第18讲 氨、铵盐、氮及其化合物转化、联氨(真题+考点+模拟)-备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义(全国通用)
2026-09-03
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摘要:
该高中化学高考复习讲义围绕氨、铵盐、氮及其化合物转化、联氨等核心考点,按“结构-性质-制备-转化”逻辑构建知识体系。通过真题分析明确考向,考点精讲夯实基础,分层模练巩固落实,助力学生系统突破元素化合物难点。
资料以价类二维图整合氮元素转化关系,培养化学观念,结合喷泉实验、实验室制氨等探究活动提升科学探究与实践能力。设置17道真题和18道分层模题,配合例题解析,帮助学生高效掌握解题方法,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实
备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义(全国通用)
第18讲 氨、铵盐、氮及其化合物转化、联氨
第一部分 以【真题】明方向
选择题: 16 题
非选择题: 1 题
第二部分 以【精讲】建体系
【考点1】氨+3道例题
【考点2】铵盐及氨的实验室制法+3道例题
【考点3】氮及其化合物的相互转化+3道例题
【考点4】N2H4的结构与性质+3道例题
第三部分 以【模练】促落实
选择题: 14 题
非选择题: 4 题
第一部分 以【真题】明方向
1.(2026·浙江·高考真题)下列对有关实验现象的预测、不正确的是
A.溶液中滴加溶液,会立即产生红褐色沉淀
B.灼热粉末上滴加足量乙醇,黑色粉末会变成紫红色
C.苯酚与水形成的浊液中滴加足量溶液,浊液会变澄清
D.氨遇到氯化氢时,会产生白烟
2.(2026·北京·高考真题)下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
和浓硫酸
常温
固体
加热
银氨溶液
溶液和氨水
常温
固体和稀盐酸
加热
A.A B.B C.C D.D
3.(2026·北京·高考真题)下列实验用品的使用不规范的是
A.用氨进行喷泉实验时,将圆底烧瓶干燥后,再收集氨气
B.在滴定实验中,将滴定管洗净后,再用待盛溶液润洗
C.在乙醇制乙烯的实验中,将温度计插入反应混合液中,再加热
D.测溶液的时,将试纸用蒸馏水润湿后,再进行测量
4.(2026·重庆·高考真题)氯化钇()是制备某特种合金的前驱体。为实现资源的有效利用,制备时,生成的可用于制备硝酸,其实验装置如图所示。
反应1
反应2
下列叙述错误的是
A.a中可填充碱石灰 B.b中气体变为无色时反应2已结束
C.c中盛水可得到硝酸 D.反应结束时先停止通气后停止加热
5.(2026·浙江·高考真题)下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.水溶液呈酸性
C.实验室用于制 D.HCl和反应制
6.(2026·广西·高考真题)下列有关氮的转化(如图)说法正确的是
A.雷电可使转化为NO
B.工业合成氨属于自然固氮
C.氮转化过程中N均被氧化
D.生产至少需
7、.(2025·湖北,8)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
8.(2025·天津·高考真题)下列叙述和反应方程式相对应且正确的是
A.实验室制备氨气:
B.与盐酸反应:
C.常温下,将氯气通入溶液中:
D.氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:(稀)
9.(2025·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系正确的是
A.金刚石硬度大,可用于制作切削刀具
B.氧化铝具有两性,可用于制作坩埚
C.熔点高,可用于生产光导纤维
D.氨气有还原性,可用于生产铵态氮肥
10.(2025·湖南·高考真题)只用一种试剂,将四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
11.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
12.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项
气体
试剂
A
饱和溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体熟石灰
D
石灰石+稀盐酸
A.A B.B C.C D.D
13.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
14、(2023·广东,4)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥NH3
C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH3
15、下列判断不正确的是
A.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O[2023·江苏,8D]
B.NH3通入滴有酚酞溶液的水中,溶液变红,说明氨水显碱性[2023·河北,9D]
C.用C图装置,验证NH3易溶于水且溶液呈碱性[2023·北京,8C]
D.用D图装置,制取NH3[2023·重庆,5A]
16、(2020·北京,14)某同学进行如下实验:
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
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
17、[2022·海南,17(1)(3)(4)(5)]磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备HPO4,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。回答问题:
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为 。
(3)装置中活塞K2的作用为 。
实验过程中,当出现 现象时,应及时关闭K1,打开K2。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通NH3,即可制得HPO4溶液。若继续通入NH3,当pH>10.0时,溶液中OH-、 和 (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用 作指示剂,当溶液颜色由 变为______________时,停止通NH3。
第二部分 以【精讲】建体系
【考点1】氨
1、氨的结构特征
氨气的电子式为,结构式为,NH3分子中氮原子为sp3杂化,NH3分子的空间结构为三角锥形,球棍模型为。氨气分子中氮原子上有一个孤电子对,所以氨气分子常作为配合物的配体。氨气是极性分子,属分子晶体。
2、氨的物理性质
无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,易液化,液氨可作制冷剂,极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。氨气溶于水时,需防止倒吸现象的发生。
NH3极易溶于水的原因:NH3、H2O均为极性分子,NH3与H2O之间可形成分子间氢键,并且NH3和H2O反应。
3、氨的化学性质
(1)NH3与水的反应:
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+H2ONH3·H2ONH+OH-
NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3。
NH3·H2O易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O
氨水的保存方法:氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水,通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
①氨气的喷泉实验
实验过程
在干燥的圆底烧瓶里充满,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶,观察并描述现象。
实验装置
实验现象
烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成美丽的喷泉,液体几乎充满整个烧瓶,溶液显红色。
实验结论
氨易溶于水,水溶液呈碱性。
②液氨与氨水的比较
液氨
氨水
物质成分
纯净物(非电解质)
混合物(NH3·H2O为弱电解质)
粒子种类
NH3分子
NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH-、H+
主要性质
不具有碱性
具有碱的通性
存在条件
常温常压下不能存在
在常温常压下可存在
(2)NH3与酸(盐酸、硝酸、硫酸等)反应,生成铵盐
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。化学方程式:
HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3(魔棒生烟)
②与硫酸反应:2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸没有挥发性,不能形成白烟,不能用浓硫酸干燥氨气)
③与CO2、SO2等酸性氧化物反应:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O===(NH4)2CO3
(3)与盐溶液反应
①过量氨水与FeCl3溶液反应:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
②过量氨水与AlCl3溶液反应:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(4)NH3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。
①氨的催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O (工业制硝酸的基础,也是工业上制NO的方法)
②与纯氧反应:4NH3+3O2(纯氧)2N2+6H2O (黄绿色火焰)
③与CuO反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一)
④氨气与氯气反应
氨气与少量的氯气反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
氨气与足量的氯气反应:2NH3 + 3Cl2 ===N2 + 6HCl
⑤氨气还原氮的氧化物(如NO2、NO):
8NH3+6NO27N2+12H2O
4NH3+6NO5N2+6H2O
(5)较强的配位能力
①Cu(OH)2溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
②向AgNO3溶液中逐滴滴加稀氨水至过量:
Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
4、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)。
【例题1】清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出:“鼻冲水,……贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气,即遍身麻颤出汗而愈,虚弱者忌之。宜外用,勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是
A.鼻冲水是弱电解质
B.鼻冲水滴入酚酞溶液中,溶液变红色
C.鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D.存在平衡:NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬N+OH-
【例题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,片刻后打开弹簧夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开弹簧夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开弹簧夹
D.在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
【例题3】依据信息完成下列反应的化学方程式。
(1)工业上常用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏,Cl2能将NH3氧化为N2,同时产生白烟。用化学方程式解释检验原理: 。
(2)NH3催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示:
若催化剂表面参与反应的NO和NO2物质的量之比为1∶1,则总反应的化学方程式为
,生成1 mol的氧化产物转移电子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【考点2】铵盐及氨的实验室制法
一、铵盐
1、物理性质:铵盐大多数是白色固体,绝大多数易溶于水。
2、化学性质
(1)热不稳定性:铵盐受热易分解,但不一定都有NH3生成。
①在试管中加热氯化铵固体,观察到的现象是氯化铵白色固体消失,在试管上方重新凝成白色固体。反应的化学方程式:
NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl
②NH4HCO3固体受热分解:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
③(NH4)2CO3固体受热分解:(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O
④NH4NO3、(NH4)2SO43固体受热分解产物复杂:
NH4NO3N2O↑+2H2O,2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O
(2)与碱反应
若是铵盐溶液与碱溶液共热,或铵盐溶液与浓碱溶液写成NH3↑+H2O
NH+OH-NH3↑+H2O
若是反应物为稀溶液且不加热时或无特殊说明写NH3·H2O
NH+OH-===NH3·H2O
3、N的检验步骤
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。
二、氨的实验室制法
(1)加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物制取氨气,简易装置示意图如图。
原理
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
发生装置
“固+固气”型,
与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同
净化装置
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)。
收集装置
NH3极易溶于水,密度比空气小,只能用向下排空气法收集。
收集NH3时所用的仪器必须干燥,导气管要插入管底。试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,使收集的气体纯净,同时也可避免污染空气。
尾气处理
多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸,常采用的装置如图所示:
验满方法
①方法一:用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,说明已经收集满。
②方法二:用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成,说明已经收集满。
【易错提醒】
①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替,但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应,发生危险。而NH4HCO3极易分解产生CO2,使生成的中混有较多CO2杂质。
②消石灰不能用KOH或NaOH代替,原因是:NaOH、KOH易吸水、易结块,不利于生成的NH3逸出,而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管。
(2)用浓氨水制备氨气
方法
化学方程式(或原理)
气体发
生装置
加热浓氨水
NH3·H2OH2O+NH3↑
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的放出
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
三、氨的工业制法:N2+3H22NH3
【例题1】下列检验N的方法正确的是
A.加水溶解,再用红色石蕊试纸检测其溶液
B.加入氢氧化钠溶液,加热试管,并用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口上方
C.加热试管,并用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口上方
D.加入氢氧化钠溶液,再滴入酚酞溶液
【例题2】用如图装置(夹持装置已略去)进行NH3制备及性质实验。下列说法不正确的是
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.丙中的CCl4能防止倒吸
D.丁也可以用于制备氨气
【例题3】探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.将集满氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水
B.常温下,将pH=11的氨水稀释1 000倍,测得pH>8,说明NH3·H2O为弱碱
C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3受热不稳定
D.将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量红棕色气体,说明氨气的氧化产物为NO2
【考点3】氮及其化合物的相互转化
1.氮元素的价类二维图及转化关系
图中序号对应的化学方程式:
①N2+O22NO;
②4NH3+5O24NO+6H2O;
③3NO2+H2O===2HNO3+NO;
④3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
⑤Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
⑥NH3+HCl===NH4Cl;
⑦2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
⑧CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O;
⑨N2+3H22NH3;
⑩8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2。
2.氮及其重要化合物之间的转化关系
(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.常见的符合ABCD的转化关系
钠元素
NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素
CCOCO2H2CO3
硫元素
①H2SSO2SO3H2SO4
②SSO2SO3H2SO4
氮元素
①N2NONO2HNO3
②NH3NONO2HNO3
4.氮在自然界中的循环
【例题1】合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如下,下列说法不正确的是
A.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素 B.甲、乙、丙在反应中均作还原剂
C.反应Ⅳ的另一种产物可循环使用 D.反应Ⅴ中N元素化合价未发生改变
【例题2】(NH4)2SO4是一种常见的化肥,某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.通入NH3和CO2的顺序可以互换
B.操作2为将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤,可得(NH4)2SO4
C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2++2NH3+CO2+H2O===CaCO3↓+2N
D.通入的NH3和CO2均应过量,且工艺流程中CO2可循环利用
【例题3】氨氮废水是造成河流湖泊富营养化的主要原因,处理氨氮废水(主要以N和NH3·H2O的形式存在)的主要流程如图所示:
下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ降低氮元素浓度的方法:加入NaOH溶液,调节pH为碱性,升高温度,再通入空气,赶出氨气
B.过程Ⅱ是在碱性条件下通入氧气实现:N→N转化,N被氧化为N ,总反应的离子方程式:N+2O2N +H2O+2H+
C.过程Ⅲ中甲醇的作用是作还原剂,将N还原为N2
D.过程Ⅲ的转化过程为N→N2,每生成1 mol N2转移10 mol电子
【考点4】N2H4的结构与性质
1.物理性质:无水N2H4为无色发烟液体,并有微弱氨的气味。
2.化学性质
(1)不稳定性:N2H4稳定性比NH3小,受热即发生爆炸性分解,生成N2、NH3和H2。
(2)还原性:N的化合价为-2,具有强还原性,能被氧气、H2O2等氧化。
①与氧气反应:N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622 kJ·mol-1,N2H4的主要用途是作导弹、宇宙飞船飞行的火箭燃料。
②与H2O2反应:N2H4+2H2O2N2+4H2O
(3)弱碱性性:N2H4的水溶液呈弱碱性,其强度比氨水弱。
①电离分两步进行:N2H4+H2ON2H+OH-、N2H+H2ON2H+OH-
②与H2SO4反应:
2N2H4+H2SO4===(N2H5)2SO4、 N2H4+H2SO4(过量)===N2H6(HSO4)2 (酸式盐)
【例题1】NH3可用于生产铵盐、硝酸等。N2H4与(CH3)2NNH2都可用作火箭的燃料。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.NH3极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.(CH3)2NNH2具有还原性,可用作火箭的燃料
C.NH4NO3易分解,可用作化肥
D.N2H4共价键数目大于NH3,NH3(g)的热稳定性比N2H4(g)的高
【例题2】氨气的用途非常广泛,以下是氨气的部分转化关系。
(1)氨气遇到强还原剂,也可表现为氧化性,写出上述转化关系中体现氨气氧化性的化学方程式: 。
(2)氧化炉中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)氨气与氧化铜反应后的混合气体中有N2,写出生成N2的化学方程式: 。
(4)写出上述转化中生成N2H4的化学方程式: 。
【例题3】联氨(N2H4,又称肼,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。
(1)联氨的电子式为 ,其中氮的化合价为 。
(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似。写出联氨的第一步电离方程式:
,联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
(3)从分子结构角度分析,N2H4不如氨气稳定的原因是 。
N2H4具有很强的还原性,已知N2H4可与NaClO反应产生大量氮气,请写出相关反应的化学方程式: 。
(4)已知2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.9 kJ·mol-1,分析联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因: 。
第三部分 以【模练】促落实
1.部分含N物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是
A.b→a和b→c的转化过程均属于氮的固定
B.工业上制硝酸的转化路径为a→c→d→e
C.d与水反应生成e,则d是酸性氧化物
D.f是农业上常用的化肥,使用时需低温保存,深施盖土
2、已知NH4Cl与PH4I的性质相似,则对PH4I性质的推测不正确的是
A.含有离子键和共价键
B.能与NaOH溶液反应
C.与NH4Cl受热分解产物的种类完全一样
D.能与溴水反应
3、下列离子方程式书写正确的是
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:N+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===N+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O===2N+Fe(OH)2↓
4、实验室采用如图装置制取氨气,正确的是
A
B
C
D
生成NH3
干燥NH3
收集NH3并验满
吸收多余NH3
5、为探究氨及铵盐性质,将氯化铵晶体装入如图所示T形三通管两端进行微型实验(无水氯化钙可吸附氨气,形成CaCl2·8NH3)。下列说法错误的是
A.装置气密性检查:轻轻挤压乳胶头,观察到蒸馏水中有气泡冒出,松开后观察到形成一段水柱
B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均有颜色变化
C.实验过程中只能观察到蒸馏水液面上升,未见白烟产生
D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体充分被吸收,减少污染
6、某同学探究氨气和铵盐的性质,下列对相关实验操作及现象描述正确的是
A.室温下测定等浓度的氨水和NaOH溶液的pH,比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱
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N
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
7、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。
下列说法不正确的是
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.若观察到装置H中红色粉末变黑色,则NO与Cu发生了反应
C.实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞
D.装置J收集的气体中一定不含NO
8、下列实验室制取、干燥、收集氨气和进行氨气与水的喷泉实验的装置能达到实验目的的是
A.用图1的装置加热NH4Cl固体制备氨气
B.用图2的装置及试剂干燥氨气
C.用图3的装置采用排水法收集氨气
D.用图4的装置完成氨气与水的喷泉实验
9、工业上常采用生物硝化法将N转化为N来处理氨氮废水,工艺流程如图,下列说法错误的是
A.生物硝化法处理废水,会导致水体pH逐渐下降:N+2O2===N+2H++H2O
B.长期过量施用NH4Cl等铵态化肥,易导致土壤酸化,水体富营养化
C.检验N所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D.微生物保持活性的pH范围为7~9,可以加入石灰石来调节水体的pH
10、已知NH3极易溶于水,HCl易溶于乙醇。某同学用收集满的NH3或HCl进行喷泉实验,设计了多个装置如下,图1装置实验前先关闭止水夹。下列说法错误的是
A.标准状况下图1喷泉实验后,烧瓶内氨水的物质的量浓度约为 mol·L-1
B.利用图1进行喷泉实验,将胶头滴管中的水挤入烧瓶,立即形成喷泉
C.利用图2进行喷泉实验,用冰冷的毛巾覆盖烧瓶可引发形成喷泉
D.图3锥形瓶内盛有乙醇,水槽中加入热水可引发喷泉
11、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
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,
湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
12、实验室在如图所示装置中制取NH3,将NH3通入CuSO4溶液,当生成的蓝色沉淀溶解为深蓝色溶液,再滴加乙醇可获得[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。已知:[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。下列说法不正确的是
A.在装置甲试管中加入NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取NH3
B.装置乙中的a和装置丙中的b均可防止倒吸
C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
D.与NH3相比,H2O更易与Cu2+形成配位键
13、合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合图示判断下列说法不正确的是
A.合成氨采用400~500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B.湿润的淀粉⁃KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C.生成固体1的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,混合气中二者的体积比为1∶1
14.部分含物质的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是
A.标准状况下,含共用电子数为
B.常温常压下,中含键数为
C.反应1中完全反应时产物中含平面三角形离子数为
D.反应2中生成还原产物时转移电子数为
15、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NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,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:
___________
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③___________
④___________
16.氨气()是一种重要的化工原料,其中约80%用来生产各种氮肥。
(1)氨气的制备
①实验室通过加热和的混合物制取氨,该反应的化学方程式为____。
②工业上以氮气和氢气为原料合成氨,该反应的化学方程式为 。其中氮元素的化合价________(填“升高”或“降低”),反应中每生成2 mol,消耗的物质的量为______mol。
③我国科研团队借助一种固体催化剂(LDH),在常温、常压和可见光条件下合成了氨,其过程如图所示。
该反应的化学方程式为__________。反应中每转移6 mol,生成的体积为______L(标准状况下)。
(2)氮肥的制备和应用
主要转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去):
硝酸盐[如]。
①写出的化学方程式:______________________。
②将转化为,列举两种不同类别的化合物M____________、____________(写化学式)。
③常作为水培植物营养液的氮肥来源。若配制的溶液480 mL,需要固体的质量________g。
17.肼(N2H4)是无色、油状液体,能很好地混溶于水。一种应用广泛的化工原料,具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池的燃料;肼也是一种强还原剂,可用来去除锅炉水加热系统中的氧,以减少腐蚀。制备N2H4·H2O的流程如下图所示:
回答下列问题:
Ⅰ、肼的性质
(1)肼(N2H4)常温下呈液体,能很好地混溶于水,其原因除与水生成N2H4·H2O外,还有__。
(2)在高压锅炉水处理过程中,肼能够将水中的溶解氧还原,从而防止腐蚀的发生,反应化学方程式为__________。
Ⅱ、流程图中步骤Ⅰ制备NaClO的装置如图1所示:
(3)按图连接好装置后,需进行的操作是________。
(4)装置D中盛装的试剂是_______,实验过程中通入空气的作用是___________;若通入的空气没有经过装置A处理,不利影响是___________。
(5)为了提高NaClO的产率,防止副反应发生,装置E需要采用冰水浴,实验中除控制温度外还需采取的措施是___________。
Ⅲ、由步骤Ⅱ和步骤Ⅲ获得N2H4·H2O的装置如图2所示:
利用NaClO与NaOH溶液在三颈烧瓶中合成N2H4·H2O,再通过减压蒸馏在锥形瓶H中收集。
(6)仪器d的名称为_______,干燥管e中盛装的试剂为_______,实验中通过仪器c缓慢滴加的溶液是_______(填“尿素溶液”或“NaClO溶液”),原因是_______。
(7)三颈烧瓶中合成N2H4·H2O的化学方程式是___________。
(8)产品水合肼含量的测定:称取样品液体0.3000 g,加入适量NaHCO3固体,配成溶液,滴入几滴淀粉溶液,用 0.1000 mol·L-1的标准溶液滴定。实验测得消耗标准溶液的体积为72.00 mL,则样品中N2H4·H2O的质量分数为_______(已知:)。
18、某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应,按如图装置进行实验(夹持装置已略去)。
已知A、B装置可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。
(1)仪器a的名称为 ;仪器b的名称为 。
(2)装置A烧瓶中固体的作用为 (填字母,下同)。
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是 。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后:
①甲同学观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是 (写化学式)。
②乙同学观察到装置F中有红棕色气体,装置G中溶液变成蓝色。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因: 。
(6)为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。
你的改进措施是 。
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以真题明方向 | 以精讲建体系 | 以模练促落实
备战2027年高考化学【筑基提能100讲】复习讲义(全国通用)
第18讲 氨、铵盐、氮及其化合物转化、联氨
第一部分 以【真题】明方向
选择题: 16 题
非选择题: 1 题
第二部分 以【精讲】建体系
【考点1】氨+3道例题
【考点2】铵盐及氨的实验室制法+3道例题
【考点3】氮及其化合物的相互转化+3道例题
【考点4】N2H4的结构与性质+3道例题
第三部分 以【模练】促落实
选择题: 14 题
非选择题: 4 题
第一部分 以【真题】明方向
1.(2026·浙江·高考真题)下列对有关实验现象的预测、不正确的是
A.溶液中滴加溶液,会立即产生红褐色沉淀
B.灼热粉末上滴加足量乙醇,黑色粉末会变成紫红色
C.苯酚与水形成的浊液中滴加足量溶液,浊液会变澄清
D.氨遇到氯化氢时,会产生白烟
【答案】A
【详解】A.溶液中滴加溶液,首先生成白色沉淀,随后沉淀迅速变为灰绿色,最终才变为红褐色,不会立即产生红褐色沉淀,A错误;
B.灼热与乙醇发生氧化还原反应,被还原为紫红色的单质,乙醇被氧化为乙醛,因此黑色粉末会变成紫红色,B正确;
C.苯酚具有弱酸性,可与反应生成易溶于水的苯酚钠,因此浊液会变澄清,C正确;
D.氨气与氯化氢气体反应生成白色固体小颗粒,现象为产生白烟,D正确;
故选A。
2.(2026·北京·高考真题)下列物质的制备实验中,选用的试剂和反应条件均正确的是
物质
试剂
反应条件
和浓硫酸
常温
固体
加热
银氨溶液
溶液和氨水
常温
固体和稀盐酸
加热
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.常温下和浓硫酸不反应,需要加热才能生成,试剂和条件搭配错误,A错误;
B.加热固体时,分解生成的和在试管口遇冷会重新化合生成,无法制得,B错误;
C.常温下,向溶液中逐滴加入稀氨水,至最初产生的沉淀恰好完全溶解,即可制得银氨溶液,试剂和条件均正确,C正确;
D.和稀盐酸加热不反应,需要和浓盐酸共热才能制得,试剂选用错误,D错误;
故选C。
3.(2026·北京·高考真题)下列实验用品的使用不规范的是
A.用氨进行喷泉实验时,将圆底烧瓶干燥后,再收集氨气
B.在滴定实验中,将滴定管洗净后,再用待盛溶液润洗
C.在乙醇制乙烯的实验中,将温度计插入反应混合液中,再加热
D.测溶液的时,将试纸用蒸馏水润湿后,再进行测量
【答案】D
【详解】A.氨气极易溶于水,若圆底烧瓶潮湿,会溶解氨气导致无法收集满,不利于喷泉实验进行,该操作规范,A不符合题意;
B.滴定管洗净后内壁残留蒸馏水,若不润洗会稀释待盛溶液,导致实验误差,润洗操作规范,B不符合题意;
C.乙醇制乙烯需控制反应混合液温度为170℃,温度计插入混合液测量温度的操作规范,C不符合题意;
D.测溶液时,将试纸用蒸馏水润湿会稀释待测液,导致测量结果产生误差,该操作不规范,D符合题意;
故选D。
4.(2026·重庆·高考真题)氯化钇()是制备某特种合金的前驱体。为实现资源的有效利用,制备时,生成的可用于制备硝酸,其实验装置如图所示。
反应1
反应2
下列叙述错误的是
A.a中可填充碱石灰 B.b中气体变为无色时反应2已结束
C.c中盛水可得到硝酸 D.反应结束时先停止通气后停止加热
【答案】D
【详解】氧化钇与氯化铵在氩气氛围中加热发生反应1生成氯化钇和氨气和水,生成的氨气经过a干燥后在管式炉中与过量的氧气发生反应2催化氧化生成NO和水,进入b中的气体为NO和过量的氧气,二者反应生成NO2显红棕色,与氧气一起通入c中的水反应得到硝酸,据此分析。
A.a的作用是干燥反应生成的,碱石灰为碱性干燥剂,不与反应,可用于干燥氨气,A正确;
B.因反应过程中通入过量的氧气,若反应2未结束,则会生成NO,NO遇氧气变为红棕色,当b中气体为无色时,说明不再产生NO,氨气已经耗尽,反应2已结束,B正确;
C.从管式炉,中流出的气体含有和过量,二者反应生成,从b流出的气体为和氧气,通入水中发生反应,可得到硝酸,C正确;
D.反应结束时若先停止通气后停止加热,装置冷却后压强减小会引发倒吸,因此应先停止加热,继续通气至装置冷却后再停止通气,D错误;
故选D。
5.(2026·浙江·高考真题)下列有关的说法中,不正确的是
A.是弱电解质 B.水溶液呈酸性
C.实验室用于制 D.HCl和反应制
【答案】A
【详解】A.NH4Cl是离子化合物,在水溶液中完全电离,属于强电解质,A错误;
B.NH4Cl水溶液中水解产生H+,使溶液呈酸性,B正确;
C.实验室中常用NH4Cl与Ca(OH)2加热反应制取NH3,C正确;
D.HCl和NH3直接反应生成NH4Cl,是制备NH4Cl的常用方法,D正确;
故选A。
6.(2026·广西·高考真题)下列有关氮的转化(如图)说法正确的是
A.雷电可使转化为NO
B.工业合成氨属于自然固氮
C.氮转化过程中N均被氧化
D.生产至少需
【答案】A
【详解】A.雷电条件下,大气中的与发生反应生成,属于自然固氮,A正确;
B.工业合成氨是人为将转化为的过程,属于人工固氮,不属于自然固氮,B错误;
C.氮的转化过程中,如转化为时,元素化合价从0价降低为-3价,被还原,并非均被氧化,C错误;
D.未说明气体处于标准状况,无法计算体积,D错误;
故选A。
7、.(2025·湖北,8)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
【答案】A
【详解】气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则C为NH3;G是强酸,则E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固体,常用作钡餐,则H是BaSO4,D是BaCl2;C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl,则A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。在NH3的水溶液中加入少量固体NH4Cl,铵根离子浓度增大,抑制了NH3·H2O的电离,OH-浓度减小,溶液pH减小,A错误;BaCl2易溶于水,属于重金属盐,有毒,B正确;NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正确;常温下,Fe遇浓HNO3发生钝化,故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸,D正确。
8.(2025·天津·高考真题)下列叙述和反应方程式相对应且正确的是
A.实验室制备氨气:
B.与盐酸反应:
C.常温下,将氯气通入溶液中:
D.氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:(稀)
【答案】C
【详解】A.实验室制备氨气需要与共热:,单独加热会分解但无法有效收集,A错误;
B.不与盐酸反应,B错误;
C.常温下通入溶液中,发生反应:,方程式书写正确,C正确;
D.稀硝酸与反应时,还原产物应为,方程式为:,D错误;
故答案选C。
9.(2025·浙江·高考真题)物质的性质决定用途,下列两者对应关系正确的是
A.金刚石硬度大,可用于制作切削刀具
B.氧化铝具有两性,可用于制作坩埚
C.熔点高,可用于生产光导纤维
D.氨气有还原性,可用于生产铵态氮肥
【答案】A
【详解】A.金刚石是天然存在的最硬物质,硬度大的性质使其非常适合用于制作切削、研磨工具,A正确;
B.氧化铝具有两性,但制作坩埚主要利用其高熔点和化学稳定性,以耐受高温和腐蚀,两性并非制作坩埚的关键性质,B错误;
C.光导纤维的生产主要利用二氧化硅的光学性质,如高透明度和低光损耗,而非高熔点,C错误;
D.氨气具有还原性,但生产铵态氮肥(如硫酸铵、硝酸铵)主要利用其碱性(与酸反应生成铵盐),还原性与铵态氮肥生产无直接关联,D错误;
故选A。
10.(2025·湖南·高考真题)只用一种试剂,将四种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
【答案】D
【详解】A.NaOH溶液与AlCl3反应生成白色沉淀,过量时溶解;与(NH4)2CO3加热会释放NH3气体,但常温下可能无法明显区分;Na2SO4和KNO3均无现象,无法区分,A错误;
B.AgNO3溶液与Na2SO4生成微溶Ag2SO4,与(NH4)2CO3生成Ag2CO3沉淀,与AlCl3生成AgCl沉淀,KNO3无反应。但三种沉淀均为白色,无法明确区分,B错误;
C.H2SO4溶液仅与(NH4)2CO3反应产生CO2气体,其余三者无现象,无法区分Na2SO4、AlCl3、KNO3,C错误;
D.Ba(OH)2溶液与Na2SO4生成BaSO4白色沉淀(不溶解);与(NH4)2CO3生成BaCO3沉淀并释放NH3气体;与AlCl3先生成Al(OH)3沉淀,过量时溶解;KNO3无现象,四种现象均不同,可区分,D正确;
故选D。
11.(2024·重庆·高考真题)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是
A.若制取,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取,则乙可盛饱和食盐水以除去
C.若制取,则丙可作气体收集装置
D.若制取,则丁可盛水用作尾气处理装置
【答案】D
【详解】A.氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,A正确;
B.饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取,乙可盛饱和食盐水以除去,B正确;
C.氯气密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作氯气气体收集装置,C正确;
D.氨气极易溶于水,容易倒吸,没有防倒吸装置,D错误;
故选D。
12.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项
气体
试剂
A
饱和溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体熟石灰
D
石灰石+稀盐酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应,也可以是固液不加热型;右侧气体收集装置,长进短出为向上排空气法,短进长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法;
A.饱和溶液和浓硫酸反应可以制,使用固液不加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;
B.和浓盐酸加热反应可以制,使用固液加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;
C.固体与熟石灰加热可以制需要使用固固加热制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生和收集实验,C符合题意;
D.石灰石(主要成分为)和稀盐酸反应可以制,使用固液不加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意;
本题选C。
13.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
【答案】C
【详解】本题利用Li和液氨反应制备;碱石灰可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生氨气;利用集气瓶收集氨气;过量的氨气进入双口烧瓶中在冷却体系中发生反应生成;最后的球形干燥管中可装,除掉过量的氨气,同时防止空气的水进入引起副反应。
A.碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,有利于逸出,A正确;
B.锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B正确;
C.第一个干燥管目的是干燥氨气,为酸性干燥剂能与氨气反应,所以不能用,而装置末端的干燥管作用为吸收过量的氨气,可用,C错误;
D.双口烧瓶中发生的变化是,D正确;
故选C。
14、(2023·广东,4)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥NH3
C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH3
【答案】B
【详解】P2O5为酸性氧化物,NH3是碱性气体,二者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B难以达到预期目的。
15、下列判断不正确的是
A.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O[2023·江苏,8D]
B.NH3通入滴有酚酞溶液的水中,溶液变红,说明氨水显碱性[2023·河北,9D]
C.用C图装置,验证NH3易溶于水且溶液呈碱性[2023·北京,8C]
D.用D图装置,制取NH3[2023·重庆,5A]
【答案】D
【详解】NH3与水反应生成弱碱NH3·H2O,故使酚酞变红,B正确;NH4Cl受热分解为NH3和HCl,遇冷两者又会生成NH4Cl,D错误。
16、(2020·北京,14)某同学进行如下实验:
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
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
【答案】C
【详解】氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使湿润的pH试纸变红,根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,故A正确;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,故B正确;根据分析,Ⅰ中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,故C错误;根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中会化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,故D正确。
17、[2022·海南,17(1)(3)(4)(5)]磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备HPO4,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。回答问题:
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为 。
(3)装置中活塞K2的作用为 。
实验过程中,当出现 现象时,应及时关闭K1,打开K2。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通NH3,即可制得HPO4溶液。若继续通入NH3,当pH>10.0时,溶液中OH-、 和 (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用 作指示剂,当溶液颜色由 变为______________时,停止通NH3。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ (3)平衡气压防倒吸 倒吸 (4) (5)酚酞 无色 浅红色
【详解】本实验的目的为制备磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4],实验原理为2NH3+H3PO4===(NH4)2HPO4,结合相关实验基础知识分析解答问题。(3)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。(4)继续通入NH3,(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加。(5)由(4)可知,当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4溶液显碱性,因此若不选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由无色变为浅红色时,停止通入NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。
第二部分 以【精讲】建体系
【考点1】氨
1、氨的结构特征
氨气的电子式为,结构式为,NH3分子中氮原子为sp3杂化,NH3分子的空间结构为三角锥形,球棍模型为。氨气分子中氮原子上有一个孤电子对,所以氨气分子常作为配合物的配体。氨气是极性分子,属分子晶体。
2、氨的物理性质
无色、有刺激性气味的气体,密度比空气的小,易液化,液氨可作制冷剂,极易溶于水(1∶700),可由喷泉实验证明。氨气溶于水时,需防止倒吸现象的发生。
NH3极易溶于水的原因:NH3、H2O均为极性分子,NH3与H2O之间可形成分子间氢键,并且NH3和H2O反应。
3、氨的化学性质
(1)NH3与水的反应:
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+H2ONH3·H2ONH+OH-
NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3。
NH3·H2O易挥发,不稳定,易分解:NH3·H2ONH3↑+H2O
氨水的保存方法:氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水,通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。
①氨气的喷泉实验
实验过程
在干燥的圆底烧瓶里充满,用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶,观察并描述现象。
实验装置
实验现象
烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成美丽的喷泉,液体几乎充满整个烧瓶,溶液显红色。
实验结论
氨易溶于水,水溶液呈碱性。
②液氨与氨水的比较
液氨
氨水
物质成分
纯净物(非电解质)
混合物(NH3·H2O为弱电解质)
粒子种类
NH3分子
NH3、NH3·H2O、H2O、NH、OH-、H+
主要性质
不具有碱性
具有碱的通性
存在条件
常温常压下不能存在
在常温常压下可存在
(2)NH3与酸(盐酸、硝酸、硫酸等)反应,生成铵盐
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。化学方程式:
HCl+NH3===NH4Cl、NH3+HNO3===NH4NO3(魔棒生烟)
②与硫酸反应:2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4 (浓硫酸没有挥发性,不能形成白烟,不能用浓硫酸干燥氨气)
③与CO2、SO2等酸性氧化物反应:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O===(NH4)2CO3
(3)与盐溶液反应
①过量氨水与FeCl3溶液反应:Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
②过量氨水与AlCl3溶液反应:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
(4)NH3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。
①氨的催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O (工业制硝酸的基础,也是工业上制NO的方法)
②与纯氧反应:4NH3+3O2(纯氧)2N2+6H2O (黄绿色火焰)
③与CuO反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O (氨气还原CuO是实验室制氮气的方法之一)
④氨气与氯气反应
氨气与少量的氯气反应:8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
氨气与足量的氯气反应:2NH3 + 3Cl2 ===N2 + 6HCl
⑤氨气还原氮的氧化物(如NO2、NO):
8NH3+6NO27N2+12H2O
4NH3+6NO5N2+6H2O
(5)较强的配位能力
①Cu(OH)2溶于氨水:Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
②向AgNO3溶液中逐滴滴加稀氨水至过量:
Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O
4、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)。
【例题1】清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出:“鼻冲水,……贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药力不减……唯以此水瓶口对鼻吸其气,即遍身麻颤出汗而愈,虚弱者忌之。宜外用,勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是
A.鼻冲水是弱电解质
B.鼻冲水滴入酚酞溶液中,溶液变红色
C.鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D.存在平衡:NH3+H2O⥫⥬NH3·H2O⥫⥬N+OH-
【答案】A
【例题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,片刻后打开弹簧夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开弹簧夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开弹簧夹
D.在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
【答案】B
【例题3】依据信息完成下列反应的化学方程式。
(1)工业上常用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄漏,Cl2能将NH3氧化为N2,同时产生白烟。用化学方程式解释检验原理: 。
(2)NH3催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示:
若催化剂表面参与反应的NO和NO2物质的量之比为1∶1,则总反应的化学方程式为
,生成1 mol的氧化产物转移电子数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl (2)NO+NO2+2NH32N2+3H2O 6NA
【考点2】铵盐及氨的实验室制法
一、铵盐
1、物理性质:铵盐大多数是白色固体,绝大多数易溶于水。
2、化学性质
(1)热不稳定性:铵盐受热易分解,但不一定都有NH3生成。
①在试管中加热氯化铵固体,观察到的现象是氯化铵白色固体消失,在试管上方重新凝成白色固体。反应的化学方程式:
NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl
②NH4HCO3固体受热分解:NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
③(NH4)2CO3固体受热分解:(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O
④NH4NO3、(NH4)2SO43固体受热分解产物复杂:
NH4NO3N2O↑+2H2O,2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O
(2)与碱反应
若是铵盐溶液与碱溶液共热,或铵盐溶液与浓碱溶液写成NH3↑+H2O
NH+OH-NH3↑+H2O
若是反应物为稀溶液且不加热时或无特殊说明写NH3·H2O
NH+OH-===NH3·H2O
3、N的检验步骤
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。
二、氨的实验室制法
(1)加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物制取氨气,简易装置示意图如图。
原理
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
发生装置
“固+固气”型,
与实验室利用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气的装置相同
净化装置
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)。
收集装置
NH3极易溶于水,密度比空气小,只能用向下排空气法收集。
收集NH3时所用的仪器必须干燥,导气管要插入管底。试管口要塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,使收集的气体纯净,同时也可避免污染空气。
尾气处理
多余的氨气要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在吸收时要防止倒吸,常采用的装置如图所示:
验满方法
①方法一:用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,说明已经收集满。
②方法二:用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟生成,说明已经收集满。
【易错提醒】
①NH4Cl可用(NH4)2SO4等代替,但不能用NH4HCO3或NH4NO3代替。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应,发生危险。而NH4HCO3极易分解产生CO2,使生成的中混有较多CO2杂质。
②消石灰不能用KOH或NaOH代替,原因是:NaOH、KOH易吸水、易结块,不利于生成的NH3逸出,而且高温下NaOH、KOH会腐蚀试管。
(2)用浓氨水制备氨气
方法
化学方程式(或原理)
气体发
生装置
加热浓氨水
NH3·H2OH2O+NH3↑
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的放出
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
三、氨的工业制法:N2+3H22NH3
【例题1】下列检验N的方法正确的是
A.加水溶解,再用红色石蕊试纸检测其溶液
B.加入氢氧化钠溶液,加热试管,并用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口上方
C.加热试管,并用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口上方
D.加入氢氧化钠溶液,再滴入酚酞溶液
【答案】B
【详解】铵盐溶液多数水解呈酸性,用红色石蕊试纸不能检验,A错误;加入氢氧化钠溶液加热,生成氨气,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,可观察试纸是否变蓝色,可检验,B正确;直接加热,不一定能检验氨气,如加热氯化铵,分解产生的氨气和氯化氢在温度稍低时又能生成氨化铵,不能检验,C错误;无论是否有N,氢氧化钠遇酚酞变红色,不能检验,D错误。
【例题2】用如图装置(夹持装置已略去)进行NH3制备及性质实验。下列说法不正确的是
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.丙中的CCl4能防止倒吸
D.丁也可以用于制备氨气
【答案】D
【详解】浓氨水滴加到NaOH固体中,NaOH溶于水放出大量热,促使NH3·H2O分解放出NH3,A正确;NH3的密度小于空气,应采用向下排空气法收集,B正确;丙中下层是CCl4,上层是水,NH3通入CCl4层,由于NH3难溶于CCl4,从CCl4层逸出而被上层的水吸收,可防止倒吸,C正确;NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,两种气体遇冷在管口重新化合生成NH4Cl,不能用于制取NH3,D错误。
【例题3】探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.将集满氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水
B.常温下,将pH=11的氨水稀释1 000倍,测得pH>8,说明NH3·H2O为弱碱
C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3受热不稳定
D.将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量红棕色气体,说明氨气的氧化产物为NO2
【答案】D
【详解】常温下,pH=11的氨水中c(OH-)=10-3 mol·L-1,稀释1 000倍,测得pH>8,c(OH-)>10-6 mol·L-1,说明稀释时电离平衡正向移动,所以NH3·H2O为弱碱,故B正确;碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水,故C正确;氨气的催化氧化产物为NO,NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2,所以瓶口出现少量红棕色气体,故D错误。
【考点3】氮及其化合物的相互转化
1.氮元素的价类二维图及转化关系
图中序号对应的化学方程式:
①N2+O22NO;
②4NH3+5O24NO+6H2O;
③3NO2+H2O===2HNO3+NO;
④3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
⑤Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
⑥NH3+HCl===NH4Cl;
⑦2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
⑧CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O;
⑨N2+3H22NH3;
⑩8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2。
2.氮及其重要化合物之间的转化关系
(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.常见的符合ABCD的转化关系
钠元素
NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素
CCOCO2H2CO3
硫元素
①H2SSO2SO3H2SO4
②SSO2SO3H2SO4
氮元素
①N2NONO2HNO3
②NH3NONO2HNO3
4.氮在自然界中的循环
【例题1】合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如下,下列说法不正确的是
A.甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素 B.甲、乙、丙在反应中均作还原剂
C.反应Ⅳ的另一种产物可循环使用 D.反应Ⅴ中N元素化合价未发生改变
【答案】B
【详解】合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如下,甲为N2,反应Ⅰ为N2+3H22NH3,反应Ⅱ为4NH3+5O24NO+6H2O,乙为NO,反应Ⅲ为2NO+O2===2NO2,丙为NO2,反应Ⅳ为3NO2+H2O===2HNO3+NO,反应Ⅴ为NH3+HNO3===NH4NO3,据此分析判断。
分析可知,甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素,A正确;甲为N2,在反应中作氧化剂,乙为NO,在反应中作还原剂,丙为NO2,在反应中既作氧化剂也作还原剂,B错误;反应Ⅳ的另一种产物NO可循环使用,C正确;反应Ⅴ为NH3+HNO3===NH4NO3,N元素化合价未发生改变,D正确。
【例题2】(NH4)2SO4是一种常见的化肥,某工厂用石膏、NH3、H2O和CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如下:
下列说法正确的是
A.通入NH3和CO2的顺序可以互换
B.操作2为将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤,可得(NH4)2SO4
C.步骤②中反应的离子方程式为Ca2++2NH3+CO2+H2O===CaCO3↓+2N
D.通入的NH3和CO2均应过量,且工艺流程中CO2可循环利用
【答案】B
【详解】由于CO2微溶于水,NH3极易溶于水,应先通入足量NH3,使溶液呈碱性,然后再通入适量CO2,通入NH3和CO2的顺序不可以互换,故A错误;步骤②中反应的离子方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2O===CaCO3+2N+S,故C错误;反应过程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙,碳酸钙分解生成二氧化碳,工艺流程中产生的CO2可循环利用,但应通适量二氧化碳,否则碳酸钙溶解,故D错误。
【例题3】氨氮废水是造成河流湖泊富营养化的主要原因,处理氨氮废水(主要以N和NH3·H2O的形式存在)的主要流程如图所示:
下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ降低氮元素浓度的方法:加入NaOH溶液,调节pH为碱性,升高温度,再通入空气,赶出氨气
B.过程Ⅱ是在碱性条件下通入氧气实现:N→N转化,N被氧化为N ,总反应的离子方程式:N+2O2N +H2O+2H+
C.过程Ⅲ中甲醇的作用是作还原剂,将N还原为N2
D.过程Ⅲ的转化过程为N→N2,每生成1 mol N2转移10 mol电子
【答案】B
【详解】向废水中加入NaOH溶液,N与OH-发生反应:N+OH-⥫⥬NH3·H2O,产生的NH3·H2O受热易分解变为NH3被热空气带出,从而使废水中的氮元素含量降低,故A正确;在碱性条件下N被氧气、微生物氧化为N,总反应的离子方程式:N +2OH-+2O2N+3H2O,故B错误;废水中加入CH3OH,将N还原成N2,故C正确;在反应中N得到电子被还原为N2,每生成1 mol N2转移10 mol电子,故D正确。
【考点4】N2H4的结构与性质
1.物理性质:无水N2H4为无色发烟液体,并有微弱氨的气味。
2.化学性质
(1)不稳定性:N2H4稳定性比NH3小,受热即发生爆炸性分解,生成N2、NH3和H2。
(2)还原性:N的化合价为-2,具有强还原性,能被氧气、H2O2等氧化。
①与氧气反应:N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622 kJ·mol-1,N2H4的主要用途是作导弹、宇宙飞船飞行的火箭燃料。
②与H2O2反应:N2H4+2H2O2N2+4H2O
(3)弱碱性性:N2H4的水溶液呈弱碱性,其强度比氨水弱。
①电离分两步进行:N2H4+H2ON2H+OH-、N2H+H2ON2H+OH-
②与H2SO4反应:
2N2H4+H2SO4===(N2H5)2SO4、 N2H4+H2SO4(过量)===N2H6(HSO4)2 (酸式盐)
【例题1】NH3可用于生产铵盐、硝酸等。N2H4与(CH3)2NNH2都可用作火箭的燃料。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.NH3极易溶于水,液氨可用作制冷剂
B.(CH3)2NNH2具有还原性,可用作火箭的燃料
C.NH4NO3易分解,可用作化肥
D.N2H4共价键数目大于NH3,NH3(g)的热稳定性比N2H4(g)的高
【答案】B
【详解】液氨汽化时吸收大量的热,因此可用作制冷剂,与氨极易溶于水无关,A不符合题意;(CH3)2NNH2具有还原性,可被氧化剂氧化,生成大量气体并释放出大量的能量,因此可用作火箭的燃料,物质性质与用途具有对应关系,B符合题意;NH4NO3可用作化肥,是因为含有氮元素,与NH4NO3易分解无关,C不符合题意;N2H4分子内含有N—N,导致N2H4(g)的热稳定性比NH3(g)的低,与共价键数目无关,D不符合题意。
【例题2】氨气的用途非常广泛,以下是氨气的部分转化关系。
(1)氨气遇到强还原剂,也可表现为氧化性,写出上述转化关系中体现氨气氧化性的化学方程式: 。
(2)氧化炉中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)氨气与氧化铜反应后的混合气体中有N2,写出生成N2的化学方程式: 。
(4)写出上述转化中生成N2H4的化学方程式: 。
【答案】(1)2NH3+2Na===2NaNH2+H2 (2)5∶4 (3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
(4)2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O
【例题3】联氨(N2H4,又称肼,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。
(1)联氨的电子式为 ,其中氮的化合价为 。
(2)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似。写出联氨的第一步电离方程式:
,联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
(3)从分子结构角度分析,N2H4不如氨气稳定的原因是 。
N2H4具有很强的还原性,已知N2H4可与NaClO反应产生大量氮气,请写出相关反应的化学方程式: 。
(4)已知2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.9 kJ·mol-1,分析联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因: 。
【答案】(1) -2 (2)N2H4+H2O⥫⥬N2+OH- N2H6(HSO4)2
(3)N2H4中含有N—N,由于N上的孤电子对的排斥使得N—N键能变小,稳定性比NH3差 2NaClO+N2H4===N2↑+2NaCl+2H2O (4)联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体
第三部分 以【模练】促落实
1.部分含N物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是
A.b→a和b→c的转化过程均属于氮的固定
B.工业上制硝酸的转化路径为a→c→d→e
C.d与水反应生成e,则d是酸性氧化物
D.f是农业上常用的化肥,使用时需低温保存,深施盖土
【答案】C
【详解】首先确定各物质:为,为,为,为,为,为铵盐。
A.氮的固定是游离态氮转化为化合态氮的过程,、均为转化为含氮化合物,属于氮的固定,A正确;
B.工业制硝酸流程为:催化氧化生成,被氧化为,与水反应生成,路径为,B正确;
C.酸性氧化物与水反应只生成对应价态的酸,与水反应生成和,不符合酸性氧化物定义,不是酸性氧化物,C错误;
D.为铵盐,是常用氮肥,受热易分解,因此需低温保存、深施盖土,D正确;
故选C。
2、已知NH4Cl与PH4I的性质相似,则对PH4I性质的推测不正确的是
A.含有离子键和共价键
B.能与NaOH溶液反应
C.与NH4Cl受热分解产物的种类完全一样
D.能与溴水反应
【答案】C
【详解】NH4Cl是离子化合物,PH4I与之性质相似,因此也属于离子化合物,P与I-之间存在离子键,P中P与H之间存在共价键,A正确;NH4Cl能与NaOH反应生成NH3,因此PH4I也能与NaOH反应,B正确;PH4I加热分解生成PH3和HI,HI不稳定,加热时也分解,生成H2和I2,因此与NH4Cl加热分解产物种类不一样,C错误;已知Br2的氧化性强于I2,PH4I能够电离出I-,故能与溴水发生置换反应,化学方程式为2PH4I+Br2===2PH4Br+I2,D正确。
3、下列离子方程式书写正确的是
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨:N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:N+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===N+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe2++2NH3·H2O===2N+Fe(OH)2↓
【答案】C
【详解】A项,该反应属于固体间的加热反应,不能书写相应的离子方程式;B项,离子方程式应为N+OH-NH3↑+H2O;D项,向氨水中滴加FeCl3溶液应生成Fe(OH)3沉淀,离子方程式为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3N。
4、实验室采用如图装置制取氨气,正确的是
A
B
C
D
生成NH3
干燥NH3
收集NH3并验满
吸收多余NH3
【答案】D
【详解】浓硫酸能与氨气反应,不能用浓硫酸来干燥氨气,B错误;氨气密度比空气小,应该用向下排空气法收集氨气,导管应该伸到试管底部,C错误;氨气极易溶于水,尾气吸收应采取防倒吸的措施,D正确。
5、为探究氨及铵盐性质,将氯化铵晶体装入如图所示T形三通管两端进行微型实验(无水氯化钙可吸附氨气,形成CaCl2·8NH3)。下列说法错误的是
A.装置气密性检查:轻轻挤压乳胶头,观察到蒸馏水中有气泡冒出,松开后观察到形成一段水柱
B.同时点燃两个酒精灯后,两端湿润的pH试纸均有颜色变化
C.实验过程中只能观察到蒸馏水液面上升,未见白烟产生
D.停止加热后可以交替挤压两边乳胶头,使气体充分被吸收,减少污染
【答案】C
【详解】点燃左侧酒精灯后,氯化铵分解生成氨气和氯化氢,氨气可以被氯化钙吸收,氯化氢使湿润的pH试纸变红,点燃右侧酒精灯后,氯化铵分解生成氨气和氯化氢,氯化氢可以被氢氧化钠吸收,氨气能使湿润的pH试纸变蓝,故B正确;根据B中分析可知,实验过程中竖直支管上方会有氯化氢与氨气的化合反应,生成氯化铵白色颗粒,有白烟产生,故C错误。
6、某同学探究氨气和铵盐的性质,下列对相关实验操作及现象描述正确的是
A.室温下测定等浓度的氨水和NaOH溶液的pH,比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱
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N
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
【答案】A
【详解】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的氨水和NaOH溶液的pH,可比较NH3·H2O和NaOH的碱性强弱,A正确;NH3极易溶于水,稀溶液中不加热,NH3不能逸出,无法确定是否含N,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。
7、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。
下列说法不正确的是
A.装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B.若观察到装置H中红色粉末变黑色,则NO与Cu发生了反应
C.实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞
D.装置J收集的气体中一定不含NO
【答案】D
【详解】稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,一氧化氮能够被氧气氧化,因此实验前需要通入氮气,排尽装置中的空气,硝酸具有挥发性,生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气,可以通过水吸收后再干燥,干燥的一氧化氮在装置H中与铜粉发生反应,未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液,A项正确;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,C项正确;由于FeSO4+NO⥫⥬[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应,装置J收集的气体中可能含有NO,D项错误。
8、下列实验室制取、干燥、收集氨气和进行氨气与水的喷泉实验的装置能达到实验目的的是
A.用图1的装置加热NH4Cl固体制备氨气
B.用图2的装置及试剂干燥氨气
C.用图3的装置采用排水法收集氨气
D.用图4的装置完成氨气与水的喷泉实验
【答案】D
【详解】加热NH4Cl固体时,发生反应生成氨气和氯化氢,但在试管口附近,氨气和氯化氢会重新生成NH4Cl,无法制得氨气,A错误;氨气是碱性气体,会与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,应选碱石灰(碱性干燥剂),B错误;氨气极易溶于水,若用排水法收集,氨气会迅速溶解在水中,无法收集到氨气,应采用向下排空气法收集,C错误。
9、工业上常采用生物硝化法将N转化为N来处理氨氮废水,工艺流程如图,下列说法错误的是
A.生物硝化法处理废水,会导致水体pH逐渐下降:N+2O2===N+2H++H2O
B.长期过量施用NH4Cl等铵态化肥,易导致土壤酸化,水体富营养化
C.检验N所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸
D.微生物保持活性的pH范围为7~9,可以加入石灰石来调节水体的pH
【答案】C
【详解】生物硝化法处理废水会使水体呈酸性,可以加入石灰石与H+反应来调节水体的pH,D项正确。
10、已知NH3极易溶于水,HCl易溶于乙醇。某同学用收集满的NH3或HCl进行喷泉实验,设计了多个装置如下,图1装置实验前先关闭止水夹。下列说法错误的是
A.标准状况下图1喷泉实验后,烧瓶内氨水的物质的量浓度约为 mol·L-1
B.利用图1进行喷泉实验,将胶头滴管中的水挤入烧瓶,立即形成喷泉
C.利用图2进行喷泉实验,用冰冷的毛巾覆盖烧瓶可引发形成喷泉
D.图3锥形瓶内盛有乙醇,水槽中加入热水可引发喷泉
【答案】B
【详解】设烧瓶内NH3体积为V L,喷泉实验后烧瓶内溶液的体积也为V L,标准状况下烧瓶内氨水的物质的量浓度c== mol·L-1,A项正确;将胶头滴管中的水挤入烧瓶,还需打开止水夹才能形成喷泉,B项错误;用冰冷的毛巾覆盖烧瓶,烧瓶内气压降低,烧杯内的水在大气压作用下可进入烧瓶,从而引发喷泉,C项正确;热水浴可使乙醇挥发,锥形瓶内压强增大,将乙醇压入烧瓶中,部分HCl溶解,导致烧瓶内压强减小引发喷泉,D项正确。
11、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
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,
湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
【答案】A
【详解】NH3能与H2SO4发生化合反应,生成NH4HSO4或(NH4)2SO4,B错误;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等,C错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱,D错误。
12、实验室在如图所示装置中制取NH3,将NH3通入CuSO4溶液,当生成的蓝色沉淀溶解为深蓝色溶液,再滴加乙醇可获得[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。已知:[Cu(H2O)4]2+呈蓝色。下列说法不正确的是
A.在装置甲试管中加入NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取NH3
B.装置乙中的a和装置丙中的b均可防止倒吸
C.[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
D.与NH3相比,H2O更易与Cu2+形成配位键
【答案】D
【详解】实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气,制取装置中试管口略向下倾斜,防止水倒流引起试管炸裂,A正确;氨气极易溶于水,易发生倒吸,装置乙中a的容积较大,可防止制备过程中发生倒吸现象,装置丙中倒扣的漏斗与液面相切,可防止液体倒吸,B正确;由向深蓝色溶液中加入乙醇,深蓝色溶液变浑浊,静置后有[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体析出,因此[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,C正确;由向硫酸铜溶液中通入NH3,先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解为深蓝色溶液可知,氨分子比水分子更容易与铜离子反应形成配合物,D错误。
13、合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合图示判断下列说法不正确的是
A.合成氨采用400~500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B.湿润的淀粉⁃KI试纸不可以鉴别气体2和溴蒸气
C.生成固体1的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,混合气中二者的体积比为1∶1
【答案】A
【详解】合成氨反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,原料的转化率升高,所以400~500 ℃不利于提高原料的转化率,故A错误;气体2为NO2气体,NO2气体和溴蒸气都能使淀粉⁃KI试纸变蓝,故B正确;气体1为NO,气体2为NO2,1 L NO、NO2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,NO、NO2的体积比等于其化学计量数之比,为1∶1,故D正确。
14.部分含物质的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。
下列叙述正确的是
A.标准状况下,含共用电子数为
B.常温常压下,中含键数为
C.反应1中完全反应时产物中含平面三角形离子数为
D.反应2中生成还原产物时转移电子数为
【答案】D
【详解】A.标准状况下的物质的量为,1个分子含3对N-H共用电子对,因此0.1mol的共用电子总数为,A错误;
B.的物质的量为,每个分子的三键中含2个键,故键数为,B错误;
C.反应1为,完全反应生成,其中平面三角形离子只有,物质的量为,数目为,C错误;
D.反应2配平为,归中反应中还原产物为得电子生成的,每生成还原产物转移电子,故生成还原产物时转移电子数为,D正确;
故选D。
15、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NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ,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:
___________
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③___________
④___________
【答案】(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑(或B NH3·H2ONH3↑+H2O) ②dcfedci (2)①红棕色气体颜色慢慢变浅 ②6NO2+8NH37N2+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
【详解】(1)②氨气是碱性气体,可用碱石灰干燥,其密度小于空气,应采用向下排空气法收集,氨气极易溶于水,尾气处理时应防止倒吸,则要收集一瓶干燥的氨气,仪器的连接顺序为发生装置→dcfedci。
(2)打开K1,推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中,在一定温度和催化剂的作用下发生反应:6NO2+8NH37N2+12H2O,随着反应的发生,Y管中红棕色气体颜色变浅;反应生成的水蒸气液化后,NO2和NH3反应后气体的物质的量减小,反应容器中的压强减小,打开K2,Z中的溶液倒吸入Y管中。
16.氨气()是一种重要的化工原料,其中约80%用来生产各种氮肥。
(1)氨气的制备
①实验室通过加热和的混合物制取氨,该反应的化学方程式为____。
②工业上以氮气和氢气为原料合成氨,该反应的化学方程式为 。其中氮元素的化合价________(填“升高”或“降低”),反应中每生成2 mol,消耗的物质的量为______mol。
③我国科研团队借助一种固体催化剂(LDH),在常温、常压和可见光条件下合成了氨,其过程如图所示。
该反应的化学方程式为__________。反应中每转移6 mol,生成的体积为______L(标准状况下)。
(2)氮肥的制备和应用
主要转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去):
硝酸盐[如]。
①写出的化学方程式:______________________。
②将转化为,列举两种不同类别的化合物M____________、____________(写化学式)。
③常作为水培植物营养液的氮肥来源。若配制的溶液480 mL,需要固体的质量________g。
【答案】(1) 降低 3 44.8
(2)(或) (或等合理答案,需类别不同) 8.0
【详解】(1)①加热氯化铵和氢氧化钙,生成氯化钙、氨和水,按原子守恒配平可得。
②氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下建立可逆反应,化学方程式为。氮元素由0价变为−3价,化合价降低;由计量数之比可知,生成2 mol氨消耗3 mol氢气。
③图中进入LDH的是水和氮气,生成物是氨和氧气,按原子守恒配平可得。反应生成4 mol氨时转移12 mol电子,因此转移6 mol电子生成2 mol氨,标准状况下其体积为2 mol×22.4 L/mol=44.8 L;
(2)①二氧化氮与水反应时,氮元素的化合价由+4价分别升高到+5价、降低到+2价,配平得;有氧气参与时,总反应可写为。
②氨属于氢化物,一水合氨属于碱,碳酸铵属于盐,均能与硝酸反应生成硝酸铵,故可选择两种不同类别的化合物。
③实验室需要配制480 mL该溶液,应选用500 mL容量瓶,故按500 mL(0.5 L)溶液计算;硝酸铵的摩尔质量为80 g/mol,所需物质的量和质量分别为。
17.肼(N2H4)是无色、油状液体,能很好地混溶于水。一种应用广泛的化工原料,具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池的燃料;肼也是一种强还原剂,可用来去除锅炉水加热系统中的氧,以减少腐蚀。制备N2H4·H2O的流程如下图所示:
回答下列问题:
Ⅰ、肼的性质
(1)肼(N2H4)常温下呈液体,能很好地混溶于水,其原因除与水生成N2H4·H2O外,还有__。
(2)在高压锅炉水处理过程中,肼能够将水中的溶解氧还原,从而防止腐蚀的发生,反应化学方程式为__________。
Ⅱ、流程图中步骤Ⅰ制备NaClO的装置如图1所示:
(3)按图连接好装置后,需进行的操作是________。
(4)装置D中盛装的试剂是_______,实验过程中通入空气的作用是___________;若通入的空气没有经过装置A处理,不利影响是___________。
(5)为了提高NaClO的产率,防止副反应发生,装置E需要采用冰水浴,实验中除控制温度外还需采取的措施是___________。
Ⅲ、由步骤Ⅱ和步骤Ⅲ获得N2H4·H2O的装置如图2所示:
利用NaClO与NaOH溶液在三颈烧瓶中合成N2H4·H2O,再通过减压蒸馏在锥形瓶H中收集。
(6)仪器d的名称为_______,干燥管e中盛装的试剂为_______,实验中通过仪器c缓慢滴加的溶液是_______(填“尿素溶液”或“NaClO溶液”),原因是_______。
(7)三颈烧瓶中合成N2H4·H2O的化学方程式是___________。
(8)产品水合肼含量的测定:称取样品液体0.3000 g,加入适量NaHCO3固体,配成溶液,滴入几滴淀粉溶液,用 0.1000 mol·L-1的标准溶液滴定。实验测得消耗标准溶液的体积为72.00 mL,则样品中N2H4·H2O的质量分数为_______(已知:)。
【答案】(1)N2H4为极性分子且可与水形成氢键 (2)
(3)检验装置气密性 (4)饱和NaCl溶液 将生成的氯气赶往装置E中充分反应 空气中的二氧化碳与NaClO反应,降低了NaClO产率 (5)缓慢滴加浓盐酸
(6)直形冷凝管 碱石灰 NaClO溶液 N2H4·H2O易被过量的NaClO氧化
(7) (8)60%
【详解】通过两步核心反应制备水合肼,最后滴定定量测定纯度:第一步为氯气与冷氢氧化钠溶液反应制备次氯酸钠,第二步为碱性条件下次氯酸钠氧化尿素合成水合肼,纯度测定为利用水合肼的还原性,与碘单质定量反应,通过滴定计算含量: 。据此分析。
(1)肼()与水生成,结构为极性分子且可与水形成氢键,因此常温下呈液体,能很好地混溶于水。
(2)肼()能与水中的溶解氧反应,反应化学方程式为。
(3)涉及气体参与反应,故按图连接好装置后,需进行的操作是检验装置气密性。
(4)装置D中试剂用来除去氯气中的氯化氢,故其中的试剂是饱和NaCl溶液;反应完后会有少量氯气留在装置内,可以用空气将生成的氯气赶往装置E中充分反应;空气中含有二氧化碳,可以和生成的次氯酸钠反应,而氢氧化钠可以除去二氧化碳,故不利影响为:空气中的二氧化碳与NaClO反应,降低了NaClO产率。
(5)反应越快,放出的热量越多,故可以减慢反应的速率,可以采取的措施为缓慢滴加浓盐酸。
(6)由图可知仪器d的名称为直形冷凝管;干燥管e的作用为防止空气中的二氧化碳进入装置H,故其中的试剂为碱石灰;由题中的信息可知,有较强的还原性,次氯酸钠有较强的氧化性,可以和反应,故需要缓慢滴加的是NaClO溶液;原因是易被过量的NaClO氧化。
(7)根据题给信息可知,、氢氧化钠和次氯酸钠反应生成水合肼,故化学方程式为。
(8)根据方程式可知,,则样品中的质量分数。
18、某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应,按如图装置进行实验(夹持装置已略去)。
已知A、B装置可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。
(1)仪器a的名称为 ;仪器b的名称为 。
(2)装置A烧瓶中固体的作用为 (填字母,下同)。
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是 。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后:
①甲同学观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是 (写化学式)。
②乙同学观察到装置F中有红棕色气体,装置G中溶液变成蓝色。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因: 。
(6)为帮助甲同学实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。
你的改进措施是 。
【答案】(1)分液漏斗 球形干燥管 (2)A (3)B (4)4NH3+5O24NO+6H2O
(5)①NH4NO3 ②3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O
(6)在E、F间增加盛有浓硫酸的洗气装置
【详解】(5)①白烟是固体小颗粒,是NH3和HNO3(NO、O2、H2O共同反应生成)反应生成的NH4NO3固体。②反应生成的NO与O2反应生成红棕色的NO2,Cu与稀硫酸不反应,G中溶液变蓝说明Cu被氧化为Cu2+,原因是通入装置G中的NO2和H2O反应生成HNO3和NO,HNO3与Cu反应的离子方程式为3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O。
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