3.3 氮的循环 第2课时(讲义)化学鲁科版必修第一册
2026-10-09
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精品
内容正文:
第三章
物质的性质与转化
第三节 氮的循环
第2课时 氨的转化与生成
课标要点
1.能列举、描述、辨识氨气、铵盐的重要物理性质、化学性质及实验现象。
2.理解喷泉实验的原理。
3.利用铵盐的性质设计氨气的实验室制法。
4.能够利用铵根离子的性质设计铵根离子的检验。
学习重难点
重点:
1.氨气、铵盐的重要物理性质、化学性质。
2.氨气的实验室制法。
难点:
1.铵根离子的检验。
知识点 氨气
1.物理性质
颜色状态
气味
密度
溶解性
特点
气味
小于空气
极易溶于水,1体积水能溶解700体积的氨气
沸点高
2.化学性质
(1)实验探究
预期转化
NH3→NH3·H2O
NH3→NH4Cl
实验试剂
及装置
操作
打开止水夹,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 ,瓶内液体呈红色
集气瓶中产生
结论
NH3极易溶于水,水溶液
NH3和HCl反应生成白色NH4Cl小颗粒
(2)探究总结
(3)氨水的性质
(4)氨的还原性
氨中氮元素的化合价为最低价,因此氨具有 。氨在铂、铑等作催化剂的条件下被氧气氧化的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
3.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。
随学随练
1.如图所示,利用培养皿探究NH3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HCl反应生成NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无现象
NH3与浓硫酸不反应
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是可溶性碱
知识点 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(NH)→氨气(NH3)
实验装置
及操作
现象
试管中固体逐渐减少,试纸
固体逐渐减少,产生有 气味气体,试管口有白色固体生成
试管中有 气味气体产生,试纸
结论
NH4HCO3分解产生NH3
NH4Cl分解产生NH3
NH4Cl和NaOH反应生成NH3
(2)氨盐的化学性质
3.铵态氮肥的储存与施用
(1)由于铵盐具有受热 的性质,在储存铵态氮肥时,应密封包装并放在阴凉通风处;
(2)施肥时,应将其埋在土中以保持肥效。铵盐能与碱发生反应,因此铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰等)混合施用。
4.实验室制备氨气的反应原理
反应原理的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
5.铵根离子的检验方法
(1)原理
(2)方法
随学随练
1.关于铵盐的叙述:①铵盐易溶于水 ②铵盐中氮元素均为-3价 ③铵盐受热易分解 ④铵盐都只能与碱反应,不能与酸反应 ⑤铵态氮肥不宜与碱性物质如草木灰混合施用。其中正确的是( )
A.①②③④⑤ B.①③⑤
C.③④⑤ D.①②④
拓展 氨气的实验室制法
1.氨气的实验室制法
(1)制备流程
(2)注意事项
①制取氨气时,不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应,发生危险。
②制取氨气时,不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。
③由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管口应插入试管的底部。
④棉花团的作用是防止氨气与空气形成对流。
⑤干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
⑥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团)以避免污染空气。多余的气体需进行尾气吸收并注意防止倒吸,常采用下列装置和措施(CCl4是一种溶剂,密度比水大,不溶于水,不溶解NH3)。
2.氨气的其他制法
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的放出
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的放出;②增加溶液中的OH-浓度,减小NH3的溶解度
活学活用
1.下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A.N2和H2催化加热制取氨气
B.加热NH4Cl制取氨气
C.NH4Cl和Ca(OH)2固体加热
D.将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
2.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.③是氨气发生装置
C.②是氨气吸收装置
D.④是氨气收集、检验装置
拓展 喷泉实验
1.喷泉实验的原理
容器内外产生较大的压强差。在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
2.产生压强差的原理
从原理上分析,使容器内外产生较大压强差的情况有以下两种:
(1)容器内气体极易溶于水(或容器内气体易与溶液反应),使容器内的压强迅速降低,在外界大气压的作用下,外部液体快速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。
(2)容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体,使容器内的压强增大,促使容器内的液体迅速向外流动,也能形成喷泉。喷雾器、火山喷发就是此原理。
(3)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
NO2
NO、O2(4∶3)
NO2、O2(4∶1)
吸收剂
水或NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
3.喷泉实验常见的几种装置
(1)甲装置形成喷泉是因为烧瓶内气体极易溶于烧杯和滴管中的液体,使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成喷泉。
(2)乙装置形成喷泉可使烧瓶受热,瓶内气体膨胀,打开止水夹,赶出玻璃导管内的空气,使瓶内气体与液体接触而溶解,烧瓶内压强减小产生压强差而形成喷泉。
(3)丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体,使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差,将液体从锥形瓶压入烧瓶形成喷泉。
4.做好氨的喷泉实验的关键
(1)装置的气密性要好,检验的方法是连接好实验装置后,打开止水夹,将玻璃管下端浸入水中,双手捂紧圆底烧瓶,若玻璃管内有气泡冒出,且松开手后玻璃管内形成一段稳定液柱,则说明该装置的气密性良好。
(2)圆底烧瓶必须保持干燥。
(3)圆底烧瓶要尽可能集满气体,若气体量不足,则难以形成喷泉。
(4)烧杯内必须装入足量的水,以防止因水量不足而造成喷泉现象停止或不发生。
5.喷泉实验的有关计算
(1)实验完成后,溶液充满烧瓶,溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。
标准状况下若烧瓶体积为V L,则有
V(aq)=V L,nB=
cB=== mol·L-1。
(2)若溶质由部分气体转化而成,则依实际情况判断。如V体积NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验,发生的反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则有V(aq)=V L,nB=×,cB== mol·L-1。
活学活用
3.下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉的是( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶,然后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹
4.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2进行喷泉实验,如图所示,经充分反应后,瓶内溶液中溶质的物质的量浓度的关系为( )
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能确定
题型 氨的性质
▌例1 氨气是一种重要的化工原料。下列关于氨气的说法不正确的是( )
A.液氨可用作制冷剂
B.氨气是一种无色、有刺激性气味的气体
C.氨气的密度比空气大
D.氨气极易溶于水,能使酚酞溶液变红
▌对点练1-1 下列关于氨、液氨、氨水的叙述正确的是( )
A.氨、液氨、氨水的成分相同,均为纯净物
B.蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近,有白烟生成
C.氨水的密度比水小,且浓度越大,密度越大
D.氨水的溶质为NH3·H2O,是氨水中含量最多的微粒
▌对点练1-2 依据氨气能够形成喷泉的原理,如果在烧瓶中充满指定气体,胶头滴管吸入指定液体,以下各组物质不能形成喷泉现象的是( )
A.CO2和NaOH溶液
B.N2与水
C.HCl和水
D.NO2与水
题型 铵盐的性质、铵根离子的检验
▌例2 下列说法正确的是( )
A.所有铵盐中,N元素的化合价都是-3价
B.NH3 溶于水能导电,因此NH3是电解质
C.将少量硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨,可以闻到刺激性气味
D.铵盐比较稳定,因此贮存铵态氮肥时无需密封保存
▌对点练1-1 下列化合物既能与硫酸反应,又能与氢氧化钠反应的是( )
①NaHCO3 ②NaHSO4 ③(NH4)2CO3 ④NaNO3 ⑤NH4HCO3
A.只有① B.只有③
C.①②③ D.①③⑤
▌对点练1-2 下列固体混合物中可利用如图装置实现分离且最终成分不变的是( )
A.KMnO4和MnO2
B.NH4Cl和NaOH
C.NH4Cl和NaCl
D.NH4Cl和I2
题型 氨气的制法及相关实验
▌例3 下列装置用于实验室制取氨气或验证氨气的化学性质,其中能达到实验目的的是( )
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
▌对点练1-1 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( )
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H2SO4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
▌对点练1-2 某实验小组同学探究NH3与Cl2的反应,装置如图所示。常温常压下,将氨收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K,按图连接好装置;将氨压入反应管,充分反应后打开K,下列说法错误的是( )
A.反应开始后,保鲜袋逐渐被吸入反应管
B.反应过程中,反应管中产生白烟
C.打开K后,水会倒吸入反应管
D.上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏
基础通关
1.下列关于氨气的说法中不正确的是( )
A.氨气易液化,汽化时吸热,可用作制冷剂
B.氨气可以用浓硫酸干燥也可用碱石灰干燥
C.用水吸收氨气可用图1的装置防止倒吸
D.氨气密度比空气密度小,可用图2收集NH3
2.在一定条件下,NO跟NH3可以发生反应:6NO+4NH3===5N2+6H2O,该反应中被氧化和被还原的氮元素的质量比是( )
A.3∶2 B.2∶1
C.1∶1 D.2∶3
3.将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口,试纸不变蓝色的有( )
A.加热浓氨水
B.加热NH4HCO3固体
C.加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物
D.加热饱和NH4Cl溶液
4.检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中,然后( )
A.加热,将红色石蕊试纸放在试管口检验
B.加水溶解,用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C.加入碱溶液,加热,再滴入酚酞试液
D.加入苛性钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
5.下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热分解均可用于制取NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-3价
C.向某盐溶液中加入NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,看是否变蓝,可检验该盐是否为铵盐
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
6.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列得出的结论不正确的是( )
A.将装有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.NH3溶于水得到的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热稳定性差
D.将红热的Pt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
7.下列有关实验室制取NH3的实验原理及装置均正确的是( )
8.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:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加入盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
9.如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉
C.HCl(石蕊溶液)/红色喷泉
D.H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉
10.下图是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是( )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
素养提升
11.取一干燥烧瓶,用排空气法收集氨气,做喷泉实验。当水充满约整个烧瓶容积的二分之一后,喷泉停止。烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)( )
A.1 mol·L-1 B.0.029 mol·L-1
C.0.045 mol·L-1 D.不能确定
12.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
7.已知X、Y、Z、W(含同一种元素)之间的转化关系为XYZW,且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐,则X可能是( )
A.N2 B.NO2
C.NH3 D.NO
13.氨气是一种重要的化工原料,可以制备一系列无机物质(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3具有还原性
D.上述转化关系中只有2个氧化还原反应
14.在25 ℃、101 kPa下,NH3溶于水的喷泉实验装置如图所示(烧瓶内充满NH3)。已知该条件下的气体摩尔体积约为24.8 L·mol-1,下列说法错误的是( )
A.实验所用烧瓶需事先干燥
B.挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到蓝色喷泉
C.当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为 mol·L-1
D.用SO2、NaOH浓溶液在该装置中也可观察到喷泉现象
15.NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.(NH4)2CO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可以与Ca(OH)2发生反应
16. 下图所示为“双色双喷泉”实验装置,图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢,烧杯内盛装滴有石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是( )
A.在实验室中,可用浓氨水和生石灰制备氨气,用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B.在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时,可选用相同的干燥剂
C.实验中同时打开止水夹a、c、d,即可分别形成蓝色和红色喷泉
D.喷泉结束后,将烧瓶内溶液混合蒸干可得氯化铵固体
17.某实验兴趣小组利用如图所示实验装置探究氯气与过量氨气反应的实验,下列有关说法不正确的是( )
A.实验前打开K1,关闭K2,将注射器的活塞往外拉一小段,然后松开,活塞复原,说明装置气密性良好
B.打开K1,推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时,产生大量的白色烟雾
C.充分反应后,关闭K1,打开K2,观察到烧杯中的溶液倒吸入试管内
D.实验室制备氨气和氢气可以用同一套发生装置
18.如图所示是利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用盖子扣在上面,下面表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸挥发出来的HCl气体反应生成了微小的NH4Cl晶体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
D
氯化物溶液变浑浊
该溶液可能是BaCl2溶液
19.NH3易液化,能与多种物质发生反应,可用于侯氏制碱、制取肼(N2H4)和尿素[CO]等。肼(N2H4)具有强还原性,可由尿素[CO]、NaClO和NaOH溶液一起反应制得。下列说法正确的是( )
A.侯氏制碱的原理可表示为饱和NaCl溶液NaHCO3
B.氨气催化氧化制取NO属于氮的固定中的一种
C.由尿素、NaClO和NaOH溶液制N2H4时,应将NaClO溶液滴加到尿素溶液中
D.浓氨水与浓硫酸靠近时会有白烟生成
20.只用一种试剂,将NaCl、Na2SO4、NH4Cl、(NH4)2SO4四种溶液(必要时可加热)区分开,下列试剂中可选用的是( )
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液
C.BaCl2溶液 D.Ba(OH)2溶液
迁移创新
21.某课外小组在实验室制备氨气,并进行有关氨气的性质探究。
(1)该小组同学加热生石灰与氯化铵的混合物制取干燥的氨气。
①应该选用的仪器及装置有________(填字母)。
②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为____________________________________________________________________。
(2)该小组同学设计如图所示装置探究氨气的还原性。
①氨催化氧化的化学方程式为________________________________________________。
②若实验时通入氨气的速率过快,在烧瓶中会出现白烟,该物质的化学式为____________________________________________________________________。
(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。
①甲同学先将二氧化碳通入水中,充分溶解后,再通入氨气;乙同学先将氨气通入水中,充分溶解后,再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。______________________________________________。
②检验产物中有NH的方法为_______________________________________________________。
22.某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质,同时收集少量纯净的氮气。
请回答:
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式__________________________________________,
解释放出NH3的原因___________________________________________________。
(2)实验进行一段时间,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:_________________________________________________,这个反应说明氨具有________。
A.碱性 B.还原性
C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是________________________________________。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气,收集方法是________。
A.排空气法 B.排水法
C.用气囊收集
(5)装置E的作用是____________________________________________________,
装置F的作用_______________________________________________________。
E中的碱石灰________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
23.某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。
(1)氨催化氧化的化学方程式为 。
(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入 ;若撤掉装置3,在4中仅观察到大量白烟,白烟中的物质是 (填化学式)。
(4)为实现氨的催化氧化,也可用装置5替换装置 (填装置代号);化合物X为 (只写一种),Na2O2的作用为 。
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第三章
物质的性质与转化
第三节 氮的循环
第2课时 氨的转化与生成
课标要点
1.能列举、描述、辨识氨气、铵盐的重要物理性质、化学性质及实验现象。
2.理解喷泉实验的原理。
3.利用铵盐的性质设计氨气的实验室制法。
4.能够利用铵根离子的性质设计铵根离子的检验。
学习重难点
重点:
1.氨气、铵盐的重要物理性质、化学性质。
2.氨气的实验室制法。
难点:
1.铵根离子的检验。
知识点 氨气
1.物理性质
颜色状态
气味
密度
溶解性
特点
无色气体
刺激性气味
小于空气
极易溶于水,1体积水能溶解700体积的氨气
沸点高易液化
2.化学性质
(1)实验探究
预期转化
NH3→NH3·H2O
NH3→NH4Cl
实验试剂
及装置
操作
打开止水夹,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
集气瓶中产生大量白烟
结论
NH3极易溶于水,水溶液呈碱性
NH3和HCl反应生成白色NH4Cl小颗粒
(2)探究总结
(3)氨水的性质
(4)氨的还原性
氨中氮元素的化合价为最低价,因此氨具有还原性。氨在铂、铑等作催化剂的条件下被氧气氧化的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
3.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。
随学随练
1.如图所示,利用培养皿探究NH3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HCl反应生成NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无现象
NH3与浓硫酸不反应
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是可溶性碱
【答案】A
【解析】浓氨水具有挥发性,向NaOH固体上滴加浓氨水,由于NaOH与H2O作用放热从而使NH3挥发。NH3能与HCl发生化合反应生成NH4Cl白色固体,NH3也能与浓硫酸发生化合反应,生成(NH4)2SO4,A正确,B错误;NH3与氯化物溶液反应生成沉淀,该氯化物可以是AlCl3、MgCl2等,C错误;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O是可溶性碱,NH3是氢化物,D错误。
知识点 铵盐
1.物理性质
颜色
溶解性
状态
白色
易溶于水
晶体
2.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
试管中固体逐渐减少,试纸变蓝
固体逐渐减少,产生有刺激性气味气体,试管口有白色固体生成
试管中有刺激性气味气体产生,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)氨盐的化学性质
3.铵态氮肥的储存与施用
(1)由于铵盐具有受热易分解的性质,在储存铵态氮肥时,应密封包装并放在阴凉通风处;
(2)施肥时,应将其埋在土中以保持肥效。铵盐能与碱发生反应,因此铵态氮肥不能与碱性物质(如草木灰等)混合施用。
4.实验室制备氨气的反应原理
反应原理的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
5.铵根离子的检验方法
(1)原理
(2)方法
随学随练
1.关于铵盐的叙述:①铵盐易溶于水 ②铵盐中氮元素均为-3价 ③铵盐受热易分解 ④铵盐都只能与碱反应,不能与酸反应 ⑤铵态氮肥不宜与碱性物质如草木灰混合施用。其中正确的是( )
A.①②③④⑤ B.①③⑤
C.③④⑤ D.①②④
【答案】B
【解析】②和④中忽略了铵盐中的酸根离子。铵盐中氮元素的化合价不一定均为-3价,如NH4NO3中N的化合价既有-3价又有+5价;NH4HCO3等弱酸形成的铵盐也能与强酸反应。
拓展 氨气的实验室制法
1.氨气的实验室制法
(1)制备流程
(2)注意事项
①制取氨气时,不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸性的反应,发生危险。
②制取氨气时,不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且在加热条件下易腐蚀试管。
③由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管口应插入试管的底部。
④棉花团的作用是防止氨气与空气形成对流。
⑤干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
⑥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团)以避免污染空气。多余的气体需进行尾气吸收并注意防止倒吸,常采用下列装置和措施(CCl4是一种溶剂,密度比水大,不溶于水,不溶解NH3)。
2.氨气的其他制法
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的放出
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的放出;②增加溶液中的OH-浓度,减小NH3的溶解度
活学活用
1.下列方法适合实验室制取氨气的是( )
A.N2和H2催化加热制取氨气
B.加热NH4Cl制取氨气
C.NH4Cl和Ca(OH)2固体加热
D.将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合
【答案】C
【解析】A项,反应条件较高,适合用于工业生产;B项,NH4Cl受热分解生成的NH3、HCl遇冷又化合生成NH4Cl,不能制取氨气;D项,NH3极易溶于水,将NH4Cl溶液和NaOH溶液混合不能制取NH3。
2.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.③是氨气发生装置
C.②是氨气吸收装置
D.④是氨气收集、检验装置
【答案】B
【解析】①中NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl,所以不能用于制备氨气,A错误;③可用于制备氨气的发生装置,B正确:②中的漏斗位置过低,不能防止倒吸,C错误;④的试管口应放一团干燥的棉花,D错误。
拓展 喷泉实验
1.喷泉实验的原理
容器内外产生较大的压强差。在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。
2.产生压强差的原理
从原理上分析,使容器内外产生较大压强差的情况有以下两种:
(1)容器内气体极易溶于水(或容器内气体易与溶液反应),使容器内的压强迅速降低,在外界大气压的作用下,外部液体快速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。
(2)容器内的液体由于受热或发生化学反应产生了大量的气体,使容器内的压强增大,促使容器内的液体迅速向外流动,也能形成喷泉。喷雾器、火山喷发就是此原理。
(3)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
NO2
NO、O2(4∶3)
NO2、O2(4∶1)
吸收剂
水或NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
水
3.喷泉实验常见的几种装置
(1)甲装置形成喷泉是因为烧瓶内气体极易溶于烧杯和滴管中的液体,使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成喷泉。
(2)乙装置形成喷泉可使烧瓶受热,瓶内气体膨胀,打开止水夹,赶出玻璃导管内的空气,使瓶内气体与液体接触而溶解,烧瓶内压强减小产生压强差而形成喷泉。
(3)丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体,使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差,将液体从锥形瓶压入烧瓶形成喷泉。
4.做好氨的喷泉实验的关键
(1)装置的气密性要好,检验的方法是连接好实验装置后,打开止水夹,将玻璃管下端浸入水中,双手捂紧圆底烧瓶,若玻璃管内有气泡冒出,且松开手后玻璃管内形成一段稳定液柱,则说明该装置的气密性良好。
(2)圆底烧瓶必须保持干燥。
(3)圆底烧瓶要尽可能集满气体,若气体量不足,则难以形成喷泉。
(4)烧杯内必须装入足量的水,以防止因水量不足而造成喷泉现象停止或不发生。
5.喷泉实验的有关计算
(1)实验完成后,溶液充满烧瓶,溶质的物质的量与气体的物质的量相同(由体积换算确定)。
标准状况下若烧瓶体积为V L,则有
V(aq)=V L,nB=
cB=== mol·L-1。
(2)若溶质由部分气体转化而成,则依实际情况判断。如V体积NO2与O2按4∶1混合后做喷泉实验,发生的反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3,则有V(aq)=V L,nB=×,cB== mol·L-1。
活学活用
3.下图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案,下列有关操作不可能引发喷泉的是( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使饱和NaHCO3溶液全部进入烧瓶,然后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中加入适量生石灰并打开止水夹
【答案】B
【解析】Cl2易溶于CCl4且易和NaOH溶液反应,烧瓶内压强减小,形成喷泉,A项不符合题意;CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小,不能形成喷泉,B符合题意;从a处鼓入空气,打开止水夹,HCl和NaCl溶液接触,因为HCl极易溶于水,导致烧瓶内压强降低,可形成喷泉,C项不符合题意;加入生石灰,生石灰和水反应释放大量的热,导致锥形瓶内气压升高,打开止水夹,浓盐酸被压入烧瓶和NH3接触,NH3极易溶于水且和盐酸发生反应,可形成喷泉,D项不符合题意。
4.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2进行喷泉实验,如图所示,经充分反应后,瓶内溶液中溶质的物质的量浓度的关系为( )
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能确定
【答案】C
【解析】假设两个烧瓶内均充有a mol气体,烧瓶容积为V L则:
c(NH3)== mol·L-1
3NO2+H2O===2HNO3+NO
a mol a mol
水进入烧瓶内的体积也是其容积的,即V L。
c(HNO3)== mol·L-1。
题型 氨的性质
▌例1 氨气是一种重要的化工原料。下列关于氨气的说法不正确的是( )
A.液氨可用作制冷剂
B.氨气是一种无色、有刺激性气味的气体
C.氨气的密度比空气大
D.氨气极易溶于水,能使酚酞溶液变红
【答案】C
【解析】氨气的相对分子质量为17,空气的平均相对分子质量约为29,根据相同条件下,气体密度之比等于相对分子质量之比,可知氨气密度比空气小,故选C。
▌对点练1-1 下列关于氨、液氨、氨水的叙述正确的是( )
A.氨、液氨、氨水的成分相同,均为纯净物
B.蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近,有白烟生成
C.氨水的密度比水小,且浓度越大,密度越大
D.氨水的溶质为NH3·H2O,是氨水中含量最多的微粒
【答案】B
【解析】氨水是混合物,氨水的密度随浓度的增大而减小,氨水中水的含量最多。
▌对点练1-2 依据氨气能够形成喷泉的原理,如果在烧瓶中充满指定气体,胶头滴管吸入指定液体,以下各组物质不能形成喷泉现象的是( )
A.CO2和NaOH溶液
B.N2与水
C.HCl和水
D.NO2与水
【答案】B
【解析】N2在水中的溶解度很小,无法使烧瓶内气体压强显著减小,不能形成较大的压强差,不能形成喷泉,故选B。
题型 铵盐的性质、铵根离子的检验
▌例2 下列说法正确的是( )
A.所有铵盐中,N元素的化合价都是-3价
B.NH3 溶于水能导电,因此NH3是电解质
C.将少量硫酸铵和熟石灰混合在研钵中进行研磨,可以闻到刺激性气味
D.铵盐比较稳定,因此贮存铵态氮肥时无需密封保存
【答案】C
【解析】NH4NO3中N的化合价有-3和+5价两种,A错误;NH3 溶于水生成NH3·H2O能导电,因此NH3·H2O是电解质,NH3不是电解质,B错误;大多数铵盐不稳定,见光或受热易分解,贮存铵态氮肥时需密封保存,D错误。
▌对点练1-1 下列化合物既能与硫酸反应,又能与氢氧化钠反应的是( )
①NaHCO3 ②NaHSO4 ③(NH4)2CO3 ④NaNO3 ⑤NH4HCO3
A.只有① B.只有③
C.①②③ D.①③⑤
【答案】D
【解析】碳酸氢钠既能与硫酸反应生成二氧化碳,又能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故①正确;硫酸氢钠只与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,故②错误;碳酸铵、碳酸氢铵既能与硫酸反应生成二氧化碳,又能与氢氧化钠反应生成一水合氨或放出氨,故③⑤正确;硝酸钠与硫酸、氢氧化钠都不反应,故④错误。
▌对点练1-2 下列固体混合物中可利用如图装置实现分离且最终成分不变的是( )
A.KMnO4和MnO2
B.NH4Cl和NaOH
C.NH4Cl和NaCl
D.NH4Cl和I2
【答案】C
【解析】KMnO4受热分解生成MnO2、锰酸钾、氧气,利用该装置无法实现 KMnO4和 MnO2的分离,A错误;NH4Cl和NaOH加热反应生成氯化钠、氨气、水,无法实现NH4Cl和NaOH的分离,B错误;NH4Cl加热分解为氨气、氯化氢,遇到装有冰水的烧瓶,两者反应生成氯化铵固体附在烧瓶底部, NaCl在烧杯中,达到了分离两者且成分不变的目的,C正确;NH4Cl加热分解遇到装有冰水的烧瓶又生成氯化铵固体附在烧瓶底部;I2易升华,加热升华遇到装有冰水的烧瓶也附在烧瓶的底部,无法实现两者的分离,D错误。
题型 氨气的制法及相关实验
▌例3 下列装置用于实验室制取氨气或验证氨气的化学性质,其中能达到实验目的的是( )
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】实验室采用装置甲制取氨气时,分液漏斗中盛装浓氨水,圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰,图示药品使用不正确,不能用来制取氨气,A项错误;氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,不能用浓硫酸干燥氨气,B项错误;丙装置中发生反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,可以验证氨气具有还原性,C项正确;氨气与水直接接触,不能起防倒吸的作用,D项错误。
▌对点练1-1 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( )
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H2SO4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,A错误;浓H2SO4不能干燥NH3,B错误;无水硫酸铜固体遇水变为蓝色,C正确;E中用排水集气法收集的气体肯定难溶于水,不能做水溶性的喷泉实验,D错误。
▌对点练1-2 某实验小组同学探究NH3与Cl2的反应,装置如图所示。常温常压下,将氨收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K,按图连接好装置;将氨压入反应管,充分反应后打开K,下列说法错误的是( )
A.反应开始后,保鲜袋逐渐被吸入反应管
B.反应过程中,反应管中产生白烟
C.打开K后,水会倒吸入反应管
D.上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏
【答案】C
【解析】NH3与Cl2混合后发生反应:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,40 mL NH3与15 mL Cl2刚好完全反应,此时气体由55 mL变为5 mL,反应管内气体的压强减小,必然导致保鲜袋逐渐被吸入反应管,最终使反应管内气体的压强等于大气压强,故打开K后,水不会倒吸入反应管。
基础通关
1.下列关于氨气的说法中不正确的是( )
A.氨气易液化,汽化时吸热,可用作制冷剂
B.氨气可以用浓硫酸干燥也可用碱石灰干燥
C.用水吸收氨气可用图1的装置防止倒吸
D.氨气密度比空气密度小,可用图2收集NH3
【答案】B
【解析】氨气易液化,汽化时吸热,可用作制冷剂,A正确;氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,所以不能用浓硫酸干燥氨气,B错误;氨气在水中的溶解度大,而在四氯化碳中的溶解度小,四氯化碳的密度比水大,所以氨气通入下层,防止倒吸,C正确;氨气密度比空气密度小,采用向下排空气法收集,即短口进,长口出,D正确。
2.在一定条件下,NO跟NH3可以发生反应:6NO+4NH3===5N2+6H2O,该反应中被氧化和被还原的氮元素的质量比是( )
A.3∶2 B.2∶1
C.1∶1 D.2∶3
【答案】D
【解析】反应中NO的氮元素化合价降低被还原,而NH3的氮元素化合价升高被氧化,结合化学方程式可知被氧化和被还原的氮元素的质量比是2∶3,故选D。
3.将湿润的红色石蕊试纸放在进行下列实验的试管口,试纸不变蓝色的有( )
A.加热浓氨水
B.加热NH4HCO3固体
C.加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物
D.加热饱和NH4Cl溶液
【答案】D
【解析】能使红色石蕊试纸变蓝的气体在中学阶段就是NH3。浓氨水、NH4HCO3加热能分解出NH3;加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物是实验室制氨气的方法;加热NH4Cl饱和溶液时产生大量水蒸气,没有NH3放出不能使试纸变蓝。
4.检验铵盐的方法是将待检物取出少量放入试管中,然后( )
A.加热,将红色石蕊试纸放在试管口检验
B.加水溶解,用红色石蕊试纸检验溶液的酸碱性
C.加入碱溶液,加热,再滴入酚酞试液
D.加入苛性钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验
【答案】D
【解析】铵盐与碱溶液共热反应生成氨气,检验铵盐的方法是向待检物中加入NaOH溶液,加热后产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则该物质是铵盐,D项正确。
5.下列说法中正确的是( )
A.所有铵盐受热分解均可用于制取NH3
B.所有铵盐都易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-3价
C.向某盐溶液中加入NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,看是否变蓝,可检验该盐是否为铵盐
D.NH4Cl和NaCl的固体混合物可用升华法分离
【答案】C
【解析】A项,如硝酸铵受热分解易发生爆炸;B项,硝酸铵中氮元素的化合价既有-3价又有+5价;C项,检验原理为NH+OH-NH3↑+H2O,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;D项,NH4Cl受热分解成NH3和HCl,二者遇冷又重新化合成NH4Cl,在试管口有白色固体生成,故可用加热法分离NH4Cl与NaCl的固体混合物。
6.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列得出的结论不正确的是( )
A.将装有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.NH3溶于水得到的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热稳定性差
D.将红热的Pt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
【解析】氨气在铂催化下与氧气加热反应生成一氧化氮和水,一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮。
7.下列有关实验室制取NH3的实验原理及装置均正确的是( )
【答案】B
【解析】氨气极易溶于水,NaOH溶液与NH4Cl溶液混合几乎得不到氨气,实验室用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合受热制取氨气,A错误;氨气不与碱石灰反应,可用碱石灰干燥NH3,B正确;氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集,气体应从短管进入,C错误;氨气极易溶于水且会与硫酸反应,直接将氨气通入稀硫酸中会发生倒吸,D错误。
8.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:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加入盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
【答案】C
【解析】A项,反应属于固体间的加热反应,不能写成离子形式,错误;B项,加热条件下,NH3·H2O应分解为NH3和H2O,离子方程式应为NH+OH-NH3↑+H2O,错误;C项,符合反应原理及离子方程式书写要求,正确;D项,一水合氨是弱碱,不能完全电离,离子方程式应为Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH,错误。
9.如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.SO2(饱和NaHSO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(CuSO4溶液)/蓝色喷泉
C.HCl(石蕊溶液)/红色喷泉
D.H2S(AgNO3溶液)/黑色喷泉
【答案】A
【解析】SO2在饱和NaHSO3溶液中的溶解度很小,故不能形成喷泉,A项符合题意;NH3极易溶于水生成NH3·H2O,与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,B项不符合题意;HCl极易溶于水,溶液呈酸性,使石蕊溶液呈红色,C项不符合题意;H2S和AgNO3反应生成Ag2S黑色沉淀,D项不符合题意。
10.下图是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是( )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
【答案】C
【解析】实验Ⅰ体现了NH3易溶于水,且水溶液呈碱性,实验Ⅱ体现了NH3易挥发,挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白色氯化铵固体小颗粒,也能证明氨是碱性气体,所以两个实验均体现了NH3是碱性气体,故A、B错误,C正确;两个实验中都未发生氧化还原反应,所以无氧化性和还原性的体现,故D错误。
素养提升
11.取一干燥烧瓶,用排空气法收集氨气,做喷泉实验。当水充满约整个烧瓶容积的二分之一后,喷泉停止。烧瓶内的氨水的物质的量浓度是(按标准状况下计算)( )
A.1 mol·L-1 B.0.029 mol·L-1
C.0.045 mol·L-1 D.不能确定
【答案】C
【解析】氨气溶于水所得溶液的体积等于氨气的体积,令溶解的氨气体积为22.4 L,则溶液的体积也为22.4 L,标准状况下22.4 L氨气的物质的量为22.4 L÷22.4 L/mol=1 mol,故所得溶液的物质的量浓度为1 mol÷22.4 L=0.045 mol/L。
12.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,则剩余的一种为氯化钾溶液,A项正确。
7.已知X、Y、Z、W(含同一种元素)之间的转化关系为XYZW,且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐,则X可能是( )
A.N2 B.NO2
C.NH3 D.NO
【答案】C
【解析】根据题意可知X、Y、Z、W均含N元素,由X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐,知X是NH3,发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,HNO3+NH3===NH4NO3。
13.氨气是一种重要的化工原料,可以制备一系列无机物质(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3具有还原性
D.上述转化关系中只有2个氧化还原反应
【答案】C
【解析】NH4Cl是常用化肥,而NaHCO3为小苏打,不能用作化肥,可用于治疗胃酸过多,A项错误;Na2CO3受热不易分解,B项错误;NH3中N的化合价为-3价,能发生催化氧化反应,故NH3具有还原性,C项正确;上述转化关系中有3个氧化还原反应:NH3―→NO―→NO2―→HNO3,D项错误。
14.在25 ℃、101 kPa下,NH3溶于水的喷泉实验装置如图所示(烧瓶内充满NH3)。已知该条件下的气体摩尔体积约为24.8 L·mol-1,下列说法错误的是( )
A.实验所用烧瓶需事先干燥
B.挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到蓝色喷泉
C.当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为 mol·L-1
D.用SO2、NaOH浓溶液在该装置中也可观察到喷泉现象
【答案】B
【解析】氨气极易溶于水,故实验所用烧瓶需事先干燥,A正确;氨气水溶液显碱性,故挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到红色喷泉,B错误;假设烧瓶体积为V L,当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为 mol·L-1= mol·L-1,C正确;二氧化硫和氢氧化钠发生反应生成亚硫酸钠,导致装置中压强减小,也会观察到喷泉现象,D正确。
15.NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.(NH4)2CO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可以与Ca(OH)2发生反应
【答案】C
【解析】NH4Cl是常用的化肥,而NaHCO3是小苏打,不用作化肥,A错误;(NH4)2CO32NH3↑+H2O+CO2↑,Na2CO3受热难分解,B错误;图中涉及的盐类NaCl与Ca(OH)2不反应,D错误。
16. 下图所示为“双色双喷泉”实验装置,图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢,烧杯内盛装滴有石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是( )
A.在实验室中,可用浓氨水和生石灰制备氨气,用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B.在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时,可选用相同的干燥剂
C.实验中同时打开止水夹a、c、d,即可分别形成蓝色和红色喷泉
D.喷泉结束后,将烧瓶内溶液混合蒸干可得氯化铵固体
【答案】D
【解析】用浓氨水和生石灰制备氨气,属于固体和液体反应、不加热的制气类型,用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢,利用浓硫酸的吸水性,A正确;在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时,可选用相同的干燥剂,如无水硫酸钠等中性干燥剂,B正确;实验中同时打开止水夹a、c、d,a导管中少量氨气和氯化氢相互作用,使两瓶内压强减小,氨气溶于水显碱性,氯化氢溶于水显酸性,即可分别形成蓝色和红色喷泉,C正确;喷泉结束后,将烧瓶内溶液混合后,蒸干氯化铵分解,得不到氯化铵固体,D错误。
17.某实验兴趣小组利用如图所示实验装置探究氯气与过量氨气反应的实验,下列有关说法不正确的是( )
A.实验前打开K1,关闭K2,将注射器的活塞往外拉一小段,然后松开,活塞复原,说明装置气密性良好
B.打开K1,推动注射器的活塞使过量的氨气与氯气混合时,产生大量的白色烟雾
C.充分反应后,关闭K1,打开K2,观察到烧杯中的溶液倒吸入试管内
D.实验室制备氨气和氢气可以用同一套发生装置
【答案】B
【解析】实验前打开K1,关闭K2,将注射器的活塞往外拉一小段,然后松开,活塞复原,说明往外拉活塞后,装置不漏气,A项正确。过量的氨气与氯气发生反应8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,只产生大量的白烟(NH4Cl固体),没有白雾(液体),B项错误。由该反应可知,反应后气体的物质的量减小,使装置内压强减小,产生倒吸现象,C项正确。实验室制备氨气和氢气都可以使用固液常温型发生装置,制备氨气可以选用浓氨水和氧化钙,制备氢气可以选用Zn和稀H2SO4,D项正确。
18.如图所示是利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用盖子扣在上面,下面表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸挥发出来的HCl气体反应生成了微小的NH4Cl晶体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
湿润的红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
D
氯化物溶液变浑浊
该溶液可能是BaCl2溶液
【答案】A
【解析】向NaOH固体上滴几滴浓氨水,产生的NH3与浓盐酸挥发出来的HCl气体发生反应:NH3+HCl===NH4Cl,生成了微小的NH4Cl晶体,故在浓盐酸附近产生白烟,A正确;因浓硫酸沸点高,难挥发,故在浓硫酸附近无明显现象,B错误;氨气遇湿润的红色石蕊试纸变蓝,NH3与水反应生成的NH3·H2O使水溶液呈碱性,氨气不是碱,C错误;氨气与氯化物生成难溶的氢氧化物比如Mg(OH)2、Al(OH)3等,Ba(OH)2易溶于水,该溶液不可能是氯化钡,D错误。
19.NH3易液化,能与多种物质发生反应,可用于侯氏制碱、制取肼(N2H4)和尿素[CO]等。肼(N2H4)具有强还原性,可由尿素[CO]、NaClO和NaOH溶液一起反应制得。下列说法正确的是( )
A.侯氏制碱的原理可表示为饱和NaCl溶液NaHCO3
B.氨气催化氧化制取NO属于氮的固定中的一种
C.由尿素、NaClO和NaOH溶液制N2H4时,应将NaClO溶液滴加到尿素溶液中
D.浓氨水与浓硫酸靠近时会有白烟生成
【答案】C
【解析】饱和NaCl溶液中应先通入氨气再通入CO2,A错误;氮的固定是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程,B错误;N2H4具有还原性,NaClO具有强氧化性,为防止N2H4被过量NaClO溶液氧化,制备N2H4时必须将NaClO和NaOH混合液缓慢滴加到尿素溶液中,边加边搅拌,C正确;浓硫酸不挥发,所以浓氨水与浓硫酸靠近时不会产生白烟现象,D错误。
20.只用一种试剂,将NaCl、Na2SO4、NH4Cl、(NH4)2SO4四种溶液(必要时可加热)区分开,下列试剂中可选用的是( )
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液
C.BaCl2溶液 D.Ba(OH)2溶液
【答案】D
【解析】A项,NaOH溶液加入四种溶液中,NaCl、Na2SO4中都无现象,NH4Cl、(NH4)2SO4中都产生无色有刺激性气味的气体,无法区分;B项,AgNO3溶液加入四种溶液中,都只有白色沉淀产生,无法区分;C项,BaCl2溶液加入四种溶液中,NaCl、NH4Cl中无现象,Na2SO4、(NH4)2SO4中都产生白色沉淀,无法区分;D项,Ba(OH)2溶液加入四种溶液中,产生的现象分别为无现象、白色沉淀、无色有刺激性气味的气体、气体和沉淀,可以区分。
迁移创新
21.某课外小组在实验室制备氨气,并进行有关氨气的性质探究。
(1)该小组同学加热生石灰与氯化铵的混合物制取干燥的氨气。
①应该选用的仪器及装置有________(填字母)。
②生石灰与氯化铵反应生成氨气的化学方程式为____________________________________________________________________。
(2)该小组同学设计如图所示装置探究氨气的还原性。
①氨催化氧化的化学方程式为________________________________________________。
②若实验时通入氨气的速率过快,在烧瓶中会出现白烟,该物质的化学式为____________________________________________________________________。
(3)该小组同学以氨气和二氧化碳为原料制备碳酸氢铵。
①甲同学先将二氧化碳通入水中,充分溶解后,再通入氨气;乙同学先将氨气通入水中,充分溶解后,再通入二氧化碳。请选择合适的方案并说明原因。______________________________________________。
②检验产物中有NH的方法为_______________________________________________________。
【答案】(1)①I、F、G、E、C
②CaO+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+H2O
(2)①4NH3+5O24NO+6H2O
②NH4NO3
(3)①乙同学方案合理。二氧化碳在水中溶解度较小,先通入二氧化碳,再通入氨气,生成的产物量少,且易生成碳酸铵;氨气在水中溶解度很大,先通入氨气,再通入二氧化碳,生成的产物量多,且易生成碳酸氢铵;应选择乙同学方案
②取少量产物放入试管中,加入浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明产物中有NH
【解析】(1)加热固体反应制取气体需I、F,干燥要用G,氨气密度小于空气,收集NH3用E,氨气极易溶于水,尾气吸收用C。(2)氨催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮被装置中空气氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,若通入氨气的速率过快,来不及反应的氨气与硝酸反应生成硝酸铵固体。(3)二氧化碳在水中的溶解度很小,先通入二氧化碳再通入氨气得到的碳酸氢铵较少,甲方案不合适;铵根离子的检验是依据铵盐与碱反应生成氨气的原理进行的,注意实验中要加热,检验逸出的氨气用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸均可。
22.某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质,同时收集少量纯净的氮气。
请回答:
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式__________________________________________,
解释放出NH3的原因___________________________________________________。
(2)实验进行一段时间,观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象,写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:_________________________________________________,这个反应说明氨具有________。
A.碱性 B.还原性
C.氧化性 D.不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是________________________________________。
(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气,收集方法是________。
A.排空气法 B.排水法
C.用气囊收集
(5)装置E的作用是____________________________________________________,
装置F的作用_______________________________________________________。
E中的碱石灰________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
【答案】(1)NH3·H2O+CaO===Ca(OH)2+NH3↑
生石灰与水反应放出大量热,促使NH3·H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高,NH3的溶解度减小,使NH3从水中逸出 (2)3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 B
(3)吸收空气中的水分,排除干扰;吸收氨,防止污染空气
(4)C (5)吸收水蒸气,干燥NH3 检验是否有水生成 不能
【解析】(1)CaO与氨水中的水反应生成Ca(OH)2,同时放出大量的热,促使NH3·H2O受热分解生成NH3,又由于温度升高NH3的溶解度减小,从而挥发出NH3。(2)CuO变为Cu,NH3变为N2,同时生成H2O,在该反应中CuO获得电子,NH3失去电子,表现了NH3的还原性。(3)吸收空气中的水分,排除对检验生成物H2O的干扰,没有反应掉的NH3被浓硫酸吸收,防止NH3逸出而污染环境。(4)排空气法收集到的N2中混有O2等,排水法收集到的N2中有水蒸气,用气囊收集可得干燥、纯净的N2。(5)E中盛放的是碱石灰,其作用是吸收NH3中的水蒸气。H2O能与无水硫酸铜作用出现蓝色,所以用无水硫酸铜可检验CuO和NH3反应是否有H2O生成。由于CaCl2能与NH3反应,所以不能将碱石灰换为CaCl2。
23.某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。
(1)氨催化氧化的化学方程式为 。
(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入 ;若撤掉装置3,在4中仅观察到大量白烟,白烟中的物质是 (填化学式)。
(4)为实现氨的催化氧化,也可用装置5替换装置 (填装置代号);化合物X为 (只写一种),Na2O2的作用为 。
【答案】(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)放热 (3)浓硫酸 NH4NO3 (4)1 NH4HCO3 与CO2、H2O反应生成O2
【解析】(1)氨在催化剂和加热的条件下与O2反应生成NO和H2O,其化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,即装置3中盛放的物质应能吸收未反应的NH3和反应生成的H2O(g),则装置3应装入浓硫酸;若撤掉装置3,生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成NH4NO3,导致在4中仅观察到大量白烟,则白烟中的物质是NH4NO3。(4)装置5应能产生NH3和O2的混合气,则也可用装置5替换装置1;化合物X受热能产生NH3、且产物能与Na2O2作用产生O2,则化合物X可以为NH4HCO3,Na2O2的作用是与CO2、H2O反应生成O2。
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