- 氮在自然界的循环
- 共116题
（Ⅰ）图甲和乙是某学校王老师制备NH3并进行性质实验时的改进装置．按图甲把仪器安装好，称取2g 固体氯化铵装入试管底部，再快速称取2g 氢氧化钠覆盖在氯化铵上方；立即用带有滴管的塞子塞紧（滴管预先吸入约2mL 浓氨水）；烧杯内盛滴有酚酞试液的水：把浓氨水滴入试管里，可立即观察到试管内发生剧烈反应，有大量气泡．
将上述中收满NH3的圆底烧瓶取下，改装成图乙所示的装置，胶头滴管内事先预吸入2mLH2O，此时小气球系在玻璃棒上呈自然松驰状态；将滴管内的水慢慢滴入烧瓶中，轻轻晃动烧瓶，通过观察实验现象便可以验证NH3 的某个性质．按要求回答下列问题：
（1）中学化学教材中是用与制O2相同的制备装置来加热制取NH3的，该化学方程式为：______
（2）下面是某同学关于王老师能用图甲制取NH3的原因分析，有道理的是______．
①在NH3•H2O 中有平衡NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH
②在NH3•H2O 中有平衡NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH
③Na0H溶于水时放热，使体系的温度升高，NH3的溶解度减小
④NH4Cl与NaOH 在此情况下可反应生成NH3，即NH
⑤NH4Cl 会分解释放出NH3
（3）图甲中的NH4Cl 与NaOH 固体混合物能否用CaO固体代替______（填”能”与”不能”）
（4）如何判断图甲中烧瓶己收满NH3？______
（5）图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是______它说明了NH3______
（Ⅱ）如图2所示：在B槽中装有500mL水，容积为a mL的试管A充满了NO2和NO的混合气体（标准状况），将试管A倒插入B槽的水中．充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为______
通过导气管C往余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是：______
当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，水槽B中溶液的物质的量浓度为______mol•L-1（设溶液的体积仍为500mL）
正确答案
解：（Ⅰ）（1）实验室用氯酸钾固体和二氧化锰固体或用高锰酸钾加热制O2，与制O2相同的制备装置制氨气，实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，反应方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）①在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，加氢氧化钠增大氢氧根离子的浓度，使平衡逆向移动，从而使NH3逸出，故①正确；
②加NH4Cl增大了溶液中氨根离子浓度，使平衡向左移动，故②正确；
③NaOH溶于水放出热量，使体系温度升高，使NH3的溶解度减小而逸出，故③正确；
④NH4Cl与NaOH在此情况下可反应生成NH3，离子方程式为：NH4++OH-
⑤加热NH4Cl分解生成氯化氢和氨气，氯化氢和氨气又能够结合生成氯化铵，无法获得氨气，故⑤错误；
故答案为：①②③④；
（3）CaO与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能够电离出氢氧根离子，且该反应为放热反应，降低了氨气的溶解度，有利于氨气的生成，所以可用氧化钙代替氢氧化钠，
故答案为：能；
（4）当烧瓶内的氨气收集满时，氨气会逸到烧杯中，氨气和烧杯中的水结合生成氨水显碱性，碱能使无色的酚酞变红，
故答案为：烧杯内的溶液变红；
（5）胶头滴管中的水挤入烧瓶后，由于NH3极易溶于水，烧瓶中压强减小，气球会逐渐变大，
故答案为：气球逐渐变大； 极易溶于水；
（Ⅱ）充满了NO2和NO的混合气体（标准状况）试管A倒水中，充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL，则：
3NO2+2H2O=2HNO3+NO，体积减少△V
3 2
V（NO2） amL-0.5amL=0.5amL
解得：V（NO2）=
则：V（NO）=amL-0.75amL=0.25mL，
则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为：n（NO2）：n（NO）=V（NO2）：V（NO）=0.75amL：0.25mL=3：1；
剩余气体为NO，持续通入氧气，会发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
V（NO2）=0.75amL，氮元素守恒可知n（HNO3）=n（NO2）+n（NO）=
故c（HNO3）=
故答案为：3：1；无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
解析
解：（Ⅰ）（1）实验室用氯酸钾固体和二氧化锰固体或用高锰酸钾加热制O2，与制O2相同的制备装置制氨气，实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，反应方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）①在氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，加氢氧化钠增大氢氧根离子的浓度，使平衡逆向移动，从而使NH3逸出，故①正确；
②加NH4Cl增大了溶液中氨根离子浓度，使平衡向左移动，故②正确；
③NaOH溶于水放出热量，使体系温度升高，使NH3的溶解度减小而逸出，故③正确；
④NH4Cl与NaOH在此情况下可反应生成NH3，离子方程式为：NH4++OH-
⑤加热NH4Cl分解生成氯化氢和氨气，氯化氢和氨气又能够结合生成氯化铵，无法获得氨气，故⑤错误；
故答案为：①②③④；
（3）CaO与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能够电离出氢氧根离子，且该反应为放热反应，降低了氨气的溶解度，有利于氨气的生成，所以可用氧化钙代替氢氧化钠，
故答案为：能；
（4）当烧瓶内的氨气收集满时，氨气会逸到烧杯中，氨气和烧杯中的水结合生成氨水显碱性，碱能使无色的酚酞变红，
故答案为：烧杯内的溶液变红；
（5）胶头滴管中的水挤入烧瓶后，由于NH3极易溶于水，烧瓶中压强减小，气球会逐渐变大，
故答案为：气球逐渐变大； 极易溶于水；
（Ⅱ）充满了NO2和NO的混合气体（标准状况）试管A倒水中，充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL，则：
3NO2+2H2O=2HNO3+NO，体积减少△V
3 2
V（NO2） amL-0.5amL=0.5amL
解得：V（NO2）=
则：V（NO）=amL-0.75amL=0.25mL，
则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为：n（NO2）：n（NO）=V（NO2）：V（NO）=0.75amL：0.25mL=3：1；
剩余气体为NO，持续通入氧气，会发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3，无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
V（NO2）=0.75amL，氮元素守恒可知n（HNO3）=n（NO2）+n（NO）=
故c（HNO3）=
故答案为：3：1；无色气体变为红棕色气体，试管中液面不断上升至全充满，继续通入氧气后，试管中液面下降，最后充满无色气体；
（2015春•姜堰市月考）下列有关实验原理或实验操作正确的（ ）
正确答案
解析
解：A、氯化铵不稳定，加热易分解，不能将溶液蒸干，故A错误；
B、二氧化碳也与碳酸钠反应，所以加试剂不能与主体反应，故B错误；
C、氨气密度比空气小，应用向下排空法收集，故C错误；
D、氨气是一种无色、有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水的气体，但难溶于四氯化碳，起到缓冲作用，能防止倒吸，故D正确；
故选D．
甲、乙两化学活动小组对中学化学教材中“氨的催化氧化”进行了实验探究．
（1）甲小组设计了如，1所示的实验装置（固定装置已略去）．
①若A中使用的药品是NH4HCO3固体，则A需要的仪器有试管、导管、橡胶塞和______（填序号）．
a．锥形瓶 b．酒精灯 c．烧瓶 d．蒸发皿
②装置B的作用是______．
③装置C中发生反应的化学方程式为______．
④若A、B中药品足量，则可以观察到E中溶液发生变化，其现象是______．
⑤某同学从安全与环保的角度考虑，指出该装置有两处明显的缺陷．你认为这两处缺陷是：______、______．
⑥若A中固体质量减少了7.9g，则通过B（过氧化钠足量）后，气体的体积变为______L（标准状况）．
（2）如图2，乙小组认为可将甲小组的装置中A、B部分换成如图所示装置（其余部分相同）进行实验．烧瓶中加入的是过氧化钠固体，则分液漏斗中加入的最佳试剂是______；U型管中加入的试剂是______．
正确答案
解：4NH3+5O2
（1）①若A中使用的药品是NH4HCO3固体，加热NH4HCO3固体需要酒精灯，故答案为：酒精灯；
②装置B中盛放过氧化钠，碳酸氢铵，受热分解生成NH3、CO2和H2O，过氧化钠和水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，该反应能提供氧气，二氧化碳与过氧化钠，2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，该反应也能提供氧气，所以装置B的作用是与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气，
故答案为：与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气；
③NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮和水，反应方程为：4NH3+5O2
故答案为：4NH3+5O2
④若A、B中药品足量，则进入氯化亚铁溶液的气体为一氧化氮、氧气的混合气体，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，硝酸能将亚铁离子氧化成铁离子，所以溶液变为黄色，
故答案为：溶液变为黄色；
⑤为防止倒吸可以在装置C、D之间增加一个防倒吸装置，一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，应加一个尾气吸收装置，
故答案为：D中液体可能会倒吸；尾气会污染环境；
⑥若A中固体质量减少了7.9g，则参加反应的NH4HCO3固体为
故答案为：4.48；
（2）A装置提供二氧化碳、水蒸气、氨气，装置B为干燥氨气，所以当有过氧化钠存在时需用浓氨水，省略了将二氧化碳、水蒸气转化成氧气，氨气为碱性气体，干燥氨气的物质应为碱性或中性需选用碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）；
故答案为：浓氨水；碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）．
解析
解：4NH3+5O2
（1）①若A中使用的药品是NH4HCO3固体，加热NH4HCO3固体需要酒精灯，故答案为：酒精灯；
②装置B中盛放过氧化钠，碳酸氢铵，受热分解生成NH3、CO2和H2O，过氧化钠和水反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，该反应能提供氧气，二氧化碳与过氧化钠，2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，该反应也能提供氧气，所以装置B的作用是与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气，
故答案为：与水和二氧化碳反应，产生C中所需的反应物氧气；
③NH3与过量O2在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮和水，反应方程为：4NH3+5O2
故答案为：4NH3+5O2
④若A、B中药品足量，则进入氯化亚铁溶液的气体为一氧化氮、氧气的混合气体，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，硝酸能将亚铁离子氧化成铁离子，所以溶液变为黄色，
故答案为：溶液变为黄色；
⑤为防止倒吸可以在装置C、D之间增加一个防倒吸装置，一氧化氮以及生成的二氧化氮均有毒，应加一个尾气吸收装置，
故答案为：D中液体可能会倒吸；尾气会污染环境；
⑥若A中固体质量减少了7.9g，则参加反应的NH4HCO3固体为
故答案为：4.48；
（2）A装置提供二氧化碳、水蒸气、氨气，装置B为干燥氨气，所以当有过氧化钠存在时需用浓氨水，省略了将二氧化碳、水蒸气转化成氧气，氨气为碱性气体，干燥氨气的物质应为碱性或中性需选用碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）；
故答案为：浓氨水；碱石灰（或氢氧化钠、氧化钙）．
氨是没有颜色、有刺激性气味的气体，极易溶解于水且溶解得快，1体积水大约可溶解700体积氨气．在实验室里，常用氯化铵和氢氧化钙共热制取氨气．某同学用下列装置进行有关氨气制取及喷泉实验的探究，请回答．
（1）写出图中所示仪器的名称：a______，b______．
（2）实验室制取氨气的化学方程式为______．从图中选择相应的发生装置是______（填字母，下同），收集装置是______．
（3）某同学用收集有干燥纯净氨气的F装置进行实验观察到了红色喷泉．请描述他的关键操作是______．
（4）0℃101kPa 的条件下实验结束后，烧瓶中溶液的物质的量浓度为（溶质以NH3计算）：______．
正确答案
解：）根据仪器的特点确定仪器的名称a是分液漏斗；b是集气瓶，故答案为：分液漏斗；集气瓶；
（2）在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，2NH4Cl+Ca（OH）2 
（3）NH3极易溶解于水，1体积水溶解700体积氨气，打开止水夹挤出胶头滴管中的水，然后打开止水夹K，由于氨气迅速溶解在挤出胶头滴管中的水，导致烧瓶内气体压强迅速减小，导致溶液进入烧瓶产生喷泉现象，故答案为：轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹；
（4）据题意知，实验溶解于水的氨气占满烧瓶，设烧瓶的体积是V，氨水溶液的浓度c（NH3）=
解析
解：）根据仪器的特点确定仪器的名称a是分液漏斗；b是集气瓶，故答案为：分液漏斗；集气瓶；
（2）在加热条件下，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，2NH4Cl+Ca（OH）2
（3）NH3极易溶解于水，1体积水溶解700体积氨气，打开止水夹挤出胶头滴管中的水，然后打开止水夹K，由于氨气迅速溶解在挤出胶头滴管中的水，导致烧瓶内气体压强迅速减小，导致溶液进入烧瓶产生喷泉现象，故答案为：轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹；
（4）据题意知，实验溶解于水的氨气占满烧瓶，设烧瓶的体积是V，氨水溶液的浓度c（NH3）=
氨气与灼热的氧化铜反应生成铜、氮气和水．利用如图所示实验装置可测定氨分子的组成（图中夹持、固定装置均略去），回答下列问题．
（1）A中放NaOH的目的是：______；
（2）在干燥管B和D里应选用的干燥剂都是（填序号）______；
A、碱石灰
B、无水CuSO4
C、五氧化二磷
D、无水CaCl2
（3）E装置中盛装浓硫酸的目的是______；
（4）待实验完毕后，若实验测得N2的体积（折算成标准状况）为a L，则被还原的氧化铜的物质的量为______mol；若测得干燥管D增重b g，则氨分子中氮、氢的原子个数比为（用含a、b字母的代数式表示）______．
（5）上述实验中，如果省去B装置，测定氨分子组成的N、H原子个数的比值将会（填“增大”、“减小”或“无影响”）______，理由是______．
正确答案
解：（1）浓氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，氢氧化钠在溶液中电离出氢氧根离子，有利于氨气的生成；且氢氧化钠溶于水放出热量，降低了氨气的溶解度，
故答案为：利用NaOH的碱性和遇水放热的性质，使NH3•H2O分解生成NH3后逸出；
（2）无水硫酸铜只能用于检验水的存在，不能用于干燥氨气；五氧化二磷、无水氯化钙能够与氨气反应，不能干燥氨气，所以装置BD中盛放的是碱石灰，所以A正确，
故答案为：A；
（3）浓硫酸能够将反应剩余的氨吸收，防止F中的水蒸气进入D中，引起测量误差，
故答案为：吸收多余的NH3，防止F中的水蒸气进入D中；
（4）标准状况下，aL氮气的物质的量为：n（N2）=
装置D增重的为水的质量，则水的物质的量为：
氨气中含有的N、H原子数之比为：（
故答案为：
（5）因为由NH3带出的水蒸气进入D装置，导致H原子的个数增加，则测定氨分子组成的N、H原子个数的比值将会减小，
故答案为：减小；因为由NH3带出的水蒸气进入D装置，导致H原子的个数增加．
解析
解：（1）浓氨水中存在平衡：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-，氢氧化钠在溶液中电离出氢氧根离子，有利于氨气的生成；且氢氧化钠溶于水放出热量，降低了氨气的溶解度，
故答案为：利用NaOH的碱性和遇水放热的性质，使NH3•H2O分解生成NH3后逸出；
（2）无水硫酸铜只能用于检验水的存在，不能用于干燥氨气；五氧化二磷、无水氯化钙能够与氨气反应，不能干燥氨气，所以装置BD中盛放的是碱石灰，所以A正确，
故答案为：A；
（3）浓硫酸能够将反应剩余的氨吸收，防止F中的水蒸气进入D中，引起测量误差，
故答案为：吸收多余的NH3，防止F中的水蒸气进入D中；
（4）标准状况下，aL氮气的物质的量为：n（N2）=
装置D增重的为水的质量，则水的物质的量为：
氨气中含有的N、H原子数之比为：（
故答案为：
（5）因为由NH3带出的水蒸气进入D装置，导致H原子的个数增加，则测定氨分子组成的N、H原子个数的比值将会减小，
故答案为：减小；因为由NH3带出的水蒸气进入D装置，导致H原子的个数增加．
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