资源描述
氮及其化合物
氨、铵盐的性质及实验
1.(双选)如图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是
( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液可能是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
【解析】选A、C。B项，NH3与浓硫酸反应；C项，AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊；D项，NH3+H2ONH3·H2ON+OH-，氨水呈碱性，NH3·H2O是碱，NH3不属于碱。
2.探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是
( )
A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
B.将pH=11的氨水稀释1 000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱
C.加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定
D.将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2
【解析】选D。氨气极易溶于水生成氨水，所以将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，故A正确；常温下，pH=11的氨水中c(OH-)=10-3 mol·L-1，稀释1 000倍，测得pH>8，c(OH-)>10-6 mol·L-1，说明稀释时电离平衡正向移动，所以NH3·H2O为弱碱，故B正确；碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水，故C正确；氨气的氧化产物为NO，NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2，所以瓶口出现少量红棕色气体，故D错误。
【归纳提升】氨的催化氧化深度思考
(1)空气通入氨水的目的：让氨气挥发，使氧气和氨充分混合。
(2)锥形瓶中气体呈红棕色的原因：NH3被氧化为NO，NO遇到空气中的O2又迅速被氧化为红棕色的NO2。
(3)瓶内有白烟出现的原因：由于锥形瓶里有水蒸气存在，水蒸气和NO2反应生成了HNO3：3NO2+H2O2HNO3+NO，HNO3再跟NH3反应生成微小的白色NH4NO3晶体：NH3+HNO3NH4NO3。
(4)悬空铂丝总是呈红色的原因：NH3与O2在铂丝的表面上进行的反应是放热反应，反应放出的热量足以使铂丝继续保持红热状态。
喷泉实验问题分析
3.如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案，下列有关操作不可能引发喷泉的是 ( )
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.在装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
【解析】选B。H2难溶于NaOH溶液，不能使烧瓶内外形成较大压强差，故不能引发喷泉。
4.如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体(标准状况下)，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是________(填序号)。
①CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉
②NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉
③H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉
④HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
⑤NO2(H2O)/充满烧瓶
⑥Cl2(NaOH溶液)/充满烧瓶
⑦HCl(H2O)/溶液浓度为 mol·L-1
【解析】①CO2不溶于NaHCO3溶液，不能形成喷泉；⑤NO2与H2O反应生成NO气体，不能充满烧瓶。
答案：①⑤
【归纳提升】
常见的喷泉实验装置及引发方法
装置Ⅰ：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅲ：去掉了胶头滴管。打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水)。
氮及其化合物的转化
5.(2020·贵阳模拟)氮及其化合物的转化关系如图所示。
则下列说法不正确的是 ( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有标号的反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
【解析】选D。氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，氮气与氧气不能直接生成NO2。
6.(2020·西安模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如图所示装置。
(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气，烧瓶内固体X为________。
(2)乙装置的作用是________________________；写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式：________________________。
(3)当戊中观察到________________________现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因是________________________________，如何改进装置：________________________________。
(4)改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是
______________________________________________________。
【解析】(1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2，说明固体X溶于浓氨水既产生O2又放出大量热，则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2；NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下，发生催化氧化反应。(3)HNO3能使石蕊试液变红；由于NH3过量，可能会与HNO3反应，致使观察不到试液变红的现象；可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2，NO2会与H2O反应生成无色的NO。
答案：(1)过氧化钠
(2)干燥氧气和氨的混合气体 4NH3+5O24NO+6H2O
(3)紫色石蕊试液变红 过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性 在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)试管丁内水面慢慢上升，上升到一定高度不再变化，试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色
【归纳提升】
硝酸工业制法的反应原理
(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO：
4NH3+5O24NO+6H2O
(2)NO进一步氧化生成NO2：2NO+O22NO2
(3)用水吸收NO2生成HNO3：
3NO2+H2O2HNO3+NO
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