高中化学鲁科版必修1第2节 氮的循环教课内容ppt课件

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2.化学性质(1)氨与水反应。①氨溶于水时,大部分NH3与H2O结合,形成NH3·H2O。氨水受热,有氨气逸出,反应的化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O。②喷泉实验。实验现象:形成喷泉,且烧瓶内液体呈红色。实验结论:氨气极易溶于水,且与水生成了使溶液显碱性的物质。
(2)氨与酸反应。①与HCl反应,化学方程式为NH3+HCl NH4Cl,蘸有浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒靠近时出现的现象为产生白烟。浓氨水与挥发性酸反应,都可生成白烟,如浓硝酸等。②与H2SO4反应,化学方程式为2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4。(3)氨的还原性。氨中氮元素的化合价是-3价,是氮元素的最低价态,因此,氨具有还原性,能与具有氧化性的物质(如氧气)反应。氨在催化剂(如铂等)存在的情况下与氧气反应生成一氧化氮:
二、铵盐1.定义由铵根离子和酸根离子构成的盐。 2.物理性质易溶于水的白色晶体。3.化学性质(1)受热分解。
三、NH3的实验室制法
①制备原理。氯化铵与熟石灰反应:②氨气的收集及验满。用向下排空气法收集,并用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满。
1.氨水呈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电离出少量的OH-C.溶于水的氨分子只有少量电离D.氨本身的碱性弱
2.针对实验室制取氨气,下列说法不正确的是(　　)A.发生装置与用KClO3制取O2的装置相同B.可用浓硫酸干燥氨气C.可用向下排空气法收集氨气D.氨气的验满可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放于试管口附近解析：实验室通过加热氯化铵固体与氢氧化钙固体制取氨气,发生装置与用KClO3制取O2的装置相同,故A正确;氨气的水溶液显碱性,不能用浓硫酸干燥氨气,故B错误;氨气的密度比空气小,可用向下排空气法收集氨气,故C正确;氨气与氯化氢反应可生成氯化铵固体,可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放于收集氨气的试管口附近进行氨气的验满,若瓶口产生白烟说明已集满,故D正确。答案：B
3.下列叙述不正确的是(　　)A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂B.氨气的水溶液能使酚酞溶液变蓝C.铵盐受热易分解,因此贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处D.稀硝酸和活泼金属反应时得不到氢气解析:NH3易液化,液氨汽化时吸热,因此液氨常用作制冷剂,A正确;氨气的水溶液呈碱性,因此氨气的水溶液可使酚酞溶液变红,B错误;铵盐受热易分解,因此贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处,C正确;硝酸是氧化性酸,稀硝酸和活泼金属反应时得不到氢气,D正确。答案:B
4.如图所示是实验室制取氨气的装置示意图,下列说法错误的是(　　)A.这样制取氨气是利用了 与OH-反应的性质B.所有的铵盐都可与碱反应(加热)生成氨气C.可以用湿润的酚酞试纸检验氨气是否收集满D.可以用浓硫酸干燥氨气
探究喷泉实验的形成原理
实验室中若用如图装置做喷泉实验,如何引发喷泉?探究提示打开止水夹,用手(或热毛巾等)焐热烧瓶,NH3受热膨胀,赶出玻璃导管内的气体,NH3与水接触,即产生喷泉。
特别提醒:(1)喷泉实验成功的关键:①气体在吸收液中被吸收得既快又多;②装置的气密性要好;③烧瓶内气体纯度要大。(2)只要气体易溶于吸收剂,均可做喷泉实验,吸收剂可以是水,也可以是酸液或碱液等。一般有以下几种情况:
【例题1】喷泉是一种自然景观,其产生的原因是存在压强差,根据此原理造出了人工喷泉。
(1)用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥的氨气,引发喷泉的操作是　。 (2)利用图2装置,在锥形瓶中分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是　　　　。 A.Cu与稀盐酸B.NaHCO3与NaOH溶液C.CaCO3与稀硫酸D.NH4HCO3与稀盐酸(3)从产生喷泉的原理分析,图1是　　　　(填“增大”或“减小”)圆底烧瓶内的压强。图2是　　　　(填“增大”或“减小”)锥形瓶内气体的压强。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图　　　　原理相似。 
解析：(1)图1引发喷泉,只需要打开止水夹,挤压胶头滴管即可。(2)图2中,能在锥形瓶内反应产生气体,使锥形瓶内压强大于圆底烧瓶内压强方可产生喷泉,故应选NH4HCO3和盐酸。(3)喷泉形成的基本原理为容器内外存在较大的压强差。答案：(1)打开止水夹,挤压胶头滴管(2)D(3)减小　增大　2
规律方法点拨(1)喷泉的引发不一定是因为烧瓶内气体的量急剧减小而造成的。(2)能形成喷泉的气体不一定是极易溶于水的气体。(3)喷泉引发的关键一定是因为短时间内形成了较大的压强差。
跟踪训练1在下图装置中,烧瓶中充满干燥的气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状从导管口喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(　　)
解析：本题考查的是喷泉实验原理:气体a在液体b中溶解度很大,烧瓶中气体溶于少量液体b中导致烧瓶中气压急剧下降,烧杯中的液体b被大气压入烧瓶,形成喷泉。D项中氨气极易溶于水,所以D正确。答案：D
(1)上述装置中球形干燥管内所盛碱石灰有什么作用?能不能将其换成一装有浓硫酸的洗气瓶?(2)实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团,这么做的目的是什么?探究提示(1)除去NH3中的水蒸气。不能,因为浓硫酸与NH3反应生成(NH4)2SO4。(2)防止NH3与空气形成对流,以收集到较纯净的NH3。
氨气的实验室制法(1)反应原理:利用固体氯化铵与消石灰混合加热制得。(2)发生装置类型:
(3)气体的收集、检验和干燥:①收集:向下排空气法。②检验:湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒。③干燥:用碱石灰干燥。装置为:
(4)尾气处理:为避免污染空气,多余的氨气一定要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花)。同时,在尾气吸收过程中要注意防止倒吸。常采用的防倒吸装置有下列几种。已知CCl4是一种常用的有机溶剂,密度比水的大,不与NH3或H2O发生反应。
【例题2】 实验室可用下图所示装置(缺少收集装置,夹持及固定装置已略去)制备并收集氨气。
(1)在图中方框内绘出用烧瓶收集氨气的仪器装置简图。(2)试管中的试剂是　　　　　　　　　　　　　　(填写化学式)。 (3)烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是　　　　　　(用电离方程式表示)。 
(4)若用下列各种试剂组合(其他条件相同)进行制取氨气的对比实验,测出氨气的体积(标准状况)如下表:
从表中数据分析,氨气产率最高的是　　　　(填序号),其原因是　 
解析：(1)由于生成的NH3密度比空气的小,所以收集NH3时常采用向下排空气法。(2)实验室制取NH3常采用的试剂是Ca(OH)2和NH4Cl。(3)NH3溶于水后大部分与H2O结合生成弱碱NH3·H2O,NH3·H2O发生微弱电离,产生OH-,故溶液显碱性,能使酚酞溶液由无色变为红色。(4)分析表中数据可知,第⑥组的产率最高,因为NH4Cl加热分解后的部分产物又重新结合成NH4Cl,而NaOH或Ca(OH)2与铵盐反应产生的水较多,可吸收部分NH3。
答案：(1)如右图所示。(2)NH4Cl、Ca(OH)2(3)NH3·H2O +OH-(4)⑥　NH4Cl受热易分解,生成的部分NH3和HCl又重新结合生成NH4Cl,而NaOH或Ca(OH)2与铵盐反应产生的水较多,会吸收一定量的NH3,所以用CaO与(NH4)2SO4反应产率最高
规律方法点拨氨气极易溶于水,因此在制备、收集、尾气处理过程中,应尽可能使其不与水接触,以减少损失、防止倒吸。
跟踪训练2实验室用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体反应制备NH3。下列装置能达到相应实验目的的是 (　　)A.装置甲:制备NH3B.装置乙:干燥NH3C.装置丙:收集NH3D.装置丁:吸收多余NH3
解析：加热NH4Cl固体和Ca(OH)2固体制取NH3时,试管口应该略向下倾斜,故A错误;浓硫酸能与氨气反应,因此不能用浓硫酸干燥氨气,故B错误;氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集氨气,故C正确;氨气极易溶于水,用丁装置容易产生倒吸现象,故D错误。答案：C
为什么用浓的NaOH溶液,而不用澄清石灰水?探究提示由于澄清石灰水中c(OH-)小,产生的NH3·H2O少,不宜使NH3逸出。
【例题3】 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,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口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,再滴入酚酞溶液D.加入NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口解析：检验铵盐的方法是利用了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。答案：D
规律方法点拨掌握物质的特征反应是检验物质的关键,离子检验的一般步骤为:取少许样品→溶解或加入试剂→必要的操作→描述现象→得出结论。
跟踪训练3下列现象不能用于检验NH3的是 (　　)A.气体遇浓盐酸产生白烟B.气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝C.将气体通入酚酞溶液中,溶液变红色D.蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近气体
解析：NH3与浓盐酸挥发出的HCl发生反应NH3+HCl NH4Cl,会产生白烟,A项能检验NH3;B选项,NH3与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O呈弱碱性,能使红色石蕊试纸变蓝色,能使酚酞溶液变红色,B项、C项可以;浓硫酸不具有挥发性,D项不能用于检验NH3。
1.下列关于氨气的说法中正确的是(　　) A.氨可以用浓硫酸干燥B.氨溶于水显弱碱性,因此氨气可使湿润的酚酞试纸变蓝C.氨本身没有毒,故发生液氨大量泄漏时,人们也不必采取任何防范措施D.吸收NH3可用下图所示的装置防止倒吸(已知CCl4是一种常用的有机溶剂,密度比水的大,不与NH3或H2O发生反应。)
解析：氨属于碱性气体,不能用酸性干燥剂干燥;湿润的酚酞试纸遇NH3会变红;虽然氨气并不能称为有毒气体,但由于氨气的溶解度极高,且极易挥发,所以常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上,从而产生刺激和炎症,故发生液氨大量泄漏时,人们必须采取一定的防范措施,例如根据氨的密度小的特征,可以向地势低、逆风的方向跑离事故区,故A、B、C三项都错误。答案：D
2.下列关于氨水的说法正确的是(　　)A.氨水是无色透明的纯净物B.向氨水中滴加酚酞,溶液变红C.氨水受热不分解D.将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近浓硫酸有白烟产生解析：氨水是氨气的水溶液,属于混合物,故A错误;氨水中存在NH3·H2O +OH-,溶液显碱性,滴加酚酞,溶液变红,故B正确;氨水不稳定,受热分解生成NH3和H2O,故C错误;浓硫酸是难挥发性酸,靠近浓氨水时不会产生白烟,故错误。答案：B
3.用玻璃棒分别蘸取下列各项中的两种浓溶液,将玻璃棒的下端相互靠近,没有白烟生成的是(　　)A.浓氨水和浓硝酸B.浓氨水和浓盐酸C.浓氨水和浓硫酸D.浓氨水和浓醋酸解析：只有挥发性的酸溶液与浓氨水才有白烟生成,而浓硫酸难挥发且能吸收氨。答案：C
4.下列各组物质中,不能进行喷泉实验的是(　　)A.NH3和H2OB.NO和H2OC.CO2和NaOH溶液D.HCl和H2O解析：常温下,1体积水中溶解700体积的氨气,NH3极易溶于水而致容器压强减小,可做喷泉实验,A项不符合题意;一氧化氮不溶于水且和水不反应,不能使烧瓶内压强减小,不能形成喷泉,B项符合题意;CO2可与NaOH溶液反应而被吸收,从而形成压强差,可做喷泉实验,C项不符合题意;常温下,1体积水中能溶解500体积的氯化氢,氯化氢极易溶于水导致烧瓶内压强减小,能形成喷泉,D项不符合题意。答案：B
5.已知常温下A、B、C、D为气体,E、F为固体,G是氯化钙,它们之间的转换关系如图所示:(1)D的化学式(或分子式)是　　　　,E的化学式(或分子式)是　　　　。 (2)A和B反应生成C的化学方程式是　　　　　　　。 (3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是 　。