高中化学专题硫氮和可持续发展生产生活中的含氮化合物第课时氮肥的生产和使用苏教版必修 38页

第 2 课时　氮肥的生产和使用 专题 4 　 第二单元　生产生活中的含氮化合物 学习目标定位 1. 知道 NH 3 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。 内容索引 新知导学 —— 新知探究 　 点点落实 达标检测 —— 当堂检测 　 巩固反馈 新知导学 (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 ，瓶内液体呈 色。 (2) 上述实验说明氨气 溶于水，其水溶液呈 性。 (3) 反应的化学方程式是 。 1. 氨气易溶于水 —— 喷泉实验 喷泉 红 一、氨气的性质 碱 易 NH 3 ＋ H 2 O  NH 3 ·H 2 O 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 。 (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 。 有大量白烟产生 NH 3 ＋ HCl == =NH 4 Cl 3. 从氮元素的化合价分析氨的性质 (1)NH 3 分子中氮元素的化合价为 价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是 ，因此氨具有 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： _________ 。 － 3 只能升高，不能降低 还原 4NH 3 ＋ 5O 2 4NO ＋ 6H 2 O (1) 氨气是一种无色有 气味的气体、密度比空气 ，易液化。 ① 氨气易溶于水，且与水反应生成弱碱 。 ② 氨气能与酸反应生成铵盐，其离子方程式是 ； ③ 氨气具有还原性，被催化氧化生成 。 刺激性 小 归纳总结 NH 3 ·H 2 O NH 3 ＋ H ＋ == =NH NO (2) 氨水的性质 ① 氨水的电离方程式是 NH 3 ·H 2 O ＋ OH － ，具有 性，能使红色石蕊试纸 。 ② 氨水不稳定，受热分解的化学方程式是 。 (3) 氮的固定是将 态的氮转变为 态的氮的过程。主要有 ① 雷电固氮： N 2 ＋ O 2 2NO 。 ② 生物固氮：豆科植物的根瘤菌吸收 N 2 形成化合物。 ③ 人工固氮： N 2 ＋ 3H 2 2NH 3 。 弱碱 变蓝 NH 3 ·H 2 O NH 3 ↑ ＋ H 2 O 游离 化合 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 NH 3 ( 除水外 ) D.1 mol·L － 1 的氨水指在 1 L 溶液中含 NH 3 、 NH 3 ·H 2 O 、 NH 物质的量之 和为 1 mol √ 答案 解析 活学活用 解析　 溶于水的氨气大部分与水反应生成 NH 3 ·H 2 O ，所以，除水外，物质的量浓度最大的粒子是 NH 3 ·H 2 O ； NH 3 ·H 2 O 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 H 2 O 、 NH 3 、 NH 3 ·H 2 O 、 NH 、 OH － 和少量的 H ＋ ，是一种混合物，液氨是纯净物，只有 NH 3 分子。 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.CO 2 ( 浓 NaOH 溶液 )/ 无色喷泉 B.NH 3 (H 2 O 含酚酞 )/ 红色喷泉 C.SO 2 ( 浓 NaOH 溶液 )/ 红色喷泉 D.HCl(AgNO 3 溶液 )/ 白色喷泉 √ 答案 解析 思维启迪 解析　 气体与液体易发生反应或易溶即可形成喷泉。 CO 2 → NaOH 溶液反应，无色喷泉； NH 3 → H 2 O( 含酚酞 ) ，易溶显红色，形成红色喷泉； SO 2 → NaOH 溶液反应，无色喷泉； HCl → AgNO 3 溶液，反应生成白色沉淀，形成白色喷泉。 思维启迪 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： NH 3 、 HCl 、 SO 2 、 NO 2 ； b. 酸性气体与碱液的组合： HCl 、 SO 2 、 NO 2 、 CO 2 、 H 2 S 等与 NaOH 溶液； c. 碱性气体与酸液的组合：氨气与稀盐酸。 1. 铵盐及其性质 (1) 农业上常用的铵态氮肥，如 等都属于铵盐，它们都是 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 。 ② 反应的化学方程式是： 。 NH 4 HCO 3 、 (NH 4 ) 2 SO 4 、 NH 4 NO 3 易 二、铵盐的性质与氨的实验室制取 氯化铵白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体 NH 4 Cl NH 3 ↑ ＋ HCl ↑ ， NH 3 ＋ HCl == = NH 4 Cl (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 ； ② 反应的化学方程式是 。 红色石蕊试纸变蓝 NH 4 Cl ＋ NaOH NH 3 ↑ ＋ H 2 O ＋ 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， __________________________ ，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， ________________________ ，则证明样品中含有 NH 。 将湿润的红色石蕊试纸靠近管 口，若试纸变蓝 归纳总结 用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近 试管口，若有白烟产生 2. 氨的实验室制法 向下排空气法 防止 NH 3 与空气对流，提高 NH 3 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 2NH 4 Cl ＋ Ca(OH) 2 CaCl 2 ＋ 2NH 3 ↑ ＋ 2H 2 O 相关视频 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 ，碱一般用 ，不用 NaOH ，因为后者易潮解，成本高。 (2) 氨气的发生装置与制取 的装置相同。可用 _________________ 来检验产生的氨气。用碱石灰 (CaO 和 NaOH) 干燥氨气，不能用 、 CaCl 2 ( 因为可生成 CaCl 2 ·8NH 3 ) 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。 氯化铵或硫酸铵 Ca(OH) 2 归纳总结 氧气 湿润的红色石蕊试纸 或浓盐酸 浓硫酸 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 NH 3 B. 所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的 N 均呈－ 3 价 C.NH 4 Cl 溶液中加入 NaOH 浓溶液共热时反应的离子方程式为 NH ＋ OH － NH 3 ↑ ＋ H 2 O D.NH 4 Cl 和 NaCl 的固体混合物可用升华法分离 √ 答案 解析 活学活用 解析　 A 项，有的铵盐受热分解产生氨气 ( 如 NH 4 Cl) ，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 NH 4 Cl 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。 A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④ 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 √ 答案 解析 解析　 实验室制取氨气的方法：铵盐与碱加热制取氨气，常用 NH 4 Cl 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 NH 3 ·H 2 O 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 NH 3 与 HCl 冷却后又生成 NH 4 Cl ，不能得到 NH 3 。 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 NH 3 ·H 2 O ，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。 学习小结 达标检测 1. 起固氮作用的化学反应是 A.N 2 与 H 2 在一定条件下反应生成 NH 3 B.NO 遇 O 2 转化为 NO 2 C. 硝酸工厂用 NH 3 催化氧化制 NO D. 由 NH 3 制碳酸氢铵和硫酸铵 解析　 由 N 2 转化为氮的化合物叫氮的固定。 1 2 3 4 5 √ 答案 解析 解析　 NH 3 与 HCl 反应为非氧化还原反应， B 项错误； 因 NH 3 易溶于水，实验室制 NH 3 用 NH 4 Cl 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。 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.NH 3 ·H 2 O 不稳定，实验室可用 NH 4 Cl 和石灰水制取氨气 D.NH 3 液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂 √ 1 2 3 4 5 答案 解析 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 － NH 3 ↑ ＋ H 2 O B.NaOH 浓溶液与 NH 4 Cl 溶液混合加热： NH ＋ OH － NH 3 ·H 2 O C. 氨水中加盐酸： NH 3 ·H 2 O ＋ H ＋ == =NH ＋ H 2 O D. 氨水中加入氯化铁溶液： Fe 3 ＋ ＋ 3OH － == =Fe(OH) 3 ↓ √ 1 2 3 4 5 答案 解析 解析　 NH 4 Cl 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 NH 4 Cl 溶液混合加热放出 NH 3 ，不能写成 NH 3 ·H 2 O ， B 项不正确； 氨水与酸或盐反应，实质是 NH 3 ·H 2 O 电离出的 OH － 参与反应， NH 3 ·H 2 O 为弱碱应写成分子形式，故 C 项正确， D 项不正确。 1 2 3 4 5 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 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。 √ 1 2 3 4 5 答案 解析 5. 实验室可用下列几组试剂制取少量 NH 3 ： ① 固体 Ca(OH) 2 和 NH 4 Cl ； 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 NH 3 ，需要加热的是 ________( 填序号 ) ，第 ② 组试剂中产生 NH 3 的化学方程式可表示为 _______________________________ 。 1 2 3 4 5 答案 解析 ①③ NH 3 ·H 2 O ＋ CaO == =Ca(OH) 2 ＋ NH 3 ↑ 解析　 ①③ 需要加热， ① 组反应为 2NH 4 Cl ＋ Ca(OH) 2 CaCl 2 ＋ 2NH 3 ↑ ＋ 2H 2 O 。 1 2 3 4 5 ② 组反应为 NH 3 ·H 2 O ＋ CaO == =Ca(OH) 2 ＋ NH 3 ↑ ，由于 CaO ＋ H 2 O == = 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 NH 3 的溶解，因此不必加热，即放出 NH 3 。 ③ 组反应为 NH 3 ·H 2 O NH 3 ↑ ＋ H 2 O 。 (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 ___ 。 1 2 3 4 5 答案 解析 A B 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。 (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 CaCl 2 1 2 3 4 5 答案 解析 BDE 解析　 NH 3 只能用碱性干燥剂，可以用 B 、 D 、 E 干燥。 (4) 检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 ___________________________ _______________________________________________ 。 1 2 3 4 5 答案 解析 将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若试纸变蓝，说明 NH 3 已集满 ( 答案合理均可 ) 解析　 检验 NH 3 一般用湿润的红色石蕊试纸。 1 2 3 4 5 答案 解析 (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 NH 3 的是 _____( 填序号 ) 。 ②④ 解析　 装置 ① 没有出气导管，装置 ③ 易引起倒吸。 本课结束