高中人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物第2课时导学案

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新知探究(一) 氨的性质[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．物理性质
氨是eq \a\vs4\al(无)色、有 气味的气体，密度比空气的eq \a\vs4\al(小)。氨很容易液化，液化时 ，而液氨汽化时吸收大量的热，使周围温度急剧降低，因此，液氨可用作 。氨 溶于水(常温常压下，体积比为1∶700)。
2．化学性质
(1)与水反应——喷泉实验
(2)与酸反应
①将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近，观察到的现象是 。这是因为浓氨水挥发产生的氨气与浓盐酸挥发产生的氯化氢在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒。
②反应的化学方程式是NH3＋HCl===NH4Cl。
(3)氨的催化氧化反应
①NH3分子中氮元素的化合价为 价，处于最低价态，因此氨具有 性。
②氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式：4NH3＋5O2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO＋6H2O。
[落实新知能]
1．喷泉实验的原理及形成条件
(1)原理
当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，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)形成的条件
气体极“易”“溶”于“溶剂”。
易——溶解度大且溶解速度快；
溶——可以是物理变化，也可以是发生化学反应导致气体的消耗；
溶剂——可以是水，也可以是某种溶液。
2．液氨与氨水的比较
3．NH3·H2O的性质
[注意] ①氨与挥发性的酸反应冒白烟，是因为在空气中生成固态颗粒，所以与不挥发性的酸反应不会冒白烟。
②氨气具有还原性，能催化氧化生成NO，是工业生产硝酸的基础反应。
[演练新学考]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)NH3的催化氧化与NO的氧化均为固氮反应( )
(2)NH3的水溶液呈碱性，故NH3为一种碱( )
(3)NH3与O2反应时可直接氧化成NO2( )
(4)氨气与浓硫酸反应会产生白烟现象( )
2．下列关于氨水的叙述正确的是( )
A．氨水显碱性，是因为氨水是一种弱碱
B．氨水和液氨成分相同
C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D．1 ml·L－1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、NHeq \\al(＋,4)物质的量之和为1 ml
3.如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是( )
A．该实验说明氨是一种极易溶于水的气体
B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性
C．形成喷泉的原因是氨溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压
D．用氯气代替氨，利用此装置也可进行喷泉实验
新知探究(二) 铵盐[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．常见铵盐
铵盐是农业上常用的化肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是eq \a\vs4\al(易)溶于水的晶体。
2．铵盐的化学性质探究
(1)不稳定性
①在试管中加热氯化铵固体：
观察到的现象是氯化铵白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体。反应的化学方程式：NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl。
②加热NH4HCO3分解的化学方程式为NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O。
(2)与碱反应
加热氯化铵和氢氧化钠的混合溶液，在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸。
①观察到的现象是 。
②反应的化学方程式是NH4Cl＋NaOHeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O＋NaCl；离子方程式为NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。
[落实新知能]
1．铵根离子检验的原理与方法
(1)原理
eq \a\vs4\al(铵盐)eq \a\vs4\al(\(――→,\s\up7(碱),\s\d5(加热)))eq \a\vs4\al(氨气)eq \a\vs4\al(\(――→,\s\up7(湿润的),\s\d5(红色石蕊试纸)))eq \a\vs4\al(变蓝)eq \a\vs4\al(\(――→,\s\up7(浓盐酸),\s\d5( )))eq \a\vs4\al(白烟)
(2)方法
2．氨的实验室制法
[演练新学考]
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)可以用烧碱处理含高浓度NHeq \\al(＋,4)的废水并回收利用氨( )
(2)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3( )
(3)因为NH4HCO3受热易分解，故可用作氮肥( )
(4)检验溶液中是否含有NHeq \\al(＋,4)：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体( )
2．下列说法正确的是( )
A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3
B．铵盐易溶于水，所有铵盐中的氮元素均呈－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NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O
D．NH4Cl与NaCl的固体混合物可用升华法分离
3．为了检验某固体物质中是否含有NHeq \\al(＋,4)，你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸
④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A．①⑤ B．④⑤
C．①③ D．①④⑤
4．某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气，并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答：
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用装置B收集氨气时，应选择氨气的进气口是________(填“a”或“b”)，并说明选择的理由是________________________________________________________________________。
新知探究(三) 喷泉实验[选考层级]
[难度增一点]
[典例] 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。
[知能深一点]
形成喷泉实验的两种原理
1．减小内压法(如图Ⅰ所示)
(1)原理：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。
(2)常见气体与吸收剂的组合
(3)引发喷泉的操作：打开止水夹，将胶头滴管中的水挤入烧瓶。
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→锥形瓶内压强增大→锥形瓶内液体迅速进入烧瓶形成喷泉。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。
[选考难一点]
1．在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个烧瓶。则a和b分别是( )
2．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH3、②NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为( )
A．①>② B．①＜②
C．①＝② D．不能确定
新知探究(四) 氨气的制备[选考层级]
[难度增一点]
[典例] 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)。
[知能深一点]
1．用NH4Cl与Ca(OH)2共热反应制取NH3
[注意] ①本实验中试剂的选取：NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替，但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替，因为NH4HCO3、NH4NO3受热分解产生杂质气体。
②消石灰不能用KOH或NaOH代替，因为KOH和NaOH吸水易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。
③收集NH3的试管口放蘸有稀硫酸的棉花团，防止NH3与空气对流和污染空气。
2．快速制取氨气的其他简易方法
3．尾气处理时注意防倒吸
多余的氨气要吸收(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。在用水吸收氨气时要防止倒吸，常采用的装置有：
[选考难一点]
1．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．①② B．③④
C．①③ D．②④
2．实验室制取氨气、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出
C．装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D．可以用装置丁吸收氨气，进行尾气处理
3．甲、乙、丙三位同学分别用如图所示实验装置及化学药品制取氨。
回答下列问题：
(1)三位同学制取氨的化学方程式为_________________________________________。
(2)三位同学用向下排空气法收集氨的原因是______________________________。
(3)三位同学用如图所示装置制取氨时，其中有一位同学没有收集到氨(实验操作都正确)，没有收集到氨的同学是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨，能够达到实验目的的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
eq \a\vs4\al([课时跟踪训练])
A级—学业水平考试达标练
1．下列有关氨的叙述中，正确的是( )
①氨气易溶于水，可以用来做喷泉实验 ②氨水的密度比水的小，且浓度越大，其密度越大 ③可用向上排空气法收集氨气 ④氨易液化，工业上可用氨作制冷剂
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
2．检验氨气正确的方法是( )
A．用湿润的红色品红试纸，试纸褪色
B．靠近蘸有浓盐酸的玻璃棒，有白烟
C．用湿润的蓝色石蕊试纸，试纸变红
D．用湿润的淀粉碘化钾试纸，试纸变蓝
3. 如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
4．给装有下列少量固体物质的试管加热，试管底部物质不可能完全消失的是( )
A．NH4HCO3 B．NaHCO3
C．NH4Cl D．(NH4)2CO3
5．NH3 是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(见图)。下列说法正确的是( )
A．NH4Cl和NaHCO3 都是常用的化肥
B．NH4Cl、HNO3 和Na2CO3 受热时都易分解
C．NH3 和NO2 在一定条件下可发生氧化还原反应
D．图中所涉及的反应均为氧化还原反应
6．关于实验室制取氨气的说法正确的是( )
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取氨气
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NH3
D．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
7．下列装置不能达到实验目的的是( )
8.某学生用滤纸折成一只纸蝴蝶并在纸蝴蝶上喷洒某种试剂，挂在铁架台上。另取一只盛有某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如图)。过一会儿，发现白色纸蝴蝶变为红色。喷洒在纸蝴蝶上的试剂与小烧杯中的溶液是( )
9．已知A为正盐。根据如图所示信息进行推断，并回答下列问题。
(1)A、B、C、D的化学式依次为________、________、________、________。
(2)写出过程①②所发生反应的离子方程式。
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________。
10. 某化学兴趣小组利用如图装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用________(填字母)。
a．碱石灰B．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷 e．烧碱固体
(2)若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接下表装置中的________(填序号)装置，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过盛有________________试剂的洗气瓶。
②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为________________________________。
③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放________________溶液(填化学式)，反应的离子方程式为_______________________________________________。
B级—选考等级考试增分练
1．如图是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是( )
A．两个实验均体现了NH3是碱性气体
B．两个实验均体现了NH3易挥发
C．两个实验均体现了NH3易溶于水
D．两个实验均体现了NH3是还原性气体
2．下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )
3．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A．将集有氨的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨极易溶于水
B．向氨水中加入浓氢氧化钠溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明氨水中含有NHeq \\al(＋,4)
C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性
D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨催化氧化的产物中有NO
4．已知氨可以与热的氧化铜反应得到N2和金属铜，用如图装置可以实现该反应。
回答下列问题：
(1)A中加入的物质是_______________________________________________________。
发生反应的化学方程式是________________________________________________。
(2)B中加入的物质是________，其作用是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验时在C中观察到的现象是____________________________________________，
发生反应的化学方程式是________________________________________________。
(4)实验时在D中观察到的现象是___________________________________________，
D中收集到的物质是______，检验该物质的方法和现象是______________。
5．NH3是重要的化工原料。
(1)实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为______________。
(2)某化学课外活动小组设计了如图所示组合装置进行氨气的性质探究实验(部分固定装置略去)。
①装置A的分液漏斗中盛放浓氨水，则烧瓶中盛放的药品应该是____________________；装置B中盛放的试剂是__________________。
②点燃C处酒精灯，关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后，关闭分液漏斗活塞，稍等片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，发生反应的化学方程式：__________________________________________；装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生__________(现象)。反应后，装置E中除存在较多的H＋外，还可能存在的一种阳离子是______________。
③关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中，写出产生白烟的化学方程式：_______________________________；液体倒吸的原因是_______________________________________________________。
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NHeq \\al(＋,4)的检验。
实验装置
操作及现象
结论
①打开弹簧夹，并挤压滴管
②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成 ，瓶内液体呈
氨易溶于水，水溶液呈 性，反应为：
NH3＋H2ONH3·H2O
NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－
液氨
氨水
物质成分
纯净物(液态氨气为非电解质)
混合物(氨气溶于水得到的混合物)
粒子种类
NH3
NH3、NH3·H2O、H2O、
NHeq \\al(＋,4)、OH－、H＋
主要性质
不具有碱性
具有碱性
弱碱性
NH3·H2O是弱电解质，其电离方程式是NH3·H2ONHeq \\al(＋,4)＋OH－，是一元弱碱，具有碱的通性。在写离子方程式时不可拆分
不稳定
受热分解的化学方程式是NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O
固体
取少量样品与碱混合于试管中，然后加热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，有白烟产生)，说明样品中含有NHeq \\al(＋,4)
溶液
可取少量溶液注入试管中，再加入浓的碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验
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
选项
a(干燥气体)
b(液体)
A
NO2
水
B
CO2
CaCl2溶液
C
Cl2
饱和NaCl溶液
D
NH3
水
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2Oeq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋H2O
注：①NH3·H2O不稳定，受热易分解；②加热温度不宜过高
浓氨水＋固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的放出
浓氨水＋固体CaO
NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
CaO的作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3的放出；③增大溶液中OH－的浓度，减少NH3的溶解
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
选项
A
B
C
D
纸蝴蝶上的喷洒液
石蕊
酚酞
酚酞
石蕊
小烧杯中的溶液
浓氨水
浓氨水
氢氧化钠溶液
浓硫酸
备选装置(其中水中含酚酞溶液)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ