高考化學一輪復習 專題十九 氮及其化合物 考點二 氨及銨鹽教學案

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　1　氨的分子結構與性質 (1)分子結構 分子式：NH3，電子式：，空間構型：三角錐形。屬于極性分子。 (2)物理性質 無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化可用作制冷劑，極易溶于水(1∶700)，可由噴泉實驗證明。 (3)化學性質 ①與水反應 NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－ ②與酸反應 NH3＋HCl===NH4Cl　現(xiàn)象：有白煙生成 ③催化氧化反應 4NH3＋5O24NO＋6H2O ④與某些鹽溶液反應 Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH，該反應用于實驗室制備Al(OH)3 2　氨氣的制法 (1)工業(yè)制法：N2＋3H22NH3 反應條件：溫度400～500_℃，壓強20～50_MPa，催化劑鐵觸媒。 (2)實驗室制法 ①加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物 ②實驗室制取氨的其他方法 學霸巧學卡 (1)氨是中學階段所學的唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，利用這一點，可以在推斷題中作為解題的突破口。 (2)氨水中含有三種分子(H2O、NH3H2O、NH3)和三種離子(OH－、NH、H＋)，其中含量最多的是NH3H2O，但計算其物質的量濃度和溶質質量分數(shù)時，氨水的溶質以NH3代替。 (3)氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－。生成的一水合氨(NH3H2O)是一種弱堿，很不穩(wěn)定，受熱會分解：NH3H2ONH3↑＋H2O。當氨水作反應物時，在離子方程式中用分子式表示。 3　銨鹽的性質 學霸巧學卡 (1)不能用直接加熱銨鹽法制取氨。如加熱過程中NH4NO3可能發(fā)生爆炸而有危險；NH4HCO3受熱極易分解產(chǎn)生CO2，使生成的NH3中混有較多的CO2雜質；NH4Cl受熱分解生成的HCl和NH3遇冷后立即化合又生成NH4Cl，阻塞導氣管。 (2)銨鹽分解不一定產(chǎn)生NH3，如NH4NO3受熱分解可能生成N2、HNO3和H2O。 (3)銨鹽遇堿性物質能發(fā)生反應產(chǎn)生氨，因此銨態(tài)氮肥不宜和堿性物質混合施用。 4　幾種含氮物質的檢驗 學霸巧學卡　NH檢驗操作步驟 1.思維辨析 (1)濃氨水可檢驗氯氣管道漏氣。(　　) (2)液氨用作制冷劑時不涉及化學變化。(　　) (3)加熱NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并將產(chǎn)生的氣體通入酚酞溶液中，酚酞溶液變成紅色。(　　) (4)施肥時，草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用的原因是K2CO3與NH4Cl反應生成氨氣會降低肥效。(　　) (5)液氨汽化時要吸收大量的熱，可用作制冷劑。(　　) (6)NH4Cl為強酸弱堿鹽，所以可用加熱法除去NaCl中的NH4Cl。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6) 2．下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯誤的是(　　) 答案　A 解析　A選項中，NH4Cl受熱會分解為NH3和HCl，但兩者遇冷后立即化合又生成NH4Cl，阻塞導氣管。 　[考法綜述]　本考點主要考查：氨氣(氨水)、銨鹽的生成、性質和檢驗，含氮化合物與銨鹽之間的轉化關系以及氨的催化氧化。還可以氨氣、銨鹽為載體，考查化學反應原理、化學實驗、化學計算等。試題具有的特點是：涉及的知識點一般高于教材，要求考生在審題時學習和理解知識信息，從信息中捕捉解題的突破口。 命題法1　氨的實驗室制法 典例1 有甲、乙兩位同學想利用下列裝置及化學試劑，對實驗室制取并收集氨氣的實驗進行改進。 化學試劑：①NH4Cl固體、②濃氨水、③NaOH固體 (1)甲同學想方便快速地制取少量氨氣，應選擇的裝置是________(填序號)，選用試劑是________(填序號)。選用上述試劑制氨氣的理由是________________________，實驗過程中，制氣時的實驗操作是______________________。 (2)乙同學建議，把教材中實驗室制取氨氣的收集裝置由大試管改為集氣瓶且瓶口向上收集氨氣，并確保不污染環(huán)境，請你根據(jù)其設想回答： ①若用排氣法收集氨氣，請在方框內畫出其氣體收集裝置和尾氣吸收裝置，標出所用試劑(自選)名稱。 ②若用排液集氣法收集NH3，可選用的試劑是________(填序號)。 A．H2O B．濃H2SO4 C．CCl4 D．飽和NaCl溶液 [解析]　(1)不加熱制取NH3是快速制取少量NH3的措施，具體操作方法是把濃氨水滴到固體NaOH上。 (2)①用排氣法收集NH3的裝置中要注意廣口瓶中導氣管的長短，因NH3的密度比空氣的小，故進氣管短，出氣管長，因NH3極易溶于水，進行尾氣處理時，要設置防倒吸裝置。 ②用排液法收集NH3時，要求液體不能溶解NH3(排除A、D)且不與NH3發(fā)生反應(排除B)，故選CCl4。 [答案]　(1)B?、冖邸aOH固體遇水放熱，使氨氣的溶解度降低，同時可使溶液中c(OH－)增大，促使NH＋OH－NH3H2ONH3＋H2O平衡向右移動，從而使氨氣逸出　將濃氨水逐滴滴加到NaOH固體上 (2)①如圖 ②C 【解題法】　NH3制備時的幾點注意 (1)制取氨時所用的銨鹽不能是硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨。因為在加熱過程中，NH4NO3可能發(fā)生爆炸；而(NH4)2CO3、NH4HCO3受熱易分解產(chǎn)生CO2，使生成的NH3中混有較多的CO2雜質。 (2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸濕性，易結塊，不利于產(chǎn)生NH3，且在加熱條件下易腐蝕試管。 (3)氨是堿性氣體，不能用酸性干燥劑(濃硫酸、P2O5)干燥，也不能用CaCl2干燥，因為CaCl2可以吸收NH3。 (4)吸收氨氣(或HCl)時要注意防止倒吸。 可用于吸收氨氣(或HCl)并能防倒吸的常用裝置為： 命題法2　噴泉實驗 典例2　　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(fā)噴泉現(xiàn)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 [解析]　A項中氯氣可以溶于四氯化碳中，且氯氣極易溶于氫氧化鈉溶液中，因此可以引發(fā)噴泉實驗，所以不符合題意；B項中氫氣不溶于氫氧化鈉溶液中，不能造成負壓，因此不能引發(fā)噴泉實驗，所以符合題意；C項中通過a鼓入空氣，會將水壓入燒瓶中，氨氣溶于水后造成負壓，能形成噴泉實驗，所以不符合題意；D項中加入濃硫酸放熱，錐形瓶中壓強增大，濃氨水被壓入燒瓶，與氯化氫反應造成負壓，能形成噴泉實驗，所以不符合題意。 [答案]　B 【解題法】　噴泉實驗的原理及應用 (1)噴泉實驗的原理 由于容器內外產(chǎn)生壓強差而形成噴泉。氣體迅速溶于水或某種溶液中，容器內壓強小于容器外壓強，從而產(chǎn)生噴泉，依據(jù)這一原理，只要能夠造成容器內氣體大量溶于液體，就可以形成噴泉。 (2)形成噴泉的類型 ①只要氣體易溶于吸收劑，均可做噴泉實驗，吸收劑可以是水，也可以是酸液、堿液等。 下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。 氣體 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(4∶3) 吸收劑 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 ②容器內的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)或由于發(fā)生化學反應產(chǎn)生氣體。容器內產(chǎn)生大量氣體，壓強迅速增大，促使容器內液體迅速向外流動，也能形成噴泉。如噴霧器、人造噴泉、火山噴發(fā)等均是利用此原理。 (3)引發(fā)噴泉的幾種方法 ①使燒瓶內的氣體迅速溶于水或某種液體中。 ②使燒瓶內氣體溫度降低，使氣壓減小。 ③使燒瓶外待噴液面上的氣壓增大。 (4)噴泉實驗的幾種常見裝置 說明：裝置②中最好采用頂部有孔的燒瓶。裝置③引發(fā)噴泉的方法是打開止水夾，用熱毛巾或雙手捂熱燒瓶，松開后片刻即形成噴泉現(xiàn)象。 1．下列由實驗現(xiàn)象得出的結論正確的是(　　) 操作及現(xiàn)象 結論 A 向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時出現(xiàn)黃色沉淀 Ksp(AgCl)< Ksp(AgI) B 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈紅色 溶液中一定含有Fe2＋ C 向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯，振蕩、靜置，溶液上層呈橙紅色 Br－還原性強于Cl－ D 加熱盛有NH4Cl固體的試管，試管底部固體消失，試管口有晶體凝結 NH4Cl固體可以升華 答案　C 解析　向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時出現(xiàn)黃色沉淀，說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，A項錯誤；沒有排除原溶液中只含有Fe3＋的可能，B項錯誤；向NaBr溶液中加入少量氯水和苯，振蕩、靜置后溶液分層，且上層呈橙紅色，說明Cl2置換出了Br2，能說明Br－的還原性強于Cl－，C項正確；加熱NH4Cl固體時發(fā)生分解反應，生成NH3和HCl，NH3和HCl在試管口處遇冷又發(fā)生化合反應生成NH4Cl，不是升華，D項錯誤。 2．下列各組物質中，不滿足組內任意兩種物質在一定條件下均能發(fā)生反應的是(　　) 　　物質 組別　　 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3 O2 HNO3 C SiO2 NaOH HF D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3 答案　B 解析　B項中O2與HNO3不發(fā)生化學反應。 3．某化學興趣小組利用如圖裝置制取氨氣并探究氨氣的有關性質。 (1)裝置A中燒瓶內試劑可選用________(填序號)。 a．堿石灰　b．濃硫酸　c．生石灰　d．五氧化二磷 e．燒堿固體 (2)若探究氨氣的溶解性，需在K2的導管末端連接下表裝置中的________裝置(填序號)，當裝置D中集滿氨氣后，關閉K1、K2，打開K3，引發(fā)噴泉的實驗操作是________。 備選裝置(其中水中含酚酞試液) Ⅰ Ⅱ Ⅲ (3)若探究氨氣的還原性，需打開K1、K3，K2處導管連接制取純凈、干燥氯氣的裝置。 ①用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣，生成氣體必須通過盛有________試劑的洗氣瓶； ②D中氨氣與氯氣反應產(chǎn)生白煙，同時生成一種無色無味的氣體，該反應的化學方程式為____________________； ③從K3處導管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應盛放________溶液(填化學式)，反應的離子方程式為__________________。 答案　(1)ace (2)Ⅱ或Ⅲ　用熱毛巾將燒瓶捂熱片刻(其他合理答案均可) (3)①飽和食鹽水、濃硫酸 ②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 ③NaOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 解析　解答本題要注意以下4點：①實驗室中快速制備氨氣的方法和原理；②氨氣的“噴泉實驗”原理和操作；③氯氣的實驗室制法和尾氣吸收；④氨氣和氯氣的反應原理。 (1)在濃氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，加入生石灰[CaO＋H2O===Ca(OH)2]或NaOH固體，平衡左移，同時放出大量的熱促進氨水的揮發(fā)。堿石灰的成分是燒堿和生石灰，能快速制備氨氣。 (2)氨氣極易溶于水，不溶于CCl4，要用防倒吸裝置，因此選擇Ⅱ或Ⅲ。要使裝置D發(fā)生噴泉現(xiàn)象，必須使燒瓶中的壓強迅速降低，形成內外壓強差。用熱毛巾將燒瓶捂熱，可使D中氨氣受熱膨脹，通過導管后溶于水，D中壓強變小即產(chǎn)生“噴泉”。 (3)①用二氧化錳與濃鹽酸制取的氯氣中，混有氯化氫氣體和水蒸氣，通過飽和食鹽水除去氯化氫，通過濃硫酸除去水蒸氣。②探究氨氣具有還原性，氯氣與氨氣反應產(chǎn)生白煙，聯(lián)系NH3＋HCl===NH4Cl可知，“白煙”的成分為氯化銨，氯元素化合價降低，則生成的“無色無味氣體”必為氨氣的氧化產(chǎn)物，可推知為氮氣。③氯氣是有毒氣體，可與強堿溶液反應，因此可用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收。 Cu2S與一定濃度的硝酸反應生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，當NO2和NO物質的量之比為2∶1時，則參加反應的Cu2S與作氧化劑的HNO3的物質的量之比為(　　) A．1∶10 B．1∶8 C．1∶6 D．1∶5 [錯解]　A或B或D [錯因分析]　不能得出正確答案的主要問題有兩點：其一，不能正確配平氧化還原反應方程式或對得失電子守恒應用不熟練；其二，錯誤認為參加反應的HNO3都被還原，錯選B。 [解析]　1 mol Cu2S參加反應生成Cu(NO3)2和CuSO4時失去10 mol e－。HNO3得到電子被還原為NO2和NO按2∶1組成的混合物，假設生成2 mol NO2和1 mol NO時轉移電子為5 mol，因此，轉移10 mol e－則會生成4 mol NO2和2 mol NO，再依據(jù)原子守恒配平方程式：Cu2S＋8HNO3===Cu(NO3)2＋CuSO4＋4NO2＋2NO＋4H2O。由此可知，參加反應的HNO3為8 mol而作氧化劑被還原的HNO3為6 mol。故C項正確。 [答案]　C [心得體會]