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学案441氨铵盐
第四节 氨硝酸 硫酸
第1课时 氨 铵盐
学习目标
核心素养建构
1.认识氨气的物理性质,掌握氨气的化学性质。
2.理解喷泉实验的原理。
3.掌握氨气的实验室制法。
4.掌握铵盐的性质及NH
的检验。
[知识梳理]
一、氮的存在及固定
二、氨气
1.物理性质
颜色
气味
密度
溶解性
沸点
无色
刺激性气味
小于空气
极易溶于水(常温下,体积比为1∶700)
较低,易液化
2.化学性质
3.氨水的性质
【自主思考】
1.为什么蘸有浓氨水和浓盐酸的两支玻璃棒靠近时会产生白烟?
蘸有浓氨水和浓硫酸的两支玻璃棒靠近时是否也产生白烟?
提示 浓氨水和浓盐酸均有挥发性,挥发出来的NH3和HCl在空气中相遇,化合生成NH4Cl固体小颗粒,即为白烟。
浓硫酸没有挥发性,故不可能形成白烟。
三、铵盐
1.铵盐
铵根离子(NH
)和酸根离子构成的化合物。
2.物理性质
铵盐都是无色或白色晶体,易溶于水。
3.化学性质
(1)不稳定性
①NH4Cl受热分解:
NH4Cl
NH3↑+HCl↑。
现象:
白色固体消失,在试管口重新凝结成白色固体。
②NH4HCO3受热分解:
NH4HCO3
NH3↑+H2O+CO2↑。
现象:
白色固体消失,在试管口有无色液体凝结。
(2)与碱反应
NH4Cl溶液与NaOH溶液共热的化学方程式:
NH4Cl+NaOH
NaCl+NH3↑+H2O。
4.NH
的检验
(1)原理:
NH
+OH-
NH3↑+H2O
(2)操作流程:
【自主思考】
2.有两瓶溶液是NH4Cl溶液和NaCl溶液,如何区分?
提示 取其中一种待测液于试管中,向其中滴加浓NaOH溶液,加热试管,将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若变蓝则证明该溶液为NH4Cl溶液,否则为NaCl溶液。
四、氨气的实验室制法
【自主思考】
3.能加热NH4Cl制取NH3吗?
制取氨气的试管口的棉花有什么作用?
提示 NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。
若为干燥的棉花则起到减缓氨气与空气对流的作用;若蘸有水或稀硫酸,则还可以吸收多余的NH3。
[效果自测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)闪电时氮气和氧气化合,生成的氮的化合物被植物吸收的过程,属于自然固氮。
( )
(2)1mol/L的氨水中c(NH3·H2O)为1mol/L。
( )
(3)浓氨水与所有酸反应过程均可产生白烟。
( )
(4)NH3可以用水作喷泉实验,说明NH3易溶于水。
( )
(5)任何铵盐受热均生成NH3。
( )
答案
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)×
2.在下列变化中,按氮元素被还原、被氧化、既被氧化又被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列正确的是( )
①大气通过闪电固氮 ②工业合成氨 ③实验室用氯化铵和消石灰制取氨气 ④二氧化氮溶于水中
A.①②③④B.②④①③
C.①③④②D.②①④③
答案 D
3.能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是( )
A.BaCl2溶液B.Ba(NO3)2溶液
C.Ba(OH)2溶液D.AgNO3溶液
解析 Ba(OH)2溶液和Na2SO4溶液混合有白色沉淀生成;Ba(OH)2溶液和NH4NO3溶液混合产生有刺激性气味的气体;Ba(OH)2溶液和KCl溶液混合无明显现象;Ba(OH)2溶液和(NH4)2SO4溶液混合既有白色沉淀生成,又产生刺激性气味的气体。
答案 C
4.氨气是化学实验室常需制取的气体。
实验室制取氨气通常有两种方法:
①用固体氢氧化钙与氯化铵共热反应;
②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水混合。
(1)下面的制取装置图中,方法①应选用装置________(填“A”或“B”,下同),方法②应选用装置________。
(2)在制取氨气后,如果要干燥氨气,应选用的干燥剂是________。
A.浓硫酸B.固体氢氧化钠
C.五氧化二磷D.稀硫酸
(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)A B
(2)B (3)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸变蓝,说明氨气已集满
探究一、氨气的喷泉实验原理与操作
【探究讨论】
1.氨气为什么能形成喷泉?
其他气体可以吗?
提示 氨气极易溶于水,使烧瓶内气体压强减小,烧杯内的溶液在外界大气压作用下迅速进入烧瓶,形成喷泉。
HCl溶于水也易形成喷泉。
SO2溶于NaOH溶液也可做喷泉实验。
2.喷泉实验仅说明氨气极易溶于水吗?
提示 不是。
NH3溶于水后,大部分与H2O反应生成一水合氨(NH3·H2O),部分一水合氨发生电离:
NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-,溶液呈弱碱性。
【点拨提升】
使容器内外产生较大压强差的两种方法
(1)减小内压法:
如图Ⅰ所示。
烧瓶内气体与液体接触→气体溶解或发生化学反应→烧瓶内压强减小→外部液体迅速进入形成喷泉。
常见气体与吸收剂的组合
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2+O2
吸收剂
水或NaOH溶液
水或盐酸
NaOH溶液
水
(2)增大外压法:
如图Ⅱ所示。
锥形瓶内液体挥发或发生化学反应产生气体→容器内压强增大→锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉。
如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。
【典题例证1】 喷泉是一种常见的自然现象,其产生的原因是存在压强差。
(1)实验室制取氨气的化学方程式_________________________________________________。
①用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥氨气,引发水上喷的操作是______________。
该实验的原理是_________________________________________________。
②如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)利用图3装置,在锥形瓶中分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是________。
A.Cu与稀盐酸
B.NaHCO3溶液与NaOH溶液
C.CaCO3与稀硫酸
D.NH4HCO3与稀盐酸
(3)从产生喷泉的原理分析,图1、2是________上部烧瓶内的压强。
图3是________下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。
人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图________原理相似。
解析
(1)图1引发喷泉,只需打开止水夹,挤压胶头滴管即可,图2则需先打开止水夹,再用热毛巾捂住圆底烧瓶,发现有气泡冒出后,移去热毛巾即可。
(2)能在锥形瓶内反应产生气体,压强大于圆底烧瓶内压强方可,故应选NH4HCO3和稀盐酸,其他要么不反应,要么反应不生成气体或产生气体很少。
(3)图1、2是上部压强减小导致喷泉,图3是下部压强增大导致喷泉,人造喷泉及火山爆发均与图3原理相似。
答案
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O ①打开止水夹,挤压胶头滴管 NH3溶于少量水中,使圆底烧瓶内压强减小,烧杯内的水进入圆底烧瓶,形成喷泉 ②打开止水夹,用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出,移去热毛巾
(2)D (3)减小 增大 3
【学以致用1】 如图
的装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。
挤压胶头滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.CO2(浓NaOH溶液)/无色喷泉
B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.SO2(浓NaOH溶液)/红色喷泉
D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
解析 气体与液体易发生反应或易溶即可形成喷泉。
CO2→NaOH溶液反应,无色喷泉;NH3→H2O(酚酞),易溶显红色,形成喷泉;SO2→NaOH溶液反应,无色喷泉;HCl→AgNO3溶液反应,生成白色沉淀,形成喷泉。
答案 C
探究二、氨气的实验室制法
【探究讨论】
1.实验室制取氨气用的原料是什么?
其原理呢?
提示 实验室制取氨气的原料是Ca(OH)2和NH4Cl。
Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
2.实验中如何收集氨气,应注意什么?
提示 用向下排空气法收集NH3。
应将导气管伸至试管底部、并用棉花堵住试管口。
【点拨提升】
1.氨气的实验室制法
(1)原理:
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)装置
①发生装置:
固体+固体
气体,与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同。
②净化装置:
通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥。
(3)收集方法:
向下排空气法收集,试管口塞一团疏松的棉花团,目的是防止氨气与空气形成对流,以收集到较纯净的氨气。
(4)验满方法
①方法一:
用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近,若变蓝,说明已经收集满。
②方法二:
用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成,说明已经收集满。
(5)尾气处理:
多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。
在吸收时要防止倒吸,常采用的装置有:
2.实验室快速制氨气的方法
(1)加热浓氨水法:
NH3·H2O不稳定,受热易分解生成NH3:
NH3·H2O
NH3↑+H2O,故可直接加热浓氨水制备NH3。
(2)浓氨水加固体NaOH(或生石灰、碱石灰)法:
固体NaOH溶于水放出大量的热,会促使氨水分解,而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,同时反应放热,也会促使氨水分解,故可在常温下向浓氨水中加入固体NaOH或CaO来制备NH3。
反应装置图分别为:
【典题例证2】 实验室可用下列几组试剂制取少量NH3:
①固体Ca(OH)2和NH4Cl;
②浓氨水和固体CaO;
③浓氨水。
请回答下列问题:
(1)用上述三组试剂制取少量NH3,需要加热的是________(填序号),第②组试剂中产生NH3的化学方程式可表示为________________________________________________________。
(2)下面的制取装置图中,方法①应选用装置________(填“A”或“B”,下同),方法②应选用装置________。
(3)在制取后,如果要干燥氨气,应选用的干燥剂是________。
A.浓硫酸 B.固体氢氧化钠 C.五氧化二磷
D.碱石灰 E.固体CaO F.无水CaCl2
(4)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是__________________________________________
______________________________________________________________________________。
(5)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体为水)可用于吸收多余NH3的是________(填序号)。
解析
(1)①③需要加热,①组反应为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
②组反应为NH3·H2O+CaO===Ca(OH)2+NH3↑,由于CaO+H2O===Ca(OH)2既消耗水,又放出热量,Ca(OH)2电离出OH-,增大了c(OH-),减少了NH3的溶解,因此不必加热,即放出NH3。
③组反应为NH3·H2O
NH3↑+H2O。
(2)A装置适用于固体与固体加热制气体,B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。
(3)NH3只能用碱性干燥剂,可以用B、D、E干燥。
(4)检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。
(5)装置①没有出气导管,装置③易引起倒吸。
答案
(1)①③ NH3·H2O+CaO===Ca(OH)2+NH3↑
(2)A B (3)BDE
(4)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸变蓝,说明NH3已集满(或其他合理答案) (5)②④
【学以致用2】 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是( )
A.①②B.③④C.①③D.②④
解析 实验室制取氨气的方法有:
铵盐与碱加热制取氨气,常用NH4Cl与Ca(OH)2反应,固体与固体反应,因为有水生成,试管口应向下倾斜,③错误;在浓氨水中加入CaO,CaO与水反应使溶液中c(OH-)增大,消耗了水,并且放出大量的热,使NH3·H2O分解放出氨气;加热浓氨水,加快氨气挥发。
①是错误的,因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl,不能得到NH3。
答案 C
1.关于氨的下列叙述中,正确的是( )
A.氨因为有刺激性气味,因此不用来作制冷剂
B.氨具有还原性,可以被氧化为NO
C.氨极易溶于水,因此氨水比较稳定(不容易分解)
D.氨溶于水显弱碱性,因此可使石蕊试剂变为红色
解析 氨易液化,常用作制冷剂,A错误;4NH3+5O2
4NO+6H2O,B正确;氨水不稳定,易分解,C错误;氨水可使石蕊试剂变成蓝色,D错误。
答案 B
2.关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是( )
A.氨水呈碱性
B.氨气极易溶于水,烧瓶内外形成压强差
C.氨气易液化
D.NH3溶于水后形成的溶液易挥发
解析 氨之所以能做喷泉实验,是由于胶头滴管挤入的少量水可使烧瓶内的氨气迅速溶于水,烧瓶内外形成了压强差。
答案 B
3.以下有关氨及铵盐的叙述中,不正确的是( )
A.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性
C.实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气
D.氨具有还原性,一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应
解析 氨的喷泉实验证明氨极易溶于水,不能体现氨的氧化性。
答案 B
4.为了更简便地制取干燥的NH3,下列方法中适合的是( )
A.NH4Cl与浓H2SO4混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥
B.N2+3H2
2NH3,用烧碱进行干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.加热NH4HCO3,气体用P2O5干燥
解析 NH4Cl与浓H2SO4共热不能生成NH3,A错误;B项为工业上合成氨的反应,不能简便地制取NH3;加热NH4HCO3固体制取氨气,必须除去反应生成的H2O(g)和CO2,而P2O5不能除去CO2气体,也不能用来干燥氨气,D错误。
答案 C
5.下列装置不能达到实验目的的是( )
解析 A项收集NH3装置口无棉花;B项NH3通入CCl4中,NH3不溶于CCl4,不会产生倒吸,逸出的NH3又可被稀硫酸吸收;C项向长颈漏斗中加一定量水,没过长颈漏斗的下端,关闭止水夹,再加一定量的水,液面不下降,可说明气密性良好,反之,气密性不好;D项,收集比空气密度小的气体NH3,应该短管进气长管出气。
答案 A
6.A是
一种酸式盐,它与NaOH溶液共热,放出无色气体B,用圆底烧瓶收集干燥的气体B,按如图所示装置进行喷泉实验,挤压胶头滴管,可得到蓝色喷泉。
若向A中加入稀盐酸,产生的无色气体C能使品红溶液褪色。
请回答下列问题:
(1)A的化学式为________。
(2)可用于除去B中水分的干燥剂是________,收集气体B的方法是________。
(3)写出反应A→C的离子方程式_____________________________________________。
(4)A与过量NaOH溶液共热反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________。
解析 根据无色气体B能使石蕊试液变蓝色,推知B为NH3;根据无色气体C能使品红溶液褪色,推知C为SO2;因为A为酸式盐,所以进一步推知A为NH4HSO3,NH4HSO3与过量NaOH溶液共热时能发生反应NH4HSO3+2NaOH
Na2SO3+NH3↑+2H2O。
答案
(1)NH4HSO3
(2)碱石灰 向下排空气法
(3)HSO
+H+===H2O+SO2↑
(4)NH
+HSO
+2OH-
2H2O+NH3↑+SO
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- 学案441 铵盐 441