第17讲-氨的转化与生成(原卷版)

第17讲氨的转化与生成【学习目标】1．掌握氨气和铵盐的主要性质和用途。2．了解氨气和铵盐的检验方法。3．了解化学肥料可能产生的负面影响。【基础知识】一、氨气1．物理性质颜色气味状态密度水溶性熔沸点____________气态ρNH3___ρ空气______溶于水沸点低、易______2．化学性质3．氨水的性质二、铵盐1．概念：由____________和____________组成的盐。2．物理性质：铵盐都是______色晶体，______溶于水。3．化学性质（1）不稳定性：铵盐受热易分解①碳酸氢铵：______________________________②氯化铵：______________________________（2）与碱反应（以氯化铵和NaOH溶液加热反应为例）①化学方程式：______________________________②离子方程式：______________________________三、氨气的实验室制法1．反应原理：___________________________________2．验满方法：使湿润的_____石蕊试纸_____。3．收集方法：_______________。【考点剖析】考点一：氨气的性质及应用例1．（2021·西安高一检测）某课外活动小组欲利用CuO与NH3的反应研究NH3的某种性质并测定其组成，设计了如图实验装置（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：（1）仪器a的名称为______________；仪器b中可选择的试剂为__________。（2）实验室中，利用装置A，还可制取的无色气体是________（填字母）。A．Cl2B．H2C．CO2D．NO2（3）实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，上述现象证明NH3具有______性，写出相应的化学方程式：_________________。（4）E装置中浓硫酸的作用：_________________________。（5）读取气体体积前，应对装置F进行的操作：_____________________________。（6）实验完毕，若测得干燥管D增重mg，装置F测得气体的体积为nL（已折算成标准状况），则氨分子中氮、氢的原子个数比值为__________（用含m、n字母的代数式表示）。【思维拓展】氨气和氨水的性质1．氨气的还原性NH3分子中氮显－3价，处于其最低价态，具有还原性，在反应中可以被氧化成较高价态的N2、NO、NO2等物质。（1）4NH3+5O24NO+6H2O（2）2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O（3）6NO+4NH35N2+6H2O（4）6NO2+8NH37N2+12H2O2．氨气的氧化性NH3分子中氢显+1价，处于其最高价态，具有氧化性，可以被活泼金属还原成H2，同时生成氨基化合物（NH2－）。（1）2Na+2NH32NaNH2+H2↑（2）6NH3+3MgMg（NH2）2+3H2↑3．氨水的组成和性质（1）三个可逆反应①氨气和水的反应：NH3+H2ONH3·H2O②一水合氨的电离：NH3·H2ONH4++OH－③水的电离：H2OH++OH－（2）“三分子”、“三离子”成分①三分子：NH3、H2O、NH3·H2O②三离子：NH4+、OH－、H+（3）物理性质“两特殊”①密度：比水小，浓度越大，密度反而越小②挥发性：易挥发出氨气，所以氨水应密封保存（4）化学性质“两性”①弱碱性：2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2OAlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl②不稳定性：NH3·H2ONH3↑+H2O考点二：喷泉实验例2．喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。（1）图1为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是_______。A．SO2和H2OB．CO2和NaOH溶液C．NH3和H2OD．NO和H2O（2）在图2的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质后，能产生喷泉的是_______。A．Cu与稀硫酸B．Cu与稀硝酸C．Al与浓硫酸D．Fe与浓硝酸（3）比较图1和图2两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图1是_______上部烧瓶内气体压强；图2是_______下部锥形瓶内气体压强（均填“增大”或“减小”）。（4）某学生积极思考喷泉原理的应用，设计了如图3所示的装置。①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管。则可能出现的现象为______________________。②在①操作的基础上，若要在该装置中产生双喷现象，其操作方法是_______。【思维拓展】喷泉实验的原理1．喷泉实验的基本原理及装置（1）原理：气体在液体中溶解度很大，由于气体的迅速溶解，在短时间内产生足够大的压强差，则打开止水夹后，大气压将烧杯内的液体压入烧瓶中，在尖嘴导管口形成喷泉。（2）装置2．实验成功的关键（1）装置的气密性良好。（2）烧瓶和气体必须是干燥的。（3）氨气充满整个烧瓶（无其他混杂气体）。3．两类常见喷泉的形成实验（1）易溶于水的气体（NH3、HCl、SO2等）与水可形成喷泉。（2）酸性气体（HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等）与NaOH溶液也能形成喷泉。考点三：氨气的实验室制法例3．（2021·福建龙岩高一上期末检测）利用如图装置（夹持装置略）制取和收集纯净、干燥的氨气，并探究氨气的性质。（1）关闭装置Ⅰ中的止水夹，向分液漏斗中加入适量水，打开活塞，说明装置Ⅰ气密性良好的现象是_________________________________。（2）利用装置Ⅰ制取氨气，应选用的试剂为浓氨水和________（填标号）。A．氢氧化钠B．浓硫酸C．硝酸钾D．生石灰（3）根据实验要求，仪器连接的顺序（用字母编号表示）：a接____，____接____，____接____。（4）将氨气通入盛有氧化铜粉末的玻璃管中，加热有红色固体和无色气体单质生成，证明氨气具有________性，反应的化学方程式是________________________。（5）收集氨气，按如图玻璃装置进行实验。先打开旋塞①，B瓶中产生白色的烟，原因是_____________________________（用化学方程式表示）；稳定后，关闭旋塞①，再打开旋塞②，B瓶中的现象是________________________。【思维拓展】氨气的实验室制法1．固－固加热法2．两种快速制取氨气的方法（1）加热浓氨水法（2）将浓氨水滴加到固体强碱或生石灰上制取氨气实验装置反应原理①减少溶剂：NaOH固体吸水（或CaO与水反应），减少溶剂，促使NH3放出②提供热源：NaOH溶于水放热（或CaO与水反应放热），促使氨水分解出NH3【特别提醒】（1）制取氨气时，不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸，发生危险。（2）固－固加热法制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性而易结块，不利于产生NH3。此外，加热条件下氢氧化钠易腐蚀试管。（3）氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂（浓硫酸等）干燥，也不能用无水CaCl2干燥。这是因为它们均能与氨气发生反应，因此常用碱石灰作干燥剂。考点四：铵盐的性质例4．（2021·江苏常州高一上期末）为确定两种化肥的混合物的组成，进行下如实验：（1）取少量样品与消石灰共热，放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明化肥中含有______离子。（2）将上述反应后所得固体加入盐酸中，生成无色无味气体，将所得逞气体通入澄清石灰水后出现浑浊现象，证明化肥中含有______离子或______离子。（3）另取少量样品溶于水，得无色透明溶液，加入MgCl2溶液后无明显变化，可知化肥中一定含有______离子，而排除了______离子。（4）向样品的水溶液中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，立即产生白色沉淀，可知化肥中含有______离子。以上事实说明两种化肥分别是____________和____________。【思维拓展】铵盐的性质及铵根离子的检验1．铵盐的性质易错点（1）铵盐受热一定会分解，但是不一定都生成氨气，如5NH4NO34N2↑+9H2O↑+2HNO3（2）铵态氮肥不能与碱性物质混合使用，以免生成氨气，降低肥效。（3）铵盐和碱反应常温生成NH3·H2O，加热生成NH3。2．NH4+的检验：（1）固体中NH4+的检验①取少量样品放入研钵中，加入固态碱进行研磨。若闻到有氨的刺激性气味，说明样品中含有NH4+。②取少量样品与碱混合于试管中，然后加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，试纸变蓝，说明样品中含有NH4+；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生也能说明样品中含有NH4+。（2）溶液中NH4+的检验可取少量液体注入试管中，再加入浓的碱液并微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒放在管口检验。【特别提醒】为使实验现象明显，一般用浓的碱溶液与之反应，且需加热。步骤是①取样，②加浓NaOH溶液，③加热，④使湿润的红色石蕊试纸变蓝或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟。【过关检测】一、选择题1．氨水显弱碱性的主要原因是（）。A．通常状况下，氨的溶解度不大B．氨水中的NH3·H2O电离出少量的OH－C．溶于水的氨分子只有少量电离D．氨本身的碱性弱2．关于氨的下列叙述中，错误的是（）。A．氨易液化，液氨常用来作制冷剂B．氨气易溶于水，可用来做喷泉实验C．实验室常用向下排空气法收集氨气D．氨气溶于水能导电，氨气是电解质3．（2020~2021学年浙江省绍兴市高一下期中）试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是（）。A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞试液D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊试液4．（2021·西安高一检测）关于铵盐的叙述：①铵盐易溶于水；②铵盐中氮元素均为－3价；③铵盐受热易分解；④铵盐只能跟碱反应，不能跟酸反应；⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合使用。其中正确的是（）。A．①②③④⑤B．①③⑤C．③④⑤D．①②④5．（2020·全国卷Ⅲ）喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体－溶液，能出现喷泉现象的是（）。选项气体溶液AH2S稀盐酸BHCl稀氨水CNO稀H2SO4DCO2饱和NaHCO3溶液6．（2021·辽宁抚顺高一上期末）将下列固体加入到NH4Cl溶液中，不能生成NH3的是（）。A．NaB．Na2OC．NaOHD．NaHCO37．如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是（）。选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红石蕊试纸不变色，湿润红石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱8．（2021·日照高一检测）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是（）。A．①是氨气发生装置B．②是氨气吸收装置C．③是氨气发生装置D．④是氨气收集、检验装置9．如图所示，在一个密闭的玻璃管两端各放一团棉花，再用注射器同时在两端注入适量的浓氨水和浓盐酸，下列说法不正确的是（）。A．玻璃管中发生的反应可表示为：NH3+HCl＝NH4ClB．用手触摸玻璃管外壁，会感觉到有热量放出C．实验时会在玻璃管的B处附近看到白雾D．将浓盐酸换成浓硝酸也会有相似现象10．（2021·安徽铜陵高一上期末）下列离子方程式书写正确的是（）。A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：NH4++OH－NH3↑+H2OB．NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热：NH4++OH－NH3·H2OC．氨水中加盐酸：NH3·H2O+H+NH4++H2OD．氨水中加入氯化铁溶液：Fe2++2NH3·H2O2NH4++Fe（OH）2↓11．（双选）用加热法可以分离的一组物质是（）。A．氯化铵和消石灰B．碳酸氢铵和过氧化钠C．氯化铵和氯化钠D．碘和碳酸钠12．（2021·辽宁沈阳高一上期末）如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是（）。A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹B．挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹D．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹13．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质（如下图所示）。下列有关表述正确的是（）。A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C．NH3和NO2在一定条件下可能发生氧化还原反应D．图中所涉及的反应都是氧化还原反应14．氯气是一种重要的工业原料。工业上利用下列反应来检查氯气管道是否漏气：3Cl2+8NH3＝N2+6NH4Cl，下列说法错误的是（）。A．若有白烟产生则管道漏气B．该反应中NH4Cl是还原产物C．反应中NH3只显还原性D．生成1.4gN2时转移0.3mol电子15．（2021·福建适应性测试）钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（）。A．钠的密度比液氨大B．溶液的导电性增强C．0.1mol钠投入液氨生成0.01molH2时，Na共失去0.02mol电子D．钠和液氨可发生以下反应：2NH3+2Na2NaNH2+H2↑二、非选择题16．已知A为正盐，根据下列变化进行推断：（1）推断A、B、C、D的化学式：A________，B________，C________，D________。（2）写出①②变化的离子方程式：①____________________________________。②____________________________________。17．某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。（1）氨催化氧化的化学方程式为__________________。（2）加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入____；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_________________。（4）为实现氨的催化氧化，也可用装置5替换装置________（填装置代号）；化合物X为________（只写一种），Na2O2的作用是____________________________。18．（2021·山东滨州高一下学期期末检测）氨气是一种重要的工业原料，可以制备如图所示的一系列物质（部分产物未标出）（1）线路Ⅰ为硝酸的制备：写出反应①的化学方程式____________________；反应②中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________，工业尾气中的氮氧化物常采