2019高考化学 难点剖析 专题25 NH3的工业制备及实验室制法练习.doc

专题25 NH3的工业制备及实验室制法1（2018届云南省红河州高三复习统一检测）由下列实验及现象不能推出相应结论的是实验现象结论A加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝NH4HCO3固体受热分解,产生的NH3与水反应生成的氨水显碱性B向2支盛有1 mL相同浓度AgNO3溶液的试管中分别加入3滴相同浓度的KCl和KI溶液一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象Ksp(AgI)Ksp(AgCl)C向苯酚钠溶液中通入CO2溶液变浑浊相同条件下，碳酸的酸性一定比苯酚强D用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应火焰呈黄色证明该溶液中一定存在Na+和K+【答案】D2下列实验现象的描述正确的是A 图1中铝箔熔化有液滴落下B 图2中新切开的钠块表面很快变成黄色C 图3中火焰呈苍白色，瓶口有白雾产生D 图4中烧瓶内的溶液变成红色【答案】C【解析】A、氧化铝的熔点高于金属铝的，所以在加热铝箔时熔化的铝被表面的氧化铝包裹着，不会有液滴落下，A错误；B、金属钠很活泼，新切开的钠块表面很快被氧化为氧化钠而变暗，过氧化钠是淡黄色固体，B错误；C、纯净的氢气在氯气中燃烧火焰呈苍白色，生成的HCl在瓶口遇空气形成盐酸小微粒而产生白雾，C正确；D、氨气溶于水显弱碱性，遇紫色石蕊溶液显蓝色，D错误。3（2018届甘肃省靖远县高三第四次联考）下列实验操作、实验现象以及所得出的结论均正确的是选项实验操作实验现象结论A向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生该溶液中可能含有SO42-B向NH3H2O溶液中滴加少量AgNO3溶液无明显现象NH3H2O和AgNO3不反应C将木炭和浓硫酸共热生成的气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊该气体只含CO2D向1mL.2mol/LNaOH溶液中先滴加2滴0.1mol/LMgCl2溶液，再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀KspFe(OH)3CSiD 装置可用于收集氨气，并吸收多余的氨气【答案】B31（2018届天津市南开区高三三模）下列实验操作正确且能达到相应目的的是选项实验目的实验操作A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制稀硫酸先将浓硫酸加入烧杯，后倒入蒸馏水C验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没D检验溶液中是否有NH4+取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体【答案】D【解析】A项，NaOH具有强腐蚀性，不能用滤纸称量NaOH固体，应用玻璃器皿（如烧杯等）称量NaOH固体，A项错误；B项，浓硫酸的密度比水大得多，直接将水加入浓硫酸会使水浮在浓硫酸表面，大量放热而使酸液沸腾溅出造成事故，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌，使稀释产生的热量及时散出，B项错误；C项，钢铁在中性或酸性很弱的溶液中发生吸氧腐蚀，盐酸具有强酸性，用盐酸浸没铁钉验证铁的析氢腐蚀，C项错误；D项，检验NH4+的原理是NH4+OH-NH3+H2O，NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，检验NH4+的实验操作为：取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝，则原试液中含NH4+，D项正确。32（2019届广东省中山一中、仲元中学等七校高三第一次（8月）联考）氨催化分解既可防治氨气污染，又能得到氢能源，得到广泛研究。（1）已知：反应I：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H11266.6 kJmol-1，H2的燃烧热H2=285.8 kJ.mol-1 水的气化时H3=+44.0 kJ.mol-1反应I热力学趋势很大（平衡常数很大）的原因为_；NH3分解的热化学方程式_。（2）在Co-Al催化剂体系中，压强P0下氨气以一定流速通过反应器，得到不同催化剂下氨气转化率随温度变化曲线如下图，活化能最小的催化剂为_，温度高时NH3的转化率接近平衡转化率的原因_。如果增大气体流速，则b点对应的点可能为_（填“a”、“c”、“d”、“e”或“f”）；（3）温度为T时，体积为1L的密闭容器中加入0.8molNH3和0.1molH2，30min达到平衡时，N2体积分数为20%，则T时平衡常数K=_，NH3分解率为_；达到平衡后再加入0.8molNH3和0.1molH2，NH3的转化率_（填“增大”、“不变”、“减小”）。（4）以KNH2为电解质溶液电解NH3，其工作原理如下图所示，则阳极电极反应为_。【答案】放热量很大的反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g) H=+92.1kJmol190CoAl平衡转化率随温度升高而增大，此反应为吸热反应，温度升高，反应速率加快，转化率接近平衡转化率e7.575%减小6NH2-6e-=N2+4NH3【解析】（1）反应I的H11266.6 kJmol-1，放热量很大，故热力学趋势很大；根据盖斯定律可知：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)H11266.6 kJmol-1，H2的燃烧热H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) H2=285.8 kJ.mol-1 水的气化时H2O(l)= H2O(g) H3=+44.0 kJ.mol-1，2NH3(g)N2(g)+3H2(g) H，根据盖斯定律可知=1/2-6(+)，即H=1/21266.6 kJmol-1-6(285.8 kJ.mol-1+44.0 kJ.mol-1)= 92.1kJmol1，所以2NH3(g)N2(g)+3H2(g) H=+92.1kJmol1；（2）由图可知，90CoAl先达到平衡态，所以90CoAl活化能最小的催化剂；2NH3(g)N2(g)+3H2(g) H=+92.1kJmol此反应为吸热反应，升高温度平衡向正向移动，提高氨气的转化率；此反应为气体体积增大的反应，增大气体流速平衡向逆向移动，b点对应的点可能为e；、（3）由题给数据可知，设氮气平衡时氮气的物质的量为xmol，则： 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)初始量（mol） 0.8 0 0.1变化量（mol） 2x x 3x平衡量（mol） 0.8-2x x 0.1+3x相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以达到平衡时N2的体积分数为： x0.8-0.2x+x+0.1+3x100%=20% ，解得：x=0.3mol，故平衡常数K=0.3130.22=7.5 ，NH3分解率为0.60.8100%=75% ，达到平衡后再加入0.8molNH3和0.1molH2，容器中压强增大，反应向逆向移动，所以氨气的转化率减小；（4）在电解池中，阳极失去电子，发生氧化反应，根据图示可知右侧为阳极，电极反应为：6NH2-6e-=N2+4NH3。33（大兴区20172018学年度第一学期期末检测）依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：（1）图1中，X的化学式为_，从化合价上看，X具有_性（“氧化”、“还原”）。（2）回答下列关于NH3的问题：实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为_。下列试剂不能用于干燥NH3的是_（填字母）。A浓硫酸 B碱石灰 CNaOH固体若要收集一瓶氨气，请将上述装置补充完整，在图2虚框内画出连接图_。氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出催化氧化的化学方程式_。（3）回答下列关于NO、NO2的问题：汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，发生的反应为：2NO + 2CO N2 + 2CO2 该反应中，被氧化的物质是_（填化学式），作为氧化剂的物质是_（填化学式）；若反应中生成1 mol N2，则转移电子_mol。NONO2的颜色变化是_。NO2HNO3氧化剂与还原剂物质的量之比为_。（4）工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如下图所示：NO2被吸收过程的离子方程式是_。【答案】 N2O5 氧化性 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 + 2NH3+2H2O A 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O CO NO 4 无色气体变化为红棕色气体 1:2 2NO2 + 4(NH4)2SO3 = N2 + 4(NH4)2SO4轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出：。氨气催化氧化的化学方程式为4NH3 +5O2 4NO+6H2O。（3）2NO+2CON2+2CO2中碳元素化合价从+2价升高到+4价，因此该反应中，被氧化的物质是CO，氮元素化合价从+2价降低到0价，作为氧化剂的物质是NO；若反应中生成1 molN2，则转移电子4mol。NONO2的颜色变化是无色气体变化为红棕色气体。根据方程式3NO2+H2O2HNO3+NO可知NO是还原产物，硝酸是氧化产物，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2。（4）反应物是亚硫酸铵、二氧化氮，生成物是硫酸铵和氮气，则NO2被吸收过程的离子方程式是2NO2+4(NH4)2SO3N2+4(NH4)2SO4。34（2018届陕西省西安市长安区高三教学质量检测）已知硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O俗称莫尔盐，其摩尔质量为392 g/mol，可溶于水，在100 110 时分解。为探究其化学组成，甲乙两同学设计了如下实验。.探究莫尔盐晶体加热时的分解产物。（1）甲同学设计如下图所示的装置进行实验，装置C中可观察到的现象是溶液变红，由此可知分解产物中有_。（2）乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有SO3(g)、SO2(g)及N2(g)。为验证产物的存在，用下列装置进行实验：乙组同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为AH_G证明含有SO3的实验现象是_。II.为测硫酸亚铁铵纯度,称取m g 莫尔盐样品，配成500 mL溶液。甲、乙两同学设计了如下两个实验方案。甲方案：取25.00mL硫酸亚铁铵溶液用0.1000molL-1的酸性K2Cr2O7溶液分三次进行滴定。乙方案：(通过NH4+测定)设计装置如下图所示。取25.00 mL样品溶液进行该实验。（1）滴定过程中，酸性K2Cr2O7溶液应装在_滴定管中。甲方案中的离子方程式为_。（2）乙方案中量气管中最佳试剂是_（填字母）。a.水 b.饱和NaHCO3溶液 c.CC14（3）乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是_。（4）若测得NH3(已折算为标准状况下)为VL，则硫酸亚铁铵纯度为_。(用含V、m的式子表示)【答案】 NH3 FDE F中出现白色沉淀 酸式 Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O c 上下移动量气管（滴定管），使左右两边液面相平 175 V/m100%或392V2044.8m100%【解析】I.（1）装置B中的碱石灰吸收分解产生的酸性气体，装置C中酚酞溶液变红，根据莫尔盐的组成，则莫尔盐受热的分解产物中有NH3。根据上述分析，装置的合理连接顺序为AHFDEG。证明含有SO3的实验现象是：装置F中出现白色沉淀。II.（1）酸性K2Cr2O7溶液具有强氧化性，应装在酸式滴定管中。Cr2O72-将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，1molCr2O72-参与反应得到6mol电子，1molFe2+参与反应失去1mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，甲方案中的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O。（2）根据乙方案的装置，硫酸亚铁铵溶液与CaO反应产生NH3，用碱石灰除去NH3中的H2O（g），用量气法量取NH3的体积。a项，由于NH3极易溶于水，水能吸收NH3；b项，由于NH3极易溶于水且其水溶液呈碱性，饱和NaHCO3溶液吸收NH3；c项，NH3难溶于CCl4，不吸收NH3；量气管中最佳试剂为CCl4，答案选c。（3）用量气体的体积进行定量实验时，还需要测量温度和压强，所以实验结束要恢复到室温，使气体产生的压强等于大气压。乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是：上下移动量气管（滴定管），使左右两边液面相平。（4）根据N守恒，25.00mL样品中n（NH4）2SO4FeSO46H2O=12n（NH3）=V44.8mol，500mL溶液中n（NH4）2SO4FeSO46H2O=V44.8mol500mL25.00mL=20V44.8mol，m（NH4）2SO4FeSO46H2O=20V44.8mol392g/mol=392V2044.8g，则硫酸亚铁铵纯度为392V2044.8m100%=175Vm100%。35（2018届湖南省益阳市高三4月调研考试）纳米CaCO3作为工业上重要的无机填充材料,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨和造纸等行业。某化学兴趣小组在实验室中利用下列装置模拟工业制备纳米CaCO3.请回答下列问题:（1）仪器甲的名称是_,在该实验中,其作用是_.（2）将上述接口连接顺序补充完整:a ；b ；d 。_（3）装置D中选择的试剂是_(填序号,下同),装置E中选择的试剂是_饱和Na2CO3溶液 饱和NaHCO3溶液 无水CaCl2固体 碱石灰（4）装置C中发生反应的离子方程式为_（5）随着气体的通入，三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多,但一段时间后,白色沉淀逐渐减少,其可能的原因为_(结合化学用语解释)。（6）当生成5g沉淀时,理论上消耗两种气体(标准状况下)的总体积可能为_（7）已知:常温下，Ksp(CaCO3)=2.810-9,Ksp(CaSO3)=1.410-7。向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3,若使CaCO3向CaSO3转化,则该混合液中c(SO32-)/c(CO32-)的值(x)的取值范围为_。【答案】 干燥管 防止倒吸 fge、c、h Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+ CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水 3.36L、7.84L x50【解析】根据装置图及使用的试剂可知，A是生成二氧化碳的装置；B是生成氨气的装置；C是生成碳酸钙沉淀的装置；生成的二氧化碳中混有氯化氢，可以通过D装置除去，E装置可以防止未反应的氨气污染空气。(1)根据图示，仪器甲为干燥管，在该实验中，干燥管可以防止三颈烧瓶中气体的压强变化引起的倒吸，故答案为：干燥管；防止倒吸；(2)根据上述分析，生成的二氧化碳和氨气通入C中反应生成碳酸钙，通过D除去二氧化碳中的氯化氢，尾气用E吸收，上述接口连接顺序为:afge；bc；d h，故答案为：fge；c；h；(3)装置D是除去二氧化碳中的氯化氢，可以选择饱和NaHCO3溶液，装置E是吸收未反应的氨气，可以选用无水CaCl2固体，故答案为：；(4)装置C中氯化钙和氨气、二氧化碳反应生成氯化铵和碳酸钙，反应的离子方程式为Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+，故答案为：Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+；(5)碳酸钙能够被过量的二氧化碳转化为碳酸氢钙，CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水，因此随着气体的通入，三颈烧瓶中产生白色沉淀且逐渐增多，但一段时间后，白色沉淀逐渐减少，故答案为：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水；(6)n(CaCl2)=0.2L0.5 mol/L=0.1mol，5g碳酸钙沉淀的物质的量=0.05mol，根据Ca2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH4+可知，当氯化钙过量，消耗氨气0.1mol，二氧化碳0.05mol，共消耗气体0.15mol，标准状况下的体积=0.15mol22.4L/mol=3.36L；但通入的气体过量将生成的部分碳酸钙溶解，则生成0.1mol碳酸钙消耗氨气0.2mol，二氧化碳0.1mol，溶解0.05mol碳酸钙需要消耗0.05mol二氧化碳，共消耗气体0.35mol，标准状况下的体积=0.35mol22.4L/mol=7.84L，故答案为：3.36L、7.84L；(7)向浓度为1.0mol/L的Na2SO3溶液中加入纳米CaCO3，若使CaCO3向CaSO3转化需要满足c(SO32-) c(Ca2+)Ksp(CaSO3)，即c(SO32-)Ksp(CaSO3)，则=50。36（2018届宁夏吴忠市高三下学期高考模拟联考）某研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，设计如图1所示实验装置。请回答：（1）图1中用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液加热制取氮气，该离子方程式为_。（2）按要求连接好实验装置后，接下来首先进行的操作是_。（3）导管A的作用是_。（4）图1装置中各仪器导管口连接的顺序是（可重复使用，用小写字母af填写）：_（5）反应结束后，某同学用图2装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数（实验中导管体积忽略不计）。氮化铝与过量的NaOH溶液反应生成氮气化学反应方程式为_。集气瓶中的苯的作用是_；集气瓶中的液体没有装满，则实验测得NH3的体积将_（填“偏大”“偏 小”或“不变”）。若实验中称取氮化铝样品的质量为8.2g，测得氨气的体积2.8L（标准状况），则样品中AlN的质量分数为_（保留3位有效数字）【答案】 NO2-+NH4+2H2O+N2 检查装置的气密性 平衡分液漏斗与烧瓶之间的压强，使NaNO2饱和溶液顺利滴下 a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3 防止氨气溶于水 不变 62.5% (3)导管A的作用是平衡分液漏斗与烧瓶之间的压强，使NaNO2饱和溶液顺利滴下；(4)用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液加热制取氮气与氧化铝反应，因氮化铝易水解，故流程中应注意无水，则氮气从a经浓硫酸干燥，为干燥充分，导管长进短出，连接e、d，为干燥充分，可再连接一个干燥管，gf，在玻璃管中反应，故连接bc，为防止空气中的水蒸气进入装置，最后连接一个干燥管gf；(5)氮化铝与过量的NaOH溶液反应生成氨气化学反应方程式为：AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3；因为氨气极易溶于水，所以广口瓶的水面上应加一层苯，来将气体和水隔绝，广口瓶中的气压之所以会增大，是因为有氨气进入，所以无论广口瓶中是否有空气，进入瓶中氨气的体积都等于排进量筒中水的体积，所以不受影响； 氨气的体积为2.8L(标准状况)，则n(氨气)= =0.125mol，所以氮化铝的物质的量是0.125mol，质量是0.125mol41g/mol=5.125g，所以氮化铝的质量分数为 100%=62.5%。37（2018届山西省晋城市高三上学期第一次模拟考试）氨基甲酸铵是一种重要化工产品，常温时，为白色晶体或粉末，易溶于水，难溶于CCl4，59时分解为氨及二氧化碳，其制备原理：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)H=-272kJmol-1。某化学兴趣小组利用下图实验装置(部分固定装置已省略)模拟制备NH2COONH4。试回答下列问题：（1）仪器组装完毕后，首先应进行的操作是_。（2）装置A用于实验室制取NH2COONH4的原料气体之一，该反应的化学方程式为_。（3）装置F中试剂的名称为_，装置G的作用为_。（4）为提高原料气的利用率，应控制装置C和E中最佳鼓泡速率比为_，装置D采用冰水浴的原因为_。（5）生成的氨基甲酸铵悬浮于CCl4中，下列操作可实现产品分离的是_。 （6）实验装置中存在明显不足之处的是_，有同学认为装置H、G和F组成的装置过于复杂可简化，请简述该方法：_。【答案】 检查装置气密性 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O 浓硫酸 除去CO2中混有的HCl杂质 21 降低温度,有利于提高反应物的转化率(或降低温度,防止因反应放热造成NH2COONH4分解) C 缺少尾气处理装置 采用干冰升华直接制取纯净干燥的CO2【解析】(1). 仪器组装完毕后必须先检查装置的气密性，故答案为：检查装置气密性；(2). 装置A是实验室制取氨气的装置，该反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O，故答案为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O；(3). 装置H、G和F分别为CO2的制取、净化和干燥装置，装置F中盛装的试剂是浓硫酸，装置G中盛装的是饱和NaHCO3溶液，作用是除去CO2中混有的HCl杂质，故答案为：浓硫酸；除去CO2中混有的HCl杂质；(4) .由反应方程式2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)可知，NH3和CO2的最佳鼓泡速率比为2:1，制取NH2COONH4的反应为放热反应，装置D采用冰水浴可以降低温度，有利于提高反应物的转化率，并可以防止温度过高，使NH2COONH