化学必修 第二册第二节 氮及其化合物背景图课件ppt

这是一份化学必修 第二册第二节 氮及其化合物背景图课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了氨1物理性质，刺激性，成红色喷泉瓶，内液体呈红色，产生大量白烟，氨极易溶于水，水溶液呈碱性，氨气与氯化氢气，体反应生成白色，2氨气的性质等内容，欢迎下载使用。
【情境·思考】 制冷剂为液态,在一定的温度下又可以变为气态,即能够在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物体中吸取热量而汽化,然后在冷凝器内将热量传递给周围介质(水或空气)而变为液体的媒介物。制冷剂的种类很多,空调常用的制冷剂有氨、氟利昂等。氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。
氨作为制冷剂,是利用了它的什么性质?试分析它有什么缺点?提示:氨气易液化变为液体,且液氨变为气体时会吸收大量的热。缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。
2.化学性质(1)实验探究:
【微思考】若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶? 提示:能形成喷泉,但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,有NO气体产生,故用NO2与H2O做喷泉实验时,液体只能充满烧瓶容积的2/3。
氨的催化氧化是工业_______的基础。
【情境·思考】管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如果管道某处漏气,会产生白烟,原理是什么?(已知2NH3+3Cl2====N2+6HCl)氨气遇浓硫酸也会产生白烟吗?
提示:若氯气管道漏气,发生反应:2NH3+3Cl2====N2+6HCl、NH3+HCl====NH4Cl,产生的白烟是固体NH4Cl;不挥发性酸,如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气,遇氨气不会产生白烟。
二、铵盐1.用途与物理性质(1)用途:农业上常用作化肥,如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等。(2)物理性质:
2.化学性质(1)铵盐的化学性质
【易错提醒】并不是所有的铵盐受热分解都产生氨气,如硝酸铵。
试管中有气泡产生,试纸变蓝
铵盐与强碱反应生成氨气
+OH- NH3↑+H2O
【情境·思考】有一位农民伯伯看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了,就放在太阳下面晒,下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因?
提示:在太阳光的照射下,碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气,故固体减少。
【巧判断】(1)向某溶液中加入稀NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无 。(　　)提示:×。某溶液中加入稀NaOH溶液,即使生成NH3·H2O,没有加热,也不会放出氨气。
(2)NH4Cl受热分解,所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。(　　)提示:√。NH4Cl受热分解生成NH3和HCl脱离固体,到达温度低的部位两者再反应生成NH4Cl,达到分离NH4Cl和NaCl的目的。
(3)氨气的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨气。(　　)提示:√。氨气溶于水溶液显碱性,不与碱石灰反应,故可用碱石灰干燥氨气。
知识点一　喷泉实验【重点释疑】 1.原理和装置(1)氨气喷泉实验
(2)实验成功的关键——“三要”①装置气密性——要好。②烧瓶和气体——要干。③烧瓶内的氨气——要满。
3.常见产生喷泉实验的组合
【思考·讨论】喷泉,指由地下喷射出地面的泉水,是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置(如图所示)。
(1)如何操作才能引发该喷泉实验?提示:打开止水夹,用手(或热毛巾等)焐热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(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)
(2)某同学做课本中喷泉实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,可并未产生喷泉,试分析实验失误可能的原因是什么? 提示:①装置气密性不好;②收集的NH3纯度较低;③烧瓶不干燥等。
【案例示范】【典例】(2019·岳阳高一检测)物质A是一种白色晶体,它与浓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。按如图所示装置仪器,打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头时,可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀。
(1)A的化学式是____________。 (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)溶液显蓝色的原因是____________(用化学用语表示)。 (4)取实验后烧瓶中的溶液加热,观察到的现象是_____________________。 
【解题指南】解答本题需注意以下三点:(1)常见气体的溶解性及其水溶液的酸碱性。(2)形成喷泉的原理及引发喷泉的操作。(3)掌握氨水的碱性和不稳定性。
【解析】(1)由溶液变蓝可知溶液显碱性,B为NH3,由白色沉淀可知A中含有Cl-,所以A为NH4Cl。(2)NH3为碱性气体,只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨气反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集。(3)氨水中NH3·H2O电离得到 、OH-故溶液显碱性。(4)氨水不稳定,在加热条件下NH3·H2O分解生成氨气和水,碱性逐渐减弱,溶液由蓝色又变为紫色。
答案:(1)NH4Cl(2)碱石灰(或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨气反应的干燥剂)　向下排空气法(3)NH3·H2O +OH-(4)有刺激性气味气体产生,溶液由蓝色又变为紫色
　【母题追问】(1)如何检验生成气体B的成分?提示:将湿润的红色石蕊试纸粘在玻璃棒的一端,靠近盛有气体B的烧瓶,若试纸变蓝,则B为氨气。(2)若烧瓶中气体B换为HCl,将会出现什么现象?提示:挤压胶头滴管的胶头时,可以得到红色喷泉。
【迁移·应用】1.(2019·石家庄高一检测) 如图的装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和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.Cl2(饱和食盐水)　无色喷泉B.NH3(H2O含石蕊)　蓝色喷泉C.HCl(H2O含石蕊)　红色喷泉D.CO2(NaOH溶液)　无色喷泉
【解析】选A。Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,无法形成喷泉,A不正确;NH3、HCl极易溶于水,而使烧瓶内压强减小,从而形成喷泉;CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。
2.喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差。世纪金榜导学号
(1)图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________。 A.SO2和H2O　　　　　　　B.CO2和NaOH溶液C.NH3和H2OD.NO和H2O
(2)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图Ⅰ是________上部烧瓶内气体压强;图Ⅱ是________下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。 
(3)某学生积极思考喷泉原理的应用,设计了如图Ⅲ所示的装置。①如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,则可能出现的现象为________。 ②在①操作的基础上,打开活塞c,产生的现象是________。 
【解析】(1)极易溶于水或气体与溶液易发生化学反应可形成图Ⅰ中喷泉,A、C利用气体的溶解性形成喷泉,B中发生化学反应形成喷泉,而D中NO不溶于水,不能形成喷泉;(2)图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,均产生压强差,形成喷泉,图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强,而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强;
(3)①如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,有氨气的瓶内气压减小,HCl与氨气结合生成氯化铵,则观察到HCl气体进入盛有NH3的烧瓶,产生大量的白烟;②在①操作的基础上,打开活塞c,瓶内气体减少,外压大于内压,形成喷泉,则现象为①②两烧瓶同时产生喷泉。
答案:(1)D(2)减小　增大(3)①HCl气体进入盛有NH3的集气瓶,产生大量的白烟②两烧瓶同时产生喷泉
【补偿训练】　　1.“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质(　　)①还原性　②极易溶于水　③有碱性物质生成　④氧化性　⑤氨易液化A.①③⑤　　B.②③　　C.②③④　　D.①②④
【解析】选B。“氨的喷泉实验”产生的原因即氨气极易溶于水,酚酞溶液变红(或石蕊溶液变蓝)说明溶液显碱性;元素的化合价未变,故不体现还原性和氧化性;氨没有发生凝聚状态的变化,不体现其易液化的性质,故选B。
2.已知NH3和HCl都能用来做喷泉实验。若在同温同压下用两个相同容积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体,用如图所示装置进行喷泉实验,则实验停止后,下列对两个烧瓶内溶液的分析正确的是(不考虑溶质的扩散)(　　)
A.溶质的物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同B.溶质的质量分数相同,溶质的物质的量浓度不同C.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同
【解析】选A。同温同压下,体积相同的NH3和HCl的物质的量相等,质量不等,最终液体将充满烧瓶,即溶液的体积相等,故烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同。
知识点二　氨气的实验室制法和 的检验【重点释疑】1.氨气的实验室制法(1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O
(3)氨气制备实验各部分装置的选择:
3. 的检验方法(1)原理:
【易错提醒】(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)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。
【思考·讨论】　(1)实验室制取氨气时,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么? 提示:消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,在加热条件下还会腐蚀试管。
(2)某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你怎么看?提示:不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl,得不到氨气。
【案例示范】 【典例】某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中合理的是____。 
A.将氯化铵固体加热分解B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气体装置制取氨气,适宜的装置是________。 
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据,下列性质与收集方法无关的是________________。 ①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性　⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是_____________,集气的原理是____________。 
【思维建模】解答有关气体制备问题的思维流程如下:
【解析】(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于水,若用稀溶液制取,产量较少。
(2)由所给试剂看,不需要加热条件。(3)收集气体可采用排空气法(密度与空气有较大差别、气体不能被O2氧化等),也可采用排水法(不易溶于水),与其他性质无关。答案:(1)B　(2)C　(3)②④(4)d　利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气, 长管出空气,即可收集氨气
　【母题追问】(1)干燥氨气时可以使用什么装置?提示:干燥氨气时使用固体干燥剂,如碱石灰、氢氧化钠固体等,故仪器为干燥管或U形管。
(2)NH3是一种污染性气体,为避免污染空气,实验中多余的NH3应如何进行吸收处理?试画出相应装置图。 提示:NH3是有刺激性气味的气体,多余的NH3要吸收掉以避免污染空气。可采用在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球吸收等方法,但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有:
【迁移·应用】1.(2019·珠海高一检测)关于实验室制取氨气的说法中正确的是(　　)A.虽然氨水受热分解可产生氨气,在实验室也不能用加热浓氨水的方法制得氨气B.通常可选择浓硫酸为干燥剂,除去氨气中的水蒸气
C.既可用向下排空气法收集NH3,又可用排水法收集NH3D.用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,可使反应速率加快
【解析】选D。实验室可用加热浓氨水的方法制得氨气,A错误;氨气与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,B错误;氨气极易溶于水,故不能用排水法收集NH3,C错误。
2.(2019·菏泽高一检测)实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示:世纪金榜导学号
(1)实验室用B装置制取氨气,通常使用的药品是________。 (2)某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计:①甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3,并用图C装置作为NH3的发生装置。固体NaOH的作用为    __。 
②乙同学建议,将实验室制取氨气装置B的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气,并确定不污染环境,请根据其设想回答:若用排空气法收集NH3,请在图D的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用的试剂(自选)名称。若用排液取气法收集NH3,可选用的试剂是________(填序号)。 A.H2O　　B.浓硫酸　　C.CCl4　　D.饱和食盐水
【解析】(1)利用装置B的特点,需要加热来制取氨气,则可选用NH4Cl和Ca(OH)2固体;(2)①加入NaOH使浓氨水中c(OH-)增大,促进NH3逸出,且NaOH固体溶解放热,降低NH3的溶解度,NH3逸出;②氨气的密度比空气小,所以应该用向下排空气法收集,故瓶口向上来收集时应短进长出,还应注意尾气吸收,氨气易溶于水、浓硫酸、饱和食盐水,故用排液法收集氨气只能选择CCl4。
答案:(1)NH4Cl和Ca(OH)2固体　(2)①加入NaOH使浓氨水中c(OH-)增大,促进NH3逸出,NaOH固体溶解放热,使NH3的溶解度降低,NH3逸出② 　C
【补偿训练】　　1.下列制备氨水的实验装置中最合理的是(　　)
【解析】选B。制备氨水不需要干燥氨气,A、C选项错误;D选项,不能防止倒吸,错误。
2.实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是(　　)
A.①是氨气发生装置B.③是氨气发生装置C.②是氨气吸收装置D.④是氨气收集、检验装置
【解析】选B。本题通过NH3的制取实验,意在考查学生实验分析、实验评价能力。①装置在管口处又生成NH4Cl,无法制得NH3,A项错误;选用装置③,使用浓氨水与CaO或NaOH作用,可制取NH3,B项正确;②作为NH3的吸收装置,漏斗插入水中,不能防止倒吸,C项错误;利用④收集NH3时,收集气体不纯,D项错误。
【素养提升】 氮肥,是指以氮为主要成分,施于土壤可提供植物氮元素的肥料。氮肥是世界化肥生产和使用量最大的肥料品种;适宜的氮肥用量对于提高作物产量、改善农产品质量有重要作用。氮肥按含氮基团可分为铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥等。
(1)农用氨水的浓度一般控制在含氮量15%～18%的范围内。氨水的施用原则是“一不离土,二不离水”。不离土就是要深施覆土;不离水就是加水稀释以降低浓度、减少挥发,或结合灌溉施用。农用氨水的使用体现了氨水的哪些性质?
(2)硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵是常见的铵态氮肥。碳酸氢铵简称碳铵。它由氨水吸收二氧化碳制成,产品是白色细粒结晶,含氮17%左右,有强烈氨臭味。使用碳酸氢铵时一定要避免太阳光照射,避免高温。其中的原理是什么?写出制备碳酸氢铵的化学方程式。
(3)化学氮肥生产的主要原料是合成氨,生产合成氨的哈伯法在德国首先实现工业化,成为氮肥工业的基础,反应的化学方程式是什么?实验室制备氨气的原理是什么?
【解析】(1)氨水易挥发,浓度越大挥发性越强;深施覆土、加水稀释以降低浓度都是为了减少挥发。(2)碳酸氢铵受热易分解,故一定要避免太阳光照射,避免高温。(3)考查对反应方程式的识记。
答案:(1)氨水的易挥发性　(2)避免碳酸氢铵分解NH3·H2O+CO2====NH4HCO3(3)N2+3H2 2NH32NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O