- 氮气的应用
- 共181题
短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态，并有下列转化关系(反应条件略去)
已知：a. 常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。b. 甲分子含10个电子，乙分子含18个电子。
(1)X的电子式是___________。
(2)实验室可用下图所示装置(缺少收集装置，夹持固定装置略去)制备并收集甲。
①在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。
②试管中的试剂是(填写化学式)____________________。
③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)磷在Z中燃烧可生成两种产物，其中一种产物丁分子中各原子最外层不全是8电子结构，丁的化学式是
_________。
(4)n mol丁与n mol丙在一定条件下反应，生成4n mol乙和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气的174倍，其化学式是______________。
正确答案
(1)
(2)①
某化学兴趣小组欲制取氨气和氯化氢气体并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）．
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：______．
（2）（每空1分）若实验室只有浓硫酸、浓盐酸、浓氨水、氢氧化钠固体、氯化铵固体、氧化钙、无水氯化钙、石蕊试液和如图1所示气体发生装置，你认为他们能制得所需的气体吗？把你的判断填入下表：
收集氯化氢气体应该使用______法，要得到干燥的氨气可选用______作干燥剂．
（3）如果用图2装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，打开止水夹，挤出胶头滴管中的水引水上喷．该实验的原理是______．
（4）如果用图3装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气气体，请说明引发喷泉的方法．______
（5）若至喷泉实验停止时，图2中剩有烧瓶容积1/5的气体；图3烧瓶中剩有烧瓶容积1/4的气体；则图3烧瓶中盐酸的物质的量浓度为______ （两种气体均在标准状况下收集）；图2烧瓶中氨水的物质的量浓度______（填“大于”、“小于”、“等于”）图3烧瓶中盐酸的物质的量浓度．
（6）若使上述两种溶液混合后，溶液中铵离子和氯离子浓度相等，应如何操作：______．
正确答案
（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）该装置是固液或液液不加热型装置，所以制得气体的物质应具有挥发性，利用另一混合物溶解过程放出的热量使其挥发，且混合物中两种物质不反应生成其他气体，所以制取氨气选用浓氨水和氢氧化钠固体或氧化钙；制取氯化氢气体选用浓盐酸和浓硫酸．
氯化氢极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，用向上排空气法收集，氨气为碱性气体，用碱石灰干燥．
故答案为：向上排空气；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）由题意知，溶解于水的氯化氢气体占烧瓶的
同理，氨水的物质的量浓度为C=
所以两种物质的物质的量浓度相等．
故答案为：
（6）溶液中阴阳离子所带的电荷相等，氯化铵溶液中存在的阴阳离子分别为：Cl-、OH-、NH4+、H+，如果溶液中铵离子和氯离子浓度相等，根据电荷守恒知，氢离子和氢氧根离子的浓度也相等，所以溶液的PH=7，故操作是向混合溶液中滴加氨水至溶液PH=7．
故答案为：向混合溶液中滴加氨水至溶液PH=7．
久置的浓硝酸发黄是因为__________________；氨水显弱碱性的原因是__________________。浓氨水与浓盐酸接近时会产生大量白烟，其原因是：__________________，写出反应的化学方程式：__________________。实验室制氨的化学反应方程式是__________________， 用__________________检验NH3是否充满。
正确答案
硝酸分解生成二氧化氮；氨水中含有氢氧根离子；生成白色晶体；NH3+HCl==NH4Cl；
2NH4Cl+Ca(OH)2
侯德榜先生是我国举世闻名的化工专家，他对制碱技术作出了重大贡献，他所发明的联合制碱法称作“侯氏制碱法”．右图是在实验室中模拟“侯氏制碱法”中制取碳酸氢钠一步的实验装置，实验步骤为：
①连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品．
②先从D的分液漏斗中连续滴下浓氨水，直到产生的气体不能再在C中的饱和NaCl溶液中溶解时．再通入A中产生的气体．片刻后，烧杯中析出白色固体（碳酸氢钠）．继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生为止．
③过滤烧杯内所得的混合物，得到碳酸氢钠固体．
④向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：
NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），搅拌后过滤，滤出物可用作化肥．
⑤滤液再注入烧杯C中，重复使用，进行下一次制备…
试回答下列问题：
（1）检验装置A气密性的方法是______．
（2）烧杯C中发生反应的化学方程式为______．
（3）A中常选用的固体为______；B中应选用的液体为______．
（4）步骤②中必须先让D中发生反应，产生气体后，再让A中发生反应产生气体，原因是______．
（5）步骤④是在较高温度（如60℃）下还是在较低温度下（如0℃～10℃）下进行合适？______（填“较高”或“较低”）
（6）步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠（约占5%～8%），请设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵．简要写出操作方法、现象和结论．______．
正确答案
（1）检验装置气密性，主要是利用装置内的压强变化来判断，用手握住装置A的烧瓶（或微热），看到B瓶中玻璃管口和C中左边玻璃管口有气泡冒出，将手拿开，玻璃管内部形成一段水柱，说明装置A及左半部分气密性良好；
故答案为：用手握住装置A的烧瓶（或微热），看到B瓶中玻璃管口和C中左边玻璃管口有气泡冒出，将手拿开，玻璃管内部形成一段水柱，说明装置A及左半部分气密性良好；
（2）烧杯C中发生反应是二氧化碳和氨气通入饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵的反应，化学方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
故答案为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl；
（3）A装置是制备二氧化碳气体的反应，所以固体为CaCO3；生成的二氧化碳气体中含有氯化氢，若不除去碳酸氢钠难以形成，所以应用饱和碳酸氢钠溶液或饱和氯化钠溶液除去；
故答案为：饱和NaHCO3溶液或水或饱和食盐水；
（4）步骤②中必须先让D中发生反应，产生气体后，再让A中发生反应产生气体，因为NH3在水中的溶解度比CO2大，先通NH3有利于吸收更多的CO2，从而生成更多的NaHCO3；
故答案为：NH3在水中的溶解度比CO2大，先通NH3有利于吸收更多的CO2，从而生成更多的NaHCO3；
（5）步骤④是向滤液中加入适量的氯化钠固体，发生反应：NaCl（s）+NH4Cl（aq）=NaCl（aq）+NH4Cl（s），温度越高氯化铵的溶解度增大不利于氯化铵的晶体析出，所以应在温度较低 的条件下析出氯化铵晶体，故答案为：较低；
（6）步骤④中所得的氯化铵晶体中常含有少量的氯化钠和碳酸氢钠（约占5%～8%），设计简单的实验证明所得固体的成分大部分是氯化铵，是利用氯化铵的分解产物为气体，温度降低氨气和氯化氢气体会重新生成固体氯化氨，方法为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；
故答案为：取少量样品于试管中，用酒精灯加热，看到试管上端有白烟生成（或试管口有白色晶体），最后剩余极少量的固体，从而证明所得固体的成分大部分是氯化铵；
（1）按要求完成下列表格：
（2）如图是实验室制取氨气的装置图．
①用化学方程式表示实验室制取氨气的反应原理______．
②若试管内只装有碳酸氢铵固体，需把加热所得气体进行适当处理可获得纯净的氨气，则在球形干燥管中装放的固体药品名称为
______（装置部分夹持仪器已省去）．
正确答案
（1）分析杂质和物质的性质，然后选择适当的试剂来与杂质反应，不与主要物质反应，不会生成新的杂质，二氧化氮可以和水反应生成一氧化氮和硝酸，可以用水来洗气，氧化铝可以和强酸反应生成可溶于水的盐，但是二氧化硅不能，过滤机可以实现分离，氢氧化钠可以和碳酸氢钠发生反应生碳酸钠和水，可以用氢氧化钠将碳酸氢钠除去，碘单质在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，水和四氯化碳不相溶，萃取后分液即可以除去NaCl溶液中混有的I2水溶液，故答案为：
（2）①实验室中用氯化铵固体和氢氧化钙固体来制取氨气，原理方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
②氨气是碱性气体，可以用碱石灰来干燥，故答案为：碱石灰．
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