高中化学必修一第4章 第4节 第1课时.docx

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高中化学必修一第4章第4节第1课时

第四节　氨　硝酸　硫酸

第1课时　氨

一　氨

1.氨气的物理性质是无色气体，有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水（易液化）。

2.氨气易溶于水——喷泉实验

实验装置

操作及现象

结论

（1）打开止水夹，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

氨易溶于水，水溶液呈碱性

3.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，这是因为浓氨水挥发产生的氨气与浓盐酸挥发产生的HCl气体在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒，反应的化学方程式是NH3＋HCl===NH4Cl。

4.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。

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。

归纳总结

1.氨气的化学性质

（1）氨与水反应生成一水合氨：

NH3＋H2ONH3·H2O。

（2）氨与酸反应生成铵盐：

NH3＋H＋===NH

。

（3）氨的催化氧化反应：

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

2.氨水的性质

（1）氨溶于水，大部分和水反应生成NH3·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·H2O

NH3↑＋H2O。

（2）氨水具有弱碱性，电离方程式是NH3·H2ONH

＋OH－，能使酚酞试液变红色（或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色），能与氯化铝溶液反应，离子方程式是Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

。

1.氨水显弱碱性的主要原因是（　　）

A.通常状况下，氨的溶解度不大

B.氨水中的NH3·H2O少量电离

C.溶于水的氨分子只有少量发生电离

D.氨本身的碱性弱

答案　B

解析　氨气极易溶于水，溶于水的氨气大部分与水结合成一水合氨（NH3·H2O），NH3·H2O少部分电离成NH

和OH－，因此氨水呈弱碱性。

氨气本身不能电离，也不显碱性。

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、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。

二　铵盐及氨气的制取

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

其化学性质是

（1）铵盐受热易分解

NH4Cl受热分解的化学方程式：

NH4Cl

NH3↑＋HCl↑。

NH4HCO3受热分解的化学方程式：

NH4HCO3

NH3↑＋H2O＋CO2↑。

（2）铵盐与碱反应

NH4NO3与NaOH反应的化学方程式：

NaOH＋NH4NO3

NH3↑＋NaNO3＋H2O。

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

归纳总结

1.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＋4。

（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＋4。

2.实验室制取氨气

（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。

3.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.②③

C.①④D.②④

答案　A

解析　实验室制取氨气的方法有：

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。

4.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。

1.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。

2.已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。

下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

答案　C

解析　从图可知甲中的气体摩尔质量较小，乙中的气体摩尔质量较大，又由于浓H2SO4不能挥发出气体来，故C正确。

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.将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口，试纸不变蓝色的有（　　）

A.加热浓氨水

B.加热NH4HCO3固体

C.加热NH4Cl和Ca（OH）2的混合物

D.加热NH4Cl晶体

答案　D

解析　A、B、C中均有NH3生成，D中NH4Cl分解生成的NH3和HCl气体在试管口又凝结为NH4Cl晶体。

5.根据下列变化进行推断：

且已知A为正盐。

（1）推断A、B、C、D的化学式：

A________，B________，C________，D________。

（2）写出①②变化的离子方程式：

①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

答案　

（1）（NH4）2CO3　NH3　BaCO3　CO2

（2）①Ba2＋＋CO

===BaCO3，NH

＋OH－

NH3＋H2O　②BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2＋H2O

解析　由溶液与NaOH溶液加热生成气体B，且气体B遇HCl冒白烟，可知B为NH3，A中含有NH

，气体D为无色无味气体，能使澄清石灰水变浑浊，D为CO2，逆推C为BaCO3，可知A中含有CO

或HCO

，但A为正盐，可知A为（NH4）2CO3。

6.甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品（碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨气。

请你参与探究，并回答下列问题：

（1）制取氨气的化学方程式为_________________________________________。

（2）三位同学都用向下排空气法收集氨气，其原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）三位同学用上述装置制取氨气时，其中有一位同学没有收集到氨（实验操作都正确），你认为没有收集到氨气的同学是________（填“甲”、“乙”或“丙”）。

（4）检验氨气是否收集满的方法是（简述操作方法、现象和结论）________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）三位同学都认为，采用上述各自的装置，还可用于加热碳酸氢铵固体的方法来制取纯净的氨气，你认为哪位同学能够达到实验目的________（填“甲”、“乙”或“丙”）。

他们还认为，装置中的NH4HCO3固体可用NH4Cl固体代替，你认为________（填“能”或“不能”）。

答案　

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（2）氨气的密度比空气小，氨气极易溶于水

（3）乙

（4）用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试纸变蓝，则氨气已满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，如果产生白烟，则氨气已满）

（5）丙　不能

解析　

（1）实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，反应方程式为2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

（2）氨气易溶于水，不能用排水法收集，氨气密度比空气小，应用向下排空气法收集。

（3）氨气为碱性气体，通过盛有浓硫酸的洗气瓶时，与硫酸反应而被吸收，故答案为乙。

（4）氨气为碱性气体，与水反应生成NH3·H2O，电离出OH－，溶液呈碱性，检验时可用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试纸变蓝，则氨气已满，或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，如果产生白烟，则氨气已满。

（5）碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水，其中可用碱石灰吸收二氧化碳和水，只有丙能做到，氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢，在温度较低时又重新生成氯化铵，不能只用氯化铵制备氨气。

40分钟课时作业

[经典基础题]

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）按如右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。

[能力提升题]

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，用如图中的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_________________________________________。

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.甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计如下实验流程：

―→装有足量干燥剂的干燥管―→装有氧化铜的硬质玻管―→装有足量浓硫酸的洗气瓶―→测定生成氮气的体积

实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。

反应完毕后，黑色的氧化铜转化为红色的铜（2NH3＋3CuO

N2＋3Cu＋3H2O）。

下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。

甲小组测得：

反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。

乙小组测得：

洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。

请回答下列问题：

（1）写出仪器a的名称：

________。

（2）甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。

实验装置

实验药品

制备原理

甲小组

A

氢氧化钙、硫酸铵

反应的化学方程式为

①__________________________________

乙小组

②__________________________________

浓氨水、氢氧化钠

氢氧化钠溶于氨水后放热，增加氢氧根浓度，加快氨气逸出

（3）甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数