高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題十九 氮及其化合物 考點(diǎn)二 氨及銨鹽教學(xué)案

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　1　氨的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) (1)分子結(jié)構(gòu) 分子式：NH3，電子式：，空間構(gòu)型：三角錐形。屬于極性分子。 (2)物理性質(zhì) 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(shí)驗(yàn)證明。 (3)化學(xué)性質(zhì) ①與水反應(yīng) NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－ ②與酸反應(yīng) NH3＋HCl===NH4Cl　現(xiàn)象：有白煙生成 ③催化氧化反應(yīng) 4NH3＋5O24NO＋6H2O ④與某些鹽溶液反應(yīng) Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH，該反應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制備Al(OH)3 2　氨氣的制法 (1)工業(yè)制法：N2＋3H22NH3 反應(yīng)條件：溫度400～500_℃，壓強(qiáng)20～50_MPa，催化劑鐵觸媒。 (2)實(shí)驗(yàn)室制法 ①加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物 ②實(shí)驗(yàn)室制取氨的其他方法 學(xué)霸巧學(xué)卡 (1)氨是中學(xué)階段所學(xué)的唯一的堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，利用這一點(diǎn)，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(jì)算其物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，氨水的溶質(zhì)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(huì)分解：NH3H2ONH3↑＋H2O。當(dāng)氨水作反應(yīng)物時(shí)，在離子方程式中用分子式表示。 3　銨鹽的性質(zhì) 學(xué)霸巧學(xué)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(xiǎn)；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(zhì)；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(dǎo)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(zhì)能發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氨，因此銨態(tài)氮肥不宜和堿性物質(zhì)混合施用。 4　幾種含氮物質(zhì)的檢驗(yàn) 學(xué)霸巧學(xué)卡　NH檢驗(yàn)操作步驟 1.思維辨析 (1)濃氨水可檢驗(yàn)氯氣管道漏氣。(　　) (2)液氨用作制冷劑時(shí)不涉及化學(xué)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(shí)，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(yīng)生成氨氣會(huì)降低肥效。(　　) (5)液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，可用作制冷劑。(　　) (6)NH4Cl為強(qiáng)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(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中錯(cuò)誤的是(　　) 答案　A 解析　A選項(xiàng)中，NH4Cl受熱會(huì)分解為NH3和HCl，但兩者遇冷后立即化合又生成NH4Cl，阻塞導(dǎo)氣管。 　[考法綜述]　本考點(diǎn)主要考查：氨氣(氨水)、銨鹽的生成、性質(zhì)和檢驗(yàn)，含氮化合物與銨鹽之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及氨的催化氧化。還可以氨氣、銨鹽為載體，考查化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算等。試題具有的特點(diǎn)是：涉及的知識(shí)點(diǎn)一般高于教材，要求考生在審題時(shí)學(xué)習(xí)和理解知識(shí)信息，從信息中捕捉解題的突破口。 命題法1　氨的實(shí)驗(yàn)室制法 典例1 有甲、乙兩位同學(xué)想利用下列裝置及化學(xué)試劑，對實(shí)驗(yàn)室制取并收集氨氣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。 化學(xué)試劑：①NH4Cl固體、②濃氨水、③NaOH固體 (1)甲同學(xué)想方便快速地制取少量氨氣，應(yīng)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(shí)驗(yàn)過程中，制氣時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作是______________________。 (2)乙同學(xué)建議，把教材中實(shí)驗(yàn)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(shè)想回答： ①若用排氣法收集氨氣，請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出其氣體收集裝置和尾氣吸收裝置，標(biāo)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(dǎo)氣管的長短，因NH3的密度比空氣的小，故進(jìn)氣管短，出氣管長，因NH3極易溶于水，進(jìn)行尾氣處理時(shí)，要設(shè)置防倒吸裝置。 ②用排液法收集NH3時(shí)，要求液體不能溶解NH3(排除A、D)且不與NH3發(fā)生反應(yīng)(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(shí)可使溶液中c(OH－)增大，促使NH＋OH－NH3H2ONH3＋H2O平衡向右移動(dòng)，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(shí)的幾點(diǎn)注意 (1)制取氨時(shí)所用的銨鹽不能是硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨。因?yàn)樵诩訜徇^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(zhì)。 (2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)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?yàn)镃aCl2可以吸收NH3。 (4)吸收氨氣(或HCl)時(shí)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(shí)驗(yàn) 典例2　　如圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是(　　) A．?dāng)D壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開止水夾 B．?dāng)D壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)，所以不符合題意；B項(xiàng)中氫氣不溶于氫氧化鈉溶液中，不能造成負(fù)壓，因此不能引發(fā)噴泉實(shí)驗(yàn)，所以符合題意；C項(xiàng)中通過a鼓入空氣，會(huì)將水壓入燒瓶中，氨氣溶于水后造成負(fù)壓，能形成噴泉實(shí)驗(yàn)，所以不符合題意；D項(xiàng)中加入濃硫酸放熱，錐形瓶中壓強(qiáng)增大，濃氨水被壓入燒瓶，與氯化氫反應(yīng)造成負(fù)壓，能形成噴泉實(shí)驗(yàn)，所以不符合題意。 [答案]　B 【解題法】　噴泉實(shí)驗(yàn)的原理及應(yīng)用 (1)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理 由于容器內(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差而形成噴泉。氣體迅速溶于水或某種溶液中，容器內(nèi)壓強(qiáng)小于容器外壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生噴泉，依據(jù)這一原理，只要能夠造成容器內(nèi)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?dú)怏w易溶于吸收劑，均可做噴泉實(shí)驗(yàn)，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(nèi)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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體。容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，壓強(qiáng)迅速增大，促使容器內(nèi)液體迅速向外流動(dòng)，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(nèi)的氣體迅速溶于水或某種液體中。 ②使燒瓶內(nèi)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是(　　) 操作及現(xiàn)象 結(jié)論 A 向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時(shí)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(qiáng)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(jié) NH4Cl固體可以升華 答案　C 解析　向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時(shí)出現(xiàn)黃色沉淀，說明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；沒有排除原溶液中只含有Fe3＋的可能，B項(xiàng)錯(cuò)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(qiáng)于Cl－，C項(xiàng)正確；加熱NH4Cl固體時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)，生成NH3和HCl，NH3和HCl在試管口處遇冷又發(fā)生化合反應(yīng)生成NH4Cl，不是升華，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．下列各組物質(zhì)中，不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)的是(　　) 　　物質(zhì) 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(xiàng)中O2與HNO3不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 3．某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置制取氨氣并探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。 (1)裝置A中燒瓶內(nèi)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(dǎo)管末端連接下表裝置中的________裝置(填序號)，當(dāng)裝置D中集滿氨氣后，關(guān)閉K1、K2，打開K3，引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(yīng)產(chǎn)生白煙，同時(shí)生成一種無色無味的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________； ③從K3處導(dǎo)管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應(yīng)盛放_(tái)_______溶液(填化學(xué)式)，反應(yīng)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(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)室中快速制備氨氣的方法和原理；②氨氣的“噴泉實(shí)驗(yàn)”原理和操作；③氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法和尾氣吸收；④氨氣和氯氣的反應(yīng)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(shí)放出大量的熱促進(jìn)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(qiáng)迅速降低，形成內(nèi)外壓強(qiáng)差。用熱毛巾將燒瓶捂熱，可使D中氨氣受熱膨脹，通過導(dǎo)管后溶于水，D中壓強(qiáng)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(yīng)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(jià)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?dú)?。③氯氣是有毒氣體，可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，因此可用氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣吸收。 Cu2S與一定濃度的硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，當(dāng)NO2和NO物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)，則參加反應(yīng)的Cu2S與作氧化劑的HNO3的物質(zhì)的量之比為(　　) A．1∶10 B．1∶8 C．1∶6 D．1∶5 [錯(cuò)解]　A或B或D [錯(cuò)因分析]　不能得出正確答案的主要問題有兩點(diǎn)：其一，不能正確配平氧化還原反應(yīng)方程式或?qū)Φ檬щ娮邮睾銘?yīng)用不熟練；其二，錯(cuò)誤認(rèn)為參加反應(yīng)的HNO3都被還原，錯(cuò)選B。 [解析]　1 mol Cu2S參加反應(yīng)生成Cu(NO3)2和CuSO4時(shí)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(shè)生成2 mol NO2和1 mol NO時(shí)轉(zhuǎn)移電子為5 mol，因此，轉(zhuǎn)移10 mol e－則會(huì)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(yīng)的HNO3為8 mol而作氧化劑被還原的HNO3為6 mol。故C項(xiàng)正確。 [答案]　C [心得體會(huì)]