哈伯--天才还是魔鬼?
他因为攻克氨的合成这一世界难题,将无数人从饥饿的死亡线上拯救出来;他也因发明大量化学武器并用于战争,使无数人伤残致死;他是诺贝尔化学奖得主受人尊敬,他也是战争魔鬼遭人唾骂。
事物总有正反两面,怎样看待哈伯取决于人们的角度。我们要来探究的是人类为什么对氨如此感兴趣?氨具有怎样的性质和用途呢?今天我们一起来学习有关氨气的知识。
氨
据新安晚报消息:
2007年4月8日早晨,一辆装有22吨液氨的槽罐车,在铜陵市某地发生泄漏, 槽罐喷出的白色气柱有四五米高,发出的"哧哧"声一里开外就能听到,现场被浓烈的刺激性气味所包围。事发地点距离长江的直线距离仅500米,很有可能导致长江污染,须及时处置......
1、从报道中你能总结出氨气的哪些性质?
2、如何吸收泄露后弥漫在空气中的氨气?
小组讨论后,请学生代表小结讨论结果。
上述报道的图片中消防队员为什么用水龙头对空中喷洒?
1、是否用水吸收空气中弥漫的氨气呢?
2、氨气在水中的溶解性如何?
实验4-8:
一支干燥的充满NH3的圆底烧瓶,用带有玻璃管和滴管(滴管预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。
倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯里(水中滴有酚酞溶液)
烧杯中的水进入烧瓶中,形成红色喷泉。
1.氨为什么能形成喷泉实验,其原理是什么?
2.烧瓶中的溶液为什么会变成红色?
3.喷泉实验成功的关键有哪些因素?
1. 氨极易溶于水,使烧瓶内外形成较大的压强差。
2.氨气溶于水溶液显碱性。
3. a.烧瓶干燥;b.装置的气密性好;c.气体纯度尽可能高。 展示一瓶氨气。
1、物理性质
氨气的物理性质:
■颜色:无色
■状态:气体
■气味:有刺激性气味
■水溶性:极易溶于水(1:700)
■密度:密度比空气小(17g/mol<29g/mol)
■沸点:-33.5℃,易液化(液氨可做制冷剂)
我们学习过NO2、SO2、CO2,它们都能溶于水。同学们回忆一下,这些气体溶于水是不是会发生化学反应?
会。
那么氨气溶于水会不会发生化学反应?如果会,反应将如何进行?同学们分组讨论。
小组讨论后,学生纷纷发表意见。
氨气溶于水发生了化学反应,这一点从氨气的水溶液显碱性可以得到证明。下面就来学习氨气于水反应。
2、化学性质
(1)与水反应
(1)与水反应
NH3+H2O NH3·H2O(一水合氨) NH4++OH-
氨气与水反应部分生成一水合氨,一水合氨部分电离出NH4+和OH-。同时,NH4+和OH-又会结合生成一水合氨,一水合氨不稳定部分分解为氨气和水。
氨气溶于水形成的氨水有哪些主要成分?
小组讨论后,请学生代表小结讨论结果:
氨水的主要成分:
分子:NH3·H2O、NH3、H2O,离子:NH4+、OH-
一水合氨什么条件下能够完全分解成氨气和水?
加热。
氨气的不稳定性:NH3•H2ONH3↑+ H2O
氨水(混合物)≠一水合氨(NH3·H2O)≠液氨(NH3)
1.在1L 1mol·L-1的氨水中( )
A.含有1mol NH3分子
B.含有NH3和NH4+物质的量之和为1mol
C.含1mol NH3·H2O
D.含NH3、NH3·H2O、NH4+ 物质的量之和为1mol
1mol·L-1的氨水相当于1mol氨气溶于水,氮元素质量守恒,结合氨水的主要成分,确定NH3、NH3·H2O、NH4+ 物质的量之和为1mol。
故选择D。
2.右图为化学教学中用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。判断下列组合中能否形成喷泉并使溶液充满整个烧瓶?
A、HCl和H2O
B、O2和H2O
C、CO2和H2O
D、CO2和NaOH溶液
E、NO2和H2O
形成喷泉实验的组合必须是一种气体极易溶于一种液体。使溶液充满整个烧瓶可以排除E选项。根据所学知识,HCl极易溶于H2O;并介绍CO2极易溶于NaOH溶液。从而得出答案。
氨气是一种碱性气体,它除了可以与水反应,还可以与哪类物质反应呢?
酸。
下面我们来学习氨气与酸反应的化学性质。
(2)与酸反应
请两位同学上讲台演示,一位同学手拿玻璃棒蘸点浓氨水,另一位同学拿玻璃棒蘸点浓盐酸,然后相互靠近,但不接触,观察现象。
观察现象,写出反应化学方程式。
两玻璃棒相互靠近时有大量白烟产生。
NH3+HCl==NH4Cl (白烟)--可检验氨气的存在
NH3 也可与其它强酸发生类似的反应,请同学们尝试写出它们的反应方程式:
NH3+HNO3 == NH4NO3 (现象:白烟)
2NH3+H2SO4 == (NH4)2SO4 (现象:无白烟)
挥发性酸(HCl、HNO3)遇氨气均有白烟生成;难挥发性酸H2SO4无此现象。
在上述氨气与水、氨气与酸的反应中,氮元素的化合价都没有发生变化,那么它能否发生氧化还原反应呢?请同学们阅读课文P98-99的思考与交流讨论,结合氮的常见化合价,思考问题:氨气中氮元素的化合价是多少?能否与氧气反应?
氨气中氮的化合价为-3价,在化学反应中它的化合价可以升高,具有还原性。
(3)还原性
(3)氨气的还原性: 4NH3+5O2 == 4NO+6H2O
我们知道物质的性质决定了它的用途,大家能否根据氨气的性质推测氨气可能具有哪些用途?
3、用途
氨的用途:
①工业制化肥
②有机合成的重要化工原料
③作制冷剂
一种气体的研究除了性质和用途之外,还必须知道它的制备方法,这也是本节课的另一个重点。
4、制备
阅读课文P98,找出氨气常见的工业制备方法。
氨的工业制备:N2 +3H2 2NH3
阅读课文P100,思考下列问题:
①氨气实验室制备原理和装置?
②氨气如何验满?
③氨气如何干燥?
④氨气如何尾气处理?
■原理: 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
■发生装置:固 + 固气体 (与制氧气的装置相同)
■干燥:碱石灰(或生石灰),不能使用酸性干燥剂(浓H2SO4)
■收集:向下排空气法,(棉花作用:防止氨气与空气对流)
■验满:a.湿润的红色石蕊试纸变蓝
b.蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口
■尾气处理:水
实验室其他制备方法:加热浓氨水、浓氨水与生石灰