化学必修 第二册第二节 氮及其化合物完美版课件ppt
展开高中化学新教材特点分析及教学策略
(一)化学基本概念和化学基本理论:全套教材的知识安排,注意各年级内及各年级间的联系,在保证知识结构的系统性和完整性的同时,对内容的安排采用了将各部分知识分散处理,相对集中的方法。
(二)元素化合物知识:关于元素化合物知识,高一教材首先介绍了碱金属和卤素两个最典型的金属族和非金属族。
(三)化工基础知识:高一介绍了硅酸盐工业和环境保护知识。高二主要介绍合成氨工业,删掉了硝酸工业、钢铁工业和铝的冶炼。重点突出了合成氨工业中合成氨条件的选择。
一、铵盐的概念及物理性质
1.概念:铵盐是由铵根离子()和酸根离子组成的化合物。
2.物理性质:铵盐是白色或无色固体,易溶于水。
二、铵盐的化学性质
1.受热分解,如NH4Cl:__________________________;NH4HCO3:_____________________________。
2.与碱反应生成NH3·H2O或放出NH3
(1)(NH4)2SO4与NaOH固体共热:___________________________________________。
(2)铵盐溶液与碱液混合,不加热:___________________________________________。
(3)铵盐溶液与碱液混合,并加热:___________________________________________。
【答案】1. NH4Cl NH3↑+ HCl↑ NH4HCO3 NH3↑+ H2O + CO2↑
2.(1)(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O
(2) + OH- === NH3·H2O (3) + OH- NH3↑+ H2O
资料卡片——铵盐受热分解
三、铵根离子的检验
【答案】湿润的红色石蕊试纸 浓盐酸
四、氨气的实验室制法
1.加热NH4Cl和Ca(OH)2
实验装置 | 反应原理、常见问题 |
①反应原理:_____________________________________________ ②收集方法:______排空气法(注意导管要伸入到接近试管底部) ③验满方法:将湿润的____________________________放在试管口 ④棉花作用:_____________________________________________ ⑤加热的试管口应_________倾斜,防止_______________________ |
【答案】① 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O ② 向下 ③ 红色石蕊试纸
④ 减少NH3与空气的对流,防止污染空气 ⑤ 略向下 水蒸气冷凝回流炸裂试管
2.制取NH3的其他常见方法
将浓氨水滴入NaOH固体或生石灰中 加热浓氨水
3. NH3的工业制法:___________________________。
【答案】N2 + 3H2 2NH3
题型一:铵盐的性质
【变1-1】下列不属于铵盐的共同性质的是( )
A.易溶于水 B.与苛性钠共热产生NH3
C.都是晶体 D.受热分解都产生NH3
【答案】D
【解析】
【详解】
铵盐都是易溶于水的白色晶体,铵盐都能与碱反应,如与苛性钠反应生成氨气,铵盐都能受热分解,但不一定有氨气产生,如:NH4NO3 N2O↑+2H2O,故选D。
【例2】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中,然后( )
A.加水溶解后,再滴入酚酞溶液
B.加强碱溶液加热后,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞溶液
D.加入强碱溶液加热后,再滴入酚酞溶液
【答案】B
【解析】将固体放入试管中,加强碱溶液加热后,用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,湿润的红色石蕊试纸会变蓝色,证明产生的气体是氨,则该盐中含有铵根离子,B正确。
题型二:氨气的实验室制备
【变3】实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,不合理的选项是( )
选项 | a中的物质 | b中的物质 | c中收集的气体 | d中的物质 |
A | 浓氨水 | CaO | NH3 | H2O |
B | 浓盐酸 | KMnO4 | Cl2 | NaOH溶液 |
C | 浓硝酸 | Cu | NO2 | NaOH溶液 |
D | 浓硫酸 | Na2SO3 | SO2 | NaOH溶液 |
【答案】A
【例4】某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管已略去)进行有关氨气制取的实验。回答下列问题:
(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为_______;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是_______(填装置序号),装置中所盛试剂具有的性质是_______。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是_______,分液漏斗中装的试剂是_______,干燥和收集装置应选择_______(填装置序号)。
(3)为防止污染环境,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是_______(填序号)。
【答案】 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ③⑦ 氨气难溶于该试剂,该试剂不易挥发,不与氨气反应 CaO或NaOH或碱石灰 浓氨水 ④⑥ ②④
【解析】
【详解】
(1)若用装置①制取NH3,则为实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;要测定氨气的体积,可以采用排液体的方法,选择的装置是③⑦,在液体选择上氨气和该液体不能反应,氨气不能溶于该液体,该液体不易挥发;
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,是固体和液体不加热制备气体的方法,可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气,烧瓶中装入的试剂是CaO或NaOH或碱石灰,分液漏斗中是浓氨水;氨气极易溶于水,常温下氨气和空气中的成分不反应,且氨气密度小于空气,所以可以采用向下排空气法收集,氨气是碱性气体,应用碱石灰干燥,则应选择装置④⑥;
(3)因为氨气极易溶于水,吸收多余氨气的装置必须能够防止倒吸,则应选择装置②④。
【变4】氮元素的单质和常见的化合物在工农业生产中用途广泛。
Ⅰ.(1)常用作食品袋中填充气的是__;常用作制冷剂的化合物是__,该物质在空气中与HCl相遇有白烟生成,产生该现象的反应的化学方程式是__。
(2)铵盐大多在农业上用作化肥。工业制备氨气的化学方程式为__。
Ⅱ.某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。回答下列问题:
(1)若用装置①制取并收集干燥的NH3,其反应的化学方程式为__。若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是__(填序号),装置中所盛试剂具有的性质是__。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内的试剂是__,分液漏斗中的试剂是__,收集装置应选择__(填序号)。
(3)已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂。下列装置中不适用于氨气的尾气吸收的是__(填序号)。
【答案】 氮气 氨气 NH3+HCl=NH4Cl ③⑦ 氨气难溶于该试剂,该试剂不易挥发,不与氨气反应 CaO或NaOH或碱石灰 浓氨水 ⑥ A
【解析】
【分析】
I.(1)氮气化学性质稳定,氨气易液化,白烟是NH4Cl固体。
(2)工业合成氨是氢气和氮气反应。
Ⅱ.(1)若用装置①制取NH3,则实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气。
(2)若用装置2制取并收集干燥的NH3,可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气。
(3)根据防倒吸原理进行分析。
【详解】
I.(1)氮气化学性质稳定,常用作食品袋中填充气,氨气易液化,液氨汽化时吸收大量热,常作制冷剂,白烟是NH4Cl固体,氨气和氯化氢反应生成氯化铵的化学方程式为;故答案为:。
(2)工业合成氨的化学方程式为;故答案为:。
Ⅱ.(1)若用装置①制取NH3,则实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气,反应的化学方程式为
;要测定氨气的体积,可以采用排液法测量,要求氨气和该液体不能反应、氨气不能溶于该液体、该液体不能挥发,必须选择的装置是③⑦;故答案为:;③⑦;氨气难溶于该试剂,该试剂不易挥发,不与氨气反应。
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气,分液漏斗中是浓氨水;氨气极易溶于水,常温下,氨气和空气中成分不反应,且氨气密度小于空气,所以可以采用向下排空气法收集,选择装置⑥;故答案为:CaO或NaOH或碱石灰;浓氨水;⑥。
(3)氨气通过导管直接通入水中,不能防止倒吸,故A符合题意;使用倒置的漏斗,可以防止倒吸,可用于吸收氨气,故B不符合题意;四氯化碳不能和氨气反应,也不溶解氨气,该装置可以防止倒吸,可用于吸收氨气,故C不符合题意;球形干燥管可以防止倒吸,可用于吸收氨气,故D不符合题意;综上所述,答案为A。
【点睛】
化学制备实验是常考题型,主要考查实验室制取气体的方法,利用装置选择不同的实验药品及分析收集装置。
【例5】有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为),某小组在实验室对该反应进行探究,并对岩脑砂进行元素测定。
[岩脑砂的制备]
(1)写出实验室装置A中发生反应的化学方程式:_______。
(2)装置C的仪器名称是_______。
(3)为了使氨气和氯气在D中充分混合,请确定上述装置的合理连接顺序:_______→ef←_______(用小写字母和箭头表示,箭头方向与气流方向一致)。
(4)证明氨气和氯气反应有生成,需要的检验试剂中除了蒸馏水、稀硝酸、红色石蕊试纸外,还需要_______、_______。
[岩脑砂中元素的测定]
准确称取a g岩脑砂,与足量氧化铜混合加热(反应:),利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的物质的量之比。
(5)装置H中盛装的试剂作用是_______。
(6)若装置I增重b g,利用装置K测得气体体积为V L(已知常温常压下气体摩尔体积为),则岩脑砂中_______(用含b、V的代数式表示,不必化简),若取消J装置(其它装置均正确),比正常值_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)
(2)(球形)干燥管
(3) a→dc hg←ji←b
(4) NaOH溶液 溶液
(5)吸收混合气体中的水蒸气,防止对HCl测定造成干扰,减小实验误差
(6) 偏低
【解析】
【分析】
由题给实验装置图可知,装置A中氯化铵固体与氢氧化钙固体共热反应制备氨气,装置C为中盛有的碱石灰用于干燥氨气,装置B中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置E中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置D用于探究干燥氨气与干燥氯气常温下反应生成氯化铵,为了使氨气和氯气在D中充分混合,密度比空气小的氨气应从e口通入,则实验装置的连接顺序为A、C、D、E、F、B,各装置的接口连接顺序为a→dc→ef←hg←ji←b,该实验设计缺少尾气处理装置和氮气收集装置。
(1)
由分析可知,装置A中发生的反应为氯化铵固体与氢氧化钙固体共热反应生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为,故答案为:;
(2)
由装置图可知,装置C为球形干燥管,故答案为:(球形)干燥管;
(3)
由分析可知,为了使氨气和氯气在D中充分混合,实验装置的连接顺序为A、C、D、E、F、B,各装置的接口连接顺序为a→dc→ef←hg←ji←b,故答案为:a→dc;hg←ji←b;
(4)
证明氨气和氯气反应有氯化铵生成,应检验用蒸馏水溶解得到的溶液中是否存在铵根离子和氯离子,检验铵根离子需要试剂为氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸,检验氯离子需要试剂为稀硝酸和硝酸银溶液,则缺少的试剂为氢氧化钠溶液和硝酸银溶液,故答案为:NaOH溶液;溶液;
(5)
由实验装置图可知,装置H中盛有的浓硫酸用于吸收反应生成的水蒸气,防止对装置I中盛有的碱石灰吸收测定反应生成氯化氢造成干扰,导致实验误差,故答案为:吸收混合气体中的水蒸气,防止对HCl测定造成干扰,减小实验误差;
(6)
装置I增重的质量为氯化氢的质量,由原子个数守恒可知,岩脑砂中氯原子的物质的量为=mol,装置K测得气体体积为反应生成氮气的体积,由氮原子个数守恒可知,岩脑砂中氮原子的物质的量为×2=mol,则氮原子和氯原子的物质的量比为:,若取消J装置,装置I会吸收装置K中产生的水蒸气,导致测得氯化氢的质量偏大,使得氮原子和氯原子的物质的量比偏低,故答案为::;偏低。
【题1】下列装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙检验溶液中是否含
C.用装置丙收集气体 D.用装置丁吸收多余的
【答案】D
【解析】
【详解】
A.受热分解生成和,在试管口遇冷时又化合生成,选项A错误;
B.的检验应透过蓝色钴玻璃,选项B错误;
C.密度比空气大,应用向上排空气法收集,进气管应伸至集气瓶底部,选项C错误;
D.与溶液反应,可被溶液吸收,且球形干燥管可防止倒吸,选项D正确。
答案选D。
【题2】根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 | 实验操作和现象 | 实验结论 |
A | 向某溶液中加入溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 | 该溶液中一定含有 |
B | 向某白色粉末中滴加稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 | 该粉末一定是碳酸盐 |
C | 向某无色溶液滴加盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀 | 该溶液中一定含 |
D | 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色 | 该溶液中一定不含 |
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】
【详解】
A.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,由操作和现象可知溶液中一定含有,故A正确;
B.二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊,由操作和现象可知粉末可能为碳酸盐或碳酸氢盐,或亚硫酸盐等,故B错误;
C.白色沉淀也可能是氯化银,不能说明溶液中一定含有硫酸根离子,故C错误;
D.观察K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃,由操作和现象可知溶液中一定含Na+,不能确定是否含K+,故D错误;
故选A。
【题3】能正确表示下列变化的离子方程式是
A.KHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性:H++ +Ba2++OH- = BaSO4↓+H2O
B.CuC12溶液与过量氨水反应:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2
C.KMnO4溶液滴入KOH溶液中微热,得到透明的绿色溶液K2MnO4:4+4OH- 4+O2↑+2H2O
D.NH4Al(SO4)2溶液中滴入少量NaOH溶液: +OHˉ= NH3·H2O
【答案】C
【解析】
【详解】
A.KHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性,反应生成硫酸钡沉淀、硫酸钾和水,反应的离子方程式为:2H++ +Ba2++2OH- = BaSO4↓+2H2O,选项A错误;
B.CuC12溶液与过量氨水反应生成四氨合硫酸铜和水,反应的离子方程式为:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O,选项B错误;
C.KMnO4溶液滴入KOH溶液中微热,得到透明的绿色溶液K2MnO4,同时生成氧气和水,反应的离子方程式为:4+4OH- 4+O2↑+2H2O,选项C正确;
D.NH4Al(SO4)2溶液中滴入少量NaOH溶液,氢氧根离子先与铝离子反应生成氢氧化铝,反应的离子方程式为: Al3++3OHˉ= Al(OH)3↓,选项D错误;
答案选C。
【题4】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.是氨气发生装置
B.是氨气发生装置
C.是氨气吸收装置
D.是氨气收集、检验装置
【答案】B
【解析】
【详解】
A.NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl,故A错误;
B.将浓氨水滴到生石灰固体上时,生石灰与水反应放热会导致NH3逸出,此为氨气的发生装置,故B正确;
C.NH3极易溶于水,为防止倒吸,倒置的漏斗口刚接触水面即可,不能浸于水中,故C错误;
D.收集NH3时,为防止NH3与空气形成对流使收集的NH3不纯,通常在导管口放置棉花团,故D错误;
答案选B。
【练1】以下物质不可以直接通过化学反应转化的是
A.NH4Cl→NH3 B.NH3→NO C.S→SO3 D.Cu→SO2
【答案】C
【详解】
A.NH4Cl直接受热分解可生成NH3,A不符合题意;
B.NH3在催化剂高温的条件下可被氧气直接氧化为NO,B不符合题意;
C.S不能直接发生化学反应生成SO3,S与O2反应先生成SO2,SO2再被氧化生成SO3,C符合题意;
D.Cu跟浓硫酸直接加热可发生反应生成SO2,D不符合题意;
答案选C。
【练2】下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的N均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
【答案】C
【解析】A项,有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl),有的铵盐受热分解不产生氨(如硝酸铵);D项,可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但其过程为先受热分解,再降温化合,而不是升华。
【练3】为了检验某固体物质中是否含有,你认为下列试纸或试剂一定用不到的是
①蒸馏水 ②溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀盐酸
A.①⑤ B.④⑤ C.①③ D.①④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】
检验一般是取少量样品与碱液混合于试管中,加热,将用蒸馏水润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,看试纸是否变蓝;也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,看是否有白烟生成;因此④、⑤
一定用不到,答案选B。
【练4】下列离子方程式书写正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:
B.NaOH溶液与溶液混合加热:
C.氨水中加入盐酸:
D.氨水中加入氯化铁溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】
A.该反应属于固体间的加热反应,不能写成离子形式,A错误;
B.加热条件下应分解为和,B错误;
C.符合反应原理及离子方程式书写要求,C正确;
D.一水合氨是弱碱,不能完全电离,向氨水中滴加溶液应生成沉淀,
离子方程式应为,D错误;
答案选C。
【练5】实验室用下图装置(夹持装置已略去)制备NH3,并研究其性质。其中,a、b为湿润的红色石蕊试纸,下列关于NH3性质实验的说法中,不正确的是
A.装置乙中,b先变蓝,a后变蓝 B.装置丙中,产生大量白烟
C.装置丁中,试剂可以是水 D.装置丁具有防止倒吸的作用
【答案】A
【详解】
A.由于NH3的密度比空气的小,故装置乙中,a先变蓝,b后变蓝甚至不变蓝,A错误;
B.浓盐酸具有挥发性,NH3+HCl=NH4Cl,产生NH4Cl小颗粒,即装置丙中,产生大量白烟,B正确;
C.NH3极易溶于水,可以用水来吸收多余的NH3,装置丁中,试剂可以是水,C正确;
D.装置丁中的干燥管能够起到防止倒吸的作用,D正确;
故答案为:A。
【练6】某化学实验小组用如图装置制取、收集纯净干燥的氨,并探究氨的有关性质。
回答下列问题:
(1)开始实验之前要进行的操作是_____________________________________________。
(2)写出利用装置Ⅰ制取氨的化学方程式:_____________________________________。
(3)按照a、f、e、b、c、d的顺序将仪器连接,装置Ⅲ中倒置漏斗的作用是______________,装置Ⅳ中仪器的名称为____________,盛装的试剂为________。
(4)向NH3的水溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,溶液颜色由无色变________色,说明溶液显________性,写出其电离方程式:______________________________________________。
【答案】(1)检验装置气密性 (2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ (3)防止倒吸 球形干燥管 碱石灰 (4)红 碱 NH3· H2ONH+OH-
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