1、1考点 21 氨气和铵盐知识条目 加试要求1.氨的性质与用途 b2.工业合成氨 b3.铵盐的性质与用途 b4.氮肥的性质与科学使用 a一、氨气1NH 3的分子结构和物理性质(1)分子结构(2)物理性质颜色：无色；气味：刺激性气味；密度：比空气小；溶解性：极易溶于水，1 体积水可溶解 700体积 NH3；易液化，常用作制冷剂。喷泉实验原理：喷泉实验装置如图所示。实验操作是打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。能形成喷泉的条件2从原理上讲，气体要
2、易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表：气体 HCl NH3 CO2、SO 2、Cl 2、H 2S NO2O 2吸收剂 水或 NaOH溶液 水或盐酸 浓 NaOH溶液 水2.NH3的化学性质(1)与 H2O反应：氨气溶于水形成的水溶液称为氨水，大部分与水结合成 NH3H2O，部分电离显碱性，化学方程式为 NH3H 2O NH3H2O NH OH 。4(2)与酸反应：与 HCl、H 2SO4、HNO 3反应的化学方程式分别为 NH3HCl= =NH4Cl(冒白烟)；2N
3、H 3H 2SO4=(NH4)2SO4；NH 3HNO 3=NH4NO3。(3)与氧气反应：化学方程式为 4NH35O 2 4NO6H 2O，说明 NH3具有还= = = = =催 化 剂 原性。3NH 3的工业生产德国化学家哈伯首次利用空气中的氮气合成了氨，反应方程式为N23H 2 2NH3。高 温 、 高 压 催 化 剂4NH 3的实验室制备(1)铵盐与碱反应 2NH 4ClCa(OH) 2 2NH3CaCl 22H 2O反 应 原 理 = = = = = 3 固体固体 气体(与用 KClO3和 MnO2或 KMnO4制 O2的装置相同)反 应 装 置 用碱石灰干燥净 化 装 置 向下排空
4、气法Error!收 集 装 置 Error!验 满 方 法 处理时，可在试管口塞一团用稀硫酸浸湿的棉花球，用于吸收 NH3，防止尾 气 处 理NH3逸出，污染大气(2)加热浓氨水反应原理：NH 3H2O NH3H 2O。= = = = = 装置。(3)浓氨水中加固态碱性物质：反应原理：浓氨水中存在以下平衡：NH 3H 2O NH3H2O NH OH ，加入固4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 NH3H2O的分解。装置4二、铵盐1物理性质铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的化合物，铵盐都易溶于水，呈白色或无色晶体。2化学性质(1)不稳定，受热易分解：如
5、 NH4Cl、NH 4HCO3受热分解，化学方程式分别为 NH4ClNH3HCl；NH 4HCO3 NH3H 2OCO 2。= = = = = = = = = = (2)与碱反应：如 NH4Cl与 Ca(OH)2反应产生 NH3，化学方程式为 2NH4ClCa(OH) 2CaCl22NH 32H 2O。= = = = = (3)NH 的检验4未知液 呈碱性 湿润红色石蕊试纸变蓝色，则证明含 NH 。 OH 43常见氮肥名称 硫酸铵 碳酸氢铵 氯化铵 硝酸铵化学式 (NH4)2SO4 NH4HCO3 NH4Cl NH4NO3俗名 硫铵 碳铵 氯铵 硝铵【例 1】 某校化学小组学生利用如图装置进行
6、“氨的催化氧化及检验产物”实验(图中夹持装置已略去)。下列推断合理的是( )AC 需要持续加热BD 的作用是干燥气体CB 是无用装置D仅用该套装置和药品无法达到检验产物的目的【解析】 氨气的催化氧化为放热反应，放出的热量能够维持反应继续进行，铂丝不需要持续加热；装置 B的作用为干燥氨气，装置 D的作用不是用来干燥气体，而是通过浓硫酸质量的变化检验水的生成，但装置 D中的浓硫酸除了能够吸收水外，还能吸收未参加反应的氨气，不能通过 D装置增重得出反应生成水的结论；一氧化氮为无色，而一氧化氮容易被氧化为红棕色的二氧化氮，所以也不能通过颜色断定氨气的催化氧化生成的氮氧化物。5【答案】 D【提炼】 本题
7、主要考查：NH 3的催化氧化及产物的检验，若不仔细分析每个装置的作用，很容易错选。【例 2】 下列装置不能达到实验目的的是( )【解析】 A 项收集 NH3装置中无棉花，故不能达到实验目的；B 项 NH3通入 CCl4中，NH3不溶于 CCl4，不会产生倒吸，逸出的 NH3又可被稀 H2SO4吸收；C 项向长颈漏斗中加一定量的水，没过长颈漏斗的下端，关闭止水夹，再加一定量的水，液面停止在某一高度不下降，可说明气密性良好，反之，气密性不好；D 项，收集比空气轻的气体应短进长出，所以氨气可以用图中装置收集。【答案】 A【提炼】 本题主要考查：1氨气的制取、收集和尾气吸收，相关分析见【知识整理归纳】
8、 。其中常见的防倒吸装置有：2装置气密性检查的方法：检查装置气密性的基本思路是使装置内外压强不等，观察气泡或液面变化。(1)微热法：如图 a。用酒精灯微热或用手捂热容器，导管口产生气泡，停止加热或松开手后导管内形成一段稳定水柱，证明装置不漏气。(2)液差法：如图 b、c。连接好仪器，b 中夹紧弹簧夹，从长颈漏斗中注入适量水，使b中长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的液面，静置，若液面位置保持不变，证明装置不漏6气。c 中，从乙管加入适量水，使乙管液面高于甲管液面，静置，若液面位置保持不变，证明装置不漏气。(3)滴液法：如图 d。向分液漏斗中注入适量水，关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，如果滴入少量水后很
9、快停止流下，则装置气密性良好。(4)抽气(吹气)法，如图 e、f。e 中关闭分液漏斗的活塞，轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞，一段时间后，活塞能回到原来的位置，表明装置的气密性良好。f 中打开弹簧夹，向导管口吹气，如果长颈漏斗中的液面上升，且停止吹气后，夹上弹簧夹，长颈漏斗液面保持稳定，则表明装置的气密性良好。(液差法的拓展)【例 3】 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。下列组合中不可能形成喷泉的是( )AHCl 和 H2O BO 2和 H2O CNH 3和 H2O DCO 2和 N
10、aOH溶液 ENO 2和 H2O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)_molL 1 (设溶质不扩散)；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_molL 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。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( )ACu 与稀盐酸 BNaHCO 3与 NaOH溶液CCaCO 3与稀硫酸 DNH 4HCO3与稀盐酸这种方法产生喷泉的原理是_。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
11、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_。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7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。【解析】 图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉” 。图乙装置恰恰相反，下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从下瓶中压入上瓶形成“喷泉” 。【答案】 (1)B 1/
12、22.4 1/22.4 (2)D 锥形瓶中发生反应：NH4HCO3HCl= =NH4ClCO 2 H 2O，随着 CO2气体的产生，锥形瓶中的压强增大而产生“喷泉” A 浓 H2SO4溶于水时，放出大量的热，温度升高使锥形瓶中的酒精挥发加快，瓶内压强增大，从而形成“喷泉” 减小 增大 (3)图乙【提炼】 本题考查的就是形成喷泉的原理。通过本题可以让学生的思维进一步提升。如：(一)总结喷泉形成的原理：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。(二)如何使容器内外产生压强差？(1)减小容器内压强(如甲图)容器内气体极易溶于水；容器内气体易与
13、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。【例 4】 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(NaNO 2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。8(1)从上图中选择
14、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)写出乙装置中氨催化氧化的化学方程式：_。(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有 H 、OH 、_、_(填离子符号)。【解析】 本题主要考查 NH3的实验室制法、仪器的选择以及实验安全性问题，同时也考查具体处理实际问题的能力。(1)由题意知，制取
15、N2应选固(液)液加热装置 a，制取氢气选简易启普发生装置。(2)甲装置中的浓 H2SO4可用于干燥气体，另外还可通过观察两导管口气泡的快慢，调节 N2和 H2的流速。(3)因 NH3的合成反应为可逆反应，不可能进行到底，故从合成器中出来的气体中含有大量的 N2和 H2，不可能发生倒吸。(4)氨的催化氧化反应为放热反应，故可观察到铂丝保持红热，氧化生成的 NO与 O2反应又生成 NO2，故可观察到有红棕色气体产生，生成的 NO2与水反应生成 HNO3，HNO 3与氨水反应得到硝酸铵。【答案】 (1)a b(2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速(3)不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气两种气体(4)氨的催化氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生9(5)4NH35O 2 4NO6H 2O= = = = =Pt (6)NH NO4 3【提炼】 本题主要考查氨的制取和氨的催化氧化，以及在催化氧化过程中可能发生的反应。常见的气体发生装置有：1加热固体制备气体装置2固液或液液常温反应制备气体装置3固液或液液加热制备气体的装置10
