2025届高三化学一轮复习 氮及其氧化物　氨和铵盐 知识点突破 讲义

高考专题　氮及其氧化物　氨和铵盐 知识点突破 课标解读 1.了解氮及其氧化物的主要性质和用途；掌握氨的实验室制取原理及方法。 2．了解氮氧化物对环境的影响及防治。 氮及其氧化物 必备知识·梳理夯实 知识梳理 1．自然界中氮的存在及固定 2．氮气 (1)物理性质 颜色、状态 气味 密度 溶解性 无色　气态 无味 密度比空气略 小　 难　溶于水 (2)化学性质 写出相关反应的化学方程式： ① 3Mg＋N2Mg3N2　； ② N2＋3H22NH3　； ③ N2＋O22NO　。 [微点归纳]　氮元素是一种活泼非金属元素，但N2稳定，原因是氮气分子中氮氮三键很稳定，不易断裂，难发生化学反应。 3．氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N2O、 NO　、N2O3、NO2(或 N2O4　)、N2O5，其中属于酸性氧化物的是N2O3、 N2O5　。氮的氧化物都有毒，都是大气污染物。 ①N2O俗称笑气。 ② N2O3、N2O5　分别是HNO2、HNO3相应的酸性氧化物(或酸酐)。 ③NO2与N2O4可相互转化： 2NO2N2O4　。在阿伏加德罗常数问题中，要考虑该平衡的存在。 (2)两种重要氧化物的比较 氮的氧化物 NO NO2 物理性质 无色、难溶于水的气体 红棕　色、有刺激性气味的气体，易液化，易溶于水 化学 性质 与O2 反应 2NO＋O2===2NO2 不能用排空气法收集NO 不反应 与H2O 反应 不反应 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 制 法 试剂 Cu与 稀硝酸　反应 Cu与 浓硝酸　反应 收集 通常用 排水　法收集 通常用 向上排空气　法收集 (3)氮氧化物的污染 [微点归纳]　(1)NO、CO均能与血红蛋白结合而使人中毒。 (2)验证某无色气体为NO的方法是向无色气体中通入O2(或空气)，无色气体变为红棕色。 (3)NO能用排水法收集，不能用排空气法收集；而NO2能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。 4．NO2和溴蒸气的比较与鉴别 (1)NO2和溴蒸气在性质上的相似性 ①均有氧化性； ②溶于水后溶液均呈酸性； ③均能与碱反应。 (2)NO2和溴蒸气的鉴别方法 鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉－KI试纸、碱溶液等，但可以利用它们性质上的差异性来鉴别。 ①通入水中，NO2溶于水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，反应后溶液无色，而溴蒸气溶于水后溶液呈橙色。 ②通入AgNO3溶液中，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气(Br2＋H2OHBr＋HBrO，HBr＋AgNO3===AgBr↓＋HNO3)，无此现象的为NO2。 ③通入CCl4有机溶剂中，易溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为溴蒸气，无此现象的为NO2。 5．隐含反应2NO2(g)N2O4(g)的应用 通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯净，因为在常温、常压下就能发生反应2NO2(g)N2O4(g)，由于此反应可逆，导致一些物理量的理论值与实际值存在差异。如在标准状况下收集的1 mol NO2的体积小于22.4 L；NO与O2混合后，平均相对分子质量应大于按已知条件求得的数值。 自主小练 1．易错辨析：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)在高温条件下，N2与足量O2可直接化合生成NO2。( × ) (2)NO2与水反应生成HNO3，则NO2是酸性氧化物。( × ) (3)将NO2通入FeSO4溶液中，再滴加KSCN溶液，溶液变成红色。( √ ) (4)密闭容器中2 mol NO和1 mol O2充分反应，所得产物的分子数为2NA。( × ) (5)NO能够与人体里血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒。( √ ) (6)NO中的NO2杂质气体，可通过盛有水的洗气瓶除去。( √ ) [提示]　NO2溶于水生成NO，便可除去NO中的NO2。 (7)CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都稳定存在。( × ) [提示]　NO遇O2反应生成NO2。 (8)氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾，又是形成酸雨的主要物质。( × ) (9)NO2与H2O反应中氧化剂与还原剂的质量比为1∶2。( √ ) [提示]　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2既是氧化剂，又是还原剂，个数之比是1∶2。 (10)溴蒸气和NO2都是红棕色气体，可用湿润的淀粉KI试纸和NaOH溶液鉴别。( × ) [提示]　不能鉴别。因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，从而使试纸变蓝色。NaOH溶液可以吸收溴蒸气和NO2而形成无色溶液。鉴别的方法：①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。 (11)用氢氧化钠溶液吸收工业废气中的NO2：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O。( √ ) (12)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。( √ ) 2．下列有关氮气的说法正确的是( D ) A．氮气是由氮原子构成的双原子分子，所以化学性质不活泼 B．1 mol N2可与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3 C．电闪雷鸣的雨天，雨水中会含有一定量的硝酸，其中发生的反应之一是N2＋2O2===2NO2 D．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物 [提示]　A项，N2的化学性质不活泼是因为N2分子中氮氮三键不易断裂，错误；B项，N2与H2的反应为可逆反应，错误；C项，N2与O2在放电条件下生成NO，错误。 3．(1)俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。请写出三个有关的化学方程式： ① N2＋O22NO　； ② 2NO＋O2===2NO2　； ③ 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　。 (2)汽车尾气主要含有CO、NOx等有害物质，这种尾气逐渐成为空气污染的主要来源之一。 ①汽车尾气中的CO来自 汽油的不完全燃烧　，NO来自 N2与O2在汽车汽缸内的高温环境下的反应　。汽车尾气对环境的危害主要有 形成硝酸型酸雨、导致光化学烟雾　(至少填两种)。 ②NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　。 ③汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式： 2CO＋2NON2＋2CO2　。 考点突破·训练提升 微考点1　氮气及其氧化物的性质和应用 1．(2024·河北衡水高三检测)自然界中时刻存在着氮气的转化。实现氮气按照一定方向转化一直是科学领域研究的重要课题，如图为N2分子在催化剂的作用下发生的一系列转化示意图。下列叙述正确的是( D ) A．N2→NH3，NH3→NO均属于氮的固定 B．在催化剂a作用下，N2发生了氧化反应 C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂 D．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量 [解析]　氮的固定是指氮由游离态转变为化合态，NH3→NO不属于氮的固定，故A错误；由示意图可知，在催化剂a的表面只发生了非极性共价键的断裂，没有发生极性共价键的断裂，故C错误。 2．(2024·四川棠湖中学期末)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置省略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。 已知：在溶液中，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。 下列对该实验相关描述错误的是( B ) A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B．装置J收集的气体中不含NO C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应 [解析]　检验NO的反应为FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4，该反应为可逆反应，NO不能被完全吸收，NO难溶于水，装置J收集的气体中含有NO，B错误；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞停止产生NO，C正确。 【对点训练】　 1．(2024·河北衡水高三检测)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是( D ) A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5 C．植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定 D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 [解析]　SO2是无色有刺激性气味的气体，A错误；汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物，如NOx和CO等，B错误；植物不能直接吸收空气中的氮氧化物，C错误；工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除，如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理，D正确。 2．(2024·山东济南模拟)下列关于氮的氧化物的说法正确的是( A ) A．NO和NO2在一定条件下可以相互转化 B．NO可以用向上排空气法收集 C．NO2与H2O反应生成HNO3，所以NO2是酸性氧化物 D．NO2可由N2和O2直接化合得到 [解析]　NO与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，则NO和NO2在一定条件下可以相互转化，故A正确；NO与氧气反应，不能选排空气法收集，应选排水法收集，故B错误；NO2与H2O反应生成HNO3，还生成NO，且N元素的化合价发生变化，为氧化还原反应，可知NO2不属于酸性氧化物，因酸性氧化物与水反应生成对应的酸，且无元素的化合价变化，故C错误；由N2和O2直接化合生成NO，然后NO与氧气反应生成二氧化氮，则NO2不能由N2和O2直接化合得到，故D错误。 3．(2024·福建宁德期末)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)＝3∶2]同时脱硫脱硝(分别生成SO、NO)，测得NO、SO2脱除率如图，下列说法不正确的是( D ) A．SO2和NOx都会形成酸雨，NOx还会形成光化学烟雾 B．随着脱除反应的进行，吸收溶液的pH逐渐减小 C．SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO D．依据图中信息，在80 min时，吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝2∶3 [解析]　SO2和NOx，分别可以形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，光化学烟雾是氮的氧化物在太阳紫外线的照射下产生的一种二次污染物，A正确；脱除反应的原理为2NO＋3ClO－＋H2O===2H＋＋2NO＋3Cl－、SO2＋ClO－＋H2O===2H＋＋SO＋Cl－，反应生成大量H＋，溶液pH减小，B正确；根据SO2和NO气体在水中的溶解度：SO2>NO，SO2比NO更易溶于水，SO2更容易发生反应，C正确；根据已知n(SO2)∶n(NO)＝3∶2，假设SO2为3 mol，则NO为2 mol，依据图中信息及离子方程式中的比例关系得：在80 min时，NO脱除率为40%，即反应的NO为2 mol×40%＝0.8 mol,0.8 mol NO生成0.8 mol NO和1.2 mol Cl－，SO2脱除率为100%，即3 mol SO2全部反应生成3 mol Cl－，则n(Cl－)＝(3＋1.2)mol＝4.2 mol，则吸收液中n(NO)∶n(Cl－)＝0.8∶4.2＝4∶21，D错误。 归纳拓展： 氮氧化物(NOx)的常用处理方法 方法 反应原理 NaOH溶液 吸收法 NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O， 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O 氨气 吸收法 8NH3＋6NO27N2＋12H2O， 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 催化 转化法 汽车尾气催化转化器：2CO＋2NO2CO2＋N2 微考点2　氮氧化物与O2、H2O反应的计算 1．(2024·河北衡水高三检测)相同条件下，四个等容积的干燥圆底烧瓶中分别充满气体进行喷泉实验，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度关系正确的是( C ) A．①＝②＝③＝④ B.①>③>②>④ C．①＝②>③＝④ D.①>②>③＝④ [解析]　设均在标准状况下，气体总体积均为V L。①氨气完全溶于水，溶液充满烧瓶，溶液的体积为V L，则溶液浓度为＝ mol·L－1。②NO2发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，溶液的体积为V L，则溶液浓度为＝ mol·L－1。③NO2和O2(4∶1)的混合气体，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，反应后溶液的体积等于二氧化氮与氧气的总体积V L，故浓度为＝ mol·L－1。④NO2和O2(1∶1)的混合气体，发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，反应后溶液的体积为V L，故浓度为＝ mol·L－1，因此溶液浓度由大到小的排列顺序为①＝②>③＝④。 2. (2024·重庆第三次诊断)如图所示，试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物)，当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中液面继续上升，经过多次重复后，试管内完全被液体充满，原来试管中盛装的( D ) A．可能是N2与NO2的混合气体 B．只能是NO2一种气体 C．可能是N2与NO的混合气体 D．可能是O2与NO2的混合气体 [解析]　N2与水不反应也不溶于水，在有O2的条件下N2也不与水反应，则通入O2后试管内不能完全被液体充满，A、C不符合题意；O2与NO2可在溶液中发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，若试管内只有NO2气体，通入一定量O2后能完全被液体充满，但如果试管中是NO和NO2的混合气体，通入一定量O2后也能被液体充满，B不符合题意；O2与NO2的混合气体可在水中发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，则通入适量O2后试管内能完全被液体充满，D符合题意。 归纳拓展： 氮的氧化物和O2、H2O反应的计算方法 1 关系式法 (1)NO2和O2混合气体溶于水的计算： 由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO2)∶V(O2) (2)NO与O2同时通入水中： 由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知： V(NO)∶V(O2) (3)NO2、NO、O2三种混合气体通入水中： ①可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。 ②也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3情况处理。 2 得失电子守恒法 当NOx转化为硝酸时要失去电子，如果是NOx与O2混合，则反应中O2得到的电子数与NOx失去的电子数相等。 【对点训练】　 1. (2024·山东滨州高三检测)如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为( C ) A．3∶2 B.2∶3 C.8∶3 D.3∶8 [解析]　该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应生成HNO3。结合反应关系可得：＝，则m∶n＝8∶3。 2．(2024·山东淄博高三检测)将40 mL NO2和NO的混合气体通入倒立于水槽中盛满水的试管中，充分反应后试管中剩下20 mL气体，则原混合气体中NO2和NO的体积比为( C ) A．2∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶1 [解析]　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO　ΔV 3 1 2 30 mL 20 mL V(NO)＝40 mL－30 mL＝10 mL， V(NO2)∶V(NO)＝30 mL∶10 mL＝3∶1。 3．(2024·广东广州高三检测)标准状况下，将盛满4 L NO2的干燥烧瓶倒扣在一个盛满水的水槽中，再通入1 L O2，充分反应后，所得溶液的物质的量浓度为( A ) A．0.045 mol·L－1 B.0.036 mol·L－1 C．0.18 mol·L－1 D.0.030 mol·L－1 [解析]　由化学方程式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，可知将盛满4 L NO2的干燥烧瓶倒扣在一个盛满水的水槽中，再通入1 L O2，充分反应后，液体可以充满整个烧瓶，烧瓶的体积为4 L，生成的硝酸的物质的量为 mol，物质的量浓度为 mol·L－1＝ mol·L－1≈0.045 mol·L－1，故A正确。 氨和铵盐 必备知识·梳理夯实 知识梳理 1．氨的分子结构和物理性质 电子式 密度 气味 水溶性 沸点 比空气 小　 强烈刺激 性气味 极易溶于水 (1∶700) 较低，易液化 可用作制冷剂 2.氨的化学性质 [微点归纳]　(1)蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 (2)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可在推断题中作为解题突破口。 (3)氨水呈碱性，属于一元弱碱溶液，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。 (4)氨水中含的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH、OH－、H＋。 3．铵盐 (1)铵盐的物理性质 铵盐都是 白　色固体，绝大多数铵盐易溶于水。 (2)铵盐的化学性质 (3)NH的检验 4．氨的实验室制法 (1)反应原理 实验室中常加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物制取NH3，化学方程式为 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　。 (2)实验装置如图所示： (3)实验过程 (4)其他制取方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓 氨水 NH3·H2ONH3↑＋H2O 浓氨水 ＋固体 CaO CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 [微点归纳]　(1)制氨时，选用的铵盐及碱都有一定的要求。选铵盐时，不选(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等，因它们受热易分解，使产生的NH3中混有较多的杂质气体，另外NH4NO3易爆炸；选碱时，用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH，因NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，且在高温下均能腐蚀玻璃。 (2)干燥氨气不能用浓硫酸，也不能用无水CaCl2(8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3)，通常用碱石灰干燥氨气。 (3)可用于吸收氨气并能防倒吸的常用装置： 自主小练 1．易错辨析：正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)NH3易溶于水，可用作制冷剂。( × ) [提示]　由于氨气易液化，液氨常用作制冷剂。 (2)氨可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象。( √ ) [提示]　NH3与Cl2反应生成N2，若NH3过量可生成NH4Cl，可观察到白烟现象。 (3)氨水显弱碱性，是弱电解质。( × ) [提示]　氨水是混合物，不是电解质。 (4)在1 mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH、NH3的物质的量浓度之和为1 mol·L－1。( √ ) [提示]　1 mol·L－1氨水含N微粒浓度之和为1 mol·L－1。 (5)向某无色溶液中加入稀NaOH溶液，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，不变蓝，则原溶液中不含NH。( × ) [提示]　检验时应该使用浓的氢氧化钠溶液并加热，便于产生NH3。 (6)除去氨气中的水蒸气：通过盛有P2O5的干燥管。( × ) (7)铵盐都易溶于水，其水溶液均呈酸性。( × ) [提示]　NH4HCO3、(NH4)2S溶液呈碱性。 (8)充满纯净氨气的试管倒扣在水槽中，水会迅速充满试管。( √ ) (9)把NH3通入稀HNO3中，当溶液的pH等于7时，是NH3和HNO3等物质的量反应。( × ) (10)下列物质间的转化能够实现N2NH3NH4Cl(aq)。( √ ) (11)某元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素一定是氮元素。( √ ) (12)实验室用如图所示的装置制取少量氨气。( × ) (13)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消失，试管口有晶体凝结。( √ ) [提示]　氯化铵分解生成的氨气与氯化氢反应生成NH4Cl，冷凝重新凝结。 (14)氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH。( × ) [提示]　氨水中含氮微粒中最多的微粒是NH3·H2O。 (15)NH4Cl与NaCl的固体混合物可用升华法分离。( × ) [提示]　NH4Cl与NaCl的固体混合物可用加热氯化铵分解法分离。 2．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，立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( A ) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 [提示]　实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，会产生氨气，与浓盐酸反应生成氯化铵，反应现象是有白烟生成，故A正确；氨气为碱性气体，与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，故B错误；氨气与氯化物发生复分解反应生成氢氧化物，如氯化物溶液变浑浊，可能生成难溶性氢氧化物，但不一定为Al(OH)3，也可能为Mg(OH)2等沉淀，故C错误；氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成NH3·H2O，电离产生OH－，溶液呈碱性，氨气为非电解质，不属于碱，故D错误。 3．(1)将蘸有浓硫酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，有白烟产生吗？为什么？ 没有，浓硫酸难挥发。　 (2)固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？请说明判断的理由。 不相同。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化　。 (3)液氨和氨水有哪些区别？请完成下列表格。 液氨 氨水 形成 NH3液化　 NH3溶于水　 物质分类 纯净物　 混合物 微粒种类 NH3　 NH3、NH3·H2O、H＋、H2O、NH、OH－ 存在条件 常温常压下不能存在 常温常压下可存在 (4)管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白烟，原理是什么？ [提示]　若氯气管道漏气，发生反应：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl、NH3＋HCl===NH4Cl，产生的白烟是固体NH4Cl。 (5)有一位农民看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了，就放在太阳下面晒，下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因？ [提示]　在太阳光的照射下，碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气，故固体减少。 考点突破·训练提升 微考点1　氨、盐的性质及应用 1．(2024·河北衡水高三检测)下列关于氨的说法不正确的是( D ) A．NH3易液化、易溶于水均与氢键的形成有关 B．当图中烧瓶中溶液红色不变时，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－达平衡 C．将图中盛有NH3和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者的反应 D．加热NH4Cl固体，将产生气体通过碱石灰除去HCl，可获得纯净的NH3 [解析]　氨分子能形成分子间氢键，沸点较高易液化，氨分子和水分子间能形成氢键，氨极易溶于水，A正确；氨极易溶于水，部分与水反应生成NH3·H2O，当烧瓶中溶液红色不变时说明NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－达平衡，B正确；HCl的密度大于NH3的密度，将题中盛有NH3和HCl的集气瓶位置互换，更有利于二者充分反应，C正确；加热NH4Cl固体，产生的NH3和HCl遇冷又会化合生成NH4Cl固体，不能用于制取NH3，D错误。 2．(2024·山东潍坊高三检测)某同学探究氨气和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是( A ) A．室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较NH3·H2O和NaOH碱性强弱 B．向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH C．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O D．加热可除去NH4Cl中的少量NaHCO3 [解析]　NH3·H2O是弱电解质，NaOH是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，可比较NH3·H2O和NaOH碱性强弱，A正确；NH3极易溶于水，稀溶液中不加热，NH3不能逸出，无法确定原溶液中是否含NH，B错误；NH3不易燃烧，产生的NO是大气污染物，不能作清洁能源，C错误；NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。 【对点训练】　 1．(2024·北京海淀检测)某同学进行如下实验： 项目 实验步骤 实验现象 Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着 Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5) 下列说法不正确的是( C ) A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应 B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快 C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的 D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3 [解析]　试纸变蓝说明有碱性气体生成，只能是氯化铵分解产生NH3，A说法正确；实验Ⅰ中，可发现试纸先由黄色变为蓝色，再变成黄色，最终变为红色，说明氨气的扩散速率快于氯化氢，B说法正确；对比实验Ⅰ、Ⅱ可知，NH4Cl水解显酸性只能使pH试纸显橙黄色(pH≈5)，而实验Ⅰ中pH试纸显红色(pH≈2)，C说法错误；白色固体是冷却后的氯化氢与氨气反应生成的，故不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，D说法正确。 2．(2024·广东揭阳模拟)检验试管中盛有少量白色固体是铵盐的方法是( A ) A．加氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验，看试纸是否变蓝 B．将固体加热，产生的气体通入紫色石蕊试液，看是否变红 C．加水溶解，用pH试纸测溶液的酸碱性 D．加入氢氧化钠溶液，加热，再滴入酚酞溶液 [解析]　将白色固体放入试管，加氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨气，证明该盐中含有铵根离子，这是检验铵盐的方法，故A正确；氨气通入紫色石蕊试液，溶液会变蓝色，故B错误；铵盐易水解显示酸性，但是强酸弱碱盐水解均显示酸性，不能据此证明是铵盐，故C错误；氢氧化钠和氨水均是碱性的，如果氢氧化钠相对于氨水过量则会干扰检验，故D错误。 归纳拓展： NH检验的注意事项 检验铵根离子时，原理是NH＋OH－NH3↑＋H2O，NH3溶于水显碱性。实验中选用浓碱并加热，目的是减小氨气溶解度，便于检验；选用湿润的红色石蕊试纸，NH3溶于水后电离出OH－可使红色石蕊试纸变蓝。 微考点2　喷泉实验及应用 1．(2023·北京海淀区二模)用圆底烧瓶收集NH3后进行喷泉实验。对实验现象的分析正确的是( C ) A．烧瓶中形成喷泉，说明NH3与H2O发生了反应 B．烧瓶中剩余少量气体，能证明NH3的溶解已达饱和 C．烧瓶中溶液为红色的原因是：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ D．烧瓶中溶液露置在空气中一段时间后pH下降，能证明氨水具有挥发性 [解析]　烧瓶中形成喷泉，不能说明NH3与H2O发生了反应，还可能是NH3溶于水造成气体压强减小，A错误；烧瓶中剩余少量气体，可能混入空气等原因，不能证明NH3溶解达到饱和，B错误；烧瓶中溶液为红色，说明溶液呈碱性，其原因是NH3和H2O结合生成NH3·H2O，NH3·H2O发生电离生成NH和OH－，C正确；烧瓶中溶液露置在空气中一段时间后pH下降，可能是吸收了空气中的CO2，不能证明氨水具有挥发性，D错误。 2．(2020·全国Ⅲ卷，10)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体-溶液，能出现喷泉现象的是( B ) 选项 气体 溶液 A H2S 稀盐酸 B HCl 稀氨水 C NO 稀硫酸 D CO2 饱和NaHCO3溶液 [思路点拨]　日常生活中喷泉是重要的景观，它是一种水景艺术，体现了动静结合，形成明朗活泼的气氛，给人以美的享受。化学实验中“喷泉”形成的原理是容器内外存在较大的压强差，在压强差的作用下，液体迅速流动，通过带有尖嘴的导管喷出来形成“喷泉”。 [解析]　从原理上来说，只要圆底烧瓶内的气体易溶于胶头滴管内的液体即可使烧瓶内的气压在短时间内迅速减小，从而与大气压形成较大的压力差，即可形成喷泉。H2S为酸性气体，在稀盐酸中的溶解度较小，不能形成喷泉，A错误；HCl为酸性气体，稀氨水呈碱性，HCl气体在稀氨水中的溶解度较大，可形成喷泉，B正确；NO气体不溶于稀硫酸，且与稀硫酸不反应，不能形成喷泉，C错误；CO2气体难溶于饱和碳酸氢钠溶液，不能形成喷泉，D错误。 【对点训练】　 1．(2024·河北衡水高三检测)如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和胶头滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头可形成喷泉，下列与实验事实不相符合的是( A ) A．CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B．NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉 C．H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D．HBr(AgNO3溶液)/淡黄色喷泉 [解析]　CO2难溶于NaHCO3溶液，不能产生明显压强差，不能形成喷泉，A与实验事实不相符合；NH3极易溶于水，所得溶液呈碱性，溶液呈红色，产生较大压强差，形成喷泉，B与实验事实相符合；H2S与CuSO4溶液反应生成黑色CuS沉淀，可形成黑色喷泉，C与实验事实相符合；HBr与AgNO3溶液反应生成淡黄色沉淀AgBr，产生淡黄色喷泉，D与实验事实相符合。 2．(2024·山东滨州模拟)如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是( D ) A．在实验室中，可用浓氨水和生石灰制备氨气，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢 B．如果关闭c、d，打开a、b，可能会有白烟产生 C．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉 D．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体 [解析]　浓氨水中加入生石灰，生石灰与水反应并放出大量的热，促进氨气的挥发，浓盐酸中加入浓硫酸，浓硫酸吸收水，且放出大量的热，可促进氯化氢挥发，A正确；打开a、b，NH3与HCl相遇产生NH4Cl，出现白烟，B正确；打开止水夹a、c、d，氨气和氯化氢反应导致压强减小，从而形成蓝色和红色喷泉，C正确；蒸干时氯化铵会分解，得不到氯化铵固体，D错误。 3．(2024·浙江舟山模拟)探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。 (1)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。 (2)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NO2、O2气体；干燥NO2、O2； 观察气泡的速率，控制混合气体的比例　。 (3)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为 0.036　mol·L－1(保留两位有效数字，设实验在标准状况下进行)。 [答案]　(1)(进气管短，出气管长) [解析]　(1)O2、NO2的密度都比空气大，故应进气管短，出气管长。 (2)通过观察浓硫酸中气泡的速率可控制混合气体的比例。 (3)烧瓶中充满溶液，则恰好发生反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)的总物质的量的，溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积，设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V，则溶液的浓度为＝× mol·L－1，即c(HNO3)≈0.036 mol·L－1。 归纳拓展： 喷泉实验问题探究 1 常见的五种实验装置 2 引发喷泉的五种操作 (1)装置A：打开止水夹，挤压滴管的胶头，气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，外部液体迅速进入容器，通过导管喷出，形成喷泉。 (2)装置B：在水槽中加入能使水温升高的物质而使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大产生喷泉。 (3)装置C：用手(或热毛巾等)焐热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉；或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水。 (4)装置D：打开a处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开b处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。 (5)装置E：挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个止水夹a、c，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部止水夹b，则可产生双喷泉。 3 形成喷泉的常见类型：下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂。 气体 HCl、NO2 NH3 CO2、Cl2、 SO2、H2S NO2和O2 (4∶1) 吸收 剂 水或NaOH 溶液 水 NaOH溶液 水或NaOH 溶液 微考点3　氨的制取及性质实验探究 1．(2024·福建泉州模拟)用如图所示装置进行NH3与CuO反应的实验。下列说法错误的是( B ) A．加入药品前要检验装置的气密性 B．a中药品为氯化铵固体 C．b中固体变红，可能有Cu2O生成 D．c中能收集到氨水，d中可收集到N2 [解析]　装置中制备氨气并作为反应物，加入药品前要检验装置的气密性，A正确；a中试剂可能是NH4Cl和Ca(OH)2固体，不能是NH4Cl固体，B错误；b中固体变红，氨与CuO发生氧化还原反应，Cu2O中铜元素为＋1价，故可能有Cu2O生成，C正确；c中过量NH3和水反应形成NH3·H2O，冷凝后能在冰水浴处收集到氨水，发生氧化还原反应时氨中氮元素化合价升高，d中可收集到N2，D正确。 2．(2024·河北衡水高三检测)某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 图1 备选装置(其中水中含酚酞溶液) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 图2 (1)装置A中烧瓶内试剂可选用 ace　(填字母，下同)，装置B中试剂可选用 ace　。 a．碱石灰 b.浓硫酸 c．生石灰 d.五氧化二磷 e．烧碱 (2)在K2的导管末端连接图2装置中的装置 Ⅱ(或Ⅲ)　(填序号)，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是 用热毛巾将烧瓶D焐热(其他合理答案均可)　。 (3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，在K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。 ①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成的气体必须通过分别盛有 饱和食盐水　、 浓硫酸　(填试剂名称)的洗气瓶。 ②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为 3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2　。 ③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置烧杯中应盛放溶液 NaOH　(填化学式)进行吸收，反应的离子方程式为 Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　。 [思路点拨]　 [解析]　(2)氨气极易溶于水，不溶于CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图2中的Ⅱ或Ⅲ。根据喷泉实验的原理，要使装置D中发生喷泉现象，可用热毛巾将烧瓶D焐热，使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。 (3)①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。②探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。③氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。 【对点训练】　 1．(2024·山东青岛高三检测)用下图装置(夹持装置已略去)进行NH3的制备及性质实验。下列说法不正确的是( C ) A．甲中制备NH3利用了NH3·H2O的分解反应 B．乙中的集气瓶内a导管短、b导管长 C．若将丙中的CCl4换成苯，仍能防止倒吸 D．向收集好的NH3中通入少量Cl2，可能观察到白烟 [解析]　将浓氨水滴入碱石灰中，CaO与水反应生成Ca(OH)2的同时放出热量，促使NH3·H2O分解释放出NH3，A正确；集气瓶乙用于收集NH3，由于NH3的密度小于空气，采用向下排空气法收集，故集气瓶内a导管短、b导管长，B正确；苯的密度小于水，将CCl4换成苯，苯在水的上层，导管直接插入水中，不能防止倒吸，C错误；向收集好的NH3中通入少量Cl2，发生反应3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl，生成NH4Cl，因此观察到有白烟生成，D正确。 2．(2024·湖北黄石模拟)氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性，因而具有广泛的应用前景。实验室制备CrN的反应原理为CrCl3＋NH3CrN＋3HCl，装置如图所示： 下列说法错误的是( D ) A．装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2等气体 B．装置②④中可分别盛装NaOH溶液、KOH固体 C．装置③中也可盛装维生素C，其作用是除去氧气 D．装置⑤中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸 [解析]　装置①可以用H2O2溶液(MnO2作催化剂)制取氧气，用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气，用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体，A正确；装置②中盛放NaOH溶液可以吸收NH3中混有的二氧化碳气体，④中盛放KOH固体可以吸收水分，B正确；装置③中的亚硫酸钠可以除去NH3中混有的氧气，也可盛装维生素C除去氧气，C正确；装置⑤中产生的尾气含有反应生成的HCl，以及未完全反应的NH3，所以冷却后用水吸收得不到纯盐酸，D错误。 3．(2024·河北衡水高三检测)NH3及其盐都是重要的化工原料。回答下列问题： (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 A、C、G　。 (2)按如图装置进行NH3性质实验。 ①先打开旋塞1，B瓶中的现象是 出现白烟　，原因是 A瓶压强比B瓶大，HCl进入B瓶与NH3反应生成NH4Cl固体小颗粒　。稳定后，关闭旋塞1。 ②再打开旋塞2，B瓶中的现象是 烧杯中液体倒吸入B瓶，且石蕊水溶液变红　。 [解析]　(1)用氢氧化钙和氯化铵固体制备氨气时，试管口应略向下倾斜，选用A装置；氨气密度小于空气，采用向下排空气法收集，选用C装置；氨气极易溶于水，尾气处理时选用G装置，防止倒吸。 (2)①A瓶压强大于B瓶，打开旋塞1后，氯化氢进入B瓶与氨气反应生成氯化铵白色固体小颗粒，所以有白烟生成，同时B瓶压强急剧减小。②打开旋塞2后，烧杯中的溶液在外界大气压的作用下被压入B瓶，氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性，使石蕊水溶液变红。 真题演练·明确考向 命 题 分 析 本讲重点考查氮氧化物的性质、铵盐的性质(NH的水解、与碱反应)、氨气的还原性，多以选择题的形式出现，与生产、生活实际相联系，将物质的循环利用、保护环境等观念渗透在考题中，以体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。 真 题 演 练 1．(2023·江苏卷，2,3分)反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是( C ) A．NH的电子式为 B．NO中N元素的化合价为＋5 C．N2分子中存在N≡N键 D．H2O为非极性分子 [解析]　A项，NH的电子式为，错误；B项，NO中N元素的化合价为＋3，错误；D项，H2O的空间结构为V形，正、负电中心不重合，属于极性分子，错误。 2．(2022·福建卷，10,4分)氨氮是水体污染物的主要成分之一，工业上可用次氯酸盐作处理剂，有关反应可表示为： ①2NH3＋3ClO－===N2↑＋3Cl－＋3H2O ②NH3＋4ClO－＋OH－===NO＋4Cl－＋2H2O 在一定条件下模拟处理氨氮废水：将1 L 0.006 mol·L－1的氨水分别和不同量的NaClO混合，测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO投入量(用x表示)的关系如图所示。下列说法正确的是( C ) A．x1的数值为0.009 B．x>x1时，c(Cl－)＝4c(NO) C．x>x1时，x越大，生成N2的量越少 D．x＝x1时，c(Na＋)＋c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(ClO－) [解析]　当x＝x1时，总氮残余率最低，此时氨去除率为100%，若NH3只发生反应①，则消耗的n(NaClO)＝n(NH3)＝×0.006 mol·L－1×1 L＝0.009 mol，但此时总氮残余率不为零，故有NO生成，说明发生了反应①和②，反应②中n(NaClO)＝4n(NH3)，故x1>0.009 mol，A项错误；当x>x1时，反应①和②同时发生，反应②中生成的n(Cl－)＝4n(NO)，但反应①中也有Cl－生成，则c(Cl－)>4c(NO)，B项错误；当x>x1时，氨去除率一直为100%，随着x增大，总氮残余率逐渐增大，说明生成的NO越来越多，则生成N2的量越少，C项正确；当x＝x1时，氨的去除率为100%，则溶液中没有NH，总氮残余率不为0，则有NO，D项错误。 本讲要点速记： 1．牢记一条转化主线 N2NH3NONO2HNO3NH4NO3。 2．注意一种特殊的颜色 NO2——红棕色气体。 3．掌握两种特殊的检验 (1)NO：无色气体红棕色 (2)NH： 4．熟悉氨气还原性的“四大体现” (1)催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O (2)被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (3)被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl 或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl (4)被氮氧化物氧化：6NO＋4NH3===5N2＋6H2O 6NO2＋8NH3===7N2＋12H2O 5．注意铵盐与碱反应的两个应用 (1)实验室制NH3。 (2)检验铵盐或NH的存在。 6．必记四反应 (1)N2＋3H22NH3 (2)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (3)4NH3＋5O24NO＋6H2O (4)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 7．注意与NH3相关的四点注意事项 (1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。氨与酸反应的实质是NH3与H＋结合形成NH。氨几乎能与所有的可溶性酸反应生成盐。 (2)氨水的成分是三分子：NH3、NH3·H2O、H2O；三离子：NH、OH－、H＋，氨水呈弱碱性。计算氨水浓度时，溶质视为NH3。 (3)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 (4)铵盐受热都能分解，但不是都产生NH3，如NH4NO3受热分解生成N2O和H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $$