2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第3章 第2节 第2课时 氨与铵态氮肥(含答案).doc

2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第3章 第2节 第2课时 氨与铵态氮肥(含答案) 细读教材记主干一、氨气1物理性质色味态密度水溶性无色刺激性气体比空气小极易溶于水(常温常压1700)2.化学性质3氨水的性质(1)成分：H2O、NH3、NH3H2O、OH、NH、H。(2)弱碱性：原因：NH3H2ONH4OH，使红色石蕊试纸变蓝。(3)易分解(用方程式表示)：NH3H2ONH3H2O。4氨的用途(1)氨气易液化，用作制冷剂。(2)用于合成氨、制硝酸、氮肥等。二、铵盐1概念由铵根离子和酸根离子组成的盐。2物理性质易溶于水的白色晶体。3化学性质(1)受热易分解：NH4Cl受热分解方程式：NH4ClNH3HCl。NH4HCO3受热分解方程式：NH4HCO3NH3H2OCO2。(2)与碱的反应：铵盐都能与碱反应生成氨气。固体反应：NH4Cl与NaOH反应的化学方程式为NH4ClNaOHNH3NaClH2O。溶液中铵盐与强碱反应的离子方程式为(加热)NHOHNH3H2O。三、化学氮肥重点剖析1喷泉形成的原理容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。2使容器内外产生较大的压强差的两类情况(1)容器内气体极易溶于水或易与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，如图A。气体HClNH3CO2、SO2吸收剂水或NaOH溶液水或盐酸NaOH溶液(2)容器内发生化学反应，产生气体。从而使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，形成喷泉。例如，喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理，如图B。A通过挤压胶头滴管，使氨气溶于水造成烧瓶内压强变小。BCaCO3与HCl反应，生成CO2气体，使锥形瓶内压强变大。3做好氨的喷泉实验的关键(1)装置的气密性要好，检验的方法是连接装置后，打开止水夹，将玻璃管下端浸入水中，双手捂紧圆底烧瓶，若玻璃管内有气泡冒出，且松开手后玻璃管内液体回流形成一段稳定液柱，则说明该装置的气密性良好。(2)圆底烧瓶必须保持干燥。(3)圆底烧瓶要尽可能集满气体，若气体量不足，则难以形成喷泉。(4)烧杯内必须装入足量的水，以防止因水的量不足而造成喷泉现象停止或不发生。特别提醒用上图A装置进行喷泉实验时，实验成功的关键为：(1)气体和烧瓶要干燥；(2)气体要充满；(3)装置气密性要好。典例印证例题1喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。 图1图2图3(1)制取氨气并完成喷泉实验(图中部分夹持装置已略去)。用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作是_。该实验的原理是_。如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法：_。(2)利用图3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_。ACu与稀盐酸BNaHCO3溶液与NaOH溶液CCaCO3与稀H2SO4DNH4HCO3与稀盐酸(3)在图3锥形瓶中加入酒精，把锥形瓶放入水槽中，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是_。A浓硫酸B食盐C硝酸钾D硫酸铜(4)从产生喷泉的原理分析，图1、2是_上部烧瓶内的压强。图3是_下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。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，只需打开止水夹，挤压胶头滴管即可；图2则需先打开止水夹，用热毛巾捂圆底烧瓶，发现有气泡冒出后，移去热毛巾即可。(2)能在锥形瓶内反应产生气体，压强大于圆底烧瓶内压强方可，故应选NH4HCO3和盐酸。其他要么不反应，要么反应不生成气体或产生气体很少。(3)浓H2SO4溶于水放出大量热，使瓶内酒精汽化也会发生喷泉。(4)图1、2导致上部压强减小，图3导致下部压强增大，人造喷泉及火山爆发均与图3原理相似。答案(1)打开止水夹，挤压胶头滴管NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内水喷入圆底烧瓶打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾。(2)D(3)A(4)减小增大3只要能使烧瓶内外产生一定的压强差的气体与液体的组合就能产生喷泉。1如图所示的装置中，烧瓶中充满了干燥气体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经玻璃管呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。a(干燥气体)b(液体)ANO2水BCO24 molL1NaOH溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31 molL1盐酸(1)选项_(填“A”“B”“C”或D)为何不满足要求？_。(2)能形成图示喷泉实验的气体和液体甚多，它们需满足的条件是_；_。例如_(气体)和_(液体)。解析：形成喷泉最根本的原因是瓶内外存在压强差。当烧瓶内气体溶于液体或与之反应时，瓶内气体大量减少，压强降低，外界的大气压将液体压入烧瓶内。如此持续，最后液体将充满烧瓶。B和D中所列物质可完成喷泉实验。NO2气体虽易溶于水，但与水反应产生NO气体：3NO2H2O=2HNO3NO，会出现“喷泉”现象，但烧杯内的水只会部分进入烧瓶内，不能几乎充满烧瓶；饱和氯化钠溶液几乎不能吸收氯气，所以选项A和C错误。由以上分析可知，当气体极易溶于液体或气体与液体反应(一般无新气体产生)时，即可形成“喷泉”，例如Cl2和NaOH溶液等。答案(1)A、CA中气体与水反应后生成NO，溶液不能几乎充满整个烧瓶；C中气体在液体中的溶解度不大，液体不能几乎充满烧瓶(2)气体易溶于液体气体与液体反应(无新气体产生)Cl2NaOH溶液重点剖析1固体中NH检验(1)取少量样品放入研钵中，加入固态碱进行研磨。若闻到有氨的刺激性气味，说明样品中含有NH。(2)取少量样品与碱混合于试管中，然后加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝，说明样品中含有NH；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，说明样品中含有NH。2溶液中NH检验可取少量液体注入试管中，再加入浓的碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒放在管口检验。特别提醒为使实验现象明显，一般用浓的碱溶液与之反应，且需加热。步骤是取样，加浓NaOH溶液，加热，使湿润的红色石蕊试纸变蓝或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟。典例印证例题2为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是()ANH4HCO3 BNH4ClC(NH4)2CO3 DNH4NO3解析能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，能使澄清石灰水变浑浊的气体为CO2，故原铵盐为NH4HCO3或(NH4)2CO3；又由于该铵盐不能与BaCl2反应，只能为NH4HCO3。答案A(1)一般通过检验NH3来确定铵盐的存在。NH3是中学阶段接触到的唯一的碱性气体，所以使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一定是NH3。(2)HCO与Ba2共存，而CO与Ba2因生成BaCO3沉淀不能共存。2试管中盛有白色晶体，检验它是否是铵盐的方法中不可行的是()A加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口B加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的酚酞试纸放在试管口C加氢氧化钠溶液，加热，将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口D加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口解析：选ANH3可使湿润的酚酞试纸变红，遇浓盐酸生成白烟，使湿润的红色石蕊试纸变蓝；加热铵盐不一定有氨气逸出。重点剖析1反应原理(化学方程式)Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O。2实验装置(如图)3验满方法(1)将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝色，说明氨气已收集满。(2)用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明氨气已收集满。4干燥方法NH3是碱性气体，一般用碱石灰干燥，装置如下：注意不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂干燥NH3，也不能用无水CaCl2(中性干燥剂)干燥，因为CaCl28NH3=CaCl28NH3。5收集方法向下排空气法。6尾气吸收尾气吸收一般用水浸湿的棉花堵在试管口或用如图装置吸收。特别提醒(1)实验室不能用加热NH4Cl的方法制取NH3，因为生成的NH3和HCl遇冷会重新结合成NH4Cl，无法得到NH3。消石灰不能用NaOH、KOH代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于NH3的产生，且高温时易腐蚀试管。(2)用浓氨水与NaOH固体(或碱石灰)也可制取NH3；加热浓氨水可制得少量NH3。(3)用试管收集氨气，应在试管口塞上一团疏松的棉花，防止NH3与空气对流。典例印证例题3甲、乙、丙三位同学分别用如图所示三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究，并回答下列问题：(1)三位同学制取氨气的化学方程式为：_。(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气，而不用排水法，其原因是_。A氨气难溶于水B氨气极易溶于水C氨气密度比空气大 D氨气密度比空气小E氨气密度比水大 F氨气密度比水小(3)三位同学用上述装置制取氨气时，其中有一位同学没有收集到氨气(假设他们的实验操作都正确)，你认为没有收集到氨气的同学是_(填“甲”、“乙”或“丙”)，收集不到氨气的主要原因是_用化学方程式表示。(4)检验氨气是否收集满的方法是_。A闻到有氨气逸出B棉花被气体冲出C用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，发现试纸变蓝D用湿润的蓝色石蕊试纸在试管口检验，发现试纸变红解析(1)反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3。(2)氨气密度比空气小，易溶于水，故用向下排空气法收集。(3)2NH3H2SO4=(NH4)2SO4，导致NH3被浓硫酸吸收，故乙收集不到NH3。(4)检验氨气是否收集满可用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，则氨气已收集满。答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3(2)B、D(3)乙2NH3H2SO4=(NH4)2SO4(4)C解答图示实验装置制取气体的题目时，注意以下几点：一看发生装置是否有错：实验是否需加热，酒精灯部位是否有错(酒精量、外焰加热、是否缺灯芯)，仪器放置是否有错，夹持仪器的位置是否有错。二看试剂(反应物、干燥剂、尾气吸收剂等)是否符合实验原理。3双选如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()解析：选A、CA项，NH4Cl受热分解生成NH3和HCl，在试管中冷却后二者又化合生成NH4Cl，错误；B项，CaOH2O=Ca(OH)2，同时放热，使NH3H2O分解，减小NH3的溶解度，有利于NH3的产生和逸出，正确；C项试管口应略向下倾斜，错误；D项，浓氨水受热挥发出NH3，正确。题组一氨气1判断正误(1)氨水能导电，故NH3是电解质。()(2)液氨和氨水是同一种物质。()(3)氨气极易溶于水，所得溶液显碱性，其溶质是NH3H2O。()(4)用水做氨气的喷泉实验，可证明氨气的溶解度大小。()(5)NH3中氮元素为3，处于最低价态，具有一定的还原性，在一定条件下可被O2氧化。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2在1 L 1 molL1 的氨水中()A含1 mol NH3分子B含NH3和NH4之和为1 molC含NH3、NH4、NH3H2O之和为1 molD含NH3H2O为1 mol解析：选C氨水中含N元素的微粒有：NH3、NH3H2O、NH4，根据N元素原子个数守恒有：c(NH3)c(NH3H2O)c(NH4)1 molL1，即n(NH3)n(NH3H2O)n(NH4)1 mol。3只能用排空气法收集的气体是()ANOBNH3CH2DO2解析：选BNO能与O2反应，只能用排水法收集；NH3极易溶于水，只能用排空气法收集；H2既可用排空气法也可用排水法；O2用排水法收集。题组二铵盐4判断正误(1)所有的铵盐均易溶于水。()(2)所有的铵盐受热均产生NH3。()(3)实验室可用加热NH4Cl的方法获得NH3。()(4)除去NaCl中少量的NH4HCO3杂质，可用加热法。()(5)土壤胶体中的胶粒吸附负电荷，对硝态氮肥有保肥作用。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)5将NH4HCO3置于试管中加热，把产生的混合气体依次通过足量的Na2O2和浓硫酸，最后收集到的气体为()ANH3BCO2CH2O DO2解析：选DNH4HCO3NH3CO2H2O，混合气体成分为NH3、CO2、H2O，通过足量Na2O2时发生反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,2Na2O22H2O=4NaOHO2，混合气体变成NH3、O2，通过浓硫酸时：2NH3H2SO4=(NH4)2SO4。6实验室制氨常用以下两种方法：用固体Ca(OH)2和NH4Cl晶体反应制取；用固体生石灰与浓氨水混合制取。请回答下列问题：(1)写出用方法制取氨气的化学方程式_。(2)方法能够制取氨气的原因是_(用化学方程式表示)。(3)检验氨气是否收集满的方法是_。(4)通常用于证明氨气极易溶于水的实验是_；氨气溶于水显碱性，其原理是(用化学方程式表示)_。答案：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)CaONH3H2O=NH3Ca(OH)2(3)用玻璃棒蘸取湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，试纸变蓝(4)喷泉实验NH3H2ONH3H2ONHOH一、选择题1下列关于氨性质的叙述中正确的是()A氨气可用排水法收集B氨水呈碱性C氨气和酸相遇都能产生白烟D在反应NH3H=NH中，氨失去电子被氧化解析：选BNH3极易溶于水，不可用排水法收集；NH3与挥发性酸反应可形成白烟，与非挥发性酸反应不形成白烟；NH3H=NH，其中各元素化合价均不发生变化，不是氧化还原反应。2下列说法不正确的是()A氨水可以直接作为肥料施用B铵盐都可作为氮肥C农家肥和草木灰混合使用可以增强肥效D作为氮肥，铵盐比氨水使用更方便解析：选C农家肥在微生物作用下分解得到铵根离子，而草木灰呈碱性，容易与铵根离子结合生成氨气而损失肥效，C项做法错误。3为了更简便地制取干燥的NH3，下列方法中适合的是()AN23H22NH3，用烧碱进行干燥B加热NH4HCO3，气体用五氧化二磷干燥C加热浓氨水，气体用碱石灰干燥DMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3，气体用无水氯化钙干燥解析：选C用N2和H2合成NH3的实验要求太高；加热NH4HCO3可得NH3、CO2、H2O(g)，用P2O5干燥后只能得到CO2气体；加热浓氨水产生的氨气(含水蒸气)，用碱石灰干燥后可得到干燥的NH3；NH3不能用无水氯化钙干燥，因二者能发生反应。4氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分离()A加入氢氧化钠B加入AgNO3溶液C加热法 D加入一种合适的酸解析：选CNaCl和NH4Cl两种物质中都含Cl，所以加AgNO3溶液或加酸都起不到分离的作用。加入NaOH，只能鉴别NH4Cl和NaCl，达不到分离的目的。利用铵盐的不稳定性及NH3的化学性质，应选用加热法。5有关氨气的性质的叙述正确的是()A氨气能在空气中燃烧B氨气溶于水显弱碱性的主要原因是氨水中的NH3H2O分子电离出少量的OHC氨气和酸相遇都能产生白烟D在反应NH3H=NH中氨失去电子被氧化解析：选BNH3和O2在高温、催化剂条件下才反应，A错。NH3和挥发性酸相遇产生白烟，C错。D项不是氧化还原反应。6实验室可以按如图所示的装置干燥、收集气体M，多余的气体可用水吸收，则M是()ANH3 BNOCCl2 DNO2解析：选A气体可用碱石灰干燥，C、D错；能用向下排空气法收集气体，B错；用防倒吸装置吸收，说明在水中溶解度非常大，A正确。7如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是()A挤压装置的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B挤压装置的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D向装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹解析：选BA 项，Cl2是非极性分子，能溶解在非极性溶剂CCl4中，挤压胶头滴管，这时烧瓶中的Cl2溶解在CCl4中使烧瓶内气压减小，从而形成喷泉；B项，H2不溶于NaOH溶液，不可能引发喷泉现象；C项，从a处不断鼓入空气，对锥形瓶内气体加压，将其中的H2O压入烧瓶中，从而产生喷泉；D项，浓硫酸与H2O作用放热使烧瓶中的气体膨胀，氨水进入烧瓶，从而产生喷泉。8用加热法可以分离的一组物质是()A氯化铵和消石灰B碳酸氢铵和过氧化钠C氯化铵和氯化钠 D碘和氯化铵解析：选C此题考查物质的分离与提纯，除要考虑铵盐受热分解、铵盐和碱的反应外，还需要考虑其分解产物是否与另一物质发生反应。铵盐可与碱反应，因此A项中NH4Cl和Ca(OH)2在加热时可发生反应生成NH3，不能用于分离；B项中，NH4HCO3受热分解，但产生的H2O及CO2能与Na2O2反应，也无法达到分离的目的；D项中，碘在受热时升华，NH4Cl受热分解遇冷再重新化合后仍与碘混合，故无法达到分离的目的；C项中，NH4Cl受热分解后可从体系中脱离，遇冷又重新化合为NH4Cl晶体，从而达到与NaCl分离的目的。9为了更简便制取干燥的氨气，下列方法中适合的是()ANH4Cl和H2SO4(浓)混合加热，生成的气体用碱石灰干燥BN2H2NH3，用烧碱干燥C加热浓氨水，气体用碱石灰干燥D加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥解析：选CA项中两反应物不能得到氨气。B项中需高温高压催化剂等反应条件，而且此反应是可逆反应，NH3中含N2和H2。D项NH4HCO3NH3H2OCO2，而P2O5不吸收CO2。10已知NH3极易溶于水，却难溶于有机溶剂CCl4，有关装置中不可作NH3吸收装置的是()解析：选CNH3极易溶于水，C装置易发生倒吸。11已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系，且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是()AN2 BNO2CNH3 DNO解析：选CNH3可与O2反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵。12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NH3H2O(除水外)D氨水中共有五种微粒解析：选C氨水中NH3H2O是电解质，电离产生NH、OH，NH3H2O是弱碱；液氨是纯净物，氨水是混合物；氨水中有NH3、NH3H2O、H2O、NH、OH及少量的H六种微粒；除水外，NH3H2O浓度最大。二、非选择题13. 且已知加热A产生三种气体，且物质的量相等。(1)推断A、B、C、D的化学式：A_，B_，C_，D_。(2)写出变化的离子方程式_；_。解析：气体B遇HCl冒白烟，B为NH3。A为铵盐，白色沉淀C与盐酸反应生成气体D为CO2，A为碳酸盐，A加热产生三种气体的物质的量相等，A为NH4HCO3，B为NH3，C为BaCO3，D为CO2。答案：(1)NH4HCO3NH3BaCO3CO2(2)NHOHNH3H2OBaCO32H=Ba2H2OCO214(已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，反应方程式为2NH33CuON23Cu3H2O，用如图装置可以实现该反应。回答下列问题：(1)A中加入的物质是_。(2)B中加入的物质是_，其作用是_。(3)实验时在C中观察到的现象是_。(4)实验时在D中观察到的现象是_，D中收集到的物质是_。解析：(1)A装置用于制备NH3：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O。(2)B装置用于干燥NH3，吸收NH3中的水分。(3)C装置用于检验NH3的还原性。(4)D装置用于收集氨水。答案：(1)固体NH4Cl和Ca(OH)2(2)碱石灰(或CaO)除去NH3气流中的水蒸气(3)部分黑色粉末逐渐变为红色(4)出现无色液体氨水15根据实验室制取NH3的反应原理和实验装置，回答下列问题：(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的反应方程式：_。(2)若要得到干燥的NH3，选择合适的干燥剂为_(填选项编号，下同)。a浓H2SO4 b碱石灰cCaCl2 dP2O5(3)下列气体能用排水法收集的是_，能用排空气法收集的是_。aNH3 bNOcNO2 dCO2(4)已知NH3易溶于水难溶于有机溶剂CCl4，下列装置中，不适宜作NH3的尾气吸收装置的是_。(5)如何检验氨气已收集满试管？_。(6)如图，如何操作引发喷泉？_，喷泉的产生证明了什么？_。解析：(2)NH3是碱性气体，与浓H2SO4、P2O5反应。虽然CaCl2是中性干燥剂，但会吸收NH3生成Ca(NH3)8Cl2，只能用碱石灰干燥。(3)NH3极易溶于水，NO2易溶于水，NO难溶于水，但易与空气中O2反应，故NO用排水法收集。NH3、NO2、CO2用排空气法收集。(4)NH3极易溶于水，C、E装置易产生倒吸。(5)检验氨气是利用氨气的性质溶于水显碱性或与酸反应生成盐。(6)能产生喷泉，且为红色，证明NH3极易溶于水，所得溶液显碱性。答案：(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)b(3)ba、c、d(4)C、E(5)用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，冒白烟则已收集满)(6)打开止水夹，挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶，形成红色喷泉NH3极易溶于水；氨水显碱性