考点11 氮及其化合物 -【学考·复习攻略】2026年高中化学学业水平考试复习资料(真题回顾+考点梳理+模拟预测)
2026-04-17
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2份
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49页
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普通
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-学业考试 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.66 MB |
| 发布时间 | 2026-04-17 |
| 更新时间 | 2026-04-17 |
| 作者 | 拓思创作中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57396752.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
考点11 氮及其化合物
本讲义包含:
真题回顾(20题)→考点梳理→模拟预测(20题)
真题回顾
1.(25-26高一下·北京·学业考试真题卷)实验室中,在加热条件下用氯化铵与氢氧化钙固体制取氨,选用的发生装置是
A. B. C. D.
2.(2025高一下·海南·学业考试)下列关于的说法中,错误的是
A.是无色无味的气体 B.密度比空气小
C.的水溶液呈碱性 D.与HCl两种气体相遇会出现白烟
3.(2025高二下·河南·学业考试)实验室中,下列试剂需要保存在棕色试剂瓶中的是
A.浓硝酸 B.氯化铝溶液 C.碳酸氢钠溶液 D.澄清石灰水
4.(25-26高二上·北京·学业考试真题卷)下列关于二氧化氮的说法不正确的是
A.红棕色气体 B.常温下易与氧气反应
C.能与水反应 D.可由铜与浓硝酸反应生成
5.(25-26高二上·北京·学业考试真题卷)下列“实验操作及现象”不能达到相应“实验目的”的是
选项
实验目的
实验操作及现象
A
证明具有还原性
将通入酸性溶液,溶液褪为无色
B
证明浓硫酸具有脱水性
向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑
C
检验溶液中的
取少量该溶液,加入溶液,加热,产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D
检验某溶液中含有
取少量该溶液,滴加溶液,有白色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
6.(25-26高一下·北京·学业考试真题卷)下列关于浓硝酸的说法不正确的是
A.易挥发 B.与铜反应生成氢气
C.受热或见光分解 D.常温下可用铁制容器盛装
7.(25-26高一·江苏·学业考试复习卷)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
8.(2025高二下·云南·学业考试)下列关于氮及其化合物的说法不正确的是
A.NO和均为无色的有毒气体
B.化学性质稳定,可用作保护气
C.可用浓盐酸检测输送的管道是否发生泄漏
D.具有强氧化性,可溶解铜、银等不活泼金属
9.(2025高二上·江苏·学业考试)部分含氮物质在自然界的循环过程如图所示,下列说法不正确的是
A.N2分子中存在,性质稳定 B.N2转化为的过程属于氮的固定
C.硝化反应属于氧化还原反应 D.无法直接转化为N2
10.(2025高二下·河南·学业考试)下列气体中,能用如图所示装置收集的是
A. B. C. D.
11.(2025高二上·江苏盐城·学业考试)下列物质的性质与用途不相对应的是
A.过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气,可用作呼吸面具中的供氧剂
B.铁的金属性比铜强,可用溶液刻蚀铜电路板
C.具有漂白性,可用于漂白纸浆
D.液态汽化时吸收能量,可用作制冷剂
(2025高二上·江苏南京·学业考试)阅读下列材料,回答下列3个小题。
氮元素以分子形式存在于空气中,人类通过控制条件将氧化或还原为氮的化合物,实现人工固氮。最重要的人工固氮途径就是工业合成氨,并进一步转变为人类需要的各种氮肥(如、和其他含氮化合物(如、)。大自然可通过闪电释放的能量将空气中的转化为含氮化合物(如NO)。
12.下列含氮物质的转化属于氮的固定的是
A. B.
C. D.
13.氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
B.侯氏制碱法以、、、NaCl为原料先制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.自然固氮、人工固氮都是将转化为
14.工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了防止环境污染,宜采用的方法是
A.
B.
C.;
D.;
15.(2025高二上·江苏南京·学业考试)硝酸是重要的化工原料,工业上以氨为原料制硝酸,反应流程如下图所示:
(1)写出反应的离子方程式:___________。
(2)常温下,盛装制得的浓硝酸,可选择___________(填序号)作为罐体材料(可多选)。
A.铜 B.铁 C.铝
(3)现欲用15 mol/L 溶液配制480 mL、1mol/L 溶液时,要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还必须使用的玻璃仪器有___________。
16.(2025高二下·河南·学业考试)基于物质类别和核心元素化合价的研究,为我们认识物质的性质和实现物质的转化提供了新思路。氮及其化合物的物质类别和元素价态关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)图中物质为红棕色气体的是___________。从氮元素化合价的角度分析,___________(填“只有氧化性”“只有还原性”或“既有氧化性又有还原性”)。
(2)遇到时,会迅速反应生成晶体,实验现象是___________。
(3)利用可以将转化为和,反应的离子方程式为___________。
(4)图中的、、和都可以与其他物质反应直接转化为,反应的化学方程式为___________(写出一个即可)。
17.(2025高一下·福建·学业考试)为开展“氨的制取与性质”等学科实践,某实验小组用下图所示的一体化实验装置,在通风橱中进行实验。
(1)仪器a的名称是_______。
(2)要检查整套装置的气密性,操作是:打开K1和K2,关闭K3,用注射器向锥形瓶中压入空气。若观察到_______现象,说明整套装置气密性良好。
(3)若装置A注射器中是浓氨水,则锥形瓶中的固体是_______。
(4)为验证氨水显碱性,可向装置C烧杯的水中滴入_______。
(5)实验时,装置C中出现喷泉现象,说明氨气具有的性质是_______。
(6)若要用本装置进行的制备和性质实验:
①装置A注射器中是浓硫酸,锥形瓶中的固体是亚硫酸钠,两者反应的化学方程式为_______。
②装置B用于收集,需要对其进行的改进是_______。
③若要在装置C中也出现喷泉现象,烧杯中的水应换成_______溶液。
18.(2025高一下·吉林·学业考试)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
ABCD
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是___________,检验D的稀溶液中主要阴离子的试剂是___________;
②在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收后会形成___________而污染环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。
①A的化学式为___________;
②写出C→D转化的化学方程式___________。
19.(2025高一下·湖南·学业考试)某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气,并探究氨气的性质。回答下列问题:
已知:制取氨的反应原理为。
(1)属于______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(2)该制取过程中,收集氨气的方法是______(填“A”或“B”)。
A.向上排空气法 B.向下排空气法
(3)下列不能用于干燥氨气的是______(填字母)。
A.无水氯化钙 B.浓硫酸 C.碱石灰
(4)氨是无色、有刺激性气味的气体,很容易液化。液氨汽化时要吸收大量的热。因此,液氨可用作______(填“催化剂”或“制冷剂”)。
(5)标准状况下,若想要收集到2.24L氨气,则试管中至少加入______固体(保留两位小数)。
20.(2025高一下·福建·学业考试)某研究性学习小组利用以下装置探究氯气和氨气之间的反应情况。其中A、F分别为氨气和氯气的制取发生装置,C为纯净干燥的氯气与干燥的氨气发生反应的装置。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________。
(2)检查装置A气密性的方法是:塞紧橡皮塞,关闭分液漏斗的活塞,将导管末端伸入盛水的烧杯中,微热烧瓶,导管口有___________,说明装置A气密性良好。
(3)用装置A制取氨气的化学方程式为___________。
(4)请为B处框内选择合适的装置及相应的试剂___________(选填字母)。
A.球形干燥管装碱石灰 B.洗气瓶装浓硫酸
C.球形干燥管装氧化钙 D.球形干燥管装
(5)装置E的作用是___________,装置D和E的位置___________(选填“能”或“不能”)调换。
(6)实验中可观察到装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一,请写出此反应的化学方程式:___________。若有1mol被氧化,则转移的电子数目为___________。
(7)氨气具有还原性,在加热条件下可与氧化铜反应生成两种单质和水,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(8)实验室也常用氯化铵和氢氧化钙共热反应制备氨气。若要生成标准状况下2.24 L,理论上参加反应的的质量是___________g。(的摩尔质量为)
考点梳理
【知识点1】氮气的性质及应用
1.氮元素存在形态及氮的固定
(1)氮元素在周期表中的位置及氮原子结构
氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为,最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
(2)氮元素在自然界中的存在形式
游离态
在自然界中,氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%)
化合态
部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
(3)氮的固定
①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
②氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。
2.氮气
(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合,断开该化学键需要吸收较多能量,故氮气的化学性质很稳定,通常情况下难以与其他物质发生化学反应,无法被大多数生物体直接吸收。
①工业合成氨
N2+3H22NH3;
②氮气与氧气反应
N2+O22NO。
(3)氮气的用途
①工业上合成氨,制硝酸;
②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;
③保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;
④医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;
⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;
⑥高科技利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能;
【知识点2】NO和NO2
1、NO和NO2性质的比较
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒(跟血红蛋白结合),大气污染物之一
有毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一
溶解性
不溶于水(排水法收集)
易溶于水(只能用向上排空气法收集)
化学性质
与O2反应
2NO+O2===2NO2
—
与H2O反应
—
3NO2+H2O===2HNO3+NO
对环境的影响
导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层
其他性质
①与氢氧化钠溶液的反应:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。
实验室制法
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(只能用排水法收集)
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(只能用排空气法收集)
2.氮氧化物对环境的污染及防治
气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质,都是大气污染物,空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。
①光化学烟雾
NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾。
②酸雨
NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层
NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
④人体中毒
NO与血红蛋白结合使人中毒。
⑤水体污染
水体富营养化。
【知识点3】硝酸
1.物理性质:纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,与H2O以任意比互溶,打开盛浓硝酸的试剂瓶盖,有白雾产生(与浓盐酸相同)。
王水:是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
2.化学性质
(1)不稳定性
①见光或受热会分解:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑,市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。
②浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中,置于冷暗处。
(2)强氧化性
HNO3中的+5价氮元素具有很强的得电子能力,硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。还原产物一般为:HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)→NO,很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。
【注意】NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性。
①与活泼金属反应:不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同。
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与不活泼金属反应:除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O
③常温下,浓硝酸使Fe、Al钝化,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。
④与非金属反应:硝酸只表现出氧化性。
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(3)酸性:属于强酸,溶于水完全电离HNO3===H++NO3-,具有酸的通性,能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。稀硝酸使石蕊试液变红色,浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。
CaCO3+2HNO3(稀)===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2)
3.用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等。
4.硝酸的工业制法
①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO:4NH3+5O24NO+6H2O
②NO进一步氧化生成NO2:2NO+O2===2NO2
③用水吸收NO2生成HNO3:3NO2+H2O===2HNO3+NO
【知识点4】氨的性质与应用
1.氨的分子结构和物理性质
电子式及结构
密度
气味
水溶性
其他
空间构型为三角锥形
比空气
刺激性气味
极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。(防止倒吸)
易液化可用作制冷剂。
2.氨的化学性质
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。
(1)氨气与水的反应
NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨气溶于水得氨水,其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O),NH3·H2O为弱电解质,只能部分电离成NH4+和OH-。
NH3·H2O为可溶性一元弱碱,易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O。
(2)氨气与酸的反应
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。化学方程式:HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3。(魔棒生烟)
(3)氨气与盐溶液的反应
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(4)氨气的还原性:NH3分子中氮元素的化合价为-3价,在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高,不能降低,因此氨具有还原性。
催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O (工业制硝酸的基础,也是工业上制NO的方法)
(5)氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热,故用作制冷剂。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
③氨也是有机合成工业中的常用原料(如:尿素、合成纤维、染料等)。
(6)氨气的喷泉实验
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。
打开橡皮管上的弹簧夹,挤压滴管的胶头,则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉。
【知识点5】氨气的实验室制法
1、常规方法
2、简易方法
方法
化学方程式(或原理)
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的生成
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:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
【注意】
①通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥(8NH3+CaCl2===CaCl2·8NH3)。
②吸收氨气时要注意防止倒吸,常用装置为:
【知识点6】铵盐及NH的检验
1、铵盐:由铵离子和酸根离子构成的盐,铵盐都是白色固体,绝大多数铵盐都易溶于水。
2、铵盐的化学性质
(1)不稳定性:铵盐受热易分解。
NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl(白色固体消失,在试管上方重新凝成白色固体)
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(2)与碱反应
NH+OH-NH3↑+H2O、NH+OH-===NH3·H2O
3、NH的检验:取少量待测溶液于试管中,再加入浓的NaOH溶液,加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生),则该溶液中存在NH。
【知识点7】氮及其化合物的相互转化
1.氮在自然界中的循环
2.含氮元素物质之间的转化关系
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如:3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如:6NO+4NH35N2+6H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
3.氮元素的“价类二维图”
氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
模拟预测
1.(2024高一下·广东·学业考试)可用于干燥的试剂是
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.活性炭 D.五氧化二磷
2.(24-25高一下·四川资阳·学业考试)下列物质,既不能用浓硫酸干燥,也不能用干燥的是
A. B.NO C. D.
3.(2025高一下·辽宁鞍山·学业考试)化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是
A.、、都是大气污染物,在空气中都能稳定存在
B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C.、都会导致酸雨的形成
D.大气中含量的增加会导致温室效应加剧
4.(2025高二上·吉林·学业考试)下列气体中,极易溶于水的是
A. B.CO C. D.
5.(2025高二上·江苏南通·学业考试)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Na具有强还原性,可用于冶炼金属钛 B.NaOH具有强碱性,可用作干燥剂
C.氮气难溶于水,可用于合成氨 D.硝酸见光易分解,可用于制氮肥
6.(2025高一下·云南·学业考试)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.c溶于水可得d和b
B.a既可被氧化,也可被还原
C.将足量铜丝插入d的浓溶液只产生c气体
D.自然界可存在a→b→c→d→e的转化
7.(2024高一下·广东·学业考试)某气体制备装置的示意图如下图所示。
该装置适合于
A.浓硫酸与反应制 B.稀硝酸与反应制
C.浓盐酸与反应制 D.稀盐酸与反应制
8.(2024高一下·海南·学业考试)我国南海有丰富的油气资源。油轮在转运原油时,常向储油舱通入保护气以防止石油蒸气爆炸,该保护气可能是
A.H2 B.O2 C.N2 D.CH4
9.(25-26高一·江苏·学业考试复习卷)实验室可用下图所示的装置制备少量氨气,下列说法不正确的是
A.实验前需检查装置的气密性
B.大试管中所装药品为NH4Cl固体
C.可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满
D.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近棉花处,能观察到有大量白烟生成
10.(2025高二上·贵州·学业考试)下列关于几种常见元素及其化合物的说法不正确的是
A.向滴有酚酞的水中加入金属钠,所得溶液呈红色
B.和都不能与水或二氧化碳反应
C.实验室常利用铵盐与强碱反应产生氨的性质来制取氨
D.氮气既可作氧化剂又可作还原剂
11.(2025高二上·江苏泰州·学业考试)下列有关物质用途的说法不正确的是
A.液氨可用作制冷剂 B.二氧化硫可用于漂白纸浆
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多 D.氧化铁可用作红色颜料
12.(2025高一下·广东·学业考试)科研人员实现了温和条件下光催化合成,其原理如图所示。该过程
A.属于自然固氮 B.只有极性键的断裂
C.未发生氧化还原反应 D.加快了的生成速率
13.(2025高一下·广东·学业考试)用如图所示装置模仿工业制硝酸。向注射器中充入,吸入水,振荡;再吸入空气,振荡。该过程中,注射器内
A.只发生化合反应 B.吸入水后,气体体积明显减小
C.吸入空气后,气体颜色发生变化 D.所得溶液既有氧化性又有还原性
14.(2024高二上·贵州·学业考试)下列关于氮及其化合物叙述不正确的是
A.N2是一种对环境友好的无色气体
B.NO2大量排放在空气中不会形成酸雨
C.HNO3既有强酸性又有强氧化性
D.绝大多数铵盐易溶于水
15.(2025高一下·甘肃·学业考试)A、B、C、D、E均含元素,其转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)上述转化过程中属于氮的固定的是___________(填标号)。
(2)实验室中收集C的方法为___________;D的颜色为___________。
(3)④的化学方程式为___________。
(4)⑥中体现的性质有___________(填标号)
A.氧化性 B.还原性 C.酸性
16.(2025高二下·陕西·学业考试)氨是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组进行了氨气的制取和性质探究实验。
(1)上图是实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制取氨气的装置,该反应的化学方程式为_____;
(2)球形干燥管中盛放的干燥剂是_____(填“无水氯化钙”或“碱石灰”);
(3)收集氨气应选择_____排空气法(填“向上”或“向下”);
(4)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变_____色,证明氨气的水溶液显_____(填“酸”、“碱”或“中”)性;
(5)为防止环境污染,从下图中选择合适的尾气处理装置并说明原因_____。
17.(25-26高三上·云南·学业考试模拟卷)氨是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组进行了氨气的制取和性质探究实验。
(1)上图是实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制取氨气的装置,该反应的化学方程式为___________;
(2)球形干燥管中盛放的干燥剂是___________(填“无水氯化钙”或“碱石灰”);
(3)收集氨气应选择___________排空气法(填“向上”或“向下”);
(4)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变___________色,证明氨气的水溶液显___________(填“酸”、“碱”或“中”)性;
(5)为防止环境污染,尾气处理装置应选择下图中的___________ ,说明原因___________。
18.(2025高一下·浙江杭州·学业考试)某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答:
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________。
(2)用装置收集氨气时,应选择氨气的进气口是___________(选填“”或“”)。
(3)打开装置中的止水夹,观察到烧瓶内产生了红色喷泉,请用方程式表示原因:___________。
(4)为防止环境污染,以下装置(盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是___________(填序号)。
19.(2025高一下·黑龙江·学业考试)氮及其化合物与人类生活、生产密切相关。请回答下列问题:
(1)将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列属于人工固氮的是___________(填写字母)。
A.豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨 B.工业上利用氮气与氢气合成氨
(2)浓硝酸与铜反应的实验如下图所示。实验过程中观察到反应剧烈,铜丝变细,溶液变绿,试管上方出现红棕色气体。烧杯中为___________溶液(选填“NaOH”或“”),用于吸收。
(3)汽车尾气中含多种污染物,在汽车上安装催化装置,使尾气中的、转化为无污染的物质。该反应的化学方程式为:___________。
___________
(4)实验室常用如图所示装置制取并收集氨。
①氨极易溶于水,密度比空气小。实验室用___________(选填“向下排空气法”或“排水法”)收集氨。
②氨水显弱碱性,能使酚酞溶液变___________(选填“红”或“蓝”)。
③向某溶液中加入NaOH溶液并加热,生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明该溶液中存在___________(选填“”或“”)。
④如图所示装置还可用于制备___________(选填“”或“”)。
20.(25-26高一下·福建泉州·学业考试)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图所示是氮元素的部分化合物的“价一类”二维图,根据图示回答下列问题:
(1)下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是_____。
A.氮气性质稳定,可用于合成氨
B.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
C.氨水显弱碱性,可用作化肥
D.浓硝酸有强氧化性,可用于制备硝酸铵
(2)关于硝酸的说法正确的是_____。
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物
B.冷的稀硝酸可以保存在铝、铁制成的容器中
C.浓硝酸久置会变黄是因为硝酸分解产生的NO2溶于其中
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现氧化性
(3)下列反应属于氮的固定的是_____。
A.NO和O2生成NO2 B.空气在雷电作用下产生NO
C.铜与浓硝酸反应产生NO2 D.NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3
(4)下列关于N2的叙述正确的是_____。
A.N2在空气中约占空气总质量的 B.将氨气转化为NO属于氮的固定
C.氮气是一种无色无味的有毒气体 D.在化学反应中,氮气既可作还原剂又可作氧化剂
(5)下列关于自然界中氮循环的说法错误的是_____。
A.氮肥的有效成分均为铵盐
B.雷电作用下的固氮过程中氮元素被氧化
C.人工固氮主要是通过控制条件将氮气转化为含氮化合物
D.动物排泄物中的含氮化合物被细菌分解进入大气
(6)下列关于一氧化氮的叙述不正确的是_____。
A.一氧化氮是一种无色的气体
B.常温常压下,一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
C.NO为酸性氧化物
D.一氧化氮不溶于水,能用排水法收
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考点11 氮及其化合物
本讲义包含:
真题回顾(20题)→考点梳理→模拟预测(20题)
真题回顾
1.(25-26高一下·北京·学业考试真题卷)实验室中,在加热条件下用氯化铵与氢氧化钙固体制取氨,选用的发生装置是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】实验室中用氯化铵固体与氢氧化钙固体混合加热来制取氨气,应选用固体加热制气装置。
A.A中装置适用于固体与液体混合加热制取气体,A不符合题意;
B.B中装置用于液体加热蒸发,B不符合题意;
C.C中装置适用于固体与液体不加热制取气体,C不符合题意;
D.D中装置适用于固体与固体混合加热制取气体,D符合题意;
答案选D。
2.(2025高一下·海南·学业考试)下列关于的说法中,错误的是
A.是无色无味的气体 B.密度比空气小
C.的水溶液呈碱性 D.与HCl两种气体相遇会出现白烟
【答案】A
【详解】A.是无色但具有强烈刺激性气味的气体,A错误;
B.的摩尔质量为17 g/mol,小于空气平均摩尔质量29 g/mol,同温同压下气体密度与摩尔质量成正比,因此密度比空气小,B正确;
C.溶于水会与水反应生成,可电离出,因此其水溶液呈碱性,C正确;
D.与气体相遇会反应生成固体小颗粒,宏观表现为产生白烟,D正确;
故选A。
3.(2025高二下·河南·学业考试)实验室中,下列试剂需要保存在棕色试剂瓶中的是
A.浓硝酸 B.氯化铝溶液 C.碳酸氢钠溶液 D.澄清石灰水
【答案】A
【详解】A.浓硝酸见光易发生分解反应变质,需要保存在棕色试剂瓶中避光保存,A符合题意;
B.氯化铝溶液见光不易分解,无需使用棕色试剂瓶存放,B不符合题意;
C.碳酸氢钠仅受热易分解,见光稳定性较好,无需使用棕色试剂瓶存放,C不符合题意;
D.澄清石灰水见光不易分解,仅易与空气中CO2反应变质,密封保存在无色试剂瓶即可,无需棕色试剂瓶,D不符合题意;
故选A。
4.(25-26高二上·北京·学业考试真题卷)下列关于二氧化氮的说法不正确的是
A.红棕色气体 B.常温下易与氧气反应
C.能与水反应 D.可由铜与浓硝酸反应生成
【答案】B
【详解】A.二氧化氮是红棕色气体,故A正确;
B.常温下二氧化氮与氧气不发生反应,故B错误;
C.二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,故C正确;
D.可由铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2、H2O,故D正确;
选B。
5.(25-26高二上·北京·学业考试真题卷)下列“实验操作及现象”不能达到相应“实验目的”的是
选项
实验目的
实验操作及现象
A
证明具有还原性
将通入酸性溶液,溶液褪为无色
B
证明浓硫酸具有脱水性
向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑
C
检验溶液中的
取少量该溶液,加入溶液,加热,产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D
检验某溶液中含有
取少量该溶液,滴加溶液,有白色沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.酸性具有强氧化性,使其褪色说明被氧化,可证明具有还原性,A正确;
B.浓硫酸可将蔗糖中的H、O原子按的比例脱去生成碳单质,蔗糖变黑可证明浓硫酸具有脱水性,B正确;
C.与溶液共热反应生成,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该操作可以检验,C正确;
D.若溶液中存在、、等离子,滴加溶液也会产生白色沉淀,无法证明溶液中一定含有检验的正确操作是取少量待测溶液于试管中,先加入过量稀盐酸酸化,振荡后静置观察:若没有沉淀生成、也无气泡产生,即可排除、、等离子的干扰,再向上层清液中滴加溶液:若产生白色沉淀,则证明待测溶液中含有;若无白色沉淀生成,则证明不含,D错误;
故选D。
6.(25-26高一下·北京·学业考试真题卷)下列关于浓硝酸的说法不正确的是
A.易挥发 B.与铜反应生成氢气
C.受热或见光分解 D.常温下可用铁制容器盛装
【答案】B
【详解】A.浓硝酸属于低沸点的挥发性强酸,易挥发,A正确;
B.浓硝酸具有强氧化性,与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应为,不会生成氢气,B错误;
C.浓硝酸性质不稳定,受热或见光易分解为二氧化氮、氧气和水,因此需保存在棕色试剂瓶中避光存放,C正确;
D.常温下浓硝酸可使铁发生钝化,在铁表面生成致密氧化物薄膜阻止反应继续进行,因此常温下可用铁制容器盛装浓硝酸,D正确;
故选B。
7.(25-26高一·江苏·学业考试复习卷)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
【详解】A.①装置NH4Cl加热分解生成HCl和NH3,在试管口处NH3和HCl气体遇冷会再反应生成NH4Cl,收集不到NH3,A错误;
B.NH3极易溶于水,NH3溶解导致导气管中气体压强减小而引发倒吸现象,因此②不能用于NH3的吸收,应将防倒吸装置中漏斗口与液面相切,但不能插入液面之下,B错误;
C.③装置用浓氨水加热可分解制得NH3,C正确;
D.由于NH3的密度比空气小,因此收集NH3可以采用向下排空气法,为防止空气对流应在试管口塞一团棉花,同时应该使用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,D错误;
故答案为C。
8.(2025高二下·云南·学业考试)下列关于氮及其化合物的说法不正确的是
A.NO和均为无色的有毒气体
B.化学性质稳定,可用作保护气
C.可用浓盐酸检测输送的管道是否发生泄漏
D.具有强氧化性,可溶解铜、银等不活泼金属
【答案】A
【详解】A.为无色有毒气体,为红棕色有毒气体,A错误;
B.分子含有氮氮三键,化学性质比较稳定,常用作保护气,B正确;
C.浓盐酸挥发出的氯化氢与反应生成氯化铵,用浓盐酸检测输送的管道根据是否有白烟判断是否发生泄漏,C正确;
D.具有强氧化性,可溶解大多数金属,除了金、铂不能被溶解,像铜、银等不活泼金属也能被溶解,D正确;
故选A。
9.(2025高二上·江苏·学业考试)部分含氮物质在自然界的循环过程如图所示,下列说法不正确的是
A.N2分子中存在,性质稳定 B.N2转化为的过程属于氮的固定
C.硝化反应属于氧化还原反应 D.无法直接转化为N2
【答案】D
【详解】A.N2分子中存在,键能很大,性质稳定,故A正确;
B.氮的固定是指单质氮转变为含氮化合物的过程,故N2转化为的过程属于氮的固定,故B正确;
C.硝化反应中,转化为,氮元素化合价从-3价升高到+3价,再转化为,氮元素化合价从+3价升高到+5价,两个过程均有化合价变化,故硝化反应属于氧化还原反应,故C正确;
D.由图可知,与直接反应,转化为N2,故D错误;
故选D。
10.(2025高二下·河南·学业考试)下列气体中,能用如图所示装置收集的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】该装置为短管进气、长管出气的排空气集气装置,这种收集方式适合收集密度小于空气,且不与空气反应的气体。
A.相对分子质量为17,密度比空气小,且常温下与空气不反应,可用该装置收集,A正确;
B. 相对分子质量为71,密度比空气大,应采用长进短出的向上排空气法收集,B错误;
C. 相对分子质量为46,密度比空气大,应采用长进短出的向上排空气法收集,C错误;
D. 相对分子质量为64,密度比空气大,应采用长进短出的向上排空气法收集,D错误;
故选A。
11.(2025高二上·江苏盐城·学业考试)下列物质的性质与用途不相对应的是
A.过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气,可用作呼吸面具中的供氧剂
B.铁的金属性比铜强,可用溶液刻蚀铜电路板
C.具有漂白性,可用于漂白纸浆
D.液态汽化时吸收能量,可用作制冷剂
【答案】B
【详解】A.过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,可用作呼吸面具供氧剂,性质与用途对应,A项不符合题意;
B.铁的金属性比铜强,但FeCl3溶液刻蚀铜电路板是利用Fe3+的氧化性,而非铁的金属性,性质与用途不匹配,B项符合题意;
C.SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆,性质与用途对应,C项不符合题意;
D.液态NH3汽化时吸热,可用作制冷剂,性质与用途对应,D项不符合题意;
答案选B。
(2025高二上·江苏南京·学业考试)阅读下列材料,回答下列3个小题。
氮元素以分子形式存在于空气中,人类通过控制条件将氧化或还原为氮的化合物,实现人工固氮。最重要的人工固氮途径就是工业合成氨,并进一步转变为人类需要的各种氮肥(如、和其他含氮化合物(如、)。大自然可通过闪电释放的能量将空气中的转化为含氮化合物(如NO)。
12.下列含氮物质的转化属于氮的固定的是
A. B.
C. D.
13.氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
B.侯氏制碱法以、、、NaCl为原料先制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.自然固氮、人工固氮都是将转化为
14.工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。为了防止环境污染,宜采用的方法是
A.
B.
C.;
D.;
【答案】12.A 13.D 14.C
【解析】12.氮的固定是将游离态的转化为化合态氮的过程,
A.是游离态氮转化为化合态,属于氮的固定,A符合题意;
B.是化合态氮转化为游离态,不属于氮的固定,B不符合题意;
C.是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定,C不符合题意;
D.是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定,D不符合题意;
故选A。
13.A.多种形态的氮及其化合物间的转化(如→含氮化合物→)形成自然界“氮循环”,A不符合题意;
B.侯氏制碱法以、、、为原料,反应生成和,B不符合题意;
C.工业上经催化氧化()、氧化为、与水反应生成,C不符合题意;
D.自然固氮(如闪电使转化为)并非都转化为,D符合题意;
故选D。
14.A.反应生成(有毒气体),会污染环境,A不符合题意;
B.反应生成(有毒气体),会污染环境,B不符合题意;
C.先将氧化为,再与反应,无有毒气体生成,不会污染环境,C符合题意;
D.反应生成(有毒气体),会污染环境,D不符合题意;
故选C。
15.(2025高二上·江苏南京·学业考试)硝酸是重要的化工原料,工业上以氨为原料制硝酸,反应流程如下图所示:
(1)写出反应的离子方程式:___________。
(2)常温下,盛装制得的浓硝酸,可选择___________(填序号)作为罐体材料(可多选)。
A.铜 B.铁 C.铝
(3)现欲用15 mol/L 溶液配制480 mL、1mol/L 溶液时,要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、量筒外,还必须使用的玻璃仪器有___________。
【答案】(1) (2)BC (3)500 mL 容量瓶、胶头滴管
【详解】反应Ⅰ的方程式为:,反应Ⅱ的方程式为:,反应Ⅲ的方程式为:,反应产生的NO可以循环利用。
(1)由分析可知,反应Ⅲ的化学方程式:,硝酸为强电解质,可拆分为离子,故答案为;
(2)常温下,浓硝酸可以使铁、铝发生钝化,所以可以用铁质容器或铝制容器盛放浓硝酸,故答案为:BC;
(3)浓溶液稀释过程中,需要用到量筒量取一定量的浓硝酸,在烧杯中稀释,用玻璃棒搅拌,然后转移到容量瓶,因题目需要480 mL溶液,所以选择500 mL容量瓶,最后离刻度线2-3 cm时,改用胶头滴管定容,综上,缺少500 mL容量瓶和胶头滴管;
16.(2025高二下·河南·学业考试)基于物质类别和核心元素化合价的研究,为我们认识物质的性质和实现物质的转化提供了新思路。氮及其化合物的物质类别和元素价态关系如图所示。
请回答下列问题:
(1)图中物质为红棕色气体的是___________。从氮元素化合价的角度分析,___________(填“只有氧化性”“只有还原性”或“既有氧化性又有还原性”)。
(2)遇到时,会迅速反应生成晶体,实验现象是___________。
(3)利用可以将转化为和,反应的离子方程式为___________。
(4)图中的、、和都可以与其他物质反应直接转化为,反应的化学方程式为___________(写出一个即可)。
【答案】
(1)(或二氧化氮) 既有氧化性又有还原性
(2)出现白烟
(3)
(4)[或或
或等]
【详解】(1)氮的氧化物中,是红棕色气体;中为价,处于氮元素的中间价态,既可以升价也可以降价,因此既有氧化性又有还原性。
(2)与气体反应生成白色固体小颗粒,因此观察到产生白烟的现象。
(3)与浓硝酸反应生成硝酸铜、和水,反应的离子方程式为。
(4)题目要求从、 、 和 中任选一种物质,写出其转化为 的化学方程式,有以下例子:的催化氧化:; 的氧化:;与水反应: ;稀硝酸与铜反应:。
17.(2025高一下·福建·学业考试)为开展“氨的制取与性质”等学科实践,某实验小组用下图所示的一体化实验装置,在通风橱中进行实验。
(1)仪器a的名称是_______。
(2)要检查整套装置的气密性,操作是:打开K1和K2,关闭K3,用注射器向锥形瓶中压入空气。若观察到_______现象,说明整套装置气密性良好。
(3)若装置A注射器中是浓氨水,则锥形瓶中的固体是_______。
(4)为验证氨水显碱性,可向装置C烧杯的水中滴入_______。
(5)实验时,装置C中出现喷泉现象,说明氨气具有的性质是_______。
(6)若要用本装置进行的制备和性质实验:
①装置A注射器中是浓硫酸,锥形瓶中的固体是亚硫酸钠,两者反应的化学方程式为_______。
②装置B用于收集,需要对其进行的改进是_______。
③若要在装置C中也出现喷泉现象,烧杯中的水应换成_______溶液。
【答案】
(1)集气瓶
(2)装置C中导管口有气泡冒出,停止推入空气后,导管内形成一段稳定的水柱
(3)NaOH(或 CaO)
(4)酚酞溶液(或紫色石蕊溶液)
(5)氨气极易溶于水
(6)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 装置B的进气管改为长导管伸入集气瓶底部,出气管改为短导管 NaOH
【详解】(1)如图所示,仪器a的名称为集气瓶。
(2)打开K1、K2,关闭K3,向锥形瓶压入空气时,装置内压强增大,若装置C中导管口有气泡冒出,停止推入空气后,导管内形成一段稳定的水柱,则说明气密性良好。
(3)浓氨水与氢氧化钠固体(或氧化钙等)混合,固体溶解放热(或与水反应放热),使氨水挥发产生氨气,因此固体可以是NaOH(或 CaO)。
(4)氨水具有碱性,使用酚酞溶液(或紫色石蕊溶液),通过观察氨水是否变红(或变蓝),来验证氨水显碱性。
(5)氨气极易溶于水,氨气溶于水使装置内压强急剧减小,外界大气压将水压入使装置C中出现喷泉现象。
(6)①浓硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
②SO2密度比空气大,应采用向上排空气法收集,因此需将装置B的进气管改为长导管伸入集气瓶底部,出气管改为短导管,即长进短出;
③SO2是酸性气体,需与碱溶液(如 NaOH 溶液)反应,使装置内压强减小形成喷泉,因此可换成NaOH溶液(或其他可溶性的碱溶液)。
18.(2025高一下·吉林·学业考试)非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
ABCD
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是___________,检验D的稀溶液中主要阴离子的试剂是___________;
②在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收后会形成___________而污染环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。
①A的化学式为___________;
②写出C→D转化的化学方程式___________。
【答案】(1)H2SO4 稀盐酸和BaCl2溶液 酸雨
(2)N2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【详解】已知含氧酸D为强酸,若D为,则A为,B为,C为;若D为,则A为,B为,C为。
(1)①若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则A为,B为,C为,D为,所以D的化学式是;稀硫酸里的主要阴离子是,检验的方法是向待测液中滴入稀盐酸,无明显现象,再滴入溶液,生成白色沉淀,故检验D的稀溶液中主要阴离子的试剂是稀盐酸和溶液;
②由上述分析得,在工业生产中,气体的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染环境。
(2)①若A在常温下为气体,C是红棕色的气体,则A为,B为,C为,D为,所以A的化学式是;
②C→D是和水反应生成硝酸和,反应的化学方程式为:。
19.(2025高一下·湖南·学业考试)某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气,并探究氨气的性质。回答下列问题:
已知:制取氨的反应原理为。
(1)属于______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(2)该制取过程中,收集氨气的方法是______(填“A”或“B”)。
A.向上排空气法 B.向下排空气法
(3)下列不能用于干燥氨气的是______(填字母)。
A.无水氯化钙 B.浓硫酸 C.碱石灰
(4)氨是无色、有刺激性气味的气体,很容易液化。液氨汽化时要吸收大量的热。因此,液氨可用作______(填“催化剂”或“制冷剂”)。
(5)标准状况下,若想要收集到2.24L氨气,则试管中至少加入______固体(保留两位小数)。
【答案】(1)离子化合物 (2)B (3)AB (4)制冷剂 (5)5.35
【详解】(1)由铵根离子与氯离子构成,含离子键和共价键,属于离子化合物,故答案为:离子化合物;
(2)氨气的密度比空气小,极易溶于水,收集氨气采用方法是向下排空气法,故选B。
(3)氨气为碱性气体,干燥氨气所用试剂是碱性干燥剂碱石灰,无水氯化钙和浓硫酸均能与氨气反应,而不能干燥氨气,故答案为:AB;
(4)根据氨气的物理性质“液氨汽化时要吸收大量的热”可推知,液氨可用作制冷剂;
(5)标准状况下,2.24L氨气的物质的量为=0.1mol,涉及的反应方程式为:,则n()=n()=0.1mol,则m()=nM==5.35g。
20.(2025高一下·福建·学业考试)某研究性学习小组利用以下装置探究氯气和氨气之间的反应情况。其中A、F分别为氨气和氯气的制取发生装置,C为纯净干燥的氯气与干燥的氨气发生反应的装置。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________。
(2)检查装置A气密性的方法是:塞紧橡皮塞,关闭分液漏斗的活塞,将导管末端伸入盛水的烧杯中,微热烧瓶,导管口有___________,说明装置A气密性良好。
(3)用装置A制取氨气的化学方程式为___________。
(4)请为B处框内选择合适的装置及相应的试剂___________(选填字母)。
A.球形干燥管装碱石灰 B.洗气瓶装浓硫酸
C.球形干燥管装氧化钙 D.球形干燥管装
(5)装置E的作用是___________,装置D和E的位置___________(选填“能”或“不能”)调换。
(6)实验中可观察到装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一,请写出此反应的化学方程式:___________。若有1mol被氧化,则转移的电子数目为___________。
(7)氨气具有还原性,在加热条件下可与氧化铜反应生成两种单质和水,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(8)实验室也常用氯化铵和氢氧化钙共热反应制备氨气。若要生成标准状况下2.24 L,理论上参加反应的的质量是___________g。(的摩尔质量为)
【答案】
(1)分液漏斗
(2)气泡冒出,停止加热,导管末端形成一段水柱
(3)
(4)AC
(5)除去氯气中混有的HCl 不能
(6) 3
(7)3:2
(8)5. 35
【详解】由实验装置图可知,装置A中浓氨水与生石灰反应制备氨气;装置B中盛有的碱石灰或氧化钙用于干燥氨气;装置F中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气;装置E中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体;装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气;装置C中氨气与氯气反应生成氯化铵和氮气;导管G起到连接尾气处理装置,防止污染空气,同时并导出氮气的作用。
(1)由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗;
(2)由实验装置图可知,可以用液差法检查装置A气密性,具体操作为:塞紧橡皮塞,关闭分液漏斗的活塞,将导管末端伸入盛水的烧杯中,微热烧瓶,导管口有气泡冒出,停止加热,导管末端形成一段水柱,说明装置A气密性良好;
(3)由分析可知,装置A中发生的反应为氧化钙与浓氨水反应生成氨气和氢氧化钙,反应的化学方程式为:;
(4)由分析可知,装置B中盛有的碱石灰或氧化钙用于干燥氨气,氨气是碱性气体,能与浓硫酸、五氧化二磷反应,不能用于干燥氨气,故选AC;
(5)由分析可知,装置E中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,若颠倒两者的顺序,会使氯气中混有水蒸气,不能得到干燥纯净的氯气,所以装置D和E的位置不能调换;
(6)由题意可知,装置C中发生的反应为氨气与氯气反应生成氯化铵和氮气,反应的化学方程式为:,由方程式可知,反应时,氨分子中氮元素的化合价部分升高被氧化,氨分子表现碱性和还原性,2 mol氨气被氧化时,反应转移6 mol电子,则1 mol氨气被氧化时,反应转移电子数目为:1 mol×3×NA mol-1=3NA;
(7)由题意可知,氧化铜与氨气发生的反应为:2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O,反应中铜元素的化合价降低被还原,氧化铜是反应的氧化剂,氮元素的化合价升高被氧化,氨气是还原剂,则由方程式可知,反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2;
(8)实验室制备氨气的反应为氯化铵与氢氧化钙共热反应生成氯化钙、氨气和水,由氮原子个数守恒可知,生成标准状况下2.24 L,理论上参加反应的氯化铵的质量为:×53.5 g/mol=5.35 g。
考点梳理
【知识点1】氮气的性质及应用
1.氮元素存在形态及氮的固定
(1)氮元素在周期表中的位置及氮原子结构
氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族。氮原子结构示意图为,最外电子层有5个电子,既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
(2)氮元素在自然界中的存在形式
游离态
在自然界中,氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空气中(N2约占空气总体积的78%)
化合态
部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
(3)氮的固定
①将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
②氮的固定分为自然固氮(放电条件下氮气与氧气化合)、生物固氮(豆科植物的根瘤菌固氮)和人工固氮(工业上合成氨等)。
2.氮气
(1)物理性质:无色无味气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质
氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合,断开该化学键需要吸收较多能量,故氮气的化学性质很稳定,通常情况下难以与其他物质发生化学反应,无法被大多数生物体直接吸收。
①工业合成氨
N2+3H22NH3;
②氮气与氧气反应
N2+O22NO。
(3)氮气的用途
①工业上合成氨,制硝酸;
②在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;
③保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;
④医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;
⑤代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;
⑥高科技利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能;
【知识点2】NO和NO2
1、NO和NO2性质的比较
NO
NO2
物理性质
颜色
无色
红棕色
毒性
有毒(跟血红蛋白结合),大气污染物之一
有毒、有刺激性气味的气体、大气污染物之一
溶解性
不溶于水(排水法收集)
易溶于水(只能用向上排空气法收集)
化学性质
与O2反应
2NO+O2===2NO2
—
与H2O反应
—
3NO2+H2O===2HNO3+NO
对环境的影响
导致光化学烟雾和酸雨,破坏臭氧层
其他性质
①与氢氧化钠溶液的反应:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
②验证某无色气体为NO的方法是向该无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色。
实验室制法
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(只能用排水法收集)
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(只能用排空气法收集)
2.氮氧化物对环境的污染及防治
气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质,都是大气污染物,空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。
①光化学烟雾
NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾。
②酸雨
NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层
NO2可使平流层中的臭氧减少,导致地面紫外线辐射量增加。
④人体中毒
NO与血红蛋白结合使人中毒。
⑤水体污染
水体富营养化。
【知识点3】硝酸
1.物理性质:纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,与H2O以任意比互溶,打开盛浓硝酸的试剂瓶盖,有白雾产生(与浓盐酸相同)。
王水:是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物,能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
2.化学性质
(1)不稳定性
①见光或受热会分解:4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑,市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。
②浓硝酸的保存方法是保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中,置于冷暗处。
(2)强氧化性
HNO3中的+5价氮元素具有很强的得电子能力,硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。还原产物一般为:HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)→NO,很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2或NH4NO3。
【注意】NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性。
①与活泼金属反应:不生成H2,硝酸的浓度不同,还原产物不同。
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与不活泼金属反应:除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可以氧化所有的金属。
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O
③常温下,浓硝酸使Fe、Al钝化,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸。
④与非金属反应:硝酸只表现出氧化性。
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(3)酸性:属于强酸,溶于水完全电离HNO3===H++NO3-,具有酸的通性,能与碱、碱性氧化物、某些盐反应。稀硝酸使石蕊试液变红色,浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色(酸性和强氧化性)。
CaCO3+2HNO3(稀)===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O (若无稀盐酸可用稀硝酸代替室制CO2)
3.用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐、氮肥等。
4.硝酸的工业制法
①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO:4NH3+5O24NO+6H2O
②NO进一步氧化生成NO2:2NO+O2===2NO2
③用水吸收NO2生成HNO3:3NO2+H2O===2HNO3+NO
【知识点4】氨的性质与应用
1.氨的分子结构和物理性质
电子式及结构
密度
气味
水溶性
其他
空间构型为三角锥形
比空气
刺激性气味
极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。(防止倒吸)
易液化可用作制冷剂。
2.氨的化学性质
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。
(1)氨气与水的反应
NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨气溶于水得氨水,其中大部分NH3与水结合成一水合氨(NH3·H2O),NH3·H2O为弱电解质,只能部分电离成NH4+和OH-。
NH3·H2O为可溶性一元弱碱,易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O。
(2)氨气与酸的反应
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。化学方程式:HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3。(魔棒生烟)
(3)氨气与盐溶液的反应
现象
离子方程式
FeCl3溶液
生成红褐色沉淀
Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
AlCl3溶液
生成白色沉淀
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(4)氨气的还原性:NH3分子中氮元素的化合价为-3价,在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高,不能降低,因此氨具有还原性。
催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O (工业制硝酸的基础,也是工业上制NO的方法)
(5)氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热,故用作制冷剂。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
③氨也是有机合成工业中的常用原料(如:尿素、合成纤维、染料等)。
(6)氨气的喷泉实验
使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。
打开橡皮管上的弹簧夹,挤压滴管的胶头,则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉。
【知识点5】氨气的实验室制法
1、常规方法
2、简易方法
方法
化学方程式(或原理)
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的生成
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:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
【注意】
①通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸和无水氯化钙干燥(8NH3+CaCl2===CaCl2·8NH3)。
②吸收氨气时要注意防止倒吸,常用装置为:
【知识点6】铵盐及NH的检验
1、铵盐:由铵离子和酸根离子构成的盐,铵盐都是白色固体,绝大多数铵盐都易溶于水。
2、铵盐的化学性质
(1)不稳定性:铵盐受热易分解。
NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl(白色固体消失,在试管上方重新凝成白色固体)
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(2)与碱反应
NH+OH-NH3↑+H2O、NH+OH-===NH3·H2O
3、NH的检验:取少量待测溶液于试管中,再加入浓的NaOH溶液,加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生),则该溶液中存在NH。
【知识点7】氮及其化合物的相互转化
1.氮在自然界中的循环
2.含氮元素物质之间的转化关系
(1)歧化——同一物质中某元素的化合价在同一反应中既升高又降低。
如:3NO2+H2O===2HNO3+NO
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
(2)归中——不同物质中同一元素的不同化合价在同一反应中只靠拢。
如:6NO+4NH35N2+6H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
3.氮元素的“价类二维图”
氮元素有多种可变化合价,物质的种类较多,在复习时要从物质类别和价态变化理解这些物质之间的转化关系。
模拟预测
1.(2024高一下·广东·学业考试)可用于干燥的试剂是
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.活性炭 D.五氧化二磷
【答案】B
【详解】A.浓硫酸是酸性干燥剂,会与碱性气体NH3发生反应生成铵盐,A不符合题意;
B.碱石灰是碱性干燥剂,与NH3不反应且能有效吸水,B符合题意;
C.活性炭主要通过物理吸附作用去除杂质,但干燥能力较弱,通常不作为干燥剂使用,C不符合题意;
D.五氧化二磷是酸性干燥剂,会与NH3反应生成磷酸盐,D不符合题意;
故选B。
2.(24-25高一下·四川资阳·学业考试)下列物质,既不能用浓硫酸干燥,也不能用干燥的是
A. B.NO C. D.
【答案】D
【详解】A.H2S具有较强的还原性,会被浓硫酸氧化,因此不能用浓硫酸干燥;但H2S与中性干燥剂CaCl2不反应,可用CaCl2干燥,A项不符合题意;
B.NO常温下与浓硫酸和CaCl2均不反应,两者均可用于干燥,B项不符合题意;
C.CH4为中性气体,与浓硫酸和CaCl2均不反应,两者均可用于干燥,C项不符合题意;
D.NH3为碱性气体,会与浓硫酸发生反应,且可与CaCl2生成络合物(如CaCl2·8NH3),因此两者均不能干燥NH3,D项符合题意;
答案选D。
3.(2025高一下·辽宁鞍山·学业考试)化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是
A.、、都是大气污染物,在空气中都能稳定存在
B.化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C.、都会导致酸雨的形成
D.大气中含量的增加会导致温室效应加剧
【答案】D
【详解】A.、、均为大气污染物,但在空气中易与反应生成,不能稳定存在,A错误;
B.化石燃料完全燃烧仍可能释放等污染物,导致大气污染,B错误;
C.不会直接导致酸雨(酸雨主要由和引起),C错误;
D.是温室气体,其含量增加会加剧温室效应,D正确;
故答案选D。
4.(2025高二上·吉林·学业考试)下列气体中,极易溶于水的是
A. B.CO C. D.
【答案】A
【详解】氨气(NH3)溶解度极高(1体积水可溶解700体积氨气),属于极易溶于水的气体,而一氧化碳(CO)、氢气(H2)和氧气(O2)均难溶于水,故答案选A。
5.(2025高二上·江苏南通·学业考试)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Na具有强还原性,可用于冶炼金属钛 B.NaOH具有强碱性,可用作干燥剂
C.氮气难溶于水,可用于合成氨 D.硝酸见光易分解,可用于制氮肥
【答案】A
【详解】A.钠的强还原性使其能从钛的化合物(如TiCl4)中置换出钛,该用途与还原性直接对应,A正确;
B.NaOH作干燥剂是利用其吸水性(物理性质),而非强碱性(化学性质),对应关系不成立,B错误;
C.合成氨为氮气发生的化学变化,难溶于水与此无关,C错误;
D.硝酸含氮元素,可以制氮肥,与见光分解无关,D错误;
故选A。
6.(2025高一下·云南·学业考试)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.c溶于水可得d和b
B.a既可被氧化,也可被还原
C.将足量铜丝插入d的浓溶液只产生c气体
D.自然界可存在a→b→c→d→e的转化
【答案】C
【详解】根据图示,a为0价且为单质,则a为氮气;b为+2价、c为+4价且都为氧化物,则b为NO、c为二氧化氮(或四氧化二氮);d为+5价且为酸,则d为硝酸;e为+5价且为盐,则e为硝酸盐
A.二氧化氮和水生成硝酸和NO,A正确;
B.氮气中氮化合价为0,可被氧化为NO等,也可被还原为氨气,B正确;
C.足量铜丝插入浓硝酸溶液,开始反应生成二氧化氮,随着反应进行,硝酸浓度逐渐降低,反应生成NO,C错误;
D.自然界中放电条件下氮气可以和氧气生成NO,NO和氧气转化为二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,硝酸和矿物质转化为硝酸盐,D正确;
故选C。
7.(2024高一下·广东·学业考试)某气体制备装置的示意图如下图所示。
该装置适合于
A.浓硫酸与反应制 B.稀硝酸与反应制
C.浓盐酸与反应制 D.稀盐酸与反应制
【答案】D
【详解】该装置应是固体和液体或液体和液体在常温下反应制备气体的装置,且生成的气体能用向上排空气法收集。据此回答。
A.铜和浓硫酸反应需要加热才能发生,故A错误;
B.稀硝酸与铜反应不需加热,可用来制备NO,但NO不能用排空气法收集,故B错误;
C.浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气需要加热,故C错误;
D.稀盐酸与常温下反应生成,且密度比空气大,能用向上排空气法收集,故D正确;
故选D。
8.(2024高一下·海南·学业考试)我国南海有丰富的油气资源。油轮在转运原油时,常向储油舱通入保护气以防止石油蒸气爆炸,该保护气可能是
A.H2 B.O2 C.N2 D.CH4
【答案】C
【详解】A.H2为易燃气体,不能作保护气,故A不选;
B.O2能助燃,不能作保护气,故B不选;
C.N2性质稳定,不易反应,可以作保护气,故C选;
D.CH4为易燃气体,不能作保护气,故D不选;
答案选C。
9.(25-26高一·江苏·学业考试复习卷)实验室可用下图所示的装置制备少量氨气,下列说法不正确的是
A.实验前需检查装置的气密性
B.大试管中所装药品为NH4Cl固体
C.可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气是否收集满
D.用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近棉花处,能观察到有大量白烟生成
【答案】B
【详解】A.制备任何气体时均要检查装置的气密性,A正确;
B.NH4Cl和Ca(OH)2在加热条件下反应生成NH3,NH4Cl固体受热分解生成NH3与HCl,NH3与HCl遇冷又生成NH4Cl,B错误;
C.NH3是一种碱性气体,可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C正确;
D.浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl遇NH3反应生成NH4Cl固体,产生白烟,D正确;
故选B。
10.(2025高二上·贵州·学业考试)下列关于几种常见元素及其化合物的说法不正确的是
A.向滴有酚酞的水中加入金属钠,所得溶液呈红色
B.和都不能与水或二氧化碳反应
C.实验室常利用铵盐与强碱反应产生氨的性质来制取氨
D.氮气既可作氧化剂又可作还原剂
【答案】B
【详解】A.向滴有酚酞的水中加入金属钠,钠与水反应生成氢氧化钠(),溶液呈碱性,酚酞遇碱变红,A正确;
B.能与水反应生成,与反应生成;能与水反应生成和,与反应生成和,因此两者都能与水或二氧化碳反应,B错误;
C.实验室常用铵盐(如)与强碱(如氢氧化钙)加热反应制取氨气(),C正确;
D.氮气()在反应中可被还原(如与反应生成,作氧化剂),也可被氧化(如与反应生成,作还原剂),D正确;
故答案选B。
11.(2025高二上·江苏泰州·学业考试)下列有关物质用途的说法不正确的是
A.液氨可用作制冷剂 B.二氧化硫可用于漂白纸浆
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多 D.氧化铁可用作红色颜料
【答案】C
【详解】A.液氨汽化时吸收大量热量,使环境温度降低,液氨可用作制冷剂,A正确;
B.二氧化硫能与有色物质结合生成不稳定的无色化合物,用于漂白纸浆、草帽,B正确;
C.碳酸钠碱性过强,直接服用会损伤胃黏膜;治疗胃酸过多通常使用碱性较弱的碳酸氢钠,C错误;
D.氧化铁俗称铁红,颜色鲜艳且稳定,广泛用于油漆、涂料等作红色颜料,D正确;
故选C。
12.(2025高一下·广东·学业考试)科研人员实现了温和条件下光催化合成,其原理如图所示。该过程
A.属于自然固氮 B.只有极性键的断裂
C.未发生氧化还原反应 D.加快了的生成速率
【答案】D
【详解】A.科研人员实现了温和条件下光催化合成,属于人工固氮,故A错误;
B.氮氮三键、氢氢键均为非极性键,反应时非极性键断裂,故B错误;
C.氮气和氢气反应生成氨气,N、H元素化合价改变,属于氧化还原反应,故C错误;
D.是合成的催化剂,加快了的生成速率,故D正确;
选D。
13.(2025高一下·广东·学业考试)用如图所示装置模仿工业制硝酸。向注射器中充入,吸入水,振荡;再吸入空气,振荡。该过程中,注射器内
A.只发生化合反应 B.吸入水后,气体体积明显减小
C.吸入空气后,气体颜色发生变化 D.所得溶液既有氧化性又有还原性
【答案】C
【详解】NO是无色气体、NO2是红棕色气体。向注射器中充入,吸入水,振荡,NO难溶于水,无现象;再吸入空气,振荡,发生反应2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,气体先变红后变为无色。
A.发生反应2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,3NO2+H2O=2HNO3+NO不是化合反应,故A错误;
B.NO难溶于水,吸入水后,气体体积不变,故B错误;
C.吸入空气后,发生反应2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,气体先变红后变为无色,故C正确;
D.所得溶液为硝酸,硝酸是强氧化性酸,故D错误;
选C。
14.(2024高二上·贵州·学业考试)下列关于氮及其化合物叙述不正确的是
A.N2是一种对环境友好的无色气体
B.NO2大量排放在空气中不会形成酸雨
C.HNO3既有强酸性又有强氧化性
D.绝大多数铵盐易溶于水
【答案】B
【详解】A.N2中存在氮氮三键,氮气化学性质稳定,对环境无害且为无色气体,故A正确;
B.二氧化氮与水反应生成硝酸,大量排放会导致酸雨,故B错误;
C.硝酸具有强酸性和强氧化性,故C正确;
D.铵盐中含有铵根离子,绝大多数铵盐易溶于水,故D正确;
选B。
15.(2025高一下·甘肃·学业考试)A、B、C、D、E均含元素,其转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)上述转化过程中属于氮的固定的是___________(填标号)。
(2)实验室中收集C的方法为___________;D的颜色为___________。
(3)④的化学方程式为___________。
(4)⑥中体现的性质有___________(填标号)
A.氧化性 B.还原性 C.酸性
【答案】
(1)①⑤
(2)排水法 红棕色
(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(4)AC
【详解】根据题中流程,A、B、C、D、E均含元素,A为N2,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3,以此分析该题。
(1)氮的固定是游离态的氮转化成化合态,属于氮的固定的反应有①⑤;
(2)NO易与空气反应,不溶于水,实验室中收集NO的方法为排水法;D为NO2,红棕色气体;
(3)④的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)⑥的反应方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,体现的性质有酸性和氧化性。
16.(2025高二下·陕西·学业考试)氨是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组进行了氨气的制取和性质探究实验。
(1)上图是实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制取氨气的装置,该反应的化学方程式为_____;
(2)球形干燥管中盛放的干燥剂是_____(填“无水氯化钙”或“碱石灰”);
(3)收集氨气应选择_____排空气法(填“向上”或“向下”);
(4)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变_____色,证明氨气的水溶液显_____(填“酸”、“碱”或“中”)性;
(5)为防止环境污染,从下图中选择合适的尾气处理装置并说明原因_____。
【答案】
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)碱石灰
(3)向下
(4)蓝 碱
(5)B,氨气极易溶于水,B装置可以防止倒吸
【详解】(1)氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)氨气为碱性气体,且氨气可以与无水氯化钙发生反应,应选择碱性干燥剂碱石灰干燥;
(3)氨气密度小于空气,应采用向下排气法收集;
(4)氨气与水反应产生NH3·H2O,NH3·H2O能电离产生OH-,使溶液显碱性,因此能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;该现象证明氨气的水溶液显碱性;
(5)氨气极易溶于水,可用水吸收氨气,但是应该注意防止倒吸,应选择连接倒扣漏斗的B装置。
17.(25-26高三上·云南·学业考试模拟卷)氨是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组进行了氨气的制取和性质探究实验。
(1)上图是实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制取氨气的装置,该反应的化学方程式为___________;
(2)球形干燥管中盛放的干燥剂是___________(填“无水氯化钙”或“碱石灰”);
(3)收集氨气应选择___________排空气法(填“向上”或“向下”);
(4)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变___________色,证明氨气的水溶液显___________(填“酸”、“碱”或“中”)性;
(5)为防止环境污染,尾气处理装置应选择下图中的___________ ,说明原因___________。
【答案】
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)碱石灰
(3)向下
(4)蓝 碱
(5)B 氨气极易溶于水,B装置可以防止倒吸
【详解】实验室用氯化铵与氢氧化钙加热制氨气,原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,氨气经干燥管干燥,据此分析;
(1)氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)氨气为碱性气体,且氨气可以与无水氯化钙发生反应,应选择碱性干燥剂碱石灰干燥;
(3)氨气密度小于空气,应采用向下排气法收集;
(4)氨气与水反应产生NH3·H2O,NH3·H2O能电离产生OH-,使溶液显碱性,因此能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;该现象证明氨气的水溶液显碱性;
(5)氨气极易溶于水,可用水吸收氨气,但是应该注意防止倒吸,应选择连接倒扣漏斗的B装置。
18.(2025高一下·浙江杭州·学业考试)某化学实验小组同学利用以下实验装置制备氨气,并探究氨气的性质(部分仪器已略去)。请回答:
(1)实验室制备氨气的化学方程式为___________。
(2)用装置收集氨气时,应选择氨气的进气口是___________(选填“”或“”)。
(3)打开装置中的止水夹,观察到烧瓶内产生了红色喷泉,请用方程式表示原因:___________。
(4)为防止环境污染,以下装置(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)
(2)
(3)
(4)②④
【详解】实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气;氨气密度小于空气,用向下排空气法收集氨气;氨气易溶于水,氨气的水溶液呈碱性。
(1)实验室在加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备氨气,反应的化学方程式为。
(2)氨气密度小于空气,用向下排空气法收集氨气,用装置收集氨气时,应选择氨气的进气口是a。
(3)氨气易溶于水,氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子,溶液呈碱性,所以打开装置中的止水夹,观察到烧瓶内产生了红色喷泉。
(4)①装置为密闭装置,氨气不容易进入瓶中,不利于氨气的吸收,故不选①;③装置导气管直接插入水中,易产生倒吸,故不选③;②④都具有防倒吸功能,可以用来吸收氨气,故选②④;
19.(2025高一下·黑龙江·学业考试)氮及其化合物与人类生活、生产密切相关。请回答下列问题:
(1)将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列属于人工固氮的是___________(填写字母)。
A.豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨 B.工业上利用氮气与氢气合成氨
(2)浓硝酸与铜反应的实验如下图所示。实验过程中观察到反应剧烈,铜丝变细,溶液变绿,试管上方出现红棕色气体。烧杯中为___________溶液(选填“NaOH”或“”),用于吸收。
(3)汽车尾气中含多种污染物,在汽车上安装催化装置,使尾气中的、转化为无污染的物质。该反应的化学方程式为:___________。
___________
(4)实验室常用如图所示装置制取并收集氨。
①氨极易溶于水,密度比空气小。实验室用___________(选填“向下排空气法”或“排水法”)收集氨。
②氨水显弱碱性,能使酚酞溶液变___________(选填“红”或“蓝”)。
③向某溶液中加入NaOH溶液并加热,生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明该溶液中存在___________(选填“”或“”)。
④如图所示装置还可用于制备___________(选填“”或“”)。
【答案】
(1)B
(2)NaOH
(3)
(4)向下排空气法 红 NH O2
【详解】(1)人工固氮是通过化学方法将氮气转化为可利用含氮化合物的过程;利用豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨,属于自然固氮(生物固氮),工业上利用氮气与氢气合成氨属于人工固氮,故选B;
(2)NaOH可以与NO2发生反应,而Na2SO4不能与NO2反应,因此烧杯中为NaOH溶液,用于吸收NO2;
(3)根据原子守恒,配平该反应的化学方程式为;
(4)①氨极易溶于水,不能用排水法收集,氨密度比空气小,因此采用向下排空气法收集;
②酚酞遇碱变红,氨水显弱碱性,能使酚酞溶液变红;
③与浓碱在加热时会放出,与湿润的红色石蕊试纸生成显碱性,使试纸变蓝,因此说明该溶液中存在;
④如图所示装置为固-固加热型装置,实验室可用加热分解高锰酸钾固体的方法制备;而实验室制备必须要用到浓盐酸,因此不能使用该装置。
20.(25-26高一下·福建泉州·学业考试)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图所示是氮元素的部分化合物的“价一类”二维图,根据图示回答下列问题:
(1)下列含氮物质的性质与用途具有对应关系的是_____。
A.氮气性质稳定,可用于合成氨
B.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
C.氨水显弱碱性,可用作化肥
D.浓硝酸有强氧化性,可用于制备硝酸铵
(2)关于硝酸的说法正确的是_____。
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物
B.冷的稀硝酸可以保存在铝、铁制成的容器中
C.浓硝酸久置会变黄是因为硝酸分解产生的NO2溶于其中
D.硝酸与铜的反应中,硝酸只表现氧化性
(3)下列反应属于氮的固定的是_____。
A.NO和O2生成NO2 B.空气在雷电作用下产生NO
C.铜与浓硝酸反应产生NO2 D.NH4Cl与Ca(OH)2反应生成NH3
(4)下列关于N2的叙述正确的是_____。
A.N2在空气中约占空气总质量的 B.将氨气转化为NO属于氮的固定
C.氮气是一种无色无味的有毒气体 D.在化学反应中,氮气既可作还原剂又可作氧化剂
(5)下列关于自然界中氮循环的说法错误的是_____。
A.氮肥的有效成分均为铵盐
B.雷电作用下的固氮过程中氮元素被氧化
C.人工固氮主要是通过控制条件将氮气转化为含氮化合物
D.动物排泄物中的含氮化合物被细菌分解进入大气
(6)下列关于一氧化氮的叙述不正确的是_____。
A.一氧化氮是一种无色的气体
B.常温常压下,一氧化氮能与空气中的氧气直接化合
C.NO为酸性氧化物
D.一氧化氮不溶于水,能用排水法收
【答案】(1)B (2)C (3)B (4)D (5)A (6)C
【详解】(1)A.氮气性质稳定与其可用于合成氨无对应关系,A 错误;
B.液氨汽化时吸收大量的热,致使周围环境温度降低,因此可用作制冷剂,B正确;
C.植物生长需要氮元素,氨水显弱碱性与其可用作化肥无对应关系,C错误;
D.硝酸与氨气反应生成硝酸铵,与浓硝酸有强氧化性无对应关系,D错误;
答案选B;
(2)A.酸性氧化物与碱反应只能生成一种盐和水,二氧化氮与NaOH反应生成NaNO2、NaNO3和水,生成了两种盐,所以二氧化氮不是酸性氧化物,A错误;
B.稀硝酸具有强氧化性,能与铝、铁反应,所以冷的稀硝酸不能保存在铝、铁制成的容器中,B错误;
C.浓硝酸具有不稳定性,久置易分解生成二氧化氮、氧气和水,分解生成的二氧化氮溶于浓硝酸会使溶液变为黄色,C正确;
D.铜与硝酸反应时,氮元素的化合价部分降低被还原,部分不变成Cu(NO3)2,硝酸表现酸性和氧化性,D错误;
答案选C;
(3)游离态的氮转化为化合态的氮的过程是氮的固定。
A.NO转化为NO2,是化合态氮转化为化合态氮,不属于氮的固定,A错误;
B.空气中的氮气在放电条件下与氧气化合生成NO,属于氮的固定,B正确;
C.浓硝酸转化为NO2,是化合态氮转化为化合态氮,不属于氮的固定,C错误;
D.NH4Cl转化为NH3,是化合态氮转化为化合态氮,不属于氮的固定,D错误;
答案选B;
(4)A.N2在空气中约占空气总体积的,A错误;
B.NH3和NO均为氮的化合物,二者间的转化不是氮的固定,B错误;
C.氮气是一种无色无味的无毒气体,C错误;
D.N2中N元素的化合价处于中间价态,既可以升高,又可以降低,故N2既可作氧化剂又可作还原剂,D正确;
答案选D;
(5)A.氮肥可以是铵盐、硝酸盐、尿素等,A符合题意;
B.雷电作用下的固氮过程中氮气被氧气氧化为NO,氮元素的化合价升高,被氧化,B不符合题意;
C.人工固氮主要是通过控制条件将氮气转化为含氮化合物,C不符合题意;
D.动物排泄物中的硝酸盐等可被细菌分解,转化为氮气进入大气,D不符合题意;
答案选A;
(6)A.NO是无色气体,A正确;
B.常温常压下,NO极易与O2发生化合反应,化学方程式为2NO+O2=2NO2,B正确;
C.酸性氧化物是指与碱反应只生成一种盐和水的氧化物,NO不与碱反应,故NO不属于酸性氧化物,C错误;
D.一氧化氮不溶于水,能用排水法收集,D正确;
答案选C。
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