(共49张PPT)
专题7 氮与社会可持续发展
第三单元 含氮化合物的合理使用
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课标定位
素养阐释
1.能说出铵盐的性质,以此为基础能说出氨气的实验室制法及铵盐的检验方法,培养学以致用的理念。
2.能说出几种常见的氮肥以及其他化学肥料为粮食增产作出的重要贡献。
3.能说出含氮化合物对环境的危害,学会辩证看待问题,能说出预防和控制氮氧化物污染的措施,增强环保意识,培养科学的态度与社会责任感。
自主预习·新知导学
一、铵盐的性质
1.铵根离子( )与酸根离子形成的离子化合物称为铵盐。
2.铵盐多为无色、易溶于水的晶体。
3.化学性质。
(1)不稳定性。
【自主思考1】 能加热NH4Cl制取NH3吗
提示:NH4Cl分解产生的NH3和HCl遇冷会再次化合为NH4Cl,不能用于制取NH3。
(2)与碱反应。
【自主思考2】 有两瓶失去标签的溶液,分别是NH4Cl溶液和NaCl溶液,如何区分
提示:取其中一种待测液放入试管中,向其中滴加浓NaOH溶液,加热试管,将湿润的红色石蕊试纸置于管口,若试纸变蓝则证明该溶液为NH4Cl溶液,否则为NaCl溶液。
二、常见氮肥及其使用
1.常见氮肥。
【自主思考3】 为什么适应在pH较高的石灰性土壤中生长的植物优先使用硝态氮肥,而适应在酸性土壤中生长的植物优先使用铵态氮肥
提示:碱性条件下,铵根离子会转化为氨气,导致氮肥损失;酸性条件下,硝酸根离子更容易被还原,导致氮肥损失并造成环境污染。
2.化肥使用不当带来的环境问题。
(1)带来的环境问题。
①长期使用化肥的土壤,容易酸化、板结。
②雨水冲刷,使肥料进入溪水、河水和湖泊。水中的肥料会使细菌和藻类迅速生长,并消耗水中的氧气,严重时导致水中含氧量减少,许多水生生物随之死亡、腐烂,水质下降。
(2)解决办法。
①开发更多绿色的化肥。②更科学、合理地使用化肥。③修复被污染土壤。
三、氮氧化物的无害化处理
1.氮氧化物带来的危害有形成酸雨;破坏臭氧层;形成光化学烟雾,危害人体健康及植物生长。
2.氮氧化物污染的预防和控制。
(1)安装汽车尾气净化器。
尾气通过净化装置(含钯等金属元素催化剂),NO、CO会转化为无害气体,反应的化学方程式为2CO+2NO 2CO2+N2。
(2)使用以液化天然气(LNG)或高效燃料电池作为动力的新型环保汽车。
【自主思考4】 空气质量报告为什么特别关注空气中二氧化氮的含量
提示:二氧化氮不但会形成酸雨,还能破坏臭氧层。另外,氮氧化物是形成光化学烟雾的一个重要原因。光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并使大气能见度降低。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)氨气与氯化氢气体相遇会形成白烟。( )
(2)多数铵盐易溶于水,可用作氮肥,贮存时要密封包装且放于阴凉处。( )
(3)NH4HCO3与足量NaOH溶液共热时,发生反应的离子方程式为 +OH- NH3↑+H2O。( )
(4)将氨气转化为固态铵盐,这属于人工固氮。( )
√
√
×
×
(5)检验 时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。( )
(6)用碱石灰固体或NaOH固体均可干燥氨气。( )
(7)硝态氮肥适宜于气候比较冷凉的地区和季节,在旱地分次施用,肥效快而明显,但不宜在高温、多雨的水田地区施用。( )
×
√
√
(8)铵态氮肥适宜于水田,也适宜于旱地施用,但施用于土壤表面或碱性土壤,损失较大。( )
(9)空气质量日报报道的大气污染物是CO2、SO2、氮氧化物、固体悬浮颗粒。( )
√
×
2.下列说法不正确的是( )。
A.铵盐多为无色、易溶于水的晶体,受热易分解
B.铵态氮肥与碱性肥料混合施用,有利于提高肥效
C.凡是铵盐都能与苛性钠共热产生NH3
D.碳酸氢铵受热分解产生的气体经碱石灰干燥后可得到纯净的NH3
答案:B
解析: 铵态氮肥与碱性肥料混合施用,生成的氨气逸出,使肥效降低。
合作探究·释疑解惑
探究任务1
探究任务2
探究任务1 铵盐的性质及其应用
问题引领
实验室里常用的制取氨的简易装置如图所示。
图1
图2
1.写出图1中制取氨的化学方程式。碱石灰和棉花的作用分别是什么
提示:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑。碱石灰用于干燥NH3;棉花的作用是防止NH3与空气形成对流而使收集到的氨不纯净。
2.图1中,如何检验试管中氨已收集满 如何吸收处理实验中多余的氨
提示:将湿润的红色石蕊试纸放在管口,若试纸变蓝,则说明试管中氨已收集满;用水或稀酸吸收多余的氨,并在导管末端接一倒扣的漏斗,防止倒吸。
3.用图2中的实验方法制取氨的原理是什么 还可用哪些物质代替NaOH固体
提示:将浓氨水滴入NaOH固体中,NaOH溶解使溶液的碱性增强,并放出大量的热,促使NH3·H2O分解释放出大量的NH3。可用生石灰、碱石灰等代替NaOH固体。
归纳提升
1.铵盐的化学性质。
(1)受热易分解。大多数铵盐受热易分解生成氨气,但一般会同时有其他气体生成,所以实验室不能用加热铵盐的方法制取氨气,少数铵盐受热时会发生氧化还原反应,无氨气放出。
(2)易与碱反应。铵盐与碱共热都能产生NH3。实验室常用铵盐与碱共热反应制取氨气,铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合施用,否则会降低肥效。
2.铵盐的检验(即 的检验)。
(1)固体。
(2)液体:可取少量液体注入试管中,再加入浓的NaOH溶液,微热,然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。
3.氨气的实验室制法。
(1)反应原理和气体发生装置。
(2)气体的收集、检验及干燥。
①收集:向下排空气法。
②检验:a.湿润的红色石蕊试纸;b.蘸有浓盐酸的玻璃棒。
③干燥:碱石灰。
(3)多余气体的吸收。
用稀硫酸浸湿的棉花堵在管口或用如图装置吸收。
(4)应注意的问题。
①用试管收集氨气,应在试管口塞上一团疏松的棉花,防止NH3与空气对流。
②不能用浓硫酸、P2O5干燥NH3,也不能用无水CaCl2干燥,因为CaCl2+8NH3══CaCl2·8NH3。
③不能用NH4NO3代替NH4Cl,因为NH4NO3加热可能发生爆炸,也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl,因为它们分解还产生CO2。
④不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2,因为NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3,且NaOH、KOH在高温下易腐蚀试管。
典型例题
【例题1】 实验室制取氨、收集、
验证其还原性并进行尾气处理的装
置和原理能达到实验目的的是( )。
A.用装置甲制取氨
B.用装置乙收集氨时气体应该从b口进a口出
C.装置丙可用于验证氨气具有还原性
D.可以用装置丁吸收氨,进行尾气处理
答案:C
解析:A项,装置中的氯化铵固体分解生成的氨和氯化氢气体,在试管口处重新反应生成固体氯化铵;B项,氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集,用乙装置收集NH3时,从a口进b口出;C项,该装置可用于验证氨气具有还原性;D项,氨极易溶于水,导管直接插入水溶液中易发生倒吸。
【变式训练1】 氨是化学实验室常需制取的气体。实验室制取氨通常有两种方法:①用固体氢氧化钙与氯化铵共热;②在常温下将浓氨水滴加到氢氧化钠固体上。
(1)下面的制取装置示意图中,方法①应选
用装置 (填“A”或“B”,下同),
方法②应选用装置 。
(2)在制取后,如果要干燥氨,应选用的干燥剂是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.固体氢氧化钠 C.五氧化二磷
(3)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 。
答案:(1)A B
(2)B
(3)将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口处,若试纸变蓝,说明气体已收集满
解析:A装置适用于固体与固体加热制气体,B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体。NH3为碱性气体,只能用碱性干燥剂。检验NH3一般用湿润的红色石蕊试纸。
探究任务2 氮氧化物对环境的影响
问题引领
酸雨对环境危害巨大,下图是酸雨形成示意图。
1.酸雨的产生主要与什么物质有关
提示:SO2和NOx等。
2.NOx对大气的危害有哪些
提示:形成硝酸型酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧层等。
归纳提升
1.氮氧化物对环境的影响。
(1)硝酸型酸雨的形成。
硝酸型酸雨主要是人类活动产生的二氧化氮和一氧化氮在空气中形成硝酸而产生的。一氧化氮在空气中很不稳定,易被空气中的氧气氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸。
N2+O2 2NO,2NO+O2══2NO2,3NO2+H2O══ 2HNO3+NO。
(2)光化学烟雾的形成。
①汽车尾气排放的NO被空气中的氧气氧化为NO2:
2NO+O2══2NO2。
②在日光照射下,NO2与O2经过复杂的反应生成臭氧。
③臭氧与空气中的氮氧化物和一些碳氢化合物发生作用后,产生了一种有毒的烟雾,人们称它为光化学烟雾。
(3)氮氧化物对臭氧层的破坏。
臭氧层主要分布在距地面20~25 km的大气层中,臭氧能吸收紫外线,防止地球上的生物受到伤害。飞机尾气中的氮氧化物(NO和NO2)对臭氧层(含O3和O)破坏的反应简单表示为:O3+NO══O2+NO2,O+NO2══NO+O2。
在低空,氮氧化物是空气中氧气转化为臭氧的催化剂,造成臭氧污染;而在高空,氮氧化物是臭氧转化为氧气的催化剂,破坏臭氧层。
2.氮氧化物的预防和吸收。
(1)使用清洁能源,减少氮氧化物的排放。
(3)对生产化肥、硝酸工厂的废气进行处理。
①碱液吸收法:用碱溶液吸收氮氧化物生成硝酸盐和亚硝酸盐。
2NO2+2NaOH══NaNO3+NaNO2+H2O,
NO2+NO+2NaOH══2NaNO2+H2O。
②催化还原法:用甲烷、氨气、氢气等还原剂将其还原成无毒的氮气。
典型例题
【例题2】 以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )。
答案:C
解析:A项,CO2主要引起温室效应;B项,SO2主要引起酸雨;D项,CO与酸雨无关。
【变式训练2】 在汽车尾气净化器里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法错误的是( )。
A.NO2是该过程的中间产物
B.汽车尾气的主要污染成分包括CO和NO
C.NO与O2必须在催化剂表面才能反应
答案:C
课 堂 小 结第三单元 含氮化合物的合理使用
基础巩固
1.试管中盛有白色晶体,检验它是否是铵盐的方法中不可行的是( )。
A.加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的酚酞试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口
D.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
2.下列离子方程式书写正确的是( )。
A.实验室用氯化铵与熟石灰制氨气: N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热: N+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸: NH3·H2O+H+N+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液: Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
3.下列装置用于实验室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少量水蒸气
C.用装置丙收集氨气
D.用装置丁吸收多余的氨气
4.用加热法可以分离的一组物质是( )。
A.氯化铵和消石灰
B.碳酸氢铵和过氧化钠
C.氯化铵和氯化钠
D.碘和氯化铵
5.已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4。下列选项中不适宜做氨气的尾气吸收装置的是( )。
6.下列因果关系错误的是( )。
选项 原因 结果
A 高空臭氧层空洞 温室效应
B SO2和NO2大量排放 酸雨
C 汽车尾气的大量排放 光化学烟雾
D 含氮、磷等生活废水的大量排放 赤潮
7.关于氮肥的说法正确的是( )。
A.尿素属于铵态氮肥
B.植物吸收氮肥属于氮的固定
C.使用碳酸铵应深施盖土
D.硫酸铵与石灰混用肥效增强
8.如下图所示,图中每一个方格表示一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体。请回答下列问题。
(1)物质X可以是 ,C是 ,F是 ,G是 。
(2)反应①的化学方程式是 。反应②的化学方程式是 。
9.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下。
①NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
②2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
在反应①中,氧化剂是 ,还原剂是 。
在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: 。
10.某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中最合理的是 (填字母,下同)。
A.将氯化铵固体加热分解
B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C.将氢氧化钠固体加入稀NH4NO3溶液中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的制备原理,该同学欲用下列常见的气体发生装置制取氨气,适宜的装置是 。
(3)乙同学用如图所示装置制取氨气并验证氨气的性质。请回答下列问题。
①制取氨气的化学方程式是 。
②采用如图的方法收集氨气,是因为氨气的密度比空气的 (填“大”或“小”)。
③把蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集满氨气的试管口,观察到的实验现象是 。
④把湿润的红色石蕊试纸靠近收集氨气的试管口,试纸变蓝,可得出的结论是 。
(4)下列不能用于干燥氨气的是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.氢氧化钠
C.五氧化二磷 D.碱石灰
能力提升
1.为检验一种氮肥的成分,某学习小组的同学进行了以下实验:①加热氮肥样品生成两种气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种气体无色、无味且能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )。
A.NH4HCO3 B.NH4Cl
C.(NH4)2CO3 D.NH4NO3
2.下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程,其中试剂甲和乙分别可能是( )。
A.甲:Ca(OH)2;乙:稀盐酸
B.甲:水;乙:NaOH溶液
C.甲:NaOH溶液;乙:水
D.甲:稀盐酸;乙:NaCl溶液
3.实验室可用如图所示装置(缺少收集装置,夹持固定装置已略去)制备并收集氨。
(1)在图中方框内绘出用圆底烧瓶收集氨的仪器装置简图。
(2)试管中的药品可以是 (填写化学式)。
(3)烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是 (用电离方程式表示)。
4.在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热使之充分反应。下图是加入的混合物的质量与产生的气体体积(标准状况)的关系。试回答下列问题。
(1)NaOH的物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)当NaOH溶液的体积为140 mL,固体混合物的质量是51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为 L。
(3)当NaOH溶液的体积为180 mL,固体混合物的质量仍为51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为 L。
第三单元 含氮化合物的合理使用
基础巩固
1.试管中盛有白色晶体,检验它是否是铵盐的方法中不可行的是( )。
A.加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的酚酞试纸放在试管口
C.加氢氧化钠溶液,加热,将蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口
D.加氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
答案:A
解析:N的检验原理是N+OH-NH3↑+H2O,再用试纸或浓盐酸检验氨气的存在。并不是所有的铵盐受热分解都会产生氨气,A项错误。
2.下列离子方程式书写正确的是( )。
A.实验室用氯化铵与熟石灰制氨气: N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热: N+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸: NH3·H2O+H+N+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液: Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
答案:C
解析:NH4Cl与Ca(OH)2固体加热,不是溶液中进行的反应,不属于离子反应,A项不正确;NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热放出NH3,不能写成NH3·H2O,B项不正确;氨水与酸或盐反应,实质是NH3·H2O电离出的OH-参与反应,NH3·H2O为弱碱应写成分子形式,故C项正确,D项不正确。
3.下列装置用于实验室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少量水蒸气
C.用装置丙收集氨气
D.用装置丁吸收多余的氨气
答案:D
解析:用氯化铵与氢氧化钙固体共热制氨气,试管口应略向下倾斜,A项错误;氨气能与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,B项错误;收集氨气的烧瓶不应密闭,C项错误;氨气极易溶于水,用水吸收氨气时要注意防止发生倒吸,可用丁装置,D项正确。
4.用加热法可以分离的一组物质是( )。
A.氯化铵和消石灰
B.碳酸氢铵和过氧化钠
C.氯化铵和氯化钠
D.碘和氯化铵
答案:C
解析:此题考查物质的分离与提纯,除要考虑铵盐受热分解、铵盐与碱的反应外,还需考虑铵盐分解产物是否与另一待分离物质发生反应等。铵盐可与碱反应,因此选项A在加热时发生反应2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2,不能用于分离。选项B中的NH4HCO3受热易分解,且产生的H2O和CO2能与Na2O2反应,也无法达到分离的目的。碘在受热时升华,遇冷凝华,NH4Cl受热分解,遇冷重新化合,两者仍混合,故选项D无法达到分离的目的。选项C,NH4Cl受热分解后可从体系中脱离,遇冷又重新化合为NH4Cl晶体,从而达到与NaCl分离的目的。
5.已知氨气极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4。下列选项中不适宜做氨气的尾气吸收装置的是( )。
答案:C
解析:水的密度比四氯化碳的小,水在上层,可以吸收氨气,在下层的四氯化碳不和氨气反应,也不溶解氨气,可以防止倒吸,A项不符合题意;使用倒扣的漏斗,可在吸收氨气的同时防止倒吸,B项不符合题意;氨气极易溶于水,玻璃管插入水中会产生倒吸,C项符合题意;球形漏斗可以防止倒吸,可用于氨气的尾气吸收,D项不符合题意。
6.下列因果关系错误的是( )。
选项 原因 结果
A 高空臭氧层空洞 温室效应
B SO2和NO2大量排放 酸雨
C 汽车尾气的大量排放 光化学烟雾
D 含氮、磷等生活废水的大量排放 赤潮
答案:A
解析:A项,温室效应主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的,植树造林能降低大气中CO2的浓度,缓解温室效应,与高空的臭氧层空洞没有关系;B项,SO2和NO2等酸性气体的大量排放,会导致酸雨;C项,汽车尾气中含氮氧化物、碳氢化合物,可引起光化学烟雾;D项,氮、磷等营养元素可使水体富营养化,引起赤潮。
7.关于氮肥的说法正确的是( )。
A.尿素属于铵态氮肥
B.植物吸收氮肥属于氮的固定
C.使用碳酸铵应深施盖土
D.硫酸铵与石灰混用肥效增强
答案:C
解析:CO(NH2)2属于有机氮肥,A项错误;游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定,因此植物吸收氮肥不属于氮的固定,B项错误;碳酸铵受热易分解,因此使用碳酸铵应深施盖土,C项正确;硫酸铵与石灰混用会生成硫酸钙和一水合氨,肥效会降低,D项错误。
8.如下图所示,图中每一个方格表示一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体。请回答下列问题。
(1)物质X可以是 ,C是 ,F是 ,G是 。
(2)反应①的化学方程式是 。反应②的化学方程式是 。
答案:(1)(NH4)2CO3或NH4HCO3 NH3 NO2 HNO3
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 4NH3+5O24NO+6H2O
解析:X与HCl、NaOH均能反应,生成的A、C为无色气体,证明X为铵盐,C为NH3,NH3与D在催化剂条件下生成E,证明D是O2,E是NO。A与Na2O2反应生成气体D(O2),证明A为CO2,X受热分解生成NH3、CO2及B,故X为(NH4)2CO3或NH4HCO3,B为H2O。进一步推知F为NO2,G为HNO3。
9.氮氧化物进入大气后,不仅会形成硝酸型酸雨,还可能形成光化学烟雾,因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下。
①NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
②2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
在反应①中,氧化剂是 ,还原剂是 。
在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气与二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: 。
答案:(1)NO2 NO 1∶1
(2)8NH3+6NO27N2+12H2O
10.某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中最合理的是 (填字母,下同)。
A.将氯化铵固体加热分解
B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中
C.将氢氧化钠固体加入稀NH4NO3溶液中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的制备原理,该同学欲用下列常见的气体发生装置制取氨气,适宜的装置是 。
(3)乙同学用如图所示装置制取氨气并验证氨气的性质。请回答下列问题。
①制取氨气的化学方程式是 。
②采用如图的方法收集氨气,是因为氨气的密度比空气的 (填“大”或“小”)。
③把蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集满氨气的试管口,观察到的实验现象是 。
④把湿润的红色石蕊试纸靠近收集氨气的试管口,试纸变蓝,可得出的结论是 。
(4)下列不能用于干燥氨气的是 (填字母)。
A.浓硫酸 B.氢氧化钠
C.五氧化二磷 D.碱石灰
答案:(1)B
(2)C
(3)①2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ②小 ③有大量白烟产生 ④氨气的水溶液呈碱性
(4)AC
解析:(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于水,因此不能用稀溶液制取NH3。(2)根据所给试剂看,不需要加热条件。(3)实验室制取氨气的化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;氨气的密度比空气的小,且极易溶于水,故只能用向下排空气法收集;浓盐酸易挥发出HCl气体,遇到氨气发生反应生成氯化铵固体小颗粒从而形成白烟;氨气溶于水并与水发生反应生成一水合氨,一水合氨是弱碱,故氨气遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。(4)氨气是碱性气体,不能用酸性干燥剂进行干燥。
能力提升
1.为检验一种氮肥的成分,某学习小组的同学进行了以下实验:①加热氮肥样品生成两种气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种气体无色、无味且能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )。
A.NH4HCO3 B.NH4Cl
C.(NH4)2CO3 D.NH4NO3
答案:A
解析:气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明该气体是氨气,即该氮肥中含有N。另一种气体无色、无味,且能使澄清石灰水变浑浊,说明该气体是CO2。取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化,这说明该氮肥中没有S和C,因此该氮肥是碳酸氢铵。
2.下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程,其中试剂甲和乙分别可能是( )。
A.甲:Ca(OH)2;乙:稀盐酸
B.甲:水;乙:NaOH溶液
C.甲:NaOH溶液;乙:水
D.甲:稀盐酸;乙:NaCl溶液
答案:A
解析:NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3,所以试剂甲不可能是H2O或稀盐酸,排除B、D;NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应产生气泡(CO2),故A正确。
3.实验室可用如图所示装置(缺少收集装置,夹持固定装置已略去)制备并收集氨。
(1)在图中方框内绘出用圆底烧瓶收集氨的仪器装置简图。
(2)试管中的药品可以是 (填写化学式)。
(3)烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是 (用电离方程式表示)。
答案:(1)如图所示
(2)NH4Cl、Ca(OH)2
(3)NH3·H2ON+OH-
解析:(1)NH3的密度比空气的小,所以收集NH3时常采用向下排空气法,进气导管应伸入圆底烧瓶底部。(2)用加热固体的方法制氨,试剂是Ca(OH)2和NH4Cl。(3)多余的NH3用水吸收形成氨水,遇酚酞变红色。
4.在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热使之充分反应。下图是加入的混合物的质量与产生的气体体积(标准状况)的关系。试回答下列问题。
(1)NaOH的物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)当NaOH溶液的体积为140 mL,固体混合物的质量是51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为 L。
(3)当NaOH溶液的体积为180 mL,固体混合物的质量仍为51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为 L。
答案:(1)5 (2)15.68 (3)16.8
解析:(1)从图中可以看出34.4g混合物与100mLNaOH溶液恰好完全反应。n(NaOH)=n(NH3)==0.5mol,c(NaOH)==5mol·L-1。
(2)当固体混合物的质量是51.6g时,固体混合物完全反应消耗的氢氧化钠溶液的体积为×100mL=150mL,而V(NaOH)=140mL,说明固体过量,所以n(NH3)=n(NaOH)=5mol·L-1×0.14L=0.7mol,V(NH3)=0.7mol×22.4L·mol-1=15.68L。
(3)由(2)分析可以知道,当V(NaOH)=180mL时,说明NaOH过量,则固体51.6g完全反应,故
V(NH3)=11.2L×=16.8L。
