都是由离子构成的化合物
⑤铵盐都能与碱反应,不能与酸反应;⑥铵盐受热分解一定都会产生氨气
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】①硝酸铵中的氮元素化合价既有NH4+中的-3价,又有NO3-中的+5价,错误;②铵盐都是易溶于水的晶体,正确;③铵态氮肥中含有NH4+,与OH-会结合形成NH3·H2O,该物质分解产生氨气逸出,使氮肥的肥效降低,因此不应跟碱性物质如草木灰混合使用,正确;④铵盐都是铵根离子与酸根离子通过离子键结合形成的,属于离子化合物,都是由离子构成的化合物,正确;⑤弱酸的铵盐能够与酸反应,如碳酸铵,错误;⑥铵盐受热分解,不同的铵盐随温度不同,分解产物不同,不一定生成氨气,如硝酸铵受热分解可以生成氮气,错误。
综合上述分析,可知叙述正确的是②③④,选项B正确。
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