- 氨硝酸硫酸
- 共7509题
氨气是一种重要的工业产品，也是一种重要的化工原料。为研究氨气的制备及性质，某学习小组进行了下面的探究活动：
(1)实验室中往往采用熟石灰与氯化铵制备氨气，写出该反应的化学方程式(注明反应条件) 。
(2)实验室中还可以采用如图1装置(略去了夹持装置)和药品快速制备氨气：
①甲同学不明白该方法中制备氨气的原理，于是学习小组内成员展开了讨论，得出了下面的结论，其中不正确的是 (填字母序号)。
a．氨水中的NH3·H2O分解
b．氨水中存在可逆反应：NH3·H2O 
c．反应原理与铵盐、熟石灰制备氨气的反应原理相同
d．NaOH溶于水放出热量，使NH3·H2O分解
②乙同学取质量分数为34%的0.89 g·mL－1的浓氨水10 mL，用过量的NaOH与之混合，然后用500 mL的烧瓶收集氨气。请你计算最多可收集满标准状况下的氨气 个烧瓶。
(3)丙同学进行氨气的喷泉实验探究。
①收集氨气时需要用干燥剂干燥，如图2，装置B中盛装的干燥剂是 。
②该同学利用图3装置，成功地完成了喷泉实验。请你简要地写出该同学操作的正确方法： 。
正确答案
(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2
(3)①碱石灰 ②用一手指肚堵住塑料瓶上的小孔，然后轻轻挤压塑料瓶，将少量水挤入烧瓶，手指肚离开小孔
(2)第二种制备氨气的方法中利用了一水合氨的分解反应，与铵盐、熟石灰的反应原理不同；若10 mL 34%的0.89 g·mL－1的浓氨水中的NH3·H2O全部分解，生成的NH3的物质的量为10 mL×34%×0.89 g·mol－1÷35 g·mol－1＝0.086 5 mol，标准状况下的体积为0.086 5 mol×22.4 L·mol－1＝1.937 6 L，用体积为0.5 L的烧瓶收集时，因为最后一瓶收集不满，故最多只能收集满3个烧瓶。(3)干燥管中只能盛装固体干燥剂，但氨气不能用无水氯化钙干燥。
（共12分）某同学利用以下装置制备氨气并探究氨气的还原性。
实验步骤及现象：①连接仪器并检验装置气密性②通入惰性气体（不与镁反应），排出装置中的空气③打开分液漏斗活塞，观察到B中浓溴水颜色变浅至褪色，C中产生无色气泡④点燃酒精灯，观察E中固体变成了黄绿色。
查阅资料：氮化镁是黄绿色固体，遇水剧烈反应生成两种碱。
请回答下列问题：
（1）A中氢氧化钠的作用为 （用简要的语言和方程式来说明）
（2）写出B处反应的化学方程式
（3）亚硫酸钠的作用
（4）此装置有不足之处，请说明
（5）某同学要继续探究E中固体成分。将E中的固体放入稀盐酸中，观察到固体溶解并产生气泡，写出此过程中反应的化学方程式
正确答案
（共12分）
（1）①氢氧化钠溶水放热，降低氨的溶解度②溶液中含有大量的OH-,使NH3+H2O
NH3H2O
（2）3Br2+8NH3=6NH4Br+N2（或3Br2+2NH3=6HBr+N2） （2分）
（3）除去氮气中混有的溴（除去少量的氨气） （1分）
（4）空气中的水进入E装置，遇氮化镁生成氨气，污染环境。（C中可能发生倒吸现象，应该防倒吸） （2分）
（5）Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl ， Mg+2HCl=MgCl2 +H2↑ （4分）
略
化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中，大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
（1）普钙是磷肥，它的有效成分是__________________（写化学式）。
（2）尿素是一种含氮量较高的氮肥，工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵（H2NCOONH4），再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为_________、___________。
（3）某化肥厂用NH3制备NH4NO3，已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的__________%。
（4）合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下：
从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作___________。合成氨的反应需在500℃进行，其主要原因是_________。
正确答案
（8分）（1）Ca(H2PO4)2·H2O或Ca(H2PO4)2（1分）
（2）2NH3+CO2
（3）53.1%（2分）
（4）从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放；此温度下催化剂的活性最高
试题分析：（1）普钙的有效成分是磷酸二氢钙，其化学式为Ca(H2PO4)2·H2O或Ca(H2PO4)2。
（2）氨气和二氧化碳在加压、加热条件下反应生成氨基甲酸铵，氨基甲酸铵脱水生成尿素和水，根据原子守恒可知，有关反应的化学方程式为2NH3+CO2
（3）根据氮原子守恒可知，NH3～NO～HNO3，则1mol氨气可得到硝酸的物质的量＝1mol×96%×92%＝0.8832mol。由HNO3+NH3═NH4NO3可知，该反应消耗的氨气的物质的量为0.8832mol，氨气的质量之比等于物质的量之比，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数＝
（4）从原因来讲，许多化学反应是可逆反应，转化率低；从结果来说，循环操作的主要目的在于充分地利用原料、降低成本；从工艺设计来说，循环操作有利于连续化生产、减少工序；从环保角度来说，实现全封闭生产，控制废弃物的排放；由于在500℃时催化剂的活性最高，所以合成氨的反应需在500℃进行。
某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。
完成下列填空：
（1）常温下，氨水的浓度为1:1.5（28%的浓氨水和水的体积比）时实验现象明显，配制该浓度氨水的玻璃仪器有 。
（2）本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙。则甲处是____________；乙处是___________。
（3）实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明反应是_____（填“吸”或“放”）热反应；化学方程式为 。
（4）实验前，烧杯中盛有200mL 1.000 mol/L的 NaOH溶液，实验后测得烧杯中溶液的pH=13，且溶液质量比反应前增加了7.48g，则NaOH溶液吸收的NO和NO2的物质的量之比
是 （设溶液的体积不变且忽略盐类的水解）。
（5）实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟。其原因可用化学方程式表示为： 、 。
（6）已知NH3和N2常压下的沸点分别为：－33.5℃和－195.8℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是 （填分子式）；能用来冷冻物质的是 （填分子式）。
正确答案
（1）量筒、烧杯、玻璃棒 （2分，缺一项得1分）
（2）甲处：碱石灰；（1分）乙处：无水氯化钙（1分）
（3）放热反应（1分）； 4NH3＋5O24NO＋6H2O（1分）
（4） 5:13（2分）
（5）4NO＋3O2+2H2O→4HNO3（1分，或2NO＋O2→2NO2和3NO2+H2O→2HNO3+ NO
或4NO2＋O2+2H2O→4HNO3也给分）；NH3+HNO3→NH4NO3（1分）
（6）NH3（1分）；N2（1分）
试题分析：
（1）氨水的浓度为1：1.5，是体积比浓度，可以量取溶液体积混合得到，利用量筒量取氨水和水在烧杯中混合后，用玻璃棒搅拌得到配制的溶液；故答案为：量筒、烧杯、玻璃棒；
（2）甲处是干燥氨气需要用碱石灰，防止水蒸气进入玻璃管炸裂玻璃管，乙处是干燥一氧化氮气体用氯化钙，不吸收后再后续装置会生成白烟；氨气不能用氯化钙干燥；甲处：碱石灰；乙处：无水氯化钙；故答案为：碱石灰，氯化钙；
（3）实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，反应是放热反应，发生的是氨气的催化氧化反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH3+5O2＝＝4NO+6H2O故答案为：放热反应； 4NH3+5O2＝＝4NO+6H2O；
（4）实验前，烧杯中盛有200mL 1.000mol/L的 NaOH溶液，实验后测得烧杯中溶液的pH=13，氢氧根离子浓度为0.1mol/L，且溶液质量比反应前增加了7.48g为一氧化氮和二氧化氮 气体质量，消耗氢氧化钠物质的量=0.2L×1mol/L-0.1mol/L×0.2L=0.18mol；设NO物质的量为x，NO2物质的量为y，得到： x+y=0.18 ； 28x+46y=7.48，解得x=0.05mol，y=0.13mol，NO和NO2的物质的量之比=0.05：0.13=5：13；故答案为：5：13；
（5）如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟，氨气被氧化生成一氧化氮，一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮，通入水中反应生成硝酸，硝酸和过量的氨气反应生成硝酸铵固体小颗粒，冒白烟；反应的很幸福陈楚生为：4NO+3O2+2H2O=4HNO3，或2NO+O2=2NO2和3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3；NH3+HNO3=NH4NO3；故答案为：4NO+3O2+2H2O→4HNO3，或2NO+O2→2NO2和3NO2+H2O→2HNO3+NO；或4NO2+O2+2H2O→4HNO3；NH3+HNO3→NH4NO3；
（6）沸点低的易气化吸收热量，可以做制冷剂，冷冻物质沸点高的液化后可以做冷冻物质的物质，已知NH3和N2常压下的沸点分别为：-33.5℃和-195.8℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是氨气；能用来冷冻物质的是氮气；故答案为：NH3；N2；
1898年，曾有人发明了固氮的一种方法，该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解；第二步是使第一步反应产物和焦炭反应，在电炉中的高温下制得第三步反应起始物；第三步反应中另一反应物是空气，该反应也是在电炉中完成的，生成一种固体；第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N3-互为等电子体的离子。（1）试写出四步反应的化学方程式；
（2）试简评该固氮方法。
正确答案
（1）CaCO3CaO+CO2↑； CaO+3C
（2）这种方法，需要消耗大量电能，原料众多，设备重，生产成本高。
前二步反应分别是石灰石的分解和制造电石的反应：
CaCO3CaO+CO2↑； CaO+3C
第三步反应是CaC2在高温下与空气中的氮气反应，以取得固氮的效果。由于生成物与N3-互为等电子体的离子，氮元素在此生成物中应为-3价，后者与水反应才更有可能生成NH3。N3-的等电子体有CN22-、C2N3-。如果N为-3价，在CN22-中C为+4价，在C2N3-中C为0价，不合理，因此生成物中的该离子只能为CN22-。其化学方程式为：
CaC2+N2
这种方法较之现在的合成氨工业，需要消耗大量电能，原料众多，生产成本高，因此，很快被合成氨的催化法代替。
（12分）下图表示各物质之间的转化关系。已知：常温下B、D、F、G、I、J是气体， F、G是空气中的主要成分，D是一种碱性气体。A中阴、阳离子个数比是1∶1， E是一种黑色氧化物，H是紫红色金属单质。(部分生成物和反应条件省略)
请按要求填空：
（1）A物质的化学式是 ；
（2）反应③的化学方程式是 ；
反应④的离子方程式是 ；
（3）反应①中产生标准状况下1.12L气体F，则转移的电子数目是 ；
（4）检验溶液A中阳离子的方法是
；
（5）反应②中氧化剂是 ；
正确答案
（1）NH4HCO3
（2）4NH3＋5O2 4NO＋6H2O Cu＋4H＋＋2NO3－===Cu2＋＋2 NO2↑＋2H2O
（3）6.02×1022
（4）取少许溶液A于试管，加入NaOH溶液,微热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则说明有NH4＋。 （5）CuO （每空2分）
试题分析：常温下B、D、F、G、I、J是气体，F、G是空气中的主要成分，分别为氧气、氮气中的一种，D是一种碱性气体，则D为NH3，E是一种黑色氧化物，H是紫红色金属单质，结合转化关系②可知，E为CuO、H为Cu，G为N2、C为H2O，故F为O2，由F与D得到I、I能与F继续反应生成J，则I为NO、J为NO2，J与C（H2O）反应生成K，K与H（Cu）反应得到二氧化氮，则K为HNO3，固体A分解得到氨气、水与气体B，B能与X反应得到F（氧气），则B为CO2，X为Na2O2；
⑴A中阴、阳离子个数比是1：1，故A为NH4HCO3；
⑵通过由上述分析可知，反应③的化学方程式是4NH3+5O2
⑶反应①为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，产生标准状况下1.12L氧气，其物质的量＝
⑷溶液A中阳离子为NH4+，检验NH4+的方法是：取少许溶液A于试管，加入NaOH溶液，微热，能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则说明有NH4+；
⑸反应②是氨气与CuO反应生成氮气、Cu与水，反应中CuO转化Cu元素化合价由+2降低为0价，故CuO是氧化剂。
某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。
（1）常温下，用5．8 mol/L的氨水时实验现象明显，现用浓氨水配制该浓度的氨水480mL，需要烧杯、玻璃棒，还需要的玻璃仪器有 。
（2）甲处药品的名称为_____________。
（3）实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明反应是_____（填“吸”或“放”）热反应，化学方程式为 ；乙处加入无水氯化钙，烧瓶中发生反应的化学方程式为___ ；锥形瓶中产生的现象为 _。
（4）如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生的现象为 。
（5）现用镁与石墨作电极，浓氯化铵溶液作电解液构成原电池，正极的电极反应式为 。
正确答案
（1）量筒、胶头滴管、500mL容量瓶 （2分，缺一项得1分）
（2）碱石灰（2分）；
（3）放热反应（1分）； 4NH3＋5O2 4NO＋6H2O（2分）；2 NO＋O2＝2NO2（2分）；
（4）有红棕色气体生成，产生白烟（2分，各1分）
（5）2 NH4++ 2e﹣＝2NH3↑+H2↑（2分）；
试题分析：（1）配制一定物质的量浓度的氨水，需要先用量筒量取浓氨水，溶液体积480 mL，需要500 mL容量瓶，最后用到胶头滴管定容；（2）干燥氨气用碱石灰；（3）先预热，发生反应，然后停止加热，反应仍然可以进行，说明该反应是放热反应，氨的催化氧化生成NO和水；NO进入烧瓶与氧气反应生成NO2红棕色气体，锥形瓶中导管口有气泡产生，同时溶液变为红色，液面上方出现红棕色气体；（4）如果缺少乙处的无水氯化钙的干燥，NO、水和氨气就会进入烧瓶中，NO和氧气生成红棕色气体NO2，NO2与水反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵固体，会看到白烟；（5）此条件下构成原电池，电解质为水解显酸性的氯化铵溶液，负极为镁失电子，正极是H+ 得电子，OH-增多，正极附近显碱性，发生铵盐的碱解，有氨气放出，总正极反应为：2 NH4++ 2e﹣＝2NH3↑+H2↑。
（共14分）某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取及其相关实验的探究，回答下列问题．
（1）若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为 ；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是 (填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是 ．
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH3，收集装置应选择 (填装置序号)．
（3）在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1—10nm之间）。
①向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是 ，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式 ；
②在浓CaCl2溶液和NH3用量正确的情况下，CO2不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO2过量溶液中大量存在的离子有（不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子）_____________________________。
正确答案
（每空2分，共14分）
（1）2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O、③⑦
氨气难溶于该试剂，该试剂不易挥发，不与氨气反应。
（2）⑥
（3）①NH3、 Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3+2NH4+
②Ca2+ HCO3- NH
（1）实验室制取氨气的方程式是2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O。要测定生成的氨气体积，则需要通过排液法，因此装置中所盛放的液体必须满足氨气难溶于该试剂，该试剂不易挥发，且不与氨气反应。
（2）氨气极易溶于水，但氨气的密度小于空气的，所以采用向下排空气法收集，即选择装置⑥。
（3）①由于CO2难溶于水，而氨气极易溶于水，所以首先通入的是氨气，钙反应的离子方程式是Ca2++2NH3+H2O+CO2=CaCO3+2NH4+。
②如果CO2过量，则生成碳酸氢钙，所以溶液中大量存在的离子是Ca2+、HCO3-、NH
金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3－发生氧化还原反应，转化关系如下：
已知，气体D和F反应可生成盐，气体D和A溶液反应生成白色沉淀。
请回答下列问题：
(1) A和B两溶液混合产生白色沉淀，反应的离子方程式为 。
(2) C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D可以将C或E都转化为无毒的气态单质，任意写出其中一个反应的化学方程式 。
(3)写出铝在碱性条件下与NO3-反应的离子方程式 。
(4)除去气体C中的杂质气体E的化学方法： (用化学方程式表示)
(5)Al与NO3－在酸性条件下反应，Al与被还原的NO3－的物质的量之比是 。
正确答案
（1）Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ （2分）
（2）8NH3+6NO2
（3）8Al+3NO3－+5OH－+2H2O=8AlO2-+3NH3↑ （2分）
（4）3NO2+H2O=2HNO3+NO（2分） （5）1:1 （2分）
试题分析：
（1）A和B两溶液混合产生白色沉淀，由信息可知白色沉淀为氢氧化铝。
（2）能转化成无毒的物质，则该物质是氮气。
（3）由流程中的信息铝在碱性条件可以反应得到溶液，所以生成了偏铝酸根。
（4）杂质气体为二氧化氮，除杂时使用水即可。
（5）根据方程式，化合价升降守恒计算可得。
将10g铁粉置于40mL较浓的硝酸中，微热完全反应时，收集到NO2和NO混合气体1792mL（标准状况下），还残留4.4g固体。求：
（1）该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的物质的量之比；
（2）原硝酸的物质的量浓度；
（3）NO和NO2的体积比；
（4）写出总的化学方程式。
正确答案
（1）2：5 （2分） （2）7mol/L （2分） （3）3：1（2分）
（4）（2分）
略
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