高中化学人教版 (2019)必修 第二册第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物学案

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高一化学同步学习高效学讲练（精品学案）
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第2课时 氨和铵盐
课程学习目标
1.了解氨气的性质、用途和实验室制法；
2.了解铵盐的性质及用途；
3.掌握铵根离子的检验方法。
学科核心素养
宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素化合价的角度，预测氨气及铵盐的性质及转化
科学态度与社会责任：
1．具有理论联系实际的观念，能依据实际条件并运用所学的化学知识的方法提出解决合理施用氮肥的措施，逐步形成循环利用、保护环境的观念
2．能主动关心与环境保护有关的氮肥的合理施用等社会热点问题，形成与环境和谐共处、合理利用自然资源的观念
【新知学习】
一.氨的物理性质
1. 无 色 刺激性 气味有毒气体，密度比空气小。
极易 溶于水，常温下，1体积水大约可溶解 700 体积氨气。氨的水溶液叫做 氨水 。
氨 易 液化（液态的氨称为 液氨 ）。液氨汽化时要 吸收 的量的热，使周围温度急剧 下降 ，
因此，液氨常用作 制冷剂 。
2.喷泉实验
（1）喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，
大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
（2）常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如表：
气体
HCl
NH3
CO2、SO2、Cl2、H2S
NO2＋O2
吸收剂
水或NaOH溶液
水或盐酸
浓NaOH溶液
水
二.氨气的化学性质
1.与水反应
反应原理为NH3＋H2O⇌NH3·H2O⇌NH4＋＋OH－。
氨气溶于水得氨水，显碱性，氨水中含有的粒子有：NH3·H2O、H2O、NH3、NH4＋、OH－、H＋。
NH3·H2O为可溶性一元弱碱，不稳定，易分解，化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。
【注意】
①NH3是中学化学中唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，在推断题中作为解题突破口。
②氨水呈碱性，NH3·H2O属于一元弱碱，计算氨水的浓度时，溶质按NH3进行计算。
2.氨气与酸的反应
蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为有白烟生成，将浓盐酸改为浓硝酸，也会出现相同的现象。

化学方程式为HCl＋NH3===NH4Cl、 NH3＋HNO3===NH4NO3。
3.与盐溶液的反应
过量氨水与AlCl3溶液反应的离子方程式：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4＋。（氢氧化铝不溶于氨水）
4.氨气的还原性
①催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O。
②被CuO氧化：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。
③被氯气氧化：2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl或8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。
5.氨的用途
①液氨汽化时吸收大量的热，故用作制冷剂。
②制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。
三.氨的实验室制法

四．铵盐的性质及NH的检验
1．铵盐的物理性质
铵盐都是白色固体，均易溶于水。
2．铵盐的化学性质
（1）受热易分解
NH4ClNH3↑＋HCl ； NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑
（2）与碱溶液反应NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O
3．NH的检验
未知液加入强碱共热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体，则证明含NH4＋。
(2)实验探究
实验装置

铵盐溶液
NH4Cl溶液
NH4NO3溶液
(NH4)2SO4溶液
现象
__试管中有气泡产生，试纸变蓝__
结论
__铵盐与强碱反应生成氨气__，离子方程式为__NH＋OH－NH3↑＋H2O__
应用
①__检验铵根离子的存在__
②__制取氨__

【知识进阶】
一．喷泉实验,
【问题探究】
喷泉，指由地下喷射出地面的泉水，是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置(如下图所示)。

(1)如何操作才能引发该喷泉实验？
打开止水夹，用手(或热毛巾等)焐热烧瓶，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)
(2)某同学做课本中喷泉实验时，打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内，可并未产生喷泉，试分析实验失败可能的原因是什么？
①装置气密性不好；②收集的NH3纯度较低；③烧瓶不干燥等。
【知识归纳总结】
1．原理和装置
(1)氨气喷泉实验

形成
原理
当气体接触外部的水或溶液时，由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应，从而使容器内气压迅速降低，在外界大气压作用下，外部液体迅速进入容器，通过尖嘴导管喷出，形成喷泉。
引发操作
打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。

(2)实验成功的关键——“三要”
①装置气密性——要好。
②烧瓶和气体——要干。
③烧瓶内的氨气——要满。
2．喷泉的常见类型
方法
减小内压法
增大外压法
装置


原理
减小烧瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象
增大锥形瓶内气体压强，形成压强差，产生喷泉现象
3．常见产生喷泉实验的组合
气体
NH3
HCl
SO2、CO2、NO2、Cl2
NO2和O2
吸收剂
水或盐酸
水或氢氧化钠溶液
浓氢氧化钠溶液
水
【典例1】喷泉是一种常见的现象，其产生的原因是存在压强差。

(1)图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是____。
A．SO2和H2O　　　　 B．CO2和NaOH溶液
C．NH3和H2O D．NO和H2O
(2)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，从产生喷泉的原理来分析，图Ⅰ是____上部烧瓶内气体压强；图Ⅱ是____下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。
(3)某学生积极思考喷泉原理的应用，设计了如图Ⅲ所示的装置。
①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，则可能出现的现象为____。
②在①操作的基础上，打开活塞c，产生的现象是____。
【答案】D 减小 增大
HCl气体进入盛有NH3的集气瓶，产生大量的白烟 两烧瓶同时产生喷泉
【解析】
(1)极易溶于水或气体与溶液易发生化学反应可形成图Ⅰ中喷泉，A、C利用气体的溶解性形成喷泉，B中发生化学反应形成喷泉，而D中NO不溶于水，不能形成喷泉；(2)图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，均产生压强差，形成喷泉，图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强，而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强；(3)①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，有氨气的烧瓶内气压减小，移动到指定处，则观察到HCl气体进入盛有NH3的烧瓶，HCl与氨气结合生成氯化铵，产生大量的白烟；②在①操作的基础上，打开活塞c，烧瓶内气体减少，外压大于内压，形成喷泉，则现象为①②两烧瓶同时产生喷泉。
（变式训练1）如图的装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是(　 　)

A．Cl2(饱和食盐水)　无色喷泉
B．NH3(H2O含石蕊)　蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊)　红色喷泉
D．CO2(NaOH溶液)　无色喷泉
【答案】A
【解析】
氯气在饱和食盐水中溶解度很小，不会形成压强差，不会产生喷泉，A项不符；氨气极易溶于水，可形成喷泉，又因氨水溶液显碱性，石蕊遇碱变蓝，所以形成蓝色喷泉，B项符合；HCl极易溶于水，可形成喷泉，又因盐酸溶液显酸性，石蕊遇酸变红，C项符合；CO2与NaOH反应，形成压强差而产生喷泉，Na2CO3溶液无色，所以喷泉颜色为无色，D项符合。
二．氨气的实验室制法和NH的检验,
【问题探究】
1．实验室制取氨气时，碱不选用NaOH、KOH，其原因是什么？
消石灰不能用NaOH、KOH代替，原因是NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生氨气，在加热条件下还会腐蚀试管。
2．某同学根据铵盐受热分解的性质，认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气，你怎么看？
不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl，两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl，得不到氨气。
【知识归纳总结】
1．氨气的实验室制法
(1)反应原理：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(2)装置：

(3)氨气制备实验各部分装置的选择：
装置
选择
选择原因
制备
装置
固＋固气
反应原理
净化
装置
装有碱石灰的干燥管
NH3具有碱性，不与碱石灰反应
不用浓硫酸和无水氯化钙
NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收
收集
装置
向下排空气法
NH3的密度远小于空气，且常温下不与空气成分反应
不采用排水法
NH3极易溶于水
验满
方法
将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色
氨水显碱性
将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生
氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒
尾气
处理
试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球
NH3极易溶于水，与酸反应
2.其它实验室制取NH3的简易方法
方法
化学方程式(或原理)
气体发生装置
加热浓氨水
NH3·H2ONH3↑＋H2O

浓氨水＋
固体NaOH
NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH－浓度的增大也有利于NH3的生成

浓氨水＋
固体CaO
CaO与水反应生成OH－，使溶剂(水)减少；
且反应放热，促使NH3·H2O分解。
化学方程式：NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2

3．NH的检验方法
(1)原理：

(2)方法：
―→
―→
特别提醒：实验室制备氨气的几个注意事项
(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。
(2)发生装置的试管口略向下倾斜。
(3)由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管口应插入试管的底部。
(4)棉花团上蘸有稀硫酸，既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。
(5)干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂，也不能用CaCl2干燥，原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。
【典例2】实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

(1)实验室用B装置制取氨气，通常使用的药品是 。
(2)某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计：
①甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3，并用图C装置作为NH3的发生装置。固体NaOH的作用为
。
②乙同学建议，将实验室制取氨气装置B的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上来收集氨气，并确定不污染环境，请根据其设想回答：若用排空气法收集NH3，请在图D的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用的试剂(自选)名称。若用排液取集气法收集NH3，可选用的试剂是____(填序号)。
A．H2O B．浓硫酸
C．CCl4 D．饱和食盐水


【答案】NH4Cl和Ca(OH)2固体
加入NaOH使浓氨水中c(OH－)增大，促进NH3逸出，NaOH固体溶解放热，使NH3的溶解度降低，NH3逸出
C
【解析】
(1)利用装置B的特点，需要加热来制取氨气，则可选用NH4Cl和Ca(OH)2固体；(2)①加入NaOH使浓氨水中c(OH－)增大，促进NH3逸出，且NaOH固体溶解放热，降低NH3的溶解度，NH3逸出；②氨气的密度比空气小，所以应该用向下排空气法收集，故瓶口向上来收集时应短进长出，还应注意尾气吸收，氨气易溶于水、浓硫酸、饱和食盐水，故用排液法收集氨气只能选择CCl4。
（变式训练2）（山东枣庄市·高一期末）在实验室制取干燥氨气的过程中，所给装置使用合理的是( )

A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水蒸气
C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气
【答案】D
【详解】
A．为防止生成的水蒸气冷凝倒流到试管底部炸裂试管，碱石灰和氯化铵加热制氨气的试管口应略向下倾斜，故A错误；
B．氨气是碱性气体，能与浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误；
C．丙图的收集方法为向上排空气法，而氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，即气体应该短进长出，故C错误；
D．防止氨气污染空气，氨气极易溶于水，可用水吸收，应该有防倒吸措施，丁装置吸收多余的氨气并有防倒吸功能，故D正确；
故选D。
三．氨气和氨水性质小结
(1)NH3是中学阶段所学的唯一的碱性气体，也是中学阶段唯一一种能与酸反应生成盐、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，这在推断题中经常用到。
(2)NH3·H2O是一种弱碱，氨的水溶液(俗称氨水)显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。
(3)氨水中溶质是NH3·H2O，但在计算时，将NH3视为溶质，注意氨水浓度越大，其密度越小。
(4)NH3还能与其他具有氧化性的物质反应，如氯气、氧化铜、氮氧化物等。2NH3(少量)＋3Cl2===N2＋6HCl,8NH3(过量)＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，可用于检验输送Cl2的管道是否泄漏；2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，可用于实验室制备氮气；2xNH3＋3NOxN2＋3xH2O，是治理氮氧化物污染的原理。
2．尾气处理时注意防倒吸
多余的氨气要吸收(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸润的棉花球)以避免污染空气。在用水吸收氨气时要防止倒吸，常采用的装置有：

【典例3】下列叙述正确的是（ ）
A．液氨用作制冷剂发生的是化学反应
B．氨气溶水得到氨水发生的只是物理变化
C．分离液态空气制取氮气属于氮的固定
D．氮气与氢气化合生成氨气属于人工固氮
【答案】D
【详解】
A. 液氨用作制冷剂,是因为它汽化时会吸收大量的能量，汽化是物理变化，A错误；
B. 氨气溶水得到氨水，大部分氨气和水反应生成了一水合氨，发生的既有物理变化又有化学变化，B错误；
C. 氮的固定是把空气中的氮气转变成含氮化合物的过程，分离液态空气制取氮气是物理变化，不属于氮的固定，C错误；
D.氮的固定有自然固氮和人工固氮，氮气与氢气化合生成氨气属于人工固氮，D正确；
答案选D。
（变式训练3）（宁夏银川市·银川一中高一期末）下列有关氨水和氯水的说法正确的是( )
A．含有的微粒种类相同 B．敞口放置后溶液的pH均可能减小
C．都能与SO2发生氧化还原反应 D．均具有强氧化性和挥发性
【答案】B
【详解】
A．氨水中含有分子：NH3·H2O、H2O、NH3；离子：H+（极少）、OH-、），氯水中含有分子Cl2、H2O、 HClO；离子： H+、Cl-、ClO-、OH-，A错误；
B．敞口放置氨气易挥发使溶液碱性减弱，pH减小，氯水中HClO见光分解，生成HCl使溶液酸性增强，pH减小， B正确；
C．氨水与SO2发生的是酸性氧化物和碱的反应，属于复分解反应，不是氧化还原反应，C错误；
D．二者都有挥发性，但是氨水只具有碱性，不含强氧化性的微粒，不具有强氧化性，D错误；
故选B。
【效果检测】
1．（天津滨海新·高一期末）下列关于氨气、氨水和铵盐的叙述正确的是
A．NH3易液化，液氨常用作制冷剂 B．实验室常用向上排空气法收集氨气
C．氨水中只含有NH3和H2O两种分子 D．铵盐较稳定，不怕风吹雨打日晒，可露天贮存
【答案】A
【详解】
A．氨气易液化，液氨气化时吸收热量，使周围环境得温度降低，常用作制冷剂，故A正确；
B．氨气的密度比空气小，实验室常用向下排空气法收集氨气，故B错误；
C．氨水中含有的分子有氨气、水和一水合氨，共有3种，故C错误；
D．铵盐是易溶于水的无色晶体，受热易发生分解反应，所以不能风吹雨打日晒，不能露天贮存，故D错误；
故选A。
2．（四川·攀枝花市成都外国语学校高一期中）施肥是农业增产的重要手段。下列化肥中，属于复合肥料的是
A．NH4HCO3 B．Ca(H2PO4)2 C．K2SO4 D．(NH4)2HPO4
【答案】D
【详解】
肥料中通常含有N、P、K三种元素，只含其中一种元素分别为氮肥、磷肥和钾肥，含有两种或两种元素以上为复合肥，故答案为：D。
3．（江苏·常州市武进区横山桥高级中学高一期中）下列关于氨及铵盐的叙述中不正确的是
A．铵盐都是易溶于水的离子化合物
B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性和还原性
C．工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气
D．铵盐发生分解时可能发生氧化还原反应
【答案】B
【详解】
A．铵盐都离子化合物，且都是易溶于水的，故A正确；
B．氨的喷泉实验体现了氨的溶解性，极易溶于水，不能体现氨的还原性，故B错误；
C．工业上可用氮气和氢气在一定条件下反应制氨气，故C正确；
D．铵盐发生分解时可能生成氮气，会发生氧化还原反应，故D正确。
综上所述，答案为B。
4．（云南·玉溪市江川区第二中学高一期中）相同的实验仪器可以有不同的用途。下列有关实验操作正确的是
A．收集NH3 B．制备少量氨水
C．除去水蒸气杂质 D．测量NH3体积
【答案】D
【详解】
A．氨气密度比空气小，因此收集NH3时，应短进长出，故A错误；
B．由于氨气极易溶于水，因此制备少量氨水，应用四氯化碳，在四氯化碳中冒气泡，故B错误；
C．浓硫酸与氨气反应，因此除去水蒸气杂质时，用碱石灰除水蒸气，故C错误；
D．由于氨气极易溶于水，因此不能直接通过排水的方法来测量NH3体积，利用排液法来测量排除的液体体积而得到氨气的体积，故D正确。
综上所述，答案为D。
5．（上海·华师大二附中高一阶段练习）如图装置中，干燥烧瓶中盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹。下列与实验事实不相符的是

A．Cl2(饱和食盐水)无色喷泉 B．NH3(H2O含石蕊)蓝色喷泉
C．HCl(H2O含石蕊)红色喷泉 D．SO2(NaOH溶液)无色喷泉
【答案】A
【详解】
A．因NaCl溶液抑制Cl2的溶解，则挤压胶管的胶头，气压变化不明显，则不会形成喷泉，故A错误；
B．因氨气极易溶于水，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成喷泉，又因氨水溶液显碱性，石蕊遇碱变蓝，故形成蓝色喷泉，故B正确；
C．氯气与水反应生成酸，石蕊遇酸变红，可形成红色喷泉，故C正确；
D．因SO2与NaOH溶液反应生成生成盐和水，溶液为无色，则挤压胶管的胶头，使烧瓶中的气压减小，且小于外界大气压，则形成无色喷泉，故D正确；
故选：A。
6．（浙江·高一期中）现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱，部分工艺流程如下：

已知：常温常压下，1体积水能溶解1体积CO2；1体积水能溶解700体积NH3。下列有关说法不正确的是
A．反应I原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
B．反应I生成的沉淀，经过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱
C．向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2，再通入足量的NH3
D．从母液中可获得副产品氯化铵
【答案】C
【详解】
A．由发生的反应可知，反应I原理为：CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，A正确；
B．反应原理为CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，则反应I生成的沉淀，经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱，B正确；
C．常温常压下，1体积水能溶解1体积CO2，1体积水能溶解700体积NH3。由于NH3的溶解度远大于CO2，所以侯氏制碱原理为饱和氯化钠中通入氨气和二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，NaCl饱和溶液中二氧化碳的溶解度较小，所以应该向饱和NaCl溶液中先通入足量的NH3，再通入足量的CO2，C错误；
D．根据CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl及流程图可知：母液中溶质为氯化铵，向母液中通氨气加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通入的氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出铵根离子，铵根离子浓度增大有利于析出氯化铵，D正确；
故合理选项是C。
7．（浙江·高一期中）钠在液氨中溶解速度极快，形成一种蓝色溶液，研究认为蓝色是生成氨合电子的缘故，如图所示。将钠投入液氨中，钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列有关说法不正确的是

A．钠的密度比液氨大
B．溶液的导电性增强
C．钠和液氨可发生以下反应：
D．氨合电子也可类似表示为
【答案】D
【详解】
A．将钠投入液氨中，钠沉入液氨中，说明钠的密度比氨大，A正确；
B．液氨中没有自由移动的带电子粒子，不导电，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，即溶液的导电性增强，B正确；
C．Na和液氨反应生成NaNH2和H2，则发生反应的化学方程式为：2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑，C正确；
D．根据图示可知氨合电子与氨合钠离子的表示不相同，D错误；
故合理选项是D。
8．（福建省龙岩第一中学高一开学考试）NH3的合成开启了工业催化新纪元，为世界粮食增产做出了巨大贡献。以N2和H2为反应物合成NH3的微观过程如图：

下列说法正确的是
A．表示氢气分子
B．过程中有“NH”“NH2”原子团生成
C．参加反应的H2与生成的NH3物质的量比为2：3
D．反应结束后催化剂的质量增加
【答案】B
【详解】
A．根据合成NH3的微观过程如图可知，表示的是氮分子，故A错误；
B．根据合成NH3的微观过程如图可知，过程中有“NH”“NH2”原子团生成，故B正确；
C．根据合成NH3的微观过程如图可知，参加反应的H2与生成的NH3物质的量比为3：2，故C错误；
D．根据合成NH3的微观过程如图可知，催化剂参加了反应，但反应前后没有发生变化，故D错误；
答案B。
9．（辽宁沈阳·高一期中）实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3，下列说法错误的是

A．X溶液为饱和碳酸钠溶液，作用是吸收二氧化碳中的氯化氢
B．装置中使用“多孔球泡”可增大NH3的吸收速率
C．实验时，先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3，再通入足量CO2
D．利用锥形瓶所得分散系制备Na2CO3固体，还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程
【答案】A
【分析】
左侧装置制备氨气，最右侧装置制备二氧化碳，利用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢，氨气首先通入饱和氯化钠溶液，最后通入二氧化碳即可制得碳酸氢钠，据此解答。
【详解】
A．生成的二氧化碳中含有挥发出的氯化氢，X溶液为饱和碳酸氢钠溶液，作用是吸收二氧化碳中的氯化氢，A错误；
B．装置中使用“多孔球泡”可增大接触面积，加快NH3的吸收速率，B正确；
C．氨气极易溶于水，因此实验时，先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH3，再通入足量CO2，C正确；
D．碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠，所以利用锥形瓶所得分散系制备Na2CO3固体，还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程，D正确；
答案选A。
10．（湖北·华中师大一附中高一期中）如图所示为“双色双喷泉”实验装置。图中烧瓶内分别充了氨气和氯化氢。烧杯内盛放滴有石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是

A．在实验室中可用浓氨水和生石灰制备氨气，用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢
B．在实验室中干燥氨气时可选用的干燥剂是碱石灰，而氯化氢不能用碱石灰干燥
C．实验中同时打开止水夹a、c、d即可分别形成蓝色和红色喷泉
D．喷泉结束后将烧瓶内的溶液混合后蒸干可得氯化氨的固体
【答案】D
【详解】
A．氨水中加入生石灰，生石灰吸收水，且与水反应放出大量的热，促进氨气的挥发，盐酸加入浓硫酸，浓硫酸吸收水，且放出大量的热，可促进氯化氢挥发，以此可得到气体，故A正确；
B．碱石灰与氨气不反应，且具有吸水性，可用于干燥氨气，而氯化氢与氨气反应，不能用碱石灰干燥，故B正确；
C．打开止水夹a、c、d，氨气和氯化氢反应而导致压强减小，从而形成喷泉，氨水溶液呈碱性，则可分别形成蓝色和红色喷泉，故C正确；
D．氯化铵不稳定，加热易分解，不能直接蒸干，故D错误；
综上所述，错误的是D项，故答案为D。
11．（四川·成都市第三十七中学校高一阶段练习）Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是

A．装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸
B．C中硬质玻璃管中发生反应：
C．实验过程中，先启动A处反应，一段时间后再点燃C处酒精灯
D．稀硫酸的作用是吸收尾气，防止空气污染
【答案】D
【详解】
A．氨气易溶于水、极易与酸反应，装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸，故A正确；
B．C中硬质玻璃管中NH3和Ca反应生成Ca3N2和H2，则发生反应的化学方程式为：，故B正确；
C． 实验过程中，先启动A处反应，赶走装置中的空气，一段时间后再点燃C处酒精灯，故C正确；
D．D装置中的稀硫酸可以吸收尾气，防止空气污染，但稀硫酸中的水会使C中产品潮解，应在C、D之间连接一个盛有无水氯化钙的干燥管，故D错误；
故答案为：D
12．（江西·高安中学高一期中）某溶液含有下列离子中的几种：K+、、Ba2+、、、Cl-，且溶液中各离子浓度相等。取该溶液进行如下实验：
(1)取该溶液与足量NaOH溶液共热产生刺激性气体
(2)另取该溶液加入稀HCl无明显现象，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀
(3)取(2)的上层清液加入AgNO3溶液和稀硝酸得到白色沉淀
下列结论正确的是
A．一定不含Ba2+、，可能含有K+
B．一定含K+、、，一定不含Cl-、、Ba2+
C．一定含、，可能含K+ 、Cl-
D．一定不含，一定含、、Cl-
【答案】B
【分析】
取该溶液与足量NaOH溶液共热产生刺激性气体，该气体为NH3，说明含有，另取该溶液加入稀HCl无明显现象，说明原溶液中不含，再加足量BaCl2 溶液得到白色沉淀说明原溶液中含有，不含Ba2+，由于第（2）步加入HCl和BaCl2，引入Cl-，因此第（3）步加AgNO3生成沉淀不能说明原溶液中含有Cl-，因为溶液中各离子浓度相等，带有2个单位的负电荷，带有1个单位的正电荷，因此溶液中一定含有K+，一定不含Cl-，综上所述，一定含有的离子有、、K+，一定不含的离子有、Ba2+、Cl-。
【详解】
根据分析，溶液中一定含有的离子有、、K+，一定不含的离子有、Ba2+、Cl-，故选B。
13．（江苏常熟·高一期中）下列有关离子(或物质)的检验及结论正确的是
A．无色溶液加入溶液，用湿润的红色石蕊试纸放试管口未变蓝，则原溶液中无
B．向无色溶液中加入溶液有白色沉淀出现，则溶液中一定含有
C．用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，则溶液中一定是钠盐
D．向某溶液中加入稀盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，则溶液中可能含有
【答案】D
【详解】
A．向溶液中先滴加NaOH溶液，没有加热，可能生成一水合氨，则试纸不变蓝，不能说明是否含，故A错误；
B．溶液中可能含银离子、碳酸根离子、亚硫酸根离子等，生成的白色沉淀可能为氯化银、亚硫酸钡或碳酸钡，原溶液中不一定含有硫酸根离子，故B错误；
C．钠的焰色为黄色，则用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧，火焰呈黄色，则溶液中一定含Na+，但不一定是钠盐，也可能是氢氧化钠溶液，故C错误；
D．向某溶液中加入稀盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体可能是二氧化碳，因此溶液中可能含有，故D正确；
故选D。
14．（福建·莆田二中高一期末）把500mLNH4HCO3和Na2CO3的混合溶液分成五等份，取一份加入足量NaOH溶液，充分反应后消耗amolNaOH，另取一份加入足量盐酸，充分反应后消耗bmolHCl，则该混合溶液中c(Na+)为
A． mol/L B． mol/L
C．(10b-5a) mol/L D．(2b-a) mol/L
【答案】C
【详解】
Na2CO3和氢氧化钠不反应，NH4HCO3和氢氧化钠反应方程式为NH4HCO3+2NaOH=+ Na2CO3+H2O，一份溶液消耗amolNaOH，则一份溶液中含有NH4HCO3；另取一份加入足量盐酸，反应生成氯化铵、氯化钠，充分反应后消耗bmolHCl，已知一份溶液中有NH4HCO3，则生成氯化铵的物质的量是，根据氯元素守恒，生成氯化钠的物质的量为bmol-，则Na+的物质的量是bmol-，所以c(Na+)= (10b-5a) mol/L，故选C。
15．（福建·莆田二中高一阶段练习）鉴定硫酸亚铁铵晶体［(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O］中含有Fe2+、、离子的实验方法不正确的是
A．取少量样品于试管，加水溶解，加入NaOH溶液，露置于空气中，观察现象
B．取少量样品于试管，加水溶解，通入适量Cl2，再加KSCN溶液，观察现象
C．取少量样品于试管，加水溶解，加入浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，观察试纸颜色的变化
D．取少量样品于试管，加水溶解，加入盐酸后再加入BaCl2溶液，观察现象
【答案】B
【详解】
A．Fe2+的检验方法:取少量样品于试管中，加入NaOH溶液，先产生白色沉淀，然后变成灰绿色最终变成红褐色，故A正确；
B．Fe2+的检验方法：取少量样品于试管中，加入硫氰酸钾溶液无现象，通入氯气变为血红色，而不能先通入氯气，否则无法判断原溶液中是否含有亚铁离子，故B错误；
C．的检验方法：取少量样品于试管中，加入浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝，故C正确；
D．的检验方法:取少量样品于试管，先加入盐酸后无现象，排除干扰离子，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，故D正确；
故选B。
16．氮元素是地球大气中含量最多的元素，请完成下列有关问题：
(1)写出氮元素的原子结构示意图：___。
(2)N2的结构式：___。
(3)通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是___。
A.氮分子是双原子分子 B.氮元素的非金属性很强
C.氮原子的半径较小 D.破坏氮分子中的化学键很难
(4)氨是一种重要的化工原料，请写出工业合成氨的化学方程式：___。
(5)NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热会释放出___而降低肥效。不能用于检验NH3的方法是___。
A.气体能使湿润的酚酞试纸变红 B.气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.气体与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近 D.气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近
(6)久置的浓硝酸呈黄色的原因：___。
【答案】 N≡N D N2+3H22NH3 氨气 C 硝酸不稳定，易分解生成二氧化氮，二氧化氮溶于硝酸溶液，溶液为黄色
【详解】
(1)N原子核外有7个电子，则N原子结构示意图为：；
(2)N2分子中含有三键，其结构式为N≡N。
(3)通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是氮气分子中存在N≡N键，氮氮三键性质稳定，破坏时需要吸收很高的能量，所以氮气性质不活泼，故答案为：D；
(4)氨是一种重要的化工原料，工业上利用氨气和氢气化合生成氨气，则合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3；
(5)NH4NO3是常用的铵态氮肥，铵盐受热易分解，则在施用时若受热会释放出氨气而降低肥效。
A．氨气溶于水，溶液呈碱性，酚酞溶液变红，该操作可以检验氨气的存在，故A不选；
B．氨气是碱性气体遇湿润的红色石蕊试纸变蓝，该操作可以检验NH3，故B不选；
C．浓硫酸是难挥发性的酸，此操作不能用于检验氨气，故C选；
D．浓盐酸有挥发性，会发出的氯化氢分子会和氨气反应生成白色的烟，该操作可以检验氨气，故D不选；
故选C；
(6)由于硝酸不稳定，易分解生成二氧化氮，二氧化氮溶于硝酸溶液，溶液为黄色，因此久置的浓硝酸呈黄色。
17．（北京市第五中学高一期中）氨气在工农业生产中有重要应用。
（1）①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式_______；
②的稳定性比_______(填写“强”或“弱”)。
（2）如下图所示，向固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。

①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为_______。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是_______(写化学式，一种即可)。
③液滴中先出现白色沉淀，写出离子反应方程式_______。白色沉淀迅速变成灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，写出化学反应方程式_______。
（3）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为_______。若反应中有电子发生转移时，生成亚硝酸的质量为_______g(小数点后保留两位有效数字)。
（4）可以转化为其他含氮物质，下图为转化为的流程。

①写出与反应转化为的化学方程式_______。
②转化为的整个过程中，为提高氮原子的利用率，可采取的措施是_______。
【答案】
（1） 强
（2） NH3＋HCl＝NH4Cl (NH4)2SO4或NH4HSO4 Fe2+＋2 NH3∙H2O＝Fe(OH)2↓＋2NH4＋ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3
（3） 2NH3＋3O22HNO2＋2H2O 2.35
（4） 4＋54＋6H2O 通入足量的空气
【分析】
（1）①氮气用于工业合成氨，氮气是氮氮三键，其电子式；故答案为：。
②同主族从上到下非金属性逐渐减弱，其氢化物稳定性逐渐减弱，因此的稳定性比强；故答案为：强。
（2）①浓盐酸液滴附近会出现白烟，是浓盐酸和氨气反应生成氯化铵，其反应的化学方程式为NH3＋HCl＝NH4Cl；故答案为：NH3＋HCl＝NH4Cl。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，是氨气和浓硫酸反应生成硫酸铵或硫酸氢铵；故答案为：(NH4)2SO4或NH4HSO4。
③液滴中先出现白色沉淀，生成氢氧化亚铁，其离子反应方程式Fe2+＋2 NH3∙H2O＝Fe(OH)2↓＋2NH4＋。白色沉淀迅速变成灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，生成氢氧化铁沉淀，其化学反应方程式4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3；故答案为：Fe2+＋2 NH3∙H2O＝Fe(OH)2↓＋2NH4＋；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3。
（3）在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为2NH3＋3O22HNO2＋2H2O，反应中有3mol氧气参与反应，转移12mol电子，得到2mol亚硝酸，若反应中有电子发生转移时，生成亚硝酸的物质的量为0.05mol，其质量为；故答案为：2NH3＋3O22HNO2＋2H2O；2.35。
（4）①与反应转化为和H2O，其化学方程式4＋54＋6H2O；故答案为：4＋54＋6H2O。
②转化为的整个过程中，氨气催化氧化变为NO，NO氧化为二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，为提高氮原子的利用率，可采取的措施是向反应中通入足量的空气，将氮元素几乎全部转化为硝酸；故答案为：通入足量的空气。
18．（广东·华南师范大学中山附属中学高一期中）按要求填空
（1）我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如图

①生产时应往沉淀池中先后通入两种气体，先通入的气体为_______上述流程中X物质的化学式_______。
②请写出煅烧炉中发生反应的化学反应方程式：_______。上述流程中母液中最主要的成分是_______(填化学式)，检验这一组分的阴离子的具体方法是：_______。
（2）已知氨气具有还原性，能够和CuO发生氧化还原反应，反应后观察到黑色粉末逐渐变成红色，同时产生了使无水硫酸铜变蓝的物质，还有 一种无污染的气体单质生成，写出该反应的化学方程式：_______
（3）有两瓶无色溶液，分别是K2CO3和NaHCO3，请写出一种能鉴别这两种试剂的方法_______。(写出简要操作、现象和结论)
【答案】
（1） NH3 CO2 2NaHCO3CO2↑+Na2CO3+H2O NH4Cl 取样于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则证明有Cl-
（2）3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O
（3）用干净的铂丝(或铁丝)蘸取其中一种溶液，放在酒精灯上灼烧，若火焰颜色为黄色，则为NaHCO3溶液，不是黄色则为K2CO3溶液(或任取少量的一种溶液于试管中，滴加CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则为K2CO3溶液，无沉淀生成则为NaHCO3溶液)
【解析】
（1）①CO2在饱和食盐水中的溶解度较小，应先通入NH3，使溶液呈碱性，然后再通入过量CO2，析出溶解度较小的NaHCO3，煅烧NaHCO3，使其分解得到CO2、Na2CO3和水，CO2可以循环使用，即X为CO2；
②煅烧炉中NaHCO3受热分解得到CO2、Na2CO3和水，化学方程式为2NaHCO3CO2↑+Na2CO3+H2O；沉淀池中的总反应可以表示为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，大部分NaHCO3析出，所以母液中主要成分为NH4Cl；检验Cl-的具体方法为：取样于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则证明有Cl-；
（2）观察到黑色粉末逐渐变成红色，说明CuO被还原为Cu单质，同时产生了使无水硫酸铜变蓝的物质，即生成H2O，还有 一种无污染的气体单质生成，根据元素守恒可知该气体应为N2，化学方程式为3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O；
（3）K2CO3和NaHCO3溶液所含的金属元素不同，可以用焰色试验进行鉴别，具体方法为：用干净的铂丝(或铁丝)蘸取其中一种溶液，放在酒精灯上灼烧，若火焰颜色为黄色，则为NaHCO3溶液，不是黄色则为K2CO3溶液；两溶液所含阴离子也不同，所以也可以用氯化钙溶液进行检验，操作为：任取少量的一种溶液于试管中，滴加CaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则为K2CO3溶液，无沉淀生成则为NaHCO3溶液。
19．（江苏徐州·高一期末）氮、铁两种元素可以在细菌作用下发生氧化还原反应，实现两种元素在自然界的循环，循环中的部分转化如图所示。

(1)题图所示的氮循环中，属于氮的固定的有_______(填字母)。
a.反硝化过程 b.硝化过程 c.转化为
(2)农业生产过程中使用的铵态氮肥，是水体中铵态氮元素的来源之一、
①检验某氮肥样品中是否存在的实验方法是_______。
②实验室制备少量氨气反应的化学方程式为_______。
(3)铵态氮()与亚硝态氮()在氨氧化细菌的作用下反应生成氮气，若产生氮气，则转移电子的物质的量为_______。
(4)题图所示土壤中的铁循环可用于水体脱氮(将氮元素从水体中除去)，用离子方程式表示利用土壤中的铁循环脱除水体中铵态氮的原理：_______。
(5)与硝态氮()反应脱氮生成，反应后的溶液为和的混合溶液。为检验溶液中含有和，相应的实验方案为_______(实验中可选用的试剂：溶液、溶液、溶液)。
【答案】c 取少量样品于试管中，加入溶液并加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明样品中存在 0.06 取少量混合溶液于试管中，滴入溶液呈红色，说明有；取少量溶液于试管中，滴入混合溶液，紫红色褪色，说明有
【分析】
氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程，硝化过程是将转化为，转化为，反硝化过程正好和硝化过程相反，铁循环脱除水体中氨态氮过程是Fe3+和反应生成Fe2+和N2，Fe2+和、H+反应生成Fe3+，由此分析。
【详解】
(1)氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的方法，即氮气→含氮化合物或离子；
a．反硝化过程正好和硝化过程相反，属于含氮化合物的转化，不属于固氮，故a不符合题意；
b．硝化过程是将转化为，转化为，属于含氮化合物的转化，不属于固氮，故b不符合题意；
c． N2转化为氨态氮，属于人工固氮，故c符合题意；
故答案为c；
(2)①检验的原理是先将转化为NH3，再根据氨气的性质用湿润的红色石蕊试纸检验氨气，方法为：取少量样品于试管中，加入溶液并加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明样品中存在，故答案为：取少量样品于试管中，加入溶液并加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明样品中存在；
②实验室制备少量氨气用的试剂为氢氧化钙和氯化铵，反应的化学方程式为，故答案为：；
(3)氧化生成H2O和N2，离子方程式为+N2↑+2H2O，转化为氮气时，氮元素的化合价从-3价升高到0价，1mol转化为氮气时，氮元素的化合价从+3价升高到0价，当生成1mol氮气时，转移3mole-，即n(e-)=3n(N2)=3×0.02mol=0.06mol，故答案为：0.06；
(4)由图可知：铁循环脱除水体中铵态氮的原理是Fe3+和反应生成Fe2+、N2和H+，离子方程式为，故答案为：；
(5)检验溶液中含有和，相应的实验方案为取少量混合溶液于试管中，滴入溶液呈红色，说明有；取少量溶液于试管中，滴入混合溶液，紫红色褪色，说明有，故答案为：取少量混合溶液于试管中，滴入溶液呈红色，说明有；取少量溶液于试管中，滴入混合溶液，紫红色褪色，说明有。
【点睛】
本题重点(5)，检验溶液中含有和要利用离子的性质，亚铁离子具有还原性，可使酸性高锰酸钾褪色，据此可判断其有无，而铁离子具有氧化性，同时与KSCN反应，产生红色，据此可判断其有无。
20．（广东·中山一中高一阶段练习）是一种有还原性的气体，可以将还原为Fe，自身被氧化为。某学习小组欲制备氨气以还原氧化铁并探究反应产物的成分。
已知：①实验室可用固体与碱石灰[(NaOH、CaO、的混合物]共热制备氨气。
②无水——白色粉末，晶体——蓝色晶体
（1）下列各装置中可用于实验室制备氨气的是___________。
A． B． C． D．
（2）还原的实验装置如下图：

①氨气与氧化铁反应的化学方程式为：___________。
②装置右侧干燥管中装有无水硫酸铜，其作用是___________。
（3）反应一段时间后试管中固体变为黑色，小组同学为探究黑色固体的成份，进行了如下实验：取反应后黑色固体适量加入足稀盐酸，固体完全溶解，并放出大量气泡。取所得溶液分置于两支试管中，向一支试管中滴入2-3滴KSCN溶液，溶液不变色；向另一支试管中滴加2-3滴酸性溶液，紫色褪去。
①该小组同学由此确定反应后的黑色固体中不含，该结论是否正确？ ___________(填“是”或“否”)；说明你的理由，理由是___________。
②假设该反应所得黑色固体的成份只有纯净的铁粉或铁粉与氧化铁的混合物两种可能，请提出一种方案确证之_____________。
【答案】
（1）A
（2） 检验反应生成的水
（3） 否 溶于盐酸生成的可被Fe还原为，未检测到不能说明黑色固体中不存在 用吸铁石将反应后固体中的铁吸出，若无固体剩余则说明没有，若有红色固体剩余，则有。
将黑色固体充分加热，准确测定加热前后固体质量，若质量增加30％，则原固体只含铁单质；若质量增加少于30％，则可能还含有
其它合理答案均可。
【解析】
（1）实验室可用固体与碱石灰[(NaOH、CaO、的混合物]共热制备氨气，属于固固加热型，选A；
（2）①氨气可以将还原为Fe，自身被氧化为，氨气与氧化铁反应的化学方程式为；
②无水遇水变蓝，装置右侧干燥管中装有无水硫酸铜的作用是检验反应生成的水；
（3）①溶于盐酸生成的可被Fe还原为，未检测到不能说明黑色固体中不存在
②用吸铁石将反应后固体中的铁吸出，若无固体剩余则说明没有，若有红色固体剩余，则有；将黑色固体充分加热，准确测定加热前后固体质量，若质量增加30％，则原固体只含铁单质；若质量增加少于30％，则可能还含有。