内容正文:
第11讲 氨气的制备与铵盐的性质 问题的态度:问则少;辩则明
2025届高三化学第一轮复习
第11讲 氨气的制备与铵盐的性质
知识像烛光,能照亮一个人,也能照亮无数的人。——培根
复习目标
1.从速率与平衡的角度理解氨的工业制备条件。
2.认识实验室制备氨的二种方法原理及实验装置的选择。
3.认识铵盐的性质——三大反应(热分解、与碱反应、水解反应)。
铵盐的化学性质
NH的检验
少许待测液于试管中,加入浓的NaOH溶液并加热,在试管口放一湿润的红色试纸,若试纸变蓝色,则说明待液中含有NH。
【特别提醒】NH的检验:必有加热!另:注意是石蕊试纸的颜色!
【问题解决1】
1.用化学方程式表示生成氨的途径。
2.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________。
① ② ③ ④ ⑤
氨气的制备
1.工业制备:____________________________
2.实验室制备:
装置类型
化学方程式
发生装置
温馨提醒
液气
NH3·H2O(浓)__________________
一、①不能用NH4NO3(受热爆炸);②不能用NaOH(吸湿结块,腐蚀玻璃)
二、收集装置
三、氨的干燥用碱石灰而不能用无水CaCl2(CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3)
固+固气
2NH4Cl+Ca(OH)2__________________
固+液—→气
NH3·H2O(浓)+CaO=_________________
NH3·H2O(浓) __________________
1.(2023·无锡一模)实验室制取NH3并探究其还原性,下列实验装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙除去NH3中的水蒸气
C.用装置丙验证NH3具有还原性 D.用装置丁吸收尾气中的NH3
2.(2024·南通模拟)下列制备、干燥、收集NH3,并进行喷泉实验的原理与装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制备NH3 B.用装置乙干燥NH3
C.用装置丙收集NH3 D.用装置丁进行喷泉实验
3.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是
A.可以利用NH3易液化的性质分离出NH3
B.吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
C.可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理
D.合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
【问题解决2】
(2023·宿迁期中)某同学进行如下实验:
实验
实验步骤
实验现象
Ⅰ
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色,不是由于生成NH4Cl造成的
D.根据试纸颜色变蓝色,说明宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
铵盐与铵根的检验
1.物理性质:白色或无色固体,_____水,注意:NH4NO3溶于水强烈吸热。
2.NH4+结构:
电子式
结构式
空间构型
球棍模型
比例模型
NH4Cl电子式
铵盐中含有_________键、_________键、_________键。
3.化学性质性质
①
热分解
1 挥发性酸铵盐
NH4Cl_________________,NH4I______________________
②不稳定性酸铵盐
(NH4)2CO3______________________
④氧化性酸铵盐
NH4NO3(复杂,NH4NO3的分解产物与反应条件有关)
⑤难挥发酸铵盐
(NH4)3PO43NH3↑+H3PO4
温馨提醒
①铵盐受热分解,不一定放出氨气;②NH4HCO3受热分解现象不同NH4Cl(即在试管口部无白色固体);③NH4I的分解与NH4Cl不同
②
与碱反应
(用于检验NH4+离子)
①常温,稀溶液:NH4++OH-=NH3·H2O;②浓溶液:NH4++OH-=NH3↑+H2O,③加热:NH4++OH-NH3↑+H2O(与浓度无关)
③
与水反应
NH4++2D2O ____________________________
④
与某些强碱弱酸盐反应
NH4++AlO2-+H2O=____________________
2NH4++SiO32-=____________________
⑤
与活泼金属的反应
Mg+2NH4+=_____________________
4.NH4+检验
待检液试纸变______ 温馨提醒:必须加热,,否则不一定有NH3放出!
(2022•江苏省启东市第一次质量监测)CH3COONH4可配制缓冲液。室温下,通过下列实验探究CH3COONH4的性质。
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液的pH,测得pH约为7
2
向0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中加入等体积0.1 mol·L-1的盐酸
3
向0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,有刺激性气味气体放出
4
向0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中加入少量Mg(OH)2固体,固体溶解
下列说法正确的是
A.实验1溶液中:c(CH3COOH)>c(NH3·H2O)
B.实验2混合后的溶液中:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.实验3产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D.实验4中c(Mg2+)·c2(OH-)>Ksp[Mg(OH)2)]
1.(2023·南京、盐城一模)实验室制取少量NH3并探究其性质。下列装置不能达到实验目的的是
甲 乙 丙 丁
A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙收集NH3
C.用装置丙检验NH3水溶液呈碱性 D.用装置丁吸收多余的NH3
2.(2023·伊犁州“华-伊高中联盟校”期末)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的性质,其中能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氨气
B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.丙的原理为NH3+HCl=NH4Cl
D.装置丁中,干燥烧瓶内盛有氨气,烧杯和胶头滴管内盛有水(含酚酞),挤压胶头滴管的胶头,会出现蓝色喷泉
3.(2024·无锡南菁高中期初检测)如图为NH3的制备,收集及催化氧化实验,下列说法正确的是
A.图甲装置除了混合氢气和氮气之外还可以干燥气体及观察氢气和氮气的流速
B.将氨气通入图乙装置中,锥形瓶口出现红棕色气体,说明氨被直接氧化为NO2
C.图丙为实验室制取氨气的正确装置
D.图丁装置可用于实验室制氨气的尾气吸收
4.(2023·运城康杰中学月考)(NH4)2SO4SO4是一种常见的化肥,其溶解度随着温度的升高而增大,某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图:
下列说法正确的是
A.通入NH3和CO2的顺序可以互换
B.操作2为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得(NH4)2SO4
C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2++2NH3+2H2O=Ca(OH)2↓+2NH
D.通入的NH3和CO2均应过量,且工艺流程中CO2可循环利用
5.(2023·宿迁期中)氨和硝酸是重要的化工产品,工业合成氨及制备硝酸的流程如图所示:
下列说法错误的是
A.流程中的转化涉及复分解反应
B.工业上可用铁槽车储运浓硝酸
C.“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质
D.为提高氮的利用率,尾气可循环进入“合成塔”
6.(2023·南师大附中)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用,一种利用电化学制备NH3的转化历程如图所示。下列说法不正确的是
A.步骤Ⅱ属于氮的固定
B.物质X为离子化合物
C.LiOH可视为该历程中的催化剂
D.由该历程说明N2的氧化性强于O2
2
细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点”
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$$第11讲 氨气的制备与铵盐的性质 问题的态度:问则少;辩则明
2025届高三化学第一轮复习
第11讲 氨气的制备与铵盐的性质
知识像烛光,能照亮一个人,也能照亮无数的人。——培根
复习目标
1.从速率与平衡的角度理解氨的工业制备条件。
2.认识实验室制备氨的二种方法原理及实验装置的选择。
3.认识铵盐的性质——三大反应(热分解、与碱反应、水解反应)。
教学重点难点
1.NH3的制备原理。
2.铵盐的化学性质。
教学方法
讨论、归纳
教学过程
铵盐的化学性质
NH的检验
少许待测液于试管中,加入浓的NaOH溶液并加热,在试管口放一湿润的红色试纸,若试纸变蓝色,则说明待液中含有NH。
【特别提醒】NH的检验:必有加热!另:注意是石蕊试纸的颜色!
【问题解决1】
1.用化学方程式表示生成氨的途径。
【分析】
N2+3H22NH3 NH3·H2ONH3↑+H2O 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
H3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
2.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________。①④
① ② ③ ④ ⑤
氨气的制备
1.工业制备:____________________________N2+3H22NH3
2.实验室制备:
装置类型
化学方程式
发生装置
温馨提醒
液气
NH3·H2O(浓)__________________NH3↑+H2O
一、①不能用NH4NO3(受热爆炸);②不能用NaOH(吸湿结块,腐蚀玻璃)
二、收集装置
三、氨的干燥用碱石灰而不能用无水CaCl2(CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3)
固+固气
2NH4Cl+Ca(OH)2__________________CaCl2|+2NH3↑+2H2O
固+液—→气
NH3·H2O(浓)+CaO=__________________NH3↑+Ca(OH)2
NH3·H2O(浓) __________________NH3↑+H2O
1.(2023·无锡一模)实验室制取NH3并探究其还原性,下列实验装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙除去NH3中的水蒸气
C.用装置丙验证NH3具有还原性 D.用装置丁吸收尾气中的NH3
【答案】C
【解析】A项,NaOH与NH4Cl反应生成NH3·H2O,不加热的情况下NH3·H2O难以分解,一般不用于制备氨气,错误;B项,NH3与浓H2SO4反应,浓硫酸不能干燥NH3,错误;C项,NH3与CuO反应生成N2、Cu和H2O,黑色的CuO转化为红色的Cu,N元素的化合价升高,说明NH3具有还原性,正确;D项,苯的密度比水的密度小,在上层,NH3直接通入下层的水,会发生倒吸,错误。
2.(2024·南通模拟)下列制备、干燥、收集NH3,并进行喷泉实验的原理与装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制备NH3 B.用装置乙干燥NH3
C.用装置丙收集NH3 D.用装置丁进行喷泉实验
【答案】D
【解析】A项,实验室用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气,加热时试管口应略向下倾斜,错误;B项,浓硫酸能与氨气反应,不能用于干燥氨气,应使用碱石灰干燥氨气,错误;C项,由于氨气的密度小于空气,本装置收集氨气时导气管应“长进短出”,错误;D项,氨气极易溶于水,用装置丁可以进行喷泉实验,正确。
3.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是
A.可以利用NH3易液化的性质分离出NH3
B.吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
C.可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理
D.合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
【答案】D
【解析】本实验为N2与H2在合成塔中反应生成NH3,因NH3容易液化分离出NH3,氨气被O2氧化成HNO3和NO,通入吸收塔中吸收形成HNO3,因氮的氧化物有毒,最后尾气处理。
A项,因为NH3容易液化,故可利用NH3易液化的性质分离出NH3,正确;B项,分析可知,A为O2,NH3的催化氧化需要氧气,NO转换成NO2需要O2,故吸收塔中通入O2是为了提高原料的利用率,正确;C项,NH3与NO2反应生成N2和H2O,故可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理,正确;D项,合成氨时,N2转化为NH3,N元素被还原,制硝酸的流程中NO2和水反应生成HNO3和NO,NO2转化成NO时,氮元素化合价由+4价变成+2价,氮元素被还原,错误。
【问题解决2】
(2023·宿迁期中)某同学进行如下实验:
实验
实验步骤
实验现象
Ⅰ
将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热
试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ
将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上
试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色,不是由于生成NH4Cl造成的
D.根据试纸颜色变蓝色,说明宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
【答案】D
【解析】A项,Ⅰ中试纸变蓝,说明加热过程中生成了NH3,NH3遇水形成氨水,氨水使试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,正确;B项,Ⅰ中试纸颜色先变蓝后变红,说明NH3比HCl扩散速率快,正确;C项,Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的HCl造成的,正确;D项,试管中部有白色固体附着,说明NH4Cl分解产生的NH3和HCl在扩散过程中又化合生成NH4Cl,故不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,错误。
铵盐与铵根的检验
1.物理性质:白色或无色固体,_____水,注意:NH4NO3溶于水强烈吸热。
2.NH4+结构:
电子式
结构式
空间构型
球棍模型
比例模型
NH4Cl电子式
正四面体
铵盐中含有_________离子键、_________共价键、_________配位键。
3.化学性质性质
①
热分解
1 挥发性酸铵盐
NH4Cl_________________NH3↑+HCl,NH4I______________________NH3↑+I2+↑H2↑
②不稳定性酸铵盐
(NH4)2CO3______________________2NH3↑+CO2↑+H2O
④氧化性酸铵盐
NH4NO3(复杂,NH4NO3的分解产物与反应条件有关)
⑤难挥发酸铵盐
(NH4)3PO43NH3↑+H3PO4
温馨提醒
①铵盐受热分解,不一定放出氨气;②NH4HCO3受热分解现象不同NH4Cl(即在试管口部无白色固体);③NH4I的分解与NH4Cl不同
②
与碱反应
(用于检验NH4+离子)
①常温,稀溶液:NH4++OH-=NH3·H2O;②浓溶液:NH4++OH-=NH3↑+H2O,③加热:NH4++OH-NH3↑+H2O(与浓度无关)
③
与水反应
NH4++2D2O ____________________________
④
与某些强碱弱酸盐反应
NH4++AlO2-+H2O=____________________NH3↑+Al(OH)3↓
2NH4++SiO32-=____________________2NH3↑+H2SiO3↓
⑤
与活泼金属的反应
Mg+2NH4+=_____________________Mg2++2NH3↑+H2↑
4.NH4+检验
待检液试纸变______ 温馨提醒:必须加热,,否则不一定有NH3放出!
(2022•江苏省启东市第一次质量监测)CH3COONH4可配制缓冲液。室温下,通过下列实验探究CH3COONH4的性质。
实验
实验操作和现象
1
用pH试纸测定0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液的pH,测得pH约为7
2
向0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中加入等体积0.1 mol·L-1的盐酸
3
向0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,有刺激性气味气体放出
4
向0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液中加入少量Mg(OH)2固体,固体溶解
下列说法正确的是
A.实验1溶液中:c(CH3COOH)>c(NH3·H2O)
B.实验2混合后的溶液中:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.实验3产生的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
D.实验4中c(Mg2+)·c2(OH-)>Ksp[Mg(OH)2)]
【答案】B
【解析】A项,由电荷守恒可得:c(NH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),溶液pH为7,则c(H+) =c(OH-),可得:c(NH)=c(CH3COO-);由物料守恒可得:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),则c(CH3COOH)=c(NH3·H2O),错误;B项,由物料守恒可得c(NH)+c(NH3·H2O)=0.05 mol·L-1,混合后c(Cl-)为0.05 mol·L-1,则c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-),正确;C项,实验3中醋酸铵与NaOH反应生成氨气,氨气溶水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,错误;D项,Mg(OH)2固体完全溶解于醋酸铵溶液中,则c(Mg2+)·c2(OH-)<Ksp[Mg(OH)2),错误。
1.(2023·南京、盐城一模)实验室制取少量NH3并探究其性质。下列装置不能达到实验目的的是
甲 乙 丙 丁
A.用装置甲制取NH3 B.用装置乙收集NH3
C.用装置丙检验NH3水溶液呈碱性 D.用装置丁吸收多余的NH3
【答案】D
【解析】苯在上层,水在下层,NH3直接通入水中,会发生倒吸,不能用装置丁吸收多余的NH3,D错误。
2.(2023·伊犁州“华-伊高中联盟校”期末)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的性质,其中能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氨气
B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.丙的原理为NH3+HCl=NH4Cl
D.装置丁中,干燥烧瓶内盛有氨气,烧杯和胶头滴管内盛有水(含酚酞),挤压胶头滴管的胶头,会出现蓝色喷泉
【答案】C
【解析】A项,NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,而当温度降低时,NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl,气体进入收集装置的机会不多,错误;B项,浓硫酸和氨气反应,不能干燥氨气,故B错误;C项,浓氨水和浓盐酸都能挥发,氨气和氯化氢生成氯化铵,有白烟现象,反应方程式为NH3+HCl=NH4Cl,正确;D项,氨气溶于水显碱性,打开止水夹后会看到红色喷泉,错误。
3.(2024·无锡南菁高中期初检测)如图为NH3的制备,收集及催化氧化实验,下列说法正确的是
A.图甲装置除了混合氢气和氮气之外还可以干燥气体及观察氢气和氮气的流速
B.将氨气通入图乙装置中,锥形瓶口出现红棕色气体,说明氨被直接氧化为NO2
C.图丙为实验室制取氨气的正确装置
D.图丁装置可用于实验室制氨气的尾气吸收
【答案】A
【解析】A项,浓硫酸有吸水性,可干燥氢气和氮气,同时可由气体经过液体产生的气泡快慢来观察气体流速,正确;B项,瓶口出现红棕色气体,为NO被氧气氧化为NO2,不是直接产生的,错误;C项,加热固体药品时,试管口应略向下,错误;D项,氨气极易溶于水,发生倒吸,造成实验安全问题,错误。
4.(2023·运城康杰中学月考)(NH4)2SO4SO4是一种常见的化肥,其溶解度随着温度的升高而增大,某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图:
下列说法正确的是
A.通入NH3和CO2的顺序可以互换
B.操作2为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得(NH4)2SO4
C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2++2NH3+2H2O=Ca(OH)2↓+2NH
D.通入的NH3和CO2均应过量,且工艺流程中CO2可循环利用
【答案】B
【解析】A项,由于CO2微溶于水,NH3易溶于水,应先通入足量NH3,使溶液呈碱性,然后再通入适量CO2,反应的化学方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2O=(NH4)2SO4+CaCO3↓,通入NH3和CO2的顺序不可以互换,错误;B项,流程中,向硫酸钙悬浊液中通入足量的氨气,使溶液成碱性,再通入适量的二氧化碳利于反应的进行,硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀,加热制成饱和溶液,再降温冷却,结晶析出,过滤,则可以使硫酸铵从溶液中结晶析出,操作2是从溶液中得到溶质固体的过程,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,可得(NH4)2SO4,正确;C项,硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀,发生的主要化学反应为CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4,反应的离子方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH+SO,错误;D项,反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙,碳酸钙分解生成二氧化碳,工艺流程中产生的CO2可循环利用,通入足量NH3,应通适量二氧化碳,二氧化碳若过量、碳酸钙会溶解,错误。
5.(2023·宿迁期中)氨和硝酸是重要的化工产品,工业合成氨及制备硝酸的流程如图所示:
下列说法错误的是
A.流程中的转化涉及复分解反应
B.工业上可用铁槽车储运浓硝酸
C.“氨分离器”中主要应用了氨气易液化的性质
D.为提高氮的利用率,尾气可循环进入“合成塔”
【答案】A
【解析】A项,流程中涉及的反应分别为N2+3H22NH3、4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,不涉及复分解反应,错误;B项,常温下,浓硝酸能使铁钝化,工业上可用铁槽车储运浓硝酸,正确;C项,NH3易液化,“氨分离器”可将液氨分离出来,剩余的N2、H2可以循环利用,正确;D项,为提高氮的利用率,尾气可循环进入“合成塔”,正确。
6.(2023·南师大附中)氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用,一种利用电化学制备NH3的转化历程如图所示。下列说法不正确的是
A.步骤Ⅱ属于氮的固定
B.物质X为离子化合物
C.LiOH可视为该历程中的催化剂
D.由该历程说明N2的氧化性强于O2
【答案】D
【解析】A项,步骤Ⅱ中,N2转化为Li3N,属于氮的固定,正确;B项,X为Li3N,Li3N是由N3-和Li+构成的离子化合物,正确;C项,LiOH先消耗后生成,可视为该历程中的催化剂,正确;D项,该反应历程中,步骤Ⅰ通过电解发生,不能说明N2的氧化性强于O2,错误。
2
细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点”
2
请每天用5分钟预习下一讲的复习内容!
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