高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第2课时氨与铵态氮肥教学案.docx

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高中化学第3章自然界中的元素第2节氮的循环第2课时氨与铵态氮肥教学案

第2课时氨与铵态氮肥

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[课标要求]

1．认识氨气的溶解性。

2．掌握氨气的物理性质和化学性质。

3．掌握铵盐的物理性质和化学性质。

4．掌握氨气的实验室制法。

1．NH3是唯一的碱性气体，只能用向下排空气法收集，NH3·H2O是唯一的可溶性弱碱。

2．实验室制NH3的反应原理：

2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

3．氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和有机氮肥。

4．NH

的检验方法：

向盛有待测液的试管中加入碱液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸是否变蓝色。

5．主要的化学反应：

NH3＋HCl===NH4Cl（白烟）

NH4HCO3

NH3↑＋CO2↑＋H2O

NH4Cl

NH3↑＋HCl↑　NH

＋OH－

NH3↑＋H2O

1．物理性质

[特别提醒]　NH3极易溶于水，可由喷泉实验证实，实验室收集NH3只能用向下排空气法收集。

2．化学性质

（1）氨与水的反应

氨与水反应，其水溶液显弱碱性，发生反应的化学方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH

＋OH－。

NH3·H2O不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为NH3·H2O

NH3↑＋H2O。

（2）氨与酸的反应

两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时产生白烟，反应的化学方程式：

NH3＋HCl===NH4Cl。

（3）氨的催化氧化

化学方程式为4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

[特别提醒]　

（1）干燥NH3时不能用浓H2SO4，原因：

2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4。

（2）液氨与氨水不是同一种物质，前者为纯净物，后者为混合物。

（3）NH3遇HCl产生白烟现象，可用浓盐酸检验NH3；NH3遇H2SO4无白烟现象，原因是H2SO4不易挥发。

3．用途

（1）氨是氮肥工业和硝酸工业的原料。

（2）氨易液化，常用作制冷剂。

1．判断正误。

（1）NH3溶于水能导电，所以NH3是电解质（　　）

（2）实验室常用排水法收集纯净的NH3（　　）

（3）NH3具有还原性和可燃性，但通常状况下不能燃烧（　　）

（4）氨水与液氨均能使酚酞溶液显红色（　　）

（5）氨水中1molNH3·H2O能电离出1molNH

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）×

2．下列现象中不能用于检验NH3泄漏的是（　　）

A．气体遇浓盐酸产生白烟

B．气体使湿润的蓝色石蕊试纸变红

C．气体通入酚酞溶液中，溶液变红

D．气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝

解析：

选B　A项，浓盐酸挥发出的HCl与NH3反应生成NH4Cl，从而产生白烟，正确；B项，NH3不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，不正确；NH3是碱性气体，能使酚酞溶液变红，也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C、D项正确。

1．化学氮肥

2．铵盐

（1）概念：

由铵根离子（NH

）和酸根离子组成的盐。

（2）物理性质

铵盐均为白色或无色晶体，均易溶于水。

（3）化学性质

①受热分解（如NH4Cl、NH4HCO3）：

a．NH4Cl

NH3↑＋HCl↑。

b．NH4HCO3

NH3↑＋CO2↑＋H2O。

②与碱反应：

a．离子方程式：

NH

＋OH－

NH3↑＋H2O。

b．应用

[特别提醒]　

（1）铵盐受热分解不一定产生NH3，如NH4NO3

N2O↑＋2H2O。

（2）检验NH

的答题规范：

①实验操作：

取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸（或者蘸有浓盐酸的玻璃棒）放在试管口。

②现象、结论：

试纸变蓝色（或者冒白烟），说明是铵盐或待测液含有NH

。

1．有一种盐X和NaOH反应，产生有刺激性气味的气体Y，Y经过一系列氧化之后，再溶于水可得到一种酸Z，Y与Z反应又可以生成X，则X为（　　）

A．NH4NO3　　　　　　　B．NH4Cl

C．（NH4）2SO4D．（NH4）2CO3

解析：

选A　NH4NO3与NaOH反应生成NH3（气体Y），NH3被氧化生成NO，NO被氧化生成NO2，NO2与水反应得到HNO3（酸Z），HNO3与NH3反应生成NH4NO3。

2．试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是（　　）

A．加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口

B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口

C．加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口

D．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口

解析：

选A　NH3可使湿润的酚酞试纸变红，遇浓盐酸产生白烟，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。

1．工业制法

N2＋3H2

2NH3

2．实验室制法

（1）反应原理

Ca（OH）2＋2NH4Cl

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（2）实验装置

（3）验满方法

①使湿润的红色石蕊试纸变蓝；

②遇到蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟。

（4）干燥方法

（5）尾气吸收：

将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。

3．简易制法——用浓氨水制取

（1）反应原理

浓氨水与NaOH固体（或CaO）制取NH3是因将浓氨水滴到固体氢氧化钠（或CaO）上，NaOH溶于水放热（或CaO与水反应放热），都会促使氨水分解释放NH3。

（2）实验装置

[特别提醒]　

（1）不能用NH4NO3代替NH4Cl制取氨气，原因是NH4NO3受热爆炸。

（2）干燥NH3不能用酸性干燥剂，如浓硫酸、P2O5；也不能用CaCl2。

（3）试管口棉球有防止NH3与空气对流的作用。

1．如图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．②③

C．①③D．②④

解析：

选C　①NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，在试管中冷却后二者又化合生成NH4Cl，错误；②CaO＋H2O===Ca（OH）2，同时放热，使NH3·H2O分解，减小NH3的溶解度，有利于NH3的产生和逸出，正确；③试管口应略向下倾斜，错误；④浓氨水受热挥发出NH3，正确。

2．哈伯因为氨气的合成曾获诺贝尔奖。

（1）写出实验室由氯化铵和熟石灰加热制取氨气的化学方程式：

____________________。

检验氨气已收集满的方法：

用______________________试纸靠近集气瓶口，现象为________________________________________________________________________。

（2）写出工业上利用NH3制备硝酸的一系列反应的化学方程式：

_____________________

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

解析：

（1）实验室用NH4Cl固体和Ca（OH）2固体混合加热的方法制备NH3：

2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，氨气收集满时，集气瓶口会逸出NH3，可用润湿的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，说明氨气已收集满。

（2）NH3被催化氧化生成NO，NO与空气中的O2反应生成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3，据此可写出相应的化学方程式。

答案：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　润湿的红色石蕊　试纸变蓝

（2）4NH3＋5O2

4NO＋6H2O　2NO＋O2===2NO2　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

[三级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列关于氨的说法中正确的是（　　）

A．氨水的密度比水的小，且浓度越大，其密度越大

B．氨是无色无味的气体

C．可用向上排空气法收集氨

D．氨溶于水所得溶液呈弱碱性

解析：

选D　氨水的密度比水的小，且浓度越大，密度越小，A错误；氨是有刺激性气味的气体，B错误；氨的密度比空气的小，应用向下排空气法收集，C错误。

2．有关氨及氨水的说法正确的是（　　）

A．NH3是10电子分子，具有还原性

B．液氨、氨气、氨水是同一种物质

C．氨气是非电解质，氨水是电解质

D．氨水的主要成分是NH3

解析：

选A　氨水是混合物，既不是电解质，也不是非电解质；氨水的主要成分是NH3·H2O。

3．为了检验某固体物质中是否含有NH

，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．仅①⑤　　　　　　　B．仅④⑤

C．①③D．①④⑤

解析：

选B　检验NH

时，先将固体物质溶解，用到蒸馏水；再向样液中滴入碱液，用到NaOH溶液；加热检验是否产生NH3，用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近反应容器口。

4．实验室制备干燥的氨气所需的试剂是（　　）

A．NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰

B．饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体

C．NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸

D．NH4Cl固体、消石灰、碱石灰

解析：

选D　实验室制取NH3是用NH4Cl固体与消石灰共热进行制取，由于NH3是一种碱性气体，不能用P2O5固体和浓硫酸干燥，应用碱石灰干燥。

5．以下三个装置均可制得NH3：

（1）实验室制NH3的装置是________。

（2）按下表写出图1、图2、图3装置中应加入的物质与反应原理。

应加入的物质

反应原理

图1

图2

图3

（3）图3中棉花的作用是_______________________________________________。

答案：

（1）图3

（2）

应加入的物质

反应原理

图1

浓氨水

NH3·H2O（浓）

NH3↑＋H2O

图2

浓氨水和CaO

图3

Ca（OH）2和NH4Cl

Ca（OH）2＋2NH4Cl

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（3）可减小NH3与空气的对流速度，收集到比较纯净的NH3，同时避免污染空气

6．某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气，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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）打开装置B中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是____________，____________________________________。

（4）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）。

解析：

（1）实验室制取氨气的方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

（2）氨气比空气的密度小，可用向下排空气法收集，导气管要伸入烧瓶底部。

（3）能形成喷泉，证明氨气极易溶于水，酚酞变红，说明水溶液显碱性。

（4）①不利于氨气的吸收，②、④能防止倒吸，③会发生倒吸。

答案：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（2）a　氨气密度比空气密度小　（3）极易溶于水　与水反应生成碱　（4）②④

1．关于氨的下列叙述中，正确的是（　　）

A．氨因为有刺激性气味，因此不用来做制冷剂

B．氨具有还原性，可以被氧化为NO

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，因此可使石蕊试剂变为红色

解析：

选B　氨易液化，常用作制冷剂，A错误；4NH3＋5O2

4NO＋6H2O，B正确；氨水不稳定，易分解，C错误；氨水可使石蕊试剂变成蓝色，D错误。

2．氨水的碱性较弱，其原因是（　　）

A．它能使酚酞溶液变红色

B．氨水极易挥发出氨

C．氨与水结合生成一水合氨（NH3·H2O）只有少部分电离成NH

和OH－

D．溶于水的氨大部分以NH3分子形式存在

解析：

选C　NH3溶于水后，大部分结合成一水合氨的形式，只有少部分电离成NH

和OH－，是弱电解质，故C正确。

能使酚酞变红和具有挥发性不能说明它的碱性较弱。

3．下列说法中错误的是（　　）

A．所有铵盐受热均可分解，产物均有NH3

B．所有铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈－3价

C．NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热，反应的离子方程式为NH

＋OH－

NH3↑＋H2O

D．NH4Cl和NaCl的固体混合物可用加热法分离

解析：

选A　有的铵盐受热分解产生NH3（如NH4Cl）；有的铵盐受热分解不产生NH3（如硝酸铵），A错误；所有的铵盐都易溶于水，铵盐里除NH

中的N呈－3价外，还可能含有其他价态的N元素（如NH4NO3中的N有－3、＋5两种价态），B正确；铵盐与碱反应时，反应条件不同，产物也不同，即加热时生成NH3，不加热时往往生成NH3·H2O，C正确；加热时，NH4Cl分解后在试管上部重新生成NH4Cl，从而可实现与NaCl的分离，D正确。

4.喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置（夹持仪器已略去）。

在烧瓶中充满了干燥的气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。

下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是（　　）

A．HCl和H2O

B．O2和H2O

C．NH3和H2O

D．CO2和NaOH溶液

解析：

选B　O2在H2O中的溶解度很小，烧瓶内部和外界之间不能形成足够大的压强差，故不能出现喷泉现象。

5．下列方法适合实验室制取氨气的是（　　）

A．N2和H2催化加热制取氨气

B．加热NH4Cl制取氨气

C．将浓氨水向碱石灰固体中滴加

D．将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合

解析：

选C　A适合工业制取氨气，不适合实验室制取氨气；加热NH4Cl分解生成NH3和HCl，遇冷又化合为NH4Cl，B不合适；NH3极易溶于水，D不合适；只有C选项因浓氨水易挥发，滴到碱石灰固体中放热，可用于快速制取氨气，故正确答案为C。

6．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

解析：

选A　由题意“另一种气体能使石灰水变浑浊”知该铵盐应为碳酸铵或碳酸氢铵，排除B、D项；又由②可排除C项。

7．有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理的分析中不正确的是（　　）

A．氨气极易溶解于水的性质可以解释氨气的喷泉实验

B．氨气的还原性可以解释氨气与空气反应的实验

C．氨气的密度小于空气，所以实验室能用如图装置收集氨气

D．NH3·H2O的热不稳定性可以解释实验室中用加热浓氨水的方法制取氨气

解析：

选C　A项，由于NH3极易溶于水，形成负压，大气压将水迅速压入烧瓶中形成喷泉；B项，在NH3的催化氧化反应中，NH3作还原剂；C项，NH3的密度小于空气，用图示装置收集NH3时，NH3应该从短导管进入；D项，浓氨水受热分解可制备NH3。

8．下列关于铵盐的叙述中正确的是（　　）

①所有铵盐中，氮元素化合价都是－3价

②所有铵盐都溶于水

③铵态氮肥不宜与碱性肥料如草木灰混合使用

④铵盐受热都易分解

⑤铵盐都能与碱反应，不能与酸反应

A．①③④B．②③④

C．①②③④D．①②③④⑤

解析：

选B　①中，NH4NO3中的NO

，氮元素是＋5价；对于⑤，NH4HCO3也能与酸反应。

9.A是一种白色晶体，受热分解能生成B、C两种无色气体，C的水溶液与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，A与浓NaOH溶液共热，也能生成气体B。

用圆底烧瓶分别收集干燥的气体B和C，然后将集满气体的烧瓶按如图所示装置组装，挤压滴管的胶头时，可以分别得到蓝色喷泉和红色喷泉。

请填写下列空白：

（1）A的化学式是________。

（2）收集气体B的方法是________________。

（3）B与C两气体相遇时，观察到的现象是_______________________________________。

（4）写出A与浓NaOH溶液共热时发生反应的离子方程式：

________________________。

解析：

由题意知，B溶于水显碱性，B为NH3，A与浓NaOH溶液共热生成B，A为铵盐，C溶于水显酸性，且与硝酸银溶液反应产生白色沉淀，C为HCl，则A为NH4Cl。

答案：

（1）NH4Cl　

（2）向下排空气法　（3）产生大量白烟　（4）NH

＋OH－

NH3↑＋H2O

10．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____________。

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

反应②的化学方程式是_______________________________________________。

解析：

本题的突破口在于X既能与HCl反应又能与NaOH反应，且与HCl反应生成的A能与Na2O2反应，可推知A为CO2，X为碳酸的铵盐，是（NH4）2CO3或NH4HCO3，B为H2O，C为NH3，D为O2，E为NO，F为NO2，G为HNO3。

答案：

（1）（NH4）2CO3或NH4HCO3　NH3　NO2

（2）2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

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

A．NH3B．NO

C．Cl2D．NO2

解析：

选A　气体可用碱石灰干燥，应为碱性气体或与碱石灰不反应的气体，C、D错误；能用向下排空气法收集气体，B错误；用防倒吸装置吸收，说明在水中溶解度非常大，A正确。

2．有以下四种溶液：

①NH4Cl，②（NH4）2SO4，③NaCl，④Na2SO4，下列试剂（溶液）能将它们区别开的是（　　）

A．HClB．BaCl2

C．NaOHD．Ba（OH）2

解析：

选D　2NH4Cl＋Ba（OH）2

BaCl2＋2NH3↑＋2H2O，有刺激性气体产生；（NH4）2SO4＋Ba（OH）2

BaSO4↓＋2NH3↑＋2H2O，既有沉淀又有刺激性气体产生；NaCl溶液滴入Ba（OH）2溶液中无现象；Na2SO4＋Ba（OH）2===BaSO4↓＋2NaOH，只有白色沉淀产生。

3．氨气是一种重要的工业原料。

工业上利用反应3Cl2＋2NH3===N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。

下列说法错误的是（　　）

A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟

B．该反应利用了Cl2的强氧化性

C．该反应属于复分解反应

D．生成1molN2有6mol电子转移

解析：

选C　此反应存在元素化合价的变化，一定为氧化还原反应，氧化还原反应不可能为复分解反应，C错误；Cl2在此反应中作氧化剂，体现强氧化性，B正确；反应生成的HCl遇到挥发出来的NH3生成白烟（NH4Cl），A正确；2NH3

N2，所以生成1molN2将有6mol电子转移，D正确。

4.浓盐酸、浓HNO3易挥发出HCl、HNO3气体，浓H2SO4不挥发。

已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。

如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。

下列关于物质甲、乙的判断正确的是（　　）

A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸

B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水

C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸

D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水

解析：

选C　由题给信息，所用酸为挥发性酸；从图示可知甲扩散得快，故甲的摩尔质量小于乙，甲为浓氨水（挥发出NH3），乙为浓盐酸（挥发出HCl）。

5．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>②B．①<②

C．①＝②D．不能确定

解析：

选C　设烧瓶容积为VL，按标准状况下计算，n（NH3）＝

＝

mol，故氨水的物质的量浓度为

＝

mol·L－1。

n（NO2）＝

＝

mol，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知n（HNO3）＝

×

mol，而所得溶液的体积为

VL，所以c（HNO3）＝

＝

mol·L－1。

6．已知NH4NO3爆炸时的反应为4NH4NO3

3N2↑＋2NO2↑＋8H2O↑。

下列说法不正确的是（　　）

A．NH4NO3在高温下爆炸时可以看到红棕色的烟雾

B．NH4NO3的含氮量小于氯化铵

C．实验室不能用NH4NO3固体与Ca（OH）2固体混合加热制备NH3

D．乘坐火车时不能携带NH4NO3固体

解析：

选B　A项，根据NH4NO3的爆炸反应可知生成的NO2为红棕色，爆炸时，NO2、粉尘、H2O等形成了红棕色的烟雾；B项，NH4NO3的含氮量为35%，NH4Cl的含氮量为26.2%；C项，由于NH4NO3固体受热可能爆炸，故实验室不能用其制备NH3；D项，NH4NO3属于易爆炸物，不能带上火车。

7．下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程，其中试剂甲和乙分别可能是（　　）

A．甲：

Ca（OH）2；乙：

稀盐酸

B．甲：

水；乙：

NaOH溶液

C．甲：

NaOH溶液；乙：

水

D．甲：

稀盐酸；乙：

NaCl溶液

解析：

选A　NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3，所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸，排除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡（CO2），故A符合。

8．舞台上的“烟雾”美轮美奂，制造烟雾的一种方法是将NH4NO3和锌粉按质量比8∶6.5混合，放在温热的石棉网上，滴水数滴即产生大量的白烟。

又知反应中有N2和水生成。

下列有关说法中正确的是（　　）

①水起到溶解NH4NO3以启动反应发生的作用

②每还原1molNO

需氧化1molNH

和1molZn

③成烟物质是氧化物小颗粒

④成烟物质是小锌粒，它由NH4NO3反应放热而蒸出

A．①②B．②③

C．③④D．①④

解析：

选B