5.2.2铵盐及铵根离子检验
1.对于铵盐的描述都正确的是
①都溶于水 ②都是白色晶体 ③都有刺激性气味 ④加热后都有NH3放出 ⑤与碱混合后加热都有NH3放出
A.全部 B.①②④ C.①②⑤ D.③④⑤
2.化学与生产生活联系紧密,下列说法错误的是
A.食品包装袋内常放置铁粉作抗氧化剂 B.纯碱与烧碱都属于碱
C.生石灰不能干燥二氧化碳气体 D.铵态氮肥不能与碱性物质草木灰混合施用
3.化学是以实验为基础的科学,下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分,取少量固体粉末,加入2~3 mL蒸馏水 若有气体生成,则固体粉末为
B 向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化 具有漂白性
C 向待测液中滴加稀NaOH溶液,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 原溶液中不含
D 用洁净的玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,发现火焰呈黄色 原溶液存在
A.A B.B C.C D.D
4.下列说法中正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有
B.稀硝酸与铜反应的产物中有二氧化氮
C.溶液中加入浓溶液共热时反应的离子方程式为
D.浓硝酸能在常温的条件下与铁反应生成氢气
5.某无色透明的溶液,在pH=0和pH=14的条件下都能大量共存的是
A.Fe2+ K+ SO NO B. Mg2+、NH SO Cl-
C.Na+ K+ SO NO D.Ba2+ Na+ MnO SO
6.下列实验室制取、干燥、收集并进行尾气处理的装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙干燥
C.用装置丙收集 D.用装置丁吸收
7.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于两个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法错误的是
A.实验①中,适当加热后,可观察到“封管”上端内壁上有固体附着
B.实验②中,加热时“封管”内溶液变为无色,冷却后又变为浅红色
C.两个“封管实验”中都发生了化学反应
D.实验②中NH3体现出的性质与NH3的喷泉实验(NH3,滴有酚酞的水溶液)完全不同
8.如图是制取和收集某气体的实验装置,该装置可用于
A.用浓硫酸和氯化钠制取 B.用浓氨水和生石灰制取
C.用浓硝酸与铜制取 D.用双氧水和二氧化锰制取
9.侯德榜是我国近代化学工业奠基人之一,为我国化工事业发展做出了卓越贡献,侯氏制碱享誉国际,侯氏制碱法使用的主要原料是食盐、氨、二氧化碳,如图是模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置(已知:氨气水溶液呈碱性,1体积水能溶解700体积氨气)。下列操作正确的是
A.b通入,然后a通入,c中放蘸NaOH的脱脂棉
B.a通入,然后b通入,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
C.a通入,然后b通入,c中放氧化钙
D.b通入,然后a通入,c中放碱石灰
10.已知氨气极易溶解于水;在加热条件下氨气可与灼热的氧化铜反应,产物为氮气、水和金属铜。用如图的装置可以实现该反应(加持装置已略去)。
回答下列问题:
(1)写出氨气的实验室制法的化学方程式_______。
(2)B中加入的物质的名称是_______,其作用是_______。
(3)实验时在C中观察到的现象是_______,发生反应的化学方程式是_______。
(4)实验结束后在D中收集到的物质为_______(填“酸性”、“中性”,“碱性”),E中收集到气体的电子式为_______。
11.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.用氨水吸收足量的SO2气体:
B.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:
C.向小苏打溶液中滴加少量澄清石灰水:
D.NH4Al(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应:
12.下列装置不能达到实验目的的是
A.实验室制取并收集NH3 B.吸收NH3
C.检查装置气密性 D.利用排空气法收集NH3
13.实验室合成氨装置如图1所示,试回答下列问题:
(1)装置甲的作用:①___________,②___________,③______________________。
(2)已知氨气在水中的溶解度大约为1∶700,若用图2中的装置吸收氨气,制成氨水,从实验安全的角度考虑应选用的装置是装置___________(填标号)。
(3)某同学用图2中装置B吸收产生的氨气,结果装置B中溶液能使酚酞变红,且未看到倒吸现象,试分析未造成倒吸的原因可能是______________________。
14.“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。控制和治理NOx、SO2是解决光化学烟雾、减少酸雨、提高空气质量的有效途径,对构建生态文明有着极为重要的意义。
(1)NH3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,反应原理如图1所示:
SCR催化化反器中NH3还原NO2的程式为_______。
(2)用下图装置可以制取氨气并探究其性质,按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。
①若氨气的发生装置选择a,则其化学反应方程式为_______。
②若氨气的发生装置选择b,则所用的试剂为_______和_______。
③用c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_______。
(3)为探究本地区雾霾中的可溶性粒的成分,某化学研究性小组进行了实验探究。
(查阅资料)粒样品中可能含有、、、、、Cl-、Br-及一种见阳离子M),现进行如下实验(已知AgBr为淡黄色)
请回答下列问题
①根据上述实验,雾浸取液中一定含有的离子为_______;肯定不含的离子为_______。
②若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有_______(填化学式)
15.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2.某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_______,反应的化学方程式为_______。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→_______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中红棕色气体慢慢变浅 ②反应的化学方程式_______
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集
打开K2 ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④_______
16.硫氰酸钾(KSCN),是一种用途广泛的化学药品,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰酸钾,并进行相关实验探究。
已知:①NH3不溶于CCl4和CS2,CS2不溶于水且密度比水大;
②D中三颈烧瓶内盛放CS2、水和催化剂,发生反应CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS;③NH4SCN在高于170℃时易分解,NH4HS在高于25℃时即分解。
回答下列问题:
(1)装置B的仪器名称是___________。
(2)制备KSCN溶液:将D中反应混合液加热至105℃,打开K1通入氨气。
①反应一段时间后,关闭K1,此时装置C中观察到的现象是___________,加热方式采用油浴不使用水浴加热的原因是___________。
②打开K2,缓缓滴入适量的KOH溶液,继续保持反应混合液温度为105℃。写出装置D中生成KSCN的化学方程式___________。
(3)E的作用是吸收尾气中的___________(填化学式)。
(4)制备硫氰酸钾晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经___________(填操作名称)、减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰酸钾晶体。
17.氮化钙(Ca3N2)是一种重要的化学试剂,具有耐高温、导热性好等优良性质,被广泛应用于新型陶瓷工业等领域。实验室拟用单质钙与氮气反应制备氮化钙,并测定产品纯度。已知氮化钙为棕色固体,在空气中会被氧化,遇水强烈水解,产生刺激性气味气体。
I.氮化钙的制备
已知:NH+NON2↑+2H2O
(1)选用图中的装置制备氮化钙,其连接顺序为:A→____(注:焦性没食子酸有还原性、图中装置可重复选用)。
(2)实验过程中应该先点燃装置____(填A或B)中的酒精灯,请说明理由:____。
II.产品纯度的测定
用如图装置测定产品纯度。实验时,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体,测得P装置反应后增重3.57g(已知产品中所含的杂质不与NaOH浓溶液反应)。
(3)装置M中发生反应的化学方程式为____。
(4)装置N中的干燥剂选择____。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.CaCl2
(5)根据实验数据计算产品的纯度为____。
(6)通过该实验方案测得的产品纯度偏低,请分析主要原因为____。
5.2.2铵盐及铵根离子检验
1.对于铵盐的描述都正确的是
①都溶于水 ②都是白色晶体 ③都有刺激性气味 ④加热后都有NH3放出 ⑤与碱混合后加热都有NH3放出
A.全部 B.①②④ C.①②⑤ D.③④⑤
【答案】C
【详解】铵盐都是易溶于水的白色晶体,都能与碱反应放出氨气,加热后生成氨气和水,大多数铵盐加热后分解生成氨气;铵盐加热并不一定全部放出氨气,如硝酸铵受热分解可生成氮气或氮的氧化物等;
答案选C。
2.化学与生产生活联系紧密,下列说法错误的是
A.食品包装袋内常放置铁粉作抗氧化剂 B.纯碱与烧碱都属于碱
C.生石灰不能干燥二氧化碳气体 D.铵态氮肥不能与碱性物质草木灰混合施用
【答案】B
【详解】A.铁可与氧气反应,食品包装袋内常放置铁粉作抗氧化剂,故A正确;
B.纯碱为碳酸钠,碳酸钠属于盐,故B错误;
C.生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,故C正确;
D.铵根离子与氢氧根离子反应,则铵态氮肥不能与碱性物质草木灰混合施用,故D正确;
故选B。
3.化学是以实验为基础的科学,下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分,取少量固体粉末,加入2~3 mL蒸馏水 若有气体生成,则固体粉末为
B 向盛有水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,振荡,加热试管,观察溶液颜色变化 具有漂白性
C 向待测液中滴加稀NaOH溶液,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 原溶液中不含
D 用洁净的玻璃棒蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,发现火焰呈黄色 原溶液存在
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.钠燃烧生成过氧化钠,可能Na剩余,Na与水反应生成氢气,则有气体生成,则固体粉末可能为Na2O2、Na,故A错误;
B.二氧化硫能使品红溶液褪色,且不稳定,加热或放置时间太长会恢复原来的颜色,所以操作、现象、结论均正确,故B正确;
C.由于是稀溶液,生成的是一水合氨,没有产生氨气,所以不能据此说明不存在铵根离子,故C错误;
D.玻璃棒含钠元素,应选铁丝或铂丝蘸取待测液在酒精灯火焰上灼烧,故D错误;
故选B。
4.下列说法中正确的是
A.所有铵盐受热均可以分解,产物均有
B.稀硝酸与铜反应的产物中有二氧化氮
C.溶液中加入浓溶液共热时反应的离子方程式为
D.浓硝酸能在常温的条件下与铁反应生成氢气
【答案】C
【详解】A.硝酸铵受热分解生成氮气和水,没有产物氨气,选项A错误;
B.稀硝酸与铜反应生成NO不生成NO2,选项B错误;
C.溶液中加入浓溶液共热时反应生成氨气、氯化钠和水,反应的离子方程式为,选项C正确;
D.浓硝酸能在常温的条件下将铁钝化,不产生氢气,选项D错误;
答案选C。
5.某无色透明的溶液,在pH=0和pH=14的条件下都能大量共存的是
A.Fe2+ K+ SO NO B. Mg2+、NH SO Cl-
C.Na+ K+ SO NO D.Ba2+ Na+ MnO SO
【答案】C
【分析】根据题干“无色”可知,溶液中不含显色离子,如MnO、Cu2+等,在pH=0和pH=14的条件下都能大量共存,说明不和氢离子、氢氧根离子发生反应,据此分析。
【详解】A.酸性条件下,Fe2+和NO发生氧化还原反应,不能大量共存,碱性条件下,Fe2+不能大量共存,A错误;
B.Mg2+、NH分别会与氢氧根离子会发生反应,不能大量共存,B错误;
C.上述离子在酸性、碱性条件下均能大量共存,C正确;
D.MnO在溶液中显紫色,且Ba2+与SO会发生反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;
故选C。
6.下列实验室制取、干燥、收集并进行尾气处理的装置能达到实验目的的是
A.用装置甲制取 B.用装置乙干燥
C.用装置丙收集 D.用装置丁吸收
【答案】D
【详解】A.使用试管加热固体时,试管应稍向下倾斜,防止在试管口冷凝的水倒流使试管骤冷而炸裂;装置甲不能达到制取氨气的目的,A错误;
B.氨气会与浓硫酸反应生成硫酸铵,因此氨气不能用浓硫酸干燥,可使用碱石灰;装置乙不能达到干燥氨气的目的,B错误;
C.氨气的密度小于空气,应该短导管进,使空气从长导管出;装置丙不能达到收集氨气的目的,C错误;
D.氨气极易溶于水,做尾气吸收时需要防倒吸,导管的末尾使用干燥管可以起到防倒吸的作用;装置丁可达到实验目的,D正确;
答案选D。
7.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于两个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法错误的是
A.实验①中,适当加热后,可观察到“封管”上端内壁上有固体附着
B.实验②中,加热时“封管”内溶液变为无色,冷却后又变为浅红色
C.两个“封管实验”中都发生了化学反应
D.实验②中NH3体现出的性质与NH3的喷泉实验(NH3,滴有酚酞的水溶液)完全不同
【答案】D
【详解】A.加热时氯化铵分解生成氨气和氯化氢,在上方氨气和氯化氢化合生成氯化铵晶体,A正确;
B.加热时氨气逸出,“封管”内溶液变为无色,冷却后氨气溶解,氨气与水反应生成,电离生成,溶液显碱性,遇酚酞变红,B正确;
C.由选项A、B分析可知,两个“封管实验”中都发生了化学反应,C正确;
D.实验②中体现易溶于水、碱性,与的喷泉实验(,滴有酚酞的水溶液)完全相同,D错误;
故选D。
8.如图是制取和收集某气体的实验装置,该装置可用于
A.用浓硫酸和氯化钠制取 B.用浓氨水和生石灰制取
C.用浓硝酸与铜制取 D.用双氧水和二氧化锰制取
【答案】D
【分析】从反应装置分析知,该装置属于固液混合不加热型装置,所以只能制取固液混合不加热得到的气体;从收集装置分析知,该气体不溶于水,和水不反应。
【详解】A.用浓硫酸和氯化钠制取不需要加热,但是HCl易溶于水,所以不能用排水法收集,故A错误;
B.用生石灰和浓氨水制取氨气不需加热,但氨气易溶于水,所以不能用排水法收集,故B错误;
C.NO2能与水反应生成NO,不能用排水法收集,故C错误;
D.用双氧水和二氧化锰制取不需加热,且氧气不易溶于水,所以可以用该实验装置制取氧气,故D正确;
故选D。
9.侯德榜是我国近代化学工业奠基人之一,为我国化工事业发展做出了卓越贡献,侯氏制碱享誉国际,侯氏制碱法使用的主要原料是食盐、氨、二氧化碳,如图是模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置(已知:氨气水溶液呈碱性,1体积水能溶解700体积氨气)。下列操作正确的是
A.b通入,然后a通入,c中放蘸NaOH的脱脂棉
B.a通入,然后b通入,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
C.a通入,然后b通入,c中放氧化钙
D.b通入,然后a通入,c中放碱石灰
【答案】B
【详解】氨气极易溶于水,直接通入饱和食盐水中会产生倒吸,则a管通入氨气、b管通入二氧化碳,氨气直接排空会污染环境,则c中放蘸稀硫酸的脱脂棉;
故选B。
10.已知氨气极易溶解于水;在加热条件下氨气可与灼热的氧化铜反应,产物为氮气、水和金属铜。用如图的装置可以实现该反应(加持装置已略去)。
回答下列问题:
(1)写出氨气的实验室制法的化学方程式_______。
(2)B中加入的物质的名称是_______,其作用是_______。
(3)实验时在C中观察到的现象是_______,发生反应的化学方程式是_______。
(4)实验结束后在D中收集到的物质为_______(填“酸性”、“中性”,“碱性”),E中收集到气体的电子式为_______。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) 碱石灰;; 干燥氨气
(3) 固体由黑色变红色 2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O
(4) 一水合氨 碱性
【分析】装置A制取氨气,反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,装置B内装有碱石灰来干燥氨气,氨气和氧化铜在装置C中反应生成氮气,多的氨气在装置D中溶解,由于氮气难溶于水,用装置E收集氮气;
(1)
实验室制备氨气的实验装置氯化铵和氢氧化钙混合加热反应生成氨气,反应的化学方程式为: 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)
制取的氨气含有水蒸气气杂质,需要用装置B干燥氨气,氨气是碱性气体,可选碱性干燥剂,B中加入的物质的名称是碱石灰,其
作用是干燥氨气,故答案为:碱石灰;干燥氨气;
(3)
已知在加热条件下氨气可与灼热的氧化铜反应,产物为氮气、水和金属铜,可观察到C装置中固体由黑色变红色,发生反应的化学方程式是2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O;
(4)
多余的氨气在试管D中溶解,一水合氨为弱碱,能电离出氢氧根离子,溶液呈碱性;
11.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.用氨水吸收足量的SO2气体:
B.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2:
C.向小苏打溶液中滴加少量澄清石灰水:
D.NH4Al(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应:
【答案】B
【详解】A.用氨水吸收足量的SO2气体,生成NH4HSO3:NH3+SO2+H2O=+,A不正确;
B.酸性溶液中KIO3与KI反应生成I2,依据得失电子守恒,含碘微粒存在以下关系——5I-,再依据质量守恒,可得反应的离子方程式为:,B正确;
C.向小苏打溶液中滴加少量澄清石灰水,采用以“少定多”法:,C不正确;
D.NH4Al(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应,除Al3+发生反应外,也与OH-发生反应:,D不正确;
故选B。
12.下列装置不能达到实验目的的是
A.实验室制取并收集NH3 B.吸收NH3
C.检查装置气密性 D.利用排空气法收集NH3
【答案】A
【详解】A.收集NH3装置口无棉花,不能防止氨气对流,A错误;
B.NH3通入CCl4中,NH3不溶于CCl4,不会产生倒吸,逸出的NH3又可被稀硫酸吸收,B正确;
C.向长颈漏斗中加一定量水,没过长颈漏斗的下端,关闭止水夹,再加一定量的水,液面不下降,可说明气密性良好,反之,气密性不好,C正确;
D.收集比空气密度小的气体NH3,应该短管进气长管出气,D正确;
故选A。
13.实验室合成氨装置如图1所示,试回答下列问题:
(1)装置甲的作用:①___________,②___________,③______________________。
(2)已知氨气在水中的溶解度大约为1∶700,若用图2中的装置吸收氨气,制成氨水,从实验安全的角度考虑应选用的装置是装置___________(填标号)。
(3)某同学用图2中装置B吸收产生的氨气,结果装置B中溶液能使酚酞变红,且未看到倒吸现象,试分析未造成倒吸的原因可能是______________________。
【答案】(1) 干燥气体 使两种气体充分混合 观察气泡以调节、气流的流速及两者的比例
(2)A、D
(3)反应后混合气体中氨气的含量较少,未造成装置中气体压强明显减小
【详解】(1)由于装置甲中盛有浓硫酸,所以可用来干燥和;通过浓硫酸后两种气体可以充分混合;另外通过观察气泡可以调节、气流的流速及两者的比例。
(2)由于氨气极易溶于水,将其溶于水制成氨水,要防止倒吸,装置A、D可防止倒吸,装置B、C易发生倒吸,故答案选AD。
(3)合成氨反应速率较小,且反应进行的程度较小,反应后气体混合物中氨气的含量较少,即使氨气被完全吸收,气体压强也不会明显减小。
14.“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。控制和治理NOx、SO2是解决光化学烟雾、减少酸雨、提高空气质量的有效途径,对构建生态文明有着极为重要的意义。
(1)NH3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,反应原理如图1所示:
SCR催化化反器中NH3还原NO2的程式为_______。
(2)用下图装置可以制取氨气并探究其性质,按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。
①若氨气的发生装置选择a,则其化学反应方程式为_______。
②若氨气的发生装置选择b,则所用的试剂为_______和_______。
③用c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_______。
(3)为探究本地区雾霾中的可溶性粒的成分,某化学研究性小组进行了实验探究。
(查阅资料)粒样品中可能含有、、、、、Cl-、Br-及一种见阳离子M),现进行如下实验(已知AgBr为淡黄色)
请回答下列问题
①根据上述实验,雾浸取液中一定含有的离子为_______;肯定不含的离子为_______。
②若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有_______(填化学式)
【答案】(1)
(2) 生石灰 浓氨水 打开止水夹,用热毛巾焐热圆底烧瓶,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管的空气,玻璃导管有气泡冒出,氨气和水接触,移走热毛巾
(3) 、 Br- BaSO3
【分析】(3)向雾霾颗粒浸取液中加入浓溶液后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明原溶液中含有NH,向雾霾颗粒浸取液中加入足量BaCl2溶液,得到溶液A和沉淀A,在溶液A中加入溶液有白色沉淀生成,说明原溶液中含有HCO,HCO和OH-反应生成CO,CO与Ba2+反应生成BaCO3沉淀,向溶液B中加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液生成白色沉淀,说明溶液中一定无Br- ,以此分析解答。
【详解】(1)由题意可知氨气和二氧化氮反应生成氮气和水,方程式为:,答案:;
(2)①若氨气的发生装置选择a,则应该选择固+固加热制取氨气,其化学反应方程式为,答案:;
②若氨气的发生装置选择b,则应该选择固+液制取氨气,所用的试剂为生石灰和浓氨水,答案:生石灰,浓氨水;
③用c装置做氨气喷泉实验时引发喷泉的关键操作是使烧瓶中产生压强差,所以最简单的操作是打开止水夹,用热毛巾焐热圆底烧瓶,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管的空气,玻璃导管有气泡冒出,氨气和水接触,移走热毛巾,答案:打开止水夹,用热毛巾焐热圆底烧瓶,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管的空气,玻璃导管有气泡冒出,氨气和水接触,移走热毛巾;
(3)①根据上述分析,雾浸取液中一定含有的离子为、;肯定不含的离子为Br-,答案:、,Br-;
②气体D遇空气会变成红棕色,说明D为NO,沉淀A中一定含有BaSO3,能与稀硝酸发生氧化还原反应生成NO;答案:BaSO3。
15.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2.某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_______,反应的化学方程式为_______。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→_______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中红棕色气体慢慢变浅 ②反应的化学方程式_______
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝集
打开K2 ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④_______
【答案】(1) A(或B) 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或NH3·H2ONH3↑+H2O) d→c→f→e→i
(2) 8NH3+6NO27N2+12H2O 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
【详解】(1)实验室可以用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,反应物状态为固体,反应条件为加热,所以选择A为发生装置,反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,也可以选择装置B用加热浓氨水的方法制备氨气,反应方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O,故装置为A (或B);Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O);
实验室制备的氨气中含有水蒸气,氨气为碱性气体,应选择盛有碱石灰的干燥管干燥气体,氨气极易溶于水,密度小于空气密度,所以应选择向下排空气法收集气体,氨气极易溶于水,尾气可以用水吸收,注意防止倒吸的发生,所以正确的连接顺序为:发生装置→d→c→f→e→i;
故答案为:A (或B);Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O);d→c→f→e→i 。
(2)打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则氨气与二氧化氮发生归中反应 生成无色氮气,所以看到现象为:红棕色气体慢慢变浅;根据反应8NH3+6NO27N2+12H2O以及装置恢复至室温后气态水凝聚可判断反应后气体分子数减少,Y装置内压强降低,所以打开K2在大气压的作用下Z中NaOH溶液发生倒吸,故答案为红棕色气体慢慢变浅;8NH3+6NO27N2 +12H2O;Z中NaOH溶液产生倒吸现象;反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压;
故答案为:8NH3+6NO27N2+12H2O;反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压。
16.硫氰酸钾(KSCN),是一种用途广泛的化学药品,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰酸钾,并进行相关实验探究。
已知:①NH3不溶于CCl4和CS2,CS2不溶于水且密度比水大;
②D中三颈烧瓶内盛放CS2、水和催化剂,发生反应CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS;③NH4SCN在高于170℃时易分解,NH4HS在高于25℃时即分解。
回答下列问题:
(1)装置B的仪器名称是___________。
(2)制备KSCN溶液:将D中反应混合液加热至105℃,打开K1通入氨气。
①反应一段时间后,关闭K1,此时装置C中观察到的现象是___________,加热方式采用油浴不使用水浴加热的原因是___________。
②打开K2,缓缓滴入适量的KOH溶液,继续保持反应混合液温度为105℃。写出装置D中生成KSCN的化学方程式___________。
(3)E的作用是吸收尾气中的___________(填化学式)。
(4)制备硫氰酸钾晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经___________(填操作名称)、减压蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰酸钾晶体。
【答案】(1)球形干燥管(或干燥管)
(2) 瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升 反应温度超过水的沸点 NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O
(3)H2S、NH3
(4)分液
【分析】由实验装置图可知,装置A中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气,装置B中盛有的碱石灰用于干燥氨气,装置C用于控制通入氨气的速率提高原料的利用率,装置D中氨气在催化剂作用下与二硫化碳反应制备硫氰酸钾,装置E中盛有的酸性高锰酸钾溶液用于吸收氨气和硫化氢,防止污染空气。
(1)
由实验装置图可知,装置B为球形干燥管(或干燥管),故答案为:球形干燥管(或干燥管);
(2)
①反应一段时间后,关闭K1,反应生成的氨气会使装置C中压强变大,导致瓶中液面下降,液体进入长颈漏斗形成一段液柱;由于反应温度超过水的沸点,所以实验时加热方式采用油浴不使用水浴加热,故答案为:瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;反应温度超过水的沸点;
②由题意可知,装置D中生成硫氰酸钾的反应物硫氰酸铵与氢氧化钾溶液共热反应生成硫氰酸钾、氨气和水,反应的化学方程式为NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O,故答案为:NH4SCN+KOHKSCN+NH3↑+H2O;
(3)由分析可知,装置E中盛有的酸性高锰酸钾溶液用于吸收氨气和硫化氢,防止污染空气,故答案为:H2S、NH3;
(4)由题意可知,制备硫氰酸钾晶体的操作为先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再经分液除去二硫化碳,再经减压蒸发浓缩、冷却结晶、、过滤、洗涤、干燥得到硫氰酸钾晶体,故答案为:分液。
17.氮化钙(Ca3N2)是一种重要的化学试剂,具有耐高温、导热性好等优良性质,被广泛应用于新型陶瓷工业等领域。实验室拟用单质钙与氮气反应制备氮化钙,并测定产品纯度。已知氮化钙为棕色固体,在空气中会被氧化,遇水强烈水解,产生刺激性气味气体。
I.氮化钙的制备
已知:NH+NON2↑+2H2O
(1)选用图中的装置制备氮化钙,其连接顺序为:A→____(注:焦性没食子酸有还原性、图中装置可重复选用)。
(2)实验过程中应该先点燃装置____(填A或B)中的酒精灯,请说明理由:____。
II.产品纯度的测定
用如图装置测定产品纯度。实验时,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体,测得P装置反应后增重3.57g(已知产品中所含的杂质不与NaOH浓溶液反应)。
(3)装置M中发生反应的化学方程式为____。
(4)装置N中的干燥剂选择____。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.CaCl2
(5)根据实验数据计算产品的纯度为____。
(6)通过该实验方案测得的产品纯度偏低,请分析主要原因为____。
【答案】(1)D→C→B→C
(2) A 先点燃装置A中酒精灯,可利用装置A中产生的N2排出装置内的空气,防止钙、氮化钙在后续过程中被氧化
(3)Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑
(4)B
(5)77.7%
(6)装置M中产生的NH3未被稀硫酸完全吸收
【分析】氮化钙在空气中会被氧化,遇水强烈水解,所以在制取氮化钙时,需排尽装置内的空气,以防氮化钙被氧化,同时要保证装置内与氮化钙接触空气的干燥,防止氮化钙发生水解。
(1)
因为氮化钙易被氧化,且易水解,所以生成的N2进入硬质玻璃管前,要去除空气中的氧气及水蒸气,制取氮化钙后,需防止空气中水蒸气的进入,从而得出仪器的连接顺序为:A→D→C→B→C。
(2)
因氮化钙在空气中会被氧化,故先点燃装置A中酒精灯,利用装置A中产生的N2排出装置内的空气,防止钙、氮化钙在后续过程中被氧化。
(3)
氮化钙与NaOH不反应,加入NaOH溶液的作用是降低氨气在水中的溶解度,所以装置M中只有氮化钙与水发生反应,化学方程式为Ca3N2+6H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3↑。
(4)
从装置M中出来的气体是潮湿的氨气,须对其干燥,干燥氨气不能用浓硫酸,因为两者会反应生成硫酸铵,也不能用CaCl2,因为其会和氨气反应生成CaCl2·8 NH3,碱石灰是碱性干燥剂,可干燥氨气,故答案是B。
(5)
P装置反应后增重3.57g,即装置M中反应生成的氨气是3.57g,发生反应的关系式为:Ca3N22NH3,,则n(Ca3N2)=0.105mol,,故产品的纯度为。
(6)
在NH3的生成过程中,装置内滞留一部分NH3,所以导致产品纯度偏低,主要原因为:装置中有残留的NH3未被稀硫酸吸收。