- 氮在自然界的循环
- 共116题
（1）如图中用于加热的仪器名称是______，
（2）写出实验室制取氨气的化学方程式：______
（3）验证氨气是否已经收集满的方法是______（任写一种）．
（4）若有5.35g氯化铵参加反应，则产生的氨气在标准状况下的体积为______L．
正确答案
解：（1）用于加热的仪器名称是酒精灯，故答案为：酒精灯；
（2）加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，反应方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（3）氨气和水反应生成氨水，氨水电离出铵根离子和氢氧根离子导致氨水呈碱性，红色石蕊试纸遇碱变蓝色，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气．
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝色，说明收集满瓶；
（4）设生成氨气的体积是VL，
2NH4Cl+Ca（OH）2
107g 44.8L
5.35g VL
V=2.24
故答案为：2.24．
解析
解：（1）用于加热的仪器名称是酒精灯，故答案为：酒精灯；
（2）加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，反应方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（3）氨气和水反应生成氨水，氨水电离出铵根离子和氢氧根离子导致氨水呈碱性，红色石蕊试纸遇碱变蓝色，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气．
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝色，说明收集满瓶；
（4）设生成氨气的体积是VL，
2NH4Cl+Ca（OH）2
107g 44.8L
5.35g VL
V=2.24
故答案为：2.24．
如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出．
（l）写出装置A中所发生的化学反应______．
（2）装置B中盛放试剂是______．
（3）点燃C处酒精灯，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，稍后片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时产生______（填写反应现象）；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式______．
（4）已知Cu2O是一种红色固体物质，在高温条件下可由CuO分解得到：4CuO═2Cu2O+O2↑，生成的Cu2O也能被NH3还原．当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量．若反应前固体质量为16g，反应后称重固体质量减少2.4g．通过计算确定该固体产物的成分是______（用化学式表示）．
（5）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置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______．
正确答案
解：（1）氨水中存在电离平衡NH3↑+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，氨水受热分解NH3•H2O
故答案为：NH3•H2O+CaO=Ca（OH）2+NH3↑；
（2）进入C中硬质试管的氨气应干燥，装置B的作用是干燥氨气，干燥氨气用碱石灰或生石灰，
故答案为：碱石灰或生石灰；
（3）反应后的尾气中含有未反应的氨气，氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡，故还有白色沉淀沉淀，
装置C中黑色固体逐渐变红，说明有Cu生成，从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明氨气被氧化为氮气，同时生成水，C中发生反应的化学方程式为：NH3+CuO
故答案为：白色沉淀；2NH3+3CuO
（4）16gCuO中含有Cu元素质量为16g×
故答案为：Cu2O、Cu
（5）氯气有强氧化性，氧化氨气生成N2，产生白烟，说明生成固体，故还生成NH4Cl，反应方程式为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，故答案为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl．
解析
解：（1）氨水中存在电离平衡NH3↑+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，氨水受热分解NH3•H2O
故答案为：NH3•H2O+CaO=Ca（OH）2+NH3↑；
（2）进入C中硬质试管的氨气应干燥，装置B的作用是干燥氨气，干燥氨气用碱石灰或生石灰，
故答案为：碱石灰或生石灰；
（3）反应后的尾气中含有未反应的氨气，氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡，故还有白色沉淀沉淀，
装置C中黑色固体逐渐变红，说明有Cu生成，从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，说明氨气被氧化为氮气，同时生成水，C中发生反应的化学方程式为：NH3+CuO
故答案为：白色沉淀；2NH3+3CuO
（4）16gCuO中含有Cu元素质量为16g×
故答案为：Cu2O、Cu
（5）氯气有强氧化性，氧化氨气生成N2，产生白烟，说明生成固体，故还生成NH4Cl，反应方程式为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，故答案为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl．
根据如下装置回答问题
（1）实验时，A、C两装置均需加热，应先加热______装置，原因是______；
（2）D装置中应填充的物质是______，该物质的主要作用是______；
（3）E装置的作用是______，F、G装置中的物质分别是______；
（4）反应前，将5.35gNH4Cl 与过量Ca（OH）2 充分混合，设完全反应，实验后，仍能缓缓从B管通入空气，其目的是______，测得F瓶质量增加了1.8g，则氨催化氧化的转化率为______；
（5）该组同学又取等量的药品，以铂合金网做催化剂，中毒上述实验，测得F瓶质量增加了2.52g，则氨催化氧化的转化率为______；这说明了______．
正确答案
解：（1）催化剂在高温下才可以显示其催化活性，若先加热A，部分氨气未被催化氧化就被吸收，会使其转化率偏低，因此必须先预热催化剂，即应先加热C，
故答案为：C；催化剂在高温下才可以显示其催化活性，因此必须先预热，故应先加热C，若先加热A，部分氨气未被催化氧化就被吸收，会使其转化率偏低；
（2）该实验装置需通过测定F装置质量的变化来测定氨催化氧化的转化率，所以为了得到纯净硝酸，选用既能吸收氨气，又不会吸收硝酸的试剂，所以D装置中应填充的物质是无水硫酸铜（无水氯化钙），
故答案为：无水硫酸铜（无水氯化钙）；除去C中未反应的氨气；
（3）F装置中二氧化氮和水反应，由于可能吸收发生倒吸，应该设一安全瓶，起缓冲气流、防止倒吸的作用，所以装置E：缓冲气流，防止倒吸的作用，装置F：二氧化氮和水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，装置G吸收尾气，吸收NO、NO2等尾气的试剂，一般用碱液，
故答案为：缓冲气流；水、氢氧化钠溶液；
（4）为保证氧化生成的二氧化氮完全被水吸收，应该缓缓通入空气将二氧化氮吹入F装置中；5.35gNH4Cl 与过量Ca（OH）2 充分混合，可以得到1.7克氨气，若完全转化为硝酸，根据氮元素守恒，应该得到6.3克硝酸，现F装置增重1.8克，则
3NO2 +H2O=2HNO3 +NO△m
3×46 2×63 30 108
m（HNO3） 1.8g
解得：m（HNO3）=2.1克，则氨的转化率为
故答案为：将生成的二氧化氮吹入F装置中与水反应；33.3%；
（5）3NO2 +H2O=2HNO3 +NO△m
3×46 2×63 30 108
m（HNO3） 2.52g
解得：m（HNO3）=2.94克，则氨的转化率为
铂合金网的催化氨的转化率为33.3%，三氧化二铬催化氨的转化率为46.7%，所以铂合金网的催化效果比三氧化二铬好，
故答案为：46.7%；铂合金网的催化效果比三氧化二铬好．
解析
解：（1）催化剂在高温下才可以显示其催化活性，若先加热A，部分氨气未被催化氧化就被吸收，会使其转化率偏低，因此必须先预热催化剂，即应先加热C，
故答案为：C；催化剂在高温下才可以显示其催化活性，因此必须先预热，故应先加热C，若先加热A，部分氨气未被催化氧化就被吸收，会使其转化率偏低；
（2）该实验装置需通过测定F装置质量的变化来测定氨催化氧化的转化率，所以为了得到纯净硝酸，选用既能吸收氨气，又不会吸收硝酸的试剂，所以D装置中应填充的物质是无水硫酸铜（无水氯化钙），
故答案为：无水硫酸铜（无水氯化钙）；除去C中未反应的氨气；
（3）F装置中二氧化氮和水反应，由于可能吸收发生倒吸，应该设一安全瓶，起缓冲气流、防止倒吸的作用，所以装置E：缓冲气流，防止倒吸的作用，装置F：二氧化氮和水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，装置G吸收尾气，吸收NO、NO2等尾气的试剂，一般用碱液，
故答案为：缓冲气流；水、氢氧化钠溶液；
（4）为保证氧化生成的二氧化氮完全被水吸收，应该缓缓通入空气将二氧化氮吹入F装置中；5.35gNH4Cl 与过量Ca（OH）2 充分混合，可以得到1.7克氨气，若完全转化为硝酸，根据氮元素守恒，应该得到6.3克硝酸，现F装置增重1.8克，则
3NO2 +H2O=2HNO3 +NO△m
3×46 2×63 30 108
m（HNO3） 1.8g
解得：m（HNO3）=2.1克，则氨的转化率为
故答案为：将生成的二氧化氮吹入F装置中与水反应；33.3%；
（5）3NO2 +H2O=2HNO3 +NO△m
3×46 2×63 30 108
m（HNO3） 2.52g
解得：m（HNO3）=2.94克，则氨的转化率为
铂合金网的催化氨的转化率为33.3%，三氧化二铬催化氨的转化率为46.7%，所以铂合金网的催化效果比三氧化二铬好，
故答案为：46.7%；铂合金网的催化效果比三氧化二铬好．
某同学在学习了氨的性质以后，运用类比的思想思考：（1）其他气体在一定情况下能否像氨气一样也形成喷泉？（2）氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？于是他设计实验制取氨气并探究上述问题．请你参与他的活动并完成下列研究：
（Ⅰ）制取氨气及喷泉现象的探究
（1）写出实验制取氨气的化学方程式______；
（2）收集氨气的方法是______．
（3）喷泉是一种常见的自然现象．
（1）图1为化学教材中的喷泉实验装置．该生积极思考，只要满足烧瓶内压强与玻璃管水柱压强的和小于烧瓶外的压强就可以产生喷泉．于是他设计了图2和图3所示的装置．
①在图2的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是______．
A．Cu和稀盐酸 B．NaHCO3与NaOH溶液 C．MnO2与稀盐酸 D．Na2CO3与稀盐酸
②在图3锥形瓶中加入易挥发物质（如酒精），水槽中加入冷水后，再加入下列的物质足量，结果也产生了喷泉．水槽中后加入的物质可以是______．
A．浓硫酸 B．食盐 C．生石灰 D．蔗糖
（2）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述______（从“图1”或“图2”中选择）装置的原理相似．
（Ⅱ）该小组中某同学设计了图4所示的实验装置（夹持及尾气处理装置未画出），探究氨气的还原性：
（1）该装置在设计上有一定缺陷，为保证实验结果的准确性，对该装置的改进措施是______．
（2）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体．写出氨气与CuO反应的化学方程式______．
正确答案
解：（Ⅰ）（1）实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）氨气极易溶于水，且密度比空气小，所以用向下排空气法，故答案为：向下排空气法；
（3）①A、Cu与稀盐酸不反应，所以不能导致锥形瓶中的气压变大，故A错误；
B、NaHCO3与NaOH溶液能反应，但没有气体生成，不能导致锥形瓶中的气压变大，故B错误；
C、MnO2与稀盐酸不反应，不能导致锥形瓶中的气压变大，故C错误；
D、Na2CO3与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，能导致锥形瓶中的气压变大，所以能形成喷泉，故D正确；
故选D；
②浓硫酸遇水被稀释，生石灰和水反应，都释放出大量的热，使锥形瓶中的乙醇挥发，压强增大，形成喷泉，而其它物质都不能达到溶于水而放出大量的热的目的，故选AC；
（2）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理都是通过增加容器中的压强完成的，所以与图2原理相似；
故答案为：图2；
（Ⅱ）（1）氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和CuO反应前应先干燥，氨气污染空气，C装置后需要连接尾气吸收装置，
故答案为：在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管；C装置之后增加尾气吸收装置；
（2）根据氨气和氧化铜反应的现象：CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体，说明生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为3CuO+2NH3
解析
解：（Ⅰ）（1）实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）氨气极易溶于水，且密度比空气小，所以用向下排空气法，故答案为：向下排空气法；
（3）①A、Cu与稀盐酸不反应，所以不能导致锥形瓶中的气压变大，故A错误；
B、NaHCO3与NaOH溶液能反应，但没有气体生成，不能导致锥形瓶中的气压变大，故B错误；
C、MnO2与稀盐酸不反应，不能导致锥形瓶中的气压变大，故C错误；
D、Na2CO3与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，能导致锥形瓶中的气压变大，所以能形成喷泉，故D正确；
故选D；
②浓硫酸遇水被稀释，生石灰和水反应，都释放出大量的热，使锥形瓶中的乙醇挥发，压强增大，形成喷泉，而其它物质都不能达到溶于水而放出大量的热的目的，故选AC；
（2）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理都是通过增加容器中的压强完成的，所以与图2原理相似；
故答案为：图2；
（Ⅱ）（1）氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和CuO反应前应先干燥，氨气污染空气，C装置后需要连接尾气吸收装置，
故答案为：在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管；C装置之后增加尾气吸收装置；
（2）根据氨气和氧化铜反应的现象：CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体，说明生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为3CuO+2NH3
某小组利用如图装置制备氨气，并探究氨气的性质（部分仪器略去）．请回答：
（1）实验室制备氨气的化学方程式为______．
（2）用B装置收集氨气时，请你选择氨气的进气口______（填“a”或“b”）．
（3）B装置中烧瓶已收集满氨气，若使之形成喷泉，你的操作方法是______．若观察到装置B中的烧瓶内产生了红色喷泉，则说明氨气具有的性质是______．
（4）为防止环境污染，以下装置（盛放的液体均为水）可用于吸收多余氨气的是______（填序号）．
（5）氨气在催化剂作用下并且加热时会被空气氧化，这是工业制硝酸的第一步反应，写出该反应的化学方程式______．
（6）氨气和氯气在常温下可快速反应生成氮气：2NH3+3Cl2=N2+6HCl．该反应可用于检验化工生产中氯气是否泄漏．因为氯气有少量泄漏，用氨气检验时会有明显现象，此过程中发生反应的Cl2和NH3的体积比范围为______．
正确答案
2NH4Cl+Ca（OH）2
a
打开下方止水夹，用手（或热毛巾）捂热烧瓶，使氨气受热膨胀，赶出玻璃管内空气，氨气与水接触形成喷泉
极易溶于水，与水反应生成碱
②④⑤
4NH3+5O2
小于1.5
解析
解：（1）实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气，故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2 
（2）氨气的式量为17，空气的平均式量为29，氨气密度小于空气的密度，所以要采用向下排空气法收集氨气，即a 为进气口，b为出气口，故答案为：a；
（3）氨气形成喷泉的原理是由于氨气极易溶于水，氨气溶于水而导致烧瓶内压强减小，从而形成喷泉，依据氨气形成喷泉的原理，如要形成喷泉，烧瓶内气体溶于水导致烧瓶内压强减小，外界大气压将烧杯内液体压入到烧瓶内，从而形成喷泉；氨气溶于水生成氨水，氨水电离出自由移动的氢氧根离子，所以溶液呈碱性，加入酚酞后溶液呈红色，
故答案为：打开下方止水夹，用手（或热毛巾）捂热烧瓶，使氨气受热膨胀，赶出玻璃管内空气，氨气与水接触形成喷泉；极易溶于水，与水反应生成碱；
（4）氨气是一种极易溶于水的气体，②导管口放一个漏斗，④球形干燥管，增大了与液体的接触面积，加入发生倒吸，漏斗体积较大，会使漏斗口很快的脱离液面，由于重力作用，液体又会回到烧杯中，防止了倒吸，⑤装置可作为安全瓶防倒吸，因为进气管较短（刚漏出瓶塞）若发生倒吸，倒吸液会被盛装在左瓶中，不会再倒流到前一装置，从而防止倒吸，
故答案为：②④⑤；
（5）氨催化氧化法制硝酸的步骤：氨气催化氧化为一氧化氮、一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸，
故答案为：4NH3+5O2
（6）氨气和氯气在常温下可快速反应生成氮气：2NH3+3Cl2=N2+6HCl．如果管道漏气，则发生反应3Cl2+2NH3=N2+6HCl，生成HCl气体继续与氨气反应生成氯化铵，现象为有白烟生成，
即氨气应过量，所以发生反应的Cl2和NH3的体积比为小于1.5，故答案为：小于1.5．
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