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第五章 化工生产中的重要非金属
第二节 氮及其化合物（第 2 课时）
课程学习目标
掌握氨的物理性质
认识产生喷泉现象的原理
掌握氨水显碱性的原因
认识常见的铵盐及其化学性质
能够检验铵根离子，知道氨气的实验室制法
1
3
2
4
5
我们经常在城市的广场上看到美丽的喷泉，那么你知道，
在实验室里也可以形成美丽的喷泉吗？
01
氨气的物理性质
分子形状：三角锥形
键角： 107°18′
分子极性：极性分子
1. 氨分子的电子式与结构式
结构式
H N H
H
空间
结构
N
H
H
H
电子式
H
N H
H
·
×
·
×
·
×
·
·
无色、有刺激性气味；
密度比空气小，标准状况下密度0.771g/L；
易液化（可作致冷剂）；
极易溶于水（1体积水溶解约700体积的氨气1：700）
2. 物理性质
【启发并实验】
氨极易溶解于水，用什么实验可以证明这一性质呢？
02
认识产生喷泉现象的原理
实 验
如图所示，在干燥的圆底烧瓶里充满 NH3，用带有玻璃管
和胶头滴管（预先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口，倒置烧瓶，
使玻璃管插入盛有水的烧杯中（预先在水里滴入少量酚酞
溶液），打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，
观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。
打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。
打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，排走导管中的空气并溶于水，使烧瓶内气压减少，产生喷泉。
【喷泉实验】
如何引发喷泉？
氨气
酚酞溶液
氨气
酚酞溶液
水
实 验
城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述的原理相似吗
氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；
氨气溶于水溶液显碱性。
a.烧瓶干燥；
b.装置的气密性好；
c.收集的气体纯度尽可能高。
氨为什么会形成喷泉（该实验的原理）？
01
溶液为什么变为红色？
02
实验成败的关键是什么？
03
03
掌握氨水显碱性的原因
氨气溶于水时 （氨气的水溶液叫氨水），大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O（一水合氨）。NH3·H2O是弱碱，为弱电解质，可以部分电离。NH3·H2O能使酚酞溶液变红或者使紫色的石蕊试纸变蓝。
1. 氨 水
用此来检验氨气的存在
问题：氨水中含有哪几种微粒？
分子：NH3、H2O、NH3·H2O
离子：NH4+、OH-、H+
2. 氨 水
NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-
氨与水的反应：
说明
一水合氨很不稳定，受热易分解。
NH3·H2O NH3↑+ H2O
——氨水的化学性质
NH3+HCl = NH4Cl
NH3+HNO3 = NH4NO3
（有白烟生成）
2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4
为什么没有白烟？
因为硫酸是非挥发性酸
3. 氨与酸的反应
5-12 氨与氯化氢反应
演示实验
可用来检验氨气或氯化氢是否泄漏。
4NH3＋5O2 ==== 4NO＋6H2O
催化剂
氨中N为-3价，具有还原性
2NH3 + 3Cl2 == N2 + 6HCl（少量NH3）
8NH3 + 3Cl2 == N2 + 6NH4Cl (过量NH3)
2NH3 + 3CuO ==== N2 + 3Cu +3H2O
加热
氨气和氯气不能共存
4. 氨与氧气的反应——氨的催化氧化
2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO3
NH3+H2O+SO2===NH4HSO3
硝酸
铵盐
用稀氨水治疗
蚊虫叮咬
制冷剂
有机合成工业原料
纯碱
消除二氧化氮的污染
吸收硫酸生产中的二氧化硫
NH3
5. 氨的用途和保存
80%
化肥
5%
尼龙
7%
硝酸
8%
其他
氨的用途
5. 氨的用途和保存
氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。
通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
氨水的保存方法
5. 氨的用途和保存
04
认识常见的铵盐及其化学性质
铵盐都是晶体，易溶于水。
1. 铵盐是NH4+和酸根离子组成的化合物
2. 常见的铵盐
硫酸铵【(NH4)2SO4 ，俗称硫铵，又称肥粉】；
氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】；
硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵、炸药】；
碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】
铵盐属于铵态氮肥。
常用氮肥有铵态氮肥和尿素【 CO(NH2)2 】
氯化铵
NH4HCO3 NH3 ↑ + CO2↑ + H2O↑
△
(NH4)2CO3 2NH3 ↑ + CO2↑ + H2O↑
△
① 受热易分解
NH4Cl NH3 ↑ + HCl↑
△
注意：并不是所有铵盐分解都产生氨气
NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O ，分解放出大量的热
NH4Cl中有少量的NaCl，如何提纯
NH4Cl加热分解，收集气体然后又生成NH4Cl 。
3. 铵盐的性质
3. 铵盐的性质
②铵盐与碱的反应：
应用：用来制取氨气；NH4+的检验
2NH4Cl+Ca(OH)2 === CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
实质：NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
05
铵根离子的检验 氨气的实验室制法
实 验
向盛有少量NH4Cl2溶液、(NH4)2SO4溶液、NH4NO3溶液的三支试管中，分别加入氢氧化钠溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析现象产生的原因，写出反应的离子方程式。
实验现象：三支试管中均产生气泡，湿润的紫色石蕊试纸变蓝。
实 验
反应的方程式：
利用铵盐的这个性质常用来制取氨气和检验铵根离子的存在。
NH4 + + OH － NH3 ↑ + H2O
Δ
NH4Cl+NaOH====NaCl+NH3↑+H2O
Δ
（NH4)2SO4+2NaOH====Na2SO4+2NH3↑+2H2O
Δ
NH4NO3+NaOH====NaNO3+NH3↑+H2O
Δ
检验某白色固体是否为铵盐的方法
检验无色溶液中是否存在NH4＋的方法
①少许样品和碱混合于试管中加热，将湿润的紫色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝色，则证明样品中含铵盐(NH4＋)。
②取少许样品和碱混合于试管中共热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体，若有白烟产生，则证明样品中含铵盐(NH4＋)。
将待检物取出少量置于:试管中，加入NaOH溶液后，热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐(NH4＋)。
1.NH4+的检验
2. 氨气的实验室制法
图为实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置，思考如何检验试管中已收集满氨，如何吸收处理实验中多余的氨
思考与讨论
实验室制取氨的简易装置示意图
②药品：氯化铵晶体、熟石灰固体
③装置：固+固，加热型(与O2的发生装置相同)
④干燥: 用碱石灰（CaO与NaOH固体混合物）
①原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 ==== CaCl2+2NH3↑+2H2O
2. 氨气的实验室制法
干燥时，能否用浓硫酸、无水CaCl2或者P2O5来代替碱石灰？
氨气显碱性，不能用呈酸性的浓硫酸和五氧化二磷进行干燥；
氨气能与氯化钙发生反应生成络合物（CaCl2·8NH3 ），因此
也不能使用无水氯化钙来干燥氨气。
⑤收集：向下排空气法，并在试管口塞上棉花，防止NH和空气对流，
保证NH3的纯度。
⑥验满：(1) 用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）
(2) 蘸有浓盐酸(浓硝酸)的玻璃棒接近试管口（产生白烟）。
⑦尾气吸收：氨气不能直接排放到空气中，可以用将多余的氨气通入
水中进行吸收(要注意防倒吸)。
2. 氨气的实验室制法
⑧ 易溶于水的要用防倒吸装置
分液式
水
CCl4
倒立漏斗式
水
肚容式
水
2. 氨气的实验室制法
实验室中还可以用哪些方法制氨气
②浓氨水加碱石灰法（气体的溶解性规律？）
①加热浓氨水法原理：
浓氨水加
碱石灰法
加热浓氨水法
实验室中能否用如图装置制氧气
能，可以用H2O2加MnO2的方法制取氧气
NH3·H2 NH3↑＋H2O
碱石灰吸水、溶解时放热,增大OH-浓度
平衡逆移.NH4+＋OH－ NH3↑＋H2O。
① 制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，NH4NO3加热时爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。
② 消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。
③ NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。
N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
合成氨
3. 氨的工业制备
B
解析：形成喷泉，使烧瓶内外形成较大的压差，要么是气体溶解度比较大、要么是气体可以和烧杯中溶液发生反应。氧气在水中溶液度较小，不能形成喷泉。
如图为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别
盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是（ ）
A. HCl 和 H2O
B. O2 和 H2O
C. NH3 和 H2O
D. CO2 和 NaOH
气体
溶液
①制取并收集NH3 ②吸收NH3 ③检查气密性 ④排空气法收集CO2
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2.下列装置能达到实验目的的是（ ）
B
3.下列不属于铵盐的共同性质是（ ）
A.加热时一定有氨气生成
B.与碱共热时都产生氨气
C.都是晶体
D.易溶于水
A
解析：NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O 。
4. 只用一种试剂，就可区别NH4Cl 、(NH4)2SO4 、KCl、Na2SO4 、AlCl3 五种无色溶液，这种试剂是（ ）
A、NaOH溶液
B、AgNO3溶液
C、BaCl2溶液
D、Ba(OH)2溶液
D
5.下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（ ）
A. 只有① B. 只有③ C. ①③ D. ②③
C
结构
三角锥型、极性分子
刺激性气味、极易溶于水、易液化
物理
性质
化学性质
用途
还原性
溶于水得氨水
与H+反应
化肥、有机合成、制冷剂等
喷泉实验
一、氨的结构和性质
易溶于水
二、氨盐的性质
受热易分解
与碱共热生成氨气
检验铵根离子
加热固态铵盐和碱的混合物
三、氨气的实验室制法
加热浓氨水
浓氨水中加固态碱性物质
N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
四、氨气的工业制法
第五章 化工生产中的重要非金属
第二节 氮及其化合物（第 2 课时）
课程学习目标
掌握氨的物理性质
认识产生喷泉现象的原理
掌握氨水显碱性的原因
认识常见的铵盐及其化学性质
能够检验铵根离子，知道氨气的实验室制法
1
3
2
4
5
我们经常在城市的广场上看到美丽的喷泉，那么你知道，
在实验室里也可以形成美丽的喷泉吗？
01
氨气的物理性质
分子形状：三角锥形
键角： 107°18′
分子极性：极性分子
1. 氨分子的电子式与结构式
结构式
H N H
H
空间
结构
N
H
H
H
电子式
H
N H
H
·
×
·
×
·
×
·
·
无色、有刺激性气味；
密度比空气小，标准状况下密度0.771g/L；
易液化（可作致冷剂）；
极易溶于水（1体积水溶解约700体积的氨气1：700）
2. 物理性质
【启发并实验】
氨极易溶解于水，用什么实验可以证明这一性质呢？
02
认识产生喷泉现象的原理
实 验
如图所示，在干燥的圆底烧瓶里充满 NH3，用带有玻璃管
和胶头滴管（预先吸入水）的橡胶塞塞紧瓶口，倒置烧瓶，
使玻璃管插入盛有水的烧杯中（预先在水里滴入少量酚酞
溶液），打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶，
观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。
打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。
打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，排走导管中的空气并溶于水，使烧瓶内气压减少，产生喷泉。
【喷泉实验】
如何引发喷泉？
氨气
酚酞溶液
氨气
酚酞溶液
水
实 验
城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述的原理相似吗
氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；
氨气溶于水溶液显碱性。
a.烧瓶干燥；
b.装置的气密性好；
c.收集的气体纯度尽可能高。
氨为什么会形成喷泉（该实验的原理）？
01
溶液为什么变为红色？
02
实验成败的关键是什么？
03
03
掌握氨水显碱性的原因
氨气溶于水时 （氨气的水溶液叫氨水），大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O（一水合氨）。NH3·H2O是弱碱，为弱电解质，可以部分电离。NH3·H2O能使酚酞溶液变红或者使紫色的石蕊试纸变蓝。
1. 氨 水
用此来检验氨气的存在
问题：氨水中含有哪几种微粒？
分子：NH3、H2O、NH3·H2O
离子：NH4+、OH-、H+
2. 氨 水
NH3 + H2O NH3·H2O NH4+ + OH-
氨与水的反应：
说明
一水合氨很不稳定，受热易分解。
NH3·H2O NH3↑+ H2O
——氨水的化学性质
NH3+HCl = NH4Cl
NH3+HNO3 = NH4NO3
（有白烟生成）
2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4
为什么没有白烟？
因为硫酸是非挥发性酸
3. 氨与酸的反应
5-12 氨与氯化氢反应
演示实验
可用来检验氨气或氯化氢是否泄漏。
4NH3＋5O2 ==== 4NO＋6H2O
催化剂
氨中N为-3价，具有还原性
2NH3 + 3Cl2 == N2 + 6HCl（少量NH3）
8NH3 + 3Cl2 == N2 + 6NH4Cl (过量NH3)
2NH3 + 3CuO ==== N2 + 3Cu +3H2O
加热
氨气和氯气不能共存
4. 氨与氧气的反应——氨的催化氧化
2NH3+H2O+SO2===(NH4)2SO3
NH3+H2O+SO2===NH4HSO3
硝酸
铵盐
用稀氨水治疗
蚊虫叮咬
制冷剂
有机合成工业原料
纯碱
消除二氧化氮的污染
吸收硫酸生产中的二氧化硫
NH3
5. 氨的用途和保存
80%
化肥
5%
尼龙
7%
硝酸
8%
其他
氨的用途
5. 氨的用途和保存
氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水。
通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
氨水的保存方法
5. 氨的用途和保存
04
认识常见的铵盐及其化学性质
铵盐都是晶体，易溶于水。
1. 铵盐是NH4+和酸根离子组成的化合物
2. 常见的铵盐
硫酸铵【(NH4)2SO4 ，俗称硫铵，又称肥粉】；
氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】；
硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵、炸药】；
碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】
铵盐属于铵态氮肥。
常用氮肥有铵态氮肥和尿素【 CO(NH2)2 】
氯化铵
NH4HCO3 NH3 ↑ + CO2↑ + H2O↑
△
(NH4)2CO3 2NH3 ↑ + CO2↑ + H2O↑
△
① 受热易分解
NH4Cl NH3 ↑ + HCl↑
△
注意：并不是所有铵盐分解都产生氨气
NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O ，分解放出大量的热
NH4Cl中有少量的NaCl，如何提纯
NH4Cl加热分解，收集气体然后又生成NH4Cl 。
3. 铵盐的性质
3. 铵盐的性质
②铵盐与碱的反应：
应用：用来制取氨气；NH4+的检验
2NH4Cl+Ca(OH)2 === CaCl2+2NH3↑+2H2O
△
实质：NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
05
铵根离子的检验 氨气的实验室制法
实 验
向盛有少量NH4Cl2溶液、(NH4)2SO4溶液、NH4NO3溶液的三支试管中，分别加入氢氧化钠溶液并加热（注意通风），用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析现象产生的原因，写出反应的离子方程式。
实验现象：三支试管中均产生气泡，湿润的紫色石蕊试纸变蓝。
实 验
反应的方程式：
利用铵盐的这个性质常用来制取氨气和检验铵根离子的存在。
NH4 + + OH － NH3 ↑ + H2O
Δ
NH4Cl+NaOH====NaCl+NH3↑+H2O
Δ
（NH4)2SO4+2NaOH====Na2SO4+2NH3↑+2H2O
Δ
NH4NO3+NaOH====NaNO3+NH3↑+H2O
Δ
检验某白色固体是否为铵盐的方法
检验无色溶液中是否存在NH4＋的方法
①少许样品和碱混合于试管中加热，将湿润的紫色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝色，则证明样品中含铵盐(NH4＋)。
②取少许样品和碱混合于试管中共热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验产生的气体，若有白烟产生，则证明样品中含铵盐(NH4＋)。
将待检物取出少量置于:试管中，加入NaOH溶液后，热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐(NH4＋)。
1.NH4+的检验
2. 氨气的实验室制法
图为实验室制取氨的简易装置示意图。请仔细观察实验装置，思考如何检验试管中已收集满氨，如何吸收处理实验中多余的氨
思考与讨论
实验室制取氨的简易装置示意图
②药品：氯化铵晶体、熟石灰固体
③装置：固+固，加热型(与O2的发生装置相同)
④干燥: 用碱石灰（CaO与NaOH固体混合物）
①原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 ==== CaCl2+2NH3↑+2H2O
2. 氨气的实验室制法
干燥时，能否用浓硫酸、无水CaCl2或者P2O5来代替碱石灰？
氨气显碱性，不能用呈酸性的浓硫酸和五氧化二磷进行干燥；
氨气能与氯化钙发生反应生成络合物（CaCl2·8NH3 ），因此
也不能使用无水氯化钙来干燥氨气。
⑤收集：向下排空气法，并在试管口塞上棉花，防止NH和空气对流，
保证NH3的纯度。
⑥验满：(1) 用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）
(2) 蘸有浓盐酸(浓硝酸)的玻璃棒接近试管口（产生白烟）。
⑦尾气吸收：氨气不能直接排放到空气中，可以用将多余的氨气通入
水中进行吸收(要注意防倒吸)。
2. 氨气的实验室制法
⑧ 易溶于水的要用防倒吸装置
分液式
水
CCl4
倒立漏斗式
水
肚容式
水
2. 氨气的实验室制法
实验室中还可以用哪些方法制氨气
②浓氨水加碱石灰法（气体的溶解性规律？）
①加热浓氨水法原理：
浓氨水加
碱石灰法
加热浓氨水法
实验室中能否用如图装置制氧气
能，可以用H2O2加MnO2的方法制取氧气
NH3·H2 NH3↑＋H2O
碱石灰吸水、溶解时放热,增大OH-浓度
平衡逆移.NH4+＋OH－ NH3↑＋H2O。
① 制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，NH4NO3加热时爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。
② 消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。
③ NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。
N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
合成氨
3. 氨的工业制备
B
解析：形成喷泉，使烧瓶内外形成较大的压差，要么是气体溶解度比较大、要么是气体可以和烧杯中溶液发生反应。氧气在水中溶液度较小，不能形成喷泉。
如图为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别
盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是（ ）
A. HCl 和 H2O
B. O2 和 H2O
C. NH3 和 H2O
D. CO2 和 NaOH
气体
溶液
①制取并收集NH3 ②吸收NH3 ③检查气密性 ④排空气法收集CO2
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2.下列装置能达到实验目的的是（ ）
B
3.下列不属于铵盐的共同性质是（ ）
A.加热时一定有氨气生成
B.与碱共热时都产生氨气
C.都是晶体
D.易溶于水
A
解析：NH4NO3在400 ℃以上分解生成N2、NO2和H2O 。
4. 只用一种试剂，就可区别NH4Cl 、(NH4)2SO4 、KCl、Na2SO4 、AlCl3 五种无色溶液，这种试剂是（ ）
A、NaOH溶液
B、AgNO3溶液
C、BaCl2溶液
D、Ba(OH)2溶液
D
5.下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（ ）
A. 只有① B. 只有③ C. ①③ D. ②③
C
结构
三角锥型、极性分子
刺激性气味、极易溶于水、易液化
物理
性质
化学性质
用途
还原性
溶于水得氨水
与H+反应
化肥、有机合成、制冷剂等
喷泉实验
一、氨的结构和性质
易溶于水
二、氨盐的性质
受热易分解
与碱共热生成氨气
检验铵根离子
加热固态铵盐和碱的混合物
三、氨气的实验室制法
加热浓氨水
浓氨水中加固态碱性物质
N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
四、氨气的工业制法
粤公网安备 44030702000055号
