2022高考化学第4章非金属及其化合物第4节氮及其重要化合物考点2氨和铵盐讲与练含解析

非金属及其化合物李仕才考点二　氨和铵盐1．氨的物理性质无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1∶700)，可由喷泉实验证明。2．氨的化学性质(1)还原性：与氧气反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O。与Cl2反应：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。(2)与酸反应：与氯化氢反应：NH3＋HCl===NH4Cl，产生白烟。(3)与水反应：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨的水溶液叫氨水，呈弱碱性。①氨水组成：三种分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三种离子：NH、OH－、H＋。②氨水性质：容易挥发；氨水质量分数越大，其密度越小；氨水是很好的沉淀剂，能使Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋转变为氢氧化物沉淀，其中AgOH、Cu(OH)2、Zn(OH)2等沉淀能溶于过量氨水，生成络离子。③涉及氨水的离子方程式的书写19\na．氨水作反应物，用分子式NH3·H2O表示，如：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；b．生成氨水时，若反应物(强碱溶液)为浓溶液或在加热条件下：NH＋OH－NH3↑＋H2O；c．生成氨水时，若反应物(强碱溶液)为稀溶液且不加热：NH＋OH－NH3·H2O。(4)与盐溶液反应3.氨的用途(1)液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。(2)制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。4．铵盐(1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。(2)化学性质①不稳定性a．NH4Cl受热分解：NH4ClNH3↑＋HCl↑。b．NH4HCO3受热分解：NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O。②与碱反应(离子方程式)a．在稀溶液中不加热：NH＋OH－===NH3·H2O。b．加热时或浓溶液：NH＋OH－NH3↑＋H2O。(3)NH的检验：。19\n判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．氨气溶于水能导电，所以氨气是电解质。(　×　)2．向AgNO3溶液中滴加过量氨水，溶液澄清，Ag＋与NH3·H2O能大量共存。(　×　)3．浓氨水可检验氯气管道漏气。(　√　)4．分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面迅速上升，说明二者均易溶于水。(　√　)5．实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3并不涉及氧化还原反应。(　√　)6．氨水能使酚酞变红，氨气是碱。(　×　)1．氨是中学阶段所学的唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，利用这一点，可以在推断题中作为解题的突破口。2．NH3、氨水都不是电解质，氨水中的电解质是NH3·H2O。NH3·H2O是中学阶段唯一一个可溶性的弱碱，也是一个化学式中无OH－的碱。3．当浓硝酸、浓盐酸等挥发性酸与浓氨水或氨气接触时，有白烟生成，可以此来检验或验满氨气。4．氨水中含有三种分子(H2O、NH3·H2O、NH3)和三种离子(OH－、NH、H＋)，其中含量最多的是NH3·H2O，但计算其物质的量浓度和溶质质量分数时，氨水的溶质以NH3代替。19\n5．铵盐和碱反应一定能产生氨气，可用湿润的红色石蕊试纸检验，但是铵盐受热分解不一定产生氨气。6．加热分解NH4Cl可产生NH3，但不能以此来制取氨气，因为两者在试管口附近又生成了NH4Cl，得不到NH3。一、氨与铵盐的性质及应用1．关于氨的下列叙述中，错误的是(　　)A．氨易液化，因此可用来作制冷剂B．氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色C．氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟现象D．氨气可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象解析：C项，NH3＋HCl===NH4Cl，有白烟生成，但与H2SO4反应不会产生白烟；D项，氨气可被氯气氧化生成N2，氯气被还原生成HCl，HCl与NH3化合产生白烟现象。答案：C2．下列说法中正确的是(　　)A．所有铵盐受热均可以分解，但产物不一定有NH319\nB．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3C．在盛有硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的试管中，滴加少量NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝D．铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性解析：铵盐分解不一定产生氨气，如NH4NO3在400℃以上分解生成N2、NO2和H2O，A项对；Fe2＋比NH更易结合OH－，因而加入少量NaOH不会产生NH3，C项错；NH4HCO3、(NH4)2S等溶液均呈碱性，D项错。答案：A3．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(水除外)C．氨水显弱碱性，是弱电解质D．在1mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1mol·L－1解析：氨气极易溶于水，发生如下反应，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋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)。答案：C4．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(见图)。下列说法正确的是(　　)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在一定条件下可发生氧化还原反应D．图中所涉及的盐类物质均可以发生水解反应19\n解析：NaHCO3不是化肥，Na2CO3不易分解，NaCl不发生水解反应。答案：C5．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(　　)解析：B中的浓硫酸易与NH3发生反应；C中，该溶液也可能是MgCl2溶液等；D中NH3·H2O是碱，而NH3不属于碱。答案：A6．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(　　)19\nA．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．将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱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受热不稳定D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2解析：氨气极易溶于水，使试管内压强迅速降低，液体迅速充满试管，A项正确；强碱稀释10n倍，pH减小n个单位，而将pH＝11的氨水稀释1000倍，测得pH>8，说明氨水为弱碱，B项正确；加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明碳酸氢铵受热分解，不稳定，C项正确；氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮与空气反应生成二氧化氮，D项错误。答案：D7．只用一种试剂，将NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液分开，这种试剂是(　　)A．NaOH溶液B．AgNO3溶液C．BaCl2溶液D．Ba(OH)2溶液解析：NH4Cl溶液加Ba(OH)2溶液并加热有气体生成，(NH4)2SO4溶液加Ba(OH)2溶液并加热有白色沉淀和气体生成，NaCl溶液遇到Ba(OH)2无明显现象，Na2SO4溶液遇到Ba(OH)2产生白色沉淀。答案：D二、氨气的制备与性质的综合实验8．如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。(1)在组装好装置后，若要检验A～E装置的气密性，其操作是首先_________________________________________，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯(或松开双手)，E中导管有水柱形成，说明装置气密性良好。(2)装置B中盛放的试剂是______________________________。19\n(3)点燃C处酒精灯，关闭止水夹2，打开止水夹1，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗，稍等片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生________(答现象)；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式：_______________________。(4)当C中固体全部变红色后，关闭止水夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量。若反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g。通过计算确定该固体产物的成分是__________________(用化学式表示)。(5)在关闭止水夹1后，打开止水夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。写出产生白烟的化学方程式：____________________________________。迅速产生倒吸的原因是________________________。解析：(1)检查A～E装置气密性的方法为关闭止水夹2和分液漏斗活塞，打开止水夹1，在E中装入水，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯(或松开双手)，E中导管有水柱形成，说明装置气密性良好。(2)装置B是对产生的氨气进行干燥的装置，氨气为碱性，所以装置B中为碱性物质，故为碱石灰或生石灰。(3)C装置中氧化铜黑色固体逐渐变红产生铜，发生还原反应，而装置E中溶液里出现大量气泡，又从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明排出气体为N2，故2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。装置E中为溶有二氧化硫的氯化钡溶液，通入氮气后溶液中出现气泡，未反应的NH3与H2SO3反应，生成(NH4)2SO3，与氯化钡反应，产生白色沉淀。(4)C中物质为氧化铜，反应前固体质量为16g，即含有氧化铜0.2mol，若全部被还原为Cu，则冷却后称量应为12.8g，变化质量为3.2g，若全部被还原为Cu2O，固体变化质量应为1.6g，但称得固体质量减少2.4g，即有部分氧化铜被还原为Cu2O，故固体产物的成分是Cu2O、Cu。(5)氨气和氯气直接反应生成氯化铵，产生白烟，3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸。答案：(1)关闭止水夹2和分液漏斗活塞，打开止水夹1，在E中装入水(2)碱石灰或生石灰(3)白色沉淀　2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O(4)Cu2O、Cu(5)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl　盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致内压减小，引起溶液倒吸19\n一、氨气的实验室制法1加热固态铵盐和碱的混合物2NH3制备时的几点注意(1)制取氨时所用的铵盐不能是硝酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵。因为在加热过程中，NH4NO3可能发生爆炸；而(NH4)2CO3、NH4HCO3受热易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多的CO2杂质。19\n(2)消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3，且在加热条件下易腐蚀试管。(3)氨是碱性气体，不能用酸性干燥剂(浓硫酸、P2O5)干燥，也不能用CaCl2干燥，因为CaCl2可以吸收NH3。(4)吸收氨气(或HCl)时要注意防止倒吸。可用于吸收氨气(或HCl)并能防倒吸的常用装置为：3氨气的其他制法19\n1．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．①②　　　B．②③　　　C．③④　　　D．①③解析：①中NH4Cl固体受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新凝结产生NH4Cl固体，且可能出现堵塞导管的情况，③中试管口未向下倾斜会导致水倒流入试管而使试管破裂，故①③错误；把浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生反应CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，反应放热，温度升高有利于NH319\n放出，故可用②的方法制取氨气；浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，④符合要求。答案：D2．某研究小组要快速制取干燥的氨气，提供的药品有：浓氨水、氯化铵固体、氢氧化钠固体、蒸馏水、碱石灰，提供的仪器如下所示(必要的塞子、玻璃导管、橡胶管、固定装置和尾气处理装置略去)。(1)需选择的药品是________，该小组选择的药品混合后快速放出氨气的原因是__________________________________，选择的仪器是________(填序号)。(2)若用如图甲装置收集NH3，如何判断烧瓶中已收集满NH3?__________________________________________________。(3)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是_____________________________________________________。解析：(1)要快速制备NH3可选用浓氨水和NaOH固体，原因是NaOH固体溶解时放热加快NH3逸出，且c(OH－)增大，使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡左移，有利于NH3放出。选用①③⑥或①③⑦。(2)由于氨气易溶于水NH3＋H2ONH3·H2O，呈碱性，使滴有酚酞的水变红，据此可判断。19\n(3)将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶后，由于NH3溶于水使瓶中的气压减小，气球的体积逐渐变大。答案：(1)浓氨水、氢氧化钠固体　NaOH溶于水放热，促使氨水分解放出氨气，且c(OH－)增大，使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－平衡左移，有利于NH3放出　①③⑥或①③⑦(2)漏斗下端边沿与水面接触处溶液颜色变为浅红色(3)气球逐渐变大3．有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。化学试剂：①NH4Cl固体、②浓氨水、③NaOH固体(1)甲同学想方便快速地制取少量氨气，应选择的装置是________(填序号)，选用试剂是________(填序号)。选用上述试剂制氨气的理由是_______________________________________________，实验过程中，制气时的实验操作是_______________________。(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气，并确保不污染环境，请你根据其设想回答：①若用排气法收集氨气，请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂(自选)名称。②若用排液集气法收集NH3，可选用的试剂是________(填序号)。A．H2OB．浓硫酸C．CCl4D．饱和NaCl溶液19\n解析：(1)不加热制取NH3是快速制取少量NH3的措施，具体操作方法是把浓氨水滴到固体NaOH上。(2)①用排气法收集NH3的装置中要注意集气瓶中导气管的长短，因NH3的密度比空气的小，故进气管短，出气管长，因NH3极易溶于水，进行尾气处理时，要设置防倒吸装置。②用排液法收集NH3时，要求液体不能溶解NH3(排除A、D)且不与NH3发生反应(排除B)，故选CCl4。答案：(1)B　②③　NaOH固体遇水放热，使氨气的溶解度降低，同时可使溶液中c(OH－)增大，促使NH＋OH－NH3·H2ONH3＋H2O平衡向右移动，从而使氨气逸出　将浓氨水逐滴滴加到NaOH固体上(2)①如图：　②C二、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，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以形成喷泉。2形成喷泉的类型(1)只要气体易溶于吸收剂，均可做喷泉实验，吸收剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。(2)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产生气体。容器内产生大量气体，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。如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。3引发喷泉的几种方法(1)使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。19\n(2)使烧瓶内气体温度降低，使气压减小。(3)使烧瓶外待喷液面上的气压增大。4喷泉实验产物的浓度计算关键是确定所得溶液中溶质的物质的量和溶液的体积，标准状况下的气体进行喷泉实验后物质的量浓度：(1)HCl、NH3、NO2气体或它们与其他不溶于水的气体混合时：溶质的物质的量浓度为mol/L。(2)当NO2和O2的混合气体且体积比为4∶1时，c(HNO3)＝mol/L。(3)当NO和O2的混合气体且体积比为4∶3时，c(HNO3)＝mol/L。(4)当H2S、CO2、SO2溶于NaOH溶液中，c(Na2S)、c(Na2CO3)、c(Na2SO3)均为mol/L。5喷泉实验的装置与操作喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来使喷泉产生。装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶中，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，即产生喷泉。(开放性问题，或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水)。装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。19\n装置Ⅵ：烧瓶内通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。装置Ⅶ：打开①处的止水夹并向烧瓶中通入少量HCl气体后关闭止水夹，再打开②处的止水夹。观察到先产生白烟，生成固体NH4Cl，瓶内气压降低形成喷泉。装置Ⅷ：先挤压胶头滴管，再打开a、c活塞，然后打开b活塞，可产生双喷泉现象。4．在如图所示装置中，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b呈喷泉状态喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是表中的(　　)解析：A项能形成喷泉，但最终溶液不能充满烧瓶；B、C项不能形成喷泉；D项能形成喷泉，且溶液最终充满烧瓶。答案：D5．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(　　)19\nA．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解析：A项中氯气可以溶于四氯化碳中，且氯气极易溶于氢氧化钠溶液中，因此可以引发喷泉实验，所以不符合题意；B项中氢气不溶于氢氧化钠溶液中，不能造成负压，因此不能引发喷泉实验，所以符合题意；C项中通过a鼓入空气，会将水压入烧瓶中，氨气溶于水后造成负压，能形成喷泉实验，所以不符合题意；D项中加入浓硫酸放热，锥形瓶中压强增大，浓氨水被压入烧瓶，与氯化氢反应造成负压，能形成喷泉实验，所以不符合题意。答案：B6．同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为(　　)A．①>②B．①<②19\nC．①＝②D．不能确定解析：假设两个烧瓶内均充有amol气体，烧瓶容积为VL则：c(氨水)＝＝mol·L－13NO2＋H2O===2HNO3＋NOamol　　　　　amol水进入烧瓶内的体积也是其容积的。c(HNO3)＝＝mol·L－1。答案：C7．某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CH4、SO2、NO气体中的两种，则下列判断中正确的是(　　)A．X是NH3，Y是HClB．X是Cl2，Y是NH3C．X是SO2，Y是O2D．X是NO，Y是O2解析：根据题中已知的气体，能产生白烟的是HCl和NH3或Cl2和NH3，再根据题中信息“甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅”可知X是NH3，Y是HCl，故A项正确。答案：A19\n19