氮的循环（教师版）VIP

学而优·教有方PAGEPAGE1第09讲氮的循环第09讲氮的循环目标导航目标导航1.通过了解自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质，并了解含氮物质的相互转化在生产、生活中的应用及对生态环境的影响，增强科学态度与社会责任。2.通过实验探究和真实情境，了解氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质，培养科学探究和创新意识。3.能从物质的类别、氮元素价态的角度，预测氨气、铵盐的性质与转化，掌握氨气、铵盐的物理性质和化学性质，提高宏观辨识与模型认知能力。4.能够根据氨气、铵盐的性质提出探究问题，并会设计实验探究氨气的制法、铵根离子检验等，培养科学探究与创新意识。5.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进证据推理和模型认知化学核心素养的发展。6.了解硝酸对人类发展的贡献，了解人类活动对氮循环和环境的影响，增强节约资源、保护环境的可持续发展的意识。知识精讲知识精讲一、自然界中的氮循环氮气1．自然界中氮的循环(1)自然循环(2)人类活动的影响①氮气eq\o(→,\s\up7(化学方法))→含氮化合物(如铵盐、硝酸等)；②燃烧产生的参与氮的循环。2．氮的固定(1)含义：将空气中的氮转化为的过程。(2)分类氮的固定eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高能固氮N2＋O2\o(=,\s\up11(放电))2NO,生物固氮豆科植物根瘤菌固氮)),人工固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨N2＋3H2\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do4(催化剂))2NH3,仿生固氮))))3．氮气(1)物理性质颜色状态气味密度溶解性比空气溶于水(2)化学性质①稳定性在通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。②还原性a．实验探究：实验装置实验操作现象硬质玻璃管内充入N2和O2，然后给硬质玻璃管两端的电极上通电，在硬质玻璃管内能产生火花气体颜色由变为b．结论：在放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO立即被氧化为NO2，化学方程式为N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电))2NO、2NO＋O2=2NO2。③氧化性N2和H2反应生成NH3，化学方程式：N2＋3H2eq\o(,\s\up11(高温、高压),\s\do4(催化剂))2NH3。Mg在N2中燃烧反应生成Mg3N2，化学方程式：N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2。【答案】NH3氮氧化合物游离态含氮化合物无色气体稍小难无色红棕色二、氮的氧化物1．氮的氧化物种类化合价＋1＋2＋3＋4＋5对应氧化物2.NO和NO2(1)物理性质物质NONO2颜色毒性有毒有毒溶解性气味气味(2)化学性质①实验探究实验装置实验操作现象向充满NO气体的试管中通入O2气体颜色由逐渐变为向充满NO2气体的试管中注入水气体逐渐减少，颜色由变为，得到溶液②结论：在一定条件下，NO和NO2可以相互转化a．NO→NO2：2NO＋O2=2NO2(NO表现)。b．NO2→NO：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(NO2既表现，又表现)。(3)NO、NO2的其他性质①②【答案】N2ONON2O3NO2(或N2O4)N2O5无色红棕色难溶于水易溶于水无味刺激性无色红棕色红棕色无色无色还原性氧化性还原性三、氨的转化1．氨气的物理性质颜色状态气味密度溶解性沸点气体气味空气溶于水，1体积水能溶解体积的氨气沸点易2.氨气的化学性质(1)实验探究：预期转化NH3→NH3·H2ONH3→NH4Cl实验试剂及装置操作打开止水夹，挤压滴管的胶头撤去玻璃片现象烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成，瓶内液体呈集气瓶中产生大量结论NH3极易溶于水，水溶液呈碱性NH3和HCl反应生成白色NH4Cl小颗粒实验总结：(2)从氮元素化合价预测NH3的性质①NH3中N元素化合价为价，处于价态，因此NH3具有。②写出下列转化的化学反应方程式a．氨气与氧气在催化剂作用下生成NO：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O。b．氨气和氧化铜在加热条件下生成N2和Cu：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3Cu＋3H2O。(3)氨水的性质3．氨的用途(1)工业上：主要应用于氮肥工业和硝酸工业化学氮肥eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(铵态氮肥：主要成分含NH\o\al(＋,4),硝态氮肥：主要成分含NO\o\al(－,3),有机态氮肥：主要成分含有尿素[CONH22]))(2)生活中：NH3易液化，常用作制冷剂。【答案】无色刺激性小于极易700高液化红色喷泉红色白烟－3最低还原性四、氨的生成1．铵盐(1)物理性质颜色溶解性状态易溶于水(2)化学性质①实验探究预期转化铵盐(NHeq\o\al(＋,4))→氨气(NH3)实验装置及操作现象试管中固体，试纸变蓝固体，产生有气体，试管口有生成试管中有，试纸变蓝结论NH4HCO3分解产生NH4Cl分解产生NH4Cl和NaOH反应生成②氨盐的化学性质2．铵盐性质的应用(1)NHeq\o\al(＋,4)的检验①原理②操作方法取少量固体样品(或溶液)于试管中，加入溶液，加热，用靠近试管口(或将蘸有的玻璃棒靠近试管口)，试纸(或产生白烟)，则证明固体样品(或溶液中)含有NHeq\o\al(＋,4)。(2)氨的实验室制法【答案】白色晶体逐渐减少逐渐减少刺激性气味白色固体刺激性气味气体产生NH3NH3NH3浓氢氧化钠湿润的红色石蕊试纸浓盐酸变蓝五、硝酸1．硝酸的性质(1)实验探究实验装置及操作实验现象实验结论瓶口产生，闻到气味硝酸易挥发，有刺激性气味将稀硝酸注入试管中，Cu和稀硝酸缓慢反应，产生气体，在试管口变为，溶液铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成气体反应剧烈，有气体产生，溶液变为铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成气体无明显现象发生(2)硝酸的物理性质颜色状态气味密度特性ρ(HNO3)>ρ(H2O)挥发(3)化学性质写出下列反应的化学方程式：①和金属反应a．浓硝酸和铜：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。b．稀硝酸和铜：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。c．稀硝酸和少量铁：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O。②和非金属反应a．浓硝酸和碳共热：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。b．浓硝酸和硫共热：S＋6HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。③不稳定性：4HNO3eq\o(=,\s\up7(受热或光照))4NO2↑＋O2↑＋2H2O。2．硝酸用途及保存方法硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等，是实验室里重要的化学试剂，硝酸一般保存在试剂瓶里，并放置在阴凉处。【答案】白雾刺激性无色红棕色变蓝NO红棕色蓝绿色NO2钝化无色液体刺激性易棕色对点训练对点训练题型一：氮气【例1】下列关于N2的说法错误的是A．通常情况下，N2的性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气B．氮气的电子式为C．N2的质量约占空气总质量的D．氮气的结构式为N≡N【答案】C【详解】A．由于构成氮气分子的两个氮原子间是氮氮三键，键能很大，所以通常情况下，N2的性质很稳定，所以N2可在电焊时作保护气，故A正确；B．氮原子最外层有5个价电子，两个氮原子间共用三对电子，可以使得每个氮原子都达到8电子稳定结构，则氮气的电子式为，故B正确；C．在空气中氮气的体积分数约为，不是质量分数，故C错误；D．把电子式中的共用电子对该成短线即为结构式，则氮气的结构式为N≡N，故D正确；故选C。【变1-1】下列关于氮气的说法中，正确的是A．通常情况下，氮气性质比较稳定B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C．1molN2与3molH2完全反应生成2molNH3D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中作氧化剂【答案】A【详解】A．通常情况下，氮气分子中含有氮氮叁键，键能大，性质比较稳定，A正确；B．N2不能在O2中燃烧，与O2在放电时反应生成NO，B错误；C．N2与H2的反应是可逆反应，1molN2与3molH2不可能完全反应生成2molNH3，C错误；D．氮气中氮元素的化合价为零价，在化学反应中即可升高也可降低，即可作氧化剂，也可作还原剂，D错误；故选A。【变1-2】下列关于氮气的说法错误的是A．氮气在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸B．液氮可用于医学和高科技领域，制造低温环境C．利用氮气的稳定性，工业上用来替代稀有气体作焊接金属的保护气D．在高温高压、催化剂条件下与氢气反应时，氮气作还原剂【答案】D【详解】A．氮气的化学性质很稳定，在通常情况下不燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸，A项正确；B．液氨汽化吸热，可用于制造低温环境，B项正确；C．氮气的化学性质很稳定，可用作焊接金属的保护气，C项正确；D．氮气与氢气生成氨气的反应中，N的化合价从0降低到，作氧化剂，D项错误；答案选D。题型二：氨气【例2】利用某分子筛作催化剂，可脱除废气中的NO和，生成两种无毒物质，其反应历程如图所示，下列说法正确的是A．反应过程中与之间的反应是氧化还原反应B．上述历程的总反应可表示为C．X和Y分别为和中的一种D．是反应过程中的催化剂【答案】B【详解】A．反应过程中和发生反应生成，元素化合价均没有变化，不是氧化还原反应，A错误；B．由反应历程图可知，氨气、二氧化氮和一氧化氮是反应物，氮气与水是生成物，所以总反应方程式可表示为，B正确；C．生成X和Y的反应为，由原子守恒可推断出X和Y分别为和中的一种，C错误；D．是反应的中间产物，不是是反应过程中的催化剂，D错误；故答案为：B。【变2-1】下列关于氨气的叙述错误的是A．氨气极易溶于水B．氨气可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红C．氨气容易液化，且液态氨在工业上常用作制冷剂D．可以用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气的存在【答案】B【详解】A．常温常压下，1体积水约溶解700体积的氨气，氨气是极易溶于水的气体，故A正确；B．氨气为碱性气体，与水反应生成一水合氨，一水合氨电离产生氢氧根离子和铵根离子，溶液显碱性，遇到红色石蕊试纸变蓝色，故B错误；C．氨气易液化，液氨汽化吸收大量的热，使周围的温度急剧下降，在工业上常用作制冷剂，故C正确；D．浓盐酸与氨气接触产生白烟，可以用浓盐酸来检验氨气的存在，故D正确；故选B。【变2-2】对于氨水的组成的叙述正确的是A．只含有氨分子和水分子B．只含有一水合氨分子和水分子C．只含有氨分子、水分子和一水合氨分子D．含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子【答案】D【详解】氨溶于水形成的水溶液称为氨水。溶于水的氨大部分与水结合生成NH3·H2O，NH3·H2O中一小部分电离为铵根离子和OH-。水能微弱电离出H+和OH-，所以在氨水中含有氨分子、水分子、一水合氨分子、铵根离子、氢离子和氢氧根离子，故选D。题型三：氮的氧化物【例3】下列关于NO的说法正确的是A．NO是一种红棕色且难溶于水的气体B．等物质的量的NO和CO所含电子数相等C．NO只有氧化性，无还原性D．NO易与人体血红蛋白结合，使人中毒【答案】D【详解】A．一氧化氮是一种无色且难溶于水的气体，故A错误；B．1个一氧化氮分子所含电子数为15，1个一氧化碳分子所含电子数为14，则等物质的量的一氧化氮和一氧化碳所含电子数不相等，故B错误；C．一氧化氮中氮元素的化合价为，氮元素的最高化合价为，则氮元素处于中间价态的一氧化氮既具有还原性也具有氧化性，故C错误；D．一氧化氮易与人体血红蛋白结合，使人中毒，故D正确；故选D。【变3-1】无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过图中实验的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为A．NH3、NO2、N2 B．NO、CO2、N2 C．NH3、NO2、CO2 D．NH3、NO、CO2【答案】D【详解】二氧化氮是红棕色的气体，所以混合气体甲中一定不存在，硫酸和碱性气体能反应，所以100mL甲气体经过足量的浓硫酸，溢出剩余气体80mL，说明一定有NH3存在且体积为20mL，二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，一氧化氮无色，与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮，通过足量的过氧化钠后气体显红棕色，说明有NO、CO2，排水法收集气体，广口瓶被上升的水注满，说明没有N2，

故选：D。【变3-2】绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：下列说法正确的是()A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．捕获剂所捕获的气体主要是COD．处理含废水时，发生的反应为：＋5＋4H＋=6NO↑＋4H2O【答案】C【详解】A．固体1还包括过量的Ca(OH)2，A项错误；B．通入空气不能过量，不然会生成，B项错误；C．通过分析，气体2为CO和N2的混合气体，N2无污染，所以捕获气体为CO，C项正确；D．和离子发生氧化还原反应生成无污染的气体N2，方程式为，D项错误；答案选C。题型四：硝酸【例4】下列关于硝酸的说法正确的是A．硝酸与金属反应时，主要是+5价的氮得电子B．浓硝酸与浓盐酸按3:1的体积比混合，所得的混合物叫王水C．硝酸电离出的能被Fe等金属还原成D．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体【答案】A【详解】A．是一种强氧化性酸，它的氧化性主要是由+5价的N元素表现出来的，A正确；B．王水中浓盐酸与浓硝酸的体积比是3:1，B错误；C．是强氧化性酸，和金属反应一般不产生，C错误；D．常温下浓硝酸能使Fe钝化，不会产生大量的红棕色气体，D错误；故选A。【变4-1】用以下三种途径来制取相同质量的硝酸铜：①铜跟浓硝酸反应；②铜跟稀硝酸反应；③铜跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟稀硝酸反应。以下叙述正确的是A．三种途径所消耗的铜的物质的量不相等B．三种途径所有耗的硝酸的物质的量相等C．所消耗铜的物质的量：途径③＞途径①＞途径②D．所消耗硝酸的物质的量：途径①＞途径②＞途径③【答案】D【分析】根据题意，有关反应为：①Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；③2Cu+O22CuO，CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O，由以上三组反应，可以看出：生成相同质量的Cu(NO3)2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少。通过比较可以看出，生产Cu(NO3)2，途径③效果最佳，既不造成污染，又能提高HNO3的利用，以此来解答。【详解】A．根据原子守恒，铜单质最终转化为硝酸铜，则三种途径制取相同质量的硝酸铜，所消耗的铜的物质的量相等，故A错误；B．由分析可知，三种途径耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少，故B错误；C．根据A项分析可知，三种途径消耗铜的质量相等，则所消耗铜的物质的量也相等：途径①=途径②=途径③，故C错误；D．根据分析可知，耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，途径①消耗HNO3最多，途径②次之，途径③消耗HNO3最少，则所消耗硝酸的物质的量：途径①＞途径②＞途径③，故D正确；答案选D。【变4-2】如图表示与反应的量的关系，、、、四点中表示铜与稀硝酸反应中被还原的与的量的关系的点是A．点 B．点 C．点 D．点【答案】A【详解】与稀硝酸反应的化学方程式为，由化学方程式可知参加反应的只有被还原，故被还原的与的关系为(被还原)，故选：A。题型五：铵盐【例5】肥田粉是我国最早使用的氮肥，主要成分易溶于水，其水溶液呈弱酸性。有关的说法错误的是A．能与溶液反应 B．长期使用会导致土壤酸化C．能与溶液反应 D．其水溶液中的阳离子只有【答案】D【详解】A．硫酸铵与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，A正确；B．的水溶液呈弱酸性，长期使用会导致土壤酸化，B正确；C．能与溶液发生复分解反应生成一水合氨，C正确；D．硫酸铵溶液中的阳离子有铵根离子和氢离子，D错误；故选D。【变5-1】下列关于铵盐的说法中正确的是A．所有铵盐受热均可以分解，其产物中都有氨B．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈-3价C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应的离子方程式为＋OH-NH3↑＋H2OD．氯化铵和氯化钠的固体混合物可用升华法分离【答案】C【详解】A．有的铵盐受热分解产生氨(如NH4Cl)，有的铵盐受热分解最终不产生氨，如硝酸铵分解不生成氨气，NH4NO3N2O↑+2H2O，故A错误；B．铵盐都易溶于水，不是所有铵盐中的氮均呈-3价，其中硝酸铵中硝酸根离子中氮元素是+5价，故B错误；C．氯化铵溶液中加入烧碱浓溶液共热时反应生成氨气和水，离子方程式为＋OH-NH3↑＋H2O，故C正确；D．可用加热法分离NH4Cl和某些固体(不分解、不升华的固体)的混合物，但其过程为先受热分解，再降温化合，而不是升华，故D错误；故选C。【变5-2】下列有关铵根离子(NH)或铵盐的性质的叙述中，不正确的是A．溶液中NH和OH-在加热时可生成NH3B．铵盐受热分解均有生成NH3放出C．铵盐均易溶于水D．铵盐属于离子化合物【答案】B【详解】A．铵根离子和氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气和水，A叙述正确；B．大多数铵盐受热分解为酸和氨气，部分铵盐受热分解不产生氨气，B叙述错误；C．铵盐都易溶于水，C叙述正确；D．铵盐中铵根和酸根之间以离子键结合，属于离子化合物，D叙述正确；答案为B。提分特训提分特训【题1】汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是·A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应D．催化转化总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2【答案】D【详解】A．该反应中，NO生成氮气，氮元素化合价降低，则NO是氧化剂，氮气是还原产物，故A错误；B．有毒气体对环境有污染，CO、NO都是有毒物质，所以汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO无N2，故B错误；C．在空气中2NO+O2=2NO2，不需要催化剂，故C错误；D．根据题中的图示及原子守恒可知总化学方程式为2NO+O2+4CO4CO2+N2，故D正确；故答案为D。【题2】一氧化氮是一种大气污染物，是吸烟、汽车尾气及垃圾燃烧等释放出的有害气体，但是这种最常见、最简单的气体小分子在生物体内却是一种重要的信使分子，具有保护心血管，降低血压等作用。下列关于NO的说法中错误的是A．NO是无色气体B．NO是汽车尾气的有害成分之一C．可以用向上排空气法收集NOD．NO在一定条件下也可作氧化剂【答案】C【详解】A．通常状况下，NO是一种无色气体，A正确；

B．NO是汽车尾气的有害成分之一，遇到氧气转变为二氧化氮，会引起光化学烟雾，B正确；

C．NO遇到氧气转变为二氧化氮，不能用排空气法收集，只能用排水法收集，C错误；

D．NO中氮元素为+2价，化合价可以降低，因此能表现出氧化性、作氧化剂，D正确；

答案选C。【题3】如图为中学化学教材上的喷泉实验装置。在烧瓶中充满了干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列各组中能形成这样的喷泉但液体不能充满烧瓶的是A．HCl和H2OB．以4∶1混合的NO2、O2混合气体和H2OC．NO2和H2OD．CO2和NaOH溶液【答案】C【详解】喷泉实验产生的根本原因是烧瓶内外产生气压差，当把胶头滴管内的液体挤入烧瓶时，四选项均可产生气压差形成喷泉，A．HCl能完全溶于水，能充满烧瓶，A错误；B．4∶1混合的NO2和O2能恰好发生反应，4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，故均可使液体充满烧瓶，B错误；C．NO2与H2O反应时有NO生成，液体不能充满烧瓶，C正确；D．CO2完全与NaOH溶液反应，能充满烧瓶，D错误；故选：C。【题4】下列各项属于自然固氮的是A．植物从土壤中吸收含氮肥料B．由合成氨制取氮肥C．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物D．仿生固氮【答案】C【详解】A．是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，A不选；B．是化合态氮之间的转化，不属于氮的固定，B不选；C．属于自然固氮，C选；D．属于人工固氮，D不选；故选C。【题5】下列关于和的说法正确的是A．是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物B．可由和直接化合得到C．和均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集D．和在一定条件下可以相互转化【答案】D【详解】A．不是酸性氧化物，A项错误；B．在高温或放电条件下，和直接化合生成，与反应生成，B项错误；C．易与空气中的氧气反应生成，只能用排水法收集，能与水反应，只能用排空气法收集，C项错误；D．和反应生成，与反应生成和，D项正确；答案选D。【题6】不仅化工生产应遵循绿色化学的原则，化学实验也应遵循绿色化学的原则，实现原料和过程的绿色化。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是A．用过量的氯气进行性质实验B．用双氧水代替高锰酸钾制取氧气C．用溴水代替碘水进行萃取实验D．用铜粉代替铜丝进行Cu与浓硝酸的反应【答案】B【详解】A．氯气有毒，过量会造成环境污染，A项错误；B．用代替高锰酸钾制氧气，提高了原子的利用率，并且产物无污染，B项正确；C．溴水易挥发出有毒的溴蒸气，C项错误；D．用铜丝进行和浓硝酸的反应可随时控制反应的发生与停止，减少氮氧化物的生成，从而减少对大气的污染，D项错误;故选B。【题7】检验某晶体是否为铵盐时，将待测物取出少量放在试管中后A．加烧碱溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验B．直接加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验C．加烧碱溶液，加热，向试管中滴加紫色石蕊溶液D．加烧碱溶液，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验【答案】A【详解】A．将该铵盐晶体放入试管中加烧碱溶液后加热，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明产生的气体是氨气，则该晶体中含有铵根离子，A方法正确；B．有些铵盐直接加热不产生氨气，有些铵盐直接加热虽然产生氨气，但可能还会生成其他气体，影响NH3的检验，另外混合气体也可能在到达试管口之前又冷却化合为原铵盐晶体附着在试管壁上，故无法使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B方法错误；C．加烧碱溶液，加热，向试管中滴加紫色石蕊溶液，只能检验试管中反应后溶液的酸碱性，C方法错误；D．要证明铵根离子的存在，加入碱溶液后，需要加热，否则可能无NH3逸出，无法检验得出结论，D方法错误；答案为A。【题8】发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出大量“红烟”，产生“红烟”的原因是A．高温下N2遇空气生成NO2B．NO遇空气生成NO2C．CO2与NO反应生成CO和NO2D．NO与H2O反应生成H2和NO2【答案】B【详解】火箭推进剂引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射场看到火箭喷出大量“红烟”，这是由于NO不稳定，容易被空气中O2氧化产生NO2，产物NO2是红棕色气体，反应方程式为2NO+O2=2NO2，故合理选项是B。【题9】依据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是A．X是N2O5B．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸C．可用排空气法收集NO气体D．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应实现【答案】C【详解】A.X中氮元素为+5价，是氧化物，则化学式是N2O5，选项A正确；B.氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，故工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，选项B正确；C.NO能与空气中的氧气发生反应生成NO2，不可用排空气法收集NO气体，选项C错误；D.NH3与NO2反应生成氮气，发生氧化还原反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O，选项D正确；答案选C。【题10】对于某些离子的检验及结论一定正确的是A．加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，一定含有COB．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SOC．加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有NHD．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2+【答案】C【详解】A．加入稀盐酸产生无色气体，将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，该气体可能为二氧化碳或二氧化硫，原溶液中可能含有亚硫酸根、亚硫酸氢根或碳酸氢根，不一定含有CO，故A错误；B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，该沉淀可能是硫酸钡，也可能是AgCl，原溶液中不一定含有SO，故B错误；C．加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体为氨气，则原溶液中一定有NH，故C正确；D．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加入盐酸白色沉淀消失，生成的沉淀可能为碳酸钙，不一定为碳酸钡，原溶液中可能含有Ca2+，不一定有Ba2+，故D错误。答案选C。提分作业提分作业【练1】下列有关浓硝酸说法不正确的是A．实验室常用浓硝酸与金属锌反应制备氢气B．常温下浓硝酸能使金属铝钝化C．浓硝酸不稳定，见光易分解，需要避光保存D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生【答案】A【详解】A．硝酸的氧化性很强，与金属反应时一般不生成氢气而生成氮氧化物，所以实验室中不能使用硝酸制备氢气，故A错误；B．在常温下铁、铝遇浓硝酸会被氧化，在表面产生一层致密的氧化物薄膜，对内层的金属起到了保护作用，这种现象叫钝化，故B正确；C．浓硝酸不稳定，见光容易分解，所以应避光保存，故C正确；D．浓硝酸易挥发，打开瓶塞，瓶口有白雾产生，故D正确；选A。【练2】某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的一种或几种。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的判断正确的是A．肯定只有SO2 B．肯定没有Cl2、O2和NO2C．可能有Cl2和O2 D．肯定只有NO【答案】B【分析】NO2为红棕色气体，Cl2为黄绿色气体，由混合气体为无色可知，混合气体中一定不含有Cl2和NO2气体，由混合气体能使品红褪色可知，混合气体中含有SO2，由剩余气体排入空气中，很快变为红棕色可知，混合气体中含有NO，由NO和氧气反应生成红棕色的二氧化氮可知，混合气体中一定无氧气，综上可知，无色混合气体中一定含有SO2和NO，一定不含有Cl2、O2和NO2。【详解】A．由分析可知，无色混合气体中一定含有SO2和NO，故A错误；B．由分析可知，无色混合气体中一定不含有Cl2、O2和NO2，故B正确；C．由分析可知，无色混合气体中一定不含有Cl2、O2，故C错误；D．由分析可知，无色混合气体中一定含有SO2和NO，故D错误；故选B。【练3】足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和、的混合气体(已换算成标准状况，不考虑与的转化)，这些气体与一定体积(标准状况下)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4溶液至恰好完全沉淀，则消耗溶液的体积是，下列说法正确的是A．参加反应的硝酸是B．消耗氧气的体积为C．铜和浓硝酸反应过程中转移的电子为D．混合气体中含【答案】D【详解】A．恰好完全沉淀时，溶液中溶质为，根据N守恒，参加反应的硝酸的物质的量为，A项错误；B．，根据离子方程式求出参加反应的，铜失去的电子最终给了氧气，根据得失电子守恒可知，，即，即氧气的体积(标准状况下)为，B项错误；C．铜和浓硝酸反应过程中转移电子的物质的量为，C项错误；D．设的物质的量为，则的物质的量为，根据得失电子守恒可知，，解得，D项正确；答案选D。【练4】如图所示，用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是A．制取氨氨气时烧瓶中的固体常用或B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，肯定是因为装置气密性不好C．关闭a，将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙，则E点时喷泉最剧烈D．工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理【答案】D【详解】A．与反应放热，且浓度增大，有利于氨气的逸出，而中性盐，能溶于水，热量的变化很小，不与水反应，对氨气的逸出没有促进作用，A项错误；B．喷泉实验结束后，发现水未充满三颈烧瓶，可能是因为装置气密性不好，也可能是因为氨气中混有空气等，B项错误；C．三颈烧瓶内气体压强与外界大气压之差越大，喷泉越剧烈，C点的压强最小，大气压不变，则大气压和C点的压强差最大，则C点喷泉最剧烈，C项错误；D．氨气极易溶于水，因此工业上，若出现液氨泄漏，可通过喷水处理，D项正确；答案选D。【练5】某装有红色溶液的试管，加热时溶液颜色逐渐变浅，则原溶液可能是①滴有酚酞的氨水②滴有酚酞的氢氧化钠溶液③溶有SO2的品红溶液④滴有酚酞的饱和氢氧化钙溶液A．①② B．①③ C．③④ D．①④【答案】D【详解】①加热时氨水中氨气挥发，使溶液碱性减弱，溶液红色变浅，①符合题意；②NaOH是一元强碱，完全电离变为离子，加热时碱的电离程度不变，溶液中离子浓度也不变，因此滴有酚酞的氢氧化钠溶液，加热时颜色无明显变化，②不符合题意；③SO2具有漂白性，能够使品红溶液变为无色，但产生的无色物质不稳定，受热易分解。若加热溶有SO2的品红溶液，SO2气体挥发逸出，使溶液由无色又变为红色，③不符合题意；④加热时，Ca(OH)2的溶解度减小，溶液的碱性减弱，因此颜色逐渐变浅，④符合题意；综上所述可知：符合题意的说法是①④，故合理选项是D。【练6】已知氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用如图中的装置可以实现该反应。实验时C中粉末逐渐变为红色，D中出现无色液体。下列有关说法正确的A．装置C中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3B．装置B中加入的物质可以是碱石灰或无水氯化钙C．装置D中液体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝D．装置A中加入的固体，可以是NH4HCO3或NH4Cl【答案】C【详解】A．装置C中氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气、和金属铜，氮元素化合价由价升高为0价，铜元素化合价由价降低为0价，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：2，故A错误；B．无水氯化钙能与反应，所以装置B中加入的物质不能是无水氯化钙，故B错误；C．装置D中液体是氨水，可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故C正确；D．加热分解为和HCl，试管口温度降低，和HCl化合生成，不能用加热来制备，故D错误；选C。【练7】农业生产离不开氮肥，几乎所有的氮肥都以氨为原料，某化学兴趣小组利用图1所示装置制备氨气并探究其相关性质。(1)装置A中，盛有浓氨水的仪器名称为_______。烧瓶内药品可选用_______。装置B的作用是_______。(2)连接好装置并检验装置的气密性后，装入药品，然后应先_______(填“a”或“b”)。a．逐滴向圆底烧瓶中加入氨水b．加热装置C(3)实验中观察到C中粉末变红，D中无水硫酸铜变蓝，并收集到一种单质气体，则该反应的化学方程式为_______，该反应证明氨气具有_______性。(4)该实验缺少尾气吸收装置，图2中能用来吸收尾气的装置是_______(填序号)。【答案】（1）分液漏斗碱石灰(或生石灰)干燥氨气a3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O还原Ⅱ、Ⅲ【分析】在装置A中CaO或碱石灰与浓氨水反应产生NH3，通过U型管的碱石灰的干燥作用后通入盛有CuO的硬质玻璃管，发生反应：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，要先用氨气排尽装置中的空气，装置D可以检验是否有水生成，氨气会造成大气污染，可根据氨气极容易溶于水的性质，最后用水吸收氨气，防止大气污染的产生，要注意防止倒吸现象的发生。【详解】(1)根据图1可知，盛有浓氨水的仪器名称为分液漏斗。浓氨水与烧瓶中的固体药品碱石灰或生石灰作用下生成氨气。生成的氨气中含有水分，若直接通入C中，会导致C中石英管破裂，因此装置B的作用是干燥NH3。(2)整个装置中含有空气，应先逐滴向圆底烧瓶中加入氨水，发生反应生成氨气，待将装置中的空气排出后再点燃酒精灯，使NH3与CuO在加热条件下发生反应；(3)实验中观察到C中粉末变红说明生成Cu单质，D中无水硫酸铜变蓝说明生成水，并收集到一种单质气体，依据元素守恒及氧化还原反应规律可知，氧化铜将氨气氧化为氮气，氧化铜被还原为铜，反应的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，氮元素的化合价由-3升高到0，所以NH3作还原剂具有还原性。(4)氨气极易溶于水，用水吸收尾气时需要注意防止倒吸现象的发生，图2中能用来吸收尾气的装置可以是Ⅱ、Ⅲ，而装置Ⅰ易发生倒吸现象。【练8】某化学兴趣小组为了制取并探究氨气性质，按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。(制取氨气的反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O)(实验探究)(1)A装置N元素的化合价是__该反应是否是氧化还原反应：__。(2)用5.35gNH4Cl固体与足量Ca(OH)2反应，最多可制得标准状况下氨气的体积为___L。(NH4Cl的摩尔质量为53.5g•mol-1)(3)气体通过C、D装置时，试纸颜色会发生变化的是D，原因是：___。(4)当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是___。(5)检验氨气是否收集满的方法是___。(6)某同学用如图所示装置进行氨气的性质实验，根据烧瓶内产生红色喷泉的现象，说明氨气具有__性质填序号。a.还原性b.极易溶于水c.与水反应生成碱性物质(7)氨气的用途很广。如可用氨气处理二氧化氮：8NH3+6NO2=7N2+12H2O该反应中氨气体现___(填“氧化性”或“还原性”)。【答案】（1）-3否（2）2.24氨气与水反应生成一水合氨呈碱性产生白烟用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝，则收集满B、C还原性【分析】A为实验室制取氨气，B中的干燥剂为了除去水，C、D为了说明干燥的氨气不能使红色石蕊试纸变色，干燥的氨气通过湿润的红色石蕊试纸，生成一水合氨，能使试纸变蓝，氨气与水反应生成一水合氨呈碱性，浓盐酸易挥发，氯化氢气体与氨气反应生成氯化铵固体，可观察到的现象是产生白烟，据此解题。【详解】(1)A装置为制备氨气的装置，N元素的化合价是-3；该反应不是氧化还原反应；故答案为：-3；否；(2)5.35gNH4Cl的物质的量n==0.1mol，由化学方程式2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O可知，最多可制得0.1mol的氨气，标准状况下氨气的体积V=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；故答案为：2.24L；(3)干燥的氨气不能使红色石蕊试纸变色，干燥的氨气通过湿润的红色石蕊试纸，生成一水合氨，能使试纸变蓝；故答案为：氨气与水反应生成一水合氨呈碱性；(4)当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1-2滴浓盐酸，浓盐酸易挥发，氯化氢气体与氨气反应生成氯化铵固体，可观察到的现象是产生白烟；故答案为：产生白烟；(5)检验氨气是否收集满的方法是：用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝，则收集满；故答案为：用湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口，若变蓝，则收集满；(6)烧瓶内产生红色喷泉的现象，说明氨气极易溶于水且具有碱性；故答案为：B、C；(7)由反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O可分析出NH3作为还原剂，因此该反应中氨气体现还原性；故答案为：还原性；【练9】某课外活动小组在实验室用下图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净的氮气，请回答。(1)写出用生石灰和浓氨水反应制氨的化学方程式_______，解释放出NH3的原因_______。(2)实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：_______，这个反应说明氨具有_______。A．碱性B．还原性C．氧化性D．不稳定性(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是_______。(4)在最后的出气导管口处收集干燥、纯净的氮气，收集方法是_______。A．排空气法B．排水法C．用气囊收集(5)装置E的作用是_______，装置F的作用_______。E中的碱石灰_______(填“能”或“不能”)换成CaCl2。【答案】（1）NH3·H2O＋CaO=Ca(OH)2＋NH3↑生石灰与水反应放出大量热，促使NH3·H2O受热分解生成NH3，又由于温度升高，NH3的溶解度减小，使NH3从水中逸出（2）3CuO＋2NH33