内容正文:
课时测评11 含氮化合物的合理使用
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-9题,11-13题,每小题2分,共24分)
题点1 铵盐的性质及检验
1.给装有下列少量固体物质的试管加热,试管底部的物质不可能完全消失的是( )
A.碳酸氢铵 B.碳酸氢钠
C.氯化铵 D.碳酸铵
答案:B
解析:碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,碳酸铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、水和固体碳酸钠,试管底部的物质不可能完全消失。
2.下列有关铵盐的叙述正确的是( )
A.铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰)混合使用
B.铵盐中,N均呈-3价
C.检验N所需的试剂为NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D.铵盐受热易分解,产物均有氨气
答案:A
解析:铵根离子能和氢氧根离子反应,因此铵态氮肥不宜与碱性物质混合使用,A正确;铵盐中,氮元素化合价不一定都是-3价,如NH4NO3中,N的化合价除了-3价,还有+5价,B错误;向铵盐溶液中加入NaOH浓溶液共热时,会发生反应产生氨气和水,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则检验NNaOH溶液、湿润的红色石蕊试纸,C错误;铵盐受热易分解,产物不一定是氨气,例如硝酸铵在某条件下分解不生成氨气,NH4NO3N2O↑+2H2O,D错误。
3.检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是( )
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溶液,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,再滴入酚酞试液
答案:A
解析:检验铵盐的方法:将某固体(或其溶液)与强碱共热,若产生刺激性气味的气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原固体为铵盐。
题点2 氨气的实验室制法
4.如图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是( )
A.①② B.②③
C.③④ D.①③
答案:D
解析:①中NH4Cl固体受热可产生NH3和HCl,但两者在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl,且可能出现堵塞导管的情况,③中试管口未略向下倾斜,会导致反应生成的水倒流至试管底部而使试管炸裂,故①③错误;②中把浓氨水滴入氧化钙固体中,发生反应:CaO+NH3·H2OCa(OH)2+NH3↑,反应放热,温度升高有利于NH3放出,②正确;浓氨水受热产生氨气,通过碱石灰吸收水蒸气即得干燥的NH3,④正确。
5.(2024·苏州期末)实验室制取NH3并进行尾气处理的装置如图所示。
下列有关说法不正确的是( )
A.试管中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
B.干燥管中盛装的固体可以是碱石灰
C.可以使用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否集满
D.虚线框内应选用乙装置进行尾气处理
答案:D
解析:试管中发生的反应化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故A正确;碱石灰可以吸收NH3中的水蒸气,故B正确;检验氨气是否收集满的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸变蓝,则说明氨气已集满,故C正确;由于NH3极易溶于水,用乙装置进行尾气处理会发生倒吸,虚线框内应选用甲装置进行尾气处理,故D错误。
6.实验室制取少量氨气涉及下列装置,其中正确的是( )
A.①是NH3制备装置
B.②是NH3吸收装置
C.③是NH3制备装置
D.④是NH3收集、检验装置
答案:C
解析:氯化铵受热分解生成氨气和HCl,氨气和HCl在试管口遇冷重新生成氯化铵,应该用氯化铵和氢氧化钙共热制取氨气,故A错误;氨气极易溶于水,为防止倒吸,应该使倒置漏斗边缘刚好接触水面,故B错误;NaOH固体溶解放出热量,放出的热量使一水合氨分解生成氨气,所以该装置能制取氨气,故C正确;氨气易与空气对流,收集不到纯净的气体,收集装置中应在试管口塞一团棉花,且应使用湿润的红色石蕊试纸验满,故D错误。
7.(2024·无锡期末调研)实验室制备氨气并探究其还原性。下列实验装置(夹持仪器已省略)或操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取NH3
B.用装置乙干燥NH3
C.用装置丙探究NH3还原性
D.用装置丁收集尾气
答案:D
解析:实验室采用氯化铵与熟石灰混合加热制取氨气,采用固固加热型装置,A正确;碱石灰不与氨气发生反应,能用来干燥氨气,B正确;氨气具有一定还原性,能与氧化铜发生氧化还原反应,通过观察玻璃管中CuO的颜色变化,可判断反应的发生,从而证明氨气的还原性,C正确;NH3极易溶于水,不能用排水法收集尾气,D错误。
题点3 常见氮肥及氮氧化物的处理
8.月季花适宜在酸性土壤中生长。某同学给月季花施肥前,对下列氮肥溶液的pH进行了测定,结果如下:
化肥名称
尿素
碳酸氢铵
硫酸铵
氨水
溶液的pH
7
8
5
11
该同学最好选用( )
A.尿素 B.碳酸氢铵
C.硫酸铵 D.氨水
答案:C
解析:月季花适宜在酸性土壤中生长,那么就应选用pH<7的肥料。尿素的pH=7,呈中性,故A不选;碳酸氢铵的pH=8,呈碱性,故B不选;硫酸铵的pH=5,呈酸性,故C选;氨水的pH=11,呈碱性,故D不选。
9.(2024·北京交大附中高一期中)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关
答案:C
解析:雾和霾都属于气溶胶,其分散剂均为空气,A项正确;由图可知,NOx转化为HNO3,SO2转化为H2SO4,并与NH3反应生成NH4NO3、(NH4)2SO4,这些无机颗粒物分散到空气中形成雾霾,B项正确;NH3与HNO3、H2SO4反应形成相应的铵盐,故不是催化剂,C项错误;过度施用铵态氮肥,会使空气中NH3含量增大,参与形成铵盐,分散在空气中形成雾霾,D项正确。
10.(10分)常见的化肥有氨水、NH4Cl、NH4HCO3、(NH4)2SO4、K2CO3、尿素[CO(NH2)2]等。为确定某种化肥的组成,进行下列实验:
(1)取少量化肥与烧碱共热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。此气体为 ,证明化肥中含 (填离子符号,下同)。
(2)向上述反应后的溶液中注入过量盐酸,生成的无色无味气体可使澄清石灰水变浑浊。此气体为 ,证明化肥中含有 或 。
(3)另取少量化肥溶于水,加入CaCl2溶液无明显现象。由上可知该化肥的化学式为 。
答案:(1)NH3 N (2)CO2 C HC
(3)NH4HCO3
解析:(1)取少量化肥与烧碱共热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为氨气,证明化肥中含有N(2)向上述反应后的溶液中加入盐酸,生成无色无味气体,将所得气体通入澄清石灰水后出现浑浊现象,可以推知生成的无色无味的气体为二氧化碳,证明化肥中含有CHC(3)另取少量化肥溶于水,加入CaCl2溶液后无明显现象,由于钙离子能够与C,因此证明溶液中不存在C,结合上一步反应,可推知化肥中一定存在HC;再结合(1)的结论可知:该化肥的化学式为NH4HCO3。
11.水体中氨氮含量超标会造成水体富营养化,用次氯酸钠除去氨氮的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.去除过程中,每一步反应都是氧化还原反应
B.每除去1 mol NH3,转移3 mol电子
C.该过程需控制温度,温度过高时氨氮去除率会降低
D.去除过程的总反应方程式为2NH3+3NaClON2+3NaCl+3H2O
答案:A
解析:转化关系图中NaClO和水反应生成次氯酸和氢氧化钠的反应以及盐酸和氢氧化钠的反应,属于元素化合价没有发生变化的反应,不是氧化还原反应,故A错误;氮元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,每除去1 mol NH3,转移3 mol电子,故B正确;NH3易挥发,温度较高时溶解度减小,氨氮去除率会降低,故C正确;根据箭头方向可知,NH3、NaClO是反应物,氯化钠、氮气和水是生成物,根据质量守恒和得失电子守恒写出化学方程式为2NH3+3NaClON2+3NaCl+3H2O,故D正确。
12.如图是NH3与灼热的CuO反应及有关生成物的实验探究装置。下列有关判断正确的是(已知:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2)( )
A.A中盛有的物质可以是浓氨水与NaOH
B.装置Ⅱ中的碱石灰起干燥作用,可用浓硫酸代替
C.装置Ⅳ中的试管可以检验水的生成,并收集冷却的水
D.E中收集的气体能完成水溶性的喷泉实验
答案:C
解析:倾斜向下的试管只能盛装固体,故A中应盛放铵盐和强碱的混合物作为制备氨气的反应物,A项错误;浓硫酸不能干燥NH3,B项错误;无水硫酸铜固体遇水变为蓝色,C项正确;E中收集的气体是N2,难溶于水,不能做水溶性的喷泉实验,D项错误。
13.(2024·福州高一期中)实验室在如图所示装置(夹持和搅拌装置已省略)中制备(NH4)2HPO4。当溶液pH为8.0~9.0时,停止通入NH3,即可制得产品。下列说法不正确的是( )
已知:酚酞试剂在pH<8.2时为无色,8.2<pH<10时为浅红色,pH>10时为红色。
A.(NH4)2HPO4是酸式盐,水溶液呈酸性
B.若实验中出现倒吸现象,应及时关闭K1、打开K2
C.若不选用pH传感器,也可用酚酞试剂代替
D.若通入过多NH3,将导致产物主要为(NH4)3PO4
答案:A
解析:本实验的实验目的为制备磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4],实验原理为2NH3+H3PO4(NH4)2HPO4。当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4溶液显碱性,A错误;由于NH3极易溶于水,因此可选择打开活塞K2以平衡气压,防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2,B正确;当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,因此若不选用pH传感器,可以选用酚酞作指示剂,C正确;若通入过多NH3,(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4,D正确。
14.(13分)(2025·保定部分高中期中)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NOx的反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①实验室中制备氨气的发生装置选择上图中的 (填字母),反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为发生装置→ (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中
②反应的化学方程式为
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管壁上有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③
④
答案:(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O ②d→c→f→e→i
(2)①红棕色气体慢慢变为无色 ②8NH3+6NO27N2+12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外界压强
解析:(1)①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,反应物状态为固体与固体,反应条件为加热,所以选择A为发生装置,反应方程式:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O;②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,制备的气体中含有水蒸气,氨气为碱性气体,应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体,氨气极易溶于水,密度小于空气,所以应选择向下排空气法收集气体,氨气极易溶于水,尾气可以用水吸收,注意防止倒吸,所以正确的连接顺序为:发生装置→d→c→f→e→i。(2)打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则氨气与二氧化氮发生归中反应生成无色氮气,所以看到现象为:红棕色气体慢慢变为无色;根据反应8NH3+6NO27N2+12H2O,以及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少,装置内压强降低,所以打开K2在大气压的作用下发生倒吸。
15.(13分)某氮肥(NH4)2SO4中混有NH4HSO4。为测定该氮肥的含氮量,研究性学习小组在如图所示实验装置图中进行实验。
(1)仪器X的名称是 。
(2)甲同学提出,实验中应加入足量氢氧化钠溶液。若加入少量氢氧化钠溶液,可能无氨气生成,仅发生反应:
(写离子方程式)。
(3)乙同学提出,在检查好装置气密性,并装好药品后,应先 (填具体操作),再打开分液漏斗活塞,逐滴滴加氢氧化钠溶液,在液体临近流完时,及时关闭活塞,并开始加热。
(4)装置中碱石灰的作用是 。
(5)广口瓶内四氯化碳的作用是 。
(6)指导老师指出,用该装置进行实验,即使氢氧化钠足量且实验过程中无氨气外逸,测得的样品含氮量仍然将偏低,其原因可能是 。
(7)同学们改进实验装置后(改进实验装置图略)进行实验。称取16.00 g上述样品与足量氢氧化钠溶液混合,完全溶解后,加热充分反应(此温度下铵盐不分解),并使生成的氨气全部被稀硫酸吸收,测得氨气的质量为3.40 g。则样品中氮元素的质量分数为 %。
答案:(1)圆底烧瓶
(2)H++OH-H2O
(3)打开分液漏斗上方的塞子
(4)吸收氨气中的水蒸气
(5)防止倒吸
(6)残留在反应装置中的氨气未被稀硫酸吸收
(7)17.5
解析:(1)由装置图可知,仪器X的名称是圆底烧瓶;(2)某氮肥(NH4)2SO4中混有NH4HSO4,若加入少量氢氧化钠溶液,则氢离子与氢氧根反应生成水,离子方程式为H++OH-H2O;(3)为保证液体顺利流下,应先打开分液漏斗上方的塞子,再打开活塞,滴加氢氧化钠溶液;(4)生成的氨气中含有水分,用碱石灰吸收氨气中的水分;(5)氨气极易溶于水,容易发生倒吸,所以广口瓶内四氯化碳用于防止倒吸;(6)用该装置进行实验,即使氢氧化钠足量且实验过程中无氨气外泄,由于装置内的氨气不能完全被稀硫酸吸收,测得的样品含氮量仍将偏低;(7)根据氮原子守恒:氮原子的物质的量就等于氨气的物质的量,×100%=17.5%。
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