2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第四章第5课时 氨和铵盐
展开第5课时 氨和铵盐
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知识点一 氨和铵盐
1.氨的分子结构与物理性质
电子式 | 密度 | 气味 | 水溶性 |
比空气小 | 强烈刺激性气味 | 极易溶于水(1∶700) |
2.喷泉实验
(1)喷泉实验的原理
由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或某种溶液中,容器内压强小于容器外压强,从而产生喷泉。
(2)下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂
气体 | HCl | NH3 | CO2、Cl2、 SO2、H2S | NO2 | NO、O2 (4∶3) |
吸收剂 | 水、NaOH 溶液 | 水 | NaOH 溶液 | 水 | 水 |
(3)常见的喷泉实验装置及操作
①装置:
②操作:
装置Ⅰ:打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,使少量水进入烧瓶,导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅱ:挤压气球,即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶,导致大量的NH3溶解,烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅲ:去掉了胶头滴管。打开止水夹,用手(或热毛巾等)捂热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触溶解,即产生喷泉。
3.氨的化学性质
(1)氨气与水的反应
NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,氨气溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、N、OH-、H+。氨水为可溶性一元弱碱溶液,易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O。
(2)氨气与酸的反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象。
化学方程式:HCl+NH3NH4Cl、NH3+HNO3NH4NO3。
(3)与盐溶液的反应
如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式:
Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N。
(4)氨气的还原性——氨的催化氧化
化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O。
4.铵盐
(1)物理性质:无色或白色晶体,易溶于水。
(2)化学性质——“三解”
①不稳定性(热解)
a.NH4Cl受热分解:NH4ClNH3↑+HCl↑。
b.NH4HCO3受热分解:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。
②与碱反应(碱解)
铵盐与碱溶液反应的离子方程式
a.在稀溶液中不加热:N+OH-NH3·H2O。
b.加热或浓溶液:N+OH-NH3↑+H2O。
③铵盐溶于水易水解(水解)
N+H2ONH3·H2O+H+。
(3)N的检验
1.下列关于氨水的说法中,不正确的是( C )
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(水除外)
C.氨水显弱碱性,是弱电解质
D.在1 mol·L-1氨水中,NH3·H2O、N、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L-1
解析:氨气极易溶于水,发生反应:NH3+H2O NH3·H2O N+OH-;生成的氨水是混合物,其中的NH3·H2O是弱电解质,电离程度小,且NH3分子极易与H2O结合,故其中浓度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。1 mol·L-1氨水中,所有含N元素的微粒的物质的量浓度之和为1 mol·L-1,即NH3·H2O、N、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L-1。
2.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( A )
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 | 干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝 | NH3是一种可溶性碱 |
解析:NH3能与HCl发生化合反应生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应生成(NH4)2SO4;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱。
3.(2019·山东省实验中学诊断)在如图装置中,烧瓶中充满干燥气体a。将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体d呈喷泉状喷出,最终几乎充满整个烧瓶。a和b可能是( B )
| a(干燥气体) | b(液体) | |
① | NH3 | 水 | |
② | CO2 | 饱和NaOH溶液 | |
③ | Cl2 | 饱和食盐水 | |
④ | NO2 | 水 | |
⑤ | HCl | 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液 |
A.①②③ B.①②⑤
C.②④⑤ D.①②④
解析:①NH3极易溶于水,烧瓶内压强减小为零,同外界大气压产生压强差,所以形成喷泉,并充满烧瓶;②CO2与饱和NaOH溶液完全反应,压强近乎为零,同外界大气压产生压强差,能形成喷泉,最终几乎充满整个烧瓶;③氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,烧瓶内压强与大气压近乎相等,不能形成喷泉;④NO2与水反应,生成硝酸和NO,容器内气体减少,气压减小,形成喷泉,但因为NO不溶于水,所以不会充满烧瓶;⑤HCl极易溶于水并且和0.1 mol·L-1 AgNO3溶液反应,使烧瓶内压强减小为零,同外界大气压产生压强差,所以形成喷泉,并充满烧瓶;综上所述,符合条件的为①②⑤。所以B选项是正确的。
4.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( B )
A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水
B.向氨水中加入浓氢氧化钠溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明氨水中含有N
C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3具有热不稳定性
D.将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量的红棕色气体,说明氨气催化氧化的产物中有NO
解析:B项,因为氨水中存在氨分子,加热氨气逸出,也能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能证明是铵根离子与氢氧化钠反应产生的氨气,错误;D项,4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O22NO2,NH3的氧化产物为NO,正确。
知识点二 氨气的制备
1.原理
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
[注:①不能用NH4NO3,因NH4NO3受热爆炸;
②Ca(OH)2不能用KOH或NaOH代替,因两者易吸湿,易结块,不利于产生NH3,且高温下腐蚀试管。]
2.实验装置
装置类型:固+固气体。
3.净化装置:如图所示(不能用浓H2SO4、P2O5、CaCl2、无水硫酸铜作干燥剂)。
4.收集方法:向下排空气法。
5.验满方法
(1)将湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近,若试纸变蓝色,说明NH3已收集满。
(2)将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟产生,说明NH3已收集满。
6.尾气处理:在集气管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3。
[名师点拨] 实验室制取NH3的简易方法
方法 | 化学方程式(或原理) | 发生装置 |
加热浓氨水 | NH3·H2ONH3↑+H2O | |
浓氨水+固体NaOH | NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的生成 | |
浓氨水+固体CaO | CaO与水反应,使溶剂(水)减少,且OH-浓度的增大有利于生成NH3;反应放热,促使氨水分解。化学方程式:NH3·H2O+CaONH3↑+Ca(OH)2 |
1.为了在实验室更简便地制取干燥的NH3,下列方法中适合的是( C )
A.NH4Cl与浓硫酸混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥
B.N2+3H22NH3,用烧碱进行干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.加热NH4HCO3,气体用P2O5干燥
解析:A项,NH4Cl与浓硫酸反应的化学方程式为2NH4Cl+H2SO4(浓)(NH4)2SO4+2HCl↑;B项,属于NH3的工业制法,不是实验室简便制取NH3的方法;C项,NH3·H2ONH3↑+H2O,NH3能用碱石灰干燥;D项,NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O,制得的NH3不纯,且不能用P2O5干燥NH3。
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( A )
解析:NH4Cl加热生成的NH3和HCl,冷却后又生成NH4Cl,不能得到NH3。
3.(广东卷)NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 。
(2)按如图装置进行NH3性质实验探究。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是 ,
原因
,稳定后,关闭旋塞1。
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是 。
解析:(1)制备氨气时,加热固体的试管口应略向下倾斜,所以制备装置应选取装置A;氨气的密度比空气的小,因此应用向下排空气法收集,所以收集装置应选取装置C;氨气极易溶于水,应防止发生倒吸,因此尾气处理装置应选取装置G。
(2)A瓶的压强大于B瓶的,因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中,与氨气反应生成氯化铵,可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低,且B瓶中的氯化氢相对过量,因此当关闭旋塞1打开旋塞2时,石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中,遇氯化氢溶液变红色。
答案:(1)ACG (2)①有白烟生成 A瓶中压强比B瓶中压强大,打开旋塞1,A瓶中的氯化氢进入B瓶中,与B瓶中的氨气反应生成氯化铵,能看到白烟
②液体进入B瓶中,溶液的颜色变红
