氮及其化合物学案.docx
《氮及其化合物学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氮及其化合物学案.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
氮及其化合物学案
氮及其化合物学案
（二）
课标解读
课标要求
学习目标
了解氨及铵盐的主要性质,认识其在生产中的应用。
1.了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质;
2.了解铵盐的性质;
3.掌握铵根离子的检验方法。
知识再现
1．氨分子的结构
写出氨的化学式、电子式和结构式，_________________________。
氨分子氮的化合价为____，分子中含有________（极性、非极性）键，键角为_____，分子构型为______，氨分子为_________（极性、非极性）分子。
2．氨的物理性质
氨是没有颜色、有______气味的气体；密度比空气____；______溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1体积水能溶解____体积氨。
证明氨极易溶于水的实验是___________。
3．氮的喷泉实验
（1）实验操作：
（2）实验观察到的现象：
（3）为什么【实验1】能形成喷泉？
当挤压滴管的胶头，胶头滴管中的水进入烧瓶，氨迅速溶解，使烧瓶内______减小，在______作用下，烧杯内的水迅速进入烧瓶形成喷泉。
4．氨的化学性质
（1）氨与水反应
氨溶于水时，大部分NH3与H2O结合，形成NH3•H2O。
NH3•H2O可以部分电离生成______和______，所以氨水显碱性，它能使酚酞试液变红。
请写出有关方程式：
__________________________。
（2）氨与酸反应
【实验2】
实验步骤：
_____________________________；
观察到的现象：
__________________________________；
实验结论：
挥发性的强酸与氨气在空气中相遇便产生_________的现象，如HCl，HBr，HI、HNO3等遇氨气均有该现象产生，而H2SO4、H3PO4无此现象。
（3）氨的还原性
工业上利用氨在催化剂（如铂等）存在的情况下跟氧气反应来制取硝酸。
写出有关化学方程式，并指出反应的氧化剂、还原剂。
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
5．常见的铵盐有：
______、______、______。
铵盐是____溶于水的____色晶体。
（1）铵盐的受热分解
氯化铵、碳酸氢铵受热会发生分解反应，特别是碳酸氢铵在______以上即可分解，写出有关化学方程式。
__________________________________________________________
__________________________________________________________
（2）铵盐与碱反应
写出下列反应的化学方程式：
．硫酸铵与氢氧化钠溶液反应；
．硝酸铵与氢氧化钠溶液反应。
___________________________________________________________
___________________________________________________________
铵盐遇碱会产生_________________,其离子方程式为_________________________。
（3）NH3的实验室制法
实验室一般用_____或_____与_____混合加热来制取氨气，不用硝铵或碳铵的原因是____________________；不用NaOH，KOH的原因是___________________________。
氨气的收集与验满：
用_______收集，并用_________检验氨所是否收集满。
6．化学氮肥
（1）化学氮肥主要包括铵态氮肥（主要成分为______）、硝态氮肥（主要成分为_______）和有机态氮肥——尿素_______。
（2）铵态氮肥
常见的铵态氮肥如______________________________是历史上最长的氮肥。
如何科学储存和施用铵态氮肥？
____________________________________________
铵盐受热易______，在储存铵盐时，应密封包装并放在____通风处。
施肥时，应将其埋在土下以保持肥效，且不能跟______物质如______、______等混合施用。
尿素和复合化肥
尿素的分子式________，它的含氮量高达______，是目前含氮量最高的氮肥。
尿素作为氮肥有什么优点？
__________________________________
工业上是怎样合成尿素的？
_____________________________________
复合化肥：
目前使用较多的主要是含氮和磷的一类复合化肥。
如磷酸一铵（NH4H2PO4）和磷酸二铵[（NH4）2HPO4]等。
典题解悟
【例1】如图，实验形成的“喷泉”的颜色为红色。
请回答下列问题：
烧杯内装的是什么气体？
为什么会产生此种现象？
在实验中即使每一步都无误，喷泉停止后，烧瓶也不能被水充满，为什么？
【解析】
因为气体遇酚酞试液变红，必为碱性气体—NH3。
此现象包含两层含意：
一是“喷泉”，二是“红色”。
当小滴管中的水进入烧瓶后，由于NH3极易溶于水（1：
700），使烧瓶内压强减小，当其压强小于大气压时，烧杯中的水被压入烧瓶，进入烧瓶的水进一步溶解NH3，使烧瓶中的压强急剧下降，水会越来越迅速地沿尖嘴导管进入烧瓶内而形成“喷泉”的现象，直至烧瓶内的NH3完全溶解为止。
NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH-
而使酚酞变红，从而产生红色的喷泉。
因为NH3极易溶于水，只能用向下排空气法收集，这样很难使NH3充满烧瓶，其中会残留少量空气，所以喷泉停止时，烧瓶内一般不能充满水。
【例2】某同学学习了氨的催化氧化反应后，想自己设计并做一个探究实验，探究氨在催化剂的作用下被空气中的氧气氧化的情况。
经过仔细考虑，他设计了如下实验，请你认真分析他设计的实验，然后回答问题：
实验方法：
在锥形瓶中加入浓氨水，然后将铂丝加热到红热状态，将红热的铂丝插入锥开瓶中，观察现象。
（1）该同学想探究氨的催化氧化，他为什么选择浓氨水？
若想快速看到实验现象，应向浓氨水中加入什么物质或进行什么操作？
（2）你推测他会看到什么现象？
为什么？
【解析】浓氨水具有挥发性，挥发出氨气，氨在催化剂和加热的条件下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（具有挥发性），硝酸遇到氨气产生大量的白烟。
氨水除具有碱性外，还具有易挥发性，且浓度越大越易挥发，温度越高越易挥发。
所以，氨水保存时要注意密封，且放到低温处保存。
由于氨水具有易挥发性，因此，向浓氨水中加入氢氧化钠或加热是实验室中制备氨气的一种简便快捷的方法。
【答案】
（1）浓氨水具有挥发性，可以挥发出氨气，进行氨的催化氧化实验；该同学可向浓氨水中加入氢氧化钠或加热来加快浓氨水的挥发。
（2）该同学会看到有红棕色气体出现，随后又消失，然后出现白烟；原因是氨在催化剂的加热的共同作用下被氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸（具有挥发性），硝酸遇到氨气产生大量的白烟。
【例3】能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、（NH4）2SO4四种溶液（可以加热）的一种试剂是（）
A．BaCl2B.Ba（NO3）2C.Ba（OH）2D.AgNO3
△
【解析】NH4+的检验方法是：
将待检物取出少量置于试管中，加入NaOH溶液后，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐（NH4+）：
NH4++OH-NH3↑+H2O
上述四种物质中，有两种含NH4+，另有两种含SO42-，SO42-的检验用Ba2+,所以选择Ba（OH）2来鉴别。
将Ba（OH）2溶液分别加入到上述四种溶液中的现象分别为：
只有白色沉淀；只有刺激性气味的气体；无现象；既有白色沉淀又有刺激性气味的气体。
【答案】C
【例4】某同学在实验室里发现了一瓶白色固体，加入水中迅速溶解，加入CaCl2溶液中无任何现象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成；加热时有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热固体粉末，发现有气体和水滴生成，最后不留任何残渣。
该同学发现的白色固体是什么？
你能帮助他分析产生这些实验现象的原因吗？
并写出有关的化学方程式。
【解析】固体加入CaCl2溶液中任何现象，加入澄清石灰水中有白色沉淀生成，说明白色固体中有HCO3-；加热反应后的溶液，有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明白色固体中有NH4+。
所以，白色固体为碳酸氢铵。
【答案】白色固体为碳酸氢铵；HCO3-与OH-反应生成CO32-和水，CO32-与Ca2+反应生成碳酸钙白色沉淀，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，沉淀消失；加热碳酸氢铵，碳酸氢铵完全分解生成氨气、二氧化碳和水，最后无残渣剩余。
△
有关的化学方程式为：
△
NH4HCO3+Ca（OH）2NH3↑+CaCO3↓+2H2O
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
【例5】下图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图。
其中A、B、C、D常温下都是气体，B为红棕色，写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
（1）各物质的化学式
A________B_________C_________D__________E__________
（2）各步反应的化学方程式
AC_______________________________
DC_______________________________
BE_______________________________
EC_______________________________
CB_______________________________
【解析】本题的突破口B为红棕色，B是NO2，C与O2能生成气体B，故C为NO。
E在常温下不是气体，故E为HNO3，由图转化关系进一步分析知A为N2，D为NH3。
【答案】略。
【例6】在标准状况下，用以下气体做喷泉实验，请根据情况，填写烧瓶中溶液的物质的量浓度（假设烧瓶中溶质不能扩散出来）。
（1）用氯化氢气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_______；
（2）用NH3做喷泉实验，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为_______；
（3）用NO2气体做喷泉实验，喷泉结束后，水充至烧瓶容积的2/3处，则溶液的物质的量浓度为________；
（4）用NO2和O2按4：
1体积比混合，喷泉结束后，水充满烧瓶，则溶液的物质的量浓度为________；
【解析】
（1）由于HCl气体极易溶于水，最终所得溶液的体积和原HCl气体的体积相等，即相当于VL溶液中溶解了HCl气体：
（设烧瓶体积为VL），溶液的物质的量浓
度为：
mol•L-1=0.045mol•L-1。
（2）由于NH3也极易溶于水，最终所得溶液的体积和原NH3的体积是相等的。
故所得溶液的物质的量浓度也为
mol•L-1，约为0.045mol•L-1。
（3）由反应方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO知，NO2气体有2/3被氧化成HNO3，喷泉结束后所得溶液的体积亦为原NO2气体体积的2/3，故该溶液的物质的量浓度为
mol•L-1，约为0.045mol•L-1。
（4）由反应方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3知，NO2与HNO3的物质的量相等，NO2的体积占混合气体总体积的4/5，即相当于1L溶液中溶有的HNO3为：
，约为0.036mol，其物质的量浓度为0.036mol•L-1。
【答案】见解析
夯实基础：
1．下列叙述中，正确的是（）
A．氨气不易在空气中燃烧B.氨水显碱性
C．氨气与氯化氢气体相遇产生白色烟雾
D.在反应NH3+H+=NH4+中，NH3失去电子被氧化
2．当氨气与氧气一起通过灼热的铂丝网时，在导出的产物中，不可能出现的物质是（）
A．NH4NO3B．H2OC．N2D．NO2
3．在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶中，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。
则a和b分别是（）
a（干燥气体）
b（液体）
A
NO2
水
B
CO2
4mol•L-1NaOH溶液
C
Cl2
饱和NaCl溶液
D
NH3
1mol•L-1盐酸
4．任何铵盐都具有的性质是（）
A．都易溶于水B.加热都放出氨气
C．只有与碱作用才产生氨气D.都不能与其它盐反应
5．在1L1mol•L-1的氨水中（）
A．含有1molNH3分子
B．含NH3和NH4+之和为1mol
C．含NH3•H2O1mol
D．含NH3、HN3•H2O、NH4+之和为1mol
6．已知25%的氨水的密度为0.91g•cm-3,5%的氨水的密度为0.98g•cm-3。
若将上述两溶液等体积混合，所得氨水的质量分数是（）
A．等于15%B.大于15%C.小于15%D.无法估算
7．氢阴离子（H-）能和NH3反应：
H-+NH3=NH2-+H2↑根据上述反应事实可以得出的正确结论是（）
A．NH3有还原性B.H-是很强的还原剂
C．该反应的还原产物是H2D.该反应属于置换反应
8．下列各组气体中，在通常条件下能稳定共存的是（）
A．NH3、O2、HClB.N2、H2、HCl
C.CO2、NO、O2D.N2、O2、CO2
9．如图，锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y，若挤压滴管，使Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓起，气体X和液体Y不可能是（）
X
Y
a
A．X是NH3，Y是水
B．X是SO2，Y是NaOH浓溶液
C．X是CO2，Y是稀硫酸
D．X是HCl，Y是NaOH稀溶液
10.相同状况下,在体积相同的三个烧瓶中分别充满NH3、HCl、NO2三种气体，将其倒置于水槽中，充分反应，用塞子塞好烧瓶的瓶口（设烧瓶内液体未扩散），则所得三种溶液的物质的量浓度之比为（）
A．1：
1：
1B.3：
3：
2C.2：
2：
3D.5：
5：
4
11．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（）
12．把盛有48mLNO和NO2的混合气体倒立于水中（保持同温同压），液面稳定后，容器内气体体积变为24mL，则：
（1）原混合气体中，NO是_____mL，NO2是_____mL。
（2）若在剩余的24mL气体中通入6mLO2，液面稳定后，容器内剩余气体是_____，体积为____mL。
（3）若在剩余的24mL气体中通入24mLO2，液面稳定后，容器内剩余气体是______，体积为_____mL。
（4）若在剩余的24mL气体中通入_____mLO2，充分反应后，容器内剩余4mL气体。
13．把烧红了的铂丝插入盛有浓氨水的锥形瓶中，可观察到下列现象：
液面上的铂丝保持红热，
瓶内有红棕色气体产生，
有时瓶口有白烟出现，请用必要的文字和有关化学反应方程式解释上述现象：
__________________________________________________。
14．资料显示：
“氨气可在纯氧中安静燃烧……”。
某校化学小组学生设计如图装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。
（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是_________。
碱石灰的作用是____________________________________。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热。
氨催化氧化的化学方程式是_______________________________。
试管内氧化变为红棕色，该反应的化学方程式是_______________________________。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：
两气体通入的先后顺序是______________，其理由是___________________________。
氨气燃烧的化学方程式是_____________________________。
15．实验室合成氨的装置如图所示。
试回答：
装置甲的作用
__________，
___________，
________；从乙处导出的气体是_______；检验产物的最简单的化学方法是________。
16．按下图所表示的装置、方法进行实验：
（1）实验开始一段时间后，可观察到锥形瓶口上方有白烟生成，请将可能观察到其他现象补齐：
_______________________。
有关化学方程式为_______________________。
（2）由于气温的原因，上述实验一段时间后现象不太明显，需向锥形瓶内加入下列哪种物质才能重新看到明显的现象（填代号）_____。
A．NaOHB.CaOC.浓H2SO4D.NH4Cl
（3）经过对比实验证明，在其他条件相同时，用空气代替氧气的实验效果较差，主要原因是_______________________________。
能力提高
1．下列各组物质的空间构型完全不同的是（）
A．NH3和H3O+B.NH4+和CH4C.CO2和SiO2D.金刚石和晶体硅
2．下列事实可证明氨水是弱碱的是（）
A．氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁
B．铵盐受热易分解
C．0．1mol•L-1氨水可以使酚酞试液变红
D．0．1mol•L-1氯化铵溶液的PH约为5
3．A、B、C、D为中学化学中常见的四种气体单质。
在一定条件下，B可以分别和A、C、D化合生成甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。
已知甲、乙、丙的每个分子中含有的电子数相等，并且甲、乙、丙、丁有如下所示关系：
请填写下列空白：
（1）单质B的化学式是____。
电子式为_______。
（2）单质A和化合物乙发生反应的化学方程式是_________________________。
单质C和化合物丙发生反应的化学方程式是__________________________。
（3）试根据化合物丙、丁中D元素的化合价，判断丙和丁能否在一定条件下发生化学反应生成D的单质。
若认为能反应，写出反应的化学方程式，若认为不能反应，简要说明理由。
4．下列框图是某元素的单质及其重要化合物在一定条件下相互转化的关系图（生成物中不含该元素的物质均已略去）。
已知：
F可用作化肥，也可用来制炸药；纯净的G是一种无色或淡黄色的晶体。
据此判断：
（1）单质A必定是______（填“金属”或“非金属”），理由是____________________。
（2）指出反应
在现代化学工业上的实际意义___________________________________。
（3）已知反应
是氧化还原反应，其氧化产物与还原产物的质量比为______。
（4）写出反应
的离子方程式________________________________。
（5）下列哪些属于物质G的用途______。
a.用于印染、漂白行业b.粘合剂c.防腐剂d.“钡餐”e.常用的混凝土掺和剂、防冻剂f.加入NaI或KIO3后可作“碘盐”用
5．VA族元素都能形成RH3型的氢化物，其中NH3与VI族中的H2O有很多的相似，试推断氨的性质：
（1）液氨是一种良好的溶剂，电解质在液氨中_____电离（填能或不能）。
（2）金属钠在350°C时与氨发生反应的化学方程式是___________________________。
（3）有人认为如果木星及卫星有生命的话，这些生物可能要从液氨的海洋产生，因为在那里的液氨相当于地球上的水，如果那里的生命是以碳链为骨架的话，那么与地球上生物分子中氨基酸相当的是_________，而与地球上糖相当的化合物是__________。
6．如图所示，试管中集满干燥的氯气，胶头滴管中装有供反应的足量浓氨水。
滴入浓氨水，开始时试管内发生的反应有氧化还原反应：
NH3+Cl2→N2+HCl并产生红光和红烟。
请根据以上反应和现象回答下列问题：
（1）标志反应全部完成的现象是___________________。
（2）反应完毕后，将试管浸入水中并倒立着试管，
取下滴管，有水进入试管。
在室温时，进入试管内的水
约占试管容积的______。
（3）反应中生成的白烟是_______。
（4）写出试管中反应的化学方程式________________________________。
7．实验室制氨气通常有三种方法：
用固体氢氧化钙和氯化铵反应，装置同课本；
称取7.9g碳酸氢铵固体放入试管内，再加入8g氢氧化钠固体，常温下即能产生氨气，装置如图中甲；
在锥形瓶中注入50mL浓氨水，再加入10g氢氧化钠固体，装置如图中乙，选取三个250mL干燥的烧瓶及瓶塞，用于收集三种制法的氨气。
请填空：
（1）写出
法制取氨气的化学方程式_________________________________。
（2）说明用
法制取氨气的原理___________________________________。
（3）检验氨气已收集满的方法_______________________；
（4）集满氨气的烧瓶做喷泉实验，装置如图中丙（烧杯内盛酚酞溶液），其现象是_____
________________。
8．喷泉实验是一个有趣实验。
现有250mL的烧瓶充满某种气体进行实验。
设玻璃导管长35cm，胶头滴管中可挤出0.50mL水。
（1）0．50mL水中至少能溶解多少毫升该气体（标准状况），水才能从尖嘴管喷出（假设水面保持不变）？
（2）下列气体能做成喷泉实验的是____。
气体
A
B
C
D
E
溶解度（标况）
2．6
40
5．8
10．2
23．1
（3）假设NO2能进行喷泉实验，实验后该烧瓶中溶液的物质的量浓度为多少？
高考聚焦
1．（2002年全国理综）大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。
制取氨气并完成喷泉实验。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式:
_____________________________________
（2）收集氨气应使用__________法，要得到干燥的氨气可
升级会员 