第3节 氮的循环 第2课时（同步讲义） 化学鲁科版2019必修第一册

第3章　物质的性质与转化 第3节 氮的循环 第2课时 氮循环中物质的性质及物质之间的转化 教学目标 1. 能从物质的类别、氮元素价态的角度，预测氨、铵盐的性质与转化，掌握氨、铵盐的物理性质和化学性质。　 2.能够根据氨、铵盐的性质提出探究问题，并会设计实验探究氨的制法、铵离子的检验等。 3.建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法，培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。　 重点和难点 重点：氨气和铵盐的主要性质，认识其在生产中的应用。 难点：掌握NH4+的检验方法和NH3的实验室制备方法。 ◆知识点一 氨气 1．物理性质 色 气味的气体，密度比空气 ， 溶于水，常温、常压下1体积水能溶解约 氨气，易液化。 2．实验探究 实验装置 操作 现象 结论 3.化学性质 化学(或离子)方程式 现象 说明 能与水反应 可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 能与酸反应 HCl (挥发性酸) 可用浓盐酸检验氨气；氨气与不挥发性酸也反应 H2SO4 (难挥发性酸) 能与氧气反应 (催化氧化) 是工业制HNO3的基础 能与Cl2反应 用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气 能与CuO反应 可用排水法收集产生的N2 4.氨的用途 (1)工业上:主要应用于氮肥工业和硝酸工业。 化学氮肥 (2)生活中:NH3易液化,常用作 。 特别提醒 （1）若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？ （2）若利用上述氨的喷泉实验装置分别进行NH3和HCl的喷泉实验，所得溶液的物质的量浓度是否相等？ 提示：（1）能形成喷泉，但液体不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有NO气体产生，故用NO2与H2O做喷泉实验时，液体只能充满烧瓶容积的2/3。 （2）相等。气体的物质的量相等，液体均能充满烧瓶，则实验后溶液的体积相等，所以溶液的物质的量浓度也相等。 即学即练 1．下列关于NH3性质的说法正确的是（　　） A.其密度小，可用作制冷剂 B．和HCl气体反应产生白烟 C．能使干燥的红色石蕊试纸变蓝 D．可以用加热NH4Cl的方法制备 2．喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是(　　) A．HCl和H2O　 B．O2和H2O C．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液 ◆知识点二 铵盐 1.铵盐 (1)物理性质 颜色 溶解性 状态 (2)化学性质 ①实验探究 预期转化:铵盐(N)→氨气(NH3) 实验装置及操作 现象 结论 (3)氨盐的化学性质 ①不稳定性：铵盐受热易分解，碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式为 ②与碱反应 铵盐与碱反应产生 ，这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为 特别提醒 （1）教材P112“由于铵盐具有受热易分解的性质”，铵盐受热分解都生成氨气吗？ 提示：不是，有些铵盐受热分解生成氨气，如氯化铵、碳酸氢铵；有些受热分解不生成氨气，如硝酸铵受热分解生成氮气。 （2）碳酸铵、碳酸氢铵可以作化肥，也可以用于食品工业。当存放不当，露置于日光下时，为什么越来越少？碳酸铵、碳酸氢铵不耐热是怎么回事？ 提示：铵盐受热容易分解。 即学即练 1.下列关于铵盐的叙述中正确的是(　　)。 ①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价　②所有铵盐都能溶于水　③铵态氮肥不宜与碱性物质混合施用　④铵盐都能与碱反应,不能与酸反应 A.①③④ B.②③ C.①②③④ D.①②③ 2．试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是(　　) A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液 D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊溶液 ◆知识点三 氨的实验室制法 1． 工业制法： 2．实验室制法 (1)用铵盐制取。 ①反应原理： ②实验装置： ③验满方法： ④干燥方法： ⑤尾气吸收： a． 将蘸有硫酸溶液的棉球放在 b． b．用水吸收—— 装置： 3.氨气的其他制取方法 方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置 加热浓氨水 浓氨水＋固体NaOH 浓氨水＋固体CaO 即学即练特别提醒 (1)采用加热分解NH4Cl的方法不能制取NH3，因为NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl。 (2)不能使用NaOH、KOH代替Ca(OH)2与NH4Cl反应制取NH3，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于NH3的逸出，且在加热条件下会腐蚀玻璃。 (3)不能用NH4NO3代替NH4Cl，因为NH4NO3加热可能发生爆炸，也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl，因为它们分解还产生CO2，会引入杂质气体。 1．为了更简便地制取干燥的NH3，下列方法中合适的是(　　) A．NH4Cl与浓H2SO4混合共热，生成的气体用碱石灰进行干燥 B．，用烧碱进行干燥 C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥 D．加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥 2．下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质，其中能达到实验目的的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　丁 A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气 C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁吸收尾气 一．氨气 (1)物理性质 无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气，易液化。 (2)化学性质 性质 反应方程式 与水反应 NH3＋H2O=NH3·H2O 与酸 盐酸 NH3＋HCl===NH4Cl 反应 硫酸 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 催化氧化 4NH3＋5O24NO＋6H2O 注意：氨气能与酸反应生成盐，但氨气不是碱。 (3)用途 ①液氨做制冷剂； ②氮肥工业和硝酸工业的重要原料。 2．一水合氨 (1)弱碱性：可以使紫色石蕊溶液变蓝 电离方程式：NH3·H2ONH＋OH－； (2)不稳定性：受热易分解 化学方程式：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 二、铵盐 1．概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐。 2．物理性质：铵盐都是白色晶体，易溶于水。 3．化学性质： (1)实验探究 预期转化 铵盐(NH)→氨气(NH3) 实验装置及操作 现象 试管中固体逐渐减小，试纸变蓝 固体逐渐减少，产生有刺激性气味的气体，试管口有白色固体生成 试管中有刺激性气味气体生成，试纸变蓝 结论 NH4HCO3分解产生NH3 NH4Cl分解产生NH3 NH4Cl和NaOH 反应生成NH3 (2)与碱反应 铵盐与碱反应产生氨气，这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O。 三、氨气的实验室制法 1．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．验满方法：使湿润的红色石蕊试纸立即变蓝。 3．实验室快速制取氨气的方法 (1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。 (2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 (3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。 4．氨气的干燥装置 由于氨是一种碱性气体，通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸等酸性干燥剂和无水氯化钙干燥(氨气与氯化钙反应)。 5．尾气处理 多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气，在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有： 特别提醒 常见能形成喷泉的组合 气体 NH3 HCl CO2、SO2、NO2、Cl2 NO2＋O2 吸收剂 水或 水溶液 水或水 溶液 NaOH溶液 水 实践应用 1．如下图所示，利用点滴板探究NH3的性质。实验时，向NaOH固体上滴几滴浓氨水（有NH3放出）后，立即用烧杯盖住点滴板。下列实验现象和解释都正确的是（　　） 选项 实验现象 解释 A 浓硫酸附近无白烟 NH3与浓硫酸不反应 B 湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3极易溶于水 C 浓盐酸附近产生白烟 NH3＋HCl===NH4Cl D FeCl3溶液出现白色浑浊 氨水与氯化铁反应生成氢氧化铁白色沉淀 2．某化学研究小组的同学在实验室中利用如下图装置制取并收集少量干燥的NH3。下列叙述正确的是（　　） A．试管a中的固体是NH4Cl B．装置b中的试剂是碱石灰 C．用单孔橡胶塞代替棉花，收集到的NH3纯度更高 D．用湿润的蓝色石蕊试纸靠近c试管口检验NH3是否收集满 考点一 氨气 【例1】实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置如图所示,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 解题要点 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(体积比为4∶3) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 【变式1-1】如图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满气体a，将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内，轻轻振荡圆底烧瓶，打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是(　　) a(气体) b(液体) A NO2 水 B NO 4 mol·L－1盐酸 C Cl2 饱和氯水 D NH3 水 【变式1-2】关于如图进行的实验的说法中正确的是(　　) A．若甲烧瓶内是氨气，要产生喷泉，则烧杯中溶液一定呈酸性 B．若乙烧瓶内是二氧化碳，烧杯中是碱溶液，用热毛巾捂热烧瓶片刻即可产生喷泉 C．若丙装置中X为HCl，则烧瓶内可产生白雾 D．若丙装置中通入气体为Cl2，则烧瓶内一定无喷泉产生 考点二 铵盐 【例2】检验铵盐的一般方法是取少许待测物置于试管中，然后（　　） A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液 B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验 C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液 D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液 解题要点 检验NH的答题规范 (1)实验操作：取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。 (2)现象、结论：试纸变蓝色(或者冒白烟)，说明是铵盐或待测液含有NH。 【变式2-1】能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热) (　　) A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液 【变式2-2】试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是(　　) A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液 D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊溶液 考点三 氨气的实验室制法 【例3】实验室制取并收集氨。下列装置能达到实验目的的是（　　） 解题要点 【变式3-1】实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是(　　) A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置 C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置 【变式3-2】某学习兴趣小组探究氨气的制取实验： (1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是________(填字母，下同)。 A．将氯化铵固体加热分解 B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中 C．将氢氧化钠固体加入浓氨水中 D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中 (2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是________。 (3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据，下列性质与收集方法无关的是________(填标号)。 ①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性　⑤与氧气反应 (4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________(填字母)，集气的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 基础达标 1．下列氮的单质或化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．不溶于水，可用作保护气 B．铵盐受热易分解，可以作为氮肥施用 C．液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 D．氨气具有还原性，可以与硝酸反应制备硝酸铵 2．下列关于氨及铵盐的叙述中不正确的是 A．极易溶于水 B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和还原性 C．工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气 D．铵盐遇碱易放出氨气 3．下列有关物质检验的实验结论正确的是 选项 实验操作 实验现象或结论 A 向装有A溶液的试管中加入溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 试纸没有变蓝，说明A溶液中不含 B 用坩埚钳夹住一小块未打磨的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察到铝箔会熔化，但熔化的铝并不滴落 包在铝的外面的氧化铝的熔点高于铝的熔点 C 将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片 鲜花褪色，证明氯气具有漂白性 D 用洁净铂丝蘸取溶液，在酒精喷灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色 溶液中一定存在，不存在 A．A B．B C．C D．D 4．如下图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下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 与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了固体 B 浓硫酸附近无明显现象 与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色， 湿润红色石蕊试纸变蓝 是一种可溶性碱 A．A B．B C．C D．D 5．下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中少量水蒸气 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 6．四瓶无色溶液、、、，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和为无色气体，为白色沉淀。下列叙述错误的是 A．e和g都属于非电解质 B．b中通入过量的g可得到无色溶液 C．将浓度相等的c和d互滴时，滴加顺序不同现象不同 D．f在水中的溶解度很小，导电能力很弱，属于弱电解质 7．下列叙述中，不正确的是 A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3 C．铵盐受热易分解，因此贮存铵态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处 D．稀HNO3和活泼金属反应时，气态产物主要是含氮化合物 8．下列有关离子检验的操作、现象及结论均正确的是 A．用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，该溶液一定含有钠元素 B．向某溶液中加入NaOH溶液后加热，用湿润的蓝色石蕊试纸靠近试管口，呈红色，则该溶液中一定有 C．向无色溶液中加入盐酸酸化的溶液有白色沉淀出现，则该溶液中一定含有 D．向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有 综合应用 9．某小组探究催化氧化反应设计的实验装置如图所示，其中③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟，⑤中溶液变蓝色。下列说法正确的是 A．仪器b的作用是干燥气体，盛放的试剂可能是无水氯化钙 B．③中反应的还原产物只有NO C．④中白烟的主要成分为 D．⑤中溶液变蓝的原因可能是催化了铜粉与稀硫酸的反应 10．硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示： 下列说法中正确的是 A．反应①②③都属于氮的固定 B．反应②的方程式： C．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2 D．反应④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 11．如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是 A．实验室制取氨气的化学方程式为 B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 12．下图中制取氨气的装置和选用的试剂合理的是 A．①② B．②③ C．②④ D．①③ 13．标准状况下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)。下列说法错误的是 A．收集氨气时，可用湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变为红色，则已集满 B．若将②中的NO2气体换为NO气体，则不会产生喷泉现象 C．挤出胶头滴管中的水后，①②均可产生红色喷泉 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用冷敷烧瓶的方法也可产生喷泉现象 14．某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如下。 ③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析不正确的是 A．③、④中现象说明③中的反应是： B．④中白烟的主要成分是NH4Cl C．一段时间后⑤中可能变蓝 D．若用氨气进行无害化尾气处理，每处理0.6mol NO2需消耗0.8mol氨气 15．工业上常用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏，若有泄漏，喷洒浓氨水时会有大量白烟生成，其反应原理为，下列说法正确的是 A．浓氨水和液氯均属于混合物 B．该反应中物质的氧化性： C．氯气可使鲜花变成白花，说明氯气具有漂白性 D．烟属于分散系，分散质颗粒直径大于 16．如图所示中，A、B、C、D、E均为中学化学的常见物质，其中A为正盐，B为简单气态氢化物，C和D均为氧化物，E为强酸。 下列说法正确的是 A．若M为强酸，且A、B、C、D、E均含同一种元素，则该元素形成的单质在常温下易溶于酒精 B．若M为强碱，过量的B可能与反应再生成A C．若M为强碱，且A、B、C、D、E均含同一种元素，则E为 D．不论M为强酸或强碱，C和D均为大气污染物，且均可用NaOH溶液直接吸收 17．能将分别含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、、Na＋、Fe2＋的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是 A．NaOH溶液 B．KSCN溶液 C．NaHCO3溶液 D．NH3·H2O溶液 拓展培优 18．自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。 (1)氮是植物生长的必需元素。有关说法中错误的是___________。 A．氮气分子很稳定 B．尿素属于铵态氮肥 C．工业合成氨是人工固氮 D．闪电实现了大气固氮 (2)如图为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是___________。 A．X属于酸性氧化物 B．转化为一定需要加入氧化剂 C．一定条件下，和反应可以转化成 D．实验室采用加热分解固体制取 (3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是___________。 A．易溶于水，可用作制冷剂 B．具有强氧化性，可用于制 C．受热易分解，可用作化肥 D．性质稳定，可用于食品保护 (4)氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为 。结合化学方程式简述为何氮肥常用铵态氮肥而不直接使用氨水 。 (5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当与的物质的量之比为时与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为 。 19．某研究性学习小组对实验室中NH3制取、收集、吸收以及NH3的还原性探究进行了如下实验设计。 Ⅰ．NH3的收集和吸收 (1)用图甲装置收集NH3，气体应从 (填“m”或“n”)口进入。 (2)已知NH3难溶于CCl4，图乙、丙、丁、戊四种装置中，不能用来吸收NH3的是 。 Ⅱ．NH3的还原性探究 利用如图装置，进行NH3还原Fe2O3的反应。 已知：NH3与Fe2O3反应的生成物为Fe、H2O和无毒气体X，且X不被浓硫酸和碱石灰吸收。 (3)按气流从左到右的方向装置的正确连接顺序为：A→___→___→____→___→C(填字母，每个装置只用一次) 。 (4)实验结束时，应首先 (填序号)。 ①熄灭A装置的酒精灯                   ②熄灭B装置的酒精灯 (5)若称取1.6 g Fe2O3完全反应后，测得生成气体X的体积为224 mL(标准状况下)，通过计算推测X的化学式为 。 (6)装置B中NH3与Fe2O3反应的化学方程式为 。 20．物质的类别和元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图是部分含氮和含氯物质的价类二维图，回答下列问题： (1)b的化学式为 。 (2)b′能溶于水还能与水反应，其水溶液显 。(填“酸性、碱性或中性”) (3)将a和a′两种气体混合产生的现象是 。 (4)实验室制取b′气体用浓a′溶液滴入中并加热，其反应的离子方程式为 。 (5)工业上制备 (填“能”或“不能”)通过a→b→c→e流程实现。 (6)由上述两种元素组成的液态化合物，遇水可生成化合物a和c′，该反应的化学方程式为 。 21．膨松剂是一种食品添加剂，它在面包制作过程中发生反应产生气体，使面包变得松软。膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。已知某膨松剂的主要成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵（）中的一种或两种，某化学兴趣小组对它进行如下探究。 【查阅资料】 ①2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑； ②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，能吸收水和，不与氨气反应； ③浓硫酸常用于吸收水蒸气和氨气。 【活动探究一】探究膨松剂的主要成分 按如图所示连接好装置（夹持仪器略去，下同）。 （1）实验记录 实验操作 主要实验现象 实验结论或解释 ① 点燃酒精灯，打开，关闭 试管中白色固体减少， 有二氧化碳生成 ② 打开，关闭 无色酚酞试液变 色 有氨气生成 ③ 继续加热 试管中仍有固体 试管中有不分解的固体 （2）得出结论：该膨松剂的主要成分为 。 【活动探究二】探究膨松剂受热产生气体的量 （3）按如图所示装置测定二氧化碳的质量（气密性良好，A、C、D、E中的试剂均足量）。 将一定量的膨松剂装入装置B中，加热前，先对已连接好的装置A、B和C通一段时间的空气，再连接上装置D、E后进行加热。 ①装置A的作用是吸收空气中的 ； ②装置C的作用是 ； ③停止加热后，应继续通入空气一段时间，以保证产生的气体被装置充分吸收。测定实验前后装置 （填字母序号）的质量，其质量差即为样品产生的二氧化碳气体的质量。 （4）测定氨气的质量：需调整上图中 （填装置字母序号）的连接顺序，另取一定量的膨松剂装入装置B中，通过测定实验前后装置C的质量，其质量差即为样品产生的氨气的质量。 【解释与结论】同学们进一步对实验结果进行分析后，认为该膨松剂品质良好。 【反思与评价】活动探究二中，若没有装置E，测定结果会 （填“偏大”“不变”或“偏小”）。 22．化肥、炼油、稀土、钢铁等工业都会排放高浓度的氨氮废水。氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素，人们正不断寻求处理氨氮废水的高效措施。 (1)某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。请你设想该废水处理的方案，并给出理由。 (2)氮及其化合物在自然界中进行着复杂的转化，你能否从分析下图中产生处理氨氮废水的进一步想法？ (3)某研究团队设计的处理流程如下： ①过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通入空气将氨赶出并回收。请用离子方程式表示加NaOH溶液时所发生的反应： 。 ②过程Ⅱ：在微生物的作用下实现转化，称为硝化过程。在碱性条件下，被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。 ③过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH)，实现转化，称为反硝化过程。完全转化成转移的电子数是 。 (4)该研究团队希望优化该废水的处理方案以达到节省成本的目的，你有什么想法？ 23．某小组同学欲探究催化氧化反应，按如图1装置进行实验。 A、B装置可选药品：浓氨水、、蒸馏水、NaOH固体、。 (1)B装置中烧瓶内固体名称为 。 (2)催化氧化的化学方程式是 。 (3)甲乙两同学分别按上述装置进行实验，一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。 ①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是 。 ②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是(写化学式) 。 ③已知酸性条件下的硝酸根有强氧化性，G中生成能用排水法收集的无色气体。试根据条件，用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因 。 (4)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。甲认为可调节和控制A、B装置中的产气量，应 (填“增加”或“减少”)装置A的产气量。 (5)为实现该反应，也可用如图所示的装置替换上述装置中虚线框部分，化合物X为 ，图2装置中发生的化学反应方程式为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3章　物质的性质与转化 第3节 氮的循环 第2课时 氮循环中物质的性质及物质之间的转化 教学目标 1. 能从物质的类别、氮元素价态的角度，预测氨、铵盐的性质与转化，掌握氨、铵盐的物理性质和化学性质。　 2.能够根据氨、铵盐的性质提出探究问题，并会设计实验探究氨的制法、铵离子的检验等。 3.建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法，培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。　 重点和难点 重点：氨气和铵盐的主要性质，认识其在生产中的应用。 难点：掌握NH4+的检验方法和NH3的实验室制备方法。 ◆知识点一 氨气 1．物理性质 无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气，易液化。 2．实验探究 实验装置 操作 打开止水夹，并挤压滴管的胶头 撤去玻璃片 现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成红色喷泉，瓶内液体呈红色 集气瓶内产生大量白烟 结论 氨极易溶于水，水溶液呈碱性 氨气与氯化氢气体反应生成白色固体 3.化学性质 化学(或离子)方程式 现象 说明 能与水反应 NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－ 形成喷泉 可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 能与酸反应 HCl (挥发性酸) HCl＋NH3=== NH4Cl 产生白烟 可用浓盐酸检验氨气；氨气与不挥发性酸也反应 H2SO4 (难挥发性酸) H2SO4＋2NH3===(NH4)2SO4 无现象 能与氧气反应 (催化氧化) 4NH3＋5O24NO＋6H2O 反应放热 是工业制HNO3的基础 能与Cl2反应 8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2 产生白烟 用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气 能与CuO反应 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 黑色固体变为红色 可用排水法收集产生的N2 4.氨的用途 (1)工业上:主要应用于氮肥工业和硝酸工业。 化学氮肥 (2)生活中:NH3易液化,常用作制冷剂。 特别提醒 （1）若将NH3换为NO2，能否形成喷泉？若能形成，则实验后液体能否充满烧瓶？ （2）若利用上述氨的喷泉实验装置分别进行NH3和HCl的喷泉实验，所得溶液的物质的量浓度是否相等？ 提示：（1）能形成喷泉，但液体不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有NO气体产生，故用NO2与H2O做喷泉实验时，液体只能充满烧瓶容积的2/3。 （2）相等。气体的物质的量相等，液体均能充满烧瓶，则实验后溶液的体积相等，所以溶液的物质的量浓度也相等。 即学即练 1．下列关于NH3性质的说法正确的是（　　） A.其密度小，可用作制冷剂 B．和HCl气体反应产生白烟 C．能使干燥的红色石蕊试纸变蓝 D．可以用加热NH4Cl的方法制备 【答案】B 【解析】氨气易液化，液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂，故A错误；氨气与HCl反应生成氯化铵固体，反应现象为产生白烟，故B正确；氨气与水生成弱碱NH3·H2O，才能使红色石蕊试纸变蓝，遇干燥试纸无明显变化，故C错误；加热氯化铵生成氨气和HCl，两者遇冷又重新化合成氯化铵，不能用此法制取氨气，故D错误。 2．喷泉是一种常见的自然现象，如图是化学教材中常用的喷泉实验装置，在烧瓶中充满干燥气体，而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是(　　) A．HCl和H2O　 B．O2和H2O C．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液 【答案】B 【解析】若能形成喷泉，则烧瓶中的气体必须在液体中易溶或与液体反应，使烧瓶中压强减小。O2在H2O中不易溶，也不发生反应，不可能形成喷泉。 ◆知识点二 铵盐 1.铵盐 (1)物理性质 颜色 溶解性 状态 多为白色  多易溶于水 晶体 (2)化学性质 ①实验探究 预期转化:铵盐(N)→氨气(NH3) 实验装置及操作 现象 结论 试管中固体逐渐减少,产生无色、有刺激性气味的气体,试纸变蓝 NH4HCO3分解产生NH3 试管中有无色、有刺激性气味的气体产生,试纸变蓝 NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3 (3)氨盐的化学性质 ①不稳定性：铵盐受热易分解，碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式为 NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O、NH4ClNH3↑＋HCl↑。 ②与碱反应 铵盐与碱反应产生氨气，这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O。 特别提醒 （1）教材P112“由于铵盐具有受热易分解的性质”，铵盐受热分解都生成氨气吗？ 提示：不是，有些铵盐受热分解生成氨气，如氯化铵、碳酸氢铵；有些受热分解不生成氨气，如硝酸铵受热分解生成氮气。 （2）碳酸铵、碳酸氢铵可以作化肥，也可以用于食品工业。当存放不当，露置于日光下时，为什么越来越少？碳酸铵、碳酸氢铵不耐热是怎么回事？ 提示：铵盐受热容易分解。 即学即练 1.下列关于铵盐的叙述中正确的是(　　)。 ①所有铵盐中,氮元素化合价都是-3价　②所有铵盐都能溶于水　③铵态氮肥不宜与碱性物质混合施用　④铵盐都能与碱反应,不能与酸反应 A.①③④ B.②③ C.①②③④ D.①②③ 【答案】B 【解析】①NH4NO3中氮元素的化合价为-3、+5;④弱酸的铵盐如NH4HCO3等能与强酸反应。 2．试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是(　　) A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液 D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊溶液 【答案】B 【解析】　向固体中加入NaOH溶液，加热发生反应：NH＋OH－NH3↑＋H2O，产生的气体若能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验，冒白烟)，则证明该白色固体是铵盐。 ◆知识点三 氨的实验室制法 1．工业制法：N2＋3H22NH3。 2．实验室制法 (1)用铵盐制取。 ①反应原理： Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 ②实验装置： ③验满方法： a．用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝； b．用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，产生白烟。 ④干燥方法： ⑤尾气吸收： a．将蘸有硫酸溶液的棉球放在收集氨气的试管口处。 b．用水吸收——防倒吸 装置： 3.氨气的其他制取方法 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NaOH NaOH溶于水放热，促使氨水分解，且OH－浓度的增大有利于NH3的逸出 浓氨水＋固体CaO NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2 CaO的作用：①吸水后放热促进NH3的逸出；②增大溶液中OH－的浓度，减小NH3的溶解度 即学即练特别提醒 (1)采用加热分解NH4Cl的方法不能制取NH3，因为NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3＋HCl===NH4Cl。 (2)不能使用NaOH、KOH代替Ca(OH)2与NH4Cl反应制取NH3，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于NH3的逸出，且在加热条件下会腐蚀玻璃。 (3)不能用NH4NO3代替NH4Cl，因为NH4NO3加热可能发生爆炸，也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl，因为它们分解还产生CO2，会引入杂质气体。 1．为了更简便地制取干燥的NH3，下列方法中合适的是(　　) A．NH4Cl与浓H2SO4混合共热，生成的气体用碱石灰进行干燥 B．，用烧碱进行干燥 C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥 D．加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥 【答案】C 【解析】A选项中的两种物质混合不生成氨气；B选项在实验室中是不能实现的；C选项利用了浓氨水的挥发性，同时可选用碱石灰干燥；D选项中不能用NH4HCO3制氨气，且P2O5不能干燥氨气。 2．下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的化学性质，其中能达到实验目的的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　丁 A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙除去氨气中的水蒸气 C．用装置丙验证氨气具有还原性 D．用装置丁吸收尾气 【答案】C 【解析】A项需加热；B项NH3与浓H2SO4反应；D项易倒吸。 一．氨气 (1)物理性质 无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气，易液化。 (2)化学性质 性质 反应方程式 与水反应 NH3＋H2O=NH3·H2O 与酸 盐酸 NH3＋HCl===NH4Cl 反应 硫酸 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4 催化氧化 4NH3＋5O24NO＋6H2O 注意：氨气能与酸反应生成盐，但氨气不是碱。 (3)用途 ①液氨做制冷剂； ②氮肥工业和硝酸工业的重要原料。 2．一水合氨 (1)弱碱性：可以使紫色石蕊溶液变蓝 电离方程式：NH3·H2ONH＋OH－； (2)不稳定性：受热易分解 化学方程式：NH3·H2ONH3↑＋H2O。 二、铵盐 1．概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐。 2．物理性质：铵盐都是白色晶体，易溶于水。 3．化学性质： (1)实验探究 预期转化 铵盐(NH)→氨气(NH3) 实验装置及操作 现象 试管中固体逐渐减小，试纸变蓝 固体逐渐减少，产生有刺激性气味的气体，试管口有白色固体生成 试管中有刺激性气味气体生成，试纸变蓝 结论 NH4HCO3分解产生NH3 NH4Cl分解产生NH3 NH4Cl和NaOH 反应生成NH3 (2)与碱反应 铵盐与碱反应产生氨气，这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O。 三、氨气的实验室制法 1．反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．验满方法：使湿润的红色石蕊试纸立即变蓝。 3．实验室快速制取氨气的方法 (1)加热浓氨水制氨，利用NH3·H2OH2O＋NH3↑。其装置如图甲所示。 (2)浓氨水与生石灰：利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热，使NH3逸出。其装置如图乙所示。 (3)浓氨水和固体NaOH：利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质，使NH3逸出。 4．氨气的干燥装置 由于氨是一种碱性气体，通常用碱石灰干燥氨气，不能用五氧化二磷、浓硫酸等酸性干燥剂和无水氯化钙干燥(氨气与氯化钙反应)。 5．尾气处理 多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气，在尾气吸收时要防止倒吸，常采用的装置有： 特别提醒 常见能形成喷泉的组合 气体 NH3 HCl CO2、SO2、NO2、Cl2 NO2＋O2 吸收剂 水或 水溶液 水或水 溶液 NaOH溶液 水 实践应用 1．如下图所示，利用点滴板探究NH3的性质。实验时，向NaOH固体上滴几滴浓氨水（有NH3放出）后，立即用烧杯盖住点滴板。下列实验现象和解释都正确的是（　　） 选项 实验现象 解释 A 浓硫酸附近无白烟 NH3与浓硫酸不反应 B 湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3极易溶于水 C 浓盐酸附近产生白烟 NH3＋HCl===NH4Cl D FeCl3溶液出现白色浑浊 氨水与氯化铁反应生成氢氧化铁白色沉淀 【答案】B 【解析】A.NH3能与浓硫酸反应，故不选A；B.NH3溶于水呈碱性，所以湿润红色石蕊试纸变蓝，故不选B；C.NH3和浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵，化学方程式为NH3＋HCl===NH4Cl，有白烟产生，故选C；D.氨水与氯化铁反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，故不选D。 2．某化学研究小组的同学在实验室中利用如下图装置制取并收集少量干燥的NH3。下列叙述正确的是（　　） A．试管a中的固体是NH4Cl B．装置b中的试剂是碱石灰 C．用单孔橡胶塞代替棉花，收集到的NH3纯度更高 D．用湿润的蓝色石蕊试纸靠近c试管口检验NH3是否收集满 【答案】B 【解析】装置a中是NH4Cl和Ca（OH）2的混合物，加热，反应生成氯化钙、氨气和水蒸气，装置b中为碱石灰，吸收水蒸气，装置c为向下排空法收集生成的氨气，故A错误，B正确；用单孔橡胶塞代替棉花，c试管内的空气无法排出，不能收集NH3且易发生危险，故C错误；氨气是碱性气体，应该用湿润的红色石蕊试纸靠近c试管口检验NH3是否收集满，故D错误。 考点一 氨气 【例1】实验室进行氨溶于水的喷泉实验装置如图所示,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,正确;B项,氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红色,正确;C项,NH3极易溶于水,使烧瓶内的气压小于大气压,正确;D项,Cl2在水中的溶解度较小,不能用于做喷泉实验,错误。 解题要点 下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S NO2 NO、O2(体积比为4∶3) 吸收剂 水、NaOH溶液 水 NaOH溶液 水 水 【变式1-1】如图所示，在干燥的圆底烧瓶中充满气体a，将胶头滴管中的液体b挤入圆底烧瓶内，轻轻振荡圆底烧瓶，打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满整个圆底烧瓶。则a和b分别是(　　) a(气体) b(液体) A NO2 水 B NO 4 mol·L－1盐酸 C Cl2 饱和氯水 D NH3 水 【答案】D 【解析】3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，而NO难溶于水，故最终水不能充满圆底烧瓶，A项不符合题意；NO难溶于水，也不溶于盐酸，B项不符合题意；Cl2几乎不溶于饱和氯水，C项不符合题意；NH3极易溶于水，D项符合题意。 【变式1-2】关于如图进行的实验的说法中正确的是(　　) A．若甲烧瓶内是氨气，要产生喷泉，则烧杯中溶液一定呈酸性 B．若乙烧瓶内是二氧化碳，烧杯中是碱溶液，用热毛巾捂热烧瓶片刻即可产生喷泉 C．若丙装置中X为HCl，则烧瓶内可产生白雾 D．若丙装置中通入气体为Cl2，则烧瓶内一定无喷泉产生 【答案】B 【解析】因氨气极易溶于水，故烧杯中可以是水，水呈中性，A错误；通过捂热赶出烧瓶中二氧化碳而使NaOH溶液与CO2反应，导致烧瓶内压强减小，引发喷泉，B正确；NH3＋HCl===NH4Cl，产生的是白烟而非白雾，C错误；发生反应：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，生成固体NH4Cl，气体体积减小，烧瓶内可能产生喷泉，D错误。 考点二 铵盐 【例2】检验铵盐的一般方法是取少许待测物置于试管中，然后（　　） A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液 B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验 C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液 D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液 【答案】B 【解析】将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵离子，B正确。 解题要点 检验NH的答题规范 (1)实验操作：取少许待测液或晶体于小试管中，加入浓氢氧化钠溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。 (2)现象、结论：试纸变蓝色(或者冒白烟)，说明是铵盐或待测液含有NH。 【变式2-1】能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热) (　　) A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液 【答案】A 【解析】Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应有白色沉淀产生，NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液混合加热，前者有氨气放出，后者既有氨气放出，又产生白色沉淀，由此可鉴别出Na2SO4溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液，则剩余的一种为KCl溶液，A项正确。 【变式2-2】试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是(　　) A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口 C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液 D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊溶液 【答案】B 【解析】检验铵盐的方法是加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，说明是铵盐。 考点三 氨气的实验室制法 【例3】实验室制取并收集氨。下列装置能达到实验目的的是（　　） 【答案】B 【解析】利用NH4Cl和Ca（OH）2固体混合加热制氨气时，大试管管口应略向下倾斜，故A不能达到实验目的；氨气是碱性气体，干燥时可用碱石灰干燥，故B能达到实验目的；氨气的密度比空气的小，用装置收集氨气时，气体应短进长出，故C不能达到实验目的；氨气极易溶于水，为防止倒吸，倒置的漏斗口应略低于液面，不能完全浸入液面下，故D不能达到实验目的。 解题要点 【变式3-1】实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是(　　) A．①是氨气发生装置 B．②是氨气吸收装置 C．③是氨气发生装置 D．④是氨气收集、检验装置 【答案】C 【解析】①中氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，而在试管口温度降低，氨气和氯化氢又重新化合成固体氯化铵，无法得到氨气；②中漏斗没入水下起不到防倒吸的作用，应使倒置漏斗的上边缘刚好没入水中；③氧化钙能与浓氨水中的水反应生成氢氧化钙，同时放出大量热，使浓氨水分解放出氨气；④中的收集装置应在试管口塞一团棉花，防止因空气对流，而使氨气逸出。 【变式3-2】某学习兴趣小组探究氨气的制取实验： (1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是________(填字母，下同)。 A．将氯化铵固体加热分解 B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中 C．将氢氧化钠固体加入浓氨水中 D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中 (2)根据上述正确的原理，该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气，适宜的装置是________。 (3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据，下列性质与收集方法无关的是________(填标号)。 ①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性　⑤与氧气反应 (4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________(填字母)，集气的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】(1)B　(2)C　(3)②④ (4)d　利用氨气密度小于空气密度的性质，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气 【解析】(1)加热氯化铵产生的氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体，不能用加热氯化铵的方法制取氨气；用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时，将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作，而且节约氨水的用量；氨气极易溶于水，若用氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中生成的是NH3·H2O，得不到NH3。 (2)由所给试剂可知，不需要加热条件。 (3)收集气体可采用排空气法(密度与空气有较大差别、气体不能被O2氧化等)，也可采用排水法(不易溶于水)，与其他性质无关。 基础达标 1．下列氮的单质或化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．不溶于水，可用作保护气 B．铵盐受热易分解，可以作为氮肥施用 C．液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 D．氨气具有还原性，可以与硝酸反应制备硝酸铵 【答案】C 【详解】A．氮气的性质不活泼，一般条件下不和其它物质反应，因此可以用氮气作保护气，故A项不符合题意； B．铵盐中含氮元素，可用作氮肥，故B项不符合题意； C．氨易液化，液氨汽化时会吸收大量的热，使周围温度迅速降低，可用来做制冷剂，故C项符合题意； D．氨气溶于水后溶液显碱性，可以与硝酸反应制备硝酸铵，故D项不符合题意； 故选C。 2．下列关于氨及铵盐的叙述中不正确的是 A．极易溶于水 B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和还原性 C．工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气 D．铵盐遇碱易放出氨气 【答案】B 【详解】A．氨气是无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，故A正确； B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性，极易溶于水，不能体现氨的还原性，故B错误； C．工业上可用氮气和氢气在高温高压催化剂条件下反应制氨气，故C正确； D．铵盐与强碱发生复分解反应，易放出氨气，故D正确。 综上所述，答案为B。 3．下列有关物质检验的实验结论正确的是 选项 实验操作 实验现象或结论 A 向装有A溶液的试管中加入溶液，将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口 试纸没有变蓝，说明A溶液中不含 B 用坩埚钳夹住一小块未打磨的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，轻轻晃动，观察到铝箔会熔化，但熔化的铝并不滴落 包在铝的外面的氧化铝的熔点高于铝的熔点 C 将有色鲜花放入盛有干燥氯气的集气瓶中，盖上玻璃片 鲜花褪色，证明氯气具有漂白性 D 用洁净铂丝蘸取溶液，在酒精喷灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色 溶液中一定存在，不存在 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．与NaOH反应，不加热，不能产生氨气，故不能说明原溶液中是否含有，故A错误； B．用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，会在表面形成氧化膜，氧化铝的熔点很高，所以不会滴落，故B正确； C．干燥的氯气不具有漂白性，氯气和水反应可生成盐酸和次氯酸，起漂白作用的为次氯酸，故C错误； D．观察K+的焰色需透过蓝色钴玻璃，用洁净铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，只能说明含有Na+，不能确定是否含有K+，故D错误； 故选B。 4．如下图所示，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下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 与浓盐酸挥发出的HCl反应产生了固体 B 浓硫酸附近无明显现象 与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色， 湿润红色石蕊试纸变蓝 是一种可溶性碱 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．浓盐酸易挥发，挥发出的HCl气体遇NH3会反应生成白烟，烟是NH4Cl固体，A正确； B．浓硫酸与NH3发生反应：，硫酸难挥发，无明显现象，B错误； C．氯化物溶液变浑浊，说明产生了沉淀，该溶液可能为MgCl2溶液、AlCl3溶液、FeCl3溶液等，C错误； D．干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝，是因为NH3与H2O反应生成的NH3·H2O是一种弱碱，能电离出OH-，使溶液显碱性，NH3本身没有碱性，D错误； 故选A。 5．下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中少量水蒸气 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 【答案】D 【详解】A．装置甲为固固加热制备氨气，试管口应略向下倾斜以防止冷凝水回流炸裂试管，A错误； B．装置乙用浓硫酸干燥氨气，氨气为碱性气体，会与浓硫酸（酸性干燥剂）反应，不能用浓硫酸干燥氨气，应使用碱石灰，B错误； C．装置丙收集氨气，氨气密度比空气小（M=17<29），需用向下排空气法，丙装置无法排气，则无法收集氨气，C错误； D．装置丁吸收多余氨气，氨气极易溶于水，直接通入水中会倒吸，丁装置用球形干燥管接触水面，可防止倒吸，符合吸收要求，D正确； 答案选D。 6．四瓶无色溶液、、、，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和为无色气体，为白色沉淀。下列叙述错误的是 A．e和g都属于非电解质 B．b中通入过量的g可得到无色溶液 C．将浓度相等的c和d互滴时，滴加顺序不同现象不同 D．f在水中的溶解度很小，导电能力很弱，属于弱电解质 【答案】D 【详解】A．根据分析可知，e、g分别为NH3、CO2，由于溶于水后并不是自身产生的离子而导电，因此NH3、CO2均属于非电解质，故A正确； B．b为，g为CO2，溶液与过量发生反应的化学方程式为：，可得到无色溶液，故B正确； C．c、分别为溶液或溶液中的一种，将溶液滴加到溶液中，反应为：、，反应的现象为：开始无明显现象后产生气泡，将溶液滴加到溶液时，反应为：、，立即有气泡产生，滴加顺序不同现象不同，故C正确； D．为或，虽然溶解度很小，但是溶解的部分完全电离，属于强电解质，故D错误； 故答案选D。 7．下列叙述中，不正确的是 A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3 C．铵盐受热易分解，因此贮存铵态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处 D．稀HNO3和活泼金属反应时，气态产物主要是含氮化合物 【答案】B 【详解】A．NH3易液化，在气化时就要吸收周围大量的热，而使环境温度降低，所以液氨常用作制冷剂，A正确； B．物质氧化性的强弱与得失电子的多少无关，不能因为稀HNO3可能被还原为更低价态，就认为稀HNO3氧化性强于浓HNO3，B错误； C．铵盐受热易分解，因此贮存铵态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处，C正确； D．稀HNO3和活泼金属反应时，氮元素被还原，所得气态产物主要是含氮化合物，D正确； 故答案选B。 8．下列有关离子检验的操作、现象及结论均正确的是 A．用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，该溶液一定含有钠元素 B．向某溶液中加入NaOH溶液后加热，用湿润的蓝色石蕊试纸靠近试管口，呈红色，则该溶液中一定有 C．向无色溶液中加入盐酸酸化的溶液有白色沉淀出现，则该溶液中一定含有 D．向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液中一定含有 【答案】A 【详解】A．火焰呈黄色，说明溶液中含有钠元素，故A正确； B．向某溶液中加入溶液后加热，应该用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，呈蓝色，说明产生的气体为氨气，则该溶液中一定有，故B错误； C．向无色溶液中加入盐酸酸化的溶液有白色沉淀出现，则该溶液中可能含有Ag+或等，故C错误； D．向无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，可能为二氧化碳或二氧化硫气体，则该溶液中可能含有、、、，故D错误； 故选A。 综合应用 9．某小组探究催化氧化反应设计的实验装置如图所示，其中③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟，⑤中溶液变蓝色。下列说法正确的是 A．仪器b的作用是干燥气体，盛放的试剂可能是无水氯化钙 B．③中反应的还原产物只有NO C．④中白烟的主要成分为 D．⑤中溶液变蓝的原因可能是催化了铜粉与稀硫酸的反应 【答案】C 【详解】A．氨气能与氯化钙结合生成稳定化合物，不能使用氯化钙做干燥剂，故A错误； B．③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化生成一氧化氮，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，NO是氧化产物，NO和H2O都是还原产物，故B错误； C．由分析可知，④中白烟的主要成分是硝酸铵，故C正确； D．装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，故D错误； 故选C。 10．硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如图所示： 下列说法中正确的是 A．反应①②③都属于氮的固定 B．反应②的方程式： C．氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2 D．反应④中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1 【答案】B 【详解】A．氮的固定的由氮元素的单质转化为氮的化合物的过程。反应①属于氮的固定，反应②③是氮元素化合物之间的转化，不属于氮的固定，A错误； B．反应②NH3与O2在催化剂存在条件下加热，发生氧化还原反应产生NO、H2O，该反应的化学方程式：，B正确； C．氮气与O2在电火花作用下反应只能产生NO，在足量氧气中也不能通过一步反应生成NO2，C错误； D．反应④是NO2与H2O反应产生HNO3、NO，反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，在该反应中NO2作氧化剂，得到电子被还原为NO；NO2作还原剂，失去电子被氧化为HNO3，所以该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，D错误； 故合理选项是B。 11．如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是 A．实验室制取氨气的化学方程式为 B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 【答案】C 【详解】A．实验室中用NH4Cl与Ca(OH)2固体混合加热制取NH3，反应条件是加热，因此反应的化学方程式应该为，A错误； B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的小，B错误； C．在收集氨气的试管口放有一团棉花，其作用是防止氨气与试管内的空气形成对流，便于收集到纯净的氨气，C正确； D．NH3的水溶液显碱性，不能用碱石灰吸收多余的氨气，应该根据氨气极易溶于水的性质，用水作吸水剂，同时在导气管末端安装一个倒扣的漏斗，以防止倒吸现象的发生，D错误； 故合理选项是C。 12．下图中制取氨气的装置和选用的试剂合理的是 A．①② B．②③ C．②④ D．①③ 【答案】C 【详解】加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备氨气，故①错误； 浓氨水和氧化钙反应放出氨气，故②正确； 加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备氨气，试管口应略向下倾斜，故③错误； 氨气易挥发，加热浓氨水可以放出氨气，氨气是碱性气体，用碱石灰干燥氨气，故④正确； 合理的是②④，选C。 13．标准状况下，将两个干燥圆底烧瓶中分别充满相应的气体后进行喷泉实验(如图所示)。下列说法错误的是 A．收集氨气时，可用湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变为红色，则已集满 B．若将②中的NO2气体换为NO气体，则不会产生喷泉现象 C．挤出胶头滴管中的水后，①②均可产生红色喷泉 D．若去掉装置中的胶头滴管，采用冷敷烧瓶的方法也可产生喷泉现象 【答案】A 【详解】A．氨气的水溶液显碱性，能够使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色，因此在收集氨气时，可用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若试纸变为蓝色，则证明氨气已集满，A错误； B．NO不溶于水，不会使烧瓶内气压减小，故若将②中的NO2气体换为NO气体，则不会产生喷泉现象，B正确； C．①中氨气极易溶于水，使瓶内气压减小，氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红色，可形成红色喷泉；②中发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，反应后气体体积减小，使瓶内气压减小，小于外界大气压，也可以形成喷泉。由于硝酸溶液显酸性，能使紫色的石蕊溶液变红色，故可形成红色喷泉，C正确； D．去掉装置中的胶头滴管，冷敷烧瓶，使烧瓶内气体压强减小，小于外界大气压强，从而造成了压强差，也会引发喷泉现象，D正确； 故合理选项是A。 14．某小组探究NH3的催化氧化，实验装置图如下。 ③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后，④中产生白烟。下列分析不正确的是 A．③、④中现象说明③中的反应是： B．④中白烟的主要成分是NH4Cl C．一段时间后⑤中可能变蓝 D．若用氨气进行无害化尾气处理，每处理0.6mol NO2需消耗0.8mol氨气 【答案】B 【详解】A．③中气体颜色无明显变化，④中收集到红棕色气体，一段时间后产生白烟说明③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化生成一氧化氮，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，故A正确； B．产生的一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，氨气与硝酸结合生成硝酸铵，④中白烟的主要成分是硝酸铵，故B错误； C．装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸，硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜溶液，故C正确； D．用氨气无害化处理尾气NO2，发生的反应的方程式为：，NO2与NH3的化学计量数之比为6：8，则处理0.6molNO2需消耗0.8mol氨气，故D正确； 答案选B。 15．工业上常用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏，若有泄漏，喷洒浓氨水时会有大量白烟生成，其反应原理为，下列说法正确的是 A．浓氨水和液氯均属于混合物 B．该反应中物质的氧化性： C．氯气可使鲜花变成白花，说明氯气具有漂白性 D．烟属于分散系，分散质颗粒直径大于 【答案】B 【详解】A．液氯是液态氯气，属于纯净物，故A错误； B．由方程式可知，反应中氯元素的化合价的化合价降低被还原，氯气是反应的氧化剂，氮元素的化合价升高被氧化，氮气是氧化产物，由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知，氯气的氧化性强于氮气，故B正确； C．氯气可使鲜花变成白花是因为氯气与鲜花中的水分反应生成具有强氧化性的次氯酸使有机色质漂白褪色，故C错误； D．烟属于气溶胶，分散质颗粒直径小于，故D错误； 故选B。 16．如图所示中，A、B、C、D、E均为中学化学的常见物质，其中A为正盐，B为简单气态氢化物，C和D均为氧化物，E为强酸。 下列说法正确的是 A．若M为强酸，且A、B、C、D、E均含同一种元素，则该元素形成的单质在常温下易溶于酒精 B．若M为强碱，过量的B可能与反应再生成A C．若M为强碱，且A、B、C、D、E均含同一种元素，则E为 D．不论M为强酸或强碱，C和D均为大气污染物，且均可用NaOH溶液直接吸收 【答案】B 【详解】A．若M为强酸，B是H2S、C是SO2、D是SO3、E是H2SO4，单质S微溶于酒精，故A错误； B．若M为强碱，B是NH3、C是NO、D是NO2、E是HNO3，A可能是NH4Cl，过量的NH3能与反应再生成NH4Cl，故B正确； C．若M为强碱，且A、B、C、D、E均含同一种元素，B是NH3、C是NO、D是NO2、E是HNO3，故C错误； D．若M为强碱，B是NH3、C是NO、D是NO2，NO不能用NaOH溶液直接吸收，故D错误； 选B。 17．能将分别含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、、Na＋、Fe2＋的七种硫酸盐溶液一次鉴别开来的是 A．NaOH溶液 B．KSCN溶液 C．NaHCO3溶液 D．NH3·H2O溶液 【答案】A 【详解】A．加入NaOH溶液后分别会看到Cu2＋生成蓝色沉淀、Fe3＋生成红褐色沉淀、Al3＋先有白色沉淀后溶解、Mg2＋生成白色沉淀、生成气体(加热)、Na＋无明显现象、Fe2＋先有白色沉淀后迅速变为灰绿色并最终变成红褐色，现象各不相同，因此七种硫酸盐溶液可以一次鉴别开来，A符合题意；                                                 B．KSCN溶液只能鉴别出Fe3＋，B不符合题意； C．NaHCO3溶液与Cu2＋、Al3＋均有白色沉淀生成，且铵根离子和Na＋也不能鉴别，C不符合题意；    D．NH3·H2O不能区分Al3＋和Mg2＋以及铵根离子和Na＋，D不符合题意； 故选A。 拓展培优 18．自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在，人类对氮元素的利用，就是实现氮元素在不同物质之间的转化。 (1)氮是植物生长的必需元素。有关说法中错误的是___________。 A．氮气分子很稳定 B．尿素属于铵态氮肥 C．工业合成氨是人工固氮 D．闪电实现了大气固氮 (2)如图为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是___________。 A．X属于酸性氧化物 B．转化为一定需要加入氧化剂 C．一定条件下，和反应可以转化成 D．实验室采用加热分解固体制取 (3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是___________。 A．易溶于水，可用作制冷剂 B．具有强氧化性，可用于制 C．受热易分解，可用作化肥 D．性质稳定，可用于食品保护 (4)氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为 。结合化学方程式简述为何氮肥常用铵态氮肥而不直接使用氨水 。 (5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当与的物质的量之比为时与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为 。 【答案】(1)B (2)C (3)D (4) 氨水的有效成分是一水合氨，受热易分解为水和氨气，降低肥效且氨气有毒会污染环境，同时氨水相对于固体氮肥不便于储运和施肥 (5) 【详解】（1）A．氮气分子中存在氮氮三键，氮气分子很稳定，故A正确；     B．尿素分子式为CO(NH2)2，氮以酰胺基形式存在，不属于铵态氮肥，故B错误； C．工业合成氨，氮元素由游离态变为化合态，属于人工固氮，故C正确；     D．闪电时，氮气和氧气生成一氧化氮，实现了大气固氮，故D正确； 选B。 （2）A．X是+2价N的氧化物，X是NO，NO和碱不反应，不属于酸性氧化物，故A错误； B．和水反应生成和NO，既是氧化剂又是还原剂，不需要加入氧化剂，故B错误； C．一定条件下，和反应可以转化成，反应方程式为 ，故C正确； D．实验室采用加热和氢氧化钙固体混合物的方法制取，故D错误； 选C。 （3）A．用作制冷剂，是因为氨气易液化，液氨汽化吸热，与氨气易溶于水无关，故A错误； B．用于制利用硝酸的酸性，故B错误； C．可用作化肥是因为含有N元素，与易分解无关，故不选C； D．因为氮气的性质稳定，所以可用于食品保护，故D正确； 选D。 （4）氨气是生产氮肥的主要原料，工业上氢气和氮气在高温、高压、催化剂条件下合成氨气，反应的化学方程式为。氨水的有效成分是一水合氨，受热易分解为水和氨气，降低肥效且氨气有毒会污染环境，同时氨水相对于固体氮肥不便于储运和施肥，所以氮肥常用铵态氮肥而不直接使用氨水。 （5）催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当与的物质的量之比为时与足量氨气在一定条件下发生反应生成氮气和水，根据得失电子守恒，该反应的化学方程式为。 19．某研究性学习小组对实验室中NH3制取、收集、吸收以及NH3的还原性探究进行了如下实验设计。 Ⅰ．NH3的收集和吸收 (1)用图甲装置收集NH3，气体应从 (填“m”或“n”)口进入。 (2)已知NH3难溶于CCl4，图乙、丙、丁、戊四种装置中，不能用来吸收NH3的是 。 Ⅱ．NH3的还原性探究 利用如图装置，进行NH3还原Fe2O3的反应。 已知：NH3与Fe2O3反应的生成物为Fe、H2O和无毒气体X，且X不被浓硫酸和碱石灰吸收。 (3)按气流从左到右的方向装置的正确连接顺序为：A→___→___→____→___→C(填字母，每个装置只用一次) 。 (4)实验结束时，应首先 (填序号)。 ①熄灭A装置的酒精灯                   ②熄灭B装置的酒精灯 (5)若称取1.6 g Fe2O3完全反应后，测得生成气体X的体积为224 mL(标准状况下)，通过计算推测X的化学式为 。 (6)装置B中NH3与Fe2O3反应的化学方程式为 。 【答案】(1)m (2)丙 (3)E→B→F→D (4)② (5)N2 (6)Fe2O3＋2NH32Fe＋N2＋3H2O 【分析】Ⅱ．A装置用于制取氨气，氨气中混有水蒸气，通过E装置，除去氨气中的水蒸气，氨气进入B装置还原 Fe2O3 ，再先后连接F装置，D装置，浓硫酸吸收反应剩余的氨气，F装置作安全瓶，防止倒吸，最后连接C装置，已知 NH3与 Fe2O3反应的生成物为 Fe 、 H2O 和无毒气体X，且X不被浓硫酸和碱石灰吸收，则X为氮气，故C装置用于测量生成气体的体积，据此分析解答。 【详解】（1）氨气的密度比空气小，即若用图甲装置，排空气法收集NH3，气体应从m口进入； （2）已知NH3难溶于CCl4，乙、丁、戊三种装置均可以防倒吸，丙可能会发生倒吸，则丙装置不能用来吸收NH3； （3）A装置用于制取氨气，通过E装置，除去氨气中的水蒸气，氨气进入B装置还原Fe2O3，再连接F装置(作安全瓶，防止倒吸)、D装置(浓硫酸吸收反应剩余的氨气)，最后连接C装置，根据已知推知X为氮气，故C装置用于测量生成气体的体积，则按气流方向正确的装置连接顺序为A→E→B→F→D→C； （4）实验结束时，为防止生成的铁再次被氧化，应先熄灭B装置的酒精灯，在氨气的氛围下冷却后，再熄灭A装置的酒精灯，故选②； （5）1.6 g Fe2O3物质的量为=0.01 mol，反应后生成铁单质，Fe元素得电子总数为0.06 mol，即氮元素失电子总数也为0.06 mol，根据题目已知推测X应为N2，而生成0.01 mol N2，氮元素失电子为0.06 mol，则X为N2； （6）装置B中NH3与Fe2O3反应生成铁单质、氮气和水，反应的化学方程式为Fe2O3＋2NH32Fe＋N2＋3H2O。 20．物质的类别和元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图是部分含氮和含氯物质的价类二维图，回答下列问题： (1)b的化学式为 。 (2)b′能溶于水还能与水反应，其水溶液显 。(填“酸性、碱性或中性”) (3)将a和a′两种气体混合产生的现象是 。 (4)实验室制取b′气体用浓a′溶液滴入中并加热，其反应的离子方程式为 。 (5)工业上制备 (填“能”或“不能”)通过a→b→c→e流程实现。 (6)由上述两种元素组成的液态化合物，遇水可生成化合物a和c′，该反应的化学方程式为 。 【答案】(1)N2 (2)酸性 (3)产生白烟 (4) (5)不能 (6) 【分析】根据化合价可知，a'为HCl、b'为Cl2、c'为HClO、d'为HClO3、e'为HClO4，a为NH3、b为N2、c为NO、d为NO2、e为N2O5，以此分析； 【详解】（1）根据分析，b为N2； 故答案为：N2； （2）b'为Cl2、与水反应生成氯化氢和次氯酸，溶液显酸性； 故答案为：酸性； （3）a'为HCl，a为NH3，混合生成氯化铵固体，观察到有白烟； 故答案为：产生白烟； （4）用二氧化锰和浓盐酸制取氯气，； 故答案为：； （5）氨气催化氧化生成NO，不能生成氮气； 故答案为：不能； （6）NCl3遇水生成氨气和次氯酸，根据氧化还原原理，N得到电子发生还原反应生成氨气，Cl失去电子发生氧化反应生成HClO； 故答案为： 21．膨松剂是一种食品添加剂，它在面包制作过程中发生反应产生气体，使面包变得松软。膨松剂反应产生气体的量是检验膨松剂品质的一项重要指标。已知某膨松剂的主要成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵（）中的一种或两种，某化学兴趣小组对它进行如下探究。 【查阅资料】 ①2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑； ②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，能吸收水和，不与氨气反应； ③浓硫酸常用于吸收水蒸气和氨气。 【活动探究一】探究膨松剂的主要成分 按如图所示连接好装置（夹持仪器略去，下同）。 （1）实验记录 实验操作 主要实验现象 实验结论或解释 ① 点燃酒精灯，打开，关闭 试管中白色固体减少， 有二氧化碳生成 ② 打开，关闭 无色酚酞试液变 色 有氨气生成 ③ 继续加热 试管中仍有固体 试管中有不分解的固体 （2）得出结论：该膨松剂的主要成分为 。 【活动探究二】探究膨松剂受热产生气体的量 （3）按如图所示装置测定二氧化碳的质量（气密性良好，A、C、D、E中的试剂均足量）。 将一定量的膨松剂装入装置B中，加热前，先对已连接好的装置A、B和C通一段时间的空气，再连接上装置D、E后进行加热。 ①装置A的作用是吸收空气中的 ； ②装置C的作用是 ； ③停止加热后，应继续通入空气一段时间，以保证产生的气体被装置充分吸收。测定实验前后装置 （填字母序号）的质量，其质量差即为样品产生的二氧化碳气体的质量。 （4）测定氨气的质量：需调整上图中 （填装置字母序号）的连接顺序，另取一定量的膨松剂装入装置B中，通过测定实验前后装置C的质量，其质量差即为样品产生的氨气的质量。 【解释与结论】同学们进一步对实验结果进行分析后，认为该膨松剂品质良好。 【反思与评价】活动探究二中，若没有装置E，测定结果会 （填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】 A中澄清石灰水变浑浊 红 碳酸氢铵和碳酸氢钠 二氧化碳 吸收水蒸气和氨气 D C和D 偏大 【分析】活动探究一：根据题中图示信息，左边是气体发生装置，产生CO2、NH3；装置A是验证CO2的装置；干燥管装碱石灰，除去CO2；装置B是验证NH3的装置；据此解答。 活动探究二：根据题中图示信息，装置A是除去空气中的CO2；装置B是膨松剂受热分解，产生气体装置；装置C是除杂装置；装置D是气体吸收装置；装置E是避免空气中的CO2和H2O进入D；据此解答。 【活动探究一】（1）①结论中有二氧化碳生成，所以CO2与澄清石灰水发生反应，即Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ，则A中澄清石灰水变浑浊；答案为A中澄清石灰水变浑浊。 ②氨气溶于水形成氨水，NH3·H2O属于弱碱，能部分电离出和OH-，即NH3·H2O+OH-，溶液呈碱性，能使酚酞试液变红，因为结论中有氨气生成，所以实验现象是酚酞试液变红；答案为红。 （2）根据加热后有氨气生成，说明含有碳酸氢铵，充分加热后，玻璃管中仍有固体说明膨松剂中含有碳酸氢钠，碳酸氢钠加热后生成碳酸钠固体；答案为碳酸氢铵和碳酸氢钠。 【活动探究二】（3）①二氧化碳与足量氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，即2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，所以装置A的作用是吸收空气中的二氧化碳；答案为二氧化碳。 ②已知浓硫酸可以吸收氨气和水蒸气，所以装置C的作用是吸收混合气体中的氨气和水蒸气；答案为吸收水蒸气和氨气。 ③D中碱石灰吸收二氧化碳，因此D装置增大的质量就是二氧化碳的质量；答案为D。 （4）要测氨气的质量，产生的气体应先通入D中，碱石灰将水、二氧化碳除去，再通入C中，浓硫酸吸收氨气，C装置增大的质量就是氨气的质量，即将C和D装置顺序调换；答案为C和D。 【反思与评价】测定二氧化碳的质量时，若没有装置E，则空气中的水分和二氧化碳会进入D装置中，造成测定结果偏大；测定氨气的质量时，若没有E装置，则空气中的水分会进入C装置中，造成测定结果偏大；答案为偏大。 22．化肥、炼油、稀土、钢铁等工业都会排放高浓度的氨氮废水。氨氮废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素，人们正不断寻求处理氨氮废水的高效措施。 (1)某氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。请你设想该废水处理的方案，并给出理由。 (2)氮及其化合物在自然界中进行着复杂的转化，你能否从分析下图中产生处理氨氮废水的进一步想法？ (3)某研究团队设计的处理流程如下： ①过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通入空气将氨赶出并回收。请用离子方程式表示加NaOH溶液时所发生的反应： 。 ②过程Ⅱ：在微生物的作用下实现转化，称为硝化过程。在碱性条件下，被氧气氧化成的总反应的离子方程式为 。 ③过程Ⅲ：在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH)，实现转化，称为反硝化过程。完全转化成转移的电子数是 。 (4)该研究团队希望优化该废水的处理方案以达到节省成本的目的，你有什么想法？ 【答案】(1)①加入强碱并加热，将NH3∙H2O、转化为NH3，再回收处理； ②化学氧化法，利用强氧化剂将NH3∙H2O、氧化为N2进行脱除； ③膜分离技术，利用膜的选择性进行氨氮脱除； ④生物脱氮法，利用微生物将氨氮废水转化为硝酸盐或氮气； (2)利用氮在自然界中的循环，特别是氨和铵盐转化为硝酸盐，硝酸盐转化为氮气，通过细菌实现生物脱氮 (3) +OH-NH3↑+H2O +2O2+2OH-=+3H2O 5NA (4)①在废水絮凝沉降的絮凝体表面氧气浓度大，培养好氧菌，进行氨氧化，而在絮凝体内部，氧气扩散慢，为缺氧区，反硝化菌占优势，可使过程Ⅱ、Ⅲ整合，实现同步硝化反硝化； ②通过控制条件，将氧化为，再反硝化为N2，实现短程硝化反硝化，减少处理时间； ③将过程Ⅱ、Ⅲ循环进行，利用过程Ⅲ产生的或氧化生成N2O，再进一步将其转化为N2排放 【详解】（1）该废水处理的方案较多，可以设计为： ①加入强碱并加热，将NH3∙H2O、转化为NH3，NH3·H2O=NH3↑+H2O、+OH-NH3↑+H2O，再回收处理； ②化学氧化法，利用强氧化剂将NH3∙H2O、氧化为无污染的N2进行脱除； ③膜分离技术，利用交换膜的选择性进行氨氮脱除； ④生物脱氮法，有些微生物体内有特殊的酶，利用微生物将氨氮废水转化为硝酸盐或氮气； （2）图中显示氨可以转化为铵态氮肥，氮元素成为肥料中的无机氮，供给植物生长，土壤中微生物可将废水转化为硝酸盐或氮气，因此利用氮在自然界中的循环，特别是氨和铵盐转化为硝酸盐，硝酸盐转化为氮气，通过细菌实现生物脱氮； （3）①与OH-加热可以生成NH3和H2O，离子方程式为+OH-NH3↑+H2O； ②根据转移电子守恒和质量守恒，配平离子方程式+2O2+2OH-=+3H2O； ③N由HNO3中的+5价降为0价，因此1mol HNO3参加反应转移电子数为5NA； （4）过程Ⅰ需要消耗氢氧化钠，同时需要加热，用导管可以回收氨气，但增加了生产成本，因此对氨氮含量不高的废水可以舍去这个过程，过程Ⅱ、Ⅲ分别进行，耗时较长；过程Ⅲ还需要加入甲醇等还原剂，增加了成本。改进的方案有很多：①在废水絮凝沉降的絮凝体表面氧气浓度大，培养好氧菌，进行氨氧化，而在絮凝体内部，氧气扩散慢，为缺氧区，反硝化菌占优势，可使过程Ⅱ、Ⅲ整合，实现同步硝化反硝化； ②通过控制条件，将氧化为，再反硝化为N2，实现短程硝化反硝化，减少处理时间； ③将过程Ⅱ、Ⅲ循环进行，利用过程Ⅲ产生的或氧化生成N2O，再进一步将其转化为N2排放。 23．某小组同学欲探究催化氧化反应，按如图1装置进行实验。 A、B装置可选药品：浓氨水、、蒸馏水、NaOH固体、。 (1)B装置中烧瓶内固体名称为 。 (2)催化氧化的化学方程式是 。 (3)甲乙两同学分别按上述装置进行实验，一段时间后，装置G中溶液都变成蓝色。 ①甲观察到装置F中有红棕色气体，生成红棕色气体的化学方程式是 。 ②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟的成分是(写化学式) 。 ③已知酸性条件下的硝酸根有强氧化性，G中生成能用排水法收集的无色气体。试根据条件，用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因 。 (4)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体，可在原实验的基础上进行改进。甲认为可调节和控制A、B装置中的产气量，应 (填“增加”或“减少”)装置A的产气量。 (5)为实现该反应，也可用如图所示的装置替换上述装置中虚线框部分，化合物X为 ，图2装置中发生的化学反应方程式为 。 【答案】(1)氢氧化钠 (2)4NH3+5O24NO+6H2O (3) 2NO+O2=2NO2 NH4NO3 3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O (4)增加 (5) Na2O2 【分析】进行氨的催化氧化实验，A为氧气的发生装置，C中装浓硫酸干燥氧气；B为氨气的发生装置，D装碱石灰干燥氨气，将氨气和氧气通入到E中进行反应，反应后气体通入到F中，F中会生成硝酸，与铜反应使溶液变蓝。 【详解】（1）B装置是氨水滴入到氢氧化钠固体上，NaOH固体溶于水放出大量热，氨气在温度高的情况下溶解度小，在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌+OH﹣，平衡向左移动；加入NaOH固体，氢氧化钠电离出氢氧根离子，OH﹣浓度增加，平衡向左移动。 （2）氨的催化氧化反应，氨气中﹣3价的氮被氧气氧化成显+2价的一氧化氮，化学反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O。 （3）①氨气发生催化氧化的产物为一氧化氮，一氧化氮是无色气体，一氧化氮极易和氧气化合为红棕色的二氧化氮，即2NO+O2=2NO2，所以装置F中有红棕色气体产生。 ②乙观察到装置F中只有白烟生成，白烟是由于碱性气体氨气和硝酸反应NH3+HNO3=NH4NO3，生成了白色的NH4NO3固体。 ③在装置G中，生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，化学方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO，获得硝酸，金属铜和硝酸反应，离子方程式为：3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O （4）要在F中看到红棕色的二氧化氮，需避免生成硝酸铵，氨气应消耗完，需增加氧气的量，减少氨气的量，A为制氧气的装置，增加A中氧气的量。 （5）为实现2NO+O2═2NO2该反应，须生成氧气，碳酸氢铵受热分解生成氨气和水和二氧化碳，放出的CO2和H2O与Na2O2反应生成O2，故X为Na2O2，发生的化学反应方程式为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $