2019高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專(zhuān)題25 NH3的工業(yè)制備及實(shí)驗(yàn)室制法講解.doc

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專(zhuān)題25 NH3的工業(yè)制備及實(shí)驗(yàn)室制法 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018江蘇）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述一定不正確的是 A． 向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色 B． KAl(SO4) 212H2O溶于水可形成 Al(OH)3膠體 C． NH4Cl與Ca(OH)2混合加熱可生成NH3 D． Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2 【答案】A 【解析】A項(xiàng)，F(xiàn)eCl2溶液中含F(xiàn)e2+，NH4SCN用于檢驗(yàn)Fe3+，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不會(huì)顯紅色，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，KAl（SO4）212H2O溶于水電離出的Al3+水解形成Al（OH）3膠體，離子方程式為Al3++3H2OAl（OH）3（膠體）+3H+，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)室可用NH4Cl和Ca（OH）2混合共熱制NH3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca（OH）2?CaCl2+2NH3↑+2H2O，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，Cu與FeCl3溶液反應(yīng)生成CuCl2和FeCl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，D項(xiàng)正確。 2．（2017北京）下列變化中，氣體被還原的是 A．二氧化碳使Na2O2固體變白 B．氯氣使KBr溶液變黃 C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色 D．氨氣使AlCl3溶液產(chǎn)生白色沉淀 【答案】B 應(yīng)過(guò)程中NH3化合價(jià)沒(méi)有改變，不是氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。 3．（2017江蘇）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是 A．Na2O2吸收CO2產(chǎn)生O2 ，可用作呼吸面具供氧劑 B．ClO2具有還原性，可用于自來(lái)水的殺菌消毒 C．SiO2硬度大，可用于制造光導(dǎo)纖維 D．NH3易溶于水，可用作制冷劑 【答案】A 【解析】A．過(guò)氧化鈉可以和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，A正確；B．因二氧化氯具有氧化性才用于自來(lái)水的殺菌消毒，B錯(cuò)誤；C．二氧化硅透光性好，用于制造光導(dǎo)纖維，C錯(cuò)誤；D．液氨氣化時(shí)吸收大量熱，所以氨可用作制冷劑，D錯(cuò)誤。答案選A。 二、考點(diǎn)突破 1、NH3的制法 典例1（2018屆江蘇省鹽城市高三第三次模擬考試）下列制備N(xiāo)H3并制取氨水的裝置正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ） A． 制取NH3 B． 干燥NH3 C． 收集NH3 D． 吸收氨水 【答案】D 典例2（2018屆內(nèi)蒙古呼和浩特市高三第二次模擬考試）用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證濃硫酸具有脫水性、氧化性 制取并收集少量氨氣 驗(yàn)證NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性 采用CCl4萃取I2 A B C D 【答案】A 比NaHCO3穩(wěn)定，應(yīng)將Na2CO3盛放在外試管中，NaHCO3盛放在內(nèi)試管中驗(yàn)證NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，用CCl4從碘水中萃取I2，振蕩時(shí)應(yīng)將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2、NH3的噴泉實(shí)驗(yàn) 典例3（2018屆安徽省皖南八校高三第三次聯(lián)考4月）在如圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a。將滴管中的液體b擠入燒瓶?jī)?nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開(kāi)彈簧夾f，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿整個(gè)燒瓶。a和b可能是 a(干燥氣體) b(液體) ① NH3 水 ② CO2 飽和NaOH溶液 ③ Cl2 飽和食鹽水 ④ NO2 水 ⑤ HCl 0.1 molL?1AgNO3溶液 A． ①②③ B． ①②⑤ C． ②④⑤ D． ①②④ 【答案】B 【解析】①NH3極易溶于水,燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小為零,同外界大氣壓產(chǎn)生壓強(qiáng)差,所以形成噴泉,并充滿燒瓶； ②CO2與飽和NaOH溶液完全反應(yīng)，壓強(qiáng)近乎沒(méi)有，同外界大氣壓產(chǎn)生壓強(qiáng)差,能形成噴泉, 最終幾乎充滿整個(gè)燒瓶；③.氯氣在飽和食鹽水中的溶解度很小,錐形瓶與燒瓶?jī)?nèi)近乎壓強(qiáng)相等,不能形成噴泉；④NO2與水反應(yīng),生成硝酸和NO,容器內(nèi)氣體減少,氣壓減小,形成噴泉,但因?yàn)镹O不溶于水,所以不會(huì)充滿燒瓶,⑤HCl極易溶于水并且和0.1 molL-1AgNO3溶液反應(yīng)，使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小為零同外界大氣壓產(chǎn)生壓強(qiáng)差,所以形成噴泉,并充滿燒瓶；綜上所述符合條件的為. ①②⑤。所以B選項(xiàng)是正確的。 3、氨水顯堿性 典例4（2018屆陜西省榆林市高三第四次模擬考試）下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象不能得出相應(yīng)結(jié)論的是 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論 A 將Na2SO3固體溶于水后，向形成的溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液，再加入足量稀鹽酸 產(chǎn)生白色沉淀，且沉淀不溶解 Na2SO4已變質(zhì) B 向2mL0.1mol/LFeSO4酸性溶液中滴入少量ClO2溶液，震蕩后再滴入KSCN溶液 溶液先變黃，滴入KSCN溶液后變紅 氧化性:ClO2>Fe3+ C 向盛有10mL0.01mol/LKI溶液的試管中滴入8-10滴相同濃度的AgNO3溶液，邊滴邊振蕩，靜置用激光筆照射 得到黃色透明液體，可看到光亮的“通路” 得到的液體為AgI膠體 D 將蘸有濃氨水的玻璃棒靠近盛滿NO2的集氣瓶口 瓶口處產(chǎn)生白煙 白煙的主要成分為NH4NO3 【答案】A AgNO3溶液，邊滴邊振蕩，靜置用激光筆照射，得到黃色透明液體，可看到光亮的“通路”，膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng)，說(shuō)明得到的液體為AgI膠體，故C正確；D、將蘸有濃氨水的玻璃棒靠近盛滿NO2的集氣瓶口，二氧化氮與水蒸氣反應(yīng)生成了硝酸氣體，硝酸氣體與氨氣化合生成了NH4NO3固體，瓶口處產(chǎn)生白煙，故D正確。 4、NH3的還原性 典例5（2018年河南省信陽(yáng)高級(jí)中學(xué)普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試模擬三）對(duì)下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋正確的是 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 相關(guān)解釋 A 等量的Cu分別與等體積足量的濃硝酸和稀硝酸反應(yīng) 濃硝酸反應(yīng)后呈綠色，稀硝酸反應(yīng)后呈藍(lán)色 c(Cu2+)不同 B NH3與Cl2混合 生成白煙 NH3與Cl2發(fā)生化合反應(yīng)生成NH4Cl C 往Fe(OH)3膠體中逐滴滴入稀鹽酸 先出現(xiàn)紅褐色沉淀，后沉淀溶解 先膠體聚沉，后Fe(OH)3溶解 D 加熱硝酸銅固體，將帶火星的木條伸入所得的氣體中 生成紅棕色氣體，帶火星木條復(fù)燃 2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑有氧氣生成，不能說(shuō)明NO2有助燃性。 【答案】C 【解析】A．將等質(zhì)量的銅片分別與等體積、過(guò)量的濃硝酸和過(guò)量的稀硝酸反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的濃度基本相等，顏色基本相同，不可能是c(Cu2+)濃度差異引起的，若溶液呈“綠色”可能是溶液中Cu2+與NO2共存的結(jié)果，故A錯(cuò)誤；B．NH3與Cl2混合除了生成氯化銨，還會(huì)有氮?dú)馍?，不屬于化合反?yīng)，故B錯(cuò)誤；C．往Fe(OH)3膠體中逐滴滴入稀鹽酸，先發(fā)生聚沉現(xiàn)象生成氫氧化鐵沉淀，會(huì)出現(xiàn)紅褐色沉淀，后Fe(OH)3與HCl反應(yīng)生成氯化鐵和水，沉淀溶解，故C正確；D．生成紅棕色氣體證明有二氧化氮，根據(jù)反應(yīng)2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑中二氧化氮的體積為氧氣體積的4倍，與空氣中氮?dú)夂脱鯕獾谋壤嗨疲瑤Щ鹦悄緱l復(fù)燃說(shuō)明NO2都有助燃性，故D錯(cuò)誤。 5、NH3的用途 典例6（2018屆安徽省蕪湖市高三5月模擬考試）下列敘述Ⅰ和Ⅱ均正確并且有因果關(guān)系的是 選項(xiàng) 陳述I 陳述Ⅱ A MnO2有較強(qiáng)的氧化性 MnO2可作H2O2分解的催化劑 B SO2具有氧化性 SO2通入紫色石蕊試液中先變紅后褪色 C 液氨汽化時(shí)吸熱 NH3可用作制冷劑 D 氯化鐵溶于水產(chǎn)生氫氧化鐵膠體 氯化鐵可用于硬水的軟化 【答案】C 【解析】催化劑的催化原理應(yīng)該與其氧化還原的能力無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。SO2通入紫色石蕊試液變紅，但是不會(huì)褪色，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。液氨用作制冷劑的原理是：加壓將氨氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，撤去壓強(qiáng)后，液氨氣化吸收大量的熱，使體系溫度降低，選項(xiàng)C正確。氯化鐵應(yīng)該是在沸騰的水中轉(zhuǎn)化為膠體，不是溶于水就變?yōu)槟z體，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6、NH3的性質(zhì)探究 典例7（2018屆云南省昆明市高三上學(xué)期1月摸底調(diào)研考試）某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證NH3能還原CuO，并對(duì)還原產(chǎn)物進(jìn)行探究。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： Ⅰ.驗(yàn)證NH3能還原CuO （1）試劑X為_(kāi)__________________________。 （2）請(qǐng)將提供的裝置按合理順序連接。g→_______________________。 （3）裝置B的作用是_______________________。 （4）證明NH3能還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________。 II.探充還原產(chǎn)物的成分 【查閱資料】Cu2O粉末呈紅色，在酸性溶液中不穩(wěn)定：Cu2O+H2SO4(稀)=Cu+CuSO4+H2O。 【實(shí)驗(yàn)探究】 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 取10.4g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸，充分?jǐn)嚢?，靜置 若無(wú)現(xiàn)象 ①證明紅色固體為_(kāi)________。 若溶液變藍(lán) ②證明紅色固體肯定含有______，可能含有__________。 取上述反應(yīng)后的混合物過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)重，得固體6.4g ③經(jīng)計(jì)算，紅色固體的成分及其物質(zhì)的量__________ 【答案】 堿石灰 fh→a b→d e→c 吸收尾氣，防止倒吸，隔絕空氣，防止空氣中水蒸氣進(jìn)入D中 A中黑色粉末變?yōu)榧t色，D中白色固體變?yōu)樗{(lán)色 銅 氧化亞銅 銅 銅和氧化亞銅各0.05mol 【解析】Ⅰ.（1）.氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水，試劑X需要干燥氨氣且不與氨氣反應(yīng)，所以為堿石灰； （2）.裝置C生成氨氣后，首先經(jīng)過(guò)E干燥，再通入A中反應(yīng)，生成的氣體通過(guò)D進(jìn)行檢測(cè)，最后以B裝置收集尾氣。所以安裝順序?yàn)閒h→a b→d e→c ； （3）.由于氨氣在水中溶解度較大，所以氣體收集先將氣體先通入CCL4中再溶于上層的水中，所以B裝置的作用為收集尾氣，防止倒吸，隔絕空氣； （4）.由紅色的銅生成，現(xiàn)象為：A中黑色粉末變?yōu)榧t色，同時(shí)有水生成，D中白色固體變?yōu)樗{(lán)色； II. ①Cu，因?yàn)镃u在常溫下不與稀硫酸反應(yīng)； ②有CuSO4生成，溶液變藍(lán)，則紅色固體中肯定含有Cu2O，不能確定是否含有Cu； ③所得固體為Cu，物質(zhì)的量為0.1mol；每摩爾Cu2O與酸反應(yīng)前后質(zhì)量損失為80g，反應(yīng)前后質(zhì)量損失為4g，則0.05mol Cu2O參與反應(yīng)，則生成Cu的量為0. 05mol，所以原固體中Cu2O與Cu的物質(zhì)的量均為0.05mol。 典例8（2018屆高河南省濮陽(yáng)市三第二次模擬考試）為探究氨氣的還原性，某同學(xué)設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)裝置( 其中夾持裝置略去)，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。回答下列問(wèn)題: （1）儀器b的名稱(chēng)是_____________________，試解釋該裝置中產(chǎn)生NH3的原理:____________。 （2）裝置乙中盛有的試劑名稱(chēng)是__________________。 （3）裝置戊中濃硫酸的作用是_______________________________________________。 （4）+1價(jià)Cu 在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定，可發(fā)生反應(yīng):Cu2O+2H+==Cu2++Cu + H2O。某同學(xué)取上述反應(yīng)后玻璃管內(nèi)的物質(zhì)于試管中，加入稀硫酸，振蕩后發(fā)現(xiàn)溶液為藍(lán)色，且試管底部有紅色Cu，他得出結(jié)論:NH3還原CuO生成Cu2O。該同學(xué)的判斷是否正確?________(填“正確”或“不正確”)，理由是__________________________________________________________________。 （5）已知裝置丙的玻璃管內(nèi)CuO粉末為mg，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得玻璃管內(nèi)固體粉末為n g，若CuO 完全被還原 為 Cu，則 m:n=______；寫(xiě)出玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________。裝置丁中的干燥管增重為_(kāi)______g(用含m 或n 的代數(shù)式表示)。 【答案】 錐形瓶 NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-，NaOH 在氨水中電離產(chǎn)生OH-，使平衡逆向移動(dòng)，且NaOH溶解放熱 堿石灰 吸收NH3尾氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丁 不正確 若反應(yīng)不完全，則混合物中會(huì)混有CuO 和Cu，加稀硫酸也會(huì)生成銅鹽和Cu 5:4 3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 9/8(m-n)或9n/32或9m/40 (1)根據(jù)裝置圖，儀器b為錐形瓶，該裝置中NH3+H2ONH3H2ONH4++OH-，NaOH在氨水中電離產(chǎn)生OH-，使平衡逆向移動(dòng)，且NaOH溶解放熱，使氨水分解，放出氨氣； (2)裝置乙的作用是干燥氨氣，可以選用堿石灰； (3)裝置戊中濃硫酸可以吸收NH3尾氣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置?。? (4)+1價(jià)Cu在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定，可發(fā)生反應(yīng):Cu2O+2H+==Cu2++Cu+H2O。某同學(xué)取上述反應(yīng)后玻璃管內(nèi)的物質(zhì)于試管中，加入稀硫酸，振蕩后發(fā)現(xiàn)溶液為藍(lán)色，且試管底部有紅色Cu，他得出結(jié)論：NH3還原CuO生成Cu2O。該同學(xué)的判斷不正確，因?yàn)榧偃绶磻?yīng)不完全，則混合物中會(huì)混有CuO和Cu，加稀硫酸也會(huì)生成銅鹽和Cu； (5)已知裝置丙的玻璃管內(nèi)CuO粉末為mg，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)得玻璃管內(nèi)固體粉末為ng，若CuO完全被還原為Cu，根據(jù)銅元素守恒，則m:n=8064=54；玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2，裝置丁中的干燥管吸收的是水蒸氣，質(zhì)量為mg16801816=9m40g。