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第2课时 氨和铵盐
一、氨
1.氨的物理性质。
微思考1为什么液氨可用作制冷剂
提示:液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低。
2.氨极易溶于水——喷泉实验。
微判断1(1)液氨和氨水都属于纯净物。( )
(2)NH3可以与水形成喷泉实验,说明NH3易溶于水。( )
×
√
3.氨的化学性质。
NH3—
微思考2将分别沾有浓氨水和浓硫酸的两根玻璃棒靠近,能否观察到白烟 为什么
提示:不能。因为浓硫酸不易挥发。挥发性酸与浓氨水靠近时才能产生白烟。
微训练1下列反应中,NH3部分表现还原性的是( )。
答案:B
解析:选项A和C的反应中,NH3只作还原剂,都表现还原性;选项B的反应中,8 mol NH3参加反应,只有2 mol作还原剂;选项D的反应不是氧化还原反应,NH3不表现还原性。
4.一水合氨的性质。
一水合氨
二、铵盐
1.定义:由 铵根离子 和 酸根离子 组成的盐。
2.物理性质:绝大多数铵盐是白色固体, 易 溶于水。
3.化学性质。
训练2关于铵盐的叙述:①多数铵盐易溶于水;②铵盐中氮元素均为-3价;③铵盐受热易分解;④铵盐只能与碱反应,不能与酸反应;⑤铵态氮肥不宜与碱性物质如草木灰混合使用。其中正确的有( )。
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
答案:B
解析:多数铵盐易溶于水,受热易分解,能与碱反应生成NH3或NH3·H2O,①③⑤正确;NH4NO3中氮元素为-3价、+5价,②错误;NH4HCO3或(NH4)2CO3既可与碱反应,也可与酸反应,④错误。
三、氨的实验室制法
1.反应原理:Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O。
2.收集方法:向下排空气法。
3.验满:将湿润的红色石蕊试纸放在收集试管口处,试纸变蓝,证明集满。
4.棉花的作用:防止空气与NH3对流(用水或稀硫酸浸湿即可吸收多余的NH3)。
微判断2(1)可以用直接加热氯化铵固体的方法制备氨。
( )
(2)向某溶液中加入稀NaOH溶液,若湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无 。( )
(3)氨的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨。( )
×
×
√
问题探究
一种喷泉的成因是在地球的深处,因为靠近炙热的岩浆,地下水就好像是放在火炉上的水,水沸腾产生大量的水蒸气,水蒸气愈来愈多,形成一股巨大的压力,把地底的泉水从地面的裂缝喷出,形成喷泉(温泉)。“喷泉实验”因原理现象与喷泉类似而得名,常见装置图如下:
(1)图甲和图乙引发喷泉的方法是什么
提示:图甲所示装置先打开弹簧夹,再挤压滴管的胶头;图乙所示装置则需先打开弹簧夹,再用热毛巾包裹住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出后,移去热毛巾。
(2)将图甲中的氨分别换成HCl、CO2能否形成喷泉
提示: HCl极易溶于水,可以产生压强差,能形成喷泉;CO2可溶于水,但产生的压强差较小,不能形成喷泉。
(3)图丙锥形瓶中装有乙醇,如何引发喷泉
提示:打开弹簧夹,加热图丙中锥形瓶,乙醇挥发,锥形瓶中压强增大,液体进入圆底烧瓶。
重难归纳
1.氨的化学性质。
(1)氨的分子结构。
2.喷泉实验原理。
(1)使容器内外产生较大压强差的两种方法。
①减小内压法(如图Ⅰ)。
容器内气体与水或其他液体接触 气体溶解或发生化学反应 容器内压强减小 外部液体迅速进入形成喷泉
常见气体与吸收剂的组合
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、
H2S、SO2 NO2和O2
(体积比4∶1)
吸收剂 水或NaOH
溶液 水或
盐酸 NaOH溶液 水
②增大外压法(如图Ⅱ)。
锥形瓶内存在挥发性液体或其他液体 液体受热挥发或发生化学反应产生气体 锥形瓶内气压增大 锥形瓶内液体迅速流入烧瓶形成喷泉
如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是此原理。
(2)喷泉实验成功的三关键。
①装置气密性要好。②烧瓶和气体要充分干燥。③烧瓶内的气体要充满。
特别提醒
1.液氨、氨水和一水合氨的比较。
2.氨水的密度比水的小,氨水越浓,其密度越小。氨水中氮元素主要以NH3·H2O的形式存在,而计算氨水的浓度时按NH3计算。 3.书写离子方程式时,一水合氨用化学式NH3·H2O表示,不能拆分。
典例剖析
【例1】如图,同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3、②NO2,进行喷泉实验。经充分反应后,圆底烧瓶内溶质的物质的量浓度( )。
A.①>② B.①<②
C.①=② D.不能确定
答案:C
学以致用
1.如图是某课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是( )。
A.挤压装置①的胶头滴管使水进入烧瓶,片刻后打开弹簧夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液进入烧瓶,片刻后打开弹簧夹
C.用鼓气装置从装置③的a处鼓入一定量空气并打开弹簧夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
答案:B
解析:氯气能溶于水中,使烧瓶中的气体压强减小,故能形成喷泉;氢气不溶于水,也不与氢氧化钠溶液反应,所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化,故不能形成喷泉;用鼓气装置从装置③的a处鼓入一定量空气,使锥形瓶中的水进入烧瓶中,氨极易溶于水,烧瓶中的气体压强就会减小,故能形成喷泉;浓硫酸溶于水时放热,使得浓氨水受热分解产生的氨与氯化氢气体反应,烧瓶中的气体压强就会减小,故能形成喷泉。
2.取一干燥烧瓶,用排空气法收集氨,进行喷泉实验。当水充满约整个烧瓶容积的 后,喷泉停止。烧瓶内氨水的物质的量浓度约为(按标准状况计算)( )。
A.1 mol·L-1 B.0.029 mol·L-1
C.0.045 mol·L-1 D.不能确定
答案:C
问题探究
碳酸氢铵是常见的农用氮肥,某品牌碳酸氢铵化肥标签如下:
碳酸氢铵
化学式:NH4HCO3
净重:50 kg
含氮量:16%
保存注意事项:防潮,阴凉处
施用注意事项:避免雨天、高温天气施用,不要与碱性物质混用
(1)施用碳酸氢铵为什么要避免雨天和高温天气
提示:NH4HCO3易溶于水,雨天施用会溶解,造成流失,降低肥效;NH4HCO3受热易分解,NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O, NH3逸出,降低肥效。
(2)碳酸氢铵化肥为什么不能与碱性物质混合施用
提示:碳酸氢铵能与碱反应生成氨,如果与碱性物质混合施用,生成的氨逸出,会造成肥效降低。
(3)NH4HCO3和NH4Cl都是白色晶体,在试管中分别充分加热两种晶体,现象有何不同
提示:充分加热后,NH4HCO3完全分解,试管中无固体残留;而加热NH4Cl固体时,试管底部固体完全消失,在试管口重新生成固体,NH4Cl NH3↑+HCl↑,NH3+HCl═NH4Cl。
重难归纳
1.铵盐受热易分解,但不一定产生NH3,如NH4NO3受热可能发生爆炸,有N2生成。
2.铵盐与碱反应的离子方程式的书写有三种情况。
(1)原理。
(2)操作方法。
解析:加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,NH4HCO3受热分解生成氨,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝,故A项正确;烧碱可与铵根离子反应生成氨,故可用烧碱处理含高浓度铵根离子的废水并回收利用氨,故B项正确;硫酸铵含有氮元素,可以作为氮肥,(NH4)2SO4受热易分解,与作化肥无关,故C项错误;NH4NO3受热分解生成氮气,故D项正确。
答案:B
学以致用
3.为了检验某固体物质中是否含有 ,你认为下列试纸或试剂一定用不到的是( )。
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸
④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A.①⑤ B.④⑤ C.①③ D.①②④
解析:检验 时,先将固体物质溶解,用到蒸馏水;再向溶液中滴入碱液,用到NaOH溶液;加热检验是否产生NH3,用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近反应容器口。
问题探究
以下是实验室制取氨的两种简便方法。
编号 简便方法 装置
① 加热浓氨水
② 浓氨水与固体烧碱(或生石灰)混合
(1)你能描述上述制备氨的简便方法的原理吗
提示:①加热浓氨水法:NH3·H2O不稳定,受热易分解生成NH3,且加热可使NH3的溶解度减小而逸出,反应的化学方程式为NH3·H2O NH3↑+H2O。②浓氨水与固体烧碱(或生石灰)混合法:固体烧碱溶于水放出大量的热,会促使NH3·H2O分解,且降低NH3在水中的溶解度;而生石灰可与水反应生成Ca(OH)2,消耗水的同时反应放热,也会促使NH3·H2O分解,且降低NH3在水中的溶解度。
(2)实验室制备氨时,常用如图装置吸收多余的氨:
你能说出使用这些装置的目的吗
提示:吸收充分,且防止倒吸。
重难归纳
铵盐与碱反应可生成氨,在实验室里常利用这一原理来制备氨。
1.实验原理:固体氯化铵与氢氧化钙混合加热制得。
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
2.实验装置:利用固体与固体加热制气体的装置(如图)。
3.收集:用向下排空气法(因为氨的密度小于空气的密度)。
4.干燥:碱石灰(CaO和NaOH的混合物)。
5.检验是否收集满的两种方法:一种是将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则说明已收集满;另一种方法是用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若有白烟产生,则说明已收集满。
特别提醒
(1)制氨所用的铵盐不能用硝酸铵、碳酸氢铵等。因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性分解反应(2NH4NO3 2N2↑+O2↑+4H2O),发生危险;而碳酸氢铵受热易分解产生CO2,使生成的氨中有较多CO2杂质。 (2)Ca(OH)2不能用NaOH、KOH代替,原因如下: ①NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生NH3; ②NaOH、KOH在高温下均会腐蚀试管。
(3)干燥剂可用碱石灰或CaO固体或NaOH固体,不能用酸性干燥剂(如浓硫酸、P2O5)、无水CaCl2等,因为它们均能与NH3发生反应。 (4)NH3极易溶于水,制备时尽可能使其不与水接触以减少损失和防止倒吸现象发生。 (5)试管口塞棉花的目的是防止氨与空气发生对流而使收集的氨不纯。
典例剖析
【例3】已知氨可与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用如图所示装置(夹持装置未画出)可以实现该反应。实验时C中粉末逐渐变为红色,D中出现无色液体。下列有关说法正确的是( )。
A.试管A中加入的试剂为NH4Cl固体
B.NH3与CuO的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶3
C.装置B中加入的物质可以是碱石灰或无水氯化钙
D.装置D中的液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝
答案:D
解析:试管A中加入NH4Cl固体,NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl,但在试管口附近两者又结合生成NH4Cl,A项错误; 2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O为氧化还原反应,CuO为氧化剂,NH3为还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2,B项错误;装置B的作用为干燥NH3,应加入碱石灰等碱性固体干燥剂,由于氨能与无水氯化钙结合生成CaCl2·8NH3,所以不能用无水氯化钙干燥,C项错误;反应生成的氮气及水蒸气和未反应的氨均会从装置C进入装置D中,由于氨极易溶于水,则D中收集到的是氨水,溶液呈碱性,所以D中的液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝,D项正确。
学以致用
4.实验室制取少量干燥的氨涉及下列装置,其中正确的是( )。
A.①是氨的发生、干燥装置
B.③是氨的发生装置
C.②是氨的吸收装置
D.④是氨的收集、检验装置
答案:B
解析:装置①中NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl,但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl,选项A错误;装置②中的漏斗放置过低,不能防止倒吸,选项C错误;装置④中的试管口应放一团棉花,以防氨与空气对流,从而收集到较纯的NH3,选项D错误。
5.以下三个装置均可制得NH3。
(1)实验室用固体NH4Cl和Ca(OH)2制NH3的装置是 。
(2)填写表格,写出图1、图2、图3装置中应加入的物质与反应原理。
(3)图3中棉花的作用是 。
答案:(1)图3
(2)
(3)防止氨与空气对流,收集到比较纯净的NH3
答案:C
2.下列制备NH3并获得氨水的装置正确且能达到实验目的的是( )。
答案:D
解析:加热固体时试管口应略向下倾斜,A项错误;带有水蒸气的氨能与五氧化二磷反应,不能用五氧化二磷干燥氨,且球形干燥管在使用时应大口进气小口出气,B项错误;氨密度小于空气,应用向下排空气法收集,C项错误;氨极易溶于水但不溶于四氯化碳,可通过四氯化碳层进入水层吸收氨获得氨水,且该装置可防止倒吸,D项正确。
3.下列有关氨及铵盐的叙述中,不正确的是( )。
A.铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰混合施用
B.氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和氧化性
C.实验室里常用固体氯化铵与氢氧化钙反应制取少量氨
D.氨具有还原性,一定条件下可与氧化性的物质如氧气发生反应
答案:B
解析:氨的喷泉实验证明氨极易溶于水,不能体现氨的氧化性。
4.探究氨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.将集有氨的试管倒扣于水槽中,液体迅
速充满试管,说明氨极易溶于水
B.将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量的红棕色气体,说明氨催化氧化的产物中有NO2
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具有不稳定性
D.图示过程充分反应后,锥形瓶内有 存在
答案:B
解析:氨极易溶于水,使试管内的压强迅速减小,水充满试管,A项正确;挥发的氨在红热的铂丝催化作用下与氧气反应生成NO,NO遇氧气生成红棕色的NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO,所以锥形瓶内有 存在,B项错误、D项正确;加热碳酸氢铵,固体逐渐减少,试管口有液滴(水)产生,说明碳酸氢铵不稳定,受热易分解,C项正确。
5.下列离子方程式书写正确的是( )。
答案:C
6.某学习兴趣小组探究氨的制取实验:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨,其中合理的是________ (填字母)。
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浓氨水中
D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中
(2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨,适宜的装置是 (填字母)。
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据,下列性质与收集方法无关的是 (填序号)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)如图是甲同学设计收集氨的几种装置,其中可行的是
(填字母),集气的原理是 。
答案:(1)B (2)C (3)②④
(4)d 利用氨的密度小于空气的密度,采用短管进长管出,即可收集氨
解析:(1)加热氯化铵产生的氯化氢和氨遇冷又转化为氯化铵固体,不能用于制取氨;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨时,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;氨极易溶于水,若用氯化铵稀溶液制取,产量较小。
(2)由浓氨水与氢氧化钠固体制取氨,不需要加热,故选用C装置。
(3)收集气体可采用排空气法(密度与空气有较大差别,气体不能与氧气反应等),也可采用排水法(不易溶于水,与水不反应),与其他性质无关。
(4)收集氨应采用向下排空气法,b装置应在瓶口放一团棉花或玻璃片防止对流。第2课时 氨和铵盐
课后·训练提升
合格考过关检验
1.下列说法中不正确的是( )。
A.氨水的密度比水的小,且氨水的浓度越大,密度越小
B.氨是无色有刺激性气味的气体
C.可用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨
D.氨溶于水所得溶液能使酚酞溶液变为红色
答案C
解析氨在水中的溶解度很大,饱和氯化铵溶液中氯化铵对氨在水中的溶解度影响很小,所以不能用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨。
2.下列关于氨的喷泉实验形成的原理解释正确的是( )。
A.氨呈碱性
B.氨极易溶于水,烧瓶内外形成压强差
C.氨易液化
D.氨溶于水后形成的溶液易挥发
答案B
解析氨溶于水,使烧瓶内的压强迅速减小,烧瓶内外产生较大的压强差,引发喷泉。
3.将湿润的红色石蕊试纸放在下列实验的试管口,试纸不变蓝的有( )。
A.加热浓氨水
B.加热NH4Cl和浓NaOH的混合溶液
C.加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物
D.加热饱和NH4Cl溶液
答案D
4.下列关于氨水的叙述正确的是( )。
A.氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱
B.氨水的成分和液氨相同
C.氨水中含氮微粒物质的量浓度最大的粒子是NH3
D.1 mol·L-1的氨水指在1 L溶液中含NH3、NH3·H2O、N物质的量之和为1 mol
答案D
解析氨水中的一水合氨是一种弱碱,可以部分电离成N和OH-,所以氨水显弱碱性,A项错误;液氨是纯净物,氨水是氨的水溶液,是混合物,其中大部分NH3与水结合成NH3·H2O,B项、C项错误;氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,根据氮元素守恒可知,1 mol·L-1的氨水中c(NH3)+c(N)+c(NH3·H2O)=1 mol·L-1,则1 L 1 mol·L-1的氨水含NH3、NH3·H2O、N物质的量之和为1 mol,D项正确。
5.某同学探究氨和铵盐的性质,相关实验操作及现象描述正确的是( )。
A.加热NH4Cl晶体制备氨
B.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟
C.将浓氨水滴到CaO上,会有氨生成
D.除去碘中混有的少量氯化铵,可采用升华的方法
答案C
解析NH4Cl受热分解为NH3和HCl,两者遇冷又会化合生成NH4Cl,A项错误;浓氨水具有挥发性,但浓硫酸难挥发,故不会发生反应,B项错误;浓氨水滴到CaO上,CaO与水反应生成Ca(OH)2,放出热量使氨水中的一水合氨分解,会有氨生成,C项正确;碘易升华,NH4Cl受热易分解,不能用升华法除NH4Cl,D项错误。
6.下列装置用于进行指定实验时,能达到实验目的的是( )。
A.用装置甲制备氨
B.用装置乙除去氨中的少量水
C.用装置丙收集氨
D.用装置丁吸收多余的氨
答案D
解析装置甲中试管口应略向下倾斜,A错误;氨能与浓硫酸反应,B错误;装置丙中只有进气口,没有出气口,C错误;氨在水中的溶解度极大,被水吸收时容易发生倒吸,装置丁可以防止倒吸,D正确。
7.一种新型合成氨的方法如图所示。下列说法不正确的是 ( )。
A.过程①属于“氮的固定”,N2发生了还原反应
B.过程中的氢化物均为共价化合物
C.总反应为N2+6HCl2NH3+3Cl2
D.过程中所涉及反应均为氧化还原反应
答案D
解析过程①是氮气和镁化合生成氮化镁,属于“氮的固定”,氮元素化合价降低,N2发生了还原反应,A项正确。过程中的氢化物有NH3、H2O和HCl,三者均只含有共价键,均为共价化合物,B项正确。根据示意图可知反应物是N2和HCl,生成物是NH3和Cl2,则总反应为N2+6HCl2NH3+3Cl2,C项正确。反应②③中没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,D项错误。
8.在50 mL锥形瓶中盛有20 mL浓氨水,向氨水中鼓入空气并迅速将烧红的铂丝伸入瓶中并接近浓氨水的液面。
(1)向浓氨水中鼓入空气的目的是 。
(2)这个反应叫 ,化学方程式为 。
(3)生成的红棕色气体是 ,该反应的化学方程式为 。
(4)实验中,有时会看到白烟,此白烟是 ,用化学方程式解释出现此现象的原因: 。
答案(1)补充O2并将NH3吹出
(2)氨的催化氧化 4NH3+5O24NO+6H2O
(3)NO2 2NO+O22NO2
(4)NH4NO3 3NO2+H2O2HNO3+NO,NH3+HNO3NH4NO3
解析(1)浓氨水有挥发性,鼓入空气能促使氨挥发,得到氨与空气的混合气体。
(2)在加热及铂丝的催化作用下,氨被氧气氧化。
(3)反应生成的NO与氧气继续反应,得到红棕色的二氧化氮气体。
(4)二氧化氮与水反应生成硝酸,挥发出的硝酸可继续与氨反应,得到硝酸铵白色固体小颗粒,出现白烟现象。
9.某小组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(图1)。
图1 氨喷泉实验图
(1)制取氨。圆底烧瓶中用浓氨水和某固体反应制取氨,该固体可以是 。
A.CaO B.NaOH
C.CaCl2 D.P2O5
检验三颈烧瓶集满NH3的方法是 (填操作和现象)。
(2)喷泉实验。关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线(图2)。图2中 点时喷泉最剧烈。
图2 喷泉实验中瓶内压强变化曲线
(3)引发喷泉实验的方法有多种,下列操作能引发喷泉的是 。
A.用热毛巾焐三颈烧瓶底部
B.通入HCl气体
C.加CH3COOH溶液
D.加煤油
答案(1)AB 将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变为蓝色,证明NH3已收集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c,有白烟生成,证明NH3已收集满)
(2)D
(3)ABC
解析(1)CaO能与水反应同时放出大量的热,有利于氨的逸出;NaOH溶于水放出大量的热,有利于氨的逸出,A、B项符合题意。(2)外界大气压与三颈烧瓶内压强之差越大,喷泉越剧烈,大气压不变,D点压强最小,所以大气压和D点压强之差最大,则D点时喷泉最剧烈。(3)能够产生压强差就能引发喷泉,氨不溶于煤油,两者也不反应,不能产生压强差,不能引发喷泉,A、B、C项操作均能引发喷泉。
等级考素养提升
1.如图所示,抽去装置中的玻璃片,使两种气体充分反应(整个过程中认为装置气密性良好),恢复到原来温度。下列说法正确的是( )。
A.反应后瓶内压强是反应前的
B.装置中氢元素的总质量为0.21 g
C.生成物的分子数目为0.1NA(设NA是阿伏加德罗常数的值)
D.反应结束后,两个集气瓶不易分开
答案D
解析氨与HCl反应的化学方程式为HCl+NH3NH4Cl,两者反应生成0.1 mol氯化铵固体,剩余0.02 mol HCl。反应后两瓶内压强为反应前的,两个集气瓶不易分开,A项错误、D项正确;根据质量守恒可知,装置中含有H原子的总物质的量为0.12 mol+0.1 mol×3=0.42 mol,质量为1 g·mol-1×0.42 mol=0.42 g,B项错误;生成物为离子化合物,不存在氯化铵分子,C项错误。
2.氢化铵(NH4H)与氯化铵结构相似,且NH4H与水反应有氢气产生,下列叙述中不正确的是( )。
A.NH4H是由N和H-构成的
B.NH4H固体投入少量水中,有两种气体产生
C.NH4H中的H-半径比锂离子半径大
D.NH4H溶于水后,形成的溶液显酸性
答案D
解析NH4H是离子化合物,由N和H-构成,A项正确;NH4H固体投入少量水中,可生成NH3和H2,B项正确;H-与锂离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以H-半径比锂离子半径大,C项正确;NH4H溶于水后,生成NH3·H2O,溶液显碱性,D项错误。
3.一种盐X与烧碱混合共热,可放出无色气体Y,Y经一系列氧化后溶于水可得Z溶液,Y和Z反应又生成X,则X是( )。
A.(NH4)2SO4
B.NH4NO3
C.NH4Cl
D.NH4HCO3
答案B
解析铵盐与烧碱共热产生NH3,Y为NH3,NH3NONO2HNO3NH4NO3,Z为HNO3,X为NH4NO3。
4.NH3是重要的化工原料。
(1)实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 。
(2)某化学课外活动小组设计了如图所示组合装置进行氨的性质探究实验(部分固定装置略去)。
①装置A的分液漏斗中盛放浓氨水,则烧瓶中盛放的试剂应该是 ;装置B中盛放的试剂是 。
②关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后,关闭分液漏斗活塞,稍等片刻,点燃C处酒精灯,装置C中黑色固体逐渐变红,发生反应的化学方程式: ;装置E中溶液里出现大量气泡,同时产生 (现象)。反应后,装置E中除存在较多的H+外,还可能存在的一种阳离子是 。
③关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中,写出产生白烟的化学方程式: ;液体倒吸的原因是 。
答案(1)ACG
(2)①NaOH固体(或CaO) 碱石灰 ②2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 白色沉淀 N
③8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl Cl2与NH3反应生成NH4Cl固体,导致瓶内压强减小,引起溶液倒吸
解析(1)固固加热型制备装置试管口应该略向下倾斜,防止水蒸气在管口冷凝流到试管底部使试管炸裂,故反应发生装置选A;因为NH3的密度比空气的小,应该用向下排空气法收集,为了更好地排出集气瓶内的空气,导气管应该长进短出,故气体收集装置选C;NH3极易溶于水,要防倒吸,故尾气处理装置选G。(2)①采用固液反应装置制备NH3时,可采用浓氨水与NaOH固体(或CaO)混合的方法制取,所以烧瓶中盛放的试剂应该是NaOH固体(或CaO);氨是碱性气体,可采用碱石灰进行干燥,所以装置B中盛放的试剂可以是碱石灰。②C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成Cu、N2和H2O,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;未参加反应的NH3进入E,发生反应2NH3+BaCl2+SO2+H2OBaSO3↓+2NH4Cl,所以E中有白色沉淀产生,且由化学方程式可知E中另一种存在的阳离子是N。③关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,NH3进入装有Cl2的集气瓶,Cl2可将NH3氧化为N2,同时生成的HCl会与NH3反应生成NH4Cl,产生白烟,反应的化学方程式为8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,Cl2与NH3反应生成NH4Cl固体,导致F瓶内压强变小,所以G中溶液倒吸入F中。
