- 氮在自然界的循环
- 共116题
某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验．
（1）A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠．
若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是______（填选项编号），在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为______（选填下列仪器编号，固定装置省略）．
（2）该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：
①______；②______．
（3）按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：
①装置B的作用是______；
②写出C中发生反应的化学方程式：______；
③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有______．
正确答案
解：（1）铵盐受热分解产生氨气，过氧化钠在此装置中可以吸收二氧化碳和水，所以制取氨气的药品可以用NH4HCO3或（NH4）2CO3，药品均为固体，选择的装置符合加热固体制气体，故答案为：②或③；efgh；
（2）氨气极易溶于水，实验会倒吸，在装置C与D之间增加一个防倒吸装置，氨气有毒，需要尾气处理，要在D后增加一个尾气吸收装置，
故答案为：①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置；②在D后增加一个尾气吸收装置；
（3）①过氧化钠的作用是用来吸收铵盐分解产生的CO2和水蒸气并发生反应，生成氨的催化氧化所需要的O2，故答案为：①吸收CO2和水蒸气，并生成O2；
②氨气的催化氧化方程式为：4NH3+5O2
③氨气的催化氧化反应得到的一氧化氮迅速被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水形成硝酸，金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，一氧化氮很易被氧气氧化为二氧化氮而呈现红棕色，故答案为：铜片逐渐减少直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色．
解析
解：（1）铵盐受热分解产生氨气，过氧化钠在此装置中可以吸收二氧化碳和水，所以制取氨气的药品可以用NH4HCO3或（NH4）2CO3，药品均为固体，选择的装置符合加热固体制气体，故答案为：②或③；efgh；
（2）氨气极易溶于水，实验会倒吸，在装置C与D之间增加一个防倒吸装置，氨气有毒，需要尾气处理，要在D后增加一个尾气吸收装置，
故答案为：①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置；②在D后增加一个尾气吸收装置；
（3）①过氧化钠的作用是用来吸收铵盐分解产生的CO2和水蒸气并发生反应，生成氨的催化氧化所需要的O2，故答案为：①吸收CO2和水蒸气，并生成O2；
②氨气的催化氧化方程式为：4NH3+5O2
③氨气的催化氧化反应得到的一氧化氮迅速被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水形成硝酸，金属铜和稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，一氧化氮很易被氧气氧化为二氧化氮而呈现红棕色，故答案为：铜片逐渐减少直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色．
资料：“氨气可在纯氧中安静燃烧…”．
某校化学小组学生设计如图装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验．
（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是______，碱石灰的作用是______．
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：
①氨催化氧化的化学方程式是______，无水氯化钙的作用是______；试管内气体变为______色，该反应的化学方程式是______；若将反应后的气体通入盛有紫色石蕊的溶液中，则试液变为______色，该反应的化学方程式是______．
②将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：（a）两气体中，先通入的气体是______，其理由是______．（b）氨气燃烧的化学方程式是______．
正确答案
解：（1）碳酸铵受热分解方程式：（NH4）2CO3
故答案为：（NH4）2CO3
（2）①NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应：4NH3+5O2
故答案为：4NH3+5O2
②若先通入NH3，NH3在空气中不能点燃，容易逸出污染空气，但是氨气在纯氧中能充分燃烧，生成物为无污染的氮气和水，反应方程式为：4NH3+3O2
故答案为：a）先通入氧气，NH3在空气中不能燃烧，容易逸出污染空气，但是氨气在纯氧中能充分燃烧；
b）4NH3+3O2
解析
解：（1）碳酸铵受热分解方程式：（NH4）2CO3
故答案为：（NH4）2CO3
（2）①NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应：4NH3+5O2
故答案为：4NH3+5O2
②若先通入NH3，NH3在空气中不能点燃，容易逸出污染空气，但是氨气在纯氧中能充分燃烧，生成物为无污染的氮气和水，反应方程式为：4NH3+3O2
故答案为：a）先通入氧气，NH3在空气中不能燃烧，容易逸出污染空气，但是氨气在纯氧中能充分燃烧；
b）4NH3+3O2
某同学用如下实验装置及化学药品制取氨气并研究氨气的催化氧化．
请你按要求回答下列问题：
（1）该同学制取氨气的化学方程式为______．
（2）检验氨气是否收集满的方法是（简述操作方法、现象和结论）______．
（3）一段时间后，将收集氨气的试管倒立在水槽中，观察到试管内液面最终只上升到试管的一半．若不考虑试管内溶质扩散到水槽中，则标准状况下，试管内溶液的物质的量浓度为______．
（4）用B装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入B装置的锥形瓶内，写出锥形瓶内氨氧化的化学方程式______．
（5）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、______、______离子．
正确答案
解：（1）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
（2）氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验，检验方法是：将湿润的红色石蕊试纸置于管口，若试纸变蓝，则说明已收集满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满），
故答案为：将湿润的红色石蕊试纸置于管口，若试纸变蓝，则说明已收集满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满）；
（3）C=
（4）加热、铂丝作催化剂条件下，氨气被氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：4NH3十5O2
（5）溶液中的溶质是氨水和硝酸铵，溶剂是水，氨水电离出铵根离子和氢氧根离子，硝酸铵电离出铵根离子和硝酸根离子，水电离出氢离子和氢氧根离子，所以溶液中还存在离子NH4+ NO3-，
故答案为：NH4+ NO3-．
解析
解：（1）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
（2）氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验，检验方法是：将湿润的红色石蕊试纸置于管口，若试纸变蓝，则说明已收集满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满），
故答案为：将湿润的红色石蕊试纸置于管口，若试纸变蓝，则说明已收集满（或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明已收集满）；
（3）C=
（4）加热、铂丝作催化剂条件下，氨气被氧化生成一氧化氮和水，反应方程式为：4NH3十5O2
（5）溶液中的溶质是氨水和硝酸铵，溶剂是水，氨水电离出铵根离子和氢氧根离子，硝酸铵电离出铵根离子和硝酸根离子，水电离出氢离子和氢氧根离子，所以溶液中还存在离子NH4+ NO3-，
故答案为：NH4+ NO3-．
有关氨气的实验较多，下面对这些实验的实验原理分析中，不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、氨气极易溶于水形成压强差而产生喷泉实验，故A正确．
B、氨气极易溶于水，所以不能用排水法收集氨气；氨气的密度小于空气的密度，所以可采用向下排空气集气法收集氨气，故B正确．
C、氢氧化钙疏松利于氨气的排出，与铵盐的水溶性无关，故C错误．
D、氨水不稳定，在加热条件下能分解生成氨气，所以可用加热氨水的方法制取氨气，故D正确．
故选C．
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5.8mol/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
解：（1）浓氨水，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、胶头滴管、500mL容量瓶；
（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；
故答案为：碱石灰；
（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
故答案为：放热反应； 4NH3+5O2
（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；
故答案为：有红棕色气体生成，产生白烟；
（5）镁与石墨作电极，浓氯化铵溶液作电解液，镁做负极，铵根离子做正极，反应式为2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑，故答案为：2 NH4++2e-=2NH3↑+H2↑．
解析
解：（1）浓氨水，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、胶头滴管、500mL容量瓶；
（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；
故答案为：碱石灰；
（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
故答案为：放热反应； 4NH3+5O2
（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；
故答案为：有红棕色气体生成，产生白烟；
（5）镁与石墨作电极，浓氯化铵溶液作电解液，镁做负极，铵根离子做正极，反应式为2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑，故答案为：2 NH4++2e-=2NH3↑+H2↑．
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