7.2 重要的含氮化工原料（第1课时 氨气）-【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（苏教版2019必修第二册）

专题7 氮和社会可持续发展 第二单元 重要的含氮化工原料 第1课时 氨气 版块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解NH3的物理性质以及氨水显碱性的原因。 2．能运用化学变化的知识说明氨气的化学性质。 重难点：氨气的性质；喷泉实验。 一、实验探究氨气的性质 【实验1】在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和 胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞。按图所示组装实验 装置。打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。 实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成________，瓶内液体呈________色。 实验结论：氨________溶于水，氨的水溶液呈________性。 【实验2】在一支试管中滴加几滴浓氨水，用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）粘在玻璃棒的一端靠近试管口。 实验现象：试纸变________色。 实验结论：氨水________挥发，氨气能使湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）变________色。 【实验3】在一支烧杯中放两个棉花球，在棉花球上分别滴几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口。 实验现象：有__________生成。 实验结论；盐酸和氨水挥发，NH3和HCl反应生成了________。 二、氨气的性质 1．物理性质 氨气是______色、有________气味、密度比空气______，________溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解________体积的氨气，氨易被________。 液态氨汽化时要________大量的热，使周围的温度__________，因此液态氨在工业上常作________。 2．化学性质 (1)氨与水的反应 ①氨气溶于水形成的溶液称为氨水，氨分子________与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O________电离成铵根离子和氢氧根根离子，因此氨水显________性。 化学方程式为：________________________________________________。 ②检验氨气的方法是________________________________________________________。 ③NH3·H2O是一种一元弱碱，不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为： ________________________________。 (2)氨与酸的反应 ①与浓盐酸反应： 浓盐酸与浓氨水反应，有大量________生成，将浓盐酸改为________，也会出现相同的现象。 用于NH3与挥发性酸的互相检验。 化学方程式：________________________________、________________________________。 ②与硫酸反应： 化学方程式：________________________________。 (3)与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：________________________________。 (4)NH3的还原性——氨的催化氧化 NH3中的氮元素的价态为______价，在一定条件下与氧化剂作用时作______剂，表现为______性。 在加热和催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，并放出热。这一反应叫氨的催化氧化，是工业制备________的重要反应之一。 化学方程式为：________________________________。 【特别提示】NH3还原性的表现 4NH3＋5O24NO＋6H2O(工业制HNO3的重要反应之一)； 4NH3＋6NO5N2＋6H2O(除NO毒气)； 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O； 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(检查Cl2管道是否发生泄漏)。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氨气是碱性气体，因此可用作制冷剂(　　) (2)氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应：NH3＋H2ONH＋OH－(　　) (3)NH3中N元素为－3价，故NH3在氧化还原反应中只能作还原剂，不能作氧化剂(　　) (4)蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，会在中间产生大量的白烟(　　) 2．有关NH3的说法不正确的是（ ） A．NH3有强烈的刺激性气味 B．液氨可用作制冷剂 C．氨气属于碱 D．用如图所示装置吸收NH3，是为了防止发生倒吸 3．有关氨水的说法正确的是（ ） A．氨水的主要成分是NH3·H2O，无NH3 B．氨水呈碱性的原因是NH3·H2ONH4++OH- C．氨气能发生喷泉实验的原因是NH3与水发生了反应 D．将氨水加热，氨水的浓度变大 4．(1)检验氨气的方法有哪些？ (2)工业上用氨水吸收SO2尾气，写出该反应的化学方程式____________________________。 (3)将NH3通入灼热的CuO，生成一种无色无味的气体，写出该反应的方程式______________________，在该反应中，氨气表现为______性。 5．氨的催化氧化是工业制备硝酸的重要反应之一，工业上由氨气制取硝酸有哪些反应步骤？写出反应过程的化学方程式。 6．利用如图所示的装置收集以下8种气体： ①H2 ②Cl2　③O2　④HCl　⑤NH3　⑥NO　⑦SO2　⑧NO2 (1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有________，若由A口进气，可收集的气体有________。 (2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________口进入。 (3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________，气体应由________口进入。 7．已知A、B、C为化合物，X为单质。其中，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；X为双原子分子，其原子的最外层电子数为内层的3倍。A、B、C、X之间存在如下转化关系： 请回答： (1)X的化学式为____________。 (2)B转化为C的化学方程式为______________________________，C是一种_______色气体。 (3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸： ①NH3→NO化学方程式为___________________________________________； ②NO→NO2实验现象是_____________________________________________。 (4)若要实现NH3→N2，从原理上看，下列试剂可行的是________。 A．O2　　　B．Na　　　C．NH4Cl　　D．NO2 ►问题一 氨气的性质 【典例1】下列有关氨气的性质叙述不正确的是(　　) A．常温下是无色无味的气体 B．氨气极易溶于水，可用来做喷泉实验 C．液态氨可用作制冷剂 D．可使湿润的红色石蕊试纸变蓝 【解题必备】氨气的性质及应用 (1)氨与水的反应 ①氨与水的反应： 氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离为NH和OH－。 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ ②氨水的成分和性质： 氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应 浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生白烟，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。 硫酸难挥发，与氨气反应时不能观察到白烟生成。 工业上用氨气与酸反应制取铵盐，铵盐都能溶于水，是使用最广泛的化肥。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨的还原性 NH3中的氮元素的价态为－3价，因此NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。 ①氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O 【变式1-1】下列关于氨水的说法不正确的是(　　) A．氨水和液氨不同，氨水是由多种粒子构成的，液氨的组成中只有氨分子 B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水外) C．氨水显弱碱性，故通常保存在金属容器中 D．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 【变式1-2】氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl来检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(　　) A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟 B．该反应利用了Cl2的强氧化性 C．该反应属于复分解反应 D．生成1 mol N2有6 mol电子转移 ►问题二 喷泉实验 【典例2】如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　) A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹 C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 【解题必备】喷泉实验原理及应用 (1)实验原理 烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。 喷泉实验能否成功的关键因素： ①盛气体的烧瓶必须干燥； ②气体要充满烧瓶； ③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； ④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。 (2)常见喷泉的形成主要有以下两类： ①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。 ②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。 【变式2-1】如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是（ ） A．a为HCl，b为H2O B．a为CO2，b为浓NaOH溶液 C．a为Cl2，b为饱和NaCl溶液 D．a为NH3，b为浓NH4Cl溶液 【变式2-2】如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是(　　) A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了NH3易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 1．下列关于氨气和氨水的描述正确的是(　　) A．都是混合物 B．都含有NH3分子 C．都是非电解质 D．都能与浓硫酸反应，产生白烟 2．下列关于氨的叙述错误的是(　　) A．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解) B．氨易溶于水，因此可用来做喷泉实验 C．氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂 D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色 3．如图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一个表面皿扣在上面，如表中对实验现象所做的解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应生成了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 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 4．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是(　　) A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体 B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性 C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压 D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验 5．已知NH3和HCl都是能用来做喷泉实验的气体，若在相同条件下用等体积烧瓶各收集满NH3和HCl气体，进行如图所示实验(实验结束后两烧瓶内充满溶液)。下列说法错误的是(　　) A．NH3和HCl分别形成蓝色、红色喷泉 B．制备干燥的NH3和HCl，所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸 C．若烧瓶中气体改为NO2，则所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者不同 D．去掉装置中的胶头滴管，改为单孔塞，也能引发喷泉 6．用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是(　　) A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2 B．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验。电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2，则E点时喷泉最剧烈 C．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置的气密性不好 D．工业上，若输送氨的管道发生泄漏，可用浓盐酸检测泄漏点 7．下列有关氨的叙述不正确的是(　　) A．氨分子中氮元素的化合价只能升高，氨具有还原性 B．氨的催化氧化反应的化学方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O C．氨的催化氧化反应中若氧气过量则有红棕色气体生成 D．氨的催化氧化属于人工固氮 8．氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是(　　) A．浓氨水具有挥发性 B．浓氨水中含有NH3·H2O C．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热，催化剂是Pt D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为4NH3＋7O2===4NO2＋6H2O 9．如图是NH3的两个性质实验，下列有关说法正确的是(　　) A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了氨水易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 10．工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．工业制硝酸的尾气中的NO、NO2都是大气污染物，常用碱液吸收处理 B．该流程中的所有化学反应都属于氧化还原反应 C．过程④反应中NO2既是氧化剂又是还原剂 D．该流程不涉及氮的固定 1．某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室中做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CO2、H2、NO七种气体中的两种，则下列判断中，正确的是(　　) A．X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是H2 C．X是CO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2 答案　A 2．科学家研究了一种在酸性介质中利用电解原理进行电化学固氮的方法，反应机理示意图如图，氨气在催化剂电极表面产生。下列说法正确的是(　　) A．过程中存在H＋发生氧化反应转化为H原子 B．在该过程中，氮气分子中N≡N断裂产生N原子 C．在催化剂作用下，N2与H原子反应可能生成N2H4和NH3两种产物 D．与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法会消耗大量电能，没有研究价值 3．已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于甲、乙的判断正确的是(　　) A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸 B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水 C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸 D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水 4．某化学兴趣小组利用下列装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 (1)图A是实验室制取氨气的发生装置，为探究氨气的溶解性，先利用装置B收集氨气，氨气的进气口为________(填“a”或“b”)，在实验过程中观察到装置B中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是______________。 (2)通过上面装置制得的NH3进行如下实验(实验前旋塞1、2均关闭)。 先打开旋塞1，D瓶中的现象是____________，原因是______________________(用化学方程式表示)。 (3)已知NH3难溶于苯。以下装置(除⑤标明外，其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是__________(填序号)。 5．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。 (1)装置A制取氨气，若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接图2装置中的________装置(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___________________ _________________________________。 (2)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，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，生成气体必须通过分别盛有____________、____________试剂的洗气瓶； 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________________________________________________； ③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放________溶液(填化学式)，反应的离子方程式为____________________________________。 (3)题中U形干燥管中盛放的药品是碱石灰，作用为______________________________。 (4)若用图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置吸收尾气，分别有什么现象？ __________________________________________________________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题7 氮和社会可持续发展 第二单元 重要的含氮化工原料 第1课时 氨气 版块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．了解NH3的物理性质以及氨水显碱性的原因。 2．能运用化学变化的知识说明氨气的化学性质。 重难点：氨气的性质；喷泉实验。 一、实验探究氨气的性质 【实验1】在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和 胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞。按图所示组装实验 装置。打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。 实验现象：烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。 实验结论：氨极易溶于水，氨的水溶液呈碱性。 【实验2】在一支试管中滴加几滴浓氨水，用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）粘在玻璃棒的一端靠近试管口。 实验现象：试纸变蓝色。 实验结论：氨水易挥发，氨气能使湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）变蓝色。 【实验3】在一支烧杯中放两个棉花球，在棉花球上分别滴几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口。 实验现象：有大量白烟生成。 实验结论；盐酸和氨水挥发，NH3和HCl反应生成了NH4Cl。 二、氨气的性质 1．物理性质 氨气是无色、有刺激性气味、密度比空气小，极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气，氨易被液化。 液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，因此液态氨在工业上常作制冷剂。 2．化学性质 (1)氨与水的反应 ①氨气溶于水形成的溶液称为氨水，氨分子大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离成铵根离子和氢氧根根离子，因此氨水显弱碱性。 化学方程式为：NH3＋H2ONH3·H2ONH+OH-。 ②检验氨气的方法是用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色。 ③NH3·H2O是一种一元弱碱，不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应 ①与浓盐酸反应： 浓盐酸与浓氨水反应，有大量白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。 用于NH3与挥发性酸的互相检验。 化学方程式：HCl＋NH3===NH4Cl、NH3＋HNO3===NH4NO3。 ②与硫酸反应： 化学方程式：2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4。 (3)与盐溶液的反应 过量氨水与AlCl3反应的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 (4)NH3的还原性——氨的催化氧化 NH3中的氮元素的价态为－3价，在一定条件下与氧化剂作用时作还原剂，表现为还原性。 在加热和催化剂作用下，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，并放出热。这一反应叫氨的催化氧化，是工业制备硝酸的重要反应之一。 化学方程式为：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 【特别提示】NH3还原性的表现 4NH3＋5O24NO＋6H2O(工业制HNO3的重要反应之一)； 4NH3＋6NO5N2＋6H2O(除NO毒气)； 2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O； 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl(检查Cl2管道是否发生泄漏)。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)氨气是碱性气体，因此可用作制冷剂(　　) (2)氨水呈碱性，是因为NH3溶于水发生反应：NH3＋H2ONH＋OH－(　　) (3)NH3中N元素为－3价，故NH3在氧化还原反应中只能作还原剂，不能作氧化剂(　　) (4)蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，会在中间产生大量的白烟(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 2．有关NH3的说法不正确的是（ ） A．NH3有强烈的刺激性气味 B．液氨可用作制冷剂 C．氨气属于碱 D．用如图所示装置吸收NH3，是为了防止发生倒吸 答案 C 解析 氨气与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O是一元弱碱，氨气不属于碱。氨气极易溶于水，收集氨气时将一直倒置的漏斗放在水面上，可以防止发生倒吸。 3．有关氨水的说法正确的是（ ） A．氨水的主要成分是NH3·H2O，无NH3 B．氨水呈碱性的原因是NH3·H2ONH4++OH- C．氨气能发生喷泉实验的原因是NH3与水发生了反应 D．将氨水加热，氨水的浓度变大 答案 B 解析 氨水是氨气溶于水形成的溶液，氨水中既含有NH3，又含有NH3·H2O和NH；氨气发生喷泉实验是因为氨气极易溶于水；将氨水加热，NH3·H2O不稳定，会分解成氨气和水，在加热时气体溶解度降低，氨气会挥发到空气中。 4．(1)检验氨气的方法有哪些？ (2)工业上用氨水吸收SO2尾气，写出该反应的化学方程式____________________________。 (3)将NH3通入灼热的CuO，生成一种无色无味的气体，写出该反应的方程式______________________，在该反应中，氨气表现为______性。 答案 (1)①用湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）检验，试纸变蓝色。 ②用蘸有浓盐酸的玻璃棒或棉花球靠近，有大量白烟生成。 (2)2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3 (3)2NH3+CuON2+Cu+3H2O 还原 5．氨的催化氧化是工业制备硝酸的重要反应之一，工业上由氨气制取硝酸有哪些反应步骤？写出反应过程的化学方程式。 提示　①4NH3＋5O24NO＋6H2O，②2NO＋O2===2NO2，③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 6．利用如图所示的装置收集以下8种气体： ①H2 ②Cl2　③O2　④HCl　⑤NH3　⑥NO　⑦SO2　⑧NO2 (1)若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有________，若由A口进气，可收集的气体有________。 (2)若在烧瓶内充满水，可收集的气体有________，气体应由________口进入。 (3)若烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有________，气体应由________口进入。 答案 (1)②③④⑦⑧　①⑤ (2)①③⑥　A (3)①②③④⑥⑦⑧　B 解析 (1)由B口进气，则此干燥烧瓶是向上排空气法收集气体的装置．题目给出的8种气体中，Cl2、O2、HCl、SO2、NO2密度比空气大，且常温时不与空气反应，可用向上排空气法收集；由A口进气，则此装置为向下排空气法收集气体的装置，H2、NH3密度比空气小，且常温时不与空气反应，可用向下排空气法收集。 (2)若烧瓶中充满水，则为排水法收集气体的装置．H2、O2、NO难溶于水，可用排水法收集．用排水法收集时，气体应由A口进入。 (3)NH3在水中显碱性，与浓H2SO4反应，不可用浓硫酸干燥，其余7种气体均可用浓硫酸干燥．干燥气体时，气体由B口进入。 7．已知A、B、C为化合物，X为单质。其中，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；X为双原子分子，其原子的最外层电子数为内层的3倍。A、B、C、X之间存在如下转化关系： 请回答： (1)X的化学式为____________。 (2)B转化为C的化学方程式为______________________________，C是一种_______色气体。 (3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸： ①NH3→NO化学方程式为___________________________________________； ②NO→NO2实验现象是_____________________________________________。 (4)若要实现NH3→N2，从原理上看，下列试剂可行的是________。 A．O2　　　B．Na　　　C．NH4Cl　　D．NO2 答案：(1)O2 (2)2NO＋O2===2NO2　红棕 (3)①4NH3＋5O24NO＋6H2O ②气体由无色变成红棕色 (4)AD 解析：根据题意可知，A、B、C、X四种物质分别为NH3、NO、NO2、O2。 (1)X的化学式为O2。 (2)NO转化为NO2的化学方程式为2NO＋O2===2NO2。NO2是一种红棕色气体。 (3)①NH3→NO为氨气的催化氧化； ②NO→NO2实验现象是无色气体变为红棕色气体。 (4)若要实现NH3→N2，从原理上看，具有氧化性的试剂可行。 ►问题一 氨气的性质 【典例1】下列有关氨气的性质叙述不正确的是(　　) A．常温下是无色无味的气体 B．氨气极易溶于水，可用来做喷泉实验 C．液态氨可用作制冷剂 D．可使湿润的红色石蕊试纸变蓝 答案　A 解析　常温下氨气是无色、有刺激性气味的气体，A错误；氨气极易溶于水，可做喷泉实验，B正确；氨气易液化，液态氨汽化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，故液态氨可用作制冷剂，C正确；氨气溶于水，溶液显碱性，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，D正确。 【解题必备】氨气的性质及应用 (1)氨与水的反应 ①氨与水的反应： 氨气大部分与水反应生成NH3·H2O，NH3·H2O部分电离为NH和OH－。 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ ②氨水的成分和性质： 氨水中含有的粒子有NH3·H2O、NH3、H2O、NH、OH－、H＋。 NH3·H2O为可溶性一元弱碱，易挥发，不稳定，易分解：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 (2)氨与酸的反应 浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨会产生白烟，利用这点可以检验浓氨水或氨的存在。 硫酸难挥发，与氨气反应时不能观察到白烟生成。 工业上用氨气与酸反应制取铵盐，铵盐都能溶于水，是使用最广泛的化肥。 (3)与盐溶液的反应 如过量氨水与AlCl3反应的离子方程式： Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH。 (4)氨的还原性 NH3中的氮元素的价态为－3价，因此NH3不仅能被催化氧化生成NO，在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。 ①氨的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。 ②在纯氧中燃烧：4NH3＋3O22N2＋6H2O 【变式1-1】下列关于氨水的说法不正确的是(　　) A．氨水和液氨不同，氨水是由多种粒子构成的，液氨的组成中只有氨分子 B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水外) C．氨水显弱碱性，故通常保存在金属容器中 D．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 答案　C 解析　氨气溶于水时，大部分氨分子与水分子反应生成NH3·H2O，NH3·H2O有很小一部分电离成NH和OH－。氨水对许多金属有腐蚀作用，故一般情况下，氨水存放在陶瓷坛、橡皮袋等里面。 【变式1-2】氨气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl来检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是(　　) A．若管道漏气，遇氨就会产生白烟 B．该反应利用了Cl2的强氧化性 C．该反应属于复分解反应 D．生成1 mol N2有6 mol电子转移 答案　C 解析　此反应存在元素化合价的变化，一定为氧化还原反应，不可能为复分解反应，C错误；Cl2在此反应中作氧化剂，体现强氧化性，B正确；反应生成了NH4Cl(白烟)，A正确；2NH3N2，所以生成1 mol N2有6 mol电子转移，D正确。 ►问题二 喷泉实验 【典例2】如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是(　　) A．挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B．挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶，然后打开止水夹 C．用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹 D．在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹 答案　B 解析　Cl2易溶于CCl4且易和NaOH溶液反应，烧瓶内压强减小，形成喷泉，A项不符合题意；CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小，不能形成喷泉，B符合题意；从a处鼓入空气，打开止水夹，HCl和NaCl溶液接触，因为HCl极易溶于水，导致烧瓶内压强降低，可形成喷泉，C项不符合题意；加入生石灰，生石灰和水反应放出大量的热，浓盐酸挥发，HCl进入烧瓶与NH3反应，使烧瓶内外产生较大压强差，可形成喷泉，D项不符合题意。 【解题必备】喷泉实验原理及应用 (1)实验原理 烧瓶内外产生压强差，当烧瓶内压强明显小于外界压强时就会产生喷泉实验。 喷泉实验能否成功的关键因素： ①盛气体的烧瓶必须干燥； ②气体要充满烧瓶； ③烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； ④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。 (2)常见喷泉的形成主要有以下两类： ①极易溶于水的气体(NH3、HCl、SO2等)与水可形成喷泉。 ②酸性气体(HCl、SO2、NO2、CO2、H2S等)与NaOH(aq)也能形成喷泉。 【变式2-1】如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是（ ） A．a为HCl，b为H2O B．a为CO2，b为浓NaOH溶液 C．a为Cl2，b为饱和NaCl溶液 D．a为NH3，b为浓NH4Cl溶液 答案：C 解析：本装置发生喷泉现象的条件是a极易溶于b，Cl2在饱和NaCl溶液溶解度很小，不能形成喷泉。 【变式2-2】如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是(　　) A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了NH3易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 答案 C 解析 A．左边实验表现了NH3易溶于水，右边体现氨气的挥发性和是碱性气体，A错误；B．左边实验表现了NH3易溶于水，而不是挥发性，B错误；C．喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，酚酞溶液进入烧瓶变红色，证明氨气是碱性气体，挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成的白烟为氯化铵固体小颗粒，发烟实验证明浓氨水易挥发，生成氯化铵，证明氨气是碱性气体，所以两个实验均表现了NH3是碱性气体，C正确；D．两个实验中都未发生氧化还原反应，所以无氧化性和还原性的体现，D错误。 1．下列关于氨气和氨水的描述正确的是(　　) A．都是混合物 B．都含有NH3分子 C．都是非电解质 D．都能与浓硫酸反应，产生白烟 答案　B 解析　氨气为纯净物，故A错误；氨气和氨水中都含有NH3分子，故B正确；氨水为混合物，不是非电解质，故C错误；浓硫酸难挥发，不能产生白烟，故D错误。 2．下列关于氨的叙述错误的是(　　) A．氨极易溶于水，因此氨水比较稳定(不容易分解) B．氨易溶于水，因此可用来做喷泉实验 C．氨易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂 D．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色 答案　A 解析　氨水的主要成分为一水合氨，一水合氨不稳定，受热易分解，故A错误；氨易溶于水，可形成压强差，因此可用来做喷泉实验，故B正确；氨易液化，同时液氨汽化时吸收大量的热，能快速降温，所以液氨可用作制冷剂，故C正确；氨气溶于水反应生成一水合氨，一水合氨是弱碱，溶液显碱性，所以可使酚酞溶液变为红色，故D正确。 3．如图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一个表面皿扣在上面，如表中对实验现象所做的解释正确的是(　　) 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发的HCl气体反应生成了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 干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 答案　A 解析　NaOH固体溶于水放热，氨水易挥发，实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，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，能与浓硫酸发生反应，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；氨使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水反应生成的NH3·H2O电离生成OH－，溶液呈碱性，但氨气为非电解质，不属于碱，故D错误。 4．如图是实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置，下列叙述不正确的是(　　) A．该实验说明氨气是一种极易溶于水的气体 B．进入烧瓶中的液体颜色由无色变为红色，说明氨水呈碱性 C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压 D．用氯气代替氨气，利用此装置也可进行喷泉实验 答案　D 解析　A项，NH3极易溶于水，可用来做喷泉实验；B项，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红色；C项，NH3极易溶于水，使烧瓶内的气压小于大气压，在压强差的作用下，烧杯中的水沿导管迅速向上流动，从而形成喷泉；D项，Cl2在水中的溶解度较小，不能用于做喷泉实验。 5．已知NH3和HCl都是能用来做喷泉实验的气体，若在相同条件下用等体积烧瓶各收集满NH3和HCl气体，进行如图所示实验(实验结束后两烧瓶内充满溶液)。下列说法错误的是(　　) A．NH3和HCl分别形成蓝色、红色喷泉 B．制备干燥的NH3和HCl，所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸 C．若烧瓶中气体改为NO2，则所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者不同 D．去掉装置中的胶头滴管，改为单孔塞，也能引发喷泉 答案　C 解析　氨气和氯化氢都是极易溶于水的气体，氨气溶于水显碱性，遇到紫色石蕊试液变蓝色，氯化氢溶于水显酸性，遇到紫色石蕊试液变红色，NH3和HCl分别形成蓝色、红色喷泉，A正确；氨气是碱性气体，氯化氢是酸性气体，制备干燥的NH3和HCl，所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸，B正确；设二氧化氮体积为V1 L，根据反应的化学方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可知反应产生硝酸物质的量n(HNO3)＝n(NO2)＝× mol，溶液的体积为HNO3的体积，所以HNO3的物质的量浓度c(HNO3)＝＝＝ mol·L－1，设氨气或氯化氢体积为V1 L，氨气和氯化氢气体形成喷泉实验形成的溶液浓度＝＝ mol·L－1，若改为NO2气体，所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者相同，C错误；去掉装置中的胶头滴管，改为单孔塞，用双手捂住烧瓶，待导气管气泡冒出后，冷却烧瓶也会引发喷泉，D正确。 6．用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是(　　) A．制取氨气时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2 B．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验。电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2，则E点时喷泉最剧烈 C．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置的气密性不好 D．工业上，若输送氨的管道发生泄漏，可用浓盐酸检测泄漏点 答案　D 解析　CaO溶于水与水反应放出大量热，促使浓氨水分解放出大量氨气，不可用CaCl2与浓氨水制备氨气，故A错误；压强最小时，喷泉最剧烈，C点压强最小，此时喷泉最剧烈，故B错误；氨气密度比空气小，所以氨气首先聚集在三颈烧瓶的上方；若发现水未充满三颈烧瓶，可能是氨气未将烧瓶中的空气完全排尽，不一定是因为装置的气密性不好，故C错误；浓盐酸与NH3反应产生氯化铵，现象是有白烟生成，所以可用浓盐酸检测输送NH3的管道是否发生泄漏，故D正确。 7．下列有关氨的叙述不正确的是(　　) A．氨分子中氮元素的化合价只能升高，氨具有还原性 B．氨的催化氧化反应的化学方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O C．氨的催化氧化反应中若氧气过量则有红棕色气体生成 D．氨的催化氧化属于人工固氮 答案　D 解析　氨分子中氮元素的化合价为最低价，只能升高不能降低，氨具有还原性；氨的催化氧化产生的一氧化氮与过量的氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体；氨的催化氧化不属于氮的固定。 8．氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是(　　) A．浓氨水具有挥发性 B．浓氨水中含有NH3·H2O C．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热，催化剂是Pt D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为4NH3＋7O2===4NO2＋6H2O 答案　D 解析　浓氨水易挥发出氨气，在红热的铂丝表面反应，故A正确；浓氨水的主要成分为NH3·H2O，故B正确；若Pt丝始终保持红热，则证明该反应为放热反应，催化剂是Pt，故C正确；锥形瓶口有少量红棕色气体出现，证明氨气催化氧化生成一氧化氮，反应的化学方程式：4NH3＋5O24NO＋6H2O，故D错误。 9．如图是NH3的两个性质实验，下列有关说法正确的是(　　) A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了氨水易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 答案　C 解析　实验Ⅰ体现了NH3易溶于水，且水溶液呈碱性，实验Ⅱ体现了氨水易挥发，挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白色氯化铵固体小颗粒，也能证明氨气是碱性气体，所以两个实验均体现了NH3是碱性气体，故A、B错误，C正确；两个实验中都未发生氧化还原反应，所以无氧化性和还原性的体现，故D错误。 10．工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．工业制硝酸的尾气中的NO、NO2都是大气污染物，常用碱液吸收处理 B．该流程中的所有化学反应都属于氧化还原反应 C．过程④反应中NO2既是氧化剂又是还原剂 D．该流程不涉及氮的固定 答案　D 解析　尾气中的NO、NO2都有毒，会污染空气，且可以和氢氧化钠反应而被吸收，A正确；这4个反应都存在元素化合价的变化，因此这些反应都是氧化还原反应，B正确；过程④反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中NO2既作氧化剂，又作还原剂，C正确；过程①是N2转化为化合物NH3，属于氮的固定，D错误。 1．某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室中做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶中分别充入X、Y两种无色气体，胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内，然后打开止水夹，便可看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、Y是HCl、NH3、Cl2、O2、CO2、H2、NO七种气体中的两种，则下列判断中，正确的是(　　) A．X是NH3，Y是HCl B．X是Cl2，Y是H2 C．X是CO2，Y是O2 D．X是NO，Y是O2 答案　A 解析　X必须是一种易溶于NaOH溶液的气体，或能与NaOH溶液反应的气体，才能使甲烧瓶内气压减小，导致乙中的气体进入甲，可排除D项；乙中的气体进入甲后反应产生白烟，因Cl2与H2在光照条件下能反应但无白烟产生，CO2与O2不反应，可排除B项、C项。 2．科学家研究了一种在酸性介质中利用电解原理进行电化学固氮的方法，反应机理示意图如图，氨气在催化剂电极表面产生。下列说法正确的是(　　) A．过程中存在H＋发生氧化反应转化为H原子 B．在该过程中，氮气分子中N≡N断裂产生N原子 C．在催化剂作用下，N2与H原子反应可能生成N2H4和NH3两种产物 D．与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法会消耗大量电能，没有研究价值 答案　C 解析　由图可知H＋转化为H化合价降低，发生还原反应，A错误；由图可知，N2生成了NH3，但是不存在N原子，B错误；由图可知，在反应过程存在N2H4和NH3，C正确；与传统工业合成氨法比较，电化学固氮法不需要高温、高压，条件比较温和，具有研究价值，D错误。 3．已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于甲、乙的判断正确的是(　　) A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸 B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水 C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸 D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水 答案 C 解析 根据题意，体的摩尔质量越小，扩散速度越快，所以甲的摩尔质量小于乙。A选项，浓硫酸难挥发，不能形成气体，无法不能形成白色烟环，错误；B选项，HCl的摩尔质量比NH3大，错误；C选项，NH3的摩尔质量比HCl小，正确；D选项，浓硝酸易挥发产生HNO3气体，HNO3的摩尔质量比NH3，错误。故选C。 4．某化学兴趣小组利用下列装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 (1)图A是实验室制取氨气的发生装置，为探究氨气的溶解性，先利用装置B收集氨气，氨气的进气口为________(填“a”或“b”)，在实验过程中观察到装置B中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是______________。 (2)通过上面装置制得的NH3进行如下实验(实验前旋塞1、2均关闭)。 先打开旋塞1，D瓶中的现象是____________，原因是______________________(用化学方程式表示)。 (3)已知NH3难溶于苯。以下装置(除⑤标明外，其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是__________(填序号)。 答案　(1)a　极易溶于水 (2)出现白烟　NH3＋HCl===NH4Cl (3)②④ 解析　(1)氨气的密度比空气小，用向下排空气法收集氨气，利用装置B收集氨气，氨气的进气口为a，在实验过程中观察到装置B中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的物理性质是氨气极易溶于水。(3)装置①没有出气孔，氨气无法进入，不能用①；装置②倒置的漏斗可以防止倒吸，可用②；氨气溶于水易倒吸，装置③容易引起倒吸，不能用③；装置④球形干燥管可以防止倒吸，可用④；氨气溶于水易倒吸，装置⑤容易引起倒吸，不能用⑤。 5．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。 (1)装置A制取氨气，若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接图2装置中的________装置(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___________________ _________________________________。 (2)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，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，生成气体必须通过分别盛有____________、____________试剂的洗气瓶； 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________________________________________________； ③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放________溶液(填化学式)，反应的离子方程式为____________________________________。 (3)题中U形干燥管中盛放的药品是碱石灰，作用为______________________________。 (4)若用图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置吸收尾气，分别有什么现象？ __________________________________________________________________。 答案 (1)Ⅱ或Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可) (2)①饱和食盐水　浓硫酸 ②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 ③NaOH　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (3)吸收NH3中的水蒸气 (4)三个装置中的溶液都变红，其中Ⅰ装置有倒吸 解析 (1)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发生喷泉现象。用热毛巾将烧瓶捂热，可使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。 (2)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。 (3)题中U形干燥管中盛放的药品是碱石灰，作用为吸收NH3中的水蒸气。 (4)三个装置中的溶液都变红，其中Ⅰ装置有倒吸。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$