- 氮在自然界的循环
- 共116题
下列图示是某学习小组设计的制取氨气并利用氨气进行喷泉实验的装置示意图．请回答下列问题：
（1）学生甲用图A所示装置制备氨气，写出该法制取氨气的化学方程式：______；制出的氨气应使用______法来收集，要得到干燥的氨气可选用______做干燥剂．
（2）学生乙用图B所示装置也制出了氨气，他选用的试剂可能是______和______．用平衡移动原理分析这种方法制备氨气的原理______．
（3）学生丙用图C所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥的氨气，引发喷泉的操作是______．
正确答案
解：（1）学生甲用图A所示装置制备氨气，图A装置的特点是固体加热制取气体，结合实验室制氨气的原理，该法制取氨气的原理为氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应，2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）反应B装置特点是不需要加热，向CaO中滴加浓氨水，CaO+H2O=Ca（OH）2，反应放热，NH3•H2O
故答案为：氧化钙或氢氧化钠；浓氨水；向CaO中滴加浓氨水反应放热，或加入的氢氧化钠溶于水放热，使浓氨水中的氨气逸出，加入氧化钙或氢氧化钠，氢氧根浓度增大，平衡左移，氨气逸出；
（3）NH3极易溶解于水，通常状况下，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，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：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；
解析
解：（1）学生甲用图A所示装置制备氨气，图A装置的特点是固体加热制取气体，结合实验室制氨气的原理，该法制取氨气的原理为氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应，2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）反应B装置特点是不需要加热，向CaO中滴加浓氨水，CaO+H2O=Ca（OH）2，反应放热，NH3•H2O
故答案为：氧化钙或氢氧化钠；浓氨水；向CaO中滴加浓氨水反应放热，或加入的氢氧化钠溶于水放热，使浓氨水中的氨气逸出，加入氧化钙或氢氧化钠，氢氧根浓度增大，平衡左移，氨气逸出；
（3）NH3极易溶解于水，通常状况下，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，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：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：______
（2）收集氨气应使用______法，要得到干燥的氨气可选用______做干燥剂．
（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是______．该实验的原理是______．
（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法：______
（5）如何检验某白色固体是铵盐，简述实验步骤，现象及结论：______．
正确答案
解：（1）实验室用熟石灰和氯化铵在加热条件下反应制备氨气，反应的化学方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl
故答案为：Ca（OH）2+2NH4Cl
（2）氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，用向下排空气法收集，氨气为碱性气体，用碱石灰干燥，
故答案为：向下排空气；碱石灰；
（3）氨气极易溶于水，如果打开止水夹，氨气溶于水后烧瓶内压强迅速减小，而形成喷泉，
故答案为：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；氨极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小；
（4）加热时烧瓶内压强增大，气体体积膨胀，当氨气与水接触时，因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉，
故答案为：打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热气体膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉；
（5）铵盐和强碱在加热条件下反应生成氨气，氨气具有碱性，使湿润红色石蕊试纸变蓝，故答案为：取白色固体少量于试管中，加入氢氧化钠溶液加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明是铵盐．
解析
解：（1）实验室用熟石灰和氯化铵在加热条件下反应制备氨气，反应的化学方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl
故答案为：Ca（OH）2+2NH4Cl
（2）氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，用向下排空气法收集，氨气为碱性气体，用碱石灰干燥，
故答案为：向下排空气；碱石灰；
（3）氨气极易溶于水，如果打开止水夹，氨气溶于水后烧瓶内压强迅速减小，而形成喷泉，
故答案为：打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；氨极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小；
（4）加热时烧瓶内压强增大，气体体积膨胀，当氨气与水接触时，因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉，
故答案为：打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热气体膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉；
（5）铵盐和强碱在加热条件下反应生成氨气，氨气具有碱性，使湿润红色石蕊试纸变蓝，故答案为：取白色固体少量于试管中，加入氢氧化钠溶液加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明是铵盐．
（2014秋•嵊泗县校级月考）某学生设计的用氨催化法制取少量HNO3溶液的实验装置如图所示：
（1）实验室制备NH3，下列方法中适宜选用的是______（填序号）．
①固态氯化铵与熟石灰混合加热
②固态氯化铵加热分解
③碱石灰中滴加浓氨水
④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热
（2）装置B中发生反应的化学方程式为______．在实验过程中，加热铂丝红热后，移去酒精灯，发现铂丝还继续保持红热，由此可判断该反应是______（填“吸热”或“放热”）反应．
（3）装置C的作用是______；装置C中的现象是______；为确保装置D中尽可能多地生成HNO3，所通入O2和NH3的体积比应大于______．
（4）装置D中发生的反应方程式为______．
正确答案
①③
4NH3+5O2
放热
吸收未反应的NH3
有气泡从浓硫酸中冒出，且装置C内的上部呈红棕色
2：1
3NO2+H2O═2HNO3+NO
解析
解：（1）①固态氯化铵与熟石灰混合加热，是实验室制氨气的主要方法，故正确；
②固态氯化铵加热分解，成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气反应生成氯化铵，故错误；
③碱石灰中滴加浓氨水，也是实验室制氨气的方法之一，故正确；
④氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热，能制得氨气但量少，不是实验室制备氨气的方法；
故选：①③；
（2）氨催化氧化生成一氧化氮和水，方程式为：4NH3+5O2
故答案为：4NH3+5O2
（3）装置C浓硫酸的作用是吸收未反应的NH3，装置B中产生的NO通过浓硫酸时，可看到浓硫酸中有气泡冒出，同时NO在装置C的上部与O2迅速反应生成红棕色的NO2；为确保装置D中尽可能多地生成HNO3，其含义就是NH3通过转化后全部生成HNO3，由4NH3+5O2
故答案为：吸收未反应的NH3；有气泡从浓硫酸中冒出，且装置C内的上部呈红棕色；2：1；
（4）NO2与H2O反应，生成硝酸和一氧化氮，方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O═2HNO3+NO．
Ⅰ．氨是一种重要的化工原料，某学习小组欲制取氨气并探究其性质．
请回答：
（1）实验室制取氨气的化学方程式是______．
（2）①如图1是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是______．
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式 表示）______．
（3）该小组同学设计了图2所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），探究氨气的还原性并检验产物．
①实验现象为：黑色CuO变为红色；白色无水CuSO4粉末变为蓝色；同时生成一种无色气体，该气体无污染．请写出氨气与CuO反应的化学方程式______．
②碱石灰的作用是______．
③整套装置在方框处应添加一种装置后，此实验设计才较完善，请在方框中补画出E装置图（要求 注明装置中所加试剂名称）______．
Ⅱ.3.2g Cu与30mL，8mol/L过量HNO3反应，硝酸的还原产物为NO，NO2，反应后溶液中所含H+为a mol，则：①此时溶液中所含的NO3-为______mol．
②所生成的NO在标准状况下体积为______ L．（以上结果均用含a的代数式表示）
Ⅲ．某黑色固体甲可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜．
查阅资料知道：
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜．
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸．在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫．为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图3所示的实验：
（1）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为______．
（2）关于固体甲的成分的判断中，下列说法正确的是______
A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在；
B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种；
C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S；
D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S．
正确答案
2NH4Cl+Ca（OH）2
轻轻挤压滴管，使少量水加入烧瓶，然后打开止水夹K
NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-
3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O
吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定
0.1+a
（0.02-0.5a）×22.4
2CuS+3O2
BCD
解析
解：Ⅰ．（1）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，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2 
（2）①NH3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K；
②氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子，氢氧根离导致溶液呈碱性，酚酞试液遇碱变红色，
故答案为：NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-；
（3）①黑色CuO变为红色，红色是铜，所以生成物是铜；白色无水CuSO4粉末变为蓝色生成五水合硫酸铜，说明生成物含有水；同时生成一种无色气体，该气体无污染，所以该气体是氮气，
故答案为：3CuO+2NH3 
②碱石灰是干燥剂，能吸收水蒸气，防止干扰产物水的测定，故答案为：吸收氨气中混有的水蒸气，防止干扰产物水的测定；
③氨气是刺激性气体，所以不能排入空气，应有尾气处理装置，氨气极易溶于水，故答案为：连接一个吸收氨气装置，如图所示：
Ⅱ．
①3.2gCu的物质的量，n（Cu）=3.2g÷64g/mol=0.05mol，
Cu（NO3）2 =Cu2++2NO3-，HNO3═H++NO3-
0.05mol 0.1mol amol amol
则此时溶液中含有NO3-的物质的量为（0.1+a ）mol；
②浓硝酸与铜反应生成NO2，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐降低，则生成NO．反应后溶液中硝酸过量，n（NO3-）=0.1+amol，30mL，8mol/L过量HNO3反应，n（HNO3）=0.24mol，设混合气体中NO为xmol，NO2为ymol，
由N元素守恒可知，x+y=0.24-（0.1+a），根据电子守恒可得：3x+y=2×0.05
解之得：x=（0.02-0.5a）mol，
故答案为：（0.02-0.5a）×22.4L；
Ⅲ．
（1）③根据反应判断：Cu+O2
（2）固体甲加入稀盐酸后，得到的蓝色溶液，说明固体甲的成分中CuO和Cu2O至少有一种．
因题给“固体乙称取2.00g，氧气流中煅烧、冷却称量至恒重，得固体丙1.84g”，即实际变轻了，说明必有CuS，还要有其它物质．讨论：①若有Cu2O，Cu2S可有可无；②若无Cu2O，必有Cu2S．经以上分析，对于固体甲的成分的判断中，正确的是BCD；故答案为：BCD；
氨（NH3）是重要的含氮化合物．1774年该气体由英国普里斯特里利用熟石灰和氯化铵加热反应制成．
（1）写出用以上方法制取氨气的化学方程式：______
（2）为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图1三套实验装置：
实验装置和所用药品都正确的是______（填“甲”、“乙”或“丙”）；
（3）如何检验氨气是否收集满（简述操作方法、现象和结论）______；
（4）该实验装置还可以制备哪些气体？______（任举一种）
（5）有同学用氨的喷泉实验装置如图2做喷泉实验，但实验失败，请分析实验失败的可能原因：______
（写出任何一个合理答案即可）．
正确答案
解：（1）氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气，氨气为碱性气体，应用碱石灰干燥，故答案为：丙；
（3）常用湿润的红色石蕊试纸验证氨气是否收集满，当湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，如果试纸变蓝，则氨气已满，
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，试纸变蓝；
（4）固体和固体加热制取气体，加热氯酸钾制取氧气也可以用丙装置；故答案为：O2；
（5）活塞密封性不好，装置漏气可导致喷泉实验失败，
故答案为：实验装置漏气．
解析
解：（1）氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气，氨气为碱性气体，应用碱石灰干燥，故答案为：丙；
（3）常用湿润的红色石蕊试纸验证氨气是否收集满，当湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，如果试纸变蓝，则氨气已满，
故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，试纸变蓝；
（4）固体和固体加热制取气体，加热氯酸钾制取氧气也可以用丙装置；故答案为：O2；
（5）活塞密封性不好，装置漏气可导致喷泉实验失败，
故答案为：实验装置漏气．
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