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1、 第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物 课时2 氨和铵盐课堂导入科学史：德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨，于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上，这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气体和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。课堂学习氨
2、气氨气颜色气味密度溶解性沸点无色刺激性气味0.771 g/L，比空气的密度小极易溶于水，1体积水能溶解700体积NH3-33.5（易液化，做制冷剂）氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨作为制冷剂，利用了氨气易液化，液氨汽化时会大量吸热。氨作为制冷剂的缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。氨的溶解度如此之大，其水溶性实验会不会有什么独特的现象呢？课堂学习实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。氨气氨气实验原理：NH3+H2O NH3H2ONH3H2O NH4+OH-实验结论：氨极易溶于水，其水溶液呈碱性。课堂学习氨气氨气该喷泉实验中，引发喷泉的实验操作是什
3、么？实验成功的关键是什么？本质原因是什么？操作：引发喷泉的实验操作是打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，滴管里少量的水进入烧瓶，氨几乎全部溶于水中，使烧瓶内压强急剧减小，烧瓶内外形成较大压强差，大气压将水压入烧瓶，形成喷泉。关键：装置气密性良好；圆底烧瓶要干燥；装置内气体的纯度要高。本质原因：烧瓶内外形成压强差，烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。产生压强差的方式：增大烧瓶外压强；减小烧瓶内气压：容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液发生化学反应。课堂学习一般而言，喷泉实验的步骤如上图所示，右图三种装置各自应当如何操作形成喷泉，又有哪些组合可以设计为喷泉实验呢？氨气
4、氨气气体HClNH3NO2 CO2 Cl2 H2S SO2NO2+O2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸NaOH溶液水课堂学习氨气氨气氨气液氨氨水物质成分化合物(非电解质)纯净物(非电解质)混合物(NH3H2O为弱电解质)粒子种类NH3分子NH3分子NH3、NH3H2O、H2O、NH4+、OH-、H+主要性质中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝不具有碱性具有碱的通性存在条件在常温常压下以气体形式存在常温常压下不能存在在常温常压下可存在NH3H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。氨气液氨氨水物质成分粒子种类主要性质存在条件课堂学习氨气氨气实验现象：立即产生大量白
5、烟。实验原理：NH3+HCl=NH4Cl实验结论：浓氨水和浓盐酸均易挥发，挥发出的氨水和氯化氢会反应生成白色晶体。课堂学习氨气氨气氨与酸反应的实质是NH3与H+结合形成NH4+，你还记得这个成键过程在哪里讲过吗？氨气与酸反应规律：浓硝酸、浓盐酸等挥发性酸遇氨会产生白烟，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在；硫酸、磷酸等难挥发性酸虽能与氨反应生成铵盐，但不会产生白烟；氨易跟酸反应生成盐，故不能用浓硫酸来干燥氨。应用：可利用此性质检验氨气管道是否泄漏。课堂学习氨气的化学性质除了与水、与酸反应之外，还可能具有什么性质，你能进行预测吗？氨气氨气根据化合价，氨气中N元素为-3价，处于最低价，因此能够和氧化剂
6、反应，如氨气的催化氧化。4NH3+5O2 4NO+6H2O课堂学习氨气氨气氨气的实验室制取：2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O 你能根据反应原理和氨气的相关性质选用正确的实验装置吗？氨气的工业制取：2N2+3H2 2NH3发生装置为固固加热型，除杂装置可以选用碱石灰干燥，不可用浓硫酸或五氧化二磷等酸性干燥剂干燥，也不可以用无水氯化钙干燥(发生反应)，收集装置应选用向下排空气法，尾气处理装置可以选用蘸有水或稀硫酸的棉花团(防倒吸)。验满：将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色(氨水显碱性)；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生(氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小
7、颗粒)课堂学习氨气氨气注意事项：实验中棉花的作用是防止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NH3防止污染空气；实验室一般用NH4Cl或(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应制取氨气，而不用NaOH代替，因为其易潮解，且成本高；发生装置试管口略向下倾斜。课堂学习氨气氨气方案选择(发生装置、干燥装置、尾气处理、防倒吸装置)：发生装置：NH3H2O=H2O+NH3 NH3H2O+CaO=NH3+Ca(OH)2加热浓氨水制氨：一水合氨不稳定，加热易分解；浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，促使NH3H2O分解，使NH3逸出；浓氨水和固体NaOH：利用
8、NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。课堂学习氨气氨气氨气的用途：氨是氮肥工业，有机合成工业，制造硝酸、铵盐和纯碱的原料。NH3易液化，当液态NH3汽化时，要吸收大量的热，使周围的温度急剧降低，因此，液氮常用作制冷剂。生产氯气的化工厂常用浓氨水来检测生产设备和管道是否漏气，如有白烟产生，则说明已发生漏气。化学方程式为：2NH3+3Cl2=N2+6HClNH3+HCl=NH4Cl。课堂学习铵盐铵盐思考氨气的实验室制取方法，是否是所有的铵盐都具有如此性质？实验结论：铵盐与碱反应会放出氨气。实验现象：红色石蕊试纸变蓝。实验原理：NH4+OH-=NH3+H2O课堂学习铵盐铵盐铵盐与碱反应放
9、出氨气的性质，一般可以用于铵根离子的检验：NH4+OH-=NH3+H2O(氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)。除此之外，也可以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NH4+。课堂学习铵盐铵盐铵盐还具有受热易分解的性质，如：NH4Cl=NH3+HClNH4HCO3=NH3+CO2+H2O实验现象：加热少量氯化铵固体，观察到的现象是氯化铵白色固体消失，在试管上方重新凝成白色固体。农业上常用的铵态氮肥，绝大多数易溶于水，如NH4HCO3、NH4NO3、(NH4)2SO4等都属于铵盐，它们都是易溶于水的白色晶体。课堂学习铵盐铵盐实验现象：无水硫酸
10、铜变蓝，浸有酚酞溶液的棉球变红，澄清石灰水变浑浊。根据碳酸氢铵受热分解的化学方程式，你会如何设计实验检验其分解产物？通常铵盐加热分解成氨气和对应的酸，但并不是所有的铵盐受热分解都生成氨气：2NH4NO3=2N2+O2+4H2O课堂巩固正误判断1.浓氨水与所有的酸反应都会生成白烟。4.在所有的铵盐中，氮元素化合价均表现为-3价。2.氨气只能表现还原性，不能表现氧化性。3.氮肥贮存时需要密封保存，且放于阴凉处。课堂巩固下列实验操作及实验现象均正确的是 ()C实验目的实验操作及实验现象A检验某溶液中含K+用铂丝蘸取某溶液，在酒精灯火焰上灼烧，观察到火焰呈紫色B检验加碘盐中的碘元素取少量加碘盐于试管中，加水溶解，滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝C检验钠与水反应生成碱性物质向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液，然后投入一小块金属钠，溶液变红D检验某溶液中含NH4+取少量样品于试管中，滴加NaOH溶液，加热试管，将湿润的蓝色石蕊试纸靠近试管口，试纸变红课堂小结谢谢观看THANKS