第17講氨的轉化與生成【學習目標】1．掌握氨氣和銨鹽的主要性質和用途。2．了解氨氣和銨鹽的檢驗方法。3．了解化學肥料可能產生的負面影響。【基礎知識】一、氨氣1．物理性質顏色氣味狀態密度水溶性熔沸點____________氣態ρNH3___ρ空氣______溶于水沸點低、易______2．化學性質3．氨水的性質二、銨鹽1．概念：由____________和____________組成的鹽。2．物理性質：銨鹽都是______色晶體，______溶于水。3．化學性質（1）不穩定性：銨鹽受熱易分解①碳酸氫銨：______________________________②氯化銨：______________________________（2）與堿反應（以氯化銨和NaOH溶液加熱反應為例）①化學方程式：______________________________②離子方程式：______________________________三、氨氣的實驗室制法1．反應原理：___________________________________2．驗滿方法：使濕潤的_____石蕊試紙_____。3．收集方法：_______________。【考點剖析】考點一：氨氣的性質及應用例1．（2021·西安高一檢測）某課外活動小組欲利用CuO與NH3的反應研究NH3的某種性質并測定其組成，設計了如圖實驗裝置（夾持裝置未畫出）進行實驗。請回答下列問題：（1）儀器a的名稱為______________；儀器b中可選擇的試劑為__________。（2）實驗室中，利用裝置A，還可制取的無色氣體是________（填字母）。A．Cl2B．H2C．CO2D．NO2（3）實驗中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變為紅色固體，量氣管有無色無味的氣體，上述現象證明NH3具有______性，寫出相應的化學方程式：_________________。（4）E裝置中濃硫酸的作用：_________________________。（5）讀取氣體體積前，應對裝置F進行的操作：_____________________________。（6）實驗完畢，若測得干燥管D增重mg，裝置F測得氣體的體積為nL（已折算成標準狀況），則氨分子中氮、氫的原子個數比值為__________（用含m、n字母的代數式表示）。【思維拓展】氨氣和氨水的性質1．氨氣的還原性NH3分子中氮顯－3價，處于其最低價態，具有還原性，在反應中可以被氧化成較高價態的N2、NO、NO2等物質。（1）4NH3+5O24NO+6H2O（2）2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O（3）6NO+4NH35N2+6H2O（4）6NO2+8NH37N2+12H2O2．氨氣的氧化性NH3分子中氫顯+1價，處于其最高價態，具有氧化性，可以被活潑金屬還原成H2，同時生成氨基化合物（NH2－）。（1）2Na+2NH32NaNH2+H2↑（2）6NH3+3MgMg（NH2）2+3H2↑3．氨水的組成和性質（1）三個可逆反應①氨氣和水的反應：NH3+H2ONH3·H2O②一水合氨的電離：NH3·H2ONH4++OH－③水的電離：H2OH++OH－（2）“三分子”、“三離子”成分①三分子：NH3、H2O、NH3·H2O②三離子：NH4+、OH－、H+（3）物理性質“兩特殊”①密度：比水小，濃度越大，密度反而越小②揮發性：易揮發出氨氣，所以氨水應密封保存（4）化學性質“兩性”①弱堿性：2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2OAlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl②不穩定性：NH3·H2ONH3↑+H2O考點二：噴泉實驗例2．噴泉是一種常見的現象，其產生原因是存在壓強差。（1）圖1為化學教學中常用的噴泉實驗裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是_______。A．SO2和H2OB．CO2和NaOH溶液C．NH3和H2OD．NO和H2O（2）在圖2的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質后，能產生噴泉的是_______。A．Cu與稀硫酸B．Cu與稀硝酸C．Al與濃硫酸D．Fe與濃硝酸（3）比較圖1和圖2兩套裝置，從產生噴泉的原理來分析，圖1是_______上部燒瓶內氣體壓強；圖2是_______下部錐形瓶內氣體壓強（均填“增大”或“減小”）。（4）某學生積極思考噴泉原理的應用，設計了如圖3所示的裝置。①如果關閉活塞c，打開活塞a、b，再擠壓膠頭滴管。則可能出現的現象為______________________。②在①操作的基礎上，若要在該裝置中產生雙噴現象，其操作方法是_______。【思維拓展】噴泉實驗的原理1．噴泉實驗的基本原理及裝置（1）原理：氣體在液體中溶解度很大，由于氣體的迅速溶解，在短時間內產生足夠大的壓強差，則打開止水夾后，大氣壓將燒杯內的液體壓入燒瓶中，在尖嘴導管口形成噴泉。（2）裝置2．實驗成功的關鍵（1）裝置的氣密性良好。（2）燒瓶和氣體必須是干燥的。（3）氨氣充滿整個燒瓶（無其他混雜氣體）。3．兩類常見噴泉的形成實驗（1）易溶于水的氣體（NH3、HCl、SO2等）與水可形成噴泉。（2）酸性氣體（HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等）與NaOH溶液也能形成噴泉。考點三：氨氣的實驗室制法例3．（2021·福建龍巖高一上期末檢測）利用如圖裝置（夾持裝置略）制取和收集純凈、干燥的氨氣，并探究氨氣的性質。（1）關閉裝置Ⅰ中的止水夾，向分液漏斗中加入適量水，打開活塞，說明裝置Ⅰ氣密性良好的現象是_________________________________。（2）利用裝置Ⅰ制取氨氣，應選用的試劑為濃氨水和________（填標號）。A．氫氧化鈉B．濃硫酸C．硝酸鉀D．生石灰（3）根據實驗要求，儀器連接的順序（用字母編號表示）：a接____，____接____，____接____。（4）將氨氣通入盛有氧化銅粉末的玻璃管中，加熱有紅色固體和無色氣體單質生成，證明氨氣具有________性，反應的化學方程式是________________________。（5）收集氨氣，按如圖玻璃裝置進行實驗。先打開旋塞①，B瓶中產生白色的煙，原因是_____________________________（用化學方程式表示）；穩定后，關閉旋塞①，再打開旋塞②，B瓶中的現象是________________________。【思維拓展】氨氣的實驗室制法1．固－固加熱法2．兩種快速制取氨氣的方法（1）加熱濃氨水法（2）將濃氨水滴加到固體強堿或生石灰上制取氨氣實驗裝置反應原理①減少溶劑：NaOH固體吸水（或CaO與水反應），減少溶劑，促使NH3放出②提供熱源：NaOH溶于水放熱（或CaO與水反應放熱），促使氨水分解出NH3【特別提醒】（1）制取氨氣時，不能用硝酸銨代替氯化銨。因為硝酸銨在加熱過程中可能發生爆炸，發生危險。（2）固－固加熱法制取氨時，不能用氫氧化鈉代替熟石灰。因為氫氧化鈉具有吸濕性而易結塊，不利于產生NH3。此外，加熱條件下氫氧化鈉易腐蝕試管。（3）氨氣是堿性氣體，不能用酸性干燥劑（濃硫酸等）干燥，也不能用無水CaCl2干燥。這是因為它們均能與氨氣發生反應，因此常用堿石灰作干燥劑。考點四：銨鹽的性質例4．（2021·江蘇常州高一上期末）為確定兩種化肥的混合物的組成，進行下如實驗：（1）取少量樣品與消石灰共熱，放出可使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，證明化肥中含有______離子。（2）將上述反應后所得固體加入鹽酸中，生成無色無味氣體，將所得逞氣體通入澄清石灰水后出現渾濁現象，證明化肥中含有______離子或______離子。（3）另取少量樣品溶于水，得無色透明溶液，加入MgCl2溶液后無明顯變化，可知化肥中一定含有______離子，而排除了______離子。（4）向樣品的水溶液中，加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液，立即產生白色沉淀，可知化肥中含有______離子。以上事實說明兩種化肥分別是____________和____________。【思維拓展】銨鹽的性質及銨根離子的檢驗1．銨鹽的性質易錯點（1）銨鹽受熱一定會分解，但是不一定都生成氨氣，如5NH4NO34N2↑+9H2O↑+2HNO3（2）銨態氮肥不能與堿性物質混合使用，以免生成氨氣，降低肥效。（3）銨鹽和堿反應常溫生成NH3·H2O，加熱生成NH3。2．NH4+的檢驗：（1）固體中NH4+的檢驗①取少量樣品放入研缽中，加入固態堿進行研磨。若聞到有氨的刺激性氣味，說明樣品中含有NH4+。②取少量樣品與堿混合于試管中，然后加熱。將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口，試紙變藍，說明樣品中含有NH4+；也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口，若有白煙產生也能說明樣品中含有NH4+。（2）溶液中NH4+的檢驗可取少量液體注入試管中，再加入濃的堿液并微熱，然后用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在管口檢驗。【特別提醒】為使實驗現象明顯，一般用濃的堿溶液與之反應，且需加熱。步驟是①取樣，②加濃NaOH溶液，③加熱，④使濕潤的紅色石蕊試紙變藍或遇蘸有濃鹽酸的玻璃棒冒白煙。【過關檢測】一、選擇題1．氨水顯弱堿性的主要原因是（）。A．通常狀況下，氨的溶解度不大B．氨水中的NH3·H2O電離出少量的OH－C．溶于水的氨分子只有少量電離D．氨本身的堿性弱2．關于氨的下列敘述中，錯誤的是（）。A．氨易液化，液氨常用來作制冷劑B．氨氣易溶于水，可用來做噴泉實驗C．實驗室常用向下排空氣法收集氨氣D．氨氣溶于水能導電，氨氣是電解質3．（2020~2021學年浙江省紹興市高一下期中）試管中盛有少量白色固體，可能是銨鹽，檢驗的方法是（）。A．加水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口B．加氫氧化鈉溶液，加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口C．加氫氧化鈉溶液，加熱，滴入酚酞試液D．加氫氧化鈉溶液，加熱，滴入石蕊試液4．（2021·西安高一檢測）關于銨鹽的敘述：①銨鹽易溶于水；②銨鹽中氮元素均為－3價；③銨鹽受熱易分解；④銨鹽只能跟堿反應，不能跟酸反應；⑤銨態氮肥不宜跟堿性物質如草木灰混合使用。其中正確的是（）。A．①②③④⑤B．①③⑤C．③④⑤D．①②④5．（2020·全國卷Ⅲ）噴泉實驗裝置如圖所示。應用下列各組氣體－溶液，能出現噴泉現象的是（）。選項氣體溶液AH2S稀鹽酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2飽和NaHCO3溶液6．（2021·遼寧撫順高一上期末）將下列固體加入到NH4Cl溶液中，不能生成NH3的是（）。A．NaB．Na2OC．NaOHD．NaHCO37．如圖，利用培養皿探究氨氣的性質。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中對實驗現象所做的解釋正確的是（）。選項實驗現象解釋A濃鹽酸附近產生白煙NH3與濃鹽酸反應產生了NH4Cl固體B濃硫酸附近無明顯現象NH3與濃硫酸不發生反應C氯化物溶液變渾濁該溶液一定是AlCl3溶液D干燥紅石蕊試紙不變色，濕潤紅石蕊試紙變藍NH3是一種可溶性堿8．（2021·日照高一檢測）實驗室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是（）。A．①是氨氣發生裝置B．②是氨氣吸收裝置C．③是氨氣發生裝置D．④是氨氣收集、檢驗裝置9．如圖所示，在一個密閉的玻璃管兩端各放一團棉花，再用注射器同時在兩端注入適量的濃氨水和濃鹽酸，下列說法不正確的是（）。A．玻璃管中發生的反應可表示為：NH3+HCl＝NH4ClB．用手觸摸玻璃管外壁，會感覺到有熱量放出C．實驗時會在玻璃管的B處附近看到白霧D．將濃鹽酸換成濃硝酸也會有相似現象10．（2021·安徽銅陵高一上期末）下列離子方程式書寫正確的是（）。A．實驗室用氯化銨和熟石灰制氨：NH4++OH－NH3↑+H2OB．NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱：NH4++OH－NH3·H2OC．氨水中加鹽酸：NH3·H2O+H+NH4++H2OD．氨水中加入氯化鐵溶液：Fe2++2NH3·H2O2NH4++Fe（OH）2↓11．（雙選）用加熱法可以分離的一組物質是（）。A．氯化銨和消石灰B．碳酸氫銨和過氧化鈉C．氯化銨和氯化鈉D．碘和碳酸鈉12．（2021·遼寧沈陽高一上期末）如圖是課外活動小組的同學設計的4個噴泉實驗方案。下列有關操作不可能引發噴泉現象的是（）。A．擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾B．擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾C．用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D．向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾13．NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質（如下圖所示）。下列有關表述正確的是（）。A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時都易分解C．NH3和NO2在一定條件下可能發生氧化還原反應D．圖中所涉及的反應都是氧化還原反應14．氯氣是一種重要的工業原料。工業上利用下列反應來檢查氯氣管道是否漏氣：3Cl2+8NH3＝N2+6NH4Cl，下列說法錯誤的是（）。A．若有白煙產生則管道漏氣B．該反應中NH4Cl是還原產物C．反應中NH3只顯還原性D．生成1.4gN2時轉移0.3mol電子15．（2021·福建適應性測試）鈉在液氨中溶劑化速度極快，生成藍色的溶劑合電子，如圖為鈉投入液氨中的溶劑化圖。鈉沉入液氨中，快速得到深藍色溶液，并慢慢產生氣泡。下列說法錯誤的是（）。A．鈉的密度比液氨大B．溶液的導電性增強C．0.1mol鈉投入液氨生成0.01molH2時，Na共失去0.02mol電子D．鈉和液氨可發生以下反應：2NH3+2Na2NaNH2+H2↑二、非選擇題16．已知A為正鹽，根據下列變化進行推斷：（1）推斷A、B、C、D的化學式：A________，B________，C________，D________。（2）寫出①②變化的離子方程式：①____________________________________。②____________________________________。17．某興趣小組用如圖裝置探究氨的催化氧化。（1）氨催化氧化的化學方程式為__________________。（2）加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質呈紅熱狀態；停止加熱后仍能保持紅熱，該反應是________反應（填“吸熱”或“放熱”）。（3）為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應裝入____；若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是_________________。（4）為實現氨的催化氧化，也可用裝置5替換裝置________（填裝置代號）；化合物X為________（只寫一種），Na2O2的作用是____________________________。18．（2021·山東濱州高一下學期期末檢測）氨氣是一種重要的工業原料，可以制備如圖所示的一系列物質（部分產物未標出）（1）線路Ⅰ為硝酸的制備：寫出反應①的化學方程式____________________；反應②中氧化劑與還原劑的物質的量之比為__________，工業尾氣中的氮氧化物常采