高考化学考点剖析 考点25 氨气的工业制备及实验室制法原卷版.docx
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高考化学考点剖析考点25氨气的工业制备及实验室制法原卷版
考点25氨气的工业制备及实验室制法
1.（2019全国Ⅰ卷）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
下列说法错误的是
A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B.阴极区，
氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+
2H++2MV+
C.正极区，固氮酶
催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
2．（2018江苏）下列有关物质性质的叙述一定不正确的是
A．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色
B．KAl（SO4）2·12H2O溶于水可形成Al（OH）3胶体
C．NH4Cl与Ca（OH）2混合加热可生成NH3
D．Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2
1．氨的实验室制法：
⑴反应原理：
2NH4Cl+Ca（OH）2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
⑵发生装置：
固固反应加热装置，与制取氧气的发生装置相同。
⑶干燥：
用碱石灰干燥。
不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和CaCl2干燥氨气，因为它们都能与氨气发生反应（CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3）。
⑷收集方法：
由于氨极易溶于水，密度比空气小，所以只能用向下排空气法收集。
⑸检验：
a．用湿润的红色石蕊试纸放试管口或者瓶口（变蓝）
b．蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口或者瓶口（产生白烟）。
棉花团的作用：
是为了防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的氨气。
①制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、（NH4）2CO3等代替，因为NH4NO3在加热时易发生爆炸，而NH4HCO3、（NH4）2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。
②消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。
③NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。
④实验室制取氨气的另一种常用方法：
将浓氨水滴到生石灰或烧碱固体上。
有关反应的化学方程式为：
CaO+NH3·H2O====Ca（OH）2+NH3↑
烧碱或生石灰的作用：
一是增大溶液中的OH－浓度，二是溶解或反应放热，促使NH3·H2O转化为NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制O2（H2O2为原料）、C2H2气体的装置相同。
2．工业合成氨
N2与H2化合生成NH3N2+3H2
2NH3
1、NH3的实验室制法：
典例1（安徽省合肥市2019年高三第三次教学质量检测）下列有关实验能达到相应实验目的的是
A．实验①用于实验室制备氯气B．实验②用于制备干燥的氨气
C．实验③用于石油分馏制备汽油D．实验④用于制备乙酸乙酯
典例2（云南省陆良县2020届高三毕业班第一次摸底考试）下列说法中正确的是（）
A．加热浓硫酸和乙醇混合液，产生的气体能使溴水褪色，证明该气体是乙烯
B．用苯与溴水制取溴苯，溴苯的密度比水的大
C．铜与稀硝酸制取一氧化氮，可以利用排水法收集
D．加热氢氧化钙与氯化铵反应制氨气，氨气能使红色石蕊试纸变蓝
2、NH3的工业制当：
典例3
（1）工业上利用N2和H2合成NH3，NH3又可以进一步制备联氨（N2H4）等。
由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法，其离子反应方程式为___________，有学者探究用电解法制备的效率，装置如图，试写出其阳极电极反应式_________；
典例4氨是氮循环过程中的重要物质，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
（4）1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电解合成氨。
其实验装置如图。
阴极的电极反应式为___。
1．（黑龙江省哈尔滨市第三中学校2020届高三上学期第一次验收考试）“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是
①实验室收集氨气采用图1所示装置
②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验
④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④B．①②③C．①②④D．①③④
2．（辽宁省辽阳市2019届高三下学期第二次模拟考试）下列实验方案的设计能够达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明HClO是弱酸
用pH试纸测定NaClO溶液的pH
B
比较Mg（OH）2和Fe（OH）3的Ksp大小
分别向2mL浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2溶液和FeCl3溶液中滴加几滴0.1mol·L-1的NaOH溶液，观察生成沉淀的颜色
C
验证SO2的还原性
将SO2气体通入溴水中，观察溴水是否褪色
D
实验室制备并检验NH3
加热装有NH4Cl固体的大试管，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，观察试纸颜色变化
3．（陕西省宝鸡中学2019届高三第三次模拟考试）“侯德榜制碱法”首先需制备碳酸氢钠:
NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4C1。
下列装置能达到实验目的的是
A．
B．
C．
D．
4．（上海市松江区2018-2019学年高三年级第二学期等级考试）实验室制氨气的试剂及装置正确的是
A．
B．
C．
D．
5．（北京市东城区2019届高三一摸）如图是制备和收集气体的实验装置，该装置可用于
A．浓硫酸与铜反应制取SO2
B．浓氨水与生石灰反应制取NH3
C．浓盐酸与二氧化锰反应制取Cl2
D．过氧化钠与水反应制取O2
6．（山东省烟台市2019届高三3月高考诊断性测试一模）关于下列实验装置图的叙述中，正确的是
A．装置①用于分离沸点不同的液体混合物
B．装置②用于吸收HC1气体，能够防止倒吸
C．装置③可用于分解NH4Cl制备NH3
D．装置④既可收集CO2也可收集H2
7．（广西省南宁市普通高中2019届高三毕业班第一次适应测试）下列实验方案的设计能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明HClO是弱酸
用pH试纸测定NaClO溶液的pH
B
比较Mg（OH）2和Fe（OH）3的Ksp大小
分别向2mL浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2溶液和FeCl3溶液中滴加几滴0.1mol·L-1的NaOH溶液，观察生成沉淀的颜色
C
验证SO2的还原性
将SO2气体通入溴水中，观察溴水是否褪色
D
实验室制备并检验NH3
加热装有NH4Cl的大试管，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，观察试纸颜色变化
8．（河北省中原名校联盟2019届高三3月联考考试）氮化铬（CrN）是一种良好的耐磨材料，实验室可用无水氯化铬（CrCl3）与氨气在高温下反应制备，反应原理为CrCl3+NH3
CrN+3HCl.回答下列问题：
（1）制备无水氯化铬。
氯化铬有很强的吸水性，通常以氯化铬晶体（CrCl3·6H2O）的形式存在。
直接加热脱水往往得到Cr2O3，有关反应的化学方程式为______________，以氯化铬晶体制备无水氯化铬的方法是_____________________________。
（2）制备氮化铬。
某实验小组设计制备氮化铬的装置如下图所示（夹持与加热装置省略）：
①装置A中发生反应的化学方程式为_____________________。
②实验开始时，要先打开装置A中活塞，后加热装置C，目的是___________________。
③装置B中盛放的试剂是____________，装置D的作用是_____________________。
④有同学认为该装置有一个缺陷，该缺陷是_______________________。
（3）氯化铬的纯度测定。
制得的CrN中含有Cr2N杂质，取样品14.38g在空气中充分加热，得固体残渣（Cr2O3）的质量为16.72g，则样品中CrN的质量分数为_____________（结果保留3位有效数字）。
9．（新疆乌鲁木齐县柴窝堡林场中学2019届高三年级四月调研考试）工业尾气中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH3与NOx反应生成无毒物质。
某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。
（一）提供的装置
（二）NH3的制取
（1）下列有关实验室制备气体的说法正确的是__________（填序号）。
①可以用排饱和食盐水的方法收集氯气 ②用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气 ③实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热 ④用无水氯化钙干燥氨气 ⑤用浓盐酸洗涤高锰酸钾分解制氧气的试管
（2）从所提供的装置中选取一个能制取氨气的装置：
________________（填序号）。
（3）当采用你所选用的装置制取氨气时，相应反应的化学方程式是___________。
（三）模拟尾气的处理
选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，回答有关问题：
（4）A中反应的离子方程式为___________。
（5）D装置中的液体可换成________（填序号）。
aCuSO4 bH2O cCCl4 d浓硫酸
（6）该同学所设计的模拟尾气处理实验还存在的明显缺陷是________________。
10．（辽宁省兴城市2019届高三第九次模拟考试）肼（N2H4）是一种重要的工业产品。
资料表明，氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼，肼有极强的还原性。
可用下图装置制取肼：
（1）写出肼的电子式__________，写出肼与硫酸反应可能生成的盐的化学式_______；
（2）装置A中反应的化学方程式_____；
（3）实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三口烧瓶中滴加NaClO溶液。
滴加NaClO溶液时不能过快、过多的原因___________；
（4）从实验安全性角度指出该实验装置中存在的缺陷_______。
（5）准确量取20.00mL含肼溶液，加入硫酸和碳酸氢钠，用0.1000mol/L的标准碘液进行滴定，滴定终点时，消耗V0mL（在此过程中N2H4→N2）。
该实验可选择______做指示剂；该溶液中肼的浓度为______mol/L（用含V0的代数式表达，并化简）。
11．（荆门市龙泉中学、钟祥一中、京山一中、沙洋中学2019届高三四校六月模拟考试）碳酸镧[La2（CO3）3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症。
制备反应原理为2LaCl3+6NH4HCO3=La2（CO3）3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O；某化学兴趣小组利用下列装置在实验室中模拟制备碳酸镧。
回答下列问题:
（1）制备碳酸镧实验流程中导管从左向右的连接顺序:
F→____→____→____，____←C。
（2）Y中发生反应的化学方程式为_________。
（3）X中盛放的试剂是_______。
（4）Z中应先通入______，后通入过量的另一种气体，原因为________。
（5）该化学兴趣小组为探究La2（CO3）3和La（HCO3）3的稳定性强弱，设计了如下实验装置，则甲试管中盛放的物质为_____；实验过程中发现乙试管中固体质量与灼烧时间的关系曲线如图所示，试描述实验过程中观察到的现象为_______。
12．（四川省攀枝花市2019届高三下学期第三次统考）某学习小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾（KSCN）。
实验装置如图：
已知：
①CS2不溶于水，比水重；NH3 不溶于CS2；②三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂。
实验步骤如下：
（1）制备NH4SCN溶液：
CS2+3NH3
NH4SCN+NH4HS（该反应比较缓慢）
①实验前，经检验装置的气密性良好。
三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导气管口，目的是_____。
②实验开始时打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，至CS2消失。
则：
装置A中反应的化学方程式是_____；装置C的作用是______。
（2）制备KSCN溶液：
熄灭A处的酒精灯，关闭K1，移开水浴，将装置D继续加热至105℃，当NH4HS完全分解后（NH4HS=H2S↑+3NH3↑），打开K2，再缓缓滴加入适量的KOH溶液，发生反应：
NH4SCN+KOH=KSCN+NH3↑+H2O。
小组讨论后认为：
实验中滴加入相同浓度的K2CO3溶液比KOH溶液更好，理由是_____。
（3）制备硫氰化钾晶体：
先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩，冷却结晶______，干燥，得到硫氰化钾晶体。
（4）测定晶体中KSCN的含量：
称取10.0g样品配成1000mL溶液量取20.00mL于锥形瓶中，加入适量稀硝酸，再加入几滴Fe（NO3）3溶液做指示剂，用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定，达到滴定终点时消耗AgNO3标准溶液20.00mL。
①滴定时发生的反应：
SCN-+Ag+=AgSCN↓（白色）。
则判断达到终点时的方法是____。
②晶体中KSCN的质量分数为____。
13．（四川省泸州市2019届高三第二次教学质量诊断性考试）氮化锂（Li3N）是一种优良的贮氢材料，遇水强烈水解，在空气中加热能剧烈燃烧，下图装置中ABCD用于制取干燥、纯净的N2，装置E用于制取Li3N。
已知：
锂的密度为0.534g/cm3，熔点180ºC，沸点1340ºC；锂与氨反应生成LiNH2和H2，约500ºC左右Li与N2反应生成Li3N。
回答下列问题：
（1）连接好装置开始实验前必须进行的操作是___。
（2）实验完成后，A、C、E装置中酒精灯撤去的顺序依次是___，装置F的仪器名称是___。
（3）装置D（未画出）所装药品是___，作用是干燥N2和___。
（4）装置E中石棉绒（透气且性质稳定）包裹的Li的作用是___，后一个Li粒装在铁舟中而不是直接放在反应管中的原因是___。
（5）装置C中反应的化学方程式为___。
（6）已知铁舟中金属锂质量为7.0g，将E中铁舟连同所装固体在实验前后进行称重，所得数据如下表所示，则Li3N的产率约为________%。
（保留一位小数）
采集时间
实验前
实验后
实验数据
40.2g
44.6g
14．（河南省安阳市2019届高三毕业班下学期二模考试）氨基锂（LiNH2）是一种白色有光泽的结晶或粉末，熔点是390℃，沸点是430℃，溶于冷水，遇热水则强烈水解。
在380～400℃时锂与氨气直接反应可制得LiNH2，下面是实验室制备LiNH2时可能用到的装置图，回答下列问题。
（1）仅从试剂性质角度分析，下列各组试剂不宜用于实验室制备NH3的是___________（填宇母）。
A．浓氨水、CaOB．NH4Cl固体、Ca（OH）2固体
C．浓氨水D．NH4NO3固体、NaOH固体
（2）用
（1）中合适的试剂制取的NH3按气流方向自左向右，则图中装置的连接顺序为___________（填接口处宇母），装置A的作用是______________________。
（3）装置C中仪器的名称是___________，盛装的试剂是___________。
实验开始后，向X中通入NH3与加热仪器X的先后顺序为___________。
（4）实验室还可用浓氨水与固体NaOH混合制备氨气，但多次实验表明，此方法收集到的NH3量总是比理论值低许多，其最可能的原因是______________________。
（5）氨基锂能与热水反应生成LiOH与一种气体，请推测该气体的成分并用实验验证你的结论：
________。
15．（陕西省宝鸡市宝鸡中学2019届高三年级第一次模拟考试）氨基钠（NaNH2）是制取靛青染料、肼和氰化钠等工业品的原料，可将氨通过250-360℃金属钠制得。
氨基钠在空气中易氧化、易燃，与水强烈反应，露置空气中易吸收水分和二氧化碳。
某化学实验小组拟采用如图所示的装置制备氨基钠，回答下列相关问题：
（1）上面各装置组装为制取氨基钠装置时，按气体流向合理的连接顺序为___________（选填编号）。
Ⅰ.a-b-c-f-g-d-e-h-iⅡ.a-d-e-f-g-h-i-b-c
Ⅲ.a-h-i-f-g-d-e-b-cⅣ.a-h-i-b-c-f-g-d-e
（2）仪器组装完成后下一步的操作名称是_________________________________。
（3）A装置中加入试剂合理的是____________。
简述A中产生氨气的原理____________。
a.浓氨水b.浓氨水与CaOc.NH4C1与Ca（OH）2
（4）装置B的作用是______________________（答出两条）。
（5）装置C中盛放的试剂为______________________。
（6）下列实验操作步骤合理的顺序为______________________（用步骤序号填空）。
①点燃D处酒精灯加热②打开分液漏斗活塞，使产生气体并通入一段时间③充分反应后停止加热④关闭分液漏斗活塞;步骤②的目的是______________________。
（7）为简化制备装置，甲同学提出可用装有五氧化二磷的球形干燥管代替原装置的末端两个仪器，乙同学认为甲的方案不可行，乙的理由可能是_______________。
16．（湖南省怀化市2019届高三3月第一次模拟考试）已知岩脑砂的主要成分为NH4Cl，实验室可通过过量氨气和氯气反应制NH4Cl。
I.实验室制NH4Cl
（1）写出B中反应的离子方程式_________________________________。
（2）为使氨气和氯气在D中充分混合并反应，上述装置的连接顺序为a→d→c_____、______←j←i←h←g←b；写出D中反应的化学方程式_________________________________。
（3）若要检验NH4Cl，除蒸馏水、稀HNO3、AgNO3溶液、红色石蕊试纸外还需要的试剂为___________。
Ⅱ：
天然岩脑砂中NH4Cl，纯度的测定（杂质不影响NH4Cl纯度测定）
已知：
2NH4C1+3CuO
3Cu+2HC1↑+N2↑+3H2O
实验步骤：
①准确称取1.19g岩脑砂。
②将岩脑砂与足量氧化铜混合加热（装置如下）。
（1）连接仪器，检查装置气密性：
先将K中装入水，然后加热G，______________________，则气密性良好。
（2）H中浓硫酸的作用是_________________________________。
（3）实验结束后，恢复至原温，通过K测得气体体积为224mL（换算为标准状况），则天然岩脑砂中NH4C1的纯度为___________。
（保留三位有效数字）
（4）某同学通过测I的增重来计算天然岩脑砂中NH4C1的质量分数，则所得NH4C1的纯度___________。
（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）
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