第14讲 氮及其化合物（基础过关）(二)-2022年高考化学一轮复习讲练全能王（有答案）

第十四讲  氮及其化合物(二)

1.了解氨气、铵盐的性质，掌握氨气的实验室制法和NH的检验。

2.初步了解常见化肥的基本性质。

1．宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识含氮化合物的多样性，并对其进行分类。

2．科学探究与创新意识：能根据氮单质及化合物的性质提出有探究价值的问题，能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。

知识点一　氨的分子结构和性质

1．物理性质

氨气是____色________气味的气体，____液化可作制冷剂，常温、常压下，1体积的水可溶解______体积氨气。

2．分子结构

电子式：____________。

3．氨的化学性质

(1)与水的反应

NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨气溶于水得氨水，氨水中含有的粒子有：______________________________。氨水为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2O________________。

(2)氨气与酸反应

①蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为____________，将浓盐酸改为__________，也会出现相同的现象。

化学方程式为：___________________________________________________________，

________________________________________________________________________。

②与CO2等酸性氧化物反应：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3。

(3)NH3的还原性——氨的催化氧化

化学方程式：____________________________________________________________。

(4)与盐溶液反应

将氨水加入下列溶液

4．制法

(1)实验室制法：_________________________________________________________。

(2)工业制法：_____________________________________________________________。

知识点二　铵盐及NH的检验

1．铵盐的概念

铵根离子与酸根离子构成的化合物。

2．铵盐的物理性质

铵盐都是____色固体，均易溶于水。

3．铵盐的化学性质

(1)受热易分解：NH4Cl__________________，(NH4)2CO3

________________________________________________________________________

(2)与碱反应

①NH＋OH－NH3↑＋H2O；

②在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O；

③在浓溶液中不加热：NH＋OH－===NH3↑＋H2O。

(3)水解反应：NH＋H2O NH3·H2O＋H＋。

4．NH的检验

未知液呈碱性湿润____色石蕊试纸变____色，则证明含NH。

【易错易混问题】

1．判断下列说法是否正确，不正确的说明理由。

①氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。

②实验室用浓氨水与NaOH固体制取氨气。

③氨和酸反应生成铵盐，与挥发性酸相遇时能形成白烟。

④某晶体与NaOH共热放出一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该晶体中含有NH。

⑤氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。

⑥把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，溶液中NH3和HNO3等物质的量反应。

问题剖析：

②③④正确。①不正确，NH3本身不导电，溶于水，与水发生反应NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－而导电，故NH3不是电解质；⑤不正确，氨水中存在大量的NH3·H2O和少量的NH；⑥不正确，NH3和HNO3等物质的量反应时，得到NH4NO3溶液，NH水解使溶液显酸性，pH<7。　

2．液氨和氨水有哪些区别？完成下列表格。

问题剖析：

3.喷泉实验成败的关键在哪里？

问题剖析：

①烧瓶要干燥。②收集的气体要满。③装置的气密性要好。

4．实验室制取NH3时，采用的收集气体的方法是什么？用何种干燥剂干燥氨气？怎样验满？

问题剖析：

收集方法：向下排空气法

干燥剂：碱石灰

验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸置于瓶口，试纸变蓝色；②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟生成。

5．固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？

问题剖析：

不相同，NH4Cl固体受热分解成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。

【疑难探究】

一、氨气的三种实验室制法

常见装置

疑难点一、若用固体NH4Cl和消石灰制取氨气，则采用哪种装置？反应原理是什么？

1.采用图3装置，反应原理是2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。

疑难点二、若采用加热浓氨水的方式制取NH3，则采用哪种装置？

采用图1装置。

疑难点三、若图2的分液漏斗中盛有浓氨水，则烧瓶中的固体可选用何种物质？反应原理是什么？

固体可选用CaO、NaOH、碱石灰等，反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)，使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH3·H2O的分解。

疑难点四、图3中棉花的作用是什么？

减小NH3与空气的对流速度，收集比较纯净的NH3，同时避免污染空气。

【知识网络】

氮及其化合物的转化关系

                                        ※①N2＋O2             2NO

                                        ※②2NO＋O2 = 2NO2

                                        ※③3NO2＋H2O = 2HNO3＋NO

                                           3NO2＋H2O =2H＋＋2NO3－＋NO

                                         以上三个反应为“雷雨发庄稼”原理

                                     扩展反应有：4NO2＋O2＋2H2O = 4HNO3

                                                 4NO＋3O2＋2H2O = 4HNO3

※④Cu＋4HNO3(浓) = Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　 上面两个反应主要用于气体溶于水时的计算

  Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O    或 4HNO3         4NO2↑+ O2↑+ 2H2O

C＋4HNO3(浓)CO2↑＋2NO2↑＋2H2O     浓硝酸见光易变黄的原因

※⑤3Cu＋8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O   ⑥N2＋3H22NH3

3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O      合成氨反应是人工固氮的主要途径

⑦NH3＋HCl = NH4Cl                     ⑧NH4Cl NH3↑＋HCl↑

  NH3＋H＋ = NH4＋（水溶液中）         补充：NH4HCO3 NH3↑+H2O+CO2↑

氨气与酸均能反应生成铵盐，且与挥发性酸            铵盐受热都易分解，但并不是所有的铵盐

（如浓HCl、浓HNO3）相遇时空气中有白烟          都分解出氨气，如NH4NO3、(NH4)2SO4

※⑧NH4Cl＋NaOH NaCl＋NH3↑＋H2O       NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O

   所有的铵盐都能与碱作用放出氨气，可利用此反应鉴别铵离子。

※⑧⑶2NH4Cl＋2Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

  实验室制氨气，此反应为固体反应，不能写成离子方程式。

☆⑨4NH3＋5O24NO＋6H2O   氨的催化氧化反应，工业制硝酸的第一步。

1．下列装置能达到实验目的的是(　　)

①实验室制取并收集NH3　　　②吸收NH3

③检查装置气密性　　　④利用排空气法收集CO2

A．①④               B．②④               C．②③           D．①③

2．

喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。

(1)图甲中，为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中盛有液体。

①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溶液　

E．NO2和H2O

②设若用D组合做喷泉实验，烧杯中的液体一定是NaOH溶液吗？　

③用A组合做喷泉实验时，若烧瓶中充满HCl气体，则在标准状况下，做完实验后烧瓶中c(HCl)＝________mol·L－1(设溶质不扩散)

④若用E组合做喷泉实验时，则标准状况下，做完实验后烧瓶中溶质的物质的量浓度是________mol·L－1

(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如图乙所示的装置。

①在图乙的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是(　　)

A．Cu与稀盐酸  B．NaHCO3与NaOH溶液

C．CaCO3与稀硫酸  D．NH4HCO3与稀盐酸

这种方法产生喷泉的原理是：_______________________________________________

________________________________________________________________________。

②在图乙锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。水槽中加入的物质可以是(　　)

A．浓硫酸  B．食盐  C．硝酸钾  D．硫酸铜

这种方法产生喷泉的原理是：_______________________________________________

________________________________________________________________________。

③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图甲________上部烧瓶内气体压强；图乙________下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。

(3)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述______(填“图甲”或“图乙”)装置的原理相似。

【疑难探究】

疑难点一   喷泉形成的原理是什么？

疑难解析：

容器内外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来，即形成喷泉。

疑难点二   如何使容器内外产生压强差？

疑难解析：

2．(1)减小容器内压强(如甲图)

①容器内气体极易溶于水；

②容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收。

当外部的水或溶液接触容器内气体时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应而被吸收，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。

(2)增大容器内压强(如乙图)

容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应，容器内产生大量气体。使容器内压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。例如喷雾器、人造喷泉等均是利用了此原理。

1.某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：

(1)过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。

①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________________________。

②用化学平衡原理解释通空气的目的：_______________________________________

________________________________________________________________________。

2．某兴趣小组用下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___________________________________________。

3．根据氨气还原氧化铜的反应，可设计测定铜元素相对原子质量Ar(Cu)(近似值)的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO)，反应完全后测定生成物水的质量m(H2O)，由此计算Ar(Cu)。为此，提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用，加入的NH4Cl与Ca(OH)2的量足以产生使CuO完全还原的氨气)：

请回答下列问题：

(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为____________________________________

________________________________________________________________________；

(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置，按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→__________________________________；

(3)在本实验中，若测得m(CuO)＝a g，m(H2O)＝b g，则Ar(Cu)＝______________________；

(4)在本实验中，使测定结果Ar(Cu)偏大的是__________(填序号)；

①CuO未完全起反应　②CuO不干燥　③CuO中混有不反应的杂质　④碱石灰不干燥　⑤NH4Cl与Ca(OH)2混合物不干燥

(5)在本实验中，还可通过测定____________和_____________________________，

或____________和____________达到实验目的。

一、氨气的制备及其性质

1．有关氨的说法不正确的是(　　)

A．NH3是4核10电子分子，具有还原性

B．NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂

C．氨气是非电解质，NH3·H2O是电解质

D．蘸有浓盐酸的玻璃棒遇氨气产生的白烟为小冰晶

2．下列关于氨水的说法中，不正确的是(　　)

A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物

B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水)

C．氨水显弱碱性，故通常保存在金属容器中

D．在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1

3．将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃 管后，气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定)，该b L气体中NH3的体积分数是(　　)

A.　　         　B.　         　C.　            　　D.

4．(2011·石家庄模拟)已知NH3难溶于CCl4，如下图所示，下列装置中，不宜用于吸收氨气的是(　　)

5．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

(1)从上图中选择制取气体的合适装置：氮气_______________________________、

氢气__________。

(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还可以________________、________________。

(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，______(“会”或“不会”)发生倒吸，原因是___________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是__________________________________，锥形瓶中还可观察到的现象是____________________。

(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：______________________________________。

(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、______、______(填离子符号)。

6．制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。

(1)写出实验室制取氨气的化学方程式：______________________________________。

(2)收集氨气应使用__________法，要得到干燥的氨气可选用________作干燥剂。

(3)用图A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是

________________________________________________________________________，

该实验的原理是_________________________________________________________。

(4)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是___________________________

________________________________________________________________________。

二、铵盐

1．下列离子方程式正确的是(　　)

A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH＋SO＋Ba2＋＋OH－BaSO4↓＋NH3↑＋H2O

B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液：NH＋OH－===NH3·H2O

C．氯化铵固体和熟石灰共热：NH＋OH－===NH3↑＋H2O

D．碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳：CO＋CO2＋H2O===HCO

2.

上图中各物质均由常见元素(原子序数≤20)组成。已知A、B、K为单质，且在常温下A和K为气体，B为固体。D为常见的无色液体。I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。J是一种实验室常用的干燥剂。它们的相互转化关系如下图所示(图中反应条件未列出)。

请回答下列问题：

(1)I的化学式为________；J的电子式为_____________________________________。

(2)反应①的化学方程式为_________________________________________________。

(3)F的水溶液与氯气反应的离子方程式为____________________________________

________________________________________________________________________。

三、实验探究

1．某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨气的性质后讨论，既然氨气具有还原性，能否与H2还原CuO一样呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列实验：

(一)制取氨气

(1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体混合物的方法来制取氨气。

(2)实验室还可在____________(填一种试剂)中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。

(二)实验探究

该小组成员设计实验探究氨气的还原性及其产物，实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)图如下：

(3)该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是

________________________________________________________________________。

(4)利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体。

(三)问题讨论

(5)有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末，是一种碱性氧化物，在酸性溶液中，Cu＋能自身发生氧化还原反应生成Cu2＋和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O：_________________________

________________________________________________________________________。

(6)在解决了问题(5)后，又有同学提出：Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们又进行了如下实验：

取98 g Cu(OH)2固体，加热到80℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g。

据此可推得A为________，由此得到的结论是_______________________________。