《浙江专版2018版高中化学专题4硫氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物第2课时氮肥的生产和使.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江专版2018版高中化学专题4硫氮和可持续发展第二单元生产生活中的含氮化合物第2课时氮肥的生产和使.doc（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第2课时氮肥的生产和使用知识内容必考要求加试要求1.氨的性质与用途。2工业合成氨。3铵盐的性质与用途。4氮肥的性质与科学使用。bbba目标定位1.知道NH3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。一氨气的性质1氨气的物理性质是无色气体，有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水，易液化。2氨气易溶于水喷泉实验实验装置操作及现象结论(1)打开止水夹，并挤压滴管的胶头(2)烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色氨极易溶于水，水溶液呈碱性3.将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐
2、靠近，观察到的现象是有大量白烟产生，这是因为浓氨水挥发产生的氨气与浓盐酸挥发产生的HCl气体在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒，反应的化学方程式是NH3HCl=NH4Cl。4NH3分子中氮元素的化合价为3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。请写出氨气与氧气在催化剂作用下反应生成NO的化学方程式：4NH35O24NO6H2O。归纳总结1氨气的化学性质(1)氨气与水反应生成一水合氨：NH3H2ONH3H2O。(2)氨与酸反应生成铵盐：NH3H=NH。(3)氨的催化氧化反应：4NH35O24NO6H2O。提醒(1)氨遇挥发性酸(如盐酸、硝酸)产生白烟，
3、遇难挥发性酸(如H2SO4、H3PO4)无白烟。(2)氨气的检验：用湿润的红色石蕊试纸检验变蓝色，或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体有白烟。2氨水的性质(1)氨气溶于水，大部分和水反应生成NH3H2O。NH3H2O很不稳定，受热易分解为氨气和水，反应的化学方程式是NH3H2ONH3H2O。(2)氨气水具有弱碱性，电离方程式是NH3H2ONHOH，能使酚酞溶液变红色(或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色)，能与氯化铝溶液反应，离子方程式是Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。提醒(1)氨水中氮元素的存在形式有NH3H2O、NH3、NH，但计算氨水浓度时，把溶质看成NH3。(2)氨水密度小于1 gcm3
4、，且溶质的质量分数越大，溶液的密度越小。1下列关于氨的叙述中，错误的是()A氨易液化，常用作制冷剂B氨易溶于水，因此可用来做喷泉实验C氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)D氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色答案C解析氨易液化，常用作制冷剂，A项正确；极易溶于水的气体(如NH3、HCl等)可用来做喷泉实验，B项正确；氨水不稳定，受热发生分解反应(NH3H2ONH3H2O)，放出氨气，C项错误；氨水显弱碱性，可使酚酞溶液显红色，D项正确。2在1 L 1 molL1的氨水中()A含有1 mol NH3分子B含有NH3和NH的物质的量之和为1 molC含NH3H2O 1 molD含NH
5、3、NH3H2O、NH的物质的量之和为1 mol答案D解析NH3溶于水后，溶液的体积为1 L，此氨水的浓度为1 molL1，氨溶于水后大部分转变为NH3H2O，NH3H2O又有一小部分电离成NH和OH，相关的反应是NH3H2ONH3H2ONHOH，根据氮原子守恒可得出正确答案。二铵盐的性质与氨的实验室制取1农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都易溶于水。其化学性质是(1)铵盐受热易分解NH4Cl受热分解的化学方程式：NH4ClNH3HCl。NH4HCO3受热分解的化学方程式：NH4HCO3NH3H2OCO2。(2)铵盐与碱反应NH4Cl与N
6、aOH反应的化学方程式：NH4ClNaOHNaClNH3H2O。提醒：在使用铵态氮肥时应避免与碱性肥料混合使用。2氨的实验室制法答案向下排空气法防止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氨气，防止污染空气2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O归纳总结1铵盐受热都易分解，但不一定分解都产生NH3，如NH4NO3受热分解：2NH4NO32N2O24H2O。2铵盐受热易分解，因此应保存在阴凉处。3铵盐的检验方法取少许样品与浓NaOH溶液混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH。4实验室制取NH3(1)试剂选择：铵盐一般用
7、NH4Cl，碱一般用Ca(OH)2。不能用NH4NO3和NH4HCO3代替NH4Cl，前者受热可能发生爆炸性的分解反应，后者分解生成CO2，而使制取的NH3不纯。Ca(OH)2不宜用NaOH代替。原因有：NaOH具有吸湿性，易结块，不利于生产NH3；NaOH在高温下能腐蚀试管。(2)干燥剂选择，不宜选用H2SO4、P2O5、CaCl2等，原因是它们均与NH3发生反应。如CaCl28NH3=CaCl28NH3。通常选用碱石灰作干燥剂。(3)制气装置的选择，属固固气体，与制O2相同。(4)多余NH3的吸收方法的选择氨气极易溶于水，用水吸收时需考虑防止倒吸。常采用的吸收装置如下图所示。(5)实验室快
8、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。(6)检验NH3收集满的方法：可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸来检验产生的氨气。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NH3B所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈3价CNH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时反应的离子方程式为NHOHNH3H2ODNH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离答案C解析A项，有的铵盐受热分解产生氨气(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解不产生氨气(如NH4NO3)；D项，可用加热法分离NH4Cl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。
9、4某兴趣小组探究NH3的有关性质。(1)写出实验室制取氨气的化学方程式_。(2)要得到干燥的氨气可选用_作干燥剂。A碱石灰 B浓硫酸C浓硝酸 D氢氧化钠溶液(3)下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是_。(4)已知NH3极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4(已知CCl4的密度大于水的密度)，下列装置不适宜做NH3气体尾气吸收装置的是_。答案(1)2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)A(3)AC(4)C解析(3)A选项中氯化铵固体受热分解产生氨气和氯化氢气体，但两者遇冷会重新凝结并生成氯化铵，且该过程中还可能出现堵塞导管的现象。C选项中的试管口未向下倾斜，反应
10、产生的水倒流到试管底部会导致试管炸裂。因此，A、C选项的装置是错误的。B选项中由于氧化钙能吸收水分，并与水反应放出大量的热，可使氨气逸出。D选项中加热浓氨水可制取氨气。因此，B、D两选项的装置可用来制取氨气。(4)NH3极易溶于水，用C装置吸收NH3会引起倒吸。1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CNH3H2O不稳定，实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气DNH3液化时放出大量的热，因而不能用氨作制冷剂答案A解析NH3与HCl反应为非氧化还原反应，B项错误；因NH3易溶于水，实验室制NH3用
11、NH4Cl固体和熟石灰加热，C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下列方法中，不能用于实验室制取氨气的是()A将烧瓶中的浓氨水加热B将分液漏斗中的浓氨水滴入装有生石灰的烧瓶中C在试管中将熟石灰和氯化铵混合后加热D加热试管中的氯化铵固体答案D解析加热试管中的NH4Cl固体，生成的HCl和NH3在试管口又反应生成NH4Cl固体。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气：NHOHNH3H2OBNaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热：NHOHNH3H2OC氨水中加盐酸：NH3H2OH=NHH2OD氨水中加入氯化铁溶液：Fe33OH=Fe(OH)3答案C解析
12、NH4Cl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NH4Cl溶液混合加热放出NH3，不能写成NH3H2O，B项不正确；氨水与酸或盐反应，实质是NH3H2O电离出的OH参与反应，NH3H2O为弱碱应写成分子形式，故C项正确，D项不正确。4下列说法不正确的是()A凡是铵盐均能与苛性钠共热产生氨气B碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯净的氨气C氨气溶于水后，在水溶液中主要以铵根离子形式存在D在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气答案C解析与苛性钠共热产生氨气是铵盐的共性，故A项正确。碳酸氢铵受热分解：NH4HCO3N
13、H3H2OCO2，用碱石灰可吸收其中的CO2和H2O，从而得到纯净的氨气，故B项正确。合成氨反应是一个可逆反应，因此在一定条件下氨可以分解生成氮气和氢气，故D项正确。NH3H2ONH3H2ONHOH，氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨能微弱电离，氨水中主要存在一水合氨分子和部分氨分子，也有少量铵根离子存在，故C项错误。5下列氮肥中，不含铵根离子的是()A碳铵 B硫铵C硝酸钾 D氨水答案C解析碳铵为NH4HCO3，硫铵为硫酸铵又称为“肥田粉”，它们都属于铵盐，含铵根离子；氨水中也含铵根离子，硝酸钾中不含铵根离子。6甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)制
14、取氨气。请你参与探究，并回答下列问题：(1)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，其原因是_。(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(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”)。(4)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)_。(5)三位同学都认为，采用上述各自的装置，还可用于加热碳酸氢铵固体的方法来制取纯净的氨气，你认为哪位同学能够达到实验目的_(填“甲”“乙”或“丙”)；他们还认为，装置中的NH4HCO3固体可用NH4Cl固体代替，你认为_(填“能”或“不能”)。答案(1)2NH4ClCa(
15、OH)2CaCl22NH32H2O(2)氨气的密度比空气小，氨气极易溶于水(3)乙(4)用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试纸变蓝，则氨气已满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，如果产生白烟，则氨气已满)(5)丙不能解析(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下制备氨气，反应方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。(2)氨气易溶于水，不能用排水法收集，氨气密度比空气小，应用向下排空气法收集。(3)氨气为碱性气体，通过盛有浓硫酸的洗气瓶时，与硫酸反应而被吸收，故答案为乙。(4)氨气为碱性气体，与水反应生成NH3H2O，电离出OH，溶液呈碱性，检验时可用湿润的红色石蕊试纸靠
16、近试管口，如果试纸变蓝，则氨气已满，或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，如果产生白烟，则氨气已满。(5)碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水，其中可用碱石灰吸收二氧化碳和水，只有丙能做到，氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢，在温度较低时又重新生成氯化铵，不能只用氯化铵制备氨气。课时作业经典基础题1某同学在实验室中发现了一瓶无色而有刺激性气味的气体，根据气味判断可能是氨气，但不能确定是氨气。下列提供的方法中，能帮他检验该气体是否为氨气的是()A将湿润的红色石蕊试纸放在打开的瓶口B将湿润的蓝色石蕊试纸放在打开的瓶口C用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近打开的瓶口D将干燥的红色石蕊试纸放在打开的瓶口答案A2关于氨的
17、喷泉实验形成的原理解释正确的是()A氨水呈碱性B氨气极易溶于水，烧瓶内外形成压强差C氨气易液化DNH3溶于水后形成的溶液易挥发答案B解析氨之所以能做成喷泉实验，是由于胶头滴管挤入的少量水可使烧瓶内的氨气迅速溶解，烧瓶内外形成了压强差。3下列反应中，说明氨气有还原性和碱性的是()A2NH33CuO=3CuN23H2OB8NH33Cl2=6NH4ClN2C4NH36NO5N26H2ODNH3HCl=NH4Cl答案B解析NH3表现碱性时，NH3铵盐，NH3表现还原性时，H3含N物质，N的价态高于3价。A项，NH3N2，N元素化合价升高，无铵盐生成，NH3只表现还原性；B项，2NH3N2,6NH36N
18、H4Cl，NH3表现还原性和碱性；C项，4NH32N2，无铵盐生成，NH3只表现还原性；D项，NH3NH4Cl，N元素化合价不变，生成铵盐，NH3只表现碱性。4.下列几种气体(括号内为溶剂或反应物溶液)按如右图所示装置进行实验，不能看到喷泉现象的是()AHCl(H2O)BCO2(H2O)CSO2(NaOH溶液)DNH3(KCl溶液)答案B5相同状况下，在体积相同的三个烧瓶中分别盛有NH3、HCl和NO2气体，并分别倒立在水槽中，充分溶解后烧瓶内三种溶液物质的量浓度之比为(设烧瓶内液体未扩散到水槽中)()A111 B223C332 D221答案A解析设标准状况下三个烧瓶的体积均为V L，NH3：
19、V(溶液)V L，n(NH3)，故c(NH3) molL1；HCl：同NH3，c(HCl) molL1，NO2：V(溶液)V L，n(HNO3) mol，故c(HNO3) molL1，故选A。6下列属于铵盐的共同性质的是()A都是晶体，都易溶于水B铵盐受热均可分解生成NH3C铵盐都能与碱反应，不能与酸反应D所有铵盐中，氮元素化合价都是3价答案A解析铵盐都是白色或无色晶体，都易溶于水；有的铵盐受热分解不一定生成NH3，如NH4NO3；铵盐都能与碱反应生成NH3，有些铵盐也能与酸反应，如NH4HCO3；铵盐中，N元素化合价不一定都是3价，如NH4NO3中NO中的N元素是5价。7为检验一种氮肥的成分
20、，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答案A解析能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2；样品溶液加入少量BaCl2溶液，没有明显变化，说明不含SO或CO，则该样品为NH4HCO3或NH4HSO3。结合选项可知为NH4HCO3。8实验室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M，多余的气体可用水吸收，则M是(
21、)A氨气 B一氧化碳C二氧化氮 D氯化氢答案A9在如下图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体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呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是表中的()a(干燥气体)b(液体)ANO2H2OBNO4 molL1NaOH溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31 molL1盐酸答案D解析A项能形成喷泉，但最终溶液只能充满烧瓶的2/3，不符合题意；B、C项不能形成喷泉；D项能形成喷泉，且溶液最终几乎充满烧瓶。10下列装置不能达到实验目的的是()答案A解析A项收集NH3装置试管口无棉花，错误；B项NH3通入CCl4中，NH3不溶于CCl
22、4，不会产生倒吸，逸出的NH3又可被稀硫酸吸收，正确；C项向长颈漏斗中加一定量水，没过长颈漏斗的下端，关闭止水夹，再加一定量的水，液面不下降，可说明装置气密性良好，反之，气密性不好，正确；D项，收集比空气密度小的气体NH3，应该短管进气长管出气，正确。能力提升题11实验室采用下列方法制取NH3：固体Ca(OH)2与NH4Cl共热。NH4HCO3固体中加NaOH固体(过量)，常温下即能产生NH3；装置如图甲。NaOH固体中加入浓氨水。NH4Cl浓溶液中加生石灰。请回答下列问题：(1)写出方法制取氨气的化学方程式_。(2)说明方法制取氨气的原理：_，为什么此法不用加热？_。(3)请从下面的仪器中选
23、择方法制取氨气的发生装置_(写序号，要求使用仪器最少、合理)。写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由：_。(4)某同学设计了如图装置收集氨气，下列说法不正确的是_。A收集氨气的原理是向下排空气法B干燥管的作用是防止倒吸C当烧杯中的水变红时证明氨气已收集满D该装置会形成红色喷泉答案(1)NH4HCO32NaOH=Na2CO3NH32H2O(2)浓氨水具有挥发性加入NaOH固体，吸水放热，使氨气溶解度减小，且NH3H2O受热易分解，放出氨气(3)DCaOH2O=Ca(OH)2，消耗水并放热。Ca(OH)2和NH4Cl受热发生反应：Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O(4)
24、D12已知氨可以与热的氧化铜反应得到N2和金属铜，用如图中的装置可以实现该反应。回答下列问题：(1)A中加入的物质是_。发生反应的化学方程式是_。(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_，发生反应的化学方程式是_。(4)实验时在D中观察到的现象是_，D中收集到的物质是_，检验该物质的方法和现象是_。答案(1)固体NH4Cl和Ca(OH)22NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(其他合理答案也可)(2)碱石灰除去NH3中的水蒸气(3)黑色粉末变为红色且右管口有水珠出现2NH33CuON23Cu3H2O(4)出现无色液体氨水用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝
25、则说明有NH3存在(也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在容器口，若有白烟出现，也说明有NH3存在)；用无水CuSO4，若变蓝，则说明有水存在解析(1)由题中信息知A装置为制取NH3；用无水CuSO4，若变蓝则说明有水存在的装置，故A中加入的物质是NH4Cl和Ca(OH)2固体，发生反应的化学方程式是2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O。(2)B装置的作用是干燥NH3，所用药品为碱石灰。(3)装置C中发生反应为2NH33CuON23Cu3H2O，观察到的现象是黑色固体粉末逐渐变红且右管口有水珠出现。(4)D中冰水的作用是冷却，得到无色溶液氨水。若检验NH3，用湿润的红色石蕊试纸，若变蓝
26、则说明有NH3存在；也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在容器口，若有白烟出现，也说明有NH3存在。若检验H2O的存在，则用无水CuSO4，若变蓝则说明有水存在。13如下图所示：图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中A、C为无色气体，请填写下列空白：(1)物质X可以是_，C是_，F是_，G是_。(2)反应的化学方程式是_。反应的化学方程式是_。答案(1)(NH4)2CO3或NH4HCO3NH3NO2HNO3(2)2Na2O22CO2=2Na2CO3O24NH35O24NO6H2O解析X与碱反应放出无色气体，证明X为铵盐，C为NH3，NH3与D在催化剂条件下生成E，证明D是O2，E是NO。X受热
27、分解生成NH3和无色气体A及B，A与Na2O2反应生成气体D(O2)，证明A为CO2，故X为(NH4)2CO3或NH4HCO3，B为H2O。进一步推知F为NO2，G为HNO3。14NH3在铂作催化剂的条件下发生氧化反应：4NH35O24NO6H2O。实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程图如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。(1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气_、氢气_。(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有_、_的作用。(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，_(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是
28、_。(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是_，锥形瓶中还可观察到的现象是_。(5)写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式：_。(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H、OH、_、_。答案(1)ab(2)干燥气体控制氢气和氮气的流速(3)不会混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气(4)氨的催化氧化反应是一个放热反应有红棕色气体产生(5)4NH35O24NO6H2O(6)NHNO解析(1)制取N2应选“液液气体”的装置，所以选a；制取H2应选“固液气体”的装置，所以选b。(2)浓硫酸具有吸水性，所以可作干燥剂；再仔细观察通H2
29、与通N2的导管伸入到浓硫酸中的深度一样，有利于观察气泡情况，有利于控制H2和N2的流速。(3)此题很多同学可能不加思考就答“会”发生倒吸。但稍微思考一下就知道，这是实验室模拟合成氨，在常压下进行合成氨实验，转化率较小，所以混合气体中含有大量难溶于水的H2和N2，故不会发生倒吸。(4)审题时抓住关键字，“铂丝保持红热”，能靠自身反应来维持。不难答出氨的催化氧化反应是一个放热反应。产生的NO与O2会继续反应产生红棕色的NO2的气体。(6)从NH3与水反应及NH3H2O的电离都是可逆反应很容易想到溶液中还有NH，又因为产生的NO2气体可溶于H2O而产生NO。从另一个角度去考虑，NO2气体与氨水反应既能产生NH，又能产生NO。15