版新学案化学同步必修一苏教通用版讲义专题4 第二单元 生产生活中的含氮化合物 第2课时.docx

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版新学案化学同步必修一苏教通用版讲义专题4第二单元生产生活中的含氮化合物第2课时

第2课时　氮肥的生产和使用

[学习目标定位]　1.知道NH3的物理性质特点以及氨水显碱性的原因。

2.掌握氨气的实验室制取、收集和检验方法。

3.学会铵盐的性质及NH

的检验方法。

4.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项。

一、氨气的性质

1．氨气易溶于水——喷泉实验

（1）按图所示装置，打开止水夹，挤压滴管的胶头，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。

（2）上述实验说明氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性。

（3）反应的化学方程式是NH3＋H2ONH3·H2O。

2．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。

3．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＋5O2

4NO＋6H2O。

（1）氨气是一种无色有刺激性气味的气体、密度比空气小，易液化。

①氨气极易溶于水，且与水反应生成弱碱NH3·H2O。

②氨气能与酸反应生成铵盐，其离子方程式是NH3＋H＋===NH

；

③氨气具有还原性，被催化氧化生成NO。

（2）氨水的性质

①氨水的电离方程式是NH3·H2ONH

＋OH－，具有弱碱性，能使红色石蕊试纸变蓝。

②氨水不稳定，受热分解的化学方程式是NH3·H2O△,NH3↑＋H2O。

（3）氮的固定是将游离态的氮转变为化合态的氮的过程。

主要有

①雷电固氮：

N2＋O2

2NO。

②生物固氮：

豆科植物的根瘤菌吸收N2形成化合物。

③人工固氮：

N2＋3H2

2NH3。

【例1】　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、NH

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、NH

、OH－和少量的H＋，是一种混合物，液氨是纯净物，只有NH3分子。

【例2】　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

答案　C

解析　气体与液体易发生反应或易溶即可形成喷泉。

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。

思维启迪

（1）喷泉实验能否成功，有三个关键因素：

a.装置气密性良好；b.烧瓶必须干燥；c.气体必须充满。

（2）产生喷泉实验的原理：

烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。

（3）易产生喷泉的气体：

a.易溶于水的气体与水的组合：

NH3、HCl、SO2、NO2；b.酸性气体与碱液的组合：

HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等与NaOH溶液；c.碱性气体与酸液的组合：

氨气与稀盐酸。

二、铵盐的性质与氨的实验室制取

1．铵盐及其性质

（1）农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、（NH4）2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都是易溶于水的晶体。

（2）在试管中加热氯化铵固体

①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。

②反应的化学方程式是：

NH4Cl

NH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl。

（3）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观察到现象是红色石蕊试纸变蓝；

②反应的化学方程式是NH4Cl＋NaOH

NH3↑＋H2O＋NaCl。

（1）铵盐不稳定，受热易分解；加热时能与碱反应放出氨气。

（2）铵盐的检验方法（有两种）

①取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH

。

②取少许样品于试管中，放入碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH

。

2．氨的实验室制法

答案　①向下排空气法　②防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度，浸湿后可吸收多余的氨气，防止污染空气　③2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

　实验室制备氨气

（1）试剂的选择：

考虑操作方便、安全，铵盐一般用氯化铵或硫酸铵，碱一般用Ca（OH）2，不用NaOH，因为后者易潮解，成本高。

（2）氨气的发生装置与制取氧气的装置相同。

可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸来检验产生的氨气。

用碱石灰（CaO和NaOH）干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2（因为可生成CaCl2·8NH3）干燥氨气。

（3）实验室快速制取氨气的方法：

用浓氨水和固体NaOH反应或直接加热浓氨水。

【例3】　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＋4＋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气（如NH4Cl），有的铵盐受热分解不产生氨气（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。

【例4】　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．①③B．②③C．①④D．②④

答案　A

解析　实验室制取氨气的方法：

铵盐与碱加热制取氨气，常用NH4Cl与Ca（OH）2反应，固体与固体反应，因为有水生成，试管口应略向下倾斜，③错误；在浓氨水中加入CaO，CaO与水反应使溶液中c（OH－）增大，消耗了水，并且放出大量的热，使NH3·H2O分解放出氨气，②正确；加热浓氨水，加快氨气挥发，④正确；①是错误的，因为氯化铵分解生成的NH3与HCl冷却后又生成NH4Cl，不能得到NH3。

1．氨和氨盐的性质

（1）氨的性质：

氨气极易溶于水，能与水反应生成NH3·H2O，与酸反应生成铵盐，能催化氧化制备硝酸。

（2）铵盐的性质：

铵盐易溶于水，加热易分解，能与碱反应生成氨气。

2．检验氨气的两种方法

（1）使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

（2）用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时会有白烟生成。

1．起固氮作用的化学反应是（　　）

A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3

B．NO遇O2转化为NO2

C．硝酸工厂用NH3催化氧化制NO

D．由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵

答案　A

解析　由N2转化为氮的化合物叫氮的固定。

2．有关氨气的实验较多，下面对这些实验原理的分析中，正确的是（　　）

A．氨气极易溶于水，可以用来做喷泉实验

B．氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验

C．NH3·H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气

D．NH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂

答案　A

解析　NH3与HCl反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3易溶于水，实验室制NH3用NH4Cl固体和熟石灰加热，C选项错误；液氨汽化时，吸收大量热，可用液氨作制冷剂，D项错误。

3．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：

NH

＋OH－

NH3↑＋H2O

B．NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热：

NH

＋OH－

NH3·H2O

C．氨水中加盐酸：

NH3·H2O＋H＋===NH

＋H2O

D．氨水中加入氯化铁溶液：

Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

答案　C

解析　NH4Cl和Ca（OH）2固体加热，不是溶液中进行的反应，不存在离子浓度的变化，不属于离子反应，A项不正确；NaOH浓溶液和NH4Cl溶液混合加热放出NH3，不能写成NH3·H2O，B项不正确；氨水与酸或盐反应，实质是NH3·H2O电离出的OH－参与反应，NH3·H2O为弱碱应写成分子形式，故C项正确，D项不正确。

4．以下有关氨及铵盐的叙述中不正确的是（　　）

A．铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用

B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性

C．实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨气

D．氨具有还原性，一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应

答案　B

解析　氨的喷泉实验证明氨极易溶于水，不能体现氨的氧化性。

5．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的化学方程式可表示为_________________________________________________。

（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________（填字母）。

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）。

答案　

（1）①③　NH3·H2O＋CaO===Ca（OH）2＋NH3↑　

（2）A　B　（3）BDE

（4）将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明NH3已集满（答案合理均可）　（5）②④

解析　

（1）①③需要加热，①组反应为2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

②组反应为NH3·H2O＋CaO===Ca（OH）2＋NH3↑，由于CaO＋H2O===Ca（OH）2既消耗水，又放出热量，Ca（OH）2电离出OH－，增大了c（OH－），减少了NH3的溶解，因此不必加热，即放出NH3。

③组反应为NH3·H2O

NH3↑＋H2O。

（2）A装置适用于固体与固体加热制气体，B装置适用于液体与固体（或液体）不加热制气体。

（3）NH3只能用碱性干燥剂，可以用B、D、E干燥。

（4）检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。

（5）装置①没有出气导管，装置③易引起倒吸。

[对点训练]

题组一　氨气的性质

1．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

答案　A

2．关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是（　　）

A．氨水呈碱性

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　氨之所以能做成喷泉实验，是由于胶头滴管挤入的少量水可使烧瓶内的氨气迅速溶解，烧瓶内外形成了压强差。

3．下列反应中，说明氨有还原性和碱性的是（　　）

A．2NH3＋3CuO===3Cu＋N2＋3H2O

B．8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2

C．4NH3＋6NO

5N2＋6H2O

D．NH3＋HCl===NH4Cl

答案　B

解析　NH3表现碱性时，NH3→铵盐，NH3表现还原性时，

H3→含N元素物质，N元素的价态高于－3价。

A项，NH3→N2，N元素化合价升高，无铵盐生成，NH3只表现还原性；B项，2NH3→N2,6NH3→6NH4Cl，NH3表现还原性和碱性；C项，4NH3→2N2，无铵盐生成，NH3只表现还原性；D项，NH3→NH4Cl，N元素化合价不变，生成铵盐，NH3只表现碱性。

题组二　喷泉实验

4.下列几种气体（括号内为溶剂或反应物溶液）按如图所示装置进行实验，不能看到喷泉现象的是（　　）

A．HCl（H2O）

B．CO2（H2O）

C．SO2（NaOH溶液）

D．NH3（KCl溶液）

答案　B

5．相同状况下，在体积相同的三个烧瓶中分别盛NH3、HCl和NO2气体，并分别倒立在水槽里，充分溶解后烧瓶内三种溶液物质的量浓度之比为（设烧瓶内液体未扩散到水槽里）（　　）

A．1∶1∶1B．2∶2∶3

C．3∶3∶2D．2∶2∶1

答案　A

解析　设标准状况下三个烧瓶的体积均为VL，

NH3：

V（溶液）＝VL，n（NH3）＝

，

故c（NH3）＝

mol·L－1；

HCl：

同NH3，c（HCl）＝

mol·L－1，

NO2：

V（溶液）＝

VL，n（HNO3）＝

×

mol，

故c（HNO3）＝

mol·L－1，故选A。

题组三　铵盐的性质

6．下列属于铵盐的共同性质的是（　　）

A．都是晶体，都易溶于水

B．铵盐受热均可分解生成NH3

C．铵盐都能与碱反应，不能与酸反应

D．所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价

答案　A

解析　铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水；有的铵盐受热分解不一定生成NH3，如NH4NO3；铵盐都能与碱反应生成NH3，有些铵盐也能与酸反应，如NH4HCO3；铵盐中，N元素化合价不一定都是－3价，如NH4NO3中的NO

中的N元素是＋5价。

7．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：

①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。

②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。

由此可知该氮肥的主要成分是（　　）

A．NH4HCO3B．NH4Cl

C．（NH4）2CO3D．NH4NO3

答案　A

题组四　氨气的制备

8．实验室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M，多余的气体可用水吸收，则M是（　　）

A．氨气B．一氧化碳

C．二氧化氮D．氯化氢

答案　A

9．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

答案　B

解析　①装置NH4Cl加热分解生成HCl和NH3，在试管口处NH3和HCl反应生成NH4Cl，收集不到NH3，A不正确；③装置用浓氨水和CaO或NaOH固体反应，可制得NH3，B正确；②装置，防倒吸装置中漏斗口与液面应接触，但插入液面之下不能防止倒吸，C不正确；收集NH3采用向下排空气法，为防止空气对流，应在试管口塞一团棉花，D不正确。

10．下列装置不能达到实验目的的是（　　）

答案　A

解析　A项，收集NH3装置口无棉花，错误；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，正确；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，液面不下降，可说明气密性良好，反之，气密性不好，正确；D项，收集比空气密度小的气体NH3，应该短管进气长管出气，正确。

[综合强化]

11．实验室采用下列方法制取NH3：

①固体Ca（OH）2与NH4Cl共热。

②NH4HCO3固体中加NaOH固体（过量），常温下即能产生NH3；装置如图甲。

③NaOH固体中加入浓氨水。

④NH4Cl浓溶液中加生石灰。

请回答下列问题：

（1）写出②方法制取氨气的化学方程式___________________________________________

____________________。

（2）说明③方法制取氨气的原理：

_____________________________________________，

为什么此法不加热？

______________________________________________________。

（3）请从下面的仪器中选择④方法制取氨气的发生装置________（写字母，要求使用仪器最少、合理）。

写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由：

________________________________________________________________________。

（4）某同学设计了如图装置收集氨气，下列说法不正确的是________（填字母）。

A．收集氨气的原理是向下排空气法

B．干燥管的作用是防止倒吸

C．当烧杯中的水变红时证明氨气已收集满

D．该装置会形成红色喷泉

答案　

（1）NH4HCO3＋2NaOH===Na2CO3＋NH3↑＋2H2O

（2）浓氨水具有挥发性　加入NaOH固体，吸水放热，使氨气溶解度减小，且NH3·H2O受热易分解，放出氨气

（3）D　CaO＋H2O===Ca（OH）2，消耗水并放热，Ca（OH）2和NH4Cl受热发生反应：

Ca（OH）2＋2NH4Cl

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（4）D

12．已知氨可以与热的氧化铜反应得到N2和金属铜，用下图中的装置可以实现该反应（夹持装置略去）。

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___________________。

答案　

（1）固体NH4Cl和Ca（OH）2

2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O（其他合理答案也可）

（2）碱石灰（或CaO）　除去NH3中的水蒸气

（3）黑色粉末变为红色且右管口有水珠出现　2NH3＋3CuO

N2＋3Cu＋3H2O

（4）出现无色液体　氨水　用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝则说明有NH3存在（也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在容器口，若有白烟出现，也说明有NH3存在），用无水CuSO4，若变蓝则说明有水存在

解析　

（1）由题中信息知A装置为制取NH3的装置，故A中加入的物质是NH4Cl和Ca（OH）2固体，发生反应的化学方程式是2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

（2）B装置的作用是干燥NH3，所用药品为碱石灰（或CaO）。

（3）装置C中发生反应为2NH3＋3CuO

N2＋3Cu＋3H2O，观察到的现象是黑色固体粉末逐渐变红且右管口有水珠出现。

（4）D中冰水的作用是冷却，得到无色溶液氨水。

若检验NH3：

用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝则说明有NH3存在；也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在容器口，若有白烟出现，也说明有NH3存在。

若检验H2O的存在，则用无水CuSO4，若变蓝则说明有水存在。

13．如下图所示，图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C为无色气体。

请填写下列空白：

（1）物质X可以是______________，C是____________________________________________，

F是______________________，G是__________________________________________。

（2）反应①的化学方程式是_______________________________________________。

反应②的化学方程式是___________________________________________________。

答案　

（1）（NH4）2CO3或NH4HCO3　NH3　NO2　HNO3

（2）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

解析　X与碱反应放出无色气体，证明X为铵盐，C为NH3，NH3与D在催化剂条件下生成E，证明D是O2，E是NO。

X受热分解生成NH3和无色气体A及B，A与Na2O2反应生成气体D（O2），证明A为CO2，故X为（NH4）2CO3或NH4HCO3，B为H2O。

进一步推知F为NO2，G为HNO3。

14．在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和（NH4）2SO4的固体混合物，加热使之充分反应。

下图是加入的混合物的质量和产生的气体体积（标准状况）的关系。

试计算：

（1）NaOH的物质的量浓度为________mol·L－1。

（2）当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积（标准状况）为________L。

答案　

（1）5　

（2）15.68

解析　

（1）从图中可以看出34.4g混合物和100mLNaOH溶液恰好完全反应。

n（NaOH）＝n（NH3）＝

＝0.5mol，c（NaOH）＝

＝

＝5mol·L－1。

（2）V（NaOH）＝140mL，则固体混合物过量，V（气体）＝22.4L·mol－1×n（NaOH）＝22.4L·mol－1×0.14L×5mol·L－1＝15.68L。