2025鲁教版高中化学必修第一册同步练习题--第2课时 氨气和铵盐（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025鲁教版高中化学必修第一册同步练习题--第2课时 氨气和铵盐（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 843.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-06-19 12:02:17 | ||
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文档简介
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2025鲁教版高中化学必修第一册
第3章 物质的性质与转化
第3节 氮的循环
第2课时 氨气和铵盐
基础过关练
题组一 氨气和氨水的性质
1.(经典题)(2024河北保定一中月考)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 L 1 mol·L-1的氨水中含NH3、NH3·H2O、N的物质的量之和为1 mol
2.(经典题)(2023山东济南第一中学期末)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.(2024河北邯郸月考)下列有关铵盐的说法中正确的是( )
A.检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法:加浓氢氧化钠溶液,加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看试纸是否变蓝
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稀溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝
4.(2024山东枣庄三中期末)下图中的每一个方格中字母表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体(部分产物未给出)。
(1)写出有关物质的化学式:X ;F 。
(2)写出F→G的化学方程式: 。
(3)写出C+D→E的化学方程式: 。
(4)分别取两份50 mL NaOH溶液,各向其中通入一定量的气体A,随后各取溶液10 mL分别将其稀释到相同体积,得到溶液甲和乙,分别向甲和乙中逐滴加入0.1 mol·L-1盐酸,产生的A气体体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示。
甲 乙
①NaOH在吸收A气体后,乙溶液中存在的溶质是 ,其物质的量之比是 。
②原NaOH溶液的物质的量浓度是 mol·L-1,甲溶液最多还能吸收A体积为 mL(标准状况)。(不考虑A在水中的溶解)
题组三 氨气的实验室制法
5.(2024山东青岛期末)下列装置用于制备并收集干燥纯净的氨气。下列分析错误的是( )
A.仪器口连接顺序为a→e→d→c→b
B.上述实验缺少尾气处理装置
C.生石灰与水反应放出热量,促使氨气逸出
D.干燥管中的碱石灰可用无水氯化钙代替
6.(2024安徽蚌埠期末)某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B中的干燥剂是 (填名称)。
(3)装置C中的现象是 。
(4)实验进行一段时间后,挤压装置D中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)为防止过量氨气外逸,需在实验装置末端增加尾气吸收装置,应选用的装置是 (填“E”或“F”)。
题组四 喷泉实验原理与应用
7.(不定项)(2024北京交通大学附中月考)常温常压下,1体积水能溶解约700体积NH3。用如图所示装置进行实验,下列说法正确的是( )
A.挤压胶头滴管并打开止水夹后,观察到烧杯中的水倒吸入烧瓶,产生红色“喷泉”
B.“喷泉”的产生能证明NH3与H2O发生了反应
C.若将NH3换成CO2,也能产生明显的“喷泉”
D.圆底烧瓶中的液体呈红色的原因是NH3+H2O NH3·H2O N+OH-
8.(2024河北保定一中月考)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。下列可能形成上述类似喷泉的是 (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 氨气及铵盐性质的综合应用
1.(2024河北邯郸磁县一中六调)一种以芒硝和碳酸氢铵为原料联合生产NaHCO3和(NH4)2SO4的方法如图所示,反应釜中发生的反应为复分解反应。已知NH4HCO3在60 ℃可迅速分解,(NH4)2SO4在100 ℃以上会缓慢分解,下列说法错误的是( )
A.实验室进行过滤操作时,需要用到漏斗、烧杯、玻璃棒
B.“干燥”获取NaHCO3时,可采用常温风干的方法
C.“脱氨、脱碳”的温度需控制在100 ℃以上
D.可以用稀盐酸来区分NH4HCO3和(NH4)2SO4
2.(2024北京顺义一中月考)某同学进行如下实验。
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热 试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色,不是由于生成NH4Cl造成的
D.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
3.(2023天津一中月考)废水中的氨氮(NH3、N)采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如下:
①微生物脱氮法:N N N2
②化学沉淀法:向废水中加入含MgCl2、Na3PO4的溶液,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀从而去除氨氮。
下列有关说法正确的是( )
A.含氨氮的废水直接大量排放,对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率
C.步骤a发生反应:N+O2 N+H2O+H+
D.化学沉淀法脱氮时,溶液的碱性过强,氨氮的去除率将下降
4.“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下:
下列叙述错误的是( )
A.实验时先打开装置③中分液漏斗的旋塞,过一段时间后再点燃装置①的酒精灯
B.装置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉,作用是吸收多余的NH3
C.向步骤Ⅰ所得滤液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温,可析出NH4Cl
D.不能用装置④加热碳酸氢钠实现步骤Ⅱ的转化
题组二 以氨气为载体的综合实验
5.(2024福建厦门期末)某兴趣小组设计实验探究氨气催化还原SO2,装置如图。
回答下列问题:
(1)装置a中盛装生石灰的仪器名称为 。
(2)装置e中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置b中应盛装的药品为 (填字母)。
A.无水CuSO4 B.无水CaCl2
C.浓硫酸 D.碱石灰
(4)管式炉中反应一段时间后,催化剂表面开始有淡黄色固体生成,反应为4NH3+3SO2 3S+2N2+6H2O。可以用一组化学方程式表示其反应过程,补充过程Ⅲ的化学方程式。
过程Ⅰ:2NH3 N2+3H2
过程Ⅱ:SO2+3H2 H2S+2H2O
过程Ⅲ: 。
(5)气体流量计可用于观察气体的流速。通过 (填操作)调节气体流速,以控制装置c中NH3与SO2的比例。
(6)该装置存在的不足之处是 。
6.(2023山东潍坊安丘期末)氨气与灼热氧化铜反应生成铜、氮气和水。实验小组选用如图所示装置测定氨分子的组成(夹持、固定装置均略去)。
回答下列问题:
(1)实验开始后,应该先 (填实验操作),一段时间后再点燃酒精灯,装置C玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A中盛装浓氨水的仪器名称为 ;橡胶管a的作用是 。
(3)装置E中长导管的作用是 。
(4)实验结束后,测得生成的气体折算成标准状况下的体积为V L,称得干燥管D增重m g,则氨分子中氮、氢的原子个数比为 (用含V、m的代数式表示);有同学认为装置E可以省略不用,试分析若不用装置E,测得的结果会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案与分层梯度式解析
第3章 物质的性质与转化
第3节 氮的循环
第2课时 氨气和铵盐
基础过关练
1.D 氨水中的一水合氨(NH3·H2O)是弱碱,NH3·H2O可以部分电离出N和OH-,使氨水显碱性,故A错误;氨水是混合物,液氨是纯净的NH3,故B错误;氨气溶于水时会发生化学变化(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 L 1 mol·L-1的氨水中含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能电离产生OH-,溶液呈碱性,但NH3不属于碱,D错误。
3.A 铵盐受热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;(NH4)2SO4稀溶液中加入少量NaOH稀溶液,不会放出氨气,故D错误。
4.答案 (1)NH4HCO3或(NH4)2CO3 NO2 (2)3NO2+H2O 2HNO3+NO (3)4NH3+5O2 4NO+6H2O (4)①NaHCO3和Na2CO3 1∶1 ②0.75 112
解析 X受热分解为A、B、C,A、C为无色气体,X和盐酸反应放出气体A,A能与过氧化钠反应,A为CO2;X与碱在加热条件下反应放出气体C,C是NH3;Na2O2和二氧化碳反应放出氧气,D是O2;氨气发生催化氧化生成NO,NO被氧气氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸,B是H2O、E是NO、F是NO2,G是HNO3。(1)NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解为二氧化碳、氨气、水,所以X为NH4HCO3或(NH4)2CO3;F是NO2。(4)①碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,依次发生反应:H++C HC、HC+H+ H2O+CO2↑,开始没有气体放出,后来放出气体,两步反应消耗盐酸的体积相等;NaOH在吸收CO2气体后,根据乙溶液中产生二氧化碳的体积与加入盐酸的体积关系图可知,05.D 浓氨水和生石灰混合制取的氨气中含有水蒸气,用碱石灰除去水蒸气,氨气的密度比空气小,收集时导管“短进长出”,所以仪器口的连接顺序为a→e→d→c→b,故A正确;氨气排放到空气中会污染环境,需要进行尾气处理,图中缺少尾气处理装置,故B正确;生石灰与浓氨水中的水反应放热,促使氨气逸出,故C正确;无水氯化钙能吸收氨气,所以不能用无水氯化钙做氨气的干燥剂,故D错误。
6.答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)碱石灰(或生石灰、NaOH固体) (3)湿润的红色石蕊试纸变蓝 (4)有白烟生成 NH3+HCl NH4Cl (5)E
解析 (1)实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制备NH3,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)制取的氨气中混有少量水蒸气,用B装置干燥氨气,球形干燥管里应装有碱性固体干燥剂,如碱石灰。(3)氨气与水反应生成的一水合氨使溶液呈碱性,所以C中湿润的红色石蕊试纸变蓝。(4)实验进行一段时间后挤压装置D中的胶头滴管,滴入浓盐酸,发生反应NH3+HCl NH4Cl,氯化铵为白色固体,可看到有白烟生成。(5)由于氨气极易溶于水,尾气处理时要考虑防倒吸,故选E。
7.AD 氨气溶于水,部分与水反应生成一水合氨,一水合氨在水中部分电离出OH-:NH3+H2O NH3·H2O N+OH-,使酚酞溶液变红,故A、D正确;氨气极易溶于水,溶于水后会形成压强差,“喷泉”的产生不能证明NH3与H2O发生了反应,故B错误;将NH3换成CO2,CO2在水中的溶解度较小,产生的压强差也较小,不能产生明显的“喷泉”,故C错误。
8.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一氧化氮气体产生,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.C 反应釜中发生的反应为2NH4HCO3+Na2SO4 (NH4)2SO4+2NaHCO3↓,NaHCO3溶解度小,以晶体形式析出;滤液1中有碳酸氢铵,经过脱氨和脱碳,除去碳酸氢铵,再经过一系列操作得(NH4)2SO4晶体。实验室过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故A正确;NaHCO3受热易分解,所以可采用常温风干,故B正确;60 ℃时碳酸氢铵可迅速分解,100 ℃以上硫酸铵会缓慢分解,所以“脱氨、脱碳”的温度不能超过100 ℃,故C错误;碳酸氢铵与盐酸反应生成二氧化碳气体,硫酸铵与盐酸不反应,故D正确。
2.D 根据Ⅰ中试纸变蓝可知,加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使pH试纸呈蓝色,说明NH4Cl发生了分解反应,A正确;Ⅰ中试纸颜色先变蓝后变红,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,B正确;根据Ⅱ中试纸颜色变化可知,饱和NH4Cl溶液的pH≈5,则Ⅰ中试纸变成红色(pH≈2),是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,C正确;Ⅰ中试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,D错误。
3.D 含氨氮的废水中含有氮元素,直接排放会导致水体富营养化,A错误;微生物在高温下会死亡,不能加快脱氮速率,B错误;步骤a发生的反应为N+2O2 N+H2O+2H+,C错误;化学沉淀法脱氮时,若溶液的碱性过强,镁离子会转化为Mg(OH)2沉淀,从而降低氨氮的去除率,D正确。
4.A 氨气在水中的溶解度大,饱和NaCl溶液中,应先通入氨气,再通入CO2,故应该先点燃装置①的酒精灯,A错误;过量氨气扩散到空气中会造成污染,可用蘸稀硫酸的脱脂棉吸收,B正确;过滤后,滤液中含有氯化铵,向滤液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度,再加入细小的食盐颗粒并降温,可使NH4Cl以晶体的形式析出,C正确;一般固体加热不用烧杯,D正确。
5.答案 (1)圆底烧瓶 (2)Na2SO3+H2SO4 SO2↑+Na2SO4+H2O (3)D (4)SO2+2H2S 3S+2H2O (5)调节分液漏斗的活塞 (6)缺少尾气处理装置
解析
(3)生成的氨气中混有水蒸气,浓硫酸、CaCl2与氨能够发生反应,无水硫酸铜不是干燥剂,所以选择碱石灰干燥氨,故选D。(4)由过程Ⅰ、过程Ⅱ、过程Ⅲ可得到4NH3+3SO2 3S+2N2+6H2O,所以过程Ⅲ的化学方程式为SO2+2H2S 3S+2H2O。(5)可以通过调节分液漏斗的活塞控制液体的加入量来控制气体的生成速率。(6)未反应的混合气体从管式炉中逸出会污染空气,所以缺少尾气处理装置。
6.答案 (1)打开K1滴加浓氨水,再打开K2 2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(2)分液漏斗 平衡气压,使浓氨水顺利滴下
(3)防止E中浓硫酸倒吸进入装置D,影响测定结果
(4) 偏小
解析 装置A用于制备氨气;装置B用于干燥氨气;装置C中氨气和CuO反应生成Cu、N2和H2O;装置D用于吸收H2O,增加的质量为氨气和CuO反应生成的水的质量;装置E吸收装置C中未反应的NH3,同时防止F中的水进入D中;装置F利用排水法收集N2,装置G测量生成的N2的体积。(1)该实验需先制备氨气,然后利用产生的氨气排出装置内的空气,实验开始后,应该先打开K1滴加浓氨水,再打开K2,排出装置内的空气后再点燃酒精灯;结合题意可知装置C的玻璃管中发生反应的化学方程式为2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O。(2)装置A中盛装浓氨水的仪器为分液漏斗;橡胶管a的作用是平衡气压,使浓氨水顺利滴下。(3)装置E的作用是吸收氨气,长导管的作用是防止E中浓硫酸倒吸进入装置D,影响测定结果。(4)测得生成的N2折算成标准状况下的体积为V L,即n(N2)= mol,干燥管D增重m g,则n(H2O)= mol,则氨分子中氮、氢的原子个数比=n(N)∶n(H)=(2× mol)∶( mol×2)=;若不用装置E,F中的水会进入D中,导致测得的水的质量偏大,则测得的氨分子中氮、氢的原子个数比偏小。
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2025鲁教版高中化学必修第一册
第3章 物质的性质与转化
第3节 氮的循环
第2课时 氨气和铵盐
基础过关练
题组一 氨气和氨水的性质
1.(经典题)(2024河北保定一中月考)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 L 1 mol·L-1的氨水中含NH3、NH3·H2O、N的物质的量之和为1 mol
2.(经典题)(2023山东济南第一中学期末)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.(2024河北邯郸月考)下列有关铵盐的说法中正确的是( )
A.检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法:加浓氢氧化钠溶液,加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看试纸是否变蓝
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稀溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝
4.(2024山东枣庄三中期末)下图中的每一个方格中字母表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体(部分产物未给出)。
(1)写出有关物质的化学式:X ;F 。
(2)写出F→G的化学方程式: 。
(3)写出C+D→E的化学方程式: 。
(4)分别取两份50 mL NaOH溶液,各向其中通入一定量的气体A,随后各取溶液10 mL分别将其稀释到相同体积,得到溶液甲和乙,分别向甲和乙中逐滴加入0.1 mol·L-1盐酸,产生的A气体体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积之间的关系如图所示。
甲 乙
①NaOH在吸收A气体后,乙溶液中存在的溶质是 ,其物质的量之比是 。
②原NaOH溶液的物质的量浓度是 mol·L-1,甲溶液最多还能吸收A体积为 mL(标准状况)。(不考虑A在水中的溶解)
题组三 氨气的实验室制法
5.(2024山东青岛期末)下列装置用于制备并收集干燥纯净的氨气。下列分析错误的是( )
A.仪器口连接顺序为a→e→d→c→b
B.上述实验缺少尾气处理装置
C.生石灰与水反应放出热量,促使氨气逸出
D.干燥管中的碱石灰可用无水氯化钙代替
6.(2024安徽蚌埠期末)某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B中的干燥剂是 (填名称)。
(3)装置C中的现象是 。
(4)实验进行一段时间后,挤压装置D中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)为防止过量氨气外逸,需在实验装置末端增加尾气吸收装置,应选用的装置是 (填“E”或“F”)。
题组四 喷泉实验原理与应用
7.(不定项)(2024北京交通大学附中月考)常温常压下,1体积水能溶解约700体积NH3。用如图所示装置进行实验,下列说法正确的是( )
A.挤压胶头滴管并打开止水夹后,观察到烧杯中的水倒吸入烧瓶,产生红色“喷泉”
B.“喷泉”的产生能证明NH3与H2O发生了反应
C.若将NH3换成CO2,也能产生明显的“喷泉”
D.圆底烧瓶中的液体呈红色的原因是NH3+H2O NH3·H2O N+OH-
8.(2024河北保定一中月考)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。下列可能形成上述类似喷泉的是 (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 氨气及铵盐性质的综合应用
1.(2024河北邯郸磁县一中六调)一种以芒硝和碳酸氢铵为原料联合生产NaHCO3和(NH4)2SO4的方法如图所示,反应釜中发生的反应为复分解反应。已知NH4HCO3在60 ℃可迅速分解,(NH4)2SO4在100 ℃以上会缓慢分解,下列说法错误的是( )
A.实验室进行过滤操作时,需要用到漏斗、烧杯、玻璃棒
B.“干燥”获取NaHCO3时,可采用常温风干的方法
C.“脱氨、脱碳”的温度需控制在100 ℃以上
D.可以用稀盐酸来区分NH4HCO3和(NH4)2SO4
2.(2024北京顺义一中月考)某同学进行如下实验。
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热 试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据Ⅰ中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.Ⅰ中试纸变成红色,不是由于生成NH4Cl造成的
D.根据Ⅰ中试纸变蓝,说明宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
3.(2023天津一中月考)废水中的氨氮(NH3、N)采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如下:
①微生物脱氮法:N N N2
②化学沉淀法:向废水中加入含MgCl2、Na3PO4的溶液,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀从而去除氨氮。
下列有关说法正确的是( )
A.含氨氮的废水直接大量排放,对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率
C.步骤a发生反应:N+O2 N+H2O+H+
D.化学沉淀法脱氮时,溶液的碱性过强,氨氮的去除率将下降
4.“侯氏制碱法”是我国化工专家侯德榜为世界制碱工业作出的突出贡献。某实验小组模拟“侯氏制碱法”的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如下:
下列叙述错误的是( )
A.实验时先打开装置③中分液漏斗的旋塞,过一段时间后再点燃装置①的酒精灯
B.装置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脱脂棉,作用是吸收多余的NH3
C.向步骤Ⅰ所得滤液中通入氨气,加入细小的食盐颗粒并降温,可析出NH4Cl
D.不能用装置④加热碳酸氢钠实现步骤Ⅱ的转化
题组二 以氨气为载体的综合实验
5.(2024福建厦门期末)某兴趣小组设计实验探究氨气催化还原SO2,装置如图。
回答下列问题:
(1)装置a中盛装生石灰的仪器名称为 。
(2)装置e中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置b中应盛装的药品为 (填字母)。
A.无水CuSO4 B.无水CaCl2
C.浓硫酸 D.碱石灰
(4)管式炉中反应一段时间后,催化剂表面开始有淡黄色固体生成,反应为4NH3+3SO2 3S+2N2+6H2O。可以用一组化学方程式表示其反应过程,补充过程Ⅲ的化学方程式。
过程Ⅰ:2NH3 N2+3H2
过程Ⅱ:SO2+3H2 H2S+2H2O
过程Ⅲ: 。
(5)气体流量计可用于观察气体的流速。通过 (填操作)调节气体流速,以控制装置c中NH3与SO2的比例。
(6)该装置存在的不足之处是 。
6.(2023山东潍坊安丘期末)氨气与灼热氧化铜反应生成铜、氮气和水。实验小组选用如图所示装置测定氨分子的组成(夹持、固定装置均略去)。
回答下列问题:
(1)实验开始后,应该先 (填实验操作),一段时间后再点燃酒精灯,装置C玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A中盛装浓氨水的仪器名称为 ;橡胶管a的作用是 。
(3)装置E中长导管的作用是 。
(4)实验结束后,测得生成的气体折算成标准状况下的体积为V L,称得干燥管D增重m g,则氨分子中氮、氢的原子个数比为 (用含V、m的代数式表示);有同学认为装置E可以省略不用,试分析若不用装置E,测得的结果会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案与分层梯度式解析
第3章 物质的性质与转化
第3节 氮的循环
第2课时 氨气和铵盐
基础过关练
1.D 氨水中的一水合氨(NH3·H2O)是弱碱,NH3·H2O可以部分电离出N和OH-,使氨水显碱性,故A错误;氨水是混合物,液氨是纯净的NH3,故B错误;氨气溶于水时会发生化学变化(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 L 1 mol·L-1的氨水中含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能电离产生OH-,溶液呈碱性,但NH3不属于碱,D错误。
3.A 铵盐受热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;(NH4)2SO4稀溶液中加入少量NaOH稀溶液,不会放出氨气,故D错误。
4.答案 (1)NH4HCO3或(NH4)2CO3 NO2 (2)3NO2+H2O 2HNO3+NO (3)4NH3+5O2 4NO+6H2O (4)①NaHCO3和Na2CO3 1∶1 ②0.75 112
解析 X受热分解为A、B、C,A、C为无色气体,X和盐酸反应放出气体A,A能与过氧化钠反应,A为CO2;X与碱在加热条件下反应放出气体C,C是NH3;Na2O2和二氧化碳反应放出氧气,D是O2;氨气发生催化氧化生成NO,NO被氧气氧化为NO2,NO2和水反应生成硝酸,B是H2O、E是NO、F是NO2,G是HNO3。(1)NH4HCO3或(NH4)2CO3受热分解为二氧化碳、氨气、水,所以X为NH4HCO3或(NH4)2CO3;F是NO2。(4)①碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸,依次发生反应:H++C HC、HC+H+ H2O+CO2↑,开始没有气体放出,后来放出气体,两步反应消耗盐酸的体积相等;NaOH在吸收CO2气体后,根据乙溶液中产生二氧化碳的体积与加入盐酸的体积关系图可知,0
6.答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)碱石灰(或生石灰、NaOH固体) (3)湿润的红色石蕊试纸变蓝 (4)有白烟生成 NH3+HCl NH4Cl (5)E
解析 (1)实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制备NH3,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)制取的氨气中混有少量水蒸气,用B装置干燥氨气,球形干燥管里应装有碱性固体干燥剂,如碱石灰。(3)氨气与水反应生成的一水合氨使溶液呈碱性,所以C中湿润的红色石蕊试纸变蓝。(4)实验进行一段时间后挤压装置D中的胶头滴管,滴入浓盐酸,发生反应NH3+HCl NH4Cl,氯化铵为白色固体,可看到有白烟生成。(5)由于氨气极易溶于水,尾气处理时要考虑防倒吸,故选E。
7.AD 氨气溶于水,部分与水反应生成一水合氨,一水合氨在水中部分电离出OH-:NH3+H2O NH3·H2O N+OH-,使酚酞溶液变红,故A、D正确;氨气极易溶于水,溶于水后会形成压强差,“喷泉”的产生不能证明NH3与H2O发生了反应,故B错误;将NH3换成CO2,CO2在水中的溶解度较小,产生的压强差也较小,不能产生明显的“喷泉”,故C错误。
8.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一氧化氮气体产生,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.C 反应釜中发生的反应为2NH4HCO3+Na2SO4 (NH4)2SO4+2NaHCO3↓,NaHCO3溶解度小,以晶体形式析出;滤液1中有碳酸氢铵,经过脱氨和脱碳,除去碳酸氢铵,再经过一系列操作得(NH4)2SO4晶体。实验室过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故A正确;NaHCO3受热易分解,所以可采用常温风干,故B正确;60 ℃时碳酸氢铵可迅速分解,100 ℃以上硫酸铵会缓慢分解,所以“脱氨、脱碳”的温度不能超过100 ℃,故C错误;碳酸氢铵与盐酸反应生成二氧化碳气体,硫酸铵与盐酸不反应,故D正确。
2.D 根据Ⅰ中试纸变蓝可知,加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使pH试纸呈蓝色,说明NH4Cl发生了分解反应,A正确;Ⅰ中试纸颜色先变蓝后变红,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,B正确;根据Ⅱ中试纸颜色变化可知,饱和NH4Cl溶液的pH≈5,则Ⅰ中试纸变成红色(pH≈2),是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,C正确;Ⅰ中试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,D错误。
3.D 含氨氮的废水中含有氮元素,直接排放会导致水体富营养化,A错误;微生物在高温下会死亡,不能加快脱氮速率,B错误;步骤a发生的反应为N+2O2 N+H2O+2H+,C错误;化学沉淀法脱氮时,若溶液的碱性过强,镁离子会转化为Mg(OH)2沉淀,从而降低氨氮的去除率,D正确。
4.A 氨气在水中的溶解度大,饱和NaCl溶液中,应先通入氨气,再通入CO2,故应该先点燃装置①的酒精灯,A错误;过量氨气扩散到空气中会造成污染,可用蘸稀硫酸的脱脂棉吸收,B正确;过滤后,滤液中含有氯化铵,向滤液中通入氨气可以增大溶液中铵根离子的浓度,再加入细小的食盐颗粒并降温,可使NH4Cl以晶体的形式析出,C正确;一般固体加热不用烧杯,D正确。
5.答案 (1)圆底烧瓶 (2)Na2SO3+H2SO4 SO2↑+Na2SO4+H2O (3)D (4)SO2+2H2S 3S+2H2O (5)调节分液漏斗的活塞 (6)缺少尾气处理装置
解析
(3)生成的氨气中混有水蒸气,浓硫酸、CaCl2与氨能够发生反应,无水硫酸铜不是干燥剂,所以选择碱石灰干燥氨,故选D。(4)由过程Ⅰ、过程Ⅱ、过程Ⅲ可得到4NH3+3SO2 3S+2N2+6H2O,所以过程Ⅲ的化学方程式为SO2+2H2S 3S+2H2O。(5)可以通过调节分液漏斗的活塞控制液体的加入量来控制气体的生成速率。(6)未反应的混合气体从管式炉中逸出会污染空气,所以缺少尾气处理装置。
6.答案 (1)打开K1滴加浓氨水,再打开K2 2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(2)分液漏斗 平衡气压,使浓氨水顺利滴下
(3)防止E中浓硫酸倒吸进入装置D,影响测定结果
(4) 偏小
解析 装置A用于制备氨气;装置B用于干燥氨气;装置C中氨气和CuO反应生成Cu、N2和H2O;装置D用于吸收H2O,增加的质量为氨气和CuO反应生成的水的质量;装置E吸收装置C中未反应的NH3,同时防止F中的水进入D中;装置F利用排水法收集N2,装置G测量生成的N2的体积。(1)该实验需先制备氨气,然后利用产生的氨气排出装置内的空气,实验开始后,应该先打开K1滴加浓氨水,再打开K2,排出装置内的空气后再点燃酒精灯;结合题意可知装置C的玻璃管中发生反应的化学方程式为2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O。(2)装置A中盛装浓氨水的仪器为分液漏斗;橡胶管a的作用是平衡气压,使浓氨水顺利滴下。(3)装置E的作用是吸收氨气,长导管的作用是防止E中浓硫酸倒吸进入装置D,影响测定结果。(4)测得生成的N2折算成标准状况下的体积为V L,即n(N2)= mol,干燥管D增重m g,则n(H2O)= mol,则氨分子中氮、氢的原子个数比=n(N)∶n(H)=(2× mol)∶( mol×2)=;若不用装置E,F中的水会进入D中,导致测得的水的质量偏大,则测得的氨分子中氮、氢的原子个数比偏小。
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