学案重要的含氨化工原料1氨气

7/7重要的含氮化工原料【第一学时】【学习内容】氨气【学习目标】1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氨的主要性质。2．了解喷泉实验的原理。3．能根据实际需要设计无机化合物转化与制备的方案。【学习重难点】1．了解喷泉实验的原理。2．能根据实际需要设计无机化合物转化与制备的方案。【学习过程】一、【知识梳理】1．氨气的物理性质颜色气味密度水溶性液化难易无色刺激性气味比空气小极易溶于水，1体积水大约可溶解700体积氨气易被液化微点拨：液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，所以液态氨在工业上常用来做制冷剂。2．喷泉实验实验装置操作及现象结论①打开活塞，并挤压滴管的胶头②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色氨极易溶于水，水溶液呈碱性3．氨水的性质（1）氨气溶于水，大部分和水反应生成NH3·H2O，反应的化学方程式是NH3＋H2ONH3·H2O。NH3·H2O很不稳定，受热易分解为氨气和水，反应的化学方程式是NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O。（2）氨水具有弱碱性，电离方程式是NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，能使酚酞溶液变红色（或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色）。【微思考】根据氨水的性质分析，直接施用氨水作氮肥合理吗？理由是什么？4．氨气与氯化氢的反应（1）将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近，观察到的现象是有大量白烟产生。（2）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。（3）反应的化学方程式是NH3＋HCl=NH4Cl。微点拨：（1）氨气能与酸反应生成铵盐，其离子方程式是NH3＋H＋=NHeq\o\al(＋,4)。（2）铵盐大多是无色晶体，运输、储存比较方便，并且都能溶于水，易于被农作物吸收。因此，固态氮肥已经代替了氨水，成为目前使用最广泛的化肥。5．从氮元素的化合价分析氨的性质（1）NH3分子中氮元素的化合价为－3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨气具有还原性。（2）请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))4NO＋6H2O。二、初试身手（一）自主诊断1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）1mol/L的氨水中c（NH3·H2O）为1mol/L。 （×）（2）浓氨水与所有酸的反应过程均可产生白烟。 （×）（3）NH3可以用水作喷泉实验，说明NH3易溶于水。 （√）（4）氨水加热可以制NH3，说明NH3·H2O易分解。 （√）2．下列关于氨的叙述中，错误的是（）A．氨易液化，常用作制冷剂B．氨及易溶于水，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，因此可使酚酞溶液变为红色C【氨易液化，常用作制冷剂，A项正确；极易溶于水的气体（如NH3．HCl等）可用来做喷泉实验，B项正确；氨水不稳定，受热发生分解反应（NH3·H2Oeq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋H2O），放出氨气，C项错误；氨水显弱碱性，可使酚酞溶液显红色，D项正确。】3．氨水滴到红色石蕊试纸上，试纸变________色，原因是（用离子方程式表示）___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】蓝NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－（二）合作探究1．下列有关氨的叙述中不正确的是（）A．氨分子中氮元素的化合价只能升高，氨具有还原性B．氨的催化氧化反应的方程式是4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))4NO＋6H2OC．氨的催化氧化反应中若氧气过量则有红棕色气体生成D．氨的催化氧化属于人工固氮D【氨分子中氮元素的化合价为最低价，只能升高不能降低，氨具有还原性。氨的催化氧化产生的一氧化氮与过量的氧气反应生成红棕色的气体二氧化氮。氨的催化氧化不属于氮的固定。】2．已知X、Y、Z、W（含同一元素）之间的转化关系为Xeq\o(→,\s\up10(O2))Yeq\o(→,\s\up10(O2))Zeq\o(→,\s\up10(H2O))W，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是（）A．N2 B．NO2C．NH3 D．NOC【根据题意可知X、Y、Z、W（含同一元素）均含N元素，由X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，知X是NH3，发生反应：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))4NO＋6H2O，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；且HNO3＋NH3=NH4NO3．】3．如图所示的装置中，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C【气体易与液体发生反应或易溶于液体即可形成喷泉。CO2→NaOH溶液反应，无色喷泉；NH3→H2O（含酚酞），易溶显红色，形成红色喷泉；SO2→NaOH溶液反应，无色喷泉；HCl→AgNO3溶液，反应生成白色沉淀，形成白色喷泉；C项与实验事实不相符。】4．如图所示为氨气喷泉实验的装置（图中夹持装置均已略去）（1）收集氨气应使用________法，要得到干燥的NH3可选用________作干燥剂。（2）用图所示的甲装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发水上喷的操作是_____________________________________________________________________________________________________________________，该实验的原理是_________________________________________________________________________________________________________________。（3）如果只提供如图所示的乙装置，请说明引发喷泉的方法______________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】（1）对于难溶于水的气体，最好用排水法收集，这样得到的气体较纯净。但NH3极易溶于水，只能用排空气法，且NH3的相对分子质量比空气小，故用向下排空气法。（2）干燥气体时，最基本的要求是干燥剂不能与被干燥的气体发生化学反应。（3）产生喷泉的“动力”是烧瓶内外有压强差。【答案】（1）向下排空气碱石灰（2）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，与烧瓶外形成压强差（3）打开止水夹，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空气，氨气与水接触，即产生喷泉【精炼反馈】1．下列气体通入水中所得溶液呈碱性的气体是（）A．NH3 B．NO2C．SO2 D．HClA【NH3通入水中发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，溶液呈碱性。】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．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1molD【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，只有NH3分子。】3．某同学在实验室中发现了一瓶无色而有刺激性气味的气体，根据气味判断可能是氨气，但不能确定是氨气。下列提供的方法中，能帮他检验该气体是否为氨气的是（）A．将湿润的红色石蕊试纸放在打开的瓶口B．将湿润的蓝色石蕊试纸放在打开的瓶口C．用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近打开的瓶口D．将干燥的红色石蕊试纸放在打开的瓶口A【氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。】4．如图是实验室进行氨溶于水的“喷泉实验”的装置，下列叙述不正确的是（）A．该实验说明氨气极易溶于水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．氨水很稳定，将烧瓶内的红色溶液加热颜色不会发生变化D．形成“喷泉”的主要原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压C【由于氨气极易溶于水，当少量水进入盛有氨气的干燥烧瓶时，烧瓶内压强迅速减小且小于大气压，使滴有酚酞的水喷入烧瓶形成喷泉，A、D项正确；由于氨水有弱碱性，从而使酚酞由无色变为红色，B项正确；氨水不稳定，受热易分解放出氨气，从而使碱性减弱，故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或褪去，C项错误。】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Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是________________________________________________________________________________________________________________________。（2）若先打开A、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧瓶中可观察到的现象是__________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是__________________________________________________________________________________________。【解析】本题主要从NH3的性质和喷泉实验原理出发。（1）若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉实验，必然使烧瓶Ⅱ中压强小于大气压强，则根