5.2.2氮及其化合物第2课时新课讲义含答案-20242025学年高一化学同步辅导资料与习题集(人教版2024年必修第二册)

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名称 5.2.2氮及其化合物第2课时新课讲义含答案-20242025学年高一化学同步辅导资料与习题集(人教版2024年必修第二册)
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文件大小 3.3MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-02-25 10:24:38

文档简介

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知识思维导图
第2课时 氨和铵盐
课程学习目标
1.了解氨气的性质、用途和实验室制法;
2.了解铵盐的性质及用途;
3.掌握铵根离子的检验方法。
【新知学习】
知识点01氨气
一.氨的物理性质
1. 色 气味有毒气体,密度比空气 。
溶于水,常温下,1体积水大约可溶解 体积氨气。氨的水溶液叫做 。
氨 液化(液态的氨称为 )。液氨汽化时要 的量的热,使周围温度急剧 ,
因此,液氨常用作 。
2.喷泉实验
(1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,形成压强差,
大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
(2)常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表:
气体 HCl NH3 CO2、SO2、Cl2、H2S NO2+O2
吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 浓NaOH溶液 水
二.氨气的化学性质
1.与水反应
反应原理为 。
氨气溶于水得氨水,显碱性,氨水中含有的粒子有: 、 、 、 、 、 。
NH3·H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为 。
【注意】
①NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,在推断题中作为解题突破口。
②氨水呈碱性,NH3·H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。
2.氨气与酸的反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为 ,将浓盐酸改为 ,也会出现相同的现象。
化学方程式为 、 3。
3.与盐溶液的反应
过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式:
。(氢氧化铝不溶于氨水)
4.氨气的还原性
①催化氧化: 。
②被CuO氧化: 。
③被氯气氧化: 或 。
5.氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热,故用作 。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
知识点02氨气的实验室制法
知识点03铵盐的性质
1.铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体,均易溶于水,其水溶液能导电。
2.铵盐的化学性质
(1)受热易分解

(2)与碱溶液反应
3.用途
①农业领域:氯化铵、硫酸铵、硝酸铵等都是重要的氮肥,能为植物提供氮元素,促进植物茎叶生长,提高农作物产量。
②工业领域:氯化铵在金属焊接中可作助焊剂,去除金属表面的氧化物;硝酸铵可用于制造炸药,是工业炸药的重要原料之一。
③医药领域:氯化铵有祛痰作用,可使痰液易于咳出,用于治疗呼吸道疾病。
④其他领域:硫酸铵在化工生产中可用于制备其他铵盐或作为其他反应的原料;在实验室中,铵盐常用于配制缓冲溶液、进行离子鉴定等。
知识点04 NH4+的检验
.NH的检验

(2)实验探究
实验装置
铵盐溶液 NH4Cl溶液 NH4NO3溶液 (NH4)2SO4溶液
现象
结论 ,离子方程式为
应用 ① ②
【拓展培优】
【问题探究】
一.喷泉实验,
喷泉,指由地下喷射出地面的泉水,是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置(如下图所示)。
(1)如何操作才能引发该喷泉实验?
(2)某同学做课本中喷泉实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,可并未产生喷泉,试分析实验失败可能的原因是什么?
【知识归纳总结1】
1.原理和装置
(1)氨气喷泉实验
形成 原理 当气体接触外部的水或溶液时,由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应,从而使容器内气压迅速降低,在外界大气压作用下,外部液体迅速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。
引发操作 打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。
(2)实验成功的关键——“三要”
①装置气密性——要好。
②烧瓶和气体——要干。
③烧瓶内的氨气——要满。
2.喷泉的常见类型
方法 减小内压法 增大外压法
装置
原理 减小烧瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象 增大锥形瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象
3.常见产生喷泉实验的组合
气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收剂 水或盐酸 水或氢氧化钠溶液 浓氢氧化钠溶液 水
【典例1】(23-24高一下·上海·期中)完成下列问题。
(1)甲、乙两组同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气,根据下图喷泉实验的装置进行实验都观察到美丽的红色喷泉。
根据实验现象说明氨气具有的性质是 ,并用相应的方程式解释: 。
(2)甲、乙两组同学完成喷泉实验后,圆底烧瓶中所得溶液如图所示。请通过分析确认:甲组同学所得氨水的物质的量浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)乙组同学所得氨水的物质的量浓度。
(3)贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处,其原因是 ,写出的检验方法: 。
(变式训练1)(23-24高一下·上海闵行·期中)用干燥的圆底烧瓶收集一瓶氨气,根据下图装置进行实验,先挤压胶头滴管中少量水,再打开止水夹,观察到现象是 。结合化学方程式解释现象: 。
二.氨气的实验室制法和NH的检验,
1.实验室制取氨气时,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么?
2.某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你怎么看?
【知识归纳总结2】
1.氨气的实验室制法
(1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)装置:
(3)氨气制备实验各部分装置的选择:
装置 选择 选择原因
制备 装置 固+固气 反应原理
净化 装置 装有碱石灰的干燥管 NH3具有碱性,不与碱石灰反应
不用浓硫酸和无水氯化钙 NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收
收集 装置 向下排空气法 NH3的密度远小于空气,且常温下不与空气成分反应
不采用排水法 NH3极易溶于水
验满 方法 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色 氨水显碱性
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生 氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒
尾气 处理 试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球 NH3极易溶于水,与酸反应
2.其它实验室制取NH3的简易方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+ 固体NaOH NaOH溶于水放热,促使NH3·H2O分解,且OH-浓度的增大也有利于NH3的生成
浓氨水+ 固体CaO CaO与水反应生成OH-,使溶剂(水)减少; 且反应放热,促使NH3·H2O分解。 化学方程式:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
3.NH的检验方法
(1)原理:
(2)方法:
―→
―→
特别提醒:实验室制备氨气的几个注意事项
(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。
(2)发生装置的试管口略向下倾斜。
(3)由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管口应插入试管的底部。
(4)棉花团上蘸有稀硫酸,既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。
(5)干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
【典例2】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)氨气()的实验室制备、收集装置如下图所示,请回答下列问题:
(1)写出实验室制备氨气的化学方程式 。
(2)图中仪器A的名称是 ;仪器B的名称是 。
(3)氨气的收集方法是向 排空气法。
(4)氨溶于水的喷泉实验体现了氨气 的性质。
(5)氨的水溶液(俗称氨水)能使酚酞溶液变红,说明氨水显 。
(6)氨气可用于 (选填“工业制”或“用作保护气”)。
(变式训练2)(23-24高一下·云南曲靖·期末)我们已经学过氢气、氧气、二氧化碳、氯气、二氧化硫、氨气等气体的制备方法和化学性质。以下是实验室制备、洗涤、干燥气体及进行尾气处理的常见仪器装置。请结合所学知识回答下列问题:
(1)下列气体中,可用碱石灰进行干燥的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)实验室用金属铜与浓硫酸混合加热制取二氧化硫,所选制备装置是 ,尾气处理装置是 。(填字母)
(3)实验室用氯化铵和熟石灰制取氨气,检验氨气的常用方法是 (任写一种)。
(4)将和等物质的量混合后通入品红溶液中,现象为 ,反应的化学方程式为 。
三.氨气和氨水性质小结
(1)NH3是中学阶段所学的唯一的碱性气体,也是中学阶段唯一一种能与酸反应生成盐、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,这在推断题中经常用到。
(2)NH3·H2O是一种弱碱,氨的水溶液(俗称氨水)显弱碱性,能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。
(3)氨水中溶质是NH3·H2O,但在计算时,将NH3视为溶质,注意氨水浓度越大,其密度越小。
(4)NH3还能与其他具有氧化性的物质反应,如氯气、氧化铜、氮氧化物等。2NH3(少量)+3Cl2===N2+6HCl,8NH3(过量)+3Cl2===N2+6NH4Cl,可用于检验输送Cl2的管道是否泄漏;2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,可用于实验室制备氮气;2xNH3+3NOxN2+3xH2O,是治理氮氧化物污染的原理。
2.尾气处理时注意防倒吸
多余的氨气要吸收(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在用水吸收氨气时要防止倒吸,常采用的装置有:
【典例3】(23-24高一下·江西九江·期中)下列关于氨水的叙述正确的是
A.氨水显碱性,能使酚酞溶液变蓝
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1mol
(变式训练3)(23-24高一下·全国·课后作业)清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出:“鼻冲水, 贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药方不减 唯以此水瓶口对鼻吸其气,即遍身麻颤出汗而愈,虚弱者忌之。宜外用,勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是
A.鼻冲水是弱碱
B.鼻冲水滴入酚酞溶液中,溶液变红色
C.鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D.存在平衡:NH3+H2ONH3·H2O+OH-
【课堂检测】
一、单选题
1.(23-24高一下·四川达州·阶段练习)下列物质的性质、用途均正确且有对应关系的是
A.浓硫酸有吸水性,可用于干燥 NH3 和 NO2
B.液氨气化吸收大量的热,液氨可用作制冷剂
C.NH4HCO3 受热易分解,可用作氮肥
D.铁与浓硫酸不反应,可用铁槽车贮运浓硫酸
2.(23-24高一下·北京房山·期中)2024年1月,我国开启了中国第一艘氨/柴油双燃料动力拖船的建造。下列关于氨(NH3)的说法中不合理的是
A.氨属于单质 B.氨具有还原性
C.氨易液化便于存储 D.用氨作燃料可降低碳排放
3.(23-24高一下·天津滨海新·期末)下列关于氨及铵盐的叙述正确的是
A.氨是一种无色无味极易溶于水的气体
B.氨沸点低,很容易液化,液氨可用作制冷剂
C.所有铵盐受热均可以分解,产物均有氨
D.受热易分解,因此可用作化肥
4.(23-24高一下·山西朔州·期中)氨能被氧气氧化,经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是
A.浓氨水具有挥发性
B.锥形瓶中会有白烟产生,其主要成分是硝酸铵
C.若丝始终保持红热,则该反应放热,催化剂是
D.锥形瓶口有少量红棕色气体出现,图中反应为
5.(23-24高一下·天津·期中)下列气体能用浓硫酸干燥的是
A. B. C. D.HI
6.(23-24高一下·安徽·阶段练习)常温下,下列各组气体可以大量共存的是
A.、 B.、HCl C.、 D.、
7.(23-24高一下·陕西安康·期中)下列实验操作、现象和结论均正确的是
实验操作 现象 结论
A Cu片插入FeCl3溶液 铜片逐渐溶解,溶液变蓝 铁比铜还原性强
B 用两根玻璃棒分别蘸取浓硝酸和浓氨水并靠近 产生白雾 浓硝酸有挥发性
C 向Na2CO3溶液中滴加盐酸,产生的气体通入Na2SiO3溶液 产生白色沉淀 非金属性C>Si
D 浓硫酸滴入蔗糖中,产生的气体通入澄清石灰水 蔗糖变黑膨胀,澄清石灰水变浑浊 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
8.(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A.装置甲:制取并收集纯净NH3 B.装置乙:检验的漂白性
C.装置丙:除去CO2中的SO2 D.装置丁:制取NaHCO3
9.(23-24高一下·河北张家口·期中)如图所示是探究有关NH3性质的两个实验,下列说法正确的是
A.两个实验均说明了氨气极易溶于水
B.实验一能说明氨气的水溶液显碱性
C.实验二中白烟的成分属于共价化合物
D.实验二中浓盐酸换成浓硫酸也能产生白烟
10.(23-24高一下·福建福州·期中)下列过程,观察不到颜色变化的是
A.气体暴露在空气中 B.通入品红溶液
C.往氨水中滴加酚酞 D.往稀硫酸中通入氨气
11.(23-24高一下·安徽池州·期中)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.与水反应:
B.将融入过量冷氨水中:
C.铜与浓硝酸反应:
D.向溶液中加入过量NaOH溶液并加热:
12.(2020高三·全国·专题练习)下列实验能达到预期目的的是
选项 实验内容 实验目的
A 向某未知溶液中加入溶液后,再加入稀硝酸,观察沉淀的生成 检验是否含有
B 向某未知溶液中加入固体,加热,在试管口用湿润的蓝色石蕊试纸检验 检验是否含有
C 加热分别用和漂白后的品红溶液 探究和漂白原理的不同
D 加热盛有浓硫酸和铜的试管 探究浓硫酸的脱水性
A.A B.B C.C D.D
13.(23-24高一下·四川·期中)分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度,氮元素的价类二维图如图所示,下列说法错误的是
A.c、d都不是酸性氧化物
B.“雷雨发庄稼”转化过程:a→c→d→e
C.b与e反应生成f的过程属于固氮反应
D.绝大多数f易溶于水,受热易分解
14.(23-24高一下·四川眉山·阶段练习)下列关于物质检验或推断一定正确的是
A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,则溶液中无Fe2+
B.对某溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰,则该溶液中无K+
C.向某溶液中滴加盐酸,能产生无色能使品红溶液褪色的气体,则原溶液中一定存在
D.向某溶液中滴加NaOH溶液,加热,若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明原溶液中一定存在
二、解答题
15.(23-24高一下·安徽·阶段练习)某化学兴趣小组制备并收集一定量干燥的,同时验证其部分化学性质,装置如图所示。
(1)实验室可用多种方法制备,若使用、制备,则装置A中气体发生器应使用 (填“a”或“b”),相应反应的化学方程式为 。
(2)B中干燥剂的成分是 ,C是收集装置,但有缺陷,修正的方法是 。
(3)装置D中固体由黑色变成红色,同时还有气体单质生成,则装置D中反应的化学方程式为 ,该装置可验证具有 (填“氧化”或“还原”)性,反应前装置E中放入的石蕊试纸的颜色应为 ,装置E验证具有的性质是 。
(4)当实验进行一段时间后,缓慢挤压装置F中的胶头滴管,滴入1~2滴浓硝酸,可观察到的现象是 。
(5)装置C修正后,该套装置还存在一处明显缺陷,该缺陷是 。
16.(23-24高一下·吉林长春·期中)以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量废渣,合理利用废渣可以减少环境污染,变废为宝。工业上利用废渣(含、的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红,同时回收,具体生产流程如图:
(1)在“废渣溶解”操作时,应选用___________(填标号)溶解。
A.水 B.氢氧化钠溶液 C.盐酸 D.硫酸
(2)“过滤”操作所用到的玻璃仪器有 。
(3)为了提高废渣的浸取率,可采取的措施有哪些? (至少写出两点)。
(4)写出一种回收到的滤液的用途: 。
(5)物质A的作用是 ,工业上物质A最好选用 (填标号)。
A.空气    B.    C.     D.
写出所选用试剂发生反应的离子方程式: 。
(6)根据如图所示的有关数据,你认为工业上进行“氧化”操作时应控制的条件有 (从温度、pH和氧化时间三方面说明)。
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知识思维导图
第2课时 氨和铵盐
课程学习目标
1.了解氨气的性质、用途和实验室制法;
2.了解铵盐的性质及用途;
3.掌握铵根离子的检验方法。
【新知学习】
知识点01氨气
一.氨的物理性质
1. 无 色 刺激性 气味有毒气体,密度比空气小。
极易 溶于水,常温下,1体积水大约可溶解 700 体积氨气。氨的水溶液叫做 氨水 。
氨 易 液化(液态的氨称为 液氨 )。液氨汽化时要 吸收 的量的热,使周围温度急剧 下降 ,
因此,液氨常用作 制冷剂 。
2.喷泉实验
(1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,形成压强差,
大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
(2)常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表:
气体 HCl NH3 CO2、SO2、Cl2、H2S NO2+O2
吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 浓NaOH溶液 水
二.氨气的化学性质
1.与水反应
反应原理为NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-。
氨气溶于水得氨水,显碱性,氨水中含有的粒子有:NH3·H2O、H2O、NH3、NH4+、OH-、H+。
NH3·H2O为可溶性一元弱碱,不稳定,易分解,化学方程式为NH3·H2ONH3↑+H2O。
【注意】
①NH3是中学化学中唯一的碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,在推断题中作为解题突破口。
②氨水呈碱性,NH3·H2O属于一元弱碱,计算氨水的浓度时,溶质按NH3进行计算。
2.氨气与酸的反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,其现象为有白烟生成,将浓盐酸改为浓硝酸,也会出现相同的现象。
化学方程式为HCl+NH3===NH4Cl、 NH3+HNO3===NH4NO3。
3.与盐溶液的反应
过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+。(氢氧化铝不溶于氨水)
4.氨气的还原性
①催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O。
②被CuO氧化:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。
③被氯气氧化:2NH3+3Cl2===N2+6HCl或8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl。
5.氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热,故用作制冷剂。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
知识点02氨气的实验室制法
知识点03铵盐的性质
1.铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体,均易溶于水,其水溶液能导电。
2.铵盐的化学性质
(1)受热易分解
NH4ClNH3↑+HCl ; NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
(2)与碱溶液反应NH4++OH-NH3↑+H2O
3.用途
①农业领域:氯化铵、硫酸铵、硝酸铵等都是重要的氮肥,能为植物提供氮元素,促进植物茎叶生长,提高农作物产量。
②工业领域:氯化铵在金属焊接中可作助焊剂,去除金属表面的氧化物;硝酸铵可用于制造炸药,是工业炸药的重要原料之一。
③医药领域:氯化铵有祛痰作用,可使痰液易于咳出,用于治疗呼吸道疾病。
④其他领域:硫酸铵在化工生产中可用于制备其他铵盐或作为其他反应的原料;在实验室中,铵盐常用于配制缓冲溶液、进行离子鉴定等。
知识点04 NH4+的检验
NH的检验
未知液加入强碱共热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,则证明含NH4+。
(2)实验探究
实验装置
铵盐溶液 NH4Cl溶液 NH4NO3溶液 (NH4)2SO4溶液
现象 __试管中有气泡产生,试纸变蓝__
结论 __铵盐与强碱反应生成氨气__,离子方程式为__NH+OH-NH3↑+H2O__
应用 ①__检验铵根离子的存在__ ②__制取氨__
【拓展培优】
【问题探究】
一.喷泉实验,
喷泉,指由地下喷射出地面的泉水,是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置(如下图所示)。
(1)如何操作才能引发该喷泉实验?
打开止水夹,用手(或热毛巾等)焐热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水)
(2)某同学做课本中喷泉实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,可并未产生喷泉,试分析实验失败可能的原因是什么?
①装置气密性不好;②收集的NH3纯度较低;③烧瓶不干燥等。
【知识归纳总结1】
1.原理和装置
(1)氨气喷泉实验
形成 原理 当气体接触外部的水或溶液时,由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应,从而使容器内气压迅速降低,在外界大气压作用下,外部液体迅速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。
引发操作 打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。
(2)实验成功的关键——“三要”
①装置气密性——要好。
②烧瓶和气体——要干。
③烧瓶内的氨气——要满。
2.喷泉的常见类型
方法 减小内压法 增大外压法
装置
原理 减小烧瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象 增大锥形瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象
3.常见产生喷泉实验的组合
气体 NH3 HCl SO2、CO2、NO2、Cl2 NO2和O2
吸收剂 水或盐酸 水或氢氧化钠溶液 浓氢氧化钠溶液 水
【典例1】(23-24高一下·上海·期中)完成下列问题。
(1)甲、乙两组同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气,根据下图喷泉实验的装置进行实验都观察到美丽的红色喷泉。
根据实验现象说明氨气具有的性质是 ,并用相应的方程式解释: 。
(2)甲、乙两组同学完成喷泉实验后,圆底烧瓶中所得溶液如图所示。请通过分析确认:甲组同学所得氨水的物质的量浓度 (填“大于”“小于”或“等于”)乙组同学所得氨水的物质的量浓度。
(3)贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处,其原因是 ,写出的检验方法: 。
【答案】(1) 氨气易溶于水,其水溶液显碱性
(2)等于
(3) 铵盐受热易分解 取少量溶液,加入氢氧化钠溶液,加热,放出的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明含有
【详解】(1)形成喷泉,说明氨气易溶于水;酚酞遇碱变红,形成红色喷泉,说明氨气具有碱性,;
(2)溶解氨气的体积和形成溶液的体积相等,设溶解氨气的体积为V,形成溶液的体积也是V,氨气的物质的量为,形成溶液的浓度为=mol/L,所以形成溶液的浓度与溶液体积无关,甲组同学所得氨水的物质的量浓度等于乙组同学所得氨水的物质的量浓度。
(3)铵盐受热易分解,所以贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉通风处。的和碱反应放出氨气,取少量溶液,加入氢氧化钠溶液,加热,放出的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明含有。
(变式训练1)(23-24高一下·上海闵行·期中)用干燥的圆底烧瓶收集一瓶氨气,根据下图装置进行实验,先挤压胶头滴管中少量水,再打开止水夹,观察到现象是 。结合化学方程式解释现象: 。
【答案】 烧瓶内形成红色喷泉 ,NH3易溶于水,与水反应生成一水合氨,显碱性,使烧瓶中的压强减小,烧杯中的水在大气压作用之下进入烧瓶,形成红色喷泉
【详解】氨气极易溶于水,轻轻挤压滴管,使少量水进入烧瓶,与水反应生成一水合氨,显碱性,打开止水夹,观察到的现象是烧瓶内形成红色喷泉,出现这一现象的原因是NH3易溶于水,使烧瓶中的压强减小,烧杯中的水在大气压作用之下进入烧瓶,形成红色喷泉。
二.氨气的实验室制法和NH的检验,
1.实验室制取氨气时,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么?
消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,在加热条件下还会腐蚀试管。
2.某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你怎么看?
不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl,得不到氨气。
【知识归纳总结2】
1.氨气的实验室制法
(1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)装置:
(3)氨气制备实验各部分装置的选择:
装置 选择 选择原因
制备 装置 固+固气 反应原理
净化 装置 装有碱石灰的干燥管 NH3具有碱性,不与碱石灰反应
不用浓硫酸和无水氯化钙 NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收
收集 装置 向下排空气法 NH3的密度远小于空气,且常温下不与空气成分反应
不采用排水法 NH3极易溶于水
验满 方法 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色 氨水显碱性
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生 氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒
尾气 处理 试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球 NH3极易溶于水,与酸反应
2.其它实验室制取NH3的简易方法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
浓氨水+ 固体NaOH NaOH溶于水放热,促使NH3·H2O分解,且OH-浓度的增大也有利于NH3的生成
浓氨水+ 固体CaO CaO与水反应生成OH-,使溶剂(水)减少; 且反应放热,促使NH3·H2O分解。 化学方程式:NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2
3.NH的检验方法
(1)原理:
(2)方法:
―→
―→
特别提醒:实验室制备氨气的几个注意事项
(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。
(2)发生装置的试管口略向下倾斜。
(3)由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管口应插入试管的底部。
(4)棉花团上蘸有稀硫酸,既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。
(5)干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
【典例2】(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)氨气()的实验室制备、收集装置如下图所示,请回答下列问题:
(1)写出实验室制备氨气的化学方程式 。
(2)图中仪器A的名称是 ;仪器B的名称是 。
(3)氨气的收集方法是向 排空气法。
(4)氨溶于水的喷泉实验体现了氨气 的性质。
(5)氨的水溶液(俗称氨水)能使酚酞溶液变红,说明氨水显 。
(6)氨气可用于 (选填“工业制”或“用作保护气”)。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) 试管 酒精灯
(3)下
(4)极易溶于水
(5)碱性
(6)工业制
【分析】左侧装置为氨气的发生装置,试管中反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O,氨气极易溶于水,密度比空气小,用向下排空法收集;
【详解】(1)实验室制备氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)仪器A的名称是试管;仪器B的名称是酒精灯;
(3)氨气的密度比空气小,收集方法是向下排空气法;
(4)氨溶于水的喷泉实验体现了氨气极易溶于水的性质;
(5)氨的水溶液(俗称氨水)能使酚酞溶液变红,说明氨水显碱性;
(6)氨气可用于工业制,基本原理是氨气催化氧化为NO,NO和O2反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO。
(变式训练2)(23-24高一下·云南曲靖·期末)我们已经学过氢气、氧气、二氧化碳、氯气、二氧化硫、氨气等气体的制备方法和化学性质。以下是实验室制备、洗涤、干燥气体及进行尾气处理的常见仪器装置。请结合所学知识回答下列问题:
(1)下列气体中,可用碱石灰进行干燥的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)实验室用金属铜与浓硫酸混合加热制取二氧化硫,所选制备装置是 ,尾气处理装置是 。(填字母)
(3)实验室用氯化铵和熟石灰制取氨气,检验氨气的常用方法是 (任写一种)。
(4)将和等物质的量混合后通入品红溶液中,现象为 ,反应的化学方程式为 。
【答案】(1)AD
(2) B E
(3)用湿润的红色石蕊试纸,若变蓝,证明是氨气
(4) 品红不会褪色
【详解】(1)碱石灰不能干燥酸性气体,氢气为中性气体,为碱性气体,、为酸性气体,故选AD;
(2)实验室用金属铜与浓硫酸混合加热制取二氧化硫,固体+液体加热装置,所选制备装置为B,用氢氧化钠溶液吸收尾气,尾气处理装置是E;
(3)检验氨气的常用方法:用湿润的红色石蕊试纸,若变蓝,证明是氨气;
(4)将和等物质的量混合后通入品红溶液中,和恰好反应完全,现象为品红不会褪色,反应的化学方程式为。
三.氨气和氨水性质小结
(1)NH3是中学阶段所学的唯一的碱性气体,也是中学阶段唯一一种能与酸反应生成盐、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,这在推断题中经常用到。
(2)NH3·H2O是一种弱碱,氨的水溶液(俗称氨水)显弱碱性,能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。
(3)氨水中溶质是NH3·H2O,但在计算时,将NH3视为溶质,注意氨水浓度越大,其密度越小。
(4)NH3还能与其他具有氧化性的物质反应,如氯气、氧化铜、氮氧化物等。2NH3(少量)+3Cl2===N2+6HCl,8NH3(过量)+3Cl2===N2+6NH4Cl,可用于检验输送Cl2的管道是否泄漏;2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,可用于实验室制备氮气;2xNH3+3NOxN2+3xH2O,是治理氮氧化物污染的原理。
2.尾气处理时注意防倒吸
多余的氨气要吸收(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在用水吸收氨气时要防止倒吸,常采用的装置有:
【典例3】(23-24高一下·江西九江·期中)下列关于氨水的叙述正确的是
A.氨水显碱性,能使酚酞溶液变蓝
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3(除水外)
D.1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH物质的量之和为1mol
【答案】D
【详解】A.氨水显碱性,能使酚酞溶液变红,故A错误;
B.氨水为氨气的水溶液,为混合物,液氨为纯净物,成分不相同,故B错误;
C.氨水中有氨分子、水分子和一水合氨分子,除水外物质的量浓度最大的粒子是NH3 H2O,故C错误;
D.氨水中N元素存在微粒有:NH3、NH、NH3 H2O,根据N元素守恒,1L 1mol L的氨水中NH3、NH、NH3 H2O的物质的量之和为1mol,故D正确;
答案选D。
(变式训练3)(23-24高一下·全国·课后作业)清代《本草纲目拾遗》中关于“鼻冲水(氨水)”的记载明确指出:“鼻冲水, 贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药方不减 唯以此水瓶口对鼻吸其气,即遍身麻颤出汗而愈,虚弱者忌之。宜外用,勿服。”下列有关“鼻冲水”的推断不正确的是
A.鼻冲水是弱碱
B.鼻冲水滴入酚酞溶液中,溶液变红色
C.鼻冲水中含有分子和离子的种类为6种
D.存在平衡:NH3+H2ONH3·H2O+OH-
【答案】A
【详解】A.鼻冲水为氨水,氨水中的主要成分NH3·H2O为弱碱,氨水本身为混合物,A错误;
B.氨水溶液显碱性可以使酚酞溶液变红,B正确;
C.氨水中含有的分子为NH3、H2O、NH3·H2O,离子有、OH-、H+,共六种,C正确;
D.氨水中存在如下反应:NH3+H2ONH3·H2O+OH-,D正确;
故选A。
【课堂检测】
一、单选题
1.(23-24高一下·四川达州·阶段练习)下列物质的性质、用途均正确且有对应关系的是
A.浓硫酸有吸水性,可用于干燥 NH3 和 NO2
B.液氨气化吸收大量的热,液氨可用作制冷剂
C.NH4HCO3 受热易分解,可用作氮肥
D.铁与浓硫酸不反应,可用铁槽车贮运浓硫酸
【答案】B
【详解】A.浓硫酸有吸水性,可做干燥剂,但不能干燥碱性气体 NH3,A不符合题意;
B.液氨气化吸收大量的热,所以液氨可用作制冷剂,B符合题意;
C.NH4HCO3可用作氮肥是因为含有氮元素,与它受热易分解无关,C不符合题意;
D.常温下铁与浓硫酸发生钝化,因此可用铁槽车贮运浓硫酸,钝化是化学变化,D不符合题意;
答案选B。
2.(23-24高一下·北京房山·期中)2024年1月,我国开启了中国第一艘氨/柴油双燃料动力拖船的建造。下列关于氨(NH3)的说法中不合理的是
A.氨属于单质 B.氨具有还原性
C.氨易液化便于存储 D.用氨作燃料可降低碳排放
【答案】A
【详解】A.氨的化学式为NH3,它是由N、H两种元素组成的化合物,A 不合理;
B.由题意可知,氨可作燃料,则氨具有还原性,B合理;
C.氨在加压或降温时易液化,便于存储,C合理;
D.用氨作燃料时可产生N2和水,没有碳的氧化物生成,可降低碳排放,D合理;
故选A。
3.(23-24高一下·天津滨海新·期末)下列关于氨及铵盐的叙述正确的是
A.氨是一种无色无味极易溶于水的气体
B.氨沸点低,很容易液化,液氨可用作制冷剂
C.所有铵盐受热均可以分解,产物均有氨
D.受热易分解,因此可用作化肥
【答案】B
【详解】A.氨气是一种无色有刺激性气味极易溶于水的气体,故A错误;
B.氨沸点低,很容易液化,液氨气化时会吸收热量使周围环境的温度降低,可用作制冷剂,故B正确;
C.硝酸铵受热分解生成一氧化二氮和水,反应中没有氨气生成,故C错误;
D.碳酸氢铵可用作化肥是因为碳酸氢铵中含有氮元素,与受热易分解无关,故D错误;
故选B。
4.(23-24高一下·山西朔州·期中)氨能被氧气氧化,经一系列反应得到硝酸。分析如图实验所得结论错误的是
A.浓氨水具有挥发性
B.锥形瓶中会有白烟产生,其主要成分是硝酸铵
C.若丝始终保持红热,则该反应放热,催化剂是
D.锥形瓶口有少量红棕色气体出现,图中反应为
【答案】D
【分析】浓氨水易挥发出氨气,在红热的铂丝表面催化氧化生成一氧化氮和水,反应放热能使铂丝保持红热,一氧化氮在瓶口和氧气反应生成二氧化氮红棕色气体。
【详解】A.浓氨水易挥发出氨气在铂丝表面反应,故A项正确;
B.浓氨水易挥发出氨气在铂丝表面反应,生成NO,一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸与氨反应生成硝酸铵,故B项正确;
C.Pt是催化剂,由于该反应放热,故Pt丝始终保持红热,故C项正确;
D.锥形瓶口有少量红棕色气体出现,证明氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮,反应的化学方程式:4NH3+5O2=4NO+6H2O,故D项错误;
故本题选D。
5.(23-24高一下·天津·期中)下列气体能用浓硫酸干燥的是
A. B. C. D.HI
【答案】B
【详解】浓硫酸具有酸性,能与碱性气体NH3反应,同时具有强氧化性,能与还原性气体H2S、HI反应,故NH3、H2S和HI不能用浓硫酸干燥,而CO2为酸性气体且不要浓硫酸反应,能够用浓硫酸干燥,故答案为:B。
6.(23-24高一下·安徽·阶段练习)常温下,下列各组气体可以大量共存的是
A.、 B.、HCl C.、 D.、
【答案】C
【详解】A.、混合会发生爆炸,不能大量共存,A不符合题意;
B.、HCl会反应生成氯化铵,不能大量共存,B不符合题意;
C.、在有水存在的条件下才可以反应,故、可大量共存,C符合题意;
D.、会反应生成单质硫和水,不能大量共存,D不符合题意;
故选C。
7.(23-24高一下·陕西安康·期中)下列实验操作、现象和结论均正确的是
实验操作 现象 结论
A Cu片插入FeCl3溶液 铜片逐渐溶解,溶液变蓝 铁比铜还原性强
B 用两根玻璃棒分别蘸取浓硝酸和浓氨水并靠近 产生白雾 浓硝酸有挥发性
C 向Na2CO3溶液中滴加盐酸,产生的气体通入Na2SiO3溶液 产生白色沉淀 非金属性C>Si
D 浓硫酸滴入蔗糖中,产生的气体通入澄清石灰水 蔗糖变黑膨胀,澄清石灰水变浑浊 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.Cu片插入FeCl3溶液,可观察到铜片逐渐溶解,溶液变蓝,是由于发生了反应2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2,只能说明Fe3+的氧化性强于Cu2+或Cu的还原性强于Fe2+,不能得出铁比铜还原性强,A不合题意;
B.由于浓硝酸和浓氨水均易挥发,挥发出的NH3和HNO3反应生成NH4NO3小颗粒,形成白烟而不是白雾,B不合题意;
C.由于盐酸具有挥发性,故向Na2CO3溶液中滴加盐酸,产生的气体通入Na2SiO3溶液,可观察到产生白色沉淀,只能说明HCl的酸性强于H2CO3,得不出酸性H2CO3>H2SiO3,因而也得不出非金属性C>Si,C不合题意;
D.浓硫酸滴入蔗糖中,产生的气体通入澄清石灰水,由于浓硫酸具有脱水性因而蔗糖变黑,同时C和浓硫酸反应生成CO2、SO2等气体而膨胀,可观察到澄清石灰水变浑浊,因而可以证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,D符合题意;
故答案为:D。
8.(23-24高一下·湖南长沙·阶段练习)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A.装置甲:制取并收集纯净NH3 B.装置乙:检验的漂白性
C.装置丙:除去CO2中的SO2 D.装置丁:制取NaHCO3
【答案】C
【详解】A.氨气的密度小于空气,应该采用向下排空气法收集氨气,收集装置中导气管应该伸入试管底部,且氨气会被氯化钙反应吸收,不能使用氯化钙干燥氨气,A错误;
B.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性的物质,该实验能证明二氧化硫具有还原性,不能证明二氧化硫具有漂白性,B错误;
C.二氧化硫和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,能除去CO2中的SO2,C正确;
D.氨气极易溶于水、二氧化碳在水中溶解度较小,氨气和二氧化碳的进气管应该换一下,D错误;
故选C。
9.(23-24高一下·河北张家口·期中)如图所示是探究有关NH3性质的两个实验,下列说法正确的是
A.两个实验均说明了氨气极易溶于水
B.实验一能说明氨气的水溶液显碱性
C.实验二中白烟的成分属于共价化合物
D.实验二中浓盐酸换成浓硫酸也能产生白烟
【答案】B
【分析】实验一是氨气的喷泉实验,证明氨气极易溶于水,形成的一水合氨是弱碱,使酚酞溶液变红色,证明氨气是碱性气体;实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒,证明浓氨水易挥发,氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵,证明氨气是碱性气体。
【详解】A.实验一说明氨气极易溶于水,实验二说明浓氨水的易挥发性,A错误;
B.酚酞变成红色,说明氨气的水溶液呈碱性,B正确;
C.白烟是氯化铵,氯化铵是离子化合物,C错误;
D.浓硫酸为高沸点酸,不具备挥发性,不能产生白烟,D错误;
答案选B。
10.(23-24高一下·福建福州·期中)下列过程,观察不到颜色变化的是
A.气体暴露在空气中 B.通入品红溶液
C.往氨水中滴加酚酞 D.往稀硫酸中通入氨气
【答案】D
【详解】A.NO气体暴露在空气中,NO与O2反应生成NO2,气体颜色由无色变为红棕色,A错误;
B.SO2具有漂白性,能漂白品红溶液,SO2通入品红溶液中,品红溶液红色褪去,B错误;
C.氨水呈碱性,氨水中滴加酚酞,溶液由无色变为红色,C错误;
D.往稀硫酸中通入氨气,硫酸与氨气反应生成硫酸铵,无颜色变化,D正确;
故答案选D。
11.(23-24高一下·安徽池州·期中)下列指定反应的离子方程式正确的是
A.与水反应:
B.将融入过量冷氨水中:
C.铜与浓硝酸反应:
D.向溶液中加入过量NaOH溶液并加热:
【答案】B
【详解】A.NO2与H2O反应生成NO和HNO3,离子方程式为3NO2+H2O=NO+2H++2,A错误;
B.将融入过量冷氨水中,发生酸性氧化物和碱的反应,生成盐和水,由于氨水过量,得到亚硫酸根和铵根,选项所给离子方程式正确,B正确;
C.浓硝酸和铜反应,硝酸的还原产物为NO2,正确的离子方程式为Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O,C错误;
D.向溶液中加入过量NaOH溶液并加热,氢氧根除了和铵根反应生成氨气和水还会和碳酸氢根反应生成碳酸根,正确的离子方程式为++2OH =+NH3↑+2H2O,D错误;
本题选B。
12.(2020高三·全国·专题练习)下列实验能达到预期目的的是
选项 实验内容 实验目的
A 向某未知溶液中加入溶液后,再加入稀硝酸,观察沉淀的生成 检验是否含有
B 向某未知溶液中加入固体,加热,在试管口用湿润的蓝色石蕊试纸检验 检验是否含有
C 加热分别用和漂白后的品红溶液 探究和漂白原理的不同
D 加热盛有浓硫酸和铜的试管 探究浓硫酸的脱水性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.向某未知溶液中加入溶液,再加入稀硝酸,产生的沉淀可能为,也可能为,因此无法检验是否含有,A错误;
B.向某未知溶液中加入固体,加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,若变蓝,则表明生成,即含有,B错误;
C.的漂白产物不稳定,受热后会分解重新生成品红,HClO的漂白不可逆,因此加热分别用和HClO漂白后的品红溶液,可以探究和HClO漂白原理的不同,C正确;
D.加热盛有浓硫酸和铜的试管,浓硫酸和铜发生氧化还原反应生成硫酸铜、和水,因此可用于探究浓硫酸的强氧化性和酸性,D错误;
答案选C。
13.(23-24高一下·四川·期中)分类观和价态观是研究物质性质的两个重要维度,氮元素的价类二维图如图所示,下列说法错误的是
A.c、d都不是酸性氧化物
B.“雷雨发庄稼”转化过程:a→c→d→e
C.b与e反应生成f的过程属于固氮反应
D.绝大多数f易溶于水,受热易分解
【答案】C
【分析】根据价类二维图可以判断:a为N2、b为NH3、c为NO、d为NO2或N2O4、e为HNO3、f为铵盐,据此解答。
【详解】A.NO、NO2为不成盐氧化物,所以均不是酸性氧化物,A正确;
B.“雷雨发庄稼”转化过程为N2→NO→NO2→HNO3,植物吸收,补充氮元素,B正确;
C.固氮过程为N2转化为含氮化合物的过程,氨气和硝酸反应生成硝酸铵不属于氮的固定,C错误;
D.铵盐易溶于水,且大多数受热易分解,D正确;
故答案选C。
14.(23-24高一下·四川眉山·阶段练习)下列关于物质检验或推断一定正确的是
A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,则溶液中无Fe2+
B.对某溶液进行焰色试验,观察到黄色火焰,则该溶液中无K+
C.向某溶液中滴加盐酸,能产生无色能使品红溶液褪色的气体,则原溶液中一定存在
D.向某溶液中滴加NaOH溶液,加热,若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明原溶液中一定存在
【答案】D
【详解】A.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈现红色,说明含有Fe3+,但无法证明溶液中无Fe2+,可加入铁氰化钾溶液若无蓝色沉淀产生,才能说明无Fe2+,故A错误;
B.焰色反应是元素的性质,则对某溶液进行焰色反应,观察到黄色的火焰说明含有钠元素,但未透过蓝色钴玻璃观察,不能说明溶液中无K+,故B错误;
C.、都能与盐酸反应生成使品红溶液褪色的二氧化硫气体,则能产生无色能使品红溶液褪色的气体不能说明原溶液中一定存在,故C错误;
D.向某溶液中滴加氢氧化钠溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为氨气,说明原溶液中一定存在铵根离子,故D正确;
故选D。
二、解答题
15.(23-24高一下·安徽·阶段练习)某化学兴趣小组制备并收集一定量干燥的,同时验证其部分化学性质,装置如图所示。
(1)实验室可用多种方法制备,若使用、制备,则装置A中气体发生器应使用 (填“a”或“b”),相应反应的化学方程式为 。
(2)B中干燥剂的成分是 ,C是收集装置,但有缺陷,修正的方法是 。
(3)装置D中固体由黑色变成红色,同时还有气体单质生成,则装置D中反应的化学方程式为 ,该装置可验证具有 (填“氧化”或“还原”)性,反应前装置E中放入的石蕊试纸的颜色应为 ,装置E验证具有的性质是 。
(4)当实验进行一段时间后,缓慢挤压装置F中的胶头滴管,滴入1~2滴浓硝酸,可观察到的现象是 。
(5)装置C修正后,该套装置还存在一处明显缺陷,该缺陷是 。
【答案】(1) a
(2) 碱石灰 将右侧导管延长至接近集气瓶底部
(3) 还原 红色 碱性
(4)产生白烟
(5)缺少尾气吸收装置,会污染空气
【分析】气体发生器生成氨气,生成的氨气经过B中干燥剂干燥后进入C中被收集,随后进入D中与CuO在加热条件下反应生成铜单质、氮气和水,氨气与水反应生成一水合氨呈碱性,E中湿润石蕊试纸变蓝,氨气与浓硝酸反应生成硝酸铵,F中产生白烟。
【详解】(1)若使用氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气,这是固体与固体的反应,应该使用装置a,两者反应生成氨气、水和氯化钙,化学方程式为。
(2)B中干燥剂能干燥氨气且不与氨气反应,则干燥剂成分为碱石灰。氨气密度小于空气,应该用向下排空气法收集,因此氨气应该从短导管进去,空气从长导管出,故将右侧导管延长至接近集气瓶底部。
(3)装置D中黑色固体变成红色,同时有气体单质生成,则是CuO被氨气还原生成了Cu,NH3被氧化生成了氮气,结合反应物的元素可知还有水生成,化学方程式为。该反应中NH3中的N失电子体现还原性。反应前装置E中放入的石蕊试纸颜色为红色,通入氨气后生成一水合氨,试纸变蓝色。装置E能证明NH3具有碱性。
(4)实验进行一段时间后,F中充满氨气,缓慢挤压装置F中的胶头滴管,滴入1-2滴浓硝酸,氨气和浓硝酸反应生成硝酸铵,可观察到瓶中产生白烟。
(5)装置C修正后该套装置还存在一处明显缺陷,该缺陷是该装置缺少尾气处理装置,会污染空气。
16.(23-24高一下·吉林长春·期中)以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量废渣,合理利用废渣可以减少环境污染,变废为宝。工业上利用废渣(含、的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红,同时回收,具体生产流程如图:
(1)在“废渣溶解”操作时,应选用___________(填标号)溶解。
A.水 B.氢氧化钠溶液 C.盐酸 D.硫酸
(2)“过滤”操作所用到的玻璃仪器有 。
(3)为了提高废渣的浸取率,可采取的措施有哪些? (至少写出两点)。
(4)写出一种回收到的滤液的用途: 。
(5)物质A的作用是 ,工业上物质A最好选用 (填标号)。
A.空气    B.    C.     D.
写出所选用试剂发生反应的离子方程式: 。
(6)根据如图所示的有关数据,你认为工业上进行“氧化”操作时应控制的条件有 (从温度、pH和氧化时间三方面说明)。
【答案】(1)D
(2)漏斗、烧杯、玻璃棒
(3)将废渣粉碎、加热、搅拌等
(4)肥料、医药、染色剂等
(5) 把氧化成 A
(6)溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化时间控制在4~6h之间
【分析】废渣含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO,将废渣溶解,溶解时加入的物质能溶解废渣但不能引入杂质;然后向溶液中加入A,A具有氧化性,能氧化亚铁离子但不能引入新的杂质且原料易得、成本低,应为空气中的氧气,然后向溶液中加入氨水,溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾,同时溶液中镁离子、钙离子形成氢氧化钙、氢氧化镁、硫酸钙等会结晶析出,采用过滤方法分离得到铵黄铁矾和滤液;将滤液蒸发浓缩回收硫酸铵;将铵黄铁矾溶于水得到溶液,然后向溶液中加入氨水,得到氢氧化铁沉淀,过滤得到滤渣,将滤渣加热灼烧得到铁红。
【详解】(1)溶解废渣的溶剂应该是能溶解废渣且不引入新的杂质,氨水和NaOH不能溶解CaO和MgO,稀盐酸能溶解废渣但引入杂质,稀硫酸能溶解废渣且不引入新的杂质,答案选D;
(2)“过滤”操作所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;
(3)为了提高废渣的浸取率,可采取的措施有:将废渣粉碎、适当加热、搅拌等;
(4)回收到的滤液主要成分是硫酸铵,可以作肥料、医药、染色剂等;
(5)A是氧化剂,具有氧化性,能氧化亚铁离子;
但不能引入新的杂质且原料易得、成本低,不产生污染,氯气、二氧化锰、硝酸虽然都具有氧化性,但会引入新的杂质且成本高,所以选取空气,氧化过程中发生反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
(6)根据图象可知,在80℃、溶液pH=1.5、时间在4h-6h,亚铁离子的氧化率即可达到90%以上,所以工业上氧化操作时应控制的条件是:溶液温度控制在80 ℃,pH控制在1.5,氧化时间为4 -6h。
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