2022-2023学年苏教版必修第二册 7-2-1 氨气 学案

第二单元重要的含氮化工原料第一课时氨气新课程标准素养目标1.了解氨的性质及应用，理解喷泉实验的原理。2．能从不同视角认识含氮化合物之间转化的条件和方式。1.能运用化学变化的规律说明氨气的化学性质。(宏观辨识与微观探析)2．能依据实验室制取氨气的喷泉实验方案，完成实验操作并对实验进一步探究或改进，敢于质疑，勇于创新。(科学探究与创新意识)课堂篇·互动探究合作讨论考点一氨气的性质[教材预习]1．物理性质颜色气味状态水溶性密度无色________气味气体________溶于水，常温常压下1体积水大约溶解________体积氨气比空气________用途氨气易液化，液态氨在工业上常用作________2.化学性质(1)实验探究实验操作实验现象主要结论在干燥的烧瓶中充满氨气，塞上有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞，打开止水夹，挤压胶头滴管。产生红色喷泉氨气易溶于水，水溶液显碱性在一支洁净的试管中滴加几滴浓氨水，将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)粘在玻璃棒一端靠近试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝(湿润的pH试纸变蓝)氨气的水溶液显碱性续表实验操作实验现象主要结论在一只洁净的烧杯中放两个棉花球，在两个棉花球上分别滴几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口有白烟产生NH3与HCl反应生成NH4Cl固体形成白烟(2)氨与水反应氨气溶于水形成的水溶液称为氨水。大部分氨分子能与水发生反应，生成NH3·H2O：________________，一水合氨电离：________________，因此氨水显________性。(3)氨与酸反应①与HCl反应，化学方程式为__________________________________________。②与H2SO4反应，化学方程式为__________________________________________。(4)氨的还原性氨中氮元素的化合价是________，是氮元素的最低价态，因此，氨具有________性，氨的催化氧化的热化学方程式为____________________________________________。答案：1.刺激性极易700小制冷剂2.(2)NH3＋H2ONH3·H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－弱碱(3)①NH3＋HCl=NH4Cl②2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4(4)－3还原4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－904kJ·mol－1[探究提升]1．液氨、氨水与一水合氨的比较液氨氨水一水合氨类别纯净物(非电解质)混合物(既不是电解质，也不是非电解质)纯净物(电解质)物质成分NH3分子NH3、H2O、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H＋(极少)NH3·H2O主要性质①具有还原性②不具有碱性具有各成分的性质①一元弱碱，具有碱的通性，可与酸反应，例如NH3·H2O＋HCl=NH4Cl＋H2O；②不稳定性：NH3·H2Oeq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O联系氨的水溶液叫氨水，氨水中含有NH3、NH3·H2O2.氨与酸的反应(1)将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒接近时产生大量白烟，这是因为氨水中挥发出的NH3与盐酸中挥发出的HCl化合生成了NH4Cl小颗粒，化学方程式为NH3＋HCl=NH4Cl。(2)氨也和其他酸反应生成相应的铵盐，与浓硝酸等挥发性酸相遇会产生白烟，与浓硫酸等难挥发性酸不会产生白烟。(3)氨可与浓硫酸反应，故不可用浓硫酸干燥氨气。3．氨气的检验用湿润的红色石蕊试纸检验变蓝色，或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近有白烟生成。[对点练习]1．如图所示，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。表格中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不能发生反应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是一种可溶性碱答案：A解析：浓硫酸可以与氨气发生反应，B错误；与氨气反应产生白色沉淀的不一定是氯化铝溶液，还可能是氯化镁等，C错误；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，是由于NH3与水反应生成的NH3·H2O显碱性，但NH3不是碱，D错误。2．下列关于氨的叙述中，错误的是()A．氨易液化，因此可用作制冷剂B．氨极易溶于水，因此可用来做喷泉实验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，因此可使酚酞试剂变为红色答案：C(1)NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3。(2)氨水浓度越大，密度越小。(3)1L1mol·L－1氨水中含NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)的物质的量之和为1mol，而不是指NH3·H2O为1mol。考点二喷泉实验[教材预习]探究氨气极易溶于水——喷泉实验实验装置实验操作及现象产生现象的原因打开弹簧夹，轻轻挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成美丽的红色喷泉氨气极易溶解于水，使烧瓶内的压强迅速减小，烧杯内的水在大气压的作用下，喷入烧瓶；烧瓶内液体呈红色，说明氨气溶于水得到的溶液显碱性(1)喷泉实验中引发喷泉的实验操作是什么？提示：打开弹簧夹，挤压胶头滴管。(2)挤压胶头滴管后，会形成红色喷泉，说明氨气的什么性质？结合反应方程式作出解释。提示：说明氨气极易溶于水，氨气与水反应形成的氨水呈碱性，反应为NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－。(3)结合上述实验操作，指出该喷泉实验成功的关键有哪些？提示：①装置气密性良好；②圆底烧瓶干燥；③圆底烧瓶中充满氨气。(4)将蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近，有大量白烟产生，其原因是什么？写出反应的化学方程式。提示：浓氨水和浓盐酸均具有挥发性，挥发出的NH3与HCl化合生成NH4Cl固体小颗粒，故产生白烟，反应的化学方程式为NH3＋HCl=NH4Cl。(5)NH3具有还原性，在催化剂作用下被O2氧化成NO，这是工业制HNO3的基础，试写出该反应的化学方程式。提示：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O。(6)结合氨气的性质，判断NH3的用途有哪些？提示：①氨是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。②氨易液化，液氨可用作制冷剂。[探究提升]1．喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。2．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。eq\x(\a\al(容器内气体,与水或其他,液体接触))⇒eq\x(\a\al(气体溶解,或发生化,学反应))⇒eq\x(\a\al(容器内压,强减小))⇒eq\x(\a\al(外部液体,迅速进入,形成喷泉))例如：气体HClNH3CO2、SO2NO2＋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。eq\x(\a\al(锥形瓶内,存在挥发,性液体或,其他液体))⇒eq\x(\a\al(液体受热挥发,或发生化学反,应产生气体))⇒eq\x(\a\al(锥形瓶内,气压增大))⇒eq\x(\a\al(锥形瓶内,液体迅速,流入烧瓶,形成喷泉))例如浓盐酸、浓氨水、酒精等。3．喷泉实验应注意的问题(1)盛气装置要预先进行气密性检查，只有气密性良好才能使用。(2)圆底烧瓶在充入氨气前应是干燥的。(3)圆底烧瓶内要充满氨气，氨气过少往往不能形成喷泉。(4)玻璃导管插入滴加酚酞溶液的水中的部分不能太短，以防导管过早地与水脱离而导致喷泉停喷。4．喷泉实验的有关计算(1)实验完成后，溶液充满烧瓶，溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。标准状况下若烧瓶体积为VL，则有V(aq)＝VL，nB＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)，cB＝eq\f(nB,Vaq)＝eq\f(\f(VL,22.4L·mol－1),VL)＝eq\f(1,22.4)mol·L－1。(2)若溶质由部分气体转化而成，则依实际情况判断。如体积为VL的NO2与O2的混合气体按4∶1混合后做喷泉实验，发生的反应为4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，则有V(aq)＝VL，nB＝eq\f(4,5)×eq\f(VL,22.4L·mol－1)，cB＝eq\f(\f(\f(4,5)VL,22.4L·mol－1),VL)＝eq\f(1,28)mol·L－1。[对点练习]3．喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是()答案：B解析：本题考查喷泉实验，涉及物质间的反应等知识。H2S在稀盐酸中的溶解度很小，所以不能产生喷泉现象，A错误；HCl能与稀氨水反应，且HCl极易溶于水，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差，所以会产生喷泉现象，B正确；NO不溶于稀硫酸，所以不能产生喷泉现象，C错误；CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小，所以不能产生喷泉现象，D错误。4．下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列操作不可能引发喷泉的是()A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D．在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹答案：B解析：H2与NaOH溶液不反应，且H2难溶于水，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。5．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。(1)若要在烧瓶Ⅰ中产生“红色喷泉”，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若要烧瓶Ⅱ中产生“蓝色喷泉”，烧瓶I中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若关闭b活塞，打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要在该装置中产生“红蓝双色喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)打开a、b活塞，再用热毛巾捂热烧瓶Ⅰ(2)先打开b、c活塞，再挤压胶头滴管(3)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟(4)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，片刻后，再打开b活塞[知识构建][要点背熟](1)特殊的性质：①氨气极易溶于水，能发生喷泉实验；②氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(2)氨气的性质——与水、酸反应，具有还原性。①NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－②NH3＋HCl=NH4Cl、2NH3＋H2SO4=(NH4)2SO4③a.氨的催化氧化：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2Ob．在纯氧中燃烧：4NH3＋3O2eq\o(=,\s\up17(点燃))2N2＋6H2O效果篇·排查基础达标检测[基础排查]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)氨是碱性气体，因此可用作制冷剂()(2)1mol·L－1的氨水中c(NH3·H2O)为1mol·L－1()(3)浓氨水与所有酸反应过程均可产生白烟()(4)NH3溶于水能导电，因此NH3为电解质()(5)任何铵盐受热均生成NH3()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×2．尝试解答。(1)根据NH3与H2O的反应原理分析：氨水中存在哪些微粒？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团，这么做的目的是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)提示：氨水是氨气的水溶液，NH3溶于水发生了反应：NH3＋H2ONH3·H2O，所以氨水的主要成分为NH3·H2O，由于NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，所以氨水中存在的微粒有①分子：NH3·H2O、H2O、NH3；②阳离子：NHeq\o\al(＋,4)、H＋；③阴离子：OH－。(2)提示：不能。氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合成氯化铵。(3)提示：防止氨气与空气形成对流。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溶液答案：C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，又产生有刺激性气味的气体。4．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．1mol·L－1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)物质的量之和为1mol答案：D解析：溶于水的氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，所以除水外，物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O；NH3·H2O是一种弱碱，在水中发生部分电离使溶液呈碱性；氨水中共含有六种粒子，分别是H2O、NH3、NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物。5．某化学兴趣小组利用下列图示装置探究氨气的性质。(1)①中湿润的红色石蕊试纸变蓝；说明氨气水溶液呈________性，化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)向②中滴入浓盐酸，现象为____________，反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)将灼热的铂丝伸入③中锥形瓶，可观察到铂丝保持红热，有红棕色气体及少量白烟生成。该过程会同时发生多个反应，写出NH3和O2催化氧化的方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，锥形瓶中出现白烟，该物质的化学式为____________________，瓶中红棕色气体为________(填化学式)。答案：(1)碱NH3＋H2ONH3·H2O(2)产生白烟NH3＋HCl=NH4Cl(3)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))4NO＋6H2O放热NH4NO3NO2[课堂检测]1．下列关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是()A．氨水显碱性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答案：B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。2．氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是()A．浓氨水具有挥发性B．浓氨水中含有NH3·H2OC．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热，催化剂是PtD．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为4NH3＋7O2=4NO2＋6H2O答案：D3．下列装置不能达到实验目的的是()答案：A解析：A项收集NH3的集气瓶口无棉花；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，长颈漏斗中形成一段水桩且液面不下降，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。4．如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是()A．SO2(饱和NaHSO3溶液)/无