3.2 氮及其重要化合物 第2课时(讲义) 化学沪科版必修第一册
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精品
内容正文:
第三章
硫、氮及其循环
第一节 氮及其化合物
第2课时 氮肥
课标要点
1.掌握铵盐的物理性质及化学性质,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。
2.学会铵根离子的检验方法,理解其检验原理,能规范完成检验操作并准确描述现象。
3.了解硝酸盐的通性,重点掌握硝酸钾、硝酸铜等硝酸盐受热分解的规律及强氧化性,能书写相关化学方程式,建立“物质类别与价态决定性质”的认知逻辑。
4.能结合铵盐、硝酸盐的性质解释其在农业(化肥)、工业中的应用,能运用化学知识解决实际生产中的相关问题,提升知识应用能力。
学习重难点
重点:
1.铵盐的化学性质及铵根离子的检验方法;
2.硝酸盐的特性。
难点:
1.不同铵盐受热分解产物的差异及规律总结;
2.硝酸盐在酸性条件下氧化还原性离子的反应原理及方程式书写。
知识点 铵盐(重点)
1.铵盐的物理性质:白色固体、易溶于水。
2.铵盐的化学性质
(1)受热易分解
铵盐名称
分解方程式
NH₄Cl
NH4ClNH3↑+HCl
NH₄HCO₃
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
注意:NH₄Cl分解生成的NH₃与HCl遇冷又重新化合为NH₄Cl,故不能用于制NH₃。
(2)与碱反应
稀溶液中不加热:生成NH₃·H₂O NH₄⁺+OH⁻⇌NH₃·H₂O
在浓溶液中或者加热生成NH3:NH4++OH-NH3↑+H2O
规律:铵盐与强碱反应生成氨气,离子方程式为NH+OH- NH3↑+H2O。
3.实验探究:铵盐与强碱反应
项目
内容
试剂
NH₄Cl溶液、NH₄NO₃溶液、(NH₄)₂SO₄溶液,加强碱共热
现象
试管中有气泡产生,湿润红色石蕊试纸变蓝
结论
铵盐与强碱反应生成氨气:NH+OH- NH3↑+H2O
应用
①检验铵根离子的存在;②制取氨
4.NH₄⁺的检验
(1)方法:未知液加入强碱共热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明含NH₄⁺。
(2)原理:NH₄⁺+OH⁻ NH₃↑+H₂O,NH₃溶于水显碱性使红色石蕊试纸变蓝。
5.铵盐的用途及贮存
(1)用途:铵盐可作氮肥,常用氮肥有:
名称
化学式
俗称
硝酸铵
NH₄NO₃
硝铵
硫酸铵
(NH₄)₂SO₄
硫铵
碳酸氢铵
NH₄HCO₃
—
尿素
(NH₂)₂CO
—
(2)贮存与施用
贮存:密封包装,放在阴凉通风处(因铵盐受热易分解)。
施用:施肥时将肥料埋在土下并及时灌水,以保证肥效(减少NH₃挥发损失)。铵态氮肥不能与草木灰混合施用。
6.氨与酸反应(检验NH₃)
用蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,现象为有白烟生成;将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同现象。
HCl+NH₃===NH₄Cl
NH₃+HNO₃===NH₄NO₃
可用于NH₃与HCl或浓硝酸的相互检验(白烟为铵盐固体小颗粒)。
易错提醒
1.不用NH₄Cl受热分解制NH₃——分解生成的NH₃与HCl遇冷又重新化合为NH₄Cl,得不到纯净NH₃,实验室制NH₃应用NH₄Cl与Ca(OH)₂共热。
2.NH₃与浓盐酸生成的是NH₄Cl固体小颗粒,是白烟不是白雾(液滴)。
3.NH₄Cl分解生成NH₃和HCl,但NH₄HCO₃分解生成NH₃、H₂O、CO₂三种产物,不能一概而论。
4.尿素(NH₂)₂CO含氮但不含NH₄⁺,不属于铵盐,不能与碱反应放出NH₃。
随学随练
1.下列有关氨和铵盐的叙述正确的是
A.NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去
B.NH3易液化,液化时要吸收周围大量热,液氨常用作制冷剂
C.检验NH4+时,试样中加入NaOH溶液微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体
D.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具有热不稳定性
【答案】D
【解析】A.氯化铵不稳定,加热易分解,不能通过加热方法除去碘单质,故A错误;
B.液氨可用作制冷剂的原因是,氨气易液化,液氨挥发吸热,故B错误;
C.氨气是碱性气体,氨气可以用湿润的红色石蕊试纸来检验,故C错误;
D.碳酸氢铵加热分解生成氨气、二氧化碳和水,化学方程式为:,故D正确;
故本题选D。
2.草木灰是常用的农家肥,其主要成分是碳酸钾(K₂CO₃)。下列关于铵盐与草木灰混合使用的说法中,正确的是( )
A.铵盐与草木灰可以混合施用,因为二者都含钾、氮营养元素,混合后肥效更高
B.铵盐与草木灰不能混合施用,因为草木灰显碱性,会使铵盐转化为NH₃逸出,降低肥效
C.铵盐与草木灰混合后发生反应生成NH₃,该反应中铵根离子被还原
D.铵盐与草木灰混合施用时,只需密封保存即可避免肥效降低
【答案】B
【解析】A项错误。铵盐(含NH₄⁺)与草木灰(主要成分K₂CO₃,水解显碱性)混合后,碱性条件下NH₄⁺会转化为NH₃逸出,造成氮元素流失,肥效降低,故不能混合施用。
B项正确。草木灰中K₂CO₃水解使溶液显碱性,提供OH⁻,与铵盐发生反应:NH₄⁺+OH⁻===NH₃↑+H₂O(加热或碱性较强时逸出NH₃),氮元素以NH₃形式挥发损失,降低肥效。因此铵盐与草木灰应分开施用。
C项错误。反应NH₄⁺+OH⁻===NH₃↑+H₂O中,N元素化合价由−3价变为−3价(NH₃中N仍为−3价),化合价没有变化,不属于氧化还原反应,NH₄⁺既未被氧化也未被还原。
D项错误。肥效降低的根本原因是碱性条件下NH₄⁺转化为NH₃逸出,属于化学反应,密封保存不能阻止该反应发生(且施用后与土壤中碱性物质接触仍会反应),关键是不能混合施用,而非密封保存。
关键提醒:铵盐不能与碱性物质(草木灰、熟石灰、石灰氮等)混合施用,否则NH₄⁺转化为NH₃逸出,降低肥效。这是“铵盐与碱反应”性质在农业生产中的典型应用,体现“性质决定用途”的化学观念。
知识点 硝酸
1.硝酸的物理性质
(1)纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
(2)浓硝酸见光或受热易分解,久置的浓硝酸常因溶有NO₂而显黄色(工业浓硝酸常呈黄色)。
2.硝酸的化学性质
(1)不稳定性 4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑
保存:硝酸应密封保存在棕色细口瓶中,放在阴凉避光处,防止见光受热分解。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性,且浓度越大,氧化性越强。
(3)与金属反应(以Cu为例)
项目
稀硝酸
浓硝酸
现象
反应缓慢,有少量气泡产生,溶液变蓝,试管口有红棕色气体产生
反应剧烈,有大量气泡产生,溶液变蓝,液面上有红棕色气体产生
产物
生成NO气体(NO遇空气变NO₂显红棕色)
生成NO₂气体
化学方程式
3Cu+8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
Cu+4HNO₃(浓)===Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
规律:硝酸与金属反应不生成H₂,浓硝酸还原产物为NO₂,稀硝酸还原产物为NO;硝酸浓度越大,氧化性越强。
(4)与某些非金属反应(拓展)
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
硝酸与C、S反应时,浓硝酸只表现氧化性,不表现酸性。
3.硝酸的用途
(1)化工原料:用于制造氮肥、炸药(如硝化甘油、TNT)、染料、硝酸盐等。
(2)冶金工业:用于金属酸洗、贵金属溶解(如王水溶解金)。
(3)实验室试剂:常用作强氧化剂、硝化剂。
易错提醒
1. 硝酸具强氧化性,被还原为NO₂或NO,不生成H₂,这是与稀硫酸、盐酸的本质区别。
2. 浓稀硝酸的还原产物——浓硝酸→NO₂(红棕色),稀硝酸→NO(无色,遇空气变红棕色)。
3. Cu与HNO₃反应生成Cu(NO₃)₂,硝酸既表现氧化性又表现酸性;与C、S反应时只表现氧化性。
4. 浓硝酸见光受热分解,需棕色瓶避光保存;久置变黄是分解产生NO₂所致。
5. 稀硝酸同样有强氧化性,常温下可与Cu缓慢反应生成NO。
6.常温下,铁、铝遇浓HNO3会发生钝化,所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。
随学随练
1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是
A.质量分数86%以上的浓硝酸称“发烟”硝酸——挥发性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
【答案】D
【解析】A.质量分数为86%以上的浓硝酸在空气里由于硝酸的挥发而产生“发烟”现象,叫做发烟硝酸,事实与硝酸性质相对应,A不选;
B.因为硝酸具有强氧化性,稀硝酸与反应生成一氧化氮,得不到氢气,事实与硝酸性质相对应,B不选;
C.浓硝酸不稳定,受热或见光时会发生分解产生二氧化氮、氧气和水,需要用棕色瓶盛装浓硝酸,事实与硝酸性质相对应,C不选;
D.硝酸能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去,是因为硝酸和NaOH发生了酸碱中和反应,体现了硝酸的酸性,没有体现强氧化性,事实与硝酸性质不相对应,D选;
故选D。
2.下列关于硝酸说法正确的是
A.硝酸与金属反应,主要是+5价氮得电子
B.与金属反应时,稀硝酸可能被还原为更低价态,则稀硝酸氧化性强于浓硝酸
C.浓硝酸能使pH试纸先变红后变黑
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,会产生大量红棕色气体
【答案】A
【解析】A.在酸性溶液中,硝酸根的氧化能力强于H+,所以硝酸与金属反应,主要是+5价氮得电子,A正确;
B.通常硝酸的浓度越小,氧化能力越弱,与同种金属反应时,氮元素的价态变化越大,所以与金属反应时,稀硝酸可能被还原为更低价态,则稀硝酸氧化性弱于浓硝酸,B不正确;
C.浓硝酸具有酸性和强氧化性,能使pH试纸先变红后褪色,但不会变黑,C不正确;
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,铁会发生钝化,从而在铁片表面形成致密的氧化物保护膜,阻止反应的进一步进行,但不会产生大量红棕色气体,D不正确;
故选A。
拓展 硝酸的化学性质
1.化学性质图示
2.写出下列反应的化学方程式,是离子反应的写离子方程式。
①不稳定性:4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑。
②稀硝酸与铜反应:3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。
③浓硝酸与铜反应:Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O。
④浓硝酸与C反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
⑤稀硝酸与FeSO4溶液反应:3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O。
⑥硝化反应:+HNO3(浓)+H2O。
3.硝酸工业制法的反应原理
步骤
化学方程式
①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3+5O24NO+6H2O
②NO进一步氧化生成NO2
2NO+O22NO2
③用水吸收NO2生成HNO3
3NO2+H2O2HNO3+NO
活学活用
1.下列反应中,硝酸既表现酸性又表现氧化性的是
A.FeO与稀硝酸反应 B.与浓硝酸反应
C.CuO与浓硝酸反应 D.与稀硝酸反应
【答案】A
【解析】A.FeO与稀硝酸反应会发生氧化还原反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,硝酸既表现酸性又表现氧化性,A正确;
B.与浓硝酸反应,硝酸只表现酸性,B错误;
C.CuO与浓硝酸反应,硝酸只表现酸性,C错误;
D.与稀硝酸反应,硝酸只表现酸性,D错误;
故选A。
2.有关浓硝酸与浓硫酸的对比错误的是
A.在加热条件下都能将碳氧化成二氧化碳
B.长期露置在空气中,溶质质量分数都会变小
C.常温下都能用铁制或铝制容器盛放
D.用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近都会有白烟生成
【答案】D
【解析】A.浓硝酸与浓硫酸都具有强氧化性,在加热条件下都能将碳氧化成二氧化碳,A正确;
B.浓硝酸易挥发,浓硫酸具有吸水性,长期露置在空气中,溶质质量分数都会变小,B正确;
C.铁、铝常温下遇浓硝酸、浓硫酸钝化,因此常温下浓硝酸与浓硫酸都能用铁制或铝制容器盛放,C正确;
D.浓硝酸易挥发,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近会有白烟生成,浓硫酸没有此现象,D错误;
故选D。
拓展 铵根离子的检验
要素
要求
原因
碱
加强碱(NaOH)
强碱提供OH⁻,与NH₄⁺反应
条件
共热
稀溶液中生成NH₃·H₂O,加热才逸出NH₃
试纸
湿润的红色石蕊试纸
干燥试纸不变色;NH₃溶于水显碱性才变蓝
现象
试纸变蓝
NH₃·H₂O电离出OH⁻,显碱性
活学活用
1.现有以下四种溶液:①;②;③;④。下列试剂能将它们区别开的是(可以加热)
A.HCl B. C.NaOH D.
【答案】D
【解析】A.四种物质与盐酸均不反应,不能鉴别,A错误;
B.氯化铵、氯化钾与氯化钡不反应,硫酸铵、硫酸钾与氯化钡反应均产生白色沉淀,不能鉴别,B错误;
C.NH4Cl、(NH4)2SO4均与NaOH溶液反应加热生成刺激性气体氨气,K2SO4、KCl均与NaOH溶液不反应,不能鉴别,C错误;
D.(NH4)2SO4、NH4Cl、K2SO4、KCl分别与Ba(OH)2溶液加热反应的现象依次为白色沉淀和刺激性气体、刺激性气体、白色沉淀、无现象,现象不同,可鉴别,D正确;
答案选D。
2.下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.能使湿润红色石蕊试纸变蓝的溶液中:NH₄⁺、Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻
B.加入NaOH溶液并加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体的溶液中:NH₄⁺、Fe³⁺、Cl⁻、NO₃⁻
C.含有大量NH₄⁺的溶液中:Na⁺、K⁺、OH⁻、SO₄²⁻
D.无色透明溶液中:NH₄⁺、Cu²⁺、Cl⁻、NO₃⁻
【答案】B
【解析】
A项错误。能使湿润红色石蕊试纸变蓝的溶液显碱性(含大量OH⁻),NH₄⁺与OH⁻不能大量共存(NH₄⁺+OH⁻===NH₃·H₂O,加热逸出NH₃),故A错。
B项正确。加入NaOH并加热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,说明原溶液含NH₄⁺,该溶液显酸性(NH₄⁺水解)或近中性;在此溶液中NH₄⁺、Fe³⁺、Cl⁻、NO₃⁻之间不发生反应(Fe³⁺与NO₃⁻、Cl⁻均不反应,NH₄⁺与Fe³⁺也不反应),可以大量共存,B正确。
C项错误。含大量NH₄⁺的溶液中,NH₄⁺与OH⁻不能大量共存(生成NH₃·H₂O),故C错。
D项错误。Cu²⁺在水溶液中显蓝色,与“无色透明溶液”条件矛盾;虽然NH₄⁺、Cu²⁺、Cl⁻、NO₃⁻之间不反应,但溶液颜色不符合“无色”要求,故D错。
题型 硝酸的性质
▌例1 浓硝酸在工业生产中有着举足轻重的作用,某化学学习小组开展与浓硝酸有关的实验。首先采用图装置对浓硝酸与木炭的反应进行探究。请回答下列问题:
(1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即放入该装置,滴加浓硝酸可观察到其中气体的颜色为 ,反应的化学方程式是 。
(2)C中盛有足量淀粉-KI溶液,反应一段时间后可观察到C中的现象为 。
(3) B的作用是 。
【答案】(1) 红棕色
(2) 溶液变为蓝色
(3) 防倒吸
【解析】
(1)C和浓硝酸加热反应生成二氧化碳和二氧化氮,二氧化氮为红棕色气体,则可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为红棕色,产生该气体的反应的化学方程式是;
(2)C装置中盛有足量淀粉=KI溶液,二氧化氮与水反应生成硝酸具有氧化性,能将碘离子氧化为碘单质,淀粉遇碘单质溶液变蓝色,则反应一段时间后可观察到C中的现象为溶液变为蓝色;
(3)装置B的两个导管都是短管,该装置是作为安全装置,作用是防倒吸。
解题贴士
1.“浓稀产物不同”,用价态变化判断还原产物
硝酸与金属反应不生成H₂,还原产物看浓度——浓硝酸→NO₂(红棕色),稀硝酸→NO(无色,遇空气变红棕色)。
液面上方有红棕色气体→浓硝酸或NO遇空气氧化;试管口出现红棕色→稀硝酸生成NO后遇空气变NO₂。
2.用“是否生成盐”判断硝酸表现氧化性还是酸性
与金属反应:生成硝酸盐(如Cu(NO₃)₂)→硝酸既表现氧化性又表现酸性。
与非金属反应(C、S)→不生成硝酸盐,硝酸只表现氧化性。
3.硝酸与非金属的反应:如碳、硫等非金属,在加热条件下都易被浓硝酸氧化成相应的氧化物或含氧酸,浓硝酸自身被还原成NO2。
4.与其他还原剂(如HBr、HI、SO2、Na2SO3、Fe2+等)反应。
▌对点练1-1 将铜丝插入浓硝酸中进行下图所示的实验,下列说法正确的是
A.铜丝与浓硝酸接触后生成红棕色气体,说明酸性强
B.注水后b管内气体颜色变浅,说明气体中分子数减少
C.注水后b中铜片表面有气泡,说明与硝酸反应生成
D.装置c能用来吸收尾气,说明和均是酸性氧化物
【答案】B
【解析】A.铜丝与浓硝酸反应生成红棕色气体,二者发生了氧化还原反应,说明了硝酸具有强氧化性,A错误;
B.b管内气体是二氧化氮气体,注入水后发生3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2分子数目减少,B正确;
C.硝酸与铜反应不能生成氢气,生成NO无色气体,C错误;
D.NO和NO2均不是酸性氧化物,D错误;
答案选B。
▌对点练1-2 欲比较浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,某化学小组将通入浓、稀硝酸中比对现象,利用如图装置进行实验(夹持仪器略去,气密性已检查)。
(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式是 。
(2)装置中发生反应的离子方程式是 。
(3)滴加浓硝酸前需先通入,目的是 。
(4)滴加浓硝酸后,当中为稀硝酸时,其液面上方气体仍为无色;当中为浓硝酸时,其液面上方气体由无色变为红棕色。请写出中为浓硝酸时,瓶内发生反应的化学方程式 。
(5)该学习小组继续探究与铜粉的反应并检验,设计实验装置如图所示(夹持装置略)。已知:在溶液中,(棕色),该反应可用于检验。
实验开始前,向装置中通入一段时间的,随后让中产生并充盈整个装置,点燃处的酒精灯,可观察到装置中红色粉末变黑。
①装置中盛放的是溶液,作用是 。
②装置中盛放的试剂是 ,作用是 。
③若装置中还生成一种单质,请写出中发生反应的化学方程式: 。
【答案】
(1)
(2)
(3)排出装置中的空气,防止氧化成二氧化氮
(4)
(5) 除去挥发出的硝酸蒸气 溶液 检验
【分析】由实验装置可知,先通入氮气可将装置内空气排出,三颈烧瓶中发生,二氧化氮和水生成NO,通入浓、稀硝酸中比对现象;
先通入氮气可将装置内空气排出,三颈烧瓶中发生,F中NaOH可除去挥发的硝酸,G中无水氯化钙干燥NO,H中Cu与NO反应生成CuO、氮气,I中盛放硫酸亚铁溶液检验NO,J中收集NO。
【解析】(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,化学方程式是;
(2)装置中发生反应为二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,离子方程式是;
(3)本实验的目的是对比通入浓、稀硝酸的现象,探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,所以要防止被空气中的氧气氧化,故要先通入排出装置中的空气,防止氧化成二氧化氮。
(4)通过稀溶液后,无红棕色产生,说明稀不能氧化;通过装置中浓,其液面上方气体由无色变为红棕色,说明浓能氧化产生红棕色气体,结合质量守恒,同时生成水,反应为:;
(5)①硝酸会和铜反应,装置中盛放的是溶液,作用是可除去挥发的硝酸。
②已知:在溶液中,(棕色),该反应可用于检验;中盛放硫酸亚铁溶液检验。
③若装置中还生成一种单质,结合质量守恒,中与反应生成、氮气,。
题型 铵盐的性质 铵根离子的检验
▌例2 下列关于氨及铵盐的说法错误的是
A.铵盐受热分解一定会生成氨气
B.可以用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气的存在
C.氨是一种极易溶于水的气体
D.实验室常用铵盐与强碱反应制取氨
【答案】A
【解析】A.铵盐受热分解不一定生成氨气,例如受热发生氧化还原反应,分解产物无,A错误;
B.浓盐酸易挥发出,与氨气反应生成白色固体,产生白烟现象,可检验氨气的存在,B正确;
C.常温常压下1体积水可溶解约700体积氨气,氨是极易溶于水的气体,C正确;
D.实验室常用铵盐(如)与强碱(如)共热反应制取氨气,D正确;
故选A。
解题贴士
1.铵盐受热分解都有氨生成,但硝酸铵受热分解最终生成氮气或氮氧化物。
2.分别用试管加热氯化铵和单质碘时,两者都由固体变为气体且在试管口遇冷又凝结为固体。但其本质不同,前者为化学变化,后者为物理变化。
3.检验溶液中含有NH4+时,需要加入浓碱溶液并加热。
▌对点练2-1 下列离子方程式书写正确的是
A.铜与稀硝酸反应:Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O
B.二氧化硫与氢氧化钠溶液反应:SO2+2OH⁻=+H2O
C.铵盐与碱共热:+OH⁻=NH3∙H2O
D.氯气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
【答案】B
【解析】A.铜与稀硝酸反应的还原产物为而非,正确离子方程式为,A错误;
B.氢氧化钠过量时,二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,离子方程式书写符合规则,B正确;
C.铵盐与碱共热时,一水合氨受热分解为氨气和水,正确离子方程式为,C错误;
D.氯气与水反应生成的次氯酸是弱电解质,不能拆分为离子形式,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
▌对点练2-2 下列有关、的说法错误的是
A.二者均属于铵盐
B.可用适量的盐酸除去中的
C.溶液与NaOH浓溶液加热时反应的离子方程式:
D.固体受热不易分解
【答案】D
【解析】A.铵盐是由铵根离子和酸根离子构成的盐,两种物质的阳离子均为,都属于铵盐,A正确;
B.盐酸与 反应生成、和,不引入新杂质,可用适量盐酸除去中的,B正确;
C.和浓NaOH溶液加热时,与反应生成氨气和水,离子方程式书写正确,C正确;
D.固体受热易分解为和,“受热不易分解”的说法错误,D错误;
故答案选D。
基础通关
1.自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是
A.氮氧化物的产生是形成酸雨的重要原因
B.减少开私家车可减少氮氧化物的排放
C.氨和铵盐转化为硝酸盐时发生复分解反应
D.豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮
【答案】C
【解析】A.氮氧化物会与空气中的氧气和水反应生成硝酸,是形成酸雨的重要原因,A正确;
B.汽车尾气中含有氮氧化物,减少开私家车可减少氮氧化物的排放,B正确;
C.氨和铵盐(氮元素的化合价为-3)转化为硝酸盐(氮元素的化合价为+5)发生氧化还原反应,C错误;
D.豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮,属于自然固氮,D正确;
故选C。
2.下列叙述不正确的是
A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂
B.与金属反应时,稀HNO3可能被还原为更低价态,则稀HNO3氧化性强于浓HNO3
C.铵盐受热易分解,因此贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处
D.稀HNO3和活泼金属反应时得不到氢气
【答案】B
【解析】A.NH3易液化,液氨气化时会吸收大量环境热量,因此液氨常用作制冷剂,A正确;
B.氧化性强弱取决于得电子的能力,与被还原的价态高低无关,浓HNO3氧化性强于稀HNO3,B错误;
C.铵盐受热易分解,为防止铵态氮肥分解失效,贮存时需要密封保存,放在阴凉通风处,C正确;
D.稀HNO3具有强氧化性,与活泼金属反应时优先是NO得电子生成含氮还原产物,得不到氢气,D正确;
故答案选B。
3.下列关于氮及其化合物的说法错误的是
A.氨水中只含和两种分子 B.一氧化氮是无色的有毒气体
C.氨可与酸反应生成铵盐 D.工业合成氨是重要的人工固氮途径
【答案】A
【解析】A.氨水中存在的平衡,含有的分子为NH3、H2O、NH3·H2O三种,并非只有两种,A错误;
B.一氧化氮是无色有毒气体,易和人体血红蛋白结合使其失去输氧能力,B正确;
C.氨是碱性气体,可与酸反应生成铵盐,例如和盐酸反应生成氯化铵,C正确;
D.固氮是将游离态的氮转化为化合态氮的过程,工业合成氨是将N2和H2在高温高压催化剂条件下反应生成NH3,属于重要的人工固氮途径,D正确;
故选A。
4.下列关于氨及铵盐的说法错误的是
A.铵盐受热分解一定会生成氨气
B.可以用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气的存在
C.氯化铵和熟石灰混合加热可产生氨气,则硫酸铵与熟石灰混合加热也可能产生氨气
D.实验室里可用生石灰与浓氨水混合快速制取少量氨气
【答案】A
【解析】A.并不是所有铵盐受热分解都生成氨气,例如硝酸铵等氧化性酸对应的铵盐受热发生氧化还原反应,分解产物无氨气,A错误;
B.浓盐酸具有挥发性,挥发的与反应生成白色固体小颗粒,产生白烟,可检验氨气存在,B正确;
C.铵盐与强碱混合加热时,与反应生成的受热分解为氨气,硫酸铵属于铵盐、熟石灰是强碱,因此混合加热也可产生氨气,C正确;
D.生石灰与浓氨水中的水反应放热,且生成使溶液中浓度升高,均能促进分解、降低氨气溶解度,使氨气快速逸出,可制备少量氨气,D正确;
答案选A。
5.下列不属于铵盐的共同性质的是
A.都易溶于水 B.与烧碱共热都产生氨气
C.都是晶体 D.受热分解都产生氨气
【答案】D
【解析】A.大多数铵盐易溶于水,但并非所有(如某些磷酸铵盐可能难溶),但高中范围内通常认为铵盐均易溶, A正确;
B.铵盐与强碱共热均会释放,这是铵盐的通性,B正确;
C.常见的铵盐均为晶体,C正确;
D.并非所有铵盐受热分解都产生(如硝酸铵分解生成等),D错误;
故答案选D。
6.关于铵盐的叙述:①绝大多数铵盐易溶于水;②铵盐中氮元素均为-3价;③铵盐受热易分解,分解产物均有NH3;④铵盐都只能跟碱反应,不能跟酸反应;⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合施用。其中正确的是
A.①②③④⑤ B.③④⑤ C.①③⑤ D.①⑤
【答案】D
【解析】①铵盐易溶于水,故①正确;
②硝酸铵属于铵盐,氮元素为-3、+5价,故②错误;
③铵盐受热易分解,硝酸铵在较高温度下分解产物中没有NH3,故③错误;
④碳酸氢铵能与盐酸反应生成氯化铵、二氧化碳,故④错误;
⑤铵态氮肥与碱性物质反应放出NH3,所以铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合施用,故⑤正确;
正确的是①⑤,选D。
7.下列关于氨和铵盐的叙述不正确的是
A.氨的催化氧化属于人工固氮 B.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.氨易液化,利用液氨汽化可作制冷剂 D.绝大多数铵盐易溶于水,受热易分解
【答案】A
【解析】A.氨的催化氧化是氨转化为NO的过程,属于氨的氧化而非将游离态氮转化为化合态,因此不属于固氮,故A错误;
B.氨气溶于水生成弱碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故B正确;
C.氨易液化,液氨汽化吸热可用作制冷剂,故C正确;
D.铵盐大多易溶于水且受热易分解(如NH4Cl分解为NH3和HCl),故D正确;
故答案为:A。
8.检验铵根离子的实验所依据的是
①铵根离子水解显酸性;②NH与OH-间发生反应加热后产生氨气;③NH3·H2O能电离出NH和OH-;④石蕊在碱性条件下变为蓝色
A.②④ B.①②③④ C.①②③ D.②③④
【答案】D
【解析】铵根离子与氢氧根离子共热反应生成氨气,氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨电离出的氢氧根离子使溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝色,则检验铵根离子的实验所依据的是②③④,故选D。
9.检验铵根离子的一般方法是取少许待测物置于试管中,然后
A.直接加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
B.向溶液中滴加紫色石蕊试液
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞试液
D.加入强碱溶液加热后,再用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口检验
【答案】D
【解析】A.若是铵盐溶液,在加热时不会分解,没有氨气产生,用湿润的红色石蕊试纸置于试管口检验无现象,故A不选;
B.向溶液中滴加紫色石蕊试液可以检验氢离子,而不是用来检验铵根离子,故B不选;
C.强酸溶液并不与铵盐反应,再滴加酚酞溶液也无明显现象,故C不选;
D.铵根离子与氢氧根离子反应产生了氨气;将铵盐和强碱溶液混合加热,用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,说明产生了氨气,可以证明原溶液中含有铵根离子,故D选;
故选D。
10.检验铵根离子的实验所依据的是:①氨气极易溶于水;②铵根离子与OH- 间发生反应产生氨气;③NH3·H2O电离出NH4+和OH -;④石蕊在碱性条件下变为蓝色。
A.②④ B.①②③④ C.①②③ D.②③④
【答案】D
【解析】氨气是碱性气体,溶液中的铵根离子与OH-在加热条件下发生反应产生氨气,氨气溶于水生成NH3·H2O,且NH3·H2O电离出NH4+和OH-,石蕊在碱性条件下变为蓝色,则可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,进而推出原溶液中含有NH4+,综上②③④项为实验所依据的事实,D项正确;
答案选D。
11.现有氮及其化合物的转化关系如图所示,下列说法不正确的是
A.能与溶液发生反应,故属于酸性氧化物
B.可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.反应①②③是工业生产硝酸的主要途径
D.上述转化过程都属于氧化还原反应
【答案】A
【解析】A.与反应生成、和,酸性氧化物要求与碱反应仅生成盐和水且对应元素化合价不变,该反应生成两种盐且化合价发生变化,故不属于酸性氧化物,A错误;
B.为碱性气体,溶于水生成的弱碱会电离出使溶液呈碱性,因此可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;
C.工业生产硝酸的主要途径为氨气催化氧化生成、被氧化为、与水反应生成,对应反应①②③,C正确;
D.题中所有转化过程中元素化合价均发生变化,均存在电子转移,都属于氧化还原反应,D正确;
故选A。
12.下列对于硝酸的认识错误的是
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.久置的浓硝酸会变为稀硝酸
C.常温下可用铝槽车储运浓硝酸
D.铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应的产物完全相同
【答案】D
【解析】A.浓硝酸不稳定,见光或受热时会发生分解反应:,A正确;
B.浓硝酸具有挥发性,且久置过程中会发生分解消耗溶质,因此久置的浓硝酸浓度降低变为稀硝酸,B正确;
C.常温下铝遇浓硝酸会发生钝化,表面生成致密的氧化物薄膜阻止反应进一步进行,因此可用铝槽车储运浓硝酸,C正确;
D.铜与浓硝酸反应的还原产物为,与稀硝酸反应的还原产物为,二者反应产物不完全相同,D错误;
故选D。
13.依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,回答下列问题。
(1)实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气,该反应的化学方程式是______。
(2)实验室检验氨气时,可选用的试剂是______(填选项字母)。
a.湿润的蓝色石蕊试纸 b.湿润的红色石蕊试纸 c.浓盐酸
(3)氨气催化氧化的化学方程式是______。
(4)如图所示,将盛满的试管倒扣在水槽中,并往试管中通入,写出反应方程式______。
(5)①铵盐是农业中常用的氮肥,检验其中铵根离子的原理用离子方程式表示为:______。
②汽车尾气中含有多种污染物,推测其中产生的原因,用化学方程式表示为:______。
③治理汽车尾气方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”,在催化剂的作用下,和反应转化为两种无毒的气体,用化学方程式表示为:______。
【答案】(1)
(2)bc
(3)
(4)
(5)
【分析】N元素之间的相互转化关系为:氮气在高温、高压、催化剂条件下与氢气反应生成氨气,氨气在催化剂作用下与氧气反应生成,继续氧化得到二氧化氮,最后将二氧化氮通入水中吸收生成硝酸,据此分析解答。
【解析】(1)实验室制氨气为复分解反应,铵盐与碱共热生成氨气,。
(2)氨气为碱性气体,可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,选项b符合;氨气遇浓盐酸挥发的HCl会生成白色固体,产生白烟,选项c符合;湿润的蓝色石蕊试纸遇碱性气体无明显现象,a不选,故选bc。
(3)氨气催化氧化是工业制硝酸的第一步,产物为NO和水,化学方程式:。
(4)二氧化氮与水、氧气反应生成硝酸,最终试管完全被水充满,化学方程式为:。
(5)①铵盐与强碱共热,放出氨气,通过检验氨气即可证明铵根存在,反应的离子方程式为。
②汽车气缸内温度极高,空气中的在此条件下反应生成NO,化学方程式为。
③CO将NO还原为无毒的氮气,CO自身被氧化为无毒的二氧化碳,化学方程式为。
14.请回答下列问题:
(1)氯化铵属于___________。
A.铵态氮肥 B.硝态氮肥 C.有机氮肥 D.复合氮肥
(2)检验NH4Cl中铵根离子的方法为___________。
【答案】(1)A
(2)取样于试管中,加入NaOH浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝,说明有铵根离子
【解析】(1)氯化铵中含有氮元素,属于氮肥,还含有铵根离子,属于铵态氮肥,故答案选A;
(2)铵盐和浓碱溶液中共热能生成氨气,因此检验氯化铵中铵根离子的方法:取样于试管中,加入NaOH浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝,说明有铵根离子。
15.氮及其化合物在农业、医药、国防等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)实验室加热固体混合物制取的化学方程式为_______________________________。
(2)干燥氨气不可选用的试剂是___________(填字母)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.无水
(3)工业合成氨及氨氧化制取硝酸的流程示意图如下。
①合成塔中生成的化学反应方程式是__________________________________________。
②吸收塔中发生反应的化学方程式是_____________________________________________。
③《本草纲目拾遗》记载“强水性最烈,能蚀五金”,“强水”指硝酸。写出稀硝酸与铜反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(4)汽车尾气净化装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示:
①该过程的中间产物是___________。
②催化转化过程中,发生的总反应方程式为_______________________________________。
【答案】(1)
(2)ac
(3)(反应条件为高温、高压、催化剂) (或 )
(4)
【解析】(1)实验室加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气,反应的化学方程式为;
(2)a.浓硫酸能与氨气反应,不能用于干燥氨气,a不可选;
b.碱石灰能吸水且不与氨气反应,可用于干燥氨气,b可选;
c.无水氯化钙能吸收氨气并形成络合物,不能用于干燥氨气,c不可选;
故选ac;
(3)①氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下发生可逆反应生成氨气,反应的化学方程式为;
②一氧化氮在氧化炉中被氧化为二氧化氮,二氧化氮在吸收塔中与空气中的氧气和水反应生成硝酸,总反应的化学方程式为。也可写为;
③铜与稀硝酸反应时,铜被氧化为铜离子,硝酸根离子在酸性条件下被还原为一氧化氮,配平原子数和电荷可得离子方程式;
(4)①由图可知,一氧化氮和氧气先在催化剂表面生成二氧化氮,随后二氧化氮与一氧化碳继续反应,因此中间产物为;
②由图中反应物和产物可知,一氧化氮、氧气和一氧化碳在催化剂作用下生成二氧化碳和氮气,配平可得总反应的化学方程式。
素养提升
1.下列实验操作正确,且能达到实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A.图甲是制备并检验气体的性质
B.图乙可用于证明非金属性强弱:
C.图丙证明氨气极易溶于水:打开止水夹后挤压胶头滴管(内盛有水),出现蓝色喷泉
D.图丁证明能与反应生成铵盐:玻璃棒靠近后观察到有大量白烟
【答案】D
【解析】A.浓硫酸与铜反应制备需要加热,装置中未加热,反应无法发生。因此操作错误,不能达到实验目的,A错误;
B.硝酸具有挥发性,生成的中会混有蒸气,也能与反应生成硅酸沉淀,无法证明是与水反应生成的碳酸酸性强于硅酸,因此不能比较非金属性。操作错误,不能达到实验目的,B错误;
C.氨气极易溶于水,挤压胶头滴管后,烧瓶内压强减小,外界大气压将烧杯中含酚酞的水压入烧瓶,形成喷泉,但氨气溶于水后溶液呈碱性,酚酞遇碱变红,因此喷泉应为红色,而非蓝色。描述错误,不能达到实验目的,C错误;
D.浓氨水挥发出的与浓盐酸挥发出的相遇,反应生成固体小颗粒,因此能观察到大量白烟。操作正确,能达到实验目的,D正确;
故选D。
2.下列有关氮的化合物的说法错误的是
A.可用排水法收集
B.铵盐与强碱共热反应放出,可利用这一性质检验的存在
C.浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
D.的喷泉实验说明极易溶于水
【答案】A
【解析】A.会与水发生反应,因此不能用排水法收集,A错误;
B.铵盐与强碱共热反应放出,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可利用该性质检验的存在,B正确;
C.浓硝酸见光易分解,因此需保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处,C正确;
D.的喷泉实验原理是极易溶于水,使烧瓶内压强迅速减小,外界大气压将水压入烧瓶形成喷泉,因此该实验可说明极易溶于水,D正确;
故选A。
3.研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系如图所示,以下说法正确的是
A.物质A在一定条件下转化成N2,属于氮的固定
B.标准状况下,理论上2 mol NO与1.5 mol O2混合后溶于水可恰好转化成C
C.19.2 g铜与100 mL 12 mol/L的C溶液完全反应,可产生标准状况下33.6 L的B物质
D.铵盐受热都不易分解,都能与碱反应放出氨
【答案】B
【分析】首先根据价类图可确定:A为(-3价氢化物),B为(+4价氧化物),C为(+5价酸)。
【解析】A.氮的固定是指游离态转化为化合态氮的过程,属于化合态氮,其转化为是化合态转化为游离态,不属于氮的固定,A错误;
B.NO、、生成的总反应为,2 mol NO与1.5 mol 物质的量之比为4:3,恰好完全反应生成(即C),B正确;
C.19.2g Cu的物质的量为0.3mol,,Cu和浓硝酸反应时,随反应进行硝酸浓度降低,会生成NO,所得气体为NO和的混合物,且即使全部生成,根据方程式:Cu + 4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O,标况下生成体积为,不可能得到33.6L气体,C错误;
D.铵盐受热都易分解,并非不易分解,D错误;
故选B。
4.下列叙述中正确的是
①铵态氮肥不可与草木灰共用
②NH3和HCl反应会产生大量白雾
③利用氨气极易溶于水,氨气可做喷泉实验
④所有的氮氧化物均为酸性氧化物
⑤铵盐受热分解一定都会产生氨气
⑥可用淀粉-KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体
A.①③ B.①②③ C.①②③④ D.①②③④⑤⑥
【答案】A
【解析】①铵盐与碱反应放出氨气,铵态氮肥不可与草木灰共用,故①正确;
②NH3和HCl反应生成氯化铵,会产生大量白烟,故②错误;
③氨气极易溶于水,氨气可做喷泉实验,故③正确;
④NO、NO2不是酸性氧化物,故④错误;
⑤多数铵盐受热分解产生氨气,有些铵盐分解不放氨气,如硝酸铵分解可能不放氨气,故⑤错误;
⑥Br2、NO2都能把KI氧化为I2,不能用淀粉-KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体,故⑥错误;
正确的是①③,选A。
5.下列说法正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.铵盐易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时,反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl与I2的固体混合物可用升华法分离
【答案】C
【解析】A.硝酸铵不同温度下分解的产物不同,低温分解产生氨气,较高温度分解产生氮气或氮的氧化物,故A错误;
B.铵盐都易溶于水,不是所有铵盐中的氮元素均为-3价,硝酸铵中硝酸根离子中氮元素是+5价,故B错误;
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时,会反应生成氨气和水,离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O,故C正确;
D.氯化铵受热易分解,有类似升华的现象,冷却易重新生成,可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物,但碘单质易升华,不能分离,故D项错误;
答案选C。
6.足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到溶液和(标准状况下)、的混合气体,这些气体与的(标准状况下)混合通入水中,所有的气体完全被水吸收生成。若向溶液中加入的溶液,恰好完全沉淀,下列说法错误的是
A.参加反应的硝酸是
B.混合气体中含3.36 L NO(标准状况下)
C.铜与浓硝酸反应时转移0.3 mol电子
D.
【答案】B
【分析】标况下混合气体总物质的量。反应后的溶液中溶质为Cu(NO3)2,加入的溶液,恰好完全变为Cu(OH)2沉淀,根据元素守恒n(Cu)=n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=n(NaOH)=×0.06L×5mol/L=0.15mol。
【解析】A.参加反应的中N最终转化为Cu(NO3)2和、中的N,根据氮原子守恒,,故A正确;
B.设混合气体中物质的量为,为,则,根据得失电子守恒,,解得,标况下体积为,不是3.36L,故B错误;
C.n(Cu)=n[Cu(NO3)2]=0.15mol,反应中失去电子,故C正确;
D.根据整个过程的电子守恒,得到的电子等于失去的电子,则,标况下体积,故D正确;
选B。
7.下列有关氮及其化合物的性质和用途具有对应关系的是
A.性质稳定,可用于制取氨气 B.硝酸易挥发,可用来制备硝酸盐
C.密度比空气大,可用于制硝酸 D.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
【答案】D
【解析】A.用于制取氨气是因为其在一定条件下可与反应生成,与性质稳定的特点无对应关系,A错误;
B.硝酸可制备硝酸盐是因为硝酸具有酸性,能与碱、碱性氧化物、部分金属等反应生成硝酸盐,与硝酸易挥发的性质无对应关系,B错误;
C.可用于制硝酸是因为能与水反应生成硝酸,与其密度比空气大的性质无对应关系,C错误;
D.液氨汽化时会吸收大量的热,可使周围环境温度降低,因此可用作制冷剂,性质与用途具有对应关系,D正确;
故选D。
8.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.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:
C.氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D.工业制硝酸过程中的物质转化:
【答案】D
【解析】A.常温下铁遇浓硝酸会发生钝化,表面生成致密氧化膜阻止反应继续进行,因此可以用铁制容器盛装浓硝酸,A不符合题意;
B.烧碱溶液可与硝酸工业尾气中的NO、发生归中反应生成亚硝酸钠,离子方程式,书写正确,B不符合题意;
C.自然界氮循环包含氮气的固氮、含氮化合物,如铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等的转化及反硝化过程,上述物质的转化属于氮循环的一部分,C不符合题意;
D.NO不与水反应,工业制硝酸中NO需要先与反应生成,再由与水反应得到,该转化过程错误,D符合题意;
故选D。
9.氮是植物生长的必需元素之一,游离态的氮很难被植物吸收,植物通常是从含氮化合物中获得氮元素。氮肥对于提高农作物产量有重要作用,若使用不合理可能会对环境和农业生产带来一定的负面影响。
(1)氮气是空气中含量最多的气体,约占空气体积的78%。结合N2分子的结构式和化学键,解释氮气化学性质稳定的原因。_______
(2)将空气中的游离态氮转化为化合态氮的过程称为_______,固氮的方式主要有天然固氮和人工固氮。
(3)天然固氮的方式有生物固氮和大气固氮。大气固氮是在放电或高温下,空气中的N₂转化为HNO₃的过程。将下列 N2转化为HNO3的过程补充完整。
图中①为_______, ②为_______。
A.NH3 B.NO C. N2O5 D.H2O
(4)1787年,有化学家提出氨是由氮、氢元素组成的,于是出现了大量以氮气和氢气为原料合成氨的研究。然而,直到1913年,人类才实现了合成氨的工业化生产。写出工业合成氨的化学方程式_______。
(5)从化学反应速率的角度解释选择 的原因_______。
(6)以氮气为原料可制得铵态氮肥。下列属于铵态氮肥的是_______。
A.KNO3 B.NH4Cl C. 尿素[CO(NH2)2]
(7)检验硫酸铵中铵根离子的方法为_______。
(8)写出过量施剧铵态氮肥会对环境或农业生产带来的负面影响_______。(任写一点)
【答案】(1)N2分子中含氮氮三键,氮氮三键断裂需较大能量,因此氮气化学性质稳定
(2)氮的固定
(3)B D
(4)N2+3H22NH3
(5)温度太低,化学反应速率小
(6)B
(7)硫酸铵和氢氧化钠加热条件下生成氨气,产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验,若变蓝,说明含铵根离子
(8)土壤酸化、板结,水体污染
【解析】(1)N2分子中含氮氮三键,氮氮三键断裂需较大能量,因此氮气化学性质稳定;
(2)将空气中的游离态氮转化为化合态氮的过程称为氮的固定;
(3)①氮气和氧气在放电条件下生成NO,①为NO,选B;NO2和水反应生成硝酸和NO,②为H2O,选D;
(4)工业合成氨是氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下生成氨气,反应的化学方程式为N2+3H22NH3;
(5)压强不变,温度越低,氨的平衡含量越高,温度太低,化学反应速率小,不利于生产,故选择;
(6)A.KNO3属于钾肥,A不合题意;
B.NH4Cl属于铵态氮肥,B符合题意;
C.尿素属于有机氮肥,C不合题意;
故答案为:B;
(7)硫酸铵和氢氧化钠加热条件下生成氨气,产生的气体用湿润的红色石蕊试纸检验,若变蓝,说明含铵根离子;
(8)过量施用铵态氮肥会对环境或农业生产带来的负面影响有:土壤酸化、板结,水体污染等。
10.氮是主要的非金属元素之一,也是人类较早认识的化学元素。氮元素也是生命元素,在自然界中有重要的循环过程。
(1)氨气的水溶液能使酚酞变红,请结合必要的化学用语解释原因_______。
(2)请写出实验室制的化学方程式_______。
(3)检验硝酸铵固体中铵根离子的实验方法_______(写出步骤、现象、结论)。
(4)化肥氯化铵可以补充土壤中的氮元素,施用氯化铵时需要注意避免烈日曝晒,请结合必要的化学用语解释原因_______。
【答案】(1)氨气溶于水发生反应,能电离出OH-使溶液呈碱性,使得酚酞变红
(2)
(3)取少量样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,加入NaOH溶液,在酒精灯上微热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若红色石蕊试纸变蓝,说明存在铵根离子
(4)氯化铵受热易分解,发生反应
【解析】(1)氨气溶于水发生反应,能电离出OH-使溶液呈碱性,使得酚酞变红;
(2)实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体共热来制,化学方程式为:;
(3)检验硝酸铵固体中铵根离子的实验方法:取少量样品于试管中,加适量蒸馏水溶解,加入NaOH溶液,在酒精灯上微热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若红色石蕊试纸变蓝,说明存在铵根离子;
(4)氯化铵受热易分解,发生反应,因此施用氯化铵时需要注意避免烈日曝晒。
迁移创新
1.北京市施行的《北京市小规模食品生产经营管理规定》中明确规定:小规模食品生产经营者不得购进、存放、使用亚硝酸盐等易滥用的食品添加剂。
(1)根据物质组成分类,亚硝酸钠()属于________(填序号)
A.钠盐 B.硝酸盐 C.氧化物
(2)实验室中,亚硝酸钠可用来处理过量的叠氮化钠,有关反应的化学方程式如下:
a.;
b.。
①上述两个反应中,属于氧化还原反应的是_____(填“a”或“b”)。
②上述氧化还原反应中的氧化剂是________(填化学式),用单线桥法表示该氧化还原反应中电子转移的方向和数目:_____________________________。
(3)亚硝酸钠外观与食盐相似,且均有咸味。
①若误食亚硝酸钠会导致血红蛋白中的亚铁离子转化为铁离子而中毒,服用维生素C可解除亚硝酸钠的中毒,下列关于上述中毒、解毒过程的说法中正确的是_____(填序号)。
A.亚硝酸钠是还原剂
B.维生素C是氧化剂
C.维生素C能把铁离子还原成为亚铁离子
D.亚硝酸钠被还原
②鉴别方法如下:将样品盐放入稀硫酸与另外一种溶液(溶质为)的混合液中,振荡,再滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则可以证明该样品盐是亚硝酸钠;如果溶液颜色无变化,则可以证明该样品盐为氯化钠。X与亚硝酸钠发生的反应可表示为:(已配平),其中是________(填化学式)
③含的废水必须经处理后才能排放,用铵盐来处理亚硝酸钠,反应生成一种无毒气体,写出该反应的化学方程式:___________________________________。
【答案】(1)A
(2)b
(3)CD
【解析】(1)由和构成,属于钠盐、亚硝酸盐,不属于硝酸盐(硝酸盐阴离子为);氧化物仅由两种元素组成且其中一种为氧元素,含三种元素,不属于氧化物,故答案选A。
(2)①反应a中,各元素化合价均未发生变化,反应a不属于氧化还原反应;反应b中,N元素化合价发生变化,反应b属于氧化还原反应;
②由价态变化规律可知,NaN3→N2,HNO2→NO,中N为+3价,反应后生成中N为+2价,化合价降低,故为氧化剂。反应中中的N共失去电子,中的N共得到电子,单线桥由还原剂中失电子的N指向氧化剂中得电子的N,标注转移电子数,即该反应用单线桥法表示为。
(3)①中毒过程中,将氧化为,作氧化剂被还原;解毒过程中,维生素C将还原为,维生素C作还原剂,故CD正确;
②根据质量守恒,反应前后原子种类和数目不变,X为;
③铵盐与反应生成的无毒气体为,以氯化铵为例,该反应的化学方程式为。
2.自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在,在氮的单质和常见的含氮化合物中:
(1)常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)的物质是_______(写分子式),原因是_______。
(2)在通常状况下是晶体,易溶于水,可用作氮肥,遇碱会放出有刺激性气味气体的一类物质是_______,它们与氢氧化钠等强碱的溶液在加热条件下反应的离子方程式是_______。
(3)硝酸具有强氧化性,写出铜和浓硝酸反应的化学方程式为_______将38.4 g铜与适量的浓硝酸充分反应,铜全部反应后,共收集到和NO气体22.4 L(标准状况),反应消耗的硝酸物质的量是_______。
【答案】(1)氮气的化学性质稳定
(2)铵盐
(3)2.2 mol
【解析】(1)灯泡中的保护气体一般是氮气,因为氮气的化学性质比较稳定,不易发生化学反应。
(2)在通常状况下是晶体,易溶于水,可用作氮肥,遇碱会放出有刺激性气味气体的一类物质是铵盐;铵盐与氢氧化钠反应的实质是与OH-反应,加热条件下反应离子方程式为。
(3)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,配平后得到对应化学方程式为。
计算消耗硝酸用氮原子守恒:硝酸分为两部分,一部分被还原为,一部分作为酸形成硝酸铜。,硝酸铜中含的物质的量为:;标况下气体总物质的量为,即被还原的硝酸为,总消耗硝酸:。
3.自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在,人类对氮元素的利用,就是实现氮元素在不同物质之间的转化。
(1)氮是植物生长的必需元素。有关说法中错误的是___________。
A.氮气分子很稳定 B.尿素属于铵态氮肥
C.工业合成氨是人工固氮 D.闪电实现了大气固氮
(2)如图为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是___________。
A.X属于酸性氧化物
B.转化为一定需要加入氧化剂
C.一定条件下,和反应可以转化成
D.实验室采用加热分解固体制取
(3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是___________。
A.易溶于水,可用作制冷剂
B.具有强氧化性,可用于制
C.受热易分解,可用作化肥
D.性质稳定,可用于食品保护
(4)氨气是生产氮肥的主要原料,工业合成氨的化学方程式为___________。结合化学方程式简述为何氮肥常用铵态氮肥而不直接使用氨水___________。
(5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当与的物质的量之比为时与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)B
(2)C
(3)D
(4)氨水的有效成分是一水合氨,受热易分解为水和氨气,降低肥效且氨气有毒会污染环境,同时氨水相对于固体氮肥不便于储运和施肥
(5)
【解析】(1)A.氮气分子中存在氮氮三键,氮气分子很稳定,故A正确;
B.尿素分子式为CO(NH2)2,氮以酰胺基形式存在,不属于铵态氮肥,故B错误;
C.工业合成氨,氮元素由游离态变为化合态,属于人工固氮,故C正确;
D.闪电时,氮气和氧气生成一氧化氮,实现了大气固氮,故D正确;
选B。
(2)A.X是+2价N的氧化物,X是NO,NO和碱不反应,不属于酸性氧化物,故A错误;
B.和水反应生成和NO,既是氧化剂又是还原剂,不需要加入氧化剂,故B错误;
C.一定条件下,和反应可以转化成,反应方程式为 ,故C正确;
D.实验室采用加热和氢氧化钙固体混合物的方法制取,故D错误;
选C。
(3)A.用作制冷剂,是因为氨气易液化,液氨汽化吸热,与氨气易溶于水无关,故A错误;
B.用于制利用硝酸的酸性,故B错误;
C.可用作化肥是因为含有N元素,与易分解无关,故不选C;
D.因为氮气的性质稳定,所以可用于食品保护,故D正确;
选D。
(4)氨气是生产氮肥的主要原料,工业上氢气和氮气在高温、高压、催化剂条件下合成氨气,反应的化学方程式为。氨水的有效成分是一水合氨,受热易分解为水和氨气,降低肥效且氨气有毒会污染环境,同时氨水相对于固体氮肥不便于储运和施肥,所以氮肥常用铵态氮肥而不直接使用氨水。
(5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当与的物质的量之比为时与足量氨气在一定条件下发生反应生成氮气和水,根据得失电子守恒,该反应的化学方程式为。
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第三章
硫、氮及其循环
第一节 氮及其化合物
第2课时 氮肥
课标要点
1.掌握铵盐的物理性质及化学性质,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。
2.学会铵根离子的检验方法,理解其检验原理,能规范完成检验操作并准确描述现象。
3.了解硝酸盐的通性,重点掌握硝酸钾、硝酸铜等硝酸盐受热分解的规律及强氧化性,能书写相关化学方程式,建立“物质类别与价态决定性质”的认知逻辑。
4.能结合铵盐、硝酸盐的性质解释其在农业(化肥)、工业中的应用,能运用化学知识解决实际生产中的相关问题,提升知识应用能力。
学习重难点
重点:
1.铵盐的化学性质及铵根离子的检验方法;
2.硝酸盐的特性。
难点:
1.不同铵盐受热分解产物的差异及规律总结;
2.硝酸盐在酸性条件下氧化还原性离子的反应原理及方程式书写。
知识点 铵盐(重点)
1.铵盐的物理性质:______固体、______溶于水。
2.铵盐的化学性质
(1)受热易______
铵盐名称
分解方程式
NH₄Cl
_______________________
NH₄HCO₃
_______________________
注意:NH₄Cl分解生成的NH₃与HCl遇冷又重新化合为NH₄Cl,故不能用于制NH₃。
(2)与碱反应
稀溶液中不加热:生成______ NH₄⁺+OH⁻⇌NH₃·H₂O
在浓溶液中或者加热生成______:NH4++OH-NH3↑+H2O
规律:铵盐与强碱反应生成氨气,离子方程式为___________________________。
3.实验探究:铵盐与强碱反应
项目
内容
试剂
NH₄Cl溶液、NH₄NO₃溶液、(NH₄)₂SO₄溶液,加强碱共热
现象
试管中有______产生,湿润红色石蕊试纸变______
结论
铵盐与强碱反应生成氨气:___________________________
应用
①检验铵根离子的存在;②制取氨
4.NH₄⁺的检验
(1)方法:未知液加入强碱共热,产生使湿润的红色石蕊试纸变______的气体,则证明含NH₄⁺。
(2)原理:NH₄⁺+OH⁻ NH₃↑+H₂O,NH₃溶于水显碱性使红色石蕊试纸变蓝。
5.铵盐的用途及贮存
(1)用途:铵盐可作氮肥,常用氮肥有:
名称
化学式
俗称
硝酸铵
NH₄NO₃
硝铵
硫酸铵
(NH₄)₂SO₄
硫铵
碳酸氢铵
NH₄HCO₃
—
尿素
(NH₂)₂CO
—
(2)贮存与施用
贮存:密封包装,放在阴凉通风处(因铵盐受热易分解)。
施用:施肥时将肥料埋在土下并及时灌水,以保证肥效(减少NH₃挥发损失)。铵态氮肥不能与草木灰混合施用。
6.氨与酸反应(检验NH₃)
用蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,现象为有______生成;将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同现象。
HCl+NH₃===NH₄Cl
NH₃+HNO₃===NH₄NO₃
可用于NH₃与HCl或浓硝酸的相互检验(白烟为铵盐固体小颗粒)。
易错提醒
1.不用NH₄Cl受热分解制NH₃——分解生成的NH₃与HCl遇冷又重新化合为NH₄Cl,得不到纯净NH₃,实验室制NH₃应用NH₄Cl与Ca(OH)₂共热。
2.NH₃与浓盐酸生成的是NH₄Cl固体小颗粒,是白烟不是白雾(液滴)。
3.NH₄Cl分解生成NH₃和HCl,但NH₄HCO₃分解生成NH₃、H₂O、CO₂三种产物,不能一概而论。
4.尿素(NH₂)₂CO含氮但不含NH₄⁺,不属于铵盐,不能与碱反应放出NH₃。
随学随练
1.下列有关氨和铵盐的叙述正确的是
A.NH4Cl中含有少量的I2可通过加热的方法除去
B.NH3易液化,液化时要吸收周围大量热,液氨常用作制冷剂
C.检验NH4+时,试样中加入NaOH溶液微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的气体
D.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具有热不稳定性
2.草木灰是常用的农家肥,其主要成分是碳酸钾(K₂CO₃)。下列关于铵盐与草木灰混合使用的说法中,正确的是( )
A.铵盐与草木灰可以混合施用,因为二者都含钾、氮营养元素,混合后肥效更高
B.铵盐与草木灰不能混合施用,因为草木灰显碱性,会使铵盐转化为NH₃逸出,降低肥效
C.铵盐与草木灰混合后发生反应生成NH₃,该反应中铵根离子被还原
D.铵盐与草木灰混合施用时,只需密封保存即可避免肥效降低
知识点 硝酸
1.硝酸的物理性质
(1)纯净的硝酸是______色、______挥发、有______气味的液体。
(2)浓硝酸见光或受热______分解,久置的浓硝酸常因溶有NO₂而显______色(工业浓硝酸常呈黄色)。
2.硝酸的化学性质
(1)不稳定性 ____________________________
保存:硝酸应密封保存在______瓶中,放在阴凉避光处,防止见光受热分解。
(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性,且浓度越大,氧化性越强。
(3)与金属反应(以Cu为例)
项目
稀硝酸
浓硝酸
现象
反应缓慢,有少量气泡产生,溶液变蓝,试管口有红棕色气体产生
反应剧烈,有大量气泡产生,溶液变蓝,液面上有红棕色气体产生
产物
生成NO气体(NO遇空气变NO₂显红棕色)
生成NO₂气体
化学方程式
__________________________
__________________________
规律:硝酸与金属反应不生成H₂,浓硝酸还原产物为NO₂,稀硝酸还原产物为NO;硝酸浓度越大,氧化性越强。
(4)与某些非金属反应(拓展)
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
硝酸与C、S反应时,浓硝酸只表现氧化性,不表现酸性。
3.硝酸的用途
(1)化工原料:用于制造氮肥、炸药(如硝化甘油、TNT)、染料、硝酸盐等。
(2)冶金工业:用于金属酸洗、贵金属溶解(如王水溶解金)。
(3)实验室试剂:常用作强氧化剂、硝化剂。
易错提醒
1. 硝酸具强氧化性,被还原为NO₂或NO,不生成H₂,这是与稀硫酸、盐酸的本质区别。
2. 浓稀硝酸的还原产物——浓硝酸→NO₂(红棕色),稀硝酸→NO(无色,遇空气变红棕色)。
3. Cu与HNO₃反应生成Cu(NO₃)₂,硝酸既表现氧化性又表现酸性;与C、S反应时只表现氧化性。
4. 浓硝酸见光受热分解,需棕色瓶避光保存;久置变黄是分解产生NO₂所致。
5. 稀硝酸同样有强氧化性,常温下可与Cu缓慢反应生成NO。
6.常温下,铁、铝遇浓HNO3会发生钝化,所以可用铁或铝制容器来盛装浓HNO3。
随学随练
1.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是
A.质量分数86%以上的浓硝酸称“发烟”硝酸——挥发性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
2.下列关于硝酸说法正确的是
A.硝酸与金属反应,主要是+5价氮得电子
B.与金属反应时,稀硝酸可能被还原为更低价态,则稀硝酸氧化性强于浓硝酸
C.浓硝酸能使pH试纸先变红后变黑
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,会产生大量红棕色气体
拓展 硝酸的化学性质
1.化学性质图示
2.写出下列反应的化学方程式,是离子反应的写离子方程式。
①不稳定性:4HNO3(浓)2H2O+4NO2↑+O2↑。
②稀硝酸与铜反应:3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。
③浓硝酸与铜反应:Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O。
④浓硝酸与C反应:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
⑤稀硝酸与FeSO4溶液反应:3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O。
⑥硝化反应:+HNO3(浓)+H2O。
3.硝酸工业制法的反应原理
步骤
化学方程式
①NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO
4NH3+5O24NO+6H2O
②NO进一步氧化生成NO2
2NO+O22NO2
③用水吸收NO2生成HNO3
3NO2+H2O2HNO3+NO
活学活用
1.下列反应中,硝酸既表现酸性又表现氧化性的是
A.FeO与稀硝酸反应
B.与浓硝酸反应
C.CuO与浓硝酸反应
D.与稀硝酸反应
2.有关浓硝酸与浓硫酸的对比错误的是
A.在加热条件下都能将碳氧化成二氧化碳
B.长期露置在空气中,溶质质量分数都会变小
C.常温下都能用铁制或铝制容器盛放
D.用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近都会有白烟生成
拓展 铵根离子的检验
要素
要求
原因
碱
加强碱(NaOH)
强碱提供OH⁻,与NH₄⁺反应
条件
共热
稀溶液中生成NH₃·H₂O,加热才逸出NH₃
试纸
湿润的红色石蕊试纸
干燥试纸不变色;NH₃溶于水显碱性才变蓝
现象
试纸变蓝
NH₃·H₂O电离出OH⁻,显碱性
活学活用
1.现有以下四种溶液:①;②;③;④。下列试剂能将它们区别开的是(可以加热)
A.HCl B. C.NaOH D.
2.下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.能使湿润红色石蕊试纸变蓝的溶液中:NH₄⁺、Na⁺、Cl⁻、SO₄²⁻
B.加入NaOH溶液并加热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体的溶液中:NH₄⁺、Fe³⁺、Cl⁻、NO₃⁻
C.含有大量NH₄⁺的溶液中:Na⁺、K⁺、OH⁻、SO₄²⁻
D.无色透明溶液中:NH₄⁺、Cu²⁺、Cl⁻、NO₃⁻
题型 硝酸的性质
▌例1 浓硝酸在工业生产中有着举足轻重的作用,某化学学习小组开展与浓硝酸有关的实验。首先采用图装置对浓硝酸与木炭的反应进行探究。请回答下列问题:
(1)检查装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即放入该装置,滴加浓硝酸可观察到其中气体的颜色为 ,反应的化学方程式是 。
(2)C中盛有足量淀粉-KI溶液,反应一段时间后可观察到C中的现象为 。
(3) B的作用是 。
解题贴士
1.“浓稀产物不同”,用价态变化判断还原产物
硝酸与金属反应不生成H₂,还原产物看浓度——浓硝酸→NO₂(红棕色),稀硝酸→NO(无色,遇空气变红棕色)。
液面上方有红棕色气体→浓硝酸或NO遇空气氧化;试管口出现红棕色→稀硝酸生成NO后遇空气变NO₂。
2.用“是否生成盐”判断硝酸表现氧化性还是酸性
与金属反应:生成硝酸盐(如Cu(NO₃)₂)→硝酸既表现氧化性又表现酸性。
与非金属反应(C、S)→不生成硝酸盐,硝酸只表现氧化性。
3.硝酸与非金属的反应:如碳、硫等非金属,在加热条件下都易被浓硝酸氧化成相应的氧化物或含氧酸,浓硝酸自身被还原成NO2。
4.与其他还原剂(如HBr、HI、SO2、Na2SO3、Fe2+等)反应。
▌对点练1-1 将铜丝插入浓硝酸中进行下图所示的实验,下列说法正确的是
A.铜丝与浓硝酸接触后生成红棕色气体,说明酸性强
B.注水后b管内气体颜色变浅,说明气体中分子数减少
C.注水后b中铜片表面有气泡,说明与硝酸反应生成
D.装置c能用来吸收尾气,说明和均是酸性氧化物
▌对点练1-2 欲比较浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,某化学小组将通入浓、稀硝酸中比对现象,利用如图装置进行实验(夹持仪器略去,气密性已检查)。
(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式是 。
(2)装置中发生反应的离子方程式是 。
(3)滴加浓硝酸前需先通入,目的是 。
(4)滴加浓硝酸后,当中为稀硝酸时,其液面上方气体仍为无色;当中为浓硝酸时,其液面上方气体由无色变为红棕色。请写出中为浓硝酸时,瓶内发生反应的化学方程式 。
(5)该学习小组继续探究与铜粉的反应并检验,设计实验装置如图所示(夹持装置略)。已知:在溶液中,(棕色),该反应可用于检验。
实验开始前,向装置中通入一段时间的,随后让中产生并充盈整个装置,点燃处的酒精灯,可观察到装置中红色粉末变黑。
①装置中盛放的是溶液,作用是 。
②装置中盛放的试剂是 ,作用是 。
③若装置中还生成一种单质,请写出中发生反应的化学方程式: 。
题型 铵盐的性质 铵根离子的检验
▌例2 下列关于氨及铵盐的说法错误的是
A.铵盐受热分解一定会生成氨气
B.可以用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气的存在
C.氨是一种极易溶于水的气体
D.实验室常用铵盐与强碱反应制取氨
解题贴士
1.铵盐受热分解都有氨生成,但硝酸铵受热分解最终生成氮气或氮氧化物。
2.分别用试管加热氯化铵和单质碘时,两者都由固体变为气体且在试管口遇冷又凝结为固体。但其本质不同,前者为化学变化,后者为物理变化。
3.检验溶液中含有NH4+时,需要加入浓碱溶液并加热。
▌对点练2-1 下列离子方程式书写正确的是
A.铜与稀硝酸反应:Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O
B.二氧化硫与氢氧化钠溶液反应:SO2+2OH⁻=+H2O
C.铵盐与碱共热:+OH⁻=NH3∙H2O
D.氯气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
▌对点练2-2 下列有关、的说法错误的是
A.二者均属于铵盐
B.可用适量的盐酸除去中的
C.溶液与NaOH浓溶液加热时反应的离子方程式:
D.固体受热不易分解
基础通关
1.自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是
A.氮氧化物的产生是形成酸雨的重要原因
B.减少开私家车可减少氮氧化物的排放
C.氨和铵盐转化为硝酸盐时发生复分解反应
D.豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮
2.下列叙述不正确的是
A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂
B.与金属反应时,稀HNO3可能被还原为更低价态,则稀HNO3氧化性强于浓HNO3
C.铵盐受热易分解,因此贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处
D.稀HNO3和活泼金属反应时得不到氢气
3.下列关于氮及其化合物的说法错误的是
A.氨水中只含和两种分子 B.一氧化氮是无色的有毒气体
C.氨可与酸反应生成铵盐 D.工业合成氨是重要的人工固氮途径
4.下列关于氨及铵盐的说法错误的是
A.铵盐受热分解一定会生成氨气
B.可以用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气的存在
C.氯化铵和熟石灰混合加热可产生氨气,则硫酸铵与熟石灰混合加热也可能产生氨气
D.实验室里可用生石灰与浓氨水混合快速制取少量氨气
5.下列不属于铵盐的共同性质的是
A.都易溶于水 B.与烧碱共热都产生氨气
C.都是晶体 D.受热分解都产生氨气
6.关于铵盐的叙述:①绝大多数铵盐易溶于水;②铵盐中氮元素均为-3价;③铵盐受热易分解,分解产物均有NH3;④铵盐都只能跟碱反应,不能跟酸反应;⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合施用。其中正确的是
A.①②③④⑤ B.③④⑤ C.①③⑤ D.①⑤
7.下列关于氨和铵盐的叙述不正确的是
A.氨的催化氧化属于人工固氮 B.氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.氨易液化,利用液氨汽化可作制冷剂 D.绝大多数铵盐易溶于水,受热易分解
8.检验铵根离子的实验所依据的是
①铵根离子水解显酸性;②NH与OH-间发生反应加热后产生氨气;③NH3·H2O能电离出NH和OH-;④石蕊在碱性条件下变为蓝色
A.②④ B.①②③④ C.①②③ D.②③④
9.检验铵根离子的一般方法是取少许待测物置于试管中,然后
A.直接加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
B.向溶液中滴加紫色石蕊试液
C.加入强酸溶液加热后,再滴入酚酞试液
D.加入强碱溶液加热后,再用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口检验
10.检验铵根离子的实验所依据的是:①氨气极易溶于水;②铵根离子与OH- 间发生反应产生氨气;③NH3·H2O电离出NH4+和OH -;④石蕊在碱性条件下变为蓝色。
A.②④ B.①②③④ C.①②③ D.②③④
11.现有氮及其化合物的转化关系如图所示,下列说法不正确的是
A.能与溶液发生反应,故属于酸性氧化物
B.可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.反应①②③是工业生产硝酸的主要途径
D.上述转化过程都属于氧化还原反应
12.下列对于硝酸的认识错误的是
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.久置的浓硝酸会变为稀硝酸
C.常温下可用铝槽车储运浓硝酸
D.铜分别与浓硝酸、稀硝酸反应的产物完全相同
13.依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,回答下列问题。
(1)实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气,该反应的化学方程式是______。
(2)实验室检验氨气时,可选用的试剂是______(填选项字母)。
a.湿润的蓝色石蕊试纸 b.湿润的红色石蕊试纸 c.浓盐酸
(3)氨气催化氧化的化学方程式是______。
(4)如图所示,将盛满的试管倒扣在水槽中,并往试管中通入,写出反应方程式______。
(5)①铵盐是农业中常用的氮肥,检验其中铵根离子的原理用离子方程式表示为:______。
②汽车尾气中含有多种污染物,推测其中产生的原因,用化学方程式表示为:______。
③治理汽车尾气方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转化器”,在催化剂的作用下,和反应转化为两种无毒的气体,用化学方程式表示为:______。
14.请回答下列问题:
(1)氯化铵属于___________。
A.铵态氮肥 B.硝态氮肥 C.有机氮肥 D.复合氮肥
(2)检验NH4Cl中铵根离子的方法为___________。
15.氮及其化合物在农业、医药、国防等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)实验室加热固体混合物制取的化学方程式为_______________________________。
(2)干燥氨气不可选用的试剂是___________(填字母)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.无水
(3)工业合成氨及氨氧化制取硝酸的流程示意图如下。
①合成塔中生成的化学反应方程式是__________________________________________。
②吸收塔中发生反应的化学方程式是_____________________________________________。
③《本草纲目拾遗》记载“强水性最烈,能蚀五金”,“强水”指硝酸。写出稀硝酸与铜反应的离子方程式:___________________________________________________________。
(4)汽车尾气净化装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示:
①该过程的中间产物是___________。
②催化转化过程中,发生的总反应方程式为_______________________________________。
素养提升
1.下列实验操作正确,且能达到实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A.图甲是制备并检验气体的性质
B.图乙可用于证明非金属性强弱:
C.图丙证明氨气极易溶于水:打开止水夹后挤压胶头滴管(内盛有水),出现蓝色喷泉
D.图丁证明能与反应生成铵盐:玻璃棒靠近后观察到有大量白烟
2.下列有关氮的化合物的说法错误的是
A.可用排水法收集
B.铵盐与强碱共热反应放出,可利用这一性质检验的存在
C.浓硝酸可保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
D.的喷泉实验说明极易溶于水
3.研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系如图所示,以下说法正确的是
A.物质A在一定条件下转化成N2,属于氮的固定
B.标准状况下,理论上2 mol NO与1.5 mol O2混合后溶于水可恰好转化成C
C.19.2 g铜与100 mL 12 mol/L的C溶液完全反应,可产生标准状况下33.6 L的B物质
D.铵盐受热都不易分解,都能与碱反应放出氨
4.下列叙述中正确的是
①铵态氮肥不可与草木灰共用
②NH3和HCl反应会产生大量白雾
③利用氨气极易溶于水,氨气可做喷泉实验
④所有的氮氧化物均为酸性氧化物
⑤铵盐受热分解一定都会产生氨气
⑥可用淀粉-KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体
A.①③ B.①②③ C.①②③④ D.①②③④⑤⑥
5.下列说法正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
B.铵盐易溶于水,所有铵盐中的氮元素均呈-3价
C.NH4Cl溶液中加入NaOH浓溶液共热时,反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O
D.NH4Cl与I2的固体混合物可用升华法分离
6.足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到溶液和(标准状况下)、的混合气体,这些气体与的(标准状况下)混合通入水中,所有的气体完全被水吸收生成。若向溶液中加入的溶液,恰好完全沉淀,下列说法错误的是
A.参加反应的硝酸是
B.混合气体中含3.36 L NO(标准状况下)
C.铜与浓硝酸反应时转移0.3 mol电子
D.
7.下列有关氮及其化合物的性质和用途具有对应关系的是
A.性质稳定,可用于制取氨气 B.硝酸易挥发,可用来制备硝酸盐
C.密度比空气大,可用于制硝酸 D.液氨汽化时吸收大量的热,可用作制冷剂
8.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.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:
C.氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D.工业制硝酸过程中的物质转化:
9.氮是植物生长的必需元素之一,游离态的氮很难被植物吸收,植物通常是从含氮化合物中获得氮元素。氮肥对于提高农作物产量有重要作用,若使用不合理可能会对环境和农业生产带来一定的负面影响。
(1)氮气是空气中含量最多的气体,约占空气体积的78%。结合N2分子的结构式和化学键,解释氮气化学性质稳定的原因。_______
(2)将空气中的游离态氮转化为化合态氮的过程称为_______,固氮的方式主要有天然固氮和人工固氮。
(3)天然固氮的方式有生物固氮和大气固氮。大气固氮是在放电或高温下,空气中的N₂转化为HNO₃的过程。将下列 N2转化为HNO3的过程补充完整。
图中①为_______, ②为_______。
A.NH3 B.NO C. N2O5 D.H2O
(4)1787年,有化学家提出氨是由氮、氢元素组成的,于是出现了大量以氮气和氢气为原料合成氨的研究。然而,直到1913年,人类才实现了合成氨的工业化生产。写出工业合成氨的化学方程式_______。
(5)从化学反应速率的角度解释选择 的原因_______。
(6)以氮气为原料可制得铵态氮肥。下列属于铵态氮肥的是_______。
A.KNO3 B.NH4Cl C. 尿素[CO(NH2)2]
(7)检验硫酸铵中铵根离子的方法为_______。
(8)写出过量施剧铵态氮肥会对环境或农业生产带来的负面影响_______。(任写一点)
10.氮是主要的非金属元素之一,也是人类较早认识的化学元素。氮元素也是生命元素,在自然界中有重要的循环过程。
(1)氨气的水溶液能使酚酞变红,请结合必要的化学用语解释原因_______。
(2)请写出实验室制的化学方程式_______。
(3)检验硝酸铵固体中铵根离子的实验方法_______(写出步骤、现象、结论)。
(4)化肥氯化铵可以补充土壤中的氮元素,施用氯化铵时需要注意避免烈日曝晒,请结合必要的化学用语解释原因_______。
迁移创新
1.北京市施行的《北京市小规模食品生产经营管理规定》中明确规定:小规模食品生产经营者不得购进、存放、使用亚硝酸盐等易滥用的食品添加剂。
(1)根据物质组成分类,亚硝酸钠()属于________(填序号)
A.钠盐 B.硝酸盐 C.氧化物
(2)实验室中,亚硝酸钠可用来处理过量的叠氮化钠,有关反应的化学方程式如下:
a.;
b.。
①上述两个反应中,属于氧化还原反应的是_____(填“a”或“b”)。
②上述氧化还原反应中的氧化剂是________(填化学式),用单线桥法表示该氧化还原反应中电子转移的方向和数目:_____________________________。
(3)亚硝酸钠外观与食盐相似,且均有咸味。
①若误食亚硝酸钠会导致血红蛋白中的亚铁离子转化为铁离子而中毒,服用维生素C可解除亚硝酸钠的中毒,下列关于上述中毒、解毒过程的说法中正确的是_____(填序号)。
A.亚硝酸钠是还原剂
B.维生素C是氧化剂
C.维生素C能把铁离子还原成为亚铁离子
D.亚硝酸钠被还原
②鉴别方法如下:将样品盐放入稀硫酸与另外一种溶液(溶质为)的混合液中,振荡,再滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则可以证明该样品盐是亚硝酸钠;如果溶液颜色无变化,则可以证明该样品盐为氯化钠。X与亚硝酸钠发生的反应可表示为:(已配平),其中是________(填化学式)
③含的废水必须经处理后才能排放,用铵盐来处理亚硝酸钠,反应生成一种无毒气体,写出该反应的化学方程式:___________________________________。
2.自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在,在氮的单质和常见的含氮化合物中:
(1)常用作保护气(如填充灯泡、焊接保护等)的物质是_______(写分子式),原因是_______。
(2)在通常状况下是晶体,易溶于水,可用作氮肥,遇碱会放出有刺激性气味气体的一类物质是_______,它们与氢氧化钠等强碱的溶液在加热条件下反应的离子方程式是_______。
(3)硝酸具有强氧化性,写出铜和浓硝酸反应的化学方程式为_______将38.4 g铜与适量的浓硝酸充分反应,铜全部反应后,共收集到和NO气体22.4 L(标准状况),反应消耗的硝酸物质的量是_______。
3.自然界中的氮元素以氮气、氮氧化物和硝酸盐等形式存在,人类对氮元素的利用,就是实现氮元素在不同物质之间的转化。
(1)氮是植物生长的必需元素。有关说法中错误的是___________。
A.氮气分子很稳定 B.尿素属于铵态氮肥
C.工业合成氨是人工固氮 D.闪电实现了大气固氮
(2)如图为氮元素的价类二维图。下列说法正确的是___________。
A.X属于酸性氧化物
B.转化为一定需要加入氧化剂
C.一定条件下,和反应可以转化成
D.实验室采用加热分解固体制取
(3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是___________。
A.易溶于水,可用作制冷剂
B.具有强氧化性,可用于制
C.受热易分解,可用作化肥
D.性质稳定,可用于食品保护
(4)氨气是生产氮肥的主要原料,工业合成氨的化学方程式为___________。结合化学方程式简述为何氮肥常用铵态氮肥而不直接使用氨水___________。
(5)催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当与的物质的量之比为时与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为___________。
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