第四章第四节第1课时.docx

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第四章第四节第1课时

第四节　氨　硝酸　硫酸

第1课时　氨

[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.学会氨气的实验室制取、收集和检验方法。

3.学会铵盐的性质及NH＋4的检验方法。

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

。

[活学活用]

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，加入碱后加热，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。

[活学活用]

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．②③C．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；加热浓氨水，加快氨气挥发；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。

当堂检测

1．下列属于氮的固定的是（　　）

A．植物从土壤中吸收含氮养料

B．将氨转变为氮肥

C．化工厂中将N2和H2合成氨

D．NH3溶于水得氨水

答案　C

解析　氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮的过程。

2．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。

3．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。

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．加热饱和NH4Cl溶液

答案　D

5．NH3通入水中发生的反应为____________________________________________________；

氨水中存在的分子有____________________________________________________________；

离子有________________________________________________________________________。

答案　NH3＋H2ONH3·H2ONH

＋OH－

H2O、NH3、NH3·H2O　NH

、OH－、H＋

解析　NH3通入水中大部分与水生成NH3·H2O，少部分以NH3分子的形式存在，NH3·H2O中的少部分电离生成NH

和OH－，另外水电离产生极少量的H＋，故氨水中存在的分子有H2O、NH3、NH3·H2O，离子有NH

、OH－、H＋。

6．为探究NH3的溶解性，某兴趣小组按如图所示装置进行实验（f为止水夹），请回答下列问题：

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式_____________________________________________。

（2）要得到干燥的氨气可选用________作干燥剂。

A．碱石灰（CaO和NaOH的混合物）

B．浓硫酸

C．浓硝酸

D．氢氧化钠溶液

（3）用如图装置进行喷泉实验，烧瓶中已装满干燥氨气（标准状况），引发水向上喷的操作是________________________________________________________________________。

答案　

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（2）A　（3）打开止水夹f，轻轻挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶

解析　

（1）实验室通常用氯化铵和氢氧化钙的固体混合物加热制取氨气。

（2）浓硝酸和氢氧化钠溶液不能用作干燥剂使用，浓硫酸可以和氨气反应，实验室常用碱石灰来干燥氨气。

（3）将胶头滴管中的少量液体挤入烧瓶，氨气极易溶于水，使瓶内压强减小，在大气压的作用下，烧杯中的液体会顺利进入烧瓶，形成喷泉。

40分钟课时作业

[基础过关]

一、氨气的性质

1．关于氨的下列叙述中，错误的是（　　）

A．氨易液化，因此可用来作制冷剂

B．氨易溶解于水，因此可用来做喷泉实验

C．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定（不容易分解）

D．氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色

答案　C

2．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

解析　检验氨气方法，一是用湿润的红色石蕊试纸（或石蕊试液），二是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近盛有待检验气体的瓶口。

3．在下面的反应中，氨作为氧化剂参加反应的是（　　）

A．NH3＋H3PO4===NH4H2PO4

B．4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

C．2NH3＋3Cl2===6HCl＋N2

D．NH3＋NaH===NaNH2＋H2↑

答案　D

解析　A选项为非氧化还原反应；B、C选项中NH3被氧化，作还原剂；D选项中NaH作还原剂，NH3作氧化剂。

二、铵盐的性质

4．下列不属于铵盐的共同性质的是（　　）

A．易溶于水

B．与苛性钠共热产生NH3

C．都是晶体

D．受热分解都产生NH3

答案　D

解析　所有铵盐受热都分解，但并不是都能放出氨气。

5．现欲分离氯化钠和氯化铵的混合物，可采用的方法是（　　）

A．加入NaOH溶液B．加入AgNO3溶液

C．加热并冷却D．加入水

答案　C

解析　铵盐受热均易分解，NH4Cl加热分解，而NaCl受热没有明显变化，同时生成的NH3和HCl气体导出后又能迅速化合生成NH4Cl。

6．检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中，然后（　　）

A．加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验

B．加水溶解，用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性

C．加入碱溶液，加热，再滴入酚酞试液

D．加入苛性钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验

答案　D

解析　检验铵盐的方法是利用铵盐与碱反应生成氨气及氨气的性质，把NaOH溶液加到某物质的固体或溶液里，加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，就可以判断该物质是铵盐。

三、喷泉实验

7．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，在烧瓶中充满干燥气体，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

答案　B

解析　若能形成喷泉，则烧瓶中的气体必须在液体中易溶或与液体反应，使烧瓶中压强减小。

O2在H2O中不易溶，也不发生反应，不可能形成喷泉。

8．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　A项中浓硫酸不是挥发性酸，不会产生白色烟环；B、C、D三项中由于NH3的摩尔质量小，扩散速度快，所以离白色烟环远的甲为浓氨水，故C项正确。

四、氨气的实验室制法

9．氨气是化学实验室常需制取的气体。

实验室制取氨气通常有两种方法：

①用固体氢氧化钙与氯化铵共热；

②在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水反应。

（1）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________。

（2）写出加热NH4Cl和Ca（OH）2制取NH3的反应方程式：

________________________________________________________________________。

（3）在制取后，如果要干燥氨气，应选用的干燥剂是________。

A．浓硫酸　　　B．固体氢氧化钠　　　C．五氧化二磷

（4）检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）A　B

（2）2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

（3）B

（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（或其他合理答案）

解析　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。

NH3为碱性气体，只能用碱性干燥剂。

检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。

10．如图在化学实验中有多种用途：

（1）现用此装置收集NH3，气体从________口通入，若用此装置收集Cl2，气体从________口通入。

（2）现有位同学采用排水法收集氨气，其装置如图：

气体从________口通入，上层液体应选择________。

答案　

（1）A　B

（2）A　植物油（答案合理即可）

解析　

（1）NH3的密度比空气的密度小，所以应用向下排空气法，即从A口进，B口出；Cl2的密度比空气的密度大，所以用向上排空气法，即从B口进，A口出。

（2）NH3极易溶于水，所以NH3和H2O不能接触，所以上层液体应与水互不相溶，且其密度比水的小，同时和NH3又不能发生反应，可选择植物油等。

[能力提升]

11．一无色气体可能由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成，将此无色气体通过盛有浓H2SO4的洗气瓶，发现气体的体积减少了一部分。

继续通过装有固体Na2O2的干燥管，发现从干燥管出气口出来的气体呈红棕色。

再将该气体充满一试管后，将此试管倒立于装有水的水槽中，发现倒立的试管中水位上升，最后充满整个试管。

由此可以确定：

（1）原气体中一定含有________________，一定不含________________。

（2）由最终结果可知，原气体中__________两种气体的体积之比为________时，才能使倒立的试管中充满溶液。

答案　

（1）NH3、CO2、NO　NO2、HCl、H2

（2）CO2和NO　3∶2

解析　原气体为无色，不含有NO2；通过浓H2SO4气体体积减少，则含有NH3，不含有HCl；继续通过Na2O2，气体变为红棕色，则含有CO2，产生的O2与NO反应生成NO2，然后倒立于水槽中，气体全部溶于水，NO2气体与O2之比为4∶1，无H2存在。

由2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2↑

2NO＋O2===2NO2

4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3

可知CO2与NO的体积比为3∶2。

12．某学生课外活动小组利用如图所示装置分别进行如下实验：

（1）向试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则此溶液可能是______________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是________________________________________________________________________。

（2）向试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是____________________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是________________________________________________________________________。

答案　

（1）稀氨水和酚酞　稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅

（2）溶有SO2的品红　SO2逸出，品红溶液恢复红色

解析　本实验装置为一封闭体系，原溶液受热颜色发生变化，是由于其中某种物质以气态形式挥发所引起，冷却后，挥发出的气体又溶解在溶液中，得到原来的溶液。

能使溶液在红色和无色之间变化的物质在中学阶段最常见的是酚酞和品红，从而不难分析出导致品红溶液颜色变化的是SO2，导致酚酞溶液颜色变化的是碱性气体NH3。

13．如图为氨气溶于水的喷泉实验装置（图中固定装置均已略去）。

（1）收集氨气应使用________法，要得到干燥的NH3选用________作干燥剂；

（2）用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）如果只提供乙装置，请说明引发喷泉的方法：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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　（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而与水接触，即产生喷泉

解析　

（1）对于难溶于水的气体，最好用排水法收集，这样得到的气体比较纯净（排空气法难以排尽空气）。

NH3极易溶于水，只能用排空气法收集，且NH3的相对分子质量比空气（空气的平均相对分子质量为29）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。

14．将产生的氨气与过量的氧气通到如下图装置（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：

（1）氨催化氧化的化学方程式是________________________________________________________________________。

（2）试管内气体变红棕色，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

答案　

（1）4NH3＋5O2

4NO＋6H2O

（2）2NO＋O2===2NO2

解析　氨具有较弱的还原性，可以与O2在催化剂存在的条件下发生化学反应，生成NO和H2O；NO气体很容易被氧气氧化为NO2。

[拓展探究]

15．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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管（或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞）

（2）Ⅱ的导管口处产生白烟

（3）先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管（或先打开a活塞，挤压胶头滴管，再打开c活塞）。

片刻后，关闭a，然后打开b活塞

解析　若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管（或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞）。

若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，则在Ⅱ中NH3被水吸收，形成负压，Ⅰ中HCl进入Ⅱ中，HCl和NH3反应生成固体NH4Cl，产生白烟。

要在烧瓶Ⅰ形成喷泉，就要形成负压，先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管。