2024鲁科版新教材高中化学必修第一册同步练习--第2课时 氨气和铵盐（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024鲁科版新教材高中化学必修第一册同步练习--第2课时 氨气和铵盐（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 690.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-22 08:52:49 | ||
图片预览
文档简介
2024鲁科版新教材高中化学必修第一册
第2课时 氨气和铵盐
基础过关练
题组一 氨气的性质
1.(2021湖北宜昌夷陵中学月考)下列叙述正确的是( )
A.氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱
B.氨水和液氨是同种物质
C.氨气溶于水时仅发生物理变化
D.1 mol·L-1的氨水指在1 L该溶液中含NH3、NH3·H2O、N的物质的量之和为1 mol
2.(2020安徽合肥六校联考期末)如图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,立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象的描述及解释均正确的是( )
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应生成了NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化铜溶液中出现白色浑浊物 白色浑浊物的成分是Cu(OH)2
D 湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
题组二 铵盐的性质和铵根离子的检验
3.下列有关铵盐的说法中正确的是( )
A.铵盐中均含有N
B.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
C.铵盐都能与碱反应,不能与酸反应
D.向盛有硫酸铵[(NH4)2SO4]稀溶液的试管中滴加少量NaOH溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝
4.(2021河北唐山期末)关于常见氮肥及其使用,下列说法中错误的是( )
A.氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素
B.硝态氮肥在水田还原性环境中易发生损失
C.铵态氮肥可以跟碱性物质混合使用
D.尿素是一种中性肥料,肥效高、易保存,对土壤的破坏作用小
5.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.将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
题组三 氨气的实验室制法
6.(2020山东德州期末)以下关于实验室制备氨气的装置和药品的选择中不正确的是( )
7.(2021湖北部分重点高中联考)下列能达到实验目的的是( )
A.用图1装置制备氨气
B.用图2装置验证氨气溶于水后溶液呈碱性
C.用图3装置进行喷泉实验,观察到红色喷泉,说明氨气极易溶于水且氨气的水溶液显碱性
D.用图4装置干燥、收集氨气,并吸收多余氨气
8.利用下图所示装置及药品制取氨气。
(1)A中制氨气的化学方程式是 。
(2)B中碱石灰的作用是 。
(3)C是用集气瓶收集氨气的装置,请绘出装置图。
(4)证明氨气已集满的简单操作和现象是 。
题组四 喷泉实验
9.(2022北京怀柔期末)喷泉实验装置如图所示,应用下列各组气体和液体不会出现喷泉现象的是( )
A.SO2和氨水 B.HCl气体和水
C.NH3和水 D.Cl2和饱和食盐水
10.(2021河北深州长江中学月考)下图是某课外活动小组设计的制取氨气并进行喷泉实验的三组装置示意图,回答下列问题。
A
B C
(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3。
①反应的化学方程式为 。装置中收集NH3的试管口放置棉花的作用是 。
②干燥管中干燥剂 (填“能”或“不能”)改用无水CaCl2,理由是 。
(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3拟作喷泉实验。
①浓氨水滴入CaO中发生的反应有: 。
②检验NH3是否收集满的实验方法: 。
(3)用C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 。
(4)汽车燃料中一般不含氮元素,但尾气却含有NO,产生的原因是 (用化学方程式表示)。汽车排气管上装有催化转化器,可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体,写出相关反应的化学方程式: 。
11.(2020福建厦门一中月考)喷泉是一种常见的现象,其产生原因是存在压强差。
(1)图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,烧杯中的液体快速呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。下列可能形成上述这种喷泉的是 (填字母)。
A.NH3和1 mol·L-1盐酸
B.NO和H2O
C.CO2与饱和碳酸氢钠溶液
D.CO2和NaOH溶液
E.NO2和H2O
F.Cl2与饱和NaCl溶液
(2)在图Ⅱ的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质后,能产生喷泉的是 (填字母)。
A.Cu与浓硫酸 B.Cu与稀硝酸
C.Fe与浓硝酸 D.Al与稀硫酸
(3)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图Ⅰ是上部烧瓶内气体压强 (填“增大”或“减小”,下同);图Ⅱ是下部锥形瓶内气体压强 。
(4)某学生积极思考喷泉原理的应用,设计了如图Ⅲ所示的装置。
①如果关闭止水夹c,打开止水夹a、b,再挤压胶头滴管,则可能出现的现象为 。
②在①操作的基础上,若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作是 。
能力提升练
题组一 氨气及铵盐性质的实验探究
1.(2021河北沧州一中检测)已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成水、氮气和铜,用图中的装置(加热、夹持装置已略去)可以实现该反应。
已知:A中反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
试回答下列问题:
(1)仪器B的名称是 ,其中加入的物质是碱石灰,该装置的作用是 。
(2)实验时在C中加入的物质是 (填化学式),C中的现象是 。C中发生反应的化学方程式是 。
(3)实验时在D中观察到的现象是 。反应结束后取下D试管,向其中滴加几滴酚酞溶液,观察到的现象是 。
(4)E中收集到的物质是 (填化学式)。
2.(2022山东烟台期末)某化学小组设计实验探究纯净、干燥的NH3和Cl2之间的反应,其中B为Cl2和NH3的反应装置。
(1)A中仪器a的名称为 ,a中盛放的试剂最好选用 (填序号)。
①蒸馏水 ②饱和食盐水 ③浓氢氧化钠溶液 ④浓盐酸
(2)C中盛放的药品是 ;甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了D装置,其中合理的是 。
(3)为使B中NH3和Cl2混合充分,Cl2应从B的 (填“x”或“y”)口进入。
(4)B中出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一,写出该反应的化学方程式: ;检验白烟中阳离子的方法是 。
3.(2020山东枣庄期末)某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应,按图示装置进行实验(夹持装置已略去)。
已知装置A、B可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。
(1)仪器a的名称为 ;仪器b的名称为 。
(2)装置A烧瓶中固体的作用为 (填字母)。
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后:
①甲观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是 (写化学式)。
②乙观察到装置F中有红棕色气体,装置G中溶液变成蓝色。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因: 。
(6)为帮助甲实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。
你的改进措施是 。
题组二 喷泉实验的原理及应用
4.(2021湖北武汉汉阳一中月考)如图1所示,用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是( )
图1 氨气喷泉实验
图2 喷泉实验中瓶内压强变化曲线
A.标准状况下,三颈烧瓶中充满NH3形成的氨水与换成NO2形成的HNO3溶液的溶质的物质的量浓度不同
B.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为收集的氨气不纯
C.关闭a,挤压胶头滴管,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,则C点时喷泉最剧烈
D.工业上可用蘸有浓盐酸或者液氯的玻璃棒检验液氨是否泄漏
答案全解全析
基础过关练
1.D 2.A 3.A 4.C 5.D 6.A 7.C 9.D
1.D 氨水中的一水合氨(NH3·H2O)是弱碱,故A错误;氨水是混合物,液氨是纯净的NH3,故B错误;氨气溶于水时发生化学变化,NH3与水反应,故C错误;氨水中含有氮原子的粒子有NH3、NH3·H2O、N,根据氮原子守恒可知,1 mol·L-1的氨水中c(NH3)+c(NH3·H2O)+c(N)=1 mol·L-1,所以1 L 1 mol·L-1的氨水含NH3、NH3·H2O、N的物质的量之和为1 mol,故D正确。
2.A 向NaOH固体上滴几滴浓氨水,会产生氨气。NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵固体,现象是有白烟产生,A正确;氨气与浓硫酸发生反应生成硫酸铵,B错误;氨气与氯化铜溶液发生反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,C错误;氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是NH3与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离产生OH-,溶液呈碱性,但NH3不属于碱,D错误。
3.A 铵盐分解不一定产生氨气,如NH4NO3在400 ℃以上时分解生成N2、NO2和H2O,故B错误;弱酸的铵盐[如NH4HCO3、(NH4)2S等]能与盐酸、硫酸等反应,故C错误;稀(NH4)2SO4溶液中加入少量NaOH,不会逸出氨气,故D错误。
4.C 氮肥含有氮元素,主要包括铵态氮肥、硝态氮肥和尿素,故A正确;硝态氮肥在水田还原性环境下,易发生反硝化作用而生成N2或氮的氧化物而损失,故B正确;铵态氮肥能和碱反应,会降低肥效,故C错误;尿素肥效高、易保存,对土壤的破坏作用小,故D正确。
5.D 氨气极易溶于水,使试管内压强迅速减小,液体迅速充满试管,A项正确;NH3·H2O为弱碱,B项正确;加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明碳酸氢铵受热易分解,不稳定,C项正确;氨气在铂催化下与氧气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,D项错误。
6.A 实验室用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制取NH3,故A不正确;碱石灰可以除去NH3中的水蒸气,故B正确;氨气的密度比空气小,用向下排空气法收集,故C正确;NH3极易溶于水,用倒置的漏斗可以防倒吸,故D正确。
7.C 氯化铵受热分解生成氯化氢和氨气,二者在试管口遇冷后又化合生成氯化铵,故A不正确;氨气通入蓝色石蕊溶液后溶液颜色没有变化,无法证明氨气溶于水后溶液呈碱性,故B不正确;氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故D不正确。
8.答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)干燥NH3
(3)
(4)将湿润的红色石蕊试纸靠近C右侧的导管口,试纸变成蓝色
解析 (1)由装置图可知,该实验用氯化铵和氢氧化钙固体在加热条件下反应制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)氨气为碱性气体,反应过程中产生水,氨气中混有水蒸气,可用碱石灰吸收水蒸气。
(3)由于氨气密度比空气小、易溶于水,所以不能采用排水法收集,只能用向下排空气法收集。
(4)氨气溶于水形成的溶液显碱性,将湿润的红色石蕊试纸靠近C右侧的导管口,若试纸变成蓝色,说明氨气已集满。
9.D 二氧化硫为酸性氧化物,氨水显碱性,所以氨水可以吸收二氧化硫,能形成喷泉实验,故A不选;氯化氢极易溶于水,所以可以形成喷泉实验,故B不选;氨气易溶于水,所以可以形成喷泉实验,故C不选;氯气在饱和食盐水中溶解度很小,且与NaCl不反应,所以不能形成喷泉实验,故D选。
10.答案 (1)①Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O 防止氨气与空气发生对流 ②不能 NH3可以和氯化钙反应
(2)①CaO+H2O Ca(OH)2、NH3·H2O NH3↑+H2O ②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(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,则说明试管已收集满NH3)
(3)挤压胶头滴管,打开止水夹
(4)N2+O2 2NO 2NO+2CO N2+2CO2
解析 (1)①实验室加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物制取氨气,化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;氨气是密度比空气小的气体,容易和空气产生对流,所以棉花的作用是防止氨气与空气发生对流。②氯化钙和氨气能发生反应,所以干燥管中干燥剂不能改用无水CaCl2。
(2)①氧化钙和水反应生成氢氧化钙,且放出大量热,氧化钙和水放出的热量能促进一水合氨的分解,化学方程式分别为CaO+H2O Ca(OH)2、NH3·H2O NH3↑+H2O。(3)NH3极易溶于水,挤出胶头滴管中的水,氨气迅速溶解,烧瓶内气体压强迅速减小,打开止水夹,烧杯中溶液进入烧瓶产生喷泉现象。(4)空气中的氮气在高温条件下被氧气氧化成NO,化学方程式为N2+O2 2NO;CO和NO反应可转化为无害气体,生成的无害气体应为N2和CO2,化学方程式为2NO+2CO N2+2CO2。
11.答案 (1)AD (2)BD (3)减小 增大
(4)①装氨气的烧瓶中出现白烟 ②打开止水夹c
解析 (1)图Ⅰ中形成喷泉的条件是烧瓶中的压强变小,且最后几乎没有气体。A项,氨气与1 mol·L-1盐酸能迅速反应,导致烧瓶中的气体减少,压强减小,能形成喷泉,最终液体几乎充满烧瓶;B项,NO难溶于H2O,所以不能使烧瓶中的气体减少,不能形成喷泉;C项,CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度很小,不能形成喷泉;D项,CO2和NaOH溶液能迅速反应,导致烧瓶中的气体减少,压强减小,所以能形成喷泉,最终液体几乎充满烧瓶;E项,二氧化氮与水反应会有气体一氧化氮产生,能形成喷泉但液体不会充满烧瓶;F项,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度不大,不能形成喷泉。(2)图Ⅱ中形成喷泉的条件是在锥形瓶中加入的物质能导致锥形瓶中压强变大。A项,Cu与浓硫酸常温下不反应,所以不能使锥形瓶中的压强变大;B项,铜与稀硝酸反应生成一氧化氮,使锥形瓶中的压强增大而产生喷泉;C项,常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,不能使锥形瓶中的压强变大;D项,铝与稀硫酸反应生成氢气,使锥形瓶中的压强增大而产生喷泉。(3)图Ⅰ是上部烧瓶内气体压强减小形成喷泉,图Ⅱ是锥形瓶内气体压强增大,形成喷泉。(4)①如果关闭止水夹c,打开止水夹a、b,挤压胶头滴管,使水进入右边烧瓶,氨气溶于水使右边烧瓶内气体压强减小,左边烧瓶中的氯化氢气体会进入右边烧瓶,与氨气反应生成白色的氯化铵固体,故可能出现的现象是装氨气的烧瓶中产生白烟。②由于两个烧瓶中的气体压强都减小,只要打开止水夹c,两边烧瓶中均可形成喷泉。
能力提升练
1.答案 (1)U形管 干燥氨气
(2)CuO 固体由黑色变为红色 3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O
(3)试管内壁上出现小液滴 溶液变为红色
(4)N2
解析 (1)由实验装置图可知,仪器B的名称是U形管,其中加入的物质是碱石灰,该装置的作用是干燥氨气。(2)氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气、水和铜,实验时在C中加入的物质是CuO,所以观察到的现象是固体由黑色变为红色,反应的化学方程式是3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。(3)氨气还原氧化铜之后产生的水蒸气在D中冰水环境下冷凝,观察到试管内壁上出现小液滴,过量的NH3溶于D试管中的水中,氨水呈碱性,可以使酚酞溶液变红。(4)NH3极易溶于水,E中收集到的物质是N2。
2.答案 (1)分液漏斗 ②
(2)碱石灰 乙、丁
(3)y
(4)8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2 将固体与浓NaOH溶液共热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明白烟中阳离子为N
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗,a中盛放的试剂最好是饱和食盐水,把氯气排出集气瓶,并除去氯气中可能混有的氯化氢。(2)C中盛放的是碱石灰,用来除去氨气中的水蒸气;甲装置制取的氨气中会混有氯化氢,且温度降低,NH3和HCl又结合生成氯化铵固体,甲不合理;氧化钙与水反应生成氢氧化钙同时放热,一水合氨受热分解放出氨气,乙合理;试管口应略向下倾斜,丙不合理;给浓氨水加热,一水合氨分解放出氨气,丁合理。(3)为使B中NH3和Cl2混合充分,Cl2应从B的y口进入,因为氯气密度比空气大,氨气密度比空气小,氨气通到集气瓶底部,与氯气形成逆流,接触更充分,反应更完全。(4)由题意可知,氨气与氯气发生反应生成氯化铵和氮气,化学方程式为8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,白烟为氯化铵,氯化铵中的阳离子为铵根离子,检验铵根离子即可。
3.答案 (1)分液漏斗 球形干燥管
(2)A
(3)B
(4)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(5)①NH4NO3 ②3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O
(6)调节K1增加装置A中产生氧气的量(或调节K2减少装置B中产生氨气的量或在E、F间增加盛有浓硫酸的洗气装置)
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗,仪器b的名称是球形干燥管。(2)根据题意可知装置A的作用是制取O2,根据装置图和题中提供的药品可知是用H2O2分解制取O2,所以烧瓶中的固体是二氧化锰,二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,故选A。(3)装置B的作用是制取氨气,根据装置图和题中所提供的药品可知是用浓氨水与生石灰制取氨气,除去氨气中的水蒸气用碱石灰,所以干燥管中的固体是碱石灰,故选B。(4)在E中发生氨气的催化氧化,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。(5)①白烟是固体小颗粒,是NH3和HNO3(NO、O2、H2O共同反应生成)反应生成的NH4NO3固体。②反应生成的NO与O2反应生成红棕色的NO2,Cu与稀硫酸不反应,G中溶液变蓝说明Cu被氧化为Cu2+,原因是通入装置G中的NO2和H2O反应生成HNO3和NO,稀HNO3与Cu反应,离子方程式为3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O。(6)甲的实验中只观察到白烟,是因为NH3未被完全催化氧化,O2的量少;要保证NH3充分被氧化,则O2需过量,所以需增加O2的量或减少NH3的量;可调节K1增加装置A中的产气量或调节K2减少装置B中的产气量,使NH3充分被氧化;也可以在E、F间增加盛有浓硫酸的洗气装置,吸收未反应的氨气。
4.A 设三颈烧瓶的体积为V L,充满NH3形成的氨水的溶质的物质的量浓度为= mol/L,充满NO2形成的HNO3溶液中溶质的物质的量浓度为= mol/L,两溶液的物质的量浓度相等,故A不正确;喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是收集的氨气不纯,故B正确;三颈烧瓶内气体压强与外界大气压相差越大喷泉越剧烈,C点三颈烧瓶内压强最小,则大气压和C点的压强差最大,C点的喷泉最剧烈,故C正确;HCl或Cl2会和NH3发生反应产生白烟(NH4Cl),现象明显,因此工业上可用蘸有浓盐酸或者液氯的玻璃棒检验液氨是否泄漏,故D正确。
17
第2课时 氨气和铵盐
基础过关练
题组一 氨气的性质
1.(2021湖北宜昌夷陵中学月考)下列叙述正确的是( )
A.氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱
B.氨水和液氨是同种物质
C.氨气溶于水时仅发生物理变化
D.1 mol·L-1的氨水指在1 L该溶液中含NH3、NH3·H2O、N的物质的量之和为1 mol
2.(2020安徽合肥六校联考期末)如图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,立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象的描述及解释均正确的是( )
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与HCl反应生成了NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化铜溶液中出现白色浑浊物 白色浑浊物的成分是Cu(OH)2
D 湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
题组二 铵盐的性质和铵根离子的检验
3.下列有关铵盐的说法中正确的是( )
A.铵盐中均含有N
B.所有铵盐受热均可以分解,产物均有NH3
C.铵盐都能与碱反应,不能与酸反应
D.向盛有硫酸铵[(NH4)2SO4]稀溶液的试管中滴加少量NaOH溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝
4.(2021河北唐山期末)关于常见氮肥及其使用,下列说法中错误的是( )
A.氮肥主要有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素
B.硝态氮肥在水田还原性环境中易发生损失
C.铵态氮肥可以跟碱性物质混合使用
D.尿素是一种中性肥料,肥效高、易保存,对土壤的破坏作用小
5.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.将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
题组三 氨气的实验室制法
6.(2020山东德州期末)以下关于实验室制备氨气的装置和药品的选择中不正确的是( )
7.(2021湖北部分重点高中联考)下列能达到实验目的的是( )
A.用图1装置制备氨气
B.用图2装置验证氨气溶于水后溶液呈碱性
C.用图3装置进行喷泉实验,观察到红色喷泉,说明氨气极易溶于水且氨气的水溶液显碱性
D.用图4装置干燥、收集氨气,并吸收多余氨气
8.利用下图所示装置及药品制取氨气。
(1)A中制氨气的化学方程式是 。
(2)B中碱石灰的作用是 。
(3)C是用集气瓶收集氨气的装置,请绘出装置图。
(4)证明氨气已集满的简单操作和现象是 。
题组四 喷泉实验
9.(2022北京怀柔期末)喷泉实验装置如图所示,应用下列各组气体和液体不会出现喷泉现象的是( )
A.SO2和氨水 B.HCl气体和水
C.NH3和水 D.Cl2和饱和食盐水
10.(2021河北深州长江中学月考)下图是某课外活动小组设计的制取氨气并进行喷泉实验的三组装置示意图,回答下列问题。
A
B C
(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3。
①反应的化学方程式为 。装置中收集NH3的试管口放置棉花的作用是 。
②干燥管中干燥剂 (填“能”或“不能”)改用无水CaCl2,理由是 。
(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3拟作喷泉实验。
①浓氨水滴入CaO中发生的反应有: 。
②检验NH3是否收集满的实验方法: 。
(3)用C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 。
(4)汽车燃料中一般不含氮元素,但尾气却含有NO,产生的原因是 (用化学方程式表示)。汽车排气管上装有催化转化器,可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体,写出相关反应的化学方程式: 。
11.(2020福建厦门一中月考)喷泉是一种常见的现象,其产生原因是存在压强差。
(1)图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,烧杯中的液体快速呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。下列可能形成上述这种喷泉的是 (填字母)。
A.NH3和1 mol·L-1盐酸
B.NO和H2O
C.CO2与饱和碳酸氢钠溶液
D.CO2和NaOH溶液
E.NO2和H2O
F.Cl2与饱和NaCl溶液
(2)在图Ⅱ的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质后,能产生喷泉的是 (填字母)。
A.Cu与浓硫酸 B.Cu与稀硝酸
C.Fe与浓硝酸 D.Al与稀硫酸
(3)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图Ⅰ是上部烧瓶内气体压强 (填“增大”或“减小”,下同);图Ⅱ是下部锥形瓶内气体压强 。
(4)某学生积极思考喷泉原理的应用,设计了如图Ⅲ所示的装置。
①如果关闭止水夹c,打开止水夹a、b,再挤压胶头滴管,则可能出现的现象为 。
②在①操作的基础上,若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作是 。
能力提升练
题组一 氨气及铵盐性质的实验探究
1.(2021河北沧州一中检测)已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成水、氮气和铜,用图中的装置(加热、夹持装置已略去)可以实现该反应。
已知:A中反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
试回答下列问题:
(1)仪器B的名称是 ,其中加入的物质是碱石灰,该装置的作用是 。
(2)实验时在C中加入的物质是 (填化学式),C中的现象是 。C中发生反应的化学方程式是 。
(3)实验时在D中观察到的现象是 。反应结束后取下D试管,向其中滴加几滴酚酞溶液,观察到的现象是 。
(4)E中收集到的物质是 (填化学式)。
2.(2022山东烟台期末)某化学小组设计实验探究纯净、干燥的NH3和Cl2之间的反应,其中B为Cl2和NH3的反应装置。
(1)A中仪器a的名称为 ,a中盛放的试剂最好选用 (填序号)。
①蒸馏水 ②饱和食盐水 ③浓氢氧化钠溶液 ④浓盐酸
(2)C中盛放的药品是 ;甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了D装置,其中合理的是 。
(3)为使B中NH3和Cl2混合充分,Cl2应从B的 (填“x”或“y”)口进入。
(4)B中出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一,写出该反应的化学方程式: ;检验白烟中阳离子的方法是 。
3.(2020山东枣庄期末)某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应,按图示装置进行实验(夹持装置已略去)。
已知装置A、B可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、生石灰、MnO2。
(1)仪器a的名称为 ;仪器b的名称为 。
(2)装置A烧瓶中固体的作用为 (填字母)。
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.反应物
(3)仪器b中盛放的试剂可以是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.硫酸铜
(4)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(5)甲、乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后:
①甲观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是 (写化学式)。
②乙观察到装置F中有红棕色气体,装置G中溶液变成蓝色。用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因: 。
(6)为帮助甲实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。
你的改进措施是 。
题组二 喷泉实验的原理及应用
4.(2021湖北武汉汉阳一中月考)如图1所示,用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法不正确的是( )
图1 氨气喷泉实验
图2 喷泉实验中瓶内压强变化曲线
A.标准状况下,三颈烧瓶中充满NH3形成的氨水与换成NO2形成的HNO3溶液的溶质的物质的量浓度不同
B.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为收集的氨气不纯
C.关闭a,挤压胶头滴管,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,则C点时喷泉最剧烈
D.工业上可用蘸有浓盐酸或者液氯的玻璃棒检验液氨是否泄漏
答案全解全析
基础过关练
1.D 2.A 3.A 4.C 5.D 6.A 7.C 9.D
1.D 氨水中的一水合氨(NH3·H2O)是弱碱,故A错误;氨水是混合物,液氨是纯净的NH3,故B错误;氨气溶于水时发生化学变化,NH3与水反应,故C错误;氨水中含有氮原子的粒子有NH3、NH3·H2O、N,根据氮原子守恒可知,1 mol·L-1的氨水中c(NH3)+c(NH3·H2O)+c(N)=1 mol·L-1,所以1 L 1 mol·L-1的氨水含NH3、NH3·H2O、N的物质的量之和为1 mol,故D正确。
2.A 向NaOH固体上滴几滴浓氨水,会产生氨气。NH3与浓盐酸挥发出的HCl反应生成氯化铵固体,现象是有白烟产生,A正确;氨气与浓硫酸发生反应生成硫酸铵,B错误;氨气与氯化铜溶液发生反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,C错误;氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是NH3与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离产生OH-,溶液呈碱性,但NH3不属于碱,D错误。
3.A 铵盐分解不一定产生氨气,如NH4NO3在400 ℃以上时分解生成N2、NO2和H2O,故B错误;弱酸的铵盐[如NH4HCO3、(NH4)2S等]能与盐酸、硫酸等反应,故C错误;稀(NH4)2SO4溶液中加入少量NaOH,不会逸出氨气,故D错误。
4.C 氮肥含有氮元素,主要包括铵态氮肥、硝态氮肥和尿素,故A正确;硝态氮肥在水田还原性环境下,易发生反硝化作用而生成N2或氮的氧化物而损失,故B正确;铵态氮肥能和碱反应,会降低肥效,故C错误;尿素肥效高、易保存,对土壤的破坏作用小,故D正确。
5.D 氨气极易溶于水,使试管内压强迅速减小,液体迅速充满试管,A项正确;NH3·H2O为弱碱,B项正确;加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明碳酸氢铵受热易分解,不稳定,C项正确;氨气在铂催化下与氧气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,D项错误。
6.A 实验室用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制取NH3,故A不正确;碱石灰可以除去NH3中的水蒸气,故B正确;氨气的密度比空气小,用向下排空气法收集,故C正确;NH3极易溶于水,用倒置的漏斗可以防倒吸,故D正确。
7.C 氯化铵受热分解生成氯化氢和氨气,二者在试管口遇冷后又化合生成氯化铵,故A不正确;氨气通入蓝色石蕊溶液后溶液颜色没有变化,无法证明氨气溶于水后溶液呈碱性,故B不正确;氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故D不正确。
8.答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)干燥NH3
(3)
(4)将湿润的红色石蕊试纸靠近C右侧的导管口,试纸变成蓝色
解析 (1)由装置图可知,该实验用氯化铵和氢氧化钙固体在加热条件下反应制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)氨气为碱性气体,反应过程中产生水,氨气中混有水蒸气,可用碱石灰吸收水蒸气。
(3)由于氨气密度比空气小、易溶于水,所以不能采用排水法收集,只能用向下排空气法收集。
(4)氨气溶于水形成的溶液显碱性,将湿润的红色石蕊试纸靠近C右侧的导管口,若试纸变成蓝色,说明氨气已集满。
9.D 二氧化硫为酸性氧化物,氨水显碱性,所以氨水可以吸收二氧化硫,能形成喷泉实验,故A不选;氯化氢极易溶于水,所以可以形成喷泉实验,故B不选;氨气易溶于水,所以可以形成喷泉实验,故C不选;氯气在饱和食盐水中溶解度很小,且与NaCl不反应,所以不能形成喷泉实验,故D选。
10.答案 (1)①Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O 防止氨气与空气发生对流 ②不能 NH3可以和氯化钙反应
(2)①CaO+H2O Ca(OH)2、NH3·H2O NH3↑+H2O ②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(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,则说明试管已收集满NH3)
(3)挤压胶头滴管,打开止水夹
(4)N2+O2 2NO 2NO+2CO N2+2CO2
解析 (1)①实验室加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物制取氨气,化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;氨气是密度比空气小的气体,容易和空气产生对流,所以棉花的作用是防止氨气与空气发生对流。②氯化钙和氨气能发生反应,所以干燥管中干燥剂不能改用无水CaCl2。
(2)①氧化钙和水反应生成氢氧化钙,且放出大量热,氧化钙和水放出的热量能促进一水合氨的分解,化学方程式分别为CaO+H2O Ca(OH)2、NH3·H2O NH3↑+H2O。(3)NH3极易溶于水,挤出胶头滴管中的水,氨气迅速溶解,烧瓶内气体压强迅速减小,打开止水夹,烧杯中溶液进入烧瓶产生喷泉现象。(4)空气中的氮气在高温条件下被氧气氧化成NO,化学方程式为N2+O2 2NO;CO和NO反应可转化为无害气体,生成的无害气体应为N2和CO2,化学方程式为2NO+2CO N2+2CO2。
11.答案 (1)AD (2)BD (3)减小 增大
(4)①装氨气的烧瓶中出现白烟 ②打开止水夹c
解析 (1)图Ⅰ中形成喷泉的条件是烧瓶中的压强变小,且最后几乎没有气体。A项,氨气与1 mol·L-1盐酸能迅速反应,导致烧瓶中的气体减少,压强减小,能形成喷泉,最终液体几乎充满烧瓶;B项,NO难溶于H2O,所以不能使烧瓶中的气体减少,不能形成喷泉;C项,CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度很小,不能形成喷泉;D项,CO2和NaOH溶液能迅速反应,导致烧瓶中的气体减少,压强减小,所以能形成喷泉,最终液体几乎充满烧瓶;E项,二氧化氮与水反应会有气体一氧化氮产生,能形成喷泉但液体不会充满烧瓶;F项,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度不大,不能形成喷泉。(2)图Ⅱ中形成喷泉的条件是在锥形瓶中加入的物质能导致锥形瓶中压强变大。A项,Cu与浓硫酸常温下不反应,所以不能使锥形瓶中的压强变大;B项,铜与稀硝酸反应生成一氧化氮,使锥形瓶中的压强增大而产生喷泉;C项,常温下,铁在浓硝酸中发生钝化,不能使锥形瓶中的压强变大;D项,铝与稀硫酸反应生成氢气,使锥形瓶中的压强增大而产生喷泉。(3)图Ⅰ是上部烧瓶内气体压强减小形成喷泉,图Ⅱ是锥形瓶内气体压强增大,形成喷泉。(4)①如果关闭止水夹c,打开止水夹a、b,挤压胶头滴管,使水进入右边烧瓶,氨气溶于水使右边烧瓶内气体压强减小,左边烧瓶中的氯化氢气体会进入右边烧瓶,与氨气反应生成白色的氯化铵固体,故可能出现的现象是装氨气的烧瓶中产生白烟。②由于两个烧瓶中的气体压强都减小,只要打开止水夹c,两边烧瓶中均可形成喷泉。
能力提升练
1.答案 (1)U形管 干燥氨气
(2)CuO 固体由黑色变为红色 3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O
(3)试管内壁上出现小液滴 溶液变为红色
(4)N2
解析 (1)由实验装置图可知,仪器B的名称是U形管,其中加入的物质是碱石灰,该装置的作用是干燥氨气。(2)氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气、水和铜,实验时在C中加入的物质是CuO,所以观察到的现象是固体由黑色变为红色,反应的化学方程式是3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。(3)氨气还原氧化铜之后产生的水蒸气在D中冰水环境下冷凝,观察到试管内壁上出现小液滴,过量的NH3溶于D试管中的水中,氨水呈碱性,可以使酚酞溶液变红。(4)NH3极易溶于水,E中收集到的物质是N2。
2.答案 (1)分液漏斗 ②
(2)碱石灰 乙、丁
(3)y
(4)8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2 将固体与浓NaOH溶液共热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明白烟中阳离子为N
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗,a中盛放的试剂最好是饱和食盐水,把氯气排出集气瓶,并除去氯气中可能混有的氯化氢。(2)C中盛放的是碱石灰,用来除去氨气中的水蒸气;甲装置制取的氨气中会混有氯化氢,且温度降低,NH3和HCl又结合生成氯化铵固体,甲不合理;氧化钙与水反应生成氢氧化钙同时放热,一水合氨受热分解放出氨气,乙合理;试管口应略向下倾斜,丙不合理;给浓氨水加热,一水合氨分解放出氨气,丁合理。(3)为使B中NH3和Cl2混合充分,Cl2应从B的y口进入,因为氯气密度比空气大,氨气密度比空气小,氨气通到集气瓶底部,与氯气形成逆流,接触更充分,反应更完全。(4)由题意可知,氨气与氯气发生反应生成氯化铵和氮气,化学方程式为8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,白烟为氯化铵,氯化铵中的阳离子为铵根离子,检验铵根离子即可。
3.答案 (1)分液漏斗 球形干燥管
(2)A
(3)B
(4)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(5)①NH4NO3 ②3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O
(6)调节K1增加装置A中产生氧气的量(或调节K2减少装置B中产生氨气的量或在E、F间增加盛有浓硫酸的洗气装置)
解析 (1)仪器a的名称是分液漏斗,仪器b的名称是球形干燥管。(2)根据题意可知装置A的作用是制取O2,根据装置图和题中提供的药品可知是用H2O2分解制取O2,所以烧瓶中的固体是二氧化锰,二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,故选A。(3)装置B的作用是制取氨气,根据装置图和题中所提供的药品可知是用浓氨水与生石灰制取氨气,除去氨气中的水蒸气用碱石灰,所以干燥管中的固体是碱石灰,故选B。(4)在E中发生氨气的催化氧化,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。(5)①白烟是固体小颗粒,是NH3和HNO3(NO、O2、H2O共同反应生成)反应生成的NH4NO3固体。②反应生成的NO与O2反应生成红棕色的NO2,Cu与稀硫酸不反应,G中溶液变蓝说明Cu被氧化为Cu2+,原因是通入装置G中的NO2和H2O反应生成HNO3和NO,稀HNO3与Cu反应,离子方程式为3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O。(6)甲的实验中只观察到白烟,是因为NH3未被完全催化氧化,O2的量少;要保证NH3充分被氧化,则O2需过量,所以需增加O2的量或减少NH3的量;可调节K1增加装置A中的产气量或调节K2减少装置B中的产气量,使NH3充分被氧化;也可以在E、F间增加盛有浓硫酸的洗气装置,吸收未反应的氨气。
4.A 设三颈烧瓶的体积为V L,充满NH3形成的氨水的溶质的物质的量浓度为= mol/L,充满NO2形成的HNO3溶液中溶质的物质的量浓度为= mol/L,两溶液的物质的量浓度相等,故A不正确;喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是收集的氨气不纯,故B正确;三颈烧瓶内气体压强与外界大气压相差越大喷泉越剧烈,C点三颈烧瓶内压强最小,则大气压和C点的压强差最大,C点的喷泉最剧烈,故C正确;HCl或Cl2会和NH3发生反应产生白烟(NH4Cl),现象明显,因此工业上可用蘸有浓盐酸或者液氯的玻璃棒检验液氨是否泄漏,故D正确。
17