3.2 氮及其重要化合物 第1课时（讲义） 化学沪科版必修第一册

第三章 硫、氮及其循环 第二节 氮及其化合物 第1课时 固氮 课标要点 1.结合真实情境了解自然界（如闪电、生物固氮）及人工固氮（如合成氨、氮肥生产）的常见方式，认识固氮对氮循环及农业生产的重要意义，建立“氮循环—固氮—人类活动”的认知逻辑。 2.掌握氨气的物理性质和化学性质，能准确书写相关化学方程式，能基于实验现象推导反应本质。 3.学会氨气的实验室制备原理、装置选择及收集方法，能分析尾气处理思路，能独立完成氨气制备与性质检验的实验操作并准确描述现象。 4.能结合氨气的性质解释其用途，能运用化学知识解决尾气处理、氨气泄漏处置等实际问题，培养运用化学知识解决实际问题的能力。 学习重难点 重点： 1.氨气的化学性质及相关化学方程式书写； 2.氨气的实验室制备原理、装置选择、收集方法及尾气处理。 难点： 1.氨水中的微粒组成及氨水的弱碱性原理； 2.实验室制备氨气时，装置气密性检查、收集时验满方法及尾气防倒吸装置的设计思路。 知识点 氮气 1. 氮的原子结构 氮原子的最外层有5个电子，这使得它既难以获得3个电子，也不易失去5个电子。故而，氮原子通常借助共用电子对的方式与其他原子结合，从而形成物质。 氮的原子结构 其常见化合价包括＋1、＋2、＋3、＋4、＋5及－3。氮的氧化物共有六种，分别为N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4和N2O5。其中，N2O5是HNO3的酸酐，而N2O3则是HNO2的酸酐。 2.氮元素的存在形式 游离态：主要以氮气分子的形式分布于空气中。 化合态：广泛存在于动植物体内的蛋白质中，以及土壤和海洋里的硝酸盐与铵盐中。 3.氮气 （1）物理性质 纯净的氮气表现为无色无味的气体，难溶于水，在空气体积中占比约为五分之四。 （2）化学性质 ①在常温环境下，氮气的化学性质相对稳定，因此可替代稀有气体用作保护气。 ②在放电或高温条件下，氮气能与氧气反应生成一氧化氮，反应式为：N2＋O2==2NO。 ③镁条在氮气中燃烧的反应为：3Mg＋N2==Mg3N2； ④工业合成氨的反应为：N2+3H22NH3 易错提醒 1. N₂常温稳定，但放电/高温下可与O₂反应，高温下可与Mg等活泼金属反应，合成氨条件下可与H₂反应。 2. N₂O₅是HNO₃的酸酐（N为+5价），N₂O₃是HNO₂的酸酐（N为+3价）；NO、NO₂不是酸酐（无对应价态的含氧酸）。 3. 氮的氧化物常见六种为N₂O、NO、N₂O₃、NO₂、N₂O₄、N₂O₅，注意NO₂与N₂O₄可相互转化（2NO₂⇌N₂O₄）。 4. N₂作保护气是利用其常温稳定，但不能用于保护易与N₂在高温下反应的物质（如Mg）。 随学随练 1.下列物质不能用单质之间反应制得的是 A． B．CuS C． D．NO 【答案】B 【解析】A．铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4，故Fe3O4能由单质直接化合生成，A项不符合题意； B．S具有弱氧化性，能将变价金属Cu氧化为+1价，Cu和S加热生成Cu2S，所以CuS不能用单质之间反应制得，B项符合题意； C．在高温、高压、催化剂条件下，氮气和氢气发生化合反应生成NH3，所以NH3能由单质直接化合生成，C项不符合题意； D．氮气和氧气在放电条件下反应生成NO，所以NO能由单质直接化合生成，D项不符合题意。 答案选B。 2.下列关于氮气（N₂）的说法中，正确的是（　） A．氮气性质稳定，常温下不与任何物质发生反应，因此可作所有金属焊接的保护气 B．氮气在放电或高温条件下可与氧气反应生成红棕色气体NO₂ C．镁条在氮气中燃烧生成Mg₃N₂，该反应中N₂作氧化剂 D．工业合成氨反应为N₂＋3H₂===2NH₃，该反应属于氮的固定 【答案】C 【解析】A项错误。N₂常温下化学性质稳定，可作保护气，但“不与任何物质发生反应”说法绝对——高温下N₂可与Mg等活泼金属反应，也可在放电条件下与O₂反应，故不能用“任何物质”“所有金属”表述。 B项错误。N₂与O₂在放电或高温条件下反应生成的是无色的NO，不是红棕色NO₂；NO再与O₂反应才生成红棕色NO₂，该选项混淆了两步反应。 C项正确。3Mg＋N₂反应中N₂中N由0价降为−3价，得电子，N₂作氧化剂（Mg作还原剂）。 D项错误。工业合成氨是可逆反应，应用“⇌”而非“===”；该反应将游离态N₂转化为含氮化合物NH₃，属于氮的固定（人工固氮），但方程式书写错误，故D错。 知识点 固氮 1. 氮元素的存在形态 （1）游离态：主要以氮气（N2）的形式分布于大气中。 （2）化合态：广泛存在于动植物体的蛋白质内，以及土壤和海洋中的硝酸盐与铵盐里。 2. 氮的固定 （1）定义：将空气中游离态的氮转变为含氮化合物的过程，称为氮的固定。 （2）分类及途径： ① 天然固氮：主要包含生物固氮和大气固氮两种形式。 a. 生物固氮：豆科植物根部的根瘤菌能将空气中的游离氮转化为氨（即铵态氮肥）供植物吸收利用，因此这类植物对施肥的需求较低，甚至无需施肥。 b. 大气固氮：在闪电作用下，空气中的氮气转化为氮氧化物，随后通过降雨形成稀硝酸（即硝态氮肥），渗入土壤后被植物根系摄取。涉及反应如下：N2+O2==2NO、2NO+O2==2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO。 ② 人工固氮：在高温、高压及催化剂存在的条件下，氮气与氢气直接反应生成氨气(NH3)。 反应方程式：N2+3H2⇌2NH3 特别提醒 固氮途径分两大类：天然固氮（生物固氮、大气固氮）和人工固氮（合成氨）。 生物固氮靠根瘤菌将N₂转化为氨（铵态氮肥）；大气固氮靠闪电将N₂转化为氮氧化物，再经降雨形成稀硝酸（硝态氮肥）。 易错提醒 1. 只有游离态N₂→含氮化合物才是固氮；NO→NO₂、NO₂→HNO₃、NH₃→NO等含氮化合物之间的转化不是固氮。 2. 根瘤菌固氮产物是氨（铵态氮肥），不是硝酸盐；大气固氮最终形成稀硝酸（硝态氮肥），二者产物不同。 随学随练 1.下列过程中不属于氮的固定的是 A．氮气在根瘤菌作用下生成NO B．工业合成氨 C．氨气转化为氯化铵晶体 D．雷雨天产生NO 【答案】C 【分析】将大气中游离态的氮（N2）转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。 【解析】A．氮气在根瘤菌作用下生成NO，属于生物固氮，A不符合题意； B．工业上用N2和H2在高温、高压和催化剂条件下化合生成NH3，属于氮的固定，B不符合题意； C．氨气和氯化氢可化合生成氯化铵，NH3不属于游离态的氮，不属于氮的固定，C符合题意； D．雷雨天气，空气中的N2和O2在闪电作用下生成NO，属于氮的固定，D不符合题意； 答案选C。 2.我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于 A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮 【答案】A 【解析】用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素，该方法是通过化学方法将氮气转化为化合态的尿素，属于人工固氮，答案选A。 知识点 氮的氧化物 1．氮元素的价态与氧化物 类别 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 价态 +1 +2 +3 +4 +4 +5 特别提醒 1.氮的氧化物均为有毒气体； 2.其中 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐，其它都不是酸酐。 2．一氧化氮和二氧化氮的性质 （1）物理性质 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气态 无味 有毒 难溶于水 NO2 红棕色 气态 刺激性 有毒 易溶于水 （2）化学性质 ①与O2反应：2NO+O22NO2（NO不能用排空气法收集），NO2不反应。 ②与H2O反应：3NO2+H2O2HNO3+NO（工业制硝酸），NO不反应。 关键提醒： 1.NO遇空气变红棕色（2NO＋O₂===2NO₂），是检验NO的常用方法； 2.NO₂与水反应（3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO）是工业制硝酸的基础，注意产物有两种； 3.NO只能用排水法收集，NO₂用向上排空气法收集； 4.二者均有毒，实验需注意尾气处理（用碱液吸收）。 随学随练 1. 下列关于NO和NO₂的说法中，正确的是（　） A．N₂O₅是HNO₃的酸酐，N₂O₃是HNO₂的酸酐，二者中氮的化合价分别为+5和+3 B．NO和NO₂均为有毒气体，均可用排水法收集 C．NO₂与水反应生成HNO₃，反应中NO₂只作氧化剂 D．NO遇空气变红棕色，是因为NO被还原生成了NO₂ 【答案】A 【解析】A项正确。N₂O₅中N为+5价，对应酸HNO₃（N为+5价），是HNO₃的酸酐；N₂O₃中N为+3价，对应酸HNO₂（N为+3价），是HNO₂的酸酐。酸酐中中心元素价态与对应酸一致，A正确。 B项错误。NO和NO₂均有毒，但收集方法不同：NO难溶于水且常温下与O₂反应（2NO＋O₂===2NO₂），只能用排水法收集；NO₂易溶于水且与水反应，只能用向上排空气法收集，不能用排水法。故B错。 C项错误。3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO中，NO₂中N由+4价一部分升高到+5价（HNO₃）、一部分降低到+2价（NO），NO₂既作氧化剂又作还原剂（歧化反应），不是只作氧化剂，C错。 D项错误。NO遇空气变红棕色是因为NO被O₂氧化生成NO₂（2NO＋O₂===2NO₂），NO作还原剂被氧化，不是“被还原”，D错。 2.工业制硝酸的基础反应之一是NO₂与水反应：3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO。下列说法中正确的是（　） A．该反应中NO₂只表现氧化性 B．该反应中NO₂既表现氧化性又表现还原性 C．该反应中NO₂只表现还原性 D．该反应不是氧化还原反应，因为反应前后元素种类不变 【答案】B 【解析】反应中氮元素化合价变化：NO₂中N为+4价；产物HNO₃中N为+5价（化合价升高，被氧化，NO₂表现还原性）；产物NO中N为+2价（化合价降低，被还原，NO₂表现氧化性）。同一物质中同种元素一部分化合价升高、一部分降低，属于歧化反应，NO₂既表现氧化性又表现还原性。 A、C项片面，均错；B项正确；D项错误：该反应有元素化合价变化，属于氧化还原反应，“元素种类不变”不能作为判断非氧化还原反应的依据。 知识点 氨气（重点） 1. 物理性质 性质 内容 颜色状态 无色气体 气味 有刺激性气味 密度 比空气小（可用向下排空气法收集） 溶解性 极易溶于水（常温常压，1体积水约溶解700体积氨） 液化 易液化，液氨汽化时吸收大量热，可作制冷剂 喷泉实验：将胶头滴管中的水挤入充满NH₃的烧瓶，NH₃迅速溶解，瓶内压强急剧减小，烧杯中的水被压入烧瓶形成喷泉。若水中滴有酚酞，喷泉呈红色，说明氨水显碱性。 原理归纳：气体迅速溶解或与溶液反应→瓶内压强＜外界压强→形成喷泉。 常见组合：NH₃/HCl+水，CO₂/SO₂/Cl₂+NaOH溶液。 2. 化学性质 （1）与水反应：NH₃＋H₂O⇌NH₃·H₂O⇌NH₄⁺＋OH⁻ 氨水呈弱碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（检验NH₃的常用方法）。 NH₃·H₂O不稳定，受热易分解：NH₃·H₂O→NH₃↑＋H₂O。 （2）与酸反应（生成铵盐） 酸 方程式 现象 浓盐酸 NH₃＋HCl===NH₄Cl 产生白烟 浓硝酸 NH₃＋HNO₃===NH₄NO₃ 产生白烟 稀硫酸 2NH₃＋H₂SO₄===(NH₄)₂SO₄ 无明显现象 注意：白烟是NH₃与挥发性酸（HCl、HNO₃）挥发的气体在空气中化合生成的固体小颗粒（铵盐）。浓硫酸难挥发，不产生白烟。 （3）与氧气反应（催化氧化）4NH₃+5O24NO+6H2O NH₃中N为−3价，具有还原性，此反应是工业制硝酸的基础。 （4）其他还原性反应（拓展） 与Cl₂：2NH₃＋3Cl₂===N₂＋6HCl（NH₃少量）；8NH₃＋3Cl₂===N₂＋6NH₄Cl（NH₃过量） 与CuO：2NH₃＋3CuO3Cu＋N₂＋3H₂O 4、实验室制备 （1）原理 2NH₄Cl＋Ca(OH)₂​CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O （2）装置与操作 项目 内容 发生装置 固固加热型（与制O₂类似） 干燥剂 碱石灰（不能用浓硫酸、无水CaCl₂） 收集方法 向下排空气法（NH₃密度比空气小） 验满方法 ①湿润红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满；②蘸浓盐酸玻璃棒靠近瓶口，有白烟则满 棉花作用 试管口塞一团棉花，减少NH₃与空气对流，提高收集纯度 尾气处理：NH₃极易溶于水，需用防倒吸装置吸收（如倒扣漏斗、干燥管），可用稀酸液吸收。 3. 其他制备方法（拓展） 加热浓氨水：NH₃·H₂O​NH₃↑＋H₂O 浓氨水+生石灰/碱石灰：CaO与水反应放热，促使NH₃逸出（固液不加热型） 5. 用途 制冷剂：液氨汽化吸热。 制氮肥：合成氨后进一步制成尿素、碳铵、硝铵等铵态氮肥。 制硝酸：NH₃催化氧化→NO→NO₂→HNO₃。 其他：作化工原料，用于制药、塑料等。 特别提醒 1.NH₃是唯一能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于检验。 2.氨水与液氨不同：液氨是纯净物（NH₃），氨水是混合物（含NH₃、H₂O、NH₃·H₂O及其他离子）。 3.干燥NH₃只能用碱性干燥剂（碱石灰），不能用酸性干燥剂（浓硫酸、P₂O₅）或CaCl₂（会生成CaCl₂·8NH₃）。 4.喷泉实验成功的关键：烧瓶干燥、气体充满、装置气密性良好。 易错提醒 1.制NH₃时不能用NH₄Cl单独加热、不能用NH₄NO₃或NH₄HCO₃，必须用NH₄Cl与Ca(OH)₂共热。 2.误认为所有酸与NH₃都产生白烟——只有挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸）才产生白烟，稀硫酸、稀盐酸不产生。 随学随练 1.下列关于氨气性质的说法中，正确的是（　） A．氨气极易溶于水，可用排水法收集 B．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨水显碱性 C．氨气与浓硫酸反应产生白烟，可用于检验氨气 D．氨气催化氧化的产物是NO₂，该反应是工业制硝酸的基础 【答案】B 【解析】A项错误。NH₃极易溶于水（1体积水约溶解700体积NH₃），不能用排水法收集，只能用向下排空气法（密度比空气小）。 B项正确。NH₃溶于水生成NH₃·H₂O，电离出OH⁻使氨水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，这是检验NH₃的常用方法。 C项错误。NH₃与挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸）反应产生白烟（NH₄Cl、NH₄NO₃固体小颗粒）；浓硫酸难挥发，不与NH₃在空气中产生白烟，故不能用浓硫酸检验NH₃。 D项错误。NH₃催化氧化产物是NO（4NH₃＋5O₂→Δ催化剂催化剂Δ​4NO＋6H₂O），不是NO₂；NO再被氧化为NO₂，NO₂与水反应制HNO₃，D项混淆了产物。 2.实验室制取氨气并验证其性质，下列相关说法中正确的是（　） A．用NH₄Cl固体单独加热制取NH₃，并用向下排空气法收集 B．用碱石灰干燥NH₃，用湿润的红色石蕊试纸验满 C．用浓硫酸干燥NH₃，并用向上排空气法收集 D．NH₃极易溶于水，尾气可直接用水吸收，无需防倒吸 【答案】B 【解析】A项错误。NH₄Cl单独加热分解生成的NH₃与HCl在试管口遇冷又重新化合为NH₄Cl，无法收集到NH₃；实验室应用NH₄Cl与Ca(OH)₂共热制NH₃（2NH₄Cl＋Ca(OH)₂→ΔΔ​CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O）。 B项正确。NH₃是碱性气体，用碱石灰干燥（不能用浓硫酸、无水CaCl₂）；验满可用湿润的红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满。 C项错误。浓硫酸是酸性干燥剂，会与NH₃反应，不能干燥NH₃；NH₃密度比空气小，应用向下排空气法收集，不是向上排空气法。 D项错误。NH₃极易溶于水，用水吸收时导管直接插入水中会倒吸，必须用防倒吸装置（如倒扣漏斗、干燥管），D项“无需防倒吸”错误。 拓展 一氧化氮和二氧化氮 比较项目 NO NO₂ 颜色 无色 红棕色 水溶性 难溶于水 易溶于水 与O₂反应情况 反应生成NO₂ 不反应 与H₂O反应情况 不反应 反应生成HNO₃和NO 收集方法 排水法（不能用排空气法） 向上排空气法 氮的价态 +2价 +4价 活学活用 1. 下列关于NO和NO₂的说法中，正确的是（　） A．NO和NO₂均为无色气体，可用观察颜色的方法区分 B．NO难溶于水，可用排水法收集；NO₂易溶于水，可用排水法收集 C．NO遇空气变红棕色，是因为NO被O₂氧化生成了NO₂ D．NO₂与水反应生成HNO₃，反应中NO₂只表现氧化性 【答案】C 【解析】A项：NO无色，NO₂为红棕色，二者颜色不同，观察颜色可以区分，但“均为无色气体”说法错误，故A错。 B项：NO难溶于水，可用排水法收集；但NO₂易溶于水且与水反应，不能用排水法收集，应用向上排空气法，故B错。 C项：2NO＋O₂===2NO₂，NO被氧化为红棕色的NO₂，故NO遇空气变红棕色，正确。 D项：3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO中，NO₂中N由+4价一部分升高到+5价（HNO₃）、一部分降低到+2价（NO），NO₂既表现氧化性又表现还原性（歧化反应），不是只表现氧化性，故D错。 2.NO₂溶于水时发生反应：3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO。下列关于该反应的说法中，正确的是（　） A．该反应中NO₂只作氧化剂 B．该反应中NO₂只作还原剂 C．该反应中NO₂既作氧化剂又作还原剂 D．该反应不是氧化还原反应 【答案】C 【解析】反应中N元素化合价变化：NO₂中N为+4价；产物HNO₃中N为+5价（升高，被氧化），产物NO中N为+2价（降低，被还原）。同一物质中同种元素一部分化合价升高、一部分降低，NO₂既作还原剂又作氧化剂，属于歧化反应。故C正确，A、B、D均错。 拓展：该反应是工业制硝酸的重要一步，生成的NO可循环再被O₂氧化为NO₂，继续与水反应。 拓展 氨气的实验室制法 环节 选择 依据 发生装置 固固加热型（与制O₂类似） 反应物均为固体，需加热 干燥剂 碱石灰 NH₃是碱性气体，不能用浓硫酸、P₂O₅（酸性）或无水CaCl₂（生成CaCl₂·8NH₃） 收集方法 向下排空气法 NH₃密度比空气小 验满① 湿润红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满 NH₃溶于水显碱性 验满② 蘸浓盐酸玻璃棒靠近瓶口，有白烟则满 NH₃＋HCl→NH₄Cl（固体小颗粒） 棉花作用 试管口塞松软棉花 减少NH₃与空气对流，提高收集纯度；防止氨逸散 尾气处理：NH₃极易溶于水，需防倒吸（倒扣漏斗、干燥管），可用稀硫酸吸收 。 活学活用 1. 实验室制NH₃时，下列药品组合正确的是（　） A. NH₄Cl固体 　 B. NH₄NO₃固体＋Ca(OH)₂　 C. NH₄Cl固体＋Ca(OH)₂　 D. NH₄HCO₃固体＋NaOH 【答案】C 【解析】A项：NH₄Cl单独加热分解生成NH₃和HCl，二者在试管口遇冷又重新化合为NH₄Cl，无法收集到NH₃，错误。 B项：NH₄NO₃受热易发生爆炸性分解，有安全隐患，实验室不用，错误。 C项：2NH₄Cl＋Ca(OH)₂→ΔΔ​CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O，是实验室制NH₃的标准方法，正确。 D项：NH₄HCO₃受热分解产生CO₂，使NH₃中混有杂质气体，且NaOH易吸水结块、腐蚀试管，不选，错误。 2. 干燥NH₃应选用的试剂是（　） A. 浓硫酸　B. 碱石灰　C. 无水CaCl₂　D. P₂O₅ 【答案】B 【解析】A项：浓硫酸是酸性干燥剂，会与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄，不能干燥NH₃，错误。 B项：碱石灰是碱性干燥剂，不与NH₃反应，可用于干燥NH₃，正确。 C项：无水CaCl₂会与NH₃形成CaCl₂·8NH₃，不能干燥NH₃，错误。 D项：P₂O₅是酸性干燥剂，会与NH₃反应，不能干燥NH₃，错误。 3. 用浓氨水制取NH₃时，加入生石灰的作用是________________________。 【答案】生石灰（CaO）与水反应放出大量热，促使NH₃·H₂O分解逸出NH₃；同时消耗水并使溶液中OH⁻浓度增大，使平衡NH₃＋H₂O⇌NH₃·H₂O⇌NH₄⁺＋OH⁻向左移动，有利于NH₃逸出。 【解析】CaO的作用有两个层面：①放热:CaO＋H₂O===Ca(OH)₂放热，升温促使NH₃·H₂O分解、NH₃溶解度减小；②平衡移动:消耗水、增大OH⁻浓度，使溶解平衡和电离平衡左移，促使NH₃逸出。 4. 简述验满NH₃的两种方法：________________________。 【答案】 ①将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则已收集满； ②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口，若产生白烟，则已收集满。 【解析】验满方法的选择依据NH₃的性质——①NH₃溶于水显碱性，能使湿润红色石蕊试纸变蓝（注意必须湿润，干燥试纸不变色）；②NH₃与挥发性浓盐酸反应生成NH₄Cl固体小颗粒，产生白烟（注意是“白烟”不是“白雾”）。 题型 氮的固定 ▌例1 氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示，下列说法正确的是 已知：反应④的离子方程式为4NH+5O2=2NO+6H++N2O+5H2O。 A．向海洋排放含NO的废水可能影响海洋中氮的循环 B．①②均属于固氮反应 C．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 D．反应④中每生成1molH2O，共转移2mol电子 【答案】A 【解析】A．向海洋排放含NO的废水，硝酸根离子浓度增大，反硝化作用增强，破坏原有的化学平衡和生态平衡，可能会影响海洋中氮的循环，故A正确； B．氮的固定是游离态的氮变为化合态的氮，①不属于氮的固定，②是氮的固定，故B错误； C．反硝化作用：反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程，不一定有氧参加，故C错误； D．根据4NH+5O2=2NO+6H++N2O+5H2O，氮元素化合价-3价变化为+1价和+3价，氧元素化合价0价变化为-2价，电子转移总数20e-，生成 1molH2O 共转移4mol e-，故D错误； 答案选A。 解题贴士 判断某过程是否为氮的固定，只看一个核心标准：反应物是否为游离态N₂，产物是否为含氮化合物。 ▌对点练1-1 下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是 A．氮的固定过程中氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 【答案】A 【解析】A．氮固定是将氮气转化为化合物，转化为硝酸盐，被氧化，转化为氨或铵盐，被还原，A错误； B．工业上用氮气与氢气反应合成氨气，属于人工固氮，B正确； C．硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐，实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化，C正确； D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳、氢、氧、氮等元素，D正确； 答案选A。 ▌对点练1-2 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．根瘤菌能把空气中的N2转化为NH3作为自身的养料 B．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐 C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为N2的过程属于生物固氮 D．用稀HNO3处理试管上附着的银： 【答案】A 【解析】A．生物固氮是固氮菌把空气中的N2转化为NH3或铵态氮肥作为自身的养料，故A正确； B．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化中，N2与O2在放电的条件下生成NO，但是NO和H2O不能反应，故B错误； C．生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的的过程，故C错误； D．用稀处理试管上附着的银的离子方程式为：，故D错误； 故选A。 题型 氨气的性质与用途 ▌例2 氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是 A．浓氨水具有挥发性 B．锥形瓶中会有白烟产生，其主要成分是硝酸铵 C．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热，催化剂是Pt D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为 【答案】D 【分析】浓氨水易挥发出氨气，在红热的铂丝表面催化氧化生成一氧化氮和水，反应放热能使铂丝保持红热，一氧化氮在瓶口和氧气反应生成二氧化氮红棕色气体。 【解析】A．浓氨水易挥发出氨气在铂丝表面反应，故A项正确； B．浓氨水易挥发出氨气在铂丝表面反应，生成NO，一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸与氨反应生成硝酸铵，故B项正确； C．Pt是催化剂，由于该反应放热，故Pt丝始终保持红热，故C项正确； D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，证明氨气催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮，反应的化学方程式：4NH3＋5O2=4NO＋6H2O，故D项错误； 故本题选D。 解题贴士 1.溶解性——NH₃极易溶于水（1∶700），由此推出只能用向下排空气法收集、喷泉实验可行、尾气吸收必须防倒吸； 2.酸碱性——NH₃溶于水生成NH₃·H₂O电离出OH⁻，故能使湿润红色石蕊试纸变蓝、能与酸反应生成铵盐、只能用碱性干燥剂（碱石灰）干燥，不能用浓硫酸、P₂O₅、无水CaCl₂； 3.还原性——NH₃中N为−3价（最低价），只能被氧化，催化氧化生成NO（不是NO₂），与Cl₂、CuO等氧化剂反应。 ▌对点练2-1 2024年1月，我国开启了中国第一艘氨/柴油双燃料动力拖船的建造。下列关于氨（NH3）的说法中不合理的是 A．氨属于单质 B．氨具有还原性 C．氨易液化便于存储 D．用氨作燃料可降低碳排放 【答案】A 【解析】A．氨的化学式为NH3，它是由N、H两种元素组成的化合物，A 不合理； B．由题意可知，氨可作燃料，则氨具有还原性，B合理； C．氨在加压或降温时易液化，便于存储，C合理； D．用氨作燃料时可产生N2和水，没有碳的氧化物生成，可降低碳排放，D合理； 故选A。 ▌对点练2-2 下实验室制取NH3并探究其还原性，下列实验装置能达到实验目的的是 A．制取NH3 B．干燥NH3 C．验证氨气的还原性 D．吸收尾气 【答案】C 【解析】A．NaOH溶液与NH4Cl溶液发生反应生成，不加热不易分解出氨气，A错误； B．氨气是碱性气体，可与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，B错误； C．NH3与CuO反应生成N2、Cu和H2O，黑色的CuO转化为红色的Cu，N元素的化合价升高，说明NH3具有还原性，C正确； D．倒置漏斗伸入液面以下，不能起到防倒吸的作用，D错误； 答案选C。 题型 氨气的制备与净化 ▌例3 NH3是氮的重要化合物，下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 【答案】A 【解析】A．氨气与碱石灰不反应，碱石灰可以吸收水分子，A正确； B．氨气属于碱性化合物，与浓硫酸反应生成铵盐，B错误； C．丙装置体系密闭，收集氨气时空气无法排除，C错误； D．氨气极易溶于水，漏斗口不能压在水面下，会引起倒吸，D错误； 答案选A。 解题贴士 按“干燥—收集—验满—尾气”四环节，每环节有一个判断依据 干燥：NH₃是碱性气体，只能选碱性或中性干燥剂。可用：碱石灰。不可用：浓硫酸、P₂O₅（酸性，与NH₃反应）；无水CaCl₂（生成CaCl₂·8NH₃）。 收集：密度比空气小→向下排空气法，导管伸入试管底部；极易溶于水→绝不能用排水法。 验满：湿润红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满（试纸必须湿润）。蘸浓盐酸玻璃棒靠近瓶口，产生白烟则满（白烟是固体颗粒，非白雾）。 尾气：NH₃极易溶于水，必须防倒吸（倒扣漏斗、干燥管），用稀酸液吸收。 ▌对点练3-1 如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是 A．实验室制取氨气的化学方程式为 B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 【答案】C 【解析】A．实验室中用NH4Cl与Ca（OH）2固体混合加热制取NH3，反应条件是加热，因此反应的化学方程式应该为，A错误； B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的小，B错误； C．在收集氨气的试管口放有一团棉花，其作用是防止氨气与试管内的空气形成对流，便于收集到纯净的氨气，C正确； D．NH3的水溶液显碱性，不能用碱石灰吸收多余的氨气，应该根据氨气极易溶于水的性质，用水作吸水剂，同时在导气管末端安装一个倒扣的漏斗，以防止倒吸现象的发生，D错误；故合理选项是C。 ▌对点练3-2 氨在人类的生产生活中有着广泛应用。回答下列问题： （1）工业合成氨是化学和技术对社会发展与进步做出的巨大贡献。写出工业合成氨反应的化学方程式 。 （2）如图所示是实验室制备氨气的发生装置，写出实验室用该装置制取氨气的反应的化学方程式 。 （3）某学生设计了几种收集氨气的装置如图所示，你认为其中可行的是 （填序号），检验氨气收集满的方法是 。 （4）为验证氨气极易溶于水，且氨水呈碱性，设计实验装置如图所示，盛氨气的仪器名称为 ，引发喷泉的操作为 。 （5）如图所示为某实验小组设计的模拟氨的催化氧化制硝酸的装置。 ①写出装置甲中发生的主要反应的化学方程式： 。 ②有同学提出若按上述装置进行实验，在装置乙中会观察到大量白烟，其成分为 （填化学式），该同学提出改进装置避免上述现象发生，写出改进措施： 。 【答案】（1） （2） （3） Ⅲ 将湿润的红色石蕊试纸贴近集气瓶长导管口，若试纸变蓝，证明氨气收集满（或将蘸浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶长导管口，若有大量白烟，证明氨气收集满） （4） 圆底烧瓶 打开止水夹，挤压胶头滴管 （5） （多写不影响） 在装置甲和乙之间增加装有（或无水氯化钙）的干燥管（答案合理即可） 【解析】 （1）工业合成氨反应的化学方程式：； （2）装置为固固加热型装置，实验室用该装置加热氢氧化钙和氯化铵的方法制取氨气，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+2NH4Cl CaCl2+2NH3+2H2O； （3）氨气密度比空气小，且极易溶于水，故不能采用排水法收集，需采用向下排空气法收集，可行的装置为Ⅲ；检验氨气收集满的方法是将湿润的红色石蕊试纸贴近集气瓶长导管口，若试纸变蓝，证明氨气收集满（或将蘸浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶长导管口，若有大量白烟，证明氨气收集满）； （4）盛氨气的仪器名称为圆底烧瓶，由于氨气极易溶于水，打开止水夹，挤压胶头滴管后，水进入圆底烧瓶，氨气溶于水导致压强减小，烧杯中的水进入圆底烧瓶形成喷泉； （5）①装置甲中发生氨气的催化氧化反应，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O； ②若按上述装置进行实验，生成的NO会与氧气反应生成NO2，生成的NO2与氨气和水反应生成NH4NO3，在装置乙中则会观察到大量白烟；改进措施：在装置甲和乙之间增加装有P2O5 （或无水氯化钙）的干燥管除去多余的氨气和水。 题型 氨水的性质及用途 ▌例4 下列关于氨水的叙述正确的是 A．氨水显碱性，能使酚酞溶液变蓝 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3（除水外） D．1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1mol 【答案】D 【解析】A．氨水显碱性，能使酚酞溶液变红，故A错误； B．氨水为氨气的水溶液，为混合物，液氨为纯净物，成分不相同，故B错误； C．氨水中有氨分子、水分子和一水合氨分子，除水外物质的量浓度最大的粒子是NH3•H2O，故C错误； D．氨水中N元素存在微粒有NH3、NH、NH3•H2O，由N元素守恒，1L 1mol•L的氨水中NH3、NH、NH3•H2O的物质的量之和为1mol，故D正确；答案选D。 解题贴士 1.氨水是混合物，显碱性的根本原因是 NH₃·H₂O 微弱电离出 OH⁻：NH₃＋H₂O⇌NH₃·H₂O⇌NH₄⁺＋OH⁻。 2.微粒：氨水中含三种分子（NH₃、H₂O、NH₃·H₂O）和三种离子（NH₄⁺、OH⁻、少量H⁺）。 3.碱性：能使湿润红色石蕊试纸变蓝、酚酞变红，但碱性弱（电离常数小），不能与所有金属离子都生成沉淀。 4.不稳定性：NH₃·H₂O 见光受热易分解，所以氨水要密封阴凉保存，加热氨水可制 NH₃。 5.氨水与 Al³⁺、Fe²⁺等生成氢氧化物沉淀，但Al(OH)₃ 不溶于过量氨水（区别于 NaOH），这是除杂/鉴别题的高频区分点。 ▌对点练4-1 关于氨水的叙述中错误的是（      ） A．氨水的主要成分是NH3·H2O B．氨水可使酚酞指示剂变红 C．氨水中含有两种分子 D．氨水中溶质的质量分数越大，溶液的密度越小 【答案】C 【解析】A．氨气溶于水与水反应生成一水合氨，一水合氨为弱电解质，只有一小部分电离，大部分以NH3•H2O形式存在，因此氨水的主要成分是NH3·H2O，故A正确； B．氨水中的一水合氨为弱碱，电离产生氢氧根离子，显碱性，可使酚酞指示剂变红，故B正确； C．氨水中存在NH3 + H2O NH3·H2ONH4+＋OH－，含有H2O、NH3、NH3•H2O三种分子，故C错误； D．氨水的密度比水小，则氨水中溶质的质量分数越大，溶液密度越小，故D正确； 故选C。 ▌对点练4-2 中学化学中的氯水和氨水是非常重要的两种“水”，下列说法正确的是 A．氯水具有漂白性，为增加其漂白效果，可向其中通入少量 B．向溶液中滴加新制氯水，观察产生淡黄色沉淀，可证明非金属性： C．氨水是一元弱碱，其中只存在两种分子和 D．可用玻璃棒蘸取浓氨水靠近收集氯化氢的试管口，可看到产生白雾 【答案】B 【解析】A．向氯水中通入少量二氧化硫发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸，氯水的漂白性减弱，A错误； B．向溶液中滴加新制氯水，产生S单质，说明氧化性：Cl2>S，可证明非金属性：，B正确； C．氨水是一元弱碱，其中只存在、和H2O三种分子，C错误； D．浓氨水易挥发出氨气分子，浓盐酸易挥发出氯化氢分子，分别蘸有浓氨水和浓盐酸的两根玻璃棒靠近时有白烟生成，反应方程式为：NH3+HCl=NH4Cl，D错误；故选B。 基础通关 1.阅读材料，氮气是一种重要的化工原料，工业上根据反应获取氨。氮的催化氧化——在加热和有催化剂的条件下，氨被氧气氧化生成一氧化氮和水——是工业制硝酸的基础。下列有关说法错误的是 A．断开需要较多能量，所以氮气的化学性质稳定 B．可以用液化的方法从合成氨混合气体中分离出氨 C．上述两个反应都需要加热，所以都是吸热反应 D．常温下，浓硝酸可以用铁制容器盛装，稀硝酸则不能 【答案】C 【解析】A．键键能大，断开需要较高能量，因此氮气难发生化学反应，化学性质稳定，故A正确； B．氨的沸点较高易液化，而、沸点低难液化，因此可通过液化的方法从合成氨混合气体中分离出氨，故B正确； C．反应的吸放热与反应是否需要加热没有必然联系，合成氨、氨的催化氧化均为放热反应，加热的目的是加快反应速率、使催化剂活性达到最佳，故C错误； D．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，表面生成致密氧化膜阻碍反应继续进行，因此可用铁制容器盛装浓硝酸；铁可与稀硝酸直接发生反应，因此稀硝酸不能用铁制容器盛装，故D正确； 故答案为C。 2．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质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】A．装置甲中用溶液与NaOH溶液反应制取氨气，未加热，无法有效制取氨气，A错误； B．装置乙中用浓硫酸溶液干燥氨气，为碱性气体，会与浓硫酸发生反应生成，不能用浓硫酸干燥氨气，应选用碱石灰碱性干燥剂，B错误； C．装置丙中与CuO在加热条件下反应将黑色的CuO还原为红色的Cu，自身被氧化为，可验证的还原性，C正确； D．装置丁中导管直接伸入水下吸收尾气，极易溶于水，会因气体迅速溶解导致装置内压强减小，发生倒吸，D错误。 故选C。 3．下列说法中，正确的是 A．氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质 B．浓硫酸具有吸水性，在实验中常用作干燥剂，可干燥、、 C．氮气的化学性质很稳定，不与其他物质发生化学反应 D．硫的化学性质比较活泼，在自然界中仅以化合态存在 【答案】A 【解析】A．极易溶于水的气体能形成压强差而产生喷泉实验，所以氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质，A正确； B．浓硫酸有很强的吸水性，所以常用作酸性、中性气体的干燥剂。但不能用来干燥有还原性的气体和碱性的气体，常用浓硫酸干燥的常见气体有：H2，一般不用浓硫酸干燥的气体SO2、NH3，B错误； C．氮气的化学性质比较稳定，在一定条件下，能够与某些物质发生反应，C错误； D．硫的性质较活泼，在自然界中多以化合态存在，但在火山喷口附近存在硫单质，D错误； 故选A。 4．下列装置适用于实验室制氨并验证氨的某化学性质，其中能达到实验目的的是 A．①是氨气发生装置 B．②是氨气干燥装置 C．③可验证氨气的还原性 D．④是氨气的吸收装置 【答案】C 【解析】A．制备氨气是用氯化铵和氢氧化钙固体加热，不能直接用氯化铵分解来制取，故不符合题意； B．氨气和硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，用碱石灰干燥氨气，故B不符合题意； C．氨气和氧化铜反应生成铜、氮气和水，黑色固体变为红色固体，因此③可验证氨气的还原性，故C符合题意； D．④不能用于氨气的吸收装置，会产生倒吸，用四氯化碳能防倒吸，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 5．下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，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．用装置丙检验浓氨水的挥发性： D．用装置丁吸收尾气 【答案】C 【解析】A．氯化铵溶液和氢氧化钠反应，加热才能放出氨气，不能用装置甲制取氨气，故不选A； B．氨气是碱性气体，氨气能和硫酸反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B； C．盐酸、氨水都易挥发，蘸有浓盐酸、浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟氯化铵生成，用装置丙检验浓氨水的挥发性，，故选C； D．氨气易溶于水，若用装置丁吸收尾气，会引起倒吸，故不选D； 选C。 6.关于氮的单质及其化合物的说法不正确的是 A．NO及NO2均为无色气体 B．NO为不成盐氧化物 C．N2是一种常用的保护气 D．N2合成NH3属于人工固氮 【答案】A 【解析】A．二氧化氮为红棕色气体，A错误； B．一氧化氮既不能与酸反应生成盐和水，也不能与碱反应生成盐和水，属于不成盐氧化物，B正确； C．氮气分子的结构稳定，不易发生化学反应，是常用的保护气，C正确； D．合成氨是人为条件下将游离态氮转化为化合态氮的过程，属于人工固氮，D正确； 故选A。 7.氮的氧化物均是大气污染物，将机动车尾气中的NO转化为N2可有效保护大气环境。从物质的性质角度考虑，下列物质中不能实现该转化的是 A．CO B．NH3 C．KMnO4 D．C 【答案】C 【解析】A．CO具有还原性，在催化剂作用下，CO与NO能发生反应生成N2和CO2，A不符合题意； B．NH3具有还原性，在催化剂作用下，能将NO还原为N2，同时有水生成，B不符合题意； C．KMnO4具有强氧化性，能将NO氧化为更高价态的氮氧化物，不能生成N2，C符合题意； D．C具有还原性，在一定条件下，能将NO还原为N2，D不符合题意； 故选C。 8.下列关于氨气的说法，不正确的是 A．氨气易液化，液氨常用作制冷剂 B．氨气溶于水显碱性 C．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 D．氨气与氯化氢反应生成NH4Cl，属于氮的固定 【答案】D 【解析】A．氨气沸点较高易液化，液氨汽化时会吸收大量热量，因此液氨常用作制冷剂，A正确； B．氨气溶于水发生反应，溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液显碱性，B正确； C．氨气溶于水显碱性，碱性溶液可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C正确； D．氮的固定是指将游离态的氮（即单质）转化为化合态含氮化合物的过程，反应物中的氮元素已经是化合态，该反应不属于氮的固定，D错误； 故选D。 9．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸 B．氨气易液化且液氨气化时吸收大量的热，工业上常用液氨作制冷剂 C．这个反应不属于氮的固定 D．汽车尾气中排放的氮氧化物主要是由游离态氮转化来的 【答案】C 【解析】A．常温下铁遇浓硝酸发生钝化，表面生成致密氧化膜阻碍反应继续进行，因此可以用铁制容器盛装浓硝酸，A正确； B．氨气沸点较高易液化，液氨气化时吸收大量热量使周围环境温度降低，工业上常用液氨作制冷剂，B正确； C．氮的固定是指将游离态的氮（即）转化为化合态氮的过程，该反应中转化为化合态的，属于氮的固定，选项说法错误，C错误； D．汽车尾气中的氮氧化物是发动机气缸内高温下空气中的和反应生成的，由游离态氮转化而来，D正确； 故选C。 10．下图是部分含氮物质的“价—类”二维图，下列判断不正确的是 A．NO2和N2O5都属于酸性氧化物 B．将N2转化为NO的过程属于氮的固定 C．浓HNO3常温下可用铁质容器盛放 D．NO和氧气反应可以生成NO2 15【答案】A 【解析】A．酸性氧化物与碱反应仅生成盐和水且元素化合价不变，属于酸性氧化物，但与碱反应生成硝酸盐、亚硝酸盐和水，氮元素化合价发生变化，不属于酸性氧化物，A错误； B．氮的固定是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程，转化为属于氮的固定，B正确； C．常温下铁遇浓会发生钝化，因此浓常温下可用铁质容器盛放，C正确； D．常温下可与发生反应，生成，D正确； 故选A。 11．下列反应属于氮的固定作用的是 A．氨基酸合成人体所需的蛋白质 B．由NH3制硫酸铵 C．硝酸盐在细菌作用下生成氮气 D．雷雨时空气中的N2转化为NO 【答案】D 【解析】A．氨基酸和蛋白质中的氮均为化合态，该过程是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，A错误； B．和硫酸铵中的氮均为化合态，该过程是含氮化合物之间的转化，不属于氮的固定，B错误； C．硝酸盐中氮为化合态，生成的为游离态，是化合态氮转化为游离态氮的过程，不属于氮的固定，C错误； D．雷雨时空气中的游离态转化为化合态，符合氮的固定的定义，D正确； 故选D。 12．常温下，1体积水能溶解约700体积。用圆底烧瓶收集后进行如图所示的喷泉实验，下列分析不正确的是 A．实验过程中，不涉及氧化还原反应 B．喷泉停止后，烧瓶内剩余少量气体，说明的溶解已达到饱和 C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压 D．实验后，取出烧瓶中的溶液，测得其，原因是： 【答案】B 【解析】A．实验过程中氨气与水的反应、一水合氨的电离过程中各元素化合价均无变化，无电子转移，不涉及氧化还原反应，A正确； B．用排空气法收集的中混有少量空气杂质，极易溶于水，剩余气体为不溶于水的空气，并非溶解达到饱和，B错误； C．氨气溶于水后烧瓶内气体减少，压强小于外界大气压，大气压将烧杯中的水压入烧瓶形成喷泉，C正确； D．与水反应生成，电离出使溶液呈碱性，，给出的反应及电离方程式正确，D正确； 故选B。 13.氨气的化学性质 反应 化学方程式 其他 与水反应 __________________ 与酸反应 HCl __________________ 现象：_______________________ H2SO4 __________________ ---------- 催化氧化 __________________ 表现为___________性 【答案】 产生大量白烟 还原 【解析】氨气为碱性气体，溶于水时先与水分子结合生成弱电解质一水合氨，一水合氨部分电离出铵根和氢氧根：，两个过程均为可逆过程，因此氨水呈弱碱性。 氨气可与酸发生化合反应生成铵盐，为挥发性酸，挥发出的气体与氨气反应生成固态小颗粒，因此观察到大量白烟，方程式为；为二元酸，1mol可与2mol反应生成硫酸铵，方程式为； 氨的催化氧化是工业制硝酸的第一步反应，氨气中为价，反应后生成的中为价，元素化合价升高、失电子被氧化，因此氨气作还原剂，表现还原性，配平时根据氧化还原得失电子守恒：每个原子失，每个分子得，得失电子最小公倍数为20，因此系数为4、系数为5，再根据原子守恒配平其余物质系数即可，反应条件为催化剂、加热，方程式为。 14.某化学兴趣小组利用如图装置制取氨气并探究氨气的有关性质： （1）装置A中烧瓶内试剂可选用________(填序号)。装置B中U形管内试剂可选用_________(填序号)。 a．浓硫酸         b．碱石灰          c．五氧化二磷        d．CaCl2固体 （2）若探究氨气的溶解性，标准状况下，装置D中收集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是_____________________________________；完成喷泉实验后，装置D中充满液体，则装置D中溶液的物质的量浓度为_________。(保留两位有效数字) （3）K2的导管末端需要连接氨气的吸收装置，则不能在K2的导管末端连接如图中的_______装置(填序号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。 备选装置(其中水中含酚酞试液) Ⅰ Ⅱ Ⅲ （4）若探究氨气的还原性，需关闭K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。 ①D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种化学性质稳定气体单质，该反应可用来检验氯气管道是否有泄漏，则该反应的化学方程式为_________________________________。 ②尾气可用C装置处理，若尾气中含有少量Cl2，则C装置中吸收氯气发生的化学方程式为_______________________________________。 【答案】（1）b b （2）用热毛巾捂住烧瓶一段时间 0.045mol/L （3）Ⅰ （4）8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 【解析】（1）装置A是利用浓氨水制备氨气，烧瓶内需要加入能吸水、放热且不与氨气反应的固体；碱石灰为碱性干燥剂，吸收水分并放热，促进氨气释放；浓硫酸、五氧化二磷均为酸性物质，会与氨气反应，会与氨气反应形成配合物，故选b；装置B中U形管的作用是干燥氨气，与装置A的原理类似，浓硫酸、五氧化二磷、均会与氨气反应，只有碱石灰为碱性固体干燥剂可干燥氨气，故选b。 （2）引发喷泉的核心是使D中少量氨气接触水溶解，造成瓶内压强减小，可以用热毛巾捂住烧瓶，通过加热烧瓶使氨气膨胀赶出导管内空气，接触烧杯中的水后迅速溶解，即可形成压强差引发喷泉；设D的容积为VL，标准状况下氨气物质的量，喷泉后溶液体积等于烧瓶容积V，因此浓度。 （3）氨气极易溶于水，装置Ⅰ的导管直接插入水中，会发生倒吸；装置Ⅱ中氨气先通入下层，氨气不溶于，再上浮被上层水吸收，可防倒吸；装置Ⅲ利用倒扣的球形漏斗增大接触面积，也可防倒吸，因此不能连接的是Ⅰ。 （4）①反应产生的白烟为，性质稳定的气体单质为，根据得失电子守恒和原子守恒配平得反应方程式为，可用于工业上检验氯气泄漏； ②尾气中的可用NaOH溶液吸收，发生歧化反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应方程式为。 15．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）上图中，从化合价上看，X具有___________性(“氧化”、“还原”)。 （2）回答下列关于NH3的问题： ①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为___________。 ②氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式___________。 ③下列试剂不能用于干燥NH3的是___________(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 D．无水氯化钙 ④用装置A收集氨气时，应选择氨气的进气口是___________(选填“a”或“b”)。 ⑤打开下装置中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的化学性质是___________。 ⑥用下装置做氨气喷泉实验时，如果没有胶头滴管，请写出引发喷泉的简单操作是___________。 【答案】（1）氧化 （2）Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O 4NH3 + 5O24NO+6H2O AD a 溶于水显碱性 打开止水夹，用热毛巾捂热圆底烧瓶，至玻璃导管有气泡冒出，移走热毛巾 【分析】氨气喷泉实验的原理：氨气极易溶于水，当少量水接触烧瓶内的氨气时，瓶内氨气迅速溶解，使烧瓶内压强急剧减小，远小于外界大气压，在压强差的作用下，烧杯中滴有酚酞的水被压入烧瓶形成喷泉，同时，氨气溶于水后与水反应生成一水合氨，溶液呈碱性，使酚酞变红，从而形成红色喷泉。 【解析】（1）由图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X为+5价对应的氮的氧化物是N2O5，N2O5中氮元素+5价为氮元素的最高价，只具有氧化性。 （2）①铵盐和强碱加热生成氨气，实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O。 ②氨气有还原性，催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为4NH3 + 5O24NO+6H2O。 ③A．浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，不能干燥氨气，A错误；B．碱石灰是氢氧化钠和氧化钙固体，可以干燥氨气，B正确；C．NaOH固体吸收水分不与氨气反应，可以干燥氨气，C正确；D．无水氯化钙和氨气反应生成配合物（CaCl2∙8NH3），不能干燥氨气，D错误；故答案为AD。 ④氨气的密度比空气小，在装置A中，氨气应从长管进，空气从短管排出，故氨气的进气口是a。 ⑤打开止水夹后，烧杯中滴有酚酞的水进入烧瓶，形成红色喷泉，说明氨气极易溶于水（物理性质），酚酞遇碱性溶液会变红，说明氨气溶于水显碱性（化学性质）。 ⑥打开止水夹，用热毛巾捂热（加热）圆底烧瓶，使瓶内压强增大，气体膨胀至玻璃导管有气泡冒出，移走热毛巾（停止加热），因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉。 16.氨气( )是一种重要的化工原料，在工农业生产中有重要用途。工业上在一定温度和催化剂条件下用 将 还原生成 。 Ⅰ．氨气的制备 （1）利用装置A，实验室中最常见的制取氨气的反应所涉及的化学方程式为__________________________________________________。 （2）实验室欲收集纯净、干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：___________(按气流方向，用小写字母表示)，其中C仪器所装试剂名称为_____________。 Ⅱ．氮的氧化物( )是大气污染物之一，在实验室利用如图装置探究 能否被 还原。 （3）F装置中盛放浓硝酸的仪器名称是________________，其中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。 （4）若 能够被 还原，在D装置中充入 和混合气体后，停止通气，静置使其充分反应。预期观察到D装置中的现象是____________________________，反应化学方程式每转移6mol电子，消耗 的物质的量为________mol。 （5）此实验装置存在一个明显的缺陷是__________________________________________。 【答案】（1） （2）a e d c b f 碱石灰 （3）分液漏斗 （4）红棕色气体颜色逐渐变浅直至无色，锥形瓶内壁有水珠生成 1.5 （5）缺少吸收和的装置，易污染环境 【解析】（1）装置A为固固加热型发生装置，实验室最常用氯化铵和氢氧化钙固体加热制备氨气，化学方程式为： （2）制得的氨气混有水蒸气，先干燥，干燥管气流为大口进小口出；氨气密度小于空气，用向下排空气法收集，B装置短管进气长管排气；最后用D装置处理尾气防止污染；因此仪器连接顺序为：a e d c b f。氨气是碱性气体，用碱石灰干燥。 （3）F中盛装浓硝酸的仪器为分液漏斗，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，离子方程式为：。 （4）为红棕色气体，被还原为无色，因此红棕色变浅直至消失；且反应生成，锥形瓶内壁有水珠生成。反应方程式为，该反应中每消耗转移电子，因此转移电子时，消耗的物质的量为。 （5）反应为均为大气污染物，未反应完的和均为有毒气体，缺少尾气处理装置，会污染环境。 17．下图为某课外活动小组设计的制备氨气并进行喷泉实验的装置示意图，实验选用试剂如图所示，回答下列问题： （1）用A图所示的装置可制备干燥NH3。 ①制备NH3的化学方程式为：_______。 ②检验NH3是否集满的实验方法是：_______。 ③实验室铵根离子检验的离子方程式是：_______。 （2）用B图所示的装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发喷泉的操作是_______，该实验的原理是：_______。 （3）用化学方程式表示氨水呈弱碱性的原因：_______。 【答案】（1）用玻璃棒蘸取少许浓盐酸靠近收集NH3的试管口，若产生白烟，说明试管已收集满NH3，反之，则没有收集满；或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的试管口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满 （2）挤出胶头滴管中的水，然后打开止水夹 氨气迅速溶解导致烧瓶内气体压强迅速减小，导致溶液进入烧瓶产生喷泉现象 （3） 【解析】（1）①制取氨气的原理为氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应，方程式为。 ②氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，氨气和氯化氢反应生成白烟，所以可用氯化氢或湿润的红色石蕊试纸检验，具体操作为：用玻璃棒蘸取少许浓盐酸靠近收集NH3的试管口，若产生白烟，说明试管已收集满NH3，反之，则没有收集满；或用湿润的红色石蕊试纸靠近收集NH3的试管口，若湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满。 ③铵根离子检验是利用铵根离子和强碱加热反应生成氨气，反应的离子方程式：。 （2）NH3极易溶于水，挤出胶头滴管中的水，然后打开止水夹，由于氨气迅速溶解导致烧瓶内气体压强迅速减小，导致溶液进入烧瓶产生喷泉现象。 （3）氨水呈弱碱性是因为一水合氨存在电离平衡电离出氢氧根离子，电离方程式为：。 素养提升 1．应用下列装置测定氨气的组成。实验利用了氨气能还原氧化铜生成氮气、铜和水的原理。实验后测得装置D增重m g，用排水法测量得的体积为V L(已折算成标准状况)。下列有关实验描述正确的是 A．装置A用于制备氨气，可用加热氯化铵固体的装置代替 B．装置E的作用是防止水蒸气进入装置D中，若撤去装置E，则测得氢氮比偏小 C．装置B中盛放的物质是碱石灰，也可用无水氯化钙代替 D．由实验数据可以计算得到氨气分子中的氮氢个数比为 【答案】D 【分析】装置A制备氨气，装置B干燥氨气，装置C中氨气还原氧化铜生成氮气、水和铜，装置D吸收产生的水蒸气，装置E防止水蒸气进入装置D中，同时吸收剩余的氨气，装置F排水法测量氮气的体积，据此解答。 【解析】A．加热氯化铵固体分解生成的氨气和氯化氢会在试管口重新化合生成氯化铵，无法制得氨气，A错误； B．若撤去装置E，装置F中的水蒸气会进入D，导致测得的水的质量偏大，氢元素的物质的量偏大，测得的氢氮比偏大，B错误； C．氨气会与无水氯化钙反应生成，不能用无水氯化钙干燥氨气，C错误； D．标准状况下的物质的量为，含原子的物质的量为；装置D增重的为反应生成水的质量，水的物质的量为，含原子的物质的量为，因此氨气中氮氢个数比为，D正确； 故选D。 2．关于氨气的制备、净化、收集、尾气处理操作正确的是 A．制备 B．干燥 C．收集 D．尾气处理 【答案】D 【解析】A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，二者在试管口遇冷会重新化合为氯化铵，无法得到氨气；实验室制备氨气需要加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物，A错误； B．无水氯化钙会与氨气反应生成络合物，不能干燥氨气；氨气通常用碱石灰干燥，B错误； C．氨气密度比空气小，用排空气法收集时，应该“短管进气、长管排气”，该装置为长进短出，无法收集到纯净氨气，C错误； D．氨气极易溶于水，但不溶于四氯化碳，且四氯化碳密度大于水，位于下层，导管末端伸入四氯化碳中，不会发生倒吸，氨气逸出后可被上层的水吸收，满足尾气处理防倒吸的要求，D正确； 故选D。 3．氮的氧化物是大气污染物之一，下图为某消除氮氧化物的反应机理。下列说法错误的是 A．整个过程中Ni2+作催化剂 B．过程Ⅰ中NO既不是酸性氧化物，也不是碱性氧化物 C．过程Ⅱ中每生成1molO2时参加反应的Ni3+为4mol D．该反应的总反应方程式是2NON2+O2 【答案】C 【解析】A．在过程Ⅰ中参与反应，过程Ⅱ中重新生成，反应前后化学性质和质量均不变，符合催化剂的特征，A正确； B．既不能与酸反应只生成盐和水，也不能与碱反应只生成盐和水，属于不成盐氧化物，既不是酸性氧化物也不是碱性氧化物，B正确； C．过程Ⅱ中转化为，每个化合价从升高到，生成共失去电子；转化为时每个得到电子，根据电子守恒，参加反应的为，C错误； D．将过程Ⅰ和过程Ⅱ的反应相加，消去中间产物、，总反应为，D正确； 故选C。 4．氮元素在海洋中的部分循环过程如图所示。下列说法错误的是 A．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 B．过程①和过程②均属于氮的固定 C．过程④中可能有氧气参与 D．海洋中的硝化作用和反硝化作用分别涉及氮元素的氧化和还原 【答案】B 【解析】A．向海洋排放含的废水，反硝化作用可将转化为，可通过过程②转化为，因此会影响海洋中的含量，A正确； B．氮的固定是指将游离态的氮（）转化为化合态氮的过程，过程①是在大气与海洋间的物理转移，仍为游离态，不属于氮的固定，只有过程②属于氮的固定，B错误； C．过程④中转化为或，氮元素化合价升高，发生氧化反应，可作为氧化剂参与反应，C正确； D．硝化作用过程中氮元素化合价升高，发生氧化反应；反硝化作用过程中氮元素化合价降低，发生还原反应，分别涉及氮元素的氧化和还原，D正确； 故答案为B。 5．下列关于氨的实验装置能达到实验目的是 A．制备和收集氨气 B．干燥氨气 C．产生红色喷泉 D．尾气吸收 【答案】D 【解析】A．加热固体时，分解生成的和在试管口会重新化合为，无法制得氨气，A错误； B．球形干燥管干燥气体时应“大口进气、小口出气”，图中气流方向错误，无法充分干燥氨气，B错误； C．溶于水生成弱碱，溶液呈碱性，会使石蕊溶液变蓝，无法得到红色喷泉，C错误； D．难溶于，导管插入层可防止倒吸，逸出到上层水层时被吸收，可完成尾气吸收，D正确； 故选D。 6．“双色双喷泉”实验装置如图所示，图中相同体积的两个烧瓶内分别充满氨气和氯化氢，烧杯内均装有滴有紫色石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是 A．在实验室中，不能通过直接加热氯化铵来制备氨气 B．在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时均可选用无水氯化钙作干燥剂 C．同时打开止水夹a、c、d，左侧形成蓝色喷泉，右侧形成红色喷泉 D．喷泉实验结束后，打开止水夹b一段时间后，混合溶液中的主要溶质为 【答案】B 【解析】A．直接加热时，其分解生成的和在试管口会重新化合生成，无法制得氨气，A正确； B．会与无水反应生成，不能用无水氯化钙干燥氨气，B错误； C．同时打开止水夹、、，与反应生成固体，两瓶内压强均减小形成喷泉；左侧溶于水显碱性，使紫色石蕊试液变蓝，右侧溶于水显酸性，使紫色石蕊试液变红，故左侧形成蓝色喷泉，右侧形成红色喷泉，C正确； D．两个烧瓶体积相同，充满和时二者物质的量相等，喷泉结束后两瓶中溶质的物质的量相等，打开止水夹，与恰好反应生成，混合溶液主要溶质为，D正确； 故选B。 7.在自然界中，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮元素的常见化合价与部分物质类别的二维关系如图： （1）近年来，氮的氧化物造成的空气污染日益严重，下列环境问题与氮的氧化物排放有关的是_______（填标号）。 a．酸雨    b．温室效应    c．白色污染    d．光化学烟雾 （2）谚语“一场雷雨一场肥”的原理中固氮反应对应的化学方程式为_______。 （3）检验X存在的操作及现象为________；X的催化氧化是工业制硝酸的基础，X的催化氧化反应的化学方程式为________。 （4）在实验室中，W的浓溶液常用棕色试剂瓶存放，其原因为________。常温下，W的浓溶液常用铁罐存放，其原因为________；W的稀溶液不能用铁罐存放，请用离子方程式说明原因：________。 【答案】（1）ad （2） （3）用湿润的红色石蕊试纸靠近气体，试纸变蓝 （4）浓硝酸见光易分解 常温下，浓硝酸使铁钝化形成致密氧化膜 【分析】由图可知，X为、Y为NO、Z为、W为，据此解答。 【解析】（1）a．氮氧化物与水反应生成硝酸，是酸雨的主要成分之一，a选； b．温室效应主要是引起的，b不选； c．白色污染指塑料废弃物，与氮氧化物无关 ，c不选； d．氮氧化物在阳光下与挥发性有机物反应，生成臭氧等二次污染物，形成光化学烟雾，d选； 故选ad； （2）雷雨时空气中的氮气和氧气在闪电作用下化合生成NO，进一步转化为NO2并溶解于水形成硝酸盐，为土壤提供氮肥，其中固氮反应对应的化学方程式为：； （3）X为，检验氨气的操作及现象为：用湿润的红色石蕊试纸靠近气体，试纸变蓝；氨的催化氧化生成一氧化氮和水，化学方程式为； （4）W的浓溶液是浓，常用棕色试剂瓶存放，其原因为浓硝酸见光易分解；常温下，浓硝酸溶液常用铁罐存放，其原因为常温下，浓硝酸使铁钝化形成致密氧化膜；稀硝酸腐蚀铁的离子方程式：。 8.．某课外活动小组对教材中氨气的催化氧化实验进行了改进，并利用实验生成的产物检验氨的化学性质，实验装置如下(夹持装置略)： 实验步骤如下： ①按装置图连接好装置，检查装置的气密性后，装入试剂； ②先点燃C处酒精灯，再点燃A处酒精灯，待F处有连续不断的气泡产生时，再点燃B处酒精灯； ③反应一段时间后，熄灭A处酒精灯； ④熄灭B处和C处酒精灯； 请回答下列问题： （1）通过如下过程制备CuO； “过程II”产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式为______________________。 （2）写出NH3实验室制法的化学方程式___________________。 （3）实验步骤①中检查装置的气密性的方法是___________________。 （4）写出C中发生反应的化学方程式___________________。 （5）描述实验过程中装置D和装置E的现象： 装置D 装置E 点燃A、B、C处酒精灯 ①______________ 紫色石蕊溶液变红 熄灭A处酒精灯继续加热B处酒精灯 红棕色慢慢褪去 溶液由红色变为蓝色，②__________ （6）装置F中的试剂是___________。 【答案】（1） （2） （3）把F中的导管插入水中，点燃A和B处的酒精灯，装置F中导管口有气泡冒出，熄灭酒精灯，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好 （4） （5）有红棕色气体生成 液面上方产生白烟 （6）NaOH溶液 【分析】A装置是实验室制氧气，B装置是实验室制氨气，常用氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气，C中氨气和氧气在催化剂Pt作用下催化氧化生成NO和水，NO和过量氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸和多余的氨能反应得到硝酸铵而有白烟，硝酸会使紫色石蕊溶液变红，过量的氮氧化物会污染环境，常用氢氧化钠溶液处理。 【解析】（1）由流程知，“过程II”中碳酸钠和硫酸铜溶液反应产生Cu2(OH)2CO3，结合电荷守恒、元素守恒还得到二氧化碳，故离子方程式为。 （2）NH3实验室制法常用氯化铵和氢氧化钙反应，其反应的化学方程式2NH4Cl＋Ca(OH)22H2O＋2NH3↑＋CaCl2。 （3）实验步骤①中利用热胀冷缩原理检查装置的气密性，方法是：把F中的导管插入水中，点燃A和B处的酒精灯，装置F中导管口有气泡冒出，熄灭酒精灯，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好。 （4）C中是氨气的催化氧化，其发生反应的化学方程式4NH3＋5 O24NO＋6H2O。 （5）点燃A、B、C处酒精灯，则氨气催化氧化生成NO，NO和过量氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色气体，二氧化氮溶于水生成硝酸，使紫色石蕊溶液变红，熄灭A处酒精灯继续加热B处酒精灯，继续产生氨气，过量氨气和装置D中二氧化氮反应，红棕色气体慢慢褪去，进入装置E内和挥发出的硝酸反应生成硝酸铵，有白烟生成，过量氨气使溶液显碱性，溶液颜色由红色变为蓝色；故答案为：有红棕色气体生成；液面上方产生白烟。 （6）过量的氮氧化物会污染环境，需要进行尾气处理，可用NaOH溶液吸收，因此装置F中的试剂是NaOH溶液。 9．氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。回答下列问题： （1）实验室利用A装置制备的反应方程式为______________________________________。 （2）氨气极易溶于水，下列装置能用于吸收氨气的是_________(填序号)。 （3）实验中观察到以下现象：C装置中黑色固体全部变为红色，D装置中无水硫酸铜变蓝，F装置中收集到无色无味的气体。 ①D装置中无水硫酸铜变蓝是因为D中生成了______(填化学式)，装置E的作用是___________________。 ②F装置中收集到无色无味的气体可能是_________(填化学式)。 ③小组同学通过查阅资料了解到是一种红色固体，不溶于水，在酸性溶液中不稳定：。为了探究红色固体成分，甲同学进行了如下实验： 实验操作 实验现象 实验结论 取10.4 g红色固体于烧杯中，加 入足量稀硫酸，充分搅拌，静置 若无现象 红色固体为_________ 若溶液变蓝 红色固体中肯定含有_________ 取上述反应后的混合物过滤、 洗涤、干燥、称重，得固体6.4 g 红色固体的成分及其物质的量为___________________ （4）若将B与a相连(如图)，溶液中产生白色沉淀，写出生成白色沉淀的离子方程式____________________________。 【答案】（1） （2）②④ （3） 防止F装置中的水蒸气进入D装置中，干扰对产物水的检验 为，为 （4） 【解析】（1）A为固固加热型装置，实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制氨气，反应为: （2）氨气极易溶于水，吸收时需要防倒吸； ①导管直接插入水中，压强减小会发生倒吸，错误； ②球形结构容纳倒吸的水后，水会回落，可防倒吸，正确； ③氨气不溶于植物油，导管插入下层水中，不会防倒吸，错误； ④空广口瓶起缓冲作用，倒吸的水不会回流到前端装置，防倒吸，正确； ⑤封闭装置压强过大，且氨气不能充分吸收，错误； 故答案选②④。 （3）①无水硫酸铜与C中生成并进入D的水反应生成蓝色的，因此D中生成的物质为；装置E的作用是:防止F中的水蒸气进入D，干扰反应生成水的检验；②NH3中-3价N被CuO氧化，生成无色无味难溶于水的气体是N2；③根据题给反应分析：Cu和稀硫酸不反应，Cu2O在酸性条件下生成蓝色Cu2+和Cu，因此：若无现象，红色固体为Cu；若溶液变蓝，说明一定含有Cu2O; 计算:设Cu2O物质的量为n，1 mol Cu2O反应后固体质量减少144 g-64 g=80 g，本题中总固体质量减少10.4 g-6.4 g=4 g，得 n(Cu2O)==0.05 mol；原固体中Cu的质量为 10.4 g-0.05 mol 144 g/mol=3.2 g，得 n(Cu)= =0.05 mol，恰好符合反应后固 体6.4 g的结果。因此红色固体成分为: n(Cu) = 0.05 mol、 n(Cu2O) = 0.05 mol。 （4）氨气使溶液显碱性，SO2在碱性条件下与Ba2+生成 亚硫酸钡沉淀，离子方程式: 10．某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 （1）图中，仪器A的名称是___________，A中盛放的固体是___________。 （2）B装置中装入的试剂可能是___________。 A．浓硫酸   B．碱石灰   C．无水CuSO4 D．无水CaCl2 （3）已知单质D是空气中含量最多的成分，则硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为___________。 （4）C装置的作用是___________，试分析此装置是否有必要：___________。 【答案】 圆底烧瓶 氧化钙或氢氧化钠或碱石灰 B 2NH3+3CuON2↑+3Cu+3H2O 作安全瓶或防止水槽中液体倒吸到硬质玻璃管中 有必要，因为氨气极易溶于水，造成压强迅速减小，引起倒吸(或没有必要，因为气体主要成分为氮气，氮气的溶解度很小，不易引起倒吸)) 【分析】将分液漏斗中的浓氨水滴入盛有NaOH或CaO等碱性物质的烧瓶中，反应产生NH3，经U型管中碱石灰的干燥作用后通入硬质玻璃管中，与CuO发生反应产生N2、H2O，装置C是安全瓶，可以防止倒吸现象的发生，过量的NH3及N2通过导气管通入水槽中，NH3溶解在水中，通过排水方法收集到的单质气体是N2。 【解析】（1）图示中仪器A的名称是圆底烧瓶；A中盛有的固体物质应该为碱性物质。可以是氧化钙或氢氧化钠或碱石灰，它们遇水放出大量热，使NH3·H2O分解产生NH3，NH3挥发逸出； （2）B装置的作用是干燥氨气。 A．氨气为碱性气体，能够与浓硫酸发生反应，所以不能用浓硫酸干燥氨气，A不符合题意； B．氨气与碱石灰不反应，且碱石灰能够吸收水分，因此可以用碱石灰干燥氨气，B符合题意； C．无水CuSO4与氨气不反应，可以和水反应，但不能用于干燥氨气，C不符合题意； D．无水CaCl2可以与氨气反应，因此不能用于干燥氨气，D不符合题意； 故合理选项是B； （3）空气中含量最多的是N2，所以B为N2，则NH3与CuO反应生成N2和H2O、Cu，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式：2NH3+3CuON2↑+3Cu+3H2O ； （4）氨气极易溶于水，若缺少C装置易发生倒吸现象，氨气溶于水，导致导气管中压强迅速减小，水就倒吸到硬质试管内，使试管炸裂，安装了装置C，就可以防止倒吸现象的发生，因此安装装置C十分有必要。 迁移创新 1.氮元素被称为生命元素，氮及其化合物与社会的可持续发展息息相关。某化学兴趣小组设计如图所示装置制备氨气并探究其性质。 回答下列问题： Ⅰ.氨气的制备 （1）装置甲中发生反应的化学方程式为___________。 （2）干燥剂可选择___________。 （3）如何检验氨气是否收集满，写出步骤，所用试剂及现象？ 打开K1，将___________靠近导管口，若观察到___________，则证明已经收集满。 （4）图中可代替装置丁用于吸收多余氨气的是___________(填标号)。 Ⅱ、氨气的性质 已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。 （5）装置A中观察到的现象是：___________，发生反应的化学方程式为：___________。 （6）B的仪器名称是___________。B中所装的是蘸有足量稀硫酸溶液的棉花，作用是___________。 （7）通入1.12L(标准状况)氨气，最终在D中收集到140mL水(忽略压强、温度及水残留导管等问题)，则A中NH3的转化率为___________%()。 【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O （2）碱石灰(生石灰、CaO、氢氧化钠固体、NaOH均给分) （3）湿润的红色石蕊试纸或沾有浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒 试纸变蓝色或产生白烟 （4）BD （5）黑色粉末变红 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O （6）球形干燥管(只写干燥管给分) 吸收反应剩余的氨气 （7）25 【分析】先通过氯化铵与氢氧化钙固固加热法制取氨气，经碱性干燥剂干燥后收集，考察了氨气验满、防倒吸尾气处理的实验操作。 【解析】（1）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制备氨气，化学方程式为。 （2）氨气是碱性气体，用碱性干燥剂碱石灰干燥，不能用酸性干燥剂也不能用无水氯化钙（会与氨气形成配合物），故可以选用碱石灰、生石灰、氢氧化钠固体等。 （3）氨气验满利用氨气溶于水显碱性，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝说明收集满，也可以利用氨气和浓盐酸挥发的HCl反应生成氯化铵白烟检验。 （4）氨气极易溶于水，直接通入水中容易发生倒吸。 A．导管直接插入水中，容易发生倒吸，A错误； B．倒置球形干燥管增大氨气与水的接触面积，可防止氨气倒吸，B正确； C．前置一个集气瓶，无法防止氨气倒吸，C错误； D．下层是四氯化碳，上层是水，氨气不溶于四氯化碳，会穿过四氯化碳层进入水层被吸收，从而避免了导管与水直接接触导致的倒吸，D正确； 故选BD。 （5）分析：利用氨气还原灼热氧化铜的反应探究氨气的还原性，通过排水法收集生成氮气的体积计算得到氨气的转化率。氨气和灼热氧化铜反应，黑色氧化铜被还原为红色铜，故装置A中观察到的现象是黑色粉末变红；化学方程式为。 （6）B为球形干燥管，稀硫酸可以和氨气反应，吸收未反应的氨气，防止氨气污染空气。 （7）标准状况下初始氨气物质的量；收集到氮气的体积为140mL，，根据反应关系，反应的氨气物质的量为，转化率。 2.“氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤，某化学课外活动小组设计模拟该实验过程。 Ⅰ．氮气的制备与收集 （1）制取并收集一瓶干燥的氨气，上述装置导管口的连接顺序为_________。 （2）A装置中发生反应的化学方程式为__________________。 Ⅱ．的制备及影响化学反应速率的因素探究 序号 水浴温度/℃ 时 Ⅰ 9.0 1.0 0 Ⅱ 25 3.0 0 Ⅲ 25 9.0 0 1.0 Ⅳ 45 9.0 1.0 0 （3）实验Ⅰ和Ⅱ是探究反应物浓度对反应速率的影响。则__________，__________。 （4）已知是分解的催化剂，__________（填“”、“”或“”）。 （5）若，结论是____________________。 Ⅲ．利用如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸，并探究实验现象。 （6）写出硬质玻璃管中发生的化学方程式___________________。 （7）控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键，若比例不当，A中不仅有红棕色气体生成，还会产生白烟，白烟的化学式是__________，装置中的试剂是__________。 【答案】（1）d c f e k （2） （3）25 7.0 （4） （5）其他条件相同时，温度越高，化学反应速率越快 （6） （7） 水 【解析】（1） A装置加热氯化铵和氢氧化钙固体制备氨气。氨气是碱性气体，需用C装置中的碱石灰干燥，干燥管通常大口进小口出，故连接d c；氨气密度比空气小，采用D装置进行向下排空气法收集，应从短管进长管出，故连接f e；氨气极易溶于水，E、F装置会引起倒吸，应选用五氧化二磷吸收尾气，故最后连接k。故答案为d c f e k。 （2） A装置中发生的是实验室制备氨气的反应，即氯化铵与氢氧化钙在加热条件下发生复分解反应，生成氯化钙、氨气和水，方程式为。 （3）实验Ⅰ和Ⅱ探究反应物浓度对反应速率的影响，根据控制变量法，必须保持温度和其他条件相同，仅改变过氧化氢的浓度。因此温度应与实验Ⅱ相同，即；为了保证过氧化氢的浓度仅受其体积影响，两次实验的溶液总体积必须相等。实验Ⅰ总体积为，则实验Ⅱ中，解得。 （4）实验Ⅰ无催化剂，实验Ⅲ加入了作为催化剂。催化剂能降低反应的活化能，加快化学反应速率，因此相同时间内实验Ⅲ产生的氧气体积更大，即。 （5） 实验Ⅰ和实验Ⅳ的过氧化氢浓度、溶液总体积均相同，仅温度不同（和）。若，说明时相同时间内产生的气体更多，反应速率更快，由此可得出结论：其他条件相同时，升高温度能加快化学反应速率。 （6）硬质玻璃管中进行的是氨的催化氧化反应，氨气与氧气在催化剂和加热条件下发生氧化还原反应，生成一氧化氮和水，方程式为。 （7）若氨气比例过大，生成的与反应生成红棕色的，与水反应生成硝酸，挥发出的硝酸与过量的氨气化合生成硝酸铵固体小颗粒，即产生白烟，其化学式为。 B装置的目的是模拟工业制备硝酸，即用水吸收气体使其转化为硝酸，因此B装置中的试剂是水。 3．I.某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。已知：Cu、均为红色固体。 （1）实验室利用A装置制备的化学方程式为_______，装置E的作用是_______。 （2）氨气极易溶于水，下列能用作吸收氨气的装置是_______(填序号)。 （3）实验过程中观察到以下现象，完成表格： 序号 实验现象 实验结论 I C装置中黑色CuO固体全部变红 具有_______性(填“氧化”或“还原”) II D装置中无水变蓝 反应生成了水 III F装置中收集到无色无味气体，且遇到空气不变色 反应生成了_______ （4）某学习小组探究反应后C装置中红色固体成分，提出如下猜想： 猜想1：只含Cu    猜想2：只含    猜想3：既含Cu又含 验证猜想：甲同学测得反应前C装置中CuO质量为8g，反应后C装置中红色固体质量为6.8g，则_______成立(填“猜想1”、“猜想2”、“猜想3”)。C中发生反应的化学方程式为_______。 Ⅱ已知：能与反应；和都有较强氧化性。为探究与反应的产物，提出如下假设：假设氧化；假设氧化。 甲同学设计如图所示实验装置： 请回答下列问题： （5）甲、乙两同学对假设分别进行了验证： 实验操作 现象 结论 甲同学 待试管中收集满气体，向其中加入适量粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管，观察现象；并将带火星的木条迅速伸进试管，观察 红棕色气体迅速消失；木条复燃 假设正确 乙同学 在、之间增加一个洗气瓶，目的是_______，重复甲同学的实验操作 红棕色气体迅速消失，带火星的木条未复燃 假设正确 请做出正确判断，写出和反应的化学方程式_______。 （6）图中单向阀在实现气体单向流通的同时，还有一个作用是_______。 【答案】（1）防止F中水蒸气进入装置D （2）①③ （3）还原 N2 （4）猜想3 （5）吸收二氧化氮气体中的水蒸气 （6）防止溶液倒吸 【分析】装置A是NH3的发生装置，B是干燥氨气的装置，C中NH3与氧化铜反应，D中无水硫酸铜用于检验有没有水生成，E中无水氯化钙的作用是防止F中水蒸气进入D装置，干扰试验，F用于收集N2，据此回答； 【解析】（1）A中是消石灰与氯化铵反应制备NH3，其反应的化学方程式为；E的作用是防止F中水蒸气进入D装置，干扰实验； （2）氨气极易溶于水，尾气吸收需要防止倒吸，图中能用来吸收尾气的装置是①③，装置②易发生倒吸，④没有出气口且氨气与水面距离太远，不易吸收； （3）①在实验Ⅰ中，C装置中黑色CuO固体全部变红，结合已知反应①知红色固体中有Cu2O或Cu，Cu化合价降低，被还原，说明NH3具有还原性；在实验Ⅲ中，F装置中收集到无色无味气体，且遇到空气不变色，说明反应生成了N2， （4）甲同学测得反应前C装置中CuO质量为8g，则铜元素的质量为6.4g，物质的量为0.1mol，反应后C装置中红色固体质量为6.8g，则氧元素的质量为0.4g，物质的量为0.025mol，可以判断为Cu和混合物，即猜想3成立；最终产物中为0.025mol，单质铜为0.05mol，则反应的化学方程式为； （5）甲同学的判断不正确，因为Cu与浓硝酸反应生成的二氧化氮中含有水蒸气，水蒸气能与过氧化钠反应生成氧气，从而对实验目的产生干扰；乙同学在、之间增加一个(装浓硫酸)洗气瓶，目的是吸收二氧化氮气体中的水蒸气；过氧化钠和二氧化氮反应不生成氧气，说明二氧化氮被过氧化钠氧化，所以假设2正确，反应方程式为2NO2+Na2O2=2NaNO3； （6）装置中使用单向阀在实现气体单向流通的同时，还可防止H中的NaOH溶液倒流入G中，即防倒吸。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 硫、氮及其循环 第二节 氮及其化合物 第1课时 固氮 课标要点 1.结合真实情境了解自然界（如闪电、生物固氮）及人工固氮（如合成氨、氮肥生产）的常见方式，认识固氮对氮循环及农业生产的重要意义，建立“氮循环—固氮—人类活动”的认知逻辑。 2.掌握氨气的物理性质和化学性质，能准确书写相关化学方程式，能基于实验现象推导反应本质。 3.学会氨气的实验室制备原理、装置选择及收集方法，能分析尾气处理思路，能独立完成氨气制备与性质检验的实验操作并准确描述现象。 4.能结合氨气的性质解释其用途，能运用化学知识解决尾气处理、氨气泄漏处置等实际问题，培养运用化学知识解决实际问题的能力。 学习重难点 重点： 1.氨气的化学性质及相关化学方程式书写； 2.氨气的实验室制备原理、装置选择、收集方法及尾气处理。 难点： 1.氨水中的微粒组成及氨水的弱碱性原理； 2.实验室制备氨气时，装置气密性检查、收集时验满方法及尾气防倒吸装置的设计思路。 知识点 氮气 1. 氮的原子结构 氮原子的最外层有5个电子，这使得它既难以获得3个电子，也不易失去5个电子。故而，氮原子通常借助共用电子对的方式与其他原子结合，从而形成物质。 氮的原子结构 其常见化合价包括_____、_____、_______、_______、_______及_______。氮的氧化物共有六种，分别为_______、_______、_______、_______、_______和_______。其中，_______是HNO3的_______，而_______则是HNO2的酸酐。 2.氮元素的存在形式 游离态：主要以氮气分子的形式分布于空气中。 化合态：广泛存在于动植物体内的蛋白质中，以及土壤和海洋里的硝酸盐与铵盐中。 3.氮气 （1）物理性质 纯净的氮气表现为无色无味的气体，难溶于水，在空气体积中占比约为_______。 （2）化学性质 ①在常温环境下，氮气的化学性质相对稳定，因此可替代稀有气体用作保护气。 ②在放电或高温条件下，_______能与氧气反应生成_______，反应式为：_______ ③镁条在氮气中燃烧的反应为：_______； ④工业合成氨的反应为：N2+3H22NH3 易错提醒 1. N₂常温稳定，但放电/高温下可与O₂反应，高温下可与Mg等活泼金属反应，合成氨条件下可与H₂反应。 2. N₂O₅是HNO₃的酸酐（N为+5价），N₂O₃是HNO₂的酸酐（N为+3价）；NO、NO₂不是酸酐（无对应价态的含氧酸）。 3. 氮的氧化物常见六种为N₂O、NO、N₂O₃、NO₂、N₂O₄、N₂O₅，注意NO₂与N₂O₄可相互转化（2NO₂⇌N₂O₄）。 4. N₂作保护气是利用其常温稳定，但不能用于保护易与N₂在高温下反应的物质（如Mg）。 随学随练 1.下列物质不能用单质之间反应制得的是 A． B．CuS C． D．NO 2.下列关于氮气（N₂）的说法中，正确的是（　） A．氮气性质稳定，常温下不与任何物质发生反应，因此可作所有金属焊接的保护气 B．氮气在放电或高温条件下可与氧气反应生成红棕色气体NO₂ C．镁条在氮气中燃烧生成Mg₃N₂，该反应中N₂作氧化剂 D．工业合成氨反应为N₂＋3H₂===2NH₃，该反应属于氮的固定 知识点 固氮 1. 氮元素的存在形态 （1）游离态：主要以氮气_______的形式分布于大气中。 （2）化合态：广泛存在于动植物体的_______内，以及土壤和海洋中的_______与铵盐里。 2. 氮的固定 （1）定义：将空气中_______的氮转变为含氮_______的过程，称为氮的固定。 （2）分类及途径： ① 天然固氮：主要包含生物固氮和大气固氮两种形式。 a. 生物固氮：豆科植物根部的根瘤菌能将空气中的游离氮转化为_______供植物吸收利用，因此这类植物对施肥的需求较低，甚至无需施肥。 b. 大气固氮：在闪电作用下，空气中的氮气转化为_______，随后通过降雨形成_______，渗入土壤后被植物根系摄取。涉及反应如下：N2+O2==2NO、2NO+O2==2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO。 ② 人工固氮：在高温、高压及催化剂存在的条件下，氮气与氢气直接反应生成_______。 反应方程式：N2+3H2⇌2NH3 特别提醒 固氮途径分两大类：天然固氮（生物固氮、大气固氮）和人工固氮（合成氨）。 生物固氮靠根瘤菌将N₂转化为氨（铵态氮肥）；大气固氮靠闪电将N₂转化为氮氧化物，再经降雨形成稀硝酸（硝态氮肥）。 易错提醒 1. 只有游离态N₂→含氮化合物才是固氮；NO→NO₂、NO₂→HNO₃、NH₃→NO等含氮化合物之间的转化不是固氮。 2. 根瘤菌固氮产物是氨（铵态氮肥），不是硝酸盐；大气固氮最终形成稀硝酸（硝态氮肥），二者产物不同。 随学随练 1.下列过程中不属于氮的固定的是 A．氮气在根瘤菌作用下生成NO B．工业合成氨 C．氨气转化为氯化铵晶体 D．雷雨天产生NO 2.我国科学家实现了用氮气、二氧化碳和水在常温下合成尿素。该方法属于 A．人工固氮 B．自然固氮 C．大气固氮 D．生物固氮 知识点 氮的氧化物 1．氮元素的价态与氧化物 类别 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 价态 +1 +2 +3 +4 +4 +5 特别提醒 1.氮的氧化物均为有毒气体； 2.其中 N2O5 是HNO3的酸酐，N2O3是HNO2的酸酐，其它都不是酸酐。 2．一氧化氮和二氧化氮的性质 （1）物理性质 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气态 无味 有毒 难溶于水 NO2 红棕色 气态 刺激性 有毒 易溶于水 （2）化学性质 ①与O2反应：2NO+O22NO2（NO不能用排空气法收集），NO2不反应。 ②与H2O反应：3NO2+H2O2HNO3+NO（工业制硝酸），NO不反应。 关键提醒： 1.NO遇空气变红棕色（2NO＋O₂===2NO₂），是检验NO的常用方法； 2.NO₂与水反应（3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO）是工业制硝酸的基础，注意产物有两种； 3.NO只能用排水法收集，NO₂用向上排空气法收集； 4.二者均有毒，实验需注意尾气处理（用碱液吸收）。 随学随练 1. 下列关于NO和NO₂的说法中，正确的是（　） A．N₂O₅是HNO₃的酸酐，N₂O₃是HNO₂的酸酐，二者中氮的化合价分别为+5和+3 B．NO和NO₂均为有毒气体，均可用排水法收集 C．NO₂与水反应生成HNO₃，反应中NO₂只作氧化剂 D．NO遇空气变红棕色，是因为NO被还原生成了NO₂ 2.工业制硝酸的基础反应之一是NO₂与水反应：3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO。下列说法中正确的是（　） A．该反应中NO₂只表现氧化性 B．该反应中NO₂既表现氧化性又表现还原性 C．该反应中NO₂只表现还原性 D．该反应不是氧化还原反应，因为反应前后元素种类不变 知识点 氨气（重点） 1. 物理性质 性质 内容 颜色状态 无色气体 气味 有刺激性气味 密度 比空气小（可用向下排空气法收集） 溶解性 极易溶于水（常温常压，1体积水约溶解700体积氨） 液化 易液化，液氨汽化时吸收大量热，可作制冷剂 喷泉实验：将胶头滴管中的水挤入充满NH₃的烧瓶，NH₃迅速溶解，瓶内压强急剧减小，烧杯中的水被压入烧瓶形成喷泉。若水中滴有酚酞，喷泉呈红色，说明氨水显碱性。 原理归纳：气体迅速溶解或与溶液反应→瓶内压强＜外界压强→形成喷泉。 常见组合：NH₃/HCl+水，CO₂/SO₂/Cl₂+NaOH溶液。 2. 化学性质 （1）与水反应：NH₃＋H₂O⇌NH₃·H₂O⇌NH₄⁺＋OH⁻ 氨水呈弱碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（检验NH₃的常用方法）。 NH₃·H₂O不稳定，受热易分解：NH₃·H₂O→NH₃↑＋H₂O。 （2）与酸反应（生成铵盐） 酸 方程式 现象 浓盐酸 NH₃＋HCl===NH₄Cl 产生白烟 浓硝酸 NH₃＋HNO₃===NH₄NO₃ 产生白烟 稀硫酸 2NH₃＋H₂SO₄===(NH₄)₂SO₄ 无明显现象 注意：白烟是NH₃与挥发性酸（HCl、HNO₃）挥发的气体在空气中化合生成的固体小颗粒（铵盐）。浓硫酸难挥发，不产生白烟。 （3）与氧气反应（催化氧化）4NH₃+5O24NO+6H2O NH₃中N为−3价，具有还原性，此反应是工业制硝酸的基础。 （4）其他还原性反应（拓展） 与Cl₂：2NH₃＋3Cl₂===N₂＋6HCl（NH₃少量）；8NH₃＋3Cl₂===N₂＋6NH₄Cl（NH₃过量） 与CuO：2NH₃＋3CuO3Cu＋N₂＋3H₂O 4、实验室制备 （1）原理 2NH₄Cl＋Ca(OH)₂​CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O （2）装置与操作 项目 内容 发生装置 固固加热型（与制O₂类似） 干燥剂 碱石灰（不能用浓硫酸、无水CaCl₂） 收集方法 向下排空气法（NH₃密度比空气小） 验满方法 ①湿润红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满；②蘸浓盐酸玻璃棒靠近瓶口，有白烟则满 棉花作用 试管口塞一团棉花，减少NH₃与空气对流，提高收集纯度 尾气处理：NH₃极易溶于水，需用防倒吸装置吸收（如倒扣漏斗、干燥管），可用稀酸液吸收。 3. 其他制备方法（拓展） 加热浓氨水：NH₃·H₂O​NH₃↑＋H₂O 浓氨水+生石灰/碱石灰：CaO与水反应放热，促使NH₃逸出（固液不加热型） 5. 用途 制冷剂：液氨汽化吸热。 制氮肥：合成氨后进一步制成尿素、碳铵、硝铵等铵态氮肥。 制硝酸：NH₃催化氧化→NO→NO₂→HNO₃。 其他：作化工原料，用于制药、塑料等。 特别提醒 1.NH₃是唯一能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于检验。 2.氨水与液氨不同：液氨是纯净物（NH₃），氨水是混合物（含NH₃、H₂O、NH₃·H₂O及其他离子）。 3.干燥NH₃只能用碱性干燥剂（碱石灰），不能用酸性干燥剂（浓硫酸、P₂O₅）或CaCl₂（会生成CaCl₂·8NH₃）。 4.喷泉实验成功的关键：烧瓶干燥、气体充满、装置气密性良好。 易错提醒 1.制NH₃时不能用NH₄Cl单独加热、不能用NH₄NO₃或NH₄HCO₃，必须用NH₄Cl与Ca(OH)₂共热。 2.误认为所有酸与NH₃都产生白烟——只有挥发性酸（浓盐酸、浓硝酸）才产生白烟，稀硫酸、稀盐酸不产生。 随学随练 1.下列关于氨气性质的说法中，正确的是（　） A．氨气极易溶于水，可用排水法收集 B．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨水显碱性 C．氨气与浓硫酸反应产生白烟，可用于检验氨气 D．氨气催化氧化的产物是NO₂，该反应是工业制硝酸的基础 2.实验室制取氨气并验证其性质，下列相关说法中正确的是（　） A．用NH₄Cl固体单独加热制取NH₃，并用向下排空气法收集 B．用碱石灰干燥NH₃，用湿润的红色石蕊试纸验满 C．用浓硫酸干燥NH₃，并用向上排空气法收集 D．NH₃极易溶于水，尾气可直接用水吸收，无需防倒吸 拓展 一氧化氮和二氧化氮 比较项目 NO NO₂ 颜色 无色 红棕色 水溶性 难溶于水 易溶于水 与O₂反应情况 反应生成NO₂ 不反应 与H₂O反应情况 不反应 反应生成HNO₃和NO 收集方法 排水法（不能用排空气法） 向上排空气法 氮的价态 +2价 +4价 活学活用 1. 下列关于NO和NO₂的说法中，正确的是（　） A．NO和NO₂均为无色气体，可用观察颜色的方法区分 B．NO难溶于水，可用排水法收集；NO₂易溶于水，可用排水法收集 C．NO遇空气变红棕色，是因为NO被O₂氧化生成了NO₂ D．NO₂与水反应生成HNO₃，反应中NO₂只表现氧化性 2.NO₂溶于水时发生反应：3NO₂＋H₂O===2HNO₃＋NO。下列关于该反应的说法中，正确的是（　） A．该反应中NO₂只作氧化剂 B．该反应中NO₂只作还原剂 C．该反应中NO₂既作氧化剂又作还原剂 D．该反应不是氧化还原反应 拓展 氨气的实验室制法 环节 选择 依据 发生装置 固固加热型（与制O₂类似） 反应物均为固体，需加热 干燥剂 碱石灰 NH₃是碱性气体，不能用浓硫酸、P₂O₅（酸性）或无水CaCl₂（生成CaCl₂·8NH₃） 收集方法 向下排空气法 NH₃密度比空气小 验满① 湿润红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满 NH₃溶于水显碱性 验满② 蘸浓盐酸玻璃棒靠近瓶口，有白烟则满 NH₃＋HCl→NH₄Cl（固体小颗粒） 棉花作用 试管口塞松软棉花 减少NH₃与空气对流，提高收集纯度；防止氨逸散 尾气处理：NH₃极易溶于水，需防倒吸（倒扣漏斗、干燥管），可用稀硫酸吸收 。 活学活用 1. 实验室制NH₃时，下列药品组合正确的是（　） A. NH₄Cl固体 　 B. NH₄NO₃固体＋Ca(OH)₂　 C. NH₄Cl固体＋Ca(OH)₂　 D. NH₄HCO₃固体＋NaOH 2. 干燥NH₃应选用的试剂是（　） A. 浓硫酸　B. 碱石灰　C. 无水CaCl₂　D. P₂O₅ 3. 用浓氨水制取NH₃时，加入生石灰的作用是________________________。 4. 简述验满NH₃的两种方法：________________________。 题型 氮的固定 ▌例1 氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示，下列说法正确的是 已知：反应④的离子方程式为4NH+5O2=2NO+6H++N2O+5H2O。 A．向海洋排放含NO的废水可能影响海洋中氮的循环 B．①②均属于固氮反应 C．海洋中的反硝化作用一定有氧气参加 D．反应④中每生成1molH2O，共转移2mol电子 解题贴士 判断某过程是否为氮的固定，只看一个核心标准：反应物是否为游离态N₂，产物是否为含氮化合物。 ▌对点练1-1 下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是 A．氮的固定过程中氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环 ▌对点练1-2 氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 A．根瘤菌能把空气中的N2转化为NH3作为自身的养料 B．“雷雨发庄稼”涉及的物质转化：硝酸盐 C．土壤中的硝酸盐被细菌分解转化为N2的过程属于生物固氮 D．用稀HNO3处理试管上附着的银： 题型 氨气的性质与用途 ▌例2 氨能被氧气氧化，经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是 A．浓氨水具有挥发性 B．锥形瓶中会有白烟产生，其主要成分是硝酸铵 C．若Pt丝始终保持红热，则该反应放热，催化剂是Pt D．锥形瓶口有少量红棕色气体出现，图中反应为 解题贴士 1.溶解性——NH₃极易溶于水（1∶700），由此推出只能用向下排空气法收集、喷泉实验可行、尾气吸收必须防倒吸； 2.酸碱性——NH₃溶于水生成NH₃·H₂O电离出OH⁻，故能使湿润红色石蕊试纸变蓝、能与酸反应生成铵盐、只能用碱性干燥剂（碱石灰）干燥，不能用浓硫酸、P₂O₅、无水CaCl₂； 3.还原性——NH₃中N为−3价（最低价），只能被氧化，催化氧化生成NO（不是NO₂），与Cl₂、CuO等氧化剂反应。 ▌对点练2-1 2024年1月，我国开启了中国第一艘氨/柴油双燃料动力拖船的建造。下列关于氨（NH3）的说法中不合理的是 A．氨属于单质 B．氨具有还原性 C．氨易液化便于存储 D．用氨作燃料可降低碳排放 ▌对点练2-2 下实验室制取NH3并探究其还原性，下列实验装置能达到实验目的的是 A．制取NH3 B．干燥NH3 C．验证氨气的还原性 D．吸收尾气 题型 氨气的制备与净化 ▌例3 NH3是氮的重要化合物，下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 解题贴士 按“干燥—收集—验满—尾气”四环节，每环节有一个判断依据 干燥：NH₃是碱性气体，只能选碱性或中性干燥剂。可用：碱石灰。不可用：浓硫酸、P₂O₅（酸性，与NH₃反应）；无水CaCl₂（生成CaCl₂·8NH₃）。 收集：密度比空气小→向下排空气法，导管伸入试管底部；极易溶于水→绝不能用排水法。 验满：湿润红色石蕊试纸放瓶口，变蓝则满（试纸必须湿润）。蘸浓盐酸玻璃棒靠近瓶口，产生白烟则满（白烟是固体颗粒，非白雾）。 尾气：NH₃极易溶于水，必须防倒吸（倒扣漏斗、干燥管），用稀酸液吸收。 ▌对点练3-1 如图是实验室制取氨气的装置图，下列说法正确的是 A．实验室制取氨气的化学方程式为 B．采用向下排空气法收集氨气的原因是其密度比空气的大 C．装置中棉花的作用是防止氨与试管内的空气对流 D．可以用碱石灰吸收多余的尾气 ▌对点练3-2 氨在人类的生产生活中有着广泛应用。回答下列问题： （1）工业合成氨是化学和技术对社会发展与进步做出的巨大贡献。写出工业合成氨反应的化学方程式 。 （2）如图所示是实验室制备氨气的发生装置，写出实验室用该装置制取氨气的反应的化学方程式 。 （3）某学生设计了几种收集氨气的装置如图所示，你认为其中可行的是 （填序号），检验氨气收集满的方法是 。 （4）为验证氨气极易溶于水，且氨水呈碱性，设计实验装置如图所示，盛氨气的仪器名称为 ，引发喷泉的操作为 。 （5）如图所示为某实验小组设计的模拟氨的催化氧化制硝酸的装置。 ①写出装置甲中发生的主要反应的化学方程式： 。 ②有同学提出若按上述装置进行实验，在装置乙中会观察到大量白烟，其成分为 （填化学式），该同学提出改进装置避免上述现象发生，写出改进措施： 。 题型 氨水的性质及用途 ▌例4 下列关于氨水的叙述正确的是 A．氨水显碱性，能使酚酞溶液变蓝 B．氨水和液氨成分相同 C．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3（除水外） D．1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1mol 解题贴士 1.氨水是混合物，显碱性的根本原因是 NH₃·H₂O 微弱电离出 OH⁻：NH₃＋H₂O⇌NH₃·H₂O⇌NH₄⁺＋OH⁻。 2.微粒：氨水中含三种分子（NH₃、H₂O、NH₃·H₂O）和三种离子（NH₄⁺、OH⁻、少量H⁺）。 3.碱性：能使湿润红色石蕊试纸变蓝、酚酞变红，但碱性弱（电离常数小），不能与所有金属离子都生成沉淀。 4.不稳定性：NH₃·H₂O 见光受热易分解，所以氨水要密封阴凉保存，加热氨水可制 NH₃。 5.氨水与 Al³⁺、Fe²⁺等生成氢氧化物沉淀，但Al(OH)₃ 不溶于过量氨水（区别于 NaOH），这是除杂/鉴别题的高频区分点。 ▌对点练4-1 关于氨水的叙述中错误的是（      ） A．氨水的主要成分是NH3·H2O B．氨水可使酚酞指示剂变红 C．氨水中含有两种分子 D．氨水中溶质的质量分数越大，溶液的密度越小 ▌对点练4-2 中学化学中的氯水和氨水是非常重要的两种“水”，下列说法正确的是 A．氯水具有漂白性，为增加其漂白效果，可向其中通入少量 B．向溶液中滴加新制氯水，观察产生淡黄色沉淀，可证明非金属性： C．氨水是一元弱碱，其中只存在两种分子和 D．可用玻璃棒蘸取浓氨水靠近收集氯化氢的试管口，可看到产生白雾 基础通关 1.阅读材料，氮气是一种重要的化工原料，工业上根据反应获取氨。氮的催化氧化——在加热和有催化剂的条件下，氨被氧气氧化生成一氧化氮和水——是工业制硝酸的基础。下列有关说法错误的是 A．断开需要较多能量，所以氮气的化学性质稳定 B．可以用液化的方法从合成氨混合气体中分离出氨 C．上述两个反应都需要加热，所以都是吸热反应 D．常温下，浓硝酸可以用铁制容器盛装，稀硝酸则不能 2．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质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 3．下列说法中，正确的是 A．氨的喷泉实验体现了氨极易溶于水的性质 B．浓硫酸具有吸水性，在实验中常用作干燥剂，可干燥、、 C．氮气的化学性质很稳定，不与其他物质发生化学反应 D．硫的化学性质比较活泼，在自然界中仅以化合态存在 4．下列装置适用于实验室制氨并验证氨的某化学性质，其中能达到实验目的的是 A．①是氨气发生装置 B．②是氨气干燥装置 C．③可验证氨气的还原性 D．④是氨气的吸收装置 5．下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，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．用装置丙检验浓氨水的挥发性： D．用装置丁吸收尾气 6.关于氮的单质及其化合物的说法不正确的是 A．NO及NO2均为无色气体 B．NO为不成盐氧化物 C．N2是一种常用的保护气 D．N2合成NH3属于人工固氮 7.氮的氧化物均是大气污染物，将机动车尾气中的NO转化为N2可有效保护大气环境。从物质的性质角度考虑，下列物质中不能实现该转化的是 A．CO B．NH3 C．KMnO4 D．C 8.下列关于氨气的说法，不正确的是 A．氨气易液化，液氨常用作制冷剂 B．氨气溶于水显碱性 C．氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 D．氨气与氯化氢反应生成NH4Cl，属于氮的固定 9．氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．常温下可以用铁制容器来盛装浓硝酸 B．氨气易液化且液氨气化时吸收大量的热，工业上常用液氨作制冷剂 C．这个反应不属于氮的固定 D．汽车尾气中排放的氮氧化物主要是由游离态氮转化来的 10．下图是部分含氮物质的“价—类”二维图，下列判断不正确的是 A．NO2和N2O5都属于酸性氧化物 B．将N2转化为NO的过程属于氮的固定 C．浓HNO3常温下可用铁质容器盛放 D．NO和氧气反应可以生成NO2 11．下列反应属于氮的固定作用的是 A．氨基酸合成人体所需的蛋白质 B．由NH3制硫酸铵 C．硝酸盐在细菌作用下生成氮气 D．雷雨时空气中的N2转化为NO 12．常温下，1体积水能溶解约700体积。用圆底烧瓶收集后进行如图所示的喷泉实验，下列分析不正确的是 A．实验过程中，不涉及氧化还原反应 B．喷泉停止后，烧瓶内剩余少量气体，说明的溶解已达到饱和 C．形成喷泉的原因是氨气溶于水后，烧瓶内的气压小于大气压 D．实验后，取出烧瓶中的溶液，测得其，原因是： 13.氨气的化学性质 反应 化学方程式 其他 与水反应 __________________ 与酸反应 HCl __________________ 现象：_______________________ H2SO4 __________________ ---------- 催化氧化 __________________ 表现为___________性 14.某化学兴趣小组利用如图装置制取氨气并探究氨气的有关性质： （1）装置A中烧瓶内试剂可选用________(填序号)。装置B中U形管内试剂可选用_________(填序号)。 a．浓硫酸         b．碱石灰          c．五氧化二磷        d．CaCl2固体 （2）若探究氨气的溶解性，标准状况下，装置D中收集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是_____________________________________；完成喷泉实验后，装置D中充满液体，则装置D中溶液的物质的量浓度为_________。(保留两位有效数字) （3）K2的导管末端需要连接氨气的吸收装置，则不能在K2的导管末端连接如图中的_______装置(填序号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。 备选装置(其中水中含酚酞试液) Ⅰ Ⅱ Ⅲ （4）若探究氨气的还原性，需关闭K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。 ①D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种化学性质稳定气体单质，该反应可用来检验氯气管道是否有泄漏，则该反应的化学方程式为_________________________________。 ②尾气可用C装置处理，若尾气中含有少量Cl2，则C装置中吸收氯气发生的化学方程式为_______________________________________。 15．依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）上图中，从化合价上看，X具有___________性(“氧化”、“还原”)。 （2）回答下列关于NH3的问题： ①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为___________。 ②氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式___________。 ③下列试剂不能用于干燥NH3的是___________(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 D．无水氯化钙 ④用装置A收集氨气时，应选择氨气的进气口是___________(选填“a”或“b”)。 ⑤打开下装置中的止水夹c，若观察到烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的化学性质是___________。 ⑥用下装置做氨气喷泉实验时，如果没有胶头滴管，请写出引发喷泉的简单操作是___________。 16.氨气( )是一种重要的化工原料，在工农业生产中有重要用途。工业上在一定温度和催化剂条件下用 将 还原生成 。 Ⅰ．氨气的制备 （1）利用装置A，实验室中最常见的制取氨气的反应所涉及的化学方程式为_____________________。 （2）实验室欲收集纯净、干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：______________(按气流方向，用小写字母表示)，其中C仪器所装试剂名称为_____________。 Ⅱ．氮的氧化物( )是大气污染物之一，在实验室利用如图装置探究 能否被 还原。 （3）F装置中盛放浓硝酸的仪器名称是________________，其中发生反应的离子方程式为_______________________________________________________。 （4）若 能够被 还原，在D装置中充入 和混合气体后，停止通气，静置使其充分反应。预期观察到D装置中的现象是____________________________，反应化学方程式每转移6mol电子，消耗 的物质的量为________mol。 （5）此实验装置存在一个明显的缺陷是_______________________________________________________。 17．下图为某课外活动小组设计的制备氨气并进行喷泉实验的装置示意图，实验选用试剂如图所示，回答下列问题： （1）用A图所示的装置可制备干燥NH3。 ①制备NH3的化学方程式为：_______。 ②检验NH3是否集满的实验方法是：_______。 ③实验室铵根离子检验的离子方程式是：_______。 （2）用B图所示的装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发喷泉的操作是_______，该实验的原理是：_______。 （3）用化学方程式表示氨水呈弱碱性的原因：_______。 素养提升 1．应用下列装置测定氨气的组成。实验利用了氨气能还原氧化铜生成氮气、铜和水的原理。实验后测得装置D增重m g，用排水法测量得的体积为V L(已折算成标准状况)。下列有关实验描述正确的是 A．装置A用于制备氨气，可用加热氯化铵固体的装置代替 B．装置E的作用是防止水蒸气进入装置D中，若撤去装置E，则测得氢氮比偏小 C．装置B中盛放的物质是碱石灰，也可用无水氯化钙代替 D．由实验数据可以计算得到氨气分子中的氮氢个数比为 2．关于氨气的制备、净化、收集、尾气处理操作正确的是 A．制备 B．干燥 C．收集 D．尾气处理 3．氮的氧化物是大气污染物之一，下图为某消除氮氧化物的反应机理。下列说法错误的是 A．整个过程中Ni2+作催化剂 B．过程Ⅰ中NO既不是酸性氧化物，也不是碱性氧化物 C．过程Ⅱ中每生成1molO2时参加反应的Ni3+为4mol D．该反应的总反应方程式是2NON2+O2 4．氮元素在海洋中的部分循环过程如图所示。下列说法错误的是 A．向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量 B．过程①和过程②均属于氮的固定 C．过程④中可能有氧气参与 D．海洋中的硝化作用和反硝化作用分别涉及氮元素的氧化和还原 5．下列关于氨的实验装置能达到实验目的是 A．制备和收集氨气 B．干燥氨气 C．产生红色喷泉 D．尾气吸收 6．“双色双喷泉”实验装置如图所示，图中相同体积的两个烧瓶内分别充满氨气和氯化氢，烧杯内均装有滴有紫色石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是 A．在实验室中，不能通过直接加热氯化铵来制备氨气 B．在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时均可选用无水氯化钙作干燥剂 C．同时打开止水夹a、c、d，左侧形成蓝色喷泉，右侧形成红色喷泉 D．喷泉实验结束后，打开止水夹b一段时间后，混合溶液中的主要溶质为 7.在自然界中，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，氮元素的常见化合价与部分物质类别的二维关系如图： （1）近年来，氮的氧化物造成的空气污染日益严重，下列环境问题与氮的氧化物排放有关的是_______（填标号）。 a．酸雨    b．温室效应    c．白色污染    d．光化学烟雾 （2）谚语“一场雷雨一场肥”的原理中固氮反应对应的化学方程式为_______。 （3）检验X存在的操作及现象为________；X的催化氧化是工业制硝酸的基础，X的催化氧化反应的化学方程式为________。 （4）在实验室中，W的浓溶液常用棕色试剂瓶存放，其原因为________。常温下，W的浓溶液常用铁罐存放，其原因为________；W的稀溶液不能用铁罐存放，请用离子方程式说明原因：________。 8.．某课外活动小组对教材中氨气的催化氧化实验进行了改进，并利用实验生成的产物检验氨的化学性质，实验装置如下(夹持装置略)： 实验步骤如下： ①按装置图连接好装置，检查装置的气密性后，装入试剂； ②先点燃C处酒精灯，再点燃A处酒精灯，待F处有连续不断的气泡产生时，再点燃B处酒精灯； ③反应一段时间后，熄灭A处酒精灯； ④熄灭B处和C处酒精灯； 请回答下列问题： （1）通过如下过程制备CuO； “过程II”产生Cu2(OH)2CO3的离子方程式为______________________。 （2）写出NH3实验室制法的化学方程式___________________。 （3）实验步骤①中检查装置的气密性的方法是___________________。 （4）写出C中发生反应的化学方程式___________________。 （5）描述实验过程中装置D和装置E的现象： 装置D 装置E 点燃A、B、C处酒精灯 ①______________ 紫色石蕊溶液变红 熄灭A处酒精灯继续加热B处酒精灯 红棕色慢慢褪去 溶液由红色变为蓝色，②__________ （6）装置F中的试剂是___________。 9．氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。回答下列问题： （1）实验室利用A装置制备的反应方程式为______________________________________。 （2）氨气极易溶于水，下列装置能用于吸收氨气的是_________(填序号)。 （3）实验中观察到以下现象：C装置中黑色固体全部变为红色，D装置中无水硫酸铜变蓝，F装置中收集到无色无味的气体。 ①D装置中无水硫酸铜变蓝是因为D中生成了______(填化学式)，装置E的作用是___________________。 ②F装置中收集到无色无味的气体可能是_________(填化学式)。 ③小组同学通过查阅资料了解到是一种红色固体，不溶于水，在酸性溶液中不稳定：。为了探究红色固体成分，甲同学进行了如下实验： 实验操作 实验现象 实验结论 取10.4 g红色固体于烧杯中，加 入足量稀硫酸，充分搅拌，静置 若无现象 红色固体为_________ 若溶液变蓝 红色固体中肯定含有_________ 取上述反应后的混合物过滤、 洗涤、干燥、称重，得固体6.4 g 红色固体的成分及其物质的量为___________________ （4）若将B与a相连(如图)，溶液中产生白色沉淀，写出生成白色沉淀的离子方程式____________________________。 10．某化学兴趣小组利用如下装置制取氨气并探究氨气的有关性质。 （1）图中，仪器A的名称是___________，A中盛放的固体是___________。 （2）B装置中装入的试剂可能是___________。 A．浓硫酸   B．碱石灰   C．无水CuSO4 D．无水CaCl2 （3）已知单质D是空气中含量最多的成分，则硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为___________。 （4）C装置的作用是___________，试分析此装置是否有必要：___________。 迁移创新 1.氮元素被称为生命元素，氮及其化合物与社会的可持续发展息息相关。某化学兴趣小组设计如图所示装置制备氨气并探究其性质。 回答下列问题： Ⅰ.氨气的制备 （1）装置甲中发生反应的化学方程式为___________。 （2）干燥剂可选择___________。 （3）如何检验氨气是否收集满，写出步骤，所用试剂及现象？ 打开K1，将___________靠近导管口，若观察到___________，则证明已经收集满。 （4）图中可代替装置丁用于吸收多余氨气的是___________(填标号)。 Ⅱ、氨气的性质 已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。 （5）装置A中观察到的现象是：___________，发生反应的化学方程式为：___________。 （6）B的仪器名称是___________。B中所装的是蘸有足量稀硫酸溶液的棉花，作用是___________。 （7）通入1.12L(标准状况)氨气，最终在D中收集到140mL水(忽略压强、温度及水残留导管等问题)，则A中NH3的转化率为___________%()。 2.“氨的催化氧化”是工业生产硝酸的重要步骤，某化学课外活动小组设计模拟该实验过程。 Ⅰ．氮气的制备与收集 （1）制取并收集一瓶干燥的氨气，上述装置导管口的连接顺序为_________。 （2）A装置中发生反应的化学方程式为__________________。 Ⅱ．的制备及影响化学反应速率的因素探究 序号 水浴温度/℃ 时 Ⅰ 9.0 1.0 0 Ⅱ 25 3.0 0 Ⅲ 25 9.0 0 1.0 Ⅳ 45 9.0 1.0 0 （3）实验Ⅰ和Ⅱ是探究反应物浓度对反应速率的影响。则__________，__________。 （4）已知是分解的催化剂，__________（填“”、“”或“”）。 （5）若，结论是____________________。 Ⅲ．利用如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸，并探究实验现象。 （6）写出硬质玻璃管中发生的化学方程式___________________。 （7）控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键，若比例不当，A中不仅有红棕色气体生成，还会产生白烟，白烟的化学式是__________，装置中的试剂是__________。 3．I.某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。已知：Cu、均为红色固体。 （1）实验室利用A装置制备的化学方程式为_______，装置E的作用是_______。 （2）氨气极易溶于水，下列能用作吸收氨气的装置是_______(填序号)。 （3）实验过程中观察到以下现象，完成表格： 序号 实验现象 实验结论 I C装置中黑色CuO固体全部变红 具有_______性(填“氧化”或“还原”) II D装置中无水变蓝 反应生成了水 III F装置中收集到无色无味气体，且遇到空气不变色 反应生成了_______ （4）某学习小组探究反应后C装置中红色固体成分，提出如下猜想： 猜想1：只含Cu    猜想2：只含    猜想3：既含Cu又含 验证猜想：甲同学测得反应前C装置中CuO质量为8g，反应后C装置中红色固体质量为6.8g，则_______成立(填“猜想1”、“猜想2”、“猜想3”)。C中发生反应的化学方程式为_______。 Ⅱ已知：能与反应；和都有较强氧化性。为探究与反应的产物，提出如下假设：假设氧化；假设氧化。 甲同学设计如图所示实验装置： 请回答下列问题： （5）甲、乙两同学对假设分别进行了验证： 实验操作 现象 结论 甲同学 待试管中收集满气体，向其中加入适量粉末，塞紧塞子，轻轻振荡试管，观察现象；并将带火星的木条迅速伸进试管，观察 红棕色气体迅速消失；木条复燃 假设正确 乙同学 在、之间增加一个洗气瓶，目的是_______，重复甲同学的实验操作 红棕色气体迅速消失，带火星的木条未复燃 假设正确 请做出正确判断，写出和反应的化学方程式_______。 （6）图中单向阀在实现气体单向流通的同时，还有一个作用是_______。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $