【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）必修第一册--第22讲 氨的转化与生成 讲义

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第22讲 氨的转化与生成
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课程标准
课标解读
1．结合真实情境并通过实验探究，了解氨气的主要性质及制备，认识氨气在工业和农业生产中的重要意义。
2．通过实验探究，了解铵盐的主要性质、认识铵盐在农业生产中的应用和对生.态环境的影响。
1．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。
2．能根据教材中给出的氨气性质的探究问题，设计简单的实验方案，完成操作，观察现象，对实验现象做出解释。
3．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。
知识精讲

知识点01 氨
1．氨的物理性质
（1）色味态：无色、有刺激性气味的气体
（2）密度：比空气的小
（3）溶解性：极易溶于水，1∶700，难溶于CCl4
（4）物理特性：易液化（沸点－33.5℃）
2．氨的化学性质
（1）实验探究
实验装置


操作
打开止水夹，并挤压滴管的胶头
撤去玻璃片
现象
烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，
形成红色喷泉，瓶内液体呈红色
集气瓶内产生大量白烟
结论
氨极易溶于水，水溶液呈碱性
氨气与氯化氢气体反应生成白色固体
（2）氨气的性质

（3）氨水的性质


3．氮肥
类别
铵态氮肥
硝态氮肥
有机氮肥
主要成分
NH4+
NO3－
尿素
〔CO（NH2）2〕
4．氨气的用途
（1）制硝酸和硝酸铵：N2NH3NONO2HNO3NH4NO3
（2）致冷剂：液氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧降低
（3）制化肥：制备硝铵、硫铵、氯铵、碳铵等铵态氮肥
【即学即练1】关于氨的下列叙述中，错误的是（ ）。
A．氨易液化，液氨常用来作制冷剂
B．氨气易溶于水，可用来做喷泉实验
C．实验室常用向下排空气法收集氨气
D．氨气溶于水能导电，氨气是电解质
【解析】选D。氨气易液化，液氨常用来作制冷剂；氨气密度比空气小（常用向下排空气法收集）；氨气极易溶于水（可用来做喷泉实验）；氨气溶于水，能与水反应生成电解质一水合氨，其水溶液能导电，但氨气是非电解质。
知识点02 铵盐
1．物理性质：易溶于水的白色晶体
2．化学性质
（1）实验探究
实验装置


现象
试管中固体逐渐减少，试纸变蓝
试管中有气泡产生，试纸变蓝
结论
碳酸氢铵分解产生氨气
氯化铵与氢氧化钠反应生成氨气
（2）铵盐的化学性质

3．氨气的实验室制法
（1）反应原理：2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O
（2）检验方法：使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
（3）收集方法：向下排空气法。
【即学即练2】（2021·西安高一检测）关于铵盐的叙述：①铵盐易溶于水；②铵盐中氮元素均为－3价；③铵盐受热易分解；④铵盐只能跟碱反应，不能跟酸反应；⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合使用。其中正确的是（ ）。
A．①②③④⑤ B．①③⑤ C．③④⑤ D．①②④
【解析】选B。②NH4NO3中氮元素显－3、+5价；④NH4HCO3与H+、OH－均反应。
能力拓展

考法01 氨气的性质及应用
【典例1】某课外活动小组利用下列仪器装置和药品进行物质性质和转化关系的探究。当将II中铂丝加热至红热时，打开K阀使气流缓缓通过。请回答下列有关问题。

（1）如何该装置的气密性：__________________________________________。
（2）写出II中发生反应的化学方程式：_____________________________________。
（3）装置IV及V中的现象：_______________________________________________。
（4）装置I与III都能起到干燥气体的作用，两者能否调换位置使用：____________（填“能”或“不能”），理由是____________________________________________。
（5）烧杯中NaOH溶液的作用是________________________________________。
【解析】此题是进行试验探究的好题。探究要从给出的实验装置和反应物入手。题目中没有给出要发生的化学反应，因此必须要在掌握好教材的核心知识的基础之上才能解好此题。检验一套复杂装置的气密性就必须将教材知识用活。除了加热使气体膨胀之外，用打开K阀通入空气的办法也能检查气密性。往浓氨水中通空气，出来的氨气经过干燥后与空气中的氧气发生的是氨的催化氧化反应，氧化生成的NO与O2继续反应，Ⅳ中必然会有红棕色的NO2气体生成。NO2与H2O反应生成HNO3和NO，紫色石蕊试液会变红。氮氧化物会污染空气，故尾气必须用NaOH溶液吸收。碱性气体——氨气必须用碱石灰进行干燥。若用浓硫酸达不到干燥的目的，会反应生成硫酸铵。氮氧化物必须用浓硫酸干燥，否则NO2也会与碱石灰中的NaOH、CaO反应。
【答案】（1）打开K阀，观察VI处有无气泡产生，或微热II处，观察VI处是否有气泡产生。
（2）4NH3+5O24NO+6H2O
（3）IV中产生红棕色气体，V中紫色石蕊变红
（4）不能；浓H2SO4吸收氨气，使后继反应不能进行，碱石灰也吸收NO2气体。
（5）吸收尾气，防止NO、NO2污染大气。
【知识拓展】氨气和氨水的性质
1．氨气的还原性
NH3分子中氮显－3价，处于其最低价态，具有还原性，在反应中可以被氧化成较高价态的N2、NO、NO2等物质。
（1）4NH3+5O24NO+6H2O
（2）2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
（3）6NO+4NH35N2+6H2O
（4）6NO2+8NH37N2+12H2O
2．氨气的氧化性
NH3分子中氢显+1价，处于其最高价态，具有氧化性，可以被活泼金属还原成H2，同时生成氨基化合物（NH2－）。
（1）2Na+2NH32NaNH2+H2↑
（2）6NH3+3MgMg（NH2）2+3H2↑
3．氨水的组成和性质
（1）三个可逆反应
①氨气和水的反应：NH3+H2ONH3·H2O
②一水合氨的电离：NH3·H2ONH4++OH－
③水的电离：H2OH++OH－
（2）“三分子”、“三离子”成分
①三分子：NH3、H2O、NH3·H2O
②三离子：NH4+、OH－、H+
（3）物理性质 “两特殊”
①密度：比水小，浓度越大，密度反而越小
②挥发性：易挥发出氨气，所以氨水应密封保存
（4）化学性质“两性”
①弱碱性：
2NH3·H2O+H2SO4（NH4）2SO4+2H2O
AlCl3+3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH4Cl
②不稳定性：NH3·H2ONH3↑+H2O
考法02 氨气的喷泉实验
【典例2】（2021·厦门高一检测）喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。
（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。将胶头滴管中的液体挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开活塞，烧杯中的液体快速呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。下列可能形成上述这种喷泉的是________。

A．NH3和1mol·L－1盐酸
B．NO和H2O
C．CO2与饱和碳酸氢钠溶液
D．CO2和NaOH溶液
E．NO2和H2O
F．Cl2与饱和NaCl溶液
（2）在图Ⅱ的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质后，能产生喷泉的是________。
A．Cu与浓硫酸 B．Cu与稀硝酸
C．Fe与浓硝酸 D．Al与稀硫酸
（3）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”）。
（4）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，若要在该装置中产生双喷泉现象，其操作是________。
【解析】（1）图Ⅰ中形成喷泉的条件是烧瓶中的压强变小，且最后没有气体。A项，氨气与氯化氢反应生成氯化铵固体使烧瓶内压强减小，能形成喷泉，最终液体几乎充满烧瓶；B项，NO难溶于H2O，所以不能使烧瓶中的气体减少，不能形成喷泉；C项，CO2和NaHCO3溶液不反应，不能使烧瓶中的气体减少，不能形成喷泉；D项，CO2和NaOH溶液能迅速反应，导致烧瓶中的气体减少，压强减小，所以能形成喷泉，最终液体几乎充满烧瓶；E项，二氧化氮与水反应会有气体一氧化氮产生，能形成喷泉但液体不会充满烧瓶；F项，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度不大，不能形成喷泉。（2）图Ⅱ中生成喷泉的条件是在锥形瓶中加入的物质能导致锥形瓶中压强变大形成喷泉。A项，Cu与浓硫酸常温下不反应，所以不能使锥形瓶中的压强变大；B项，铜与稀硝酸反应生成一氧化氮，使锥形瓶中的压强增大而产生喷泉；C项，常温下铁在浓硝酸中发生钝化，不能使锥形瓶中的压强变大；D项，铝与稀硫酸反应生成氢气，使锥形瓶中的压强增大而产生喷泉。（3）图Ⅰ是上部烧瓶内气体压强减小形成喷泉，图Ⅱ是锥形瓶内气体压强增大形成喷泉。（4）①如果关闭活塞c，打开活塞a、b，挤压胶头滴管，使水进入右边烧瓶，氨气溶于水使右边烧瓶内气体压强减小，左边烧瓶中的氯化氢气体会进入右边烧瓶，与氨气反应生成白色的氯化铵固体，故可能出现的现象是装氨气的烧瓶中产生白烟。②由于两个烧瓶中的气体压强都减小，只要打开活塞c，两边烧瓶中均可形成喷泉。
【答案】（1）AD（2）BD（3）减小；增大
（4）①装氨气的烧瓶中出现白烟②打开活塞c
【知识拓展】喷泉实验的原理
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
【规律方法】常见喷泉装置的引发喷泉的操作：

图Ⅰ形成喷泉的原理：当挤压滴管的胶头，胶头滴管中的水进入烧瓶，大量的氨(约占挤入水体积的700倍)迅速溶解，使烧瓶内压强迅速减小形成负压，在外界大气压作用下，烧杯内的水迅速进入烧瓶形成喷泉。要使图Ⅱ装置也能形成喷泉，关键是一开始如何使烧瓶内形成负压，即找到形成喷泉的“诱因”。与装置Ⅰ比较，本装置没有滴管，不可能有水“挤”入烧瓶内形成负压，就考虑让烧瓶中的氨气溶于烧杯的水中，所以考虑打开止水夹，用热毛巾捂烧瓶片刻，烧瓶中的氨受热膨胀，扩散到烧杯中而迅速溶解，烧瓶内形成负压而形成喷泉。
考法03 制氨气的相关实验
【典例3】（2021·日照高一检测）实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是（ ）。

A．①是氨气发生装置
B．②是氨气吸收装置
C．③是氨气发生装置
D．④是氨气收集、检验装置
【解析】选C。①中氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢，而在试管口温度降低，氨气和氯化氢又重新化合成固体氯化铵，无法得到氨气；②中漏斗没入水下起不到防倒吸的作用，应使倒置漏斗的上边缘刚好没入水中；③氧化钙能与浓氨水中的水反应生成氢氧化钙，同时放出大量热，使浓氨水分解放出氨气；④中的收集装置应在试管口塞一团棉花，防止因空气对流，而使氨气逸出。
【知识拓展】氨气的实验室制法
1．固－固加热法


2．两种快速制取氨气的方法
（1）加热浓氨水法

（2）将浓氨水滴加到固体强碱或生石灰上制取氨气
实验装置
反应原理

①减少溶剂：NaOH固体吸水（或CaO与水反应），减少溶剂，促使NH3放出
②提供热源：NaOH溶于水放热（或CaO与水反应放热），促使氨水分解出NH3
【特别提醒】
（1）制取氨气时，不能用硝酸铵代替氯化铵。因为硝酸铵在加热过程中可能发生爆炸，发生危险。
（2）固－固加热法制取氨时，不能用氢氧化钠代替熟石灰。因为氢氧化钠具有吸湿性而易结块，不利于产生NH3。此外，加热条件下氢氧化钠易腐蚀试管。
（3）氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂（浓硫酸等）干燥，也不能用无水CaCl2干燥。这是因为它们均能与氨气发生反应，因此常用碱石灰作干燥剂。
考法04 铵盐的性质及应用
【典例4】在100mL NaOH溶液中加入NH4NO3和（NH4）2SO4的固体混合物，加热充分反应，如图表示加入的混合物的质量与产生的气体体积（标况）的关系。试计算：

（1）NaOH溶液的物质的量浓度为____________。
（2）当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积（标准状况）为________L。
（3）当NaOH溶液的体积为180mL，固体混合物的质量仍为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积（标准状况）为________L。
【解析】（1）从题图看出34.4g混合物和100mL NaOH恰好完全反应。根据：NH4++OH－NH3↑+H2O，n（NaOH）＝n（NH3）＝＝0.50mol，c（NaOH）＝＝＝5.0mol·L－1；
（2）V（NaOH）＝140mL，n（NaOH）＝5.0mol·L－1×0.14L＝0.70mol，因为0.50mol NaOH完全反应消耗34.4g混合物，则0.70mol NaOH完全反应消耗34.4g×＝48.16g混合物，现加入51.6g固体混合物，所以固体混合物过量，应根据NaOH的量进行计算，即n（NaOH）＝n（NH3）＝0.70mol，所以V（NH3）＝22.4L/mol×0.70mol＝15.68L；
（3）V（NaOH）＝180mL，n（NaOH）＝5.0mol·L－1×0.18L＝0.90mol，因为0.50mol NaOH完全反应消耗34.4g混合物，则0.90mol NaOH完全反应消耗34.4g×＝61.92g混合物，所以NaOH溶液过量，51.6g固体混合物完全反应，因为34.4g固体混合物完全反应产生11.2L NH3，则51.6g固体混合物完全反应产生的体积为NH3：有V（NH3）＝11.2L×＝16.8L。
【答案】（1）5.0mol·L－1 （2）15.68 （3）16.8
【知识拓展】铵盐的性质及铵根离子的检验
1．铵盐的性质易错点
（1）铵盐受热一定会分解，但是不一定都生成氨气，如5NH4NO34N2↑+9H2O↑+2HNO3
（2）铵态氮肥不能与碱性物质混合使用，以免生成氨气，降低肥效。
（3）铵盐和碱反应常温生成NH3·H2O，加热生成NH3。
2．NH4+的检验：
（1）原理

（2）方法

【特别提醒】为使实验现象明显，一般用浓的碱溶液与之反应，且需加热。步骤是①取样，②加浓NaOH溶液，③加热，④使湿润的红色石蕊试纸变蓝或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒冒白烟。
分层提分

题组A 基础过关练
1．可用来干燥氨气的是（ ）。
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．氯化钙 D．五氧化二磷
【解析】选B。NH3溶于水显碱性，与A、D反应；C可与NH3生成CaCl2·8NH3，故只有B项符合题意。
2．（2021·潍坊高一检测）下列关于氨气、液氨、氨水的叙述正确的是（ ）。
A．氨气、液氨、氨水的成分相同，均为纯净物
B．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒相互靠近，有白烟生成
C．氨水的密度比水小，且浓度越大，密度越大
D．氨水的溶质为NH3·H2O，是氨水中含量最多的微粒
【解析】选B。氨水是混合物，氨水的密度随浓度的增大而减小，氨水中水的含量最多。
3．（2021·温州高一检测）将含有等体积NH3、CO2、NO的混合气体依次通过盛有浓H2SO4、Na2O2和Na2CO3溶液的装置，充分作用后，最后得到的气体是（ ）。
A．CO2和NO B．CO2 C．NO D．NO2
【解析】选A。气体通过浓H2SO4时，NH3将被吸收；通过Na2O2时，CO2被吸收，放出O2，产生的O2会与NO恰好完全反应生成和NO等体积的NO2；当NO2通过Na2CO3溶液时，NO2与水反应生成了硝酸和NO，硝酸与Na2CO3反应产生CO2。
4．下列说法不正确的是（ ）。
A．氨水可以直接作为肥料施用
B．铵盐都可作为氮肥
C．农家肥和草木灰混合使用可以增强肥效
D．作为氮肥，铵盐比氨水使用更方便
【解析】选C。农家肥在微生物作用下分解得到NH4+，而草木灰呈碱性，容易与NH结合生成氨气而降低肥效，C项错误。
5．利用点滴板探究氨气的性质（如图所示），实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水后，立即用烧杯盖住点滴板。下列对实验现象的解释正确的是（ ）。

选项
实验现象
解释
A
NaOH固体表面有气泡
NaOH促进了氨水的电离
B
湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3极易溶于水
C
烧杯内有白烟
NH3+HClNH4Cl
D
FeCl3溶液变浑浊
Fe3++3OH－Fe（OH）3↓
【解析】选C。向NaOH固体上滴几滴浓氨水，因NaOH溶于水放热，使氨水的温度升高，氨气的溶解度降低，从而挥发出氨气，A不正确；NH3溶于水使溶液呈碱性，使湿润的红色石蕊试纸变蓝，B不正确；NH3与浓盐酸挥发出的HCl气体化合生成氯化铵固体，从而产生白烟，C正确；NH3溶于水生成的一水合氨为弱碱，在离子方程式中应以化学式表示，D不正确。
6．（2021·辽宁抚顺高一上期末检测）以下是进行氨氧化制硝酸的实验装置图，有关叙述正确的是（ ）。

A．烧杯中石蕊溶液不变
B．烧瓶中发生喷泉现象
C．加热后，通过Cr2O3的气体由无色变为红棕色
D．Cr2O3起氧化剂的作用
【解析】选C。在Cr2O3起催化剂的作用下，4NH3＋5O24NO＋6H2O，2NO+O2＝2NO2，C正确；由于空气的通入把生成的NO2吹入石蕊溶液中，石蕊溶液变红，烧瓶中不会发生喷泉现象，A、B、D错误。
7．用下列装置制取一试管干燥的氨气，并检验：

（1）写出A装置中实验室制取氨气的化学方程式________________________。
（2）装置B中所盛药品的名称为______________________________。
（3）小试管口堵一团棉花的作用是________________________________。
（4）检验生成气体是氨气的方法是______________________________________。
（5）为了防止生成的氨气溢出污染空气，常将小试管口的棉花用某种溶液浸湿，该溶液最好选用_________________。
【解析】实验室可以用固体NH4Cl和Ca（OH）2制取氨气，所制得的氨气中含有水蒸气，可以用碱石灰等碱性干燥剂干燥，检验生成的氨气可以用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等。由于氨气的密度比较小，所以它很容易和空气发生对流，使收集到的氨气纯度较低，收集速率较慢，所以应该在小试管口堵一团棉花。小试管口的棉花用稀硫酸浸湿可以吸收多余的氨气，防止污染空气。
【答案】（1）2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O（2）碱石灰
（3）防止氨气和空气形成对流而使收集的氨气不纯，提高氨气的收集速率
（4）用湿润的红色石蕊试纸放在导管口试之，如果生成的气体能使之变蓝，且有刺激性气味，则是氨气
（5）稀硫酸
8．A、B、C、D、E各物质的关系如下图所示：

其中X是能使红色石蕊试纸变蓝的气体。
（1）无色液体A是_____________，A与B反应的化学方程式是：__________________________。
（2）由X转化为N2的化学方程式为：__________________________。
（3）白色固体C的化学式为_____________，写出由D转化为E的离子方程式：_____________________。
【解析】这是一道实验分析判断题，可以运用逆向思维的方法，由X气体可以与CuO在加热条件下发生反应生成N2，说明X是含氮化合物并且能使红色石蕊试纸变蓝，说明X一定是NH3，由C能与CO2生成白色沉淀D，CO2过量时又转化为无色溶液E，说明C可能是澄清石灰水，D是CaCO3，E是Ca（HCO3）2。由X和C反推出无色液体A一定是浓氨水，白色固体B一定是CaO。验证成立，说明推理正确。
【答案】（1）A：浓氨水；NH3·H2O+CaOCa（OH）2+NH3↑
（2）2NH3+3CuO3Cu+N2+2H2O
（3）Ca（OH）2；CaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO3－
题组B 能力提升练
1．（2021•济宁高一检测）我国清代《本草纲目拾遗》中记载药物“鼻冲水”，写道：“贮以玻璃瓶，紧塞其口，勿使泄气，则药力不减，气甚辛烈，触人脑，非有病不可嗅…。虚弱者忌之。宜外用，勿服…”。这里的“鼻冲水”是指（ ）。
A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水
【解析】选A。鼻冲水是指氨水，具有刺激性气味、储存于玻璃瓶中易挥发、有毒的物质。
2．（2021·浙江丽水高一上期末检测）某混合气体中可能含有H2、CO、CO2、HCl、NH3和H2O（g）中的两种或多种，当混合气体依次通过澄清的石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸（无明显现象）、灼热的氧化铜（变红）、无水硫酸铜（变蓝）。对该混合气体成分的正确判断是（ ）。
A．一定没有CO2，肯定有H2
B．一定有CO2、CO和H2O（g）
C．可能有CO2、NH3和H2O（g）
D．一定有H2、CO2和HCl
【解析】选D。混合气体通过氢氧化钡溶液有浑浊现象证明有CO2，而通过澄清的石灰水无浑浊现象证明还有HCl，一定没有NH3，通过浓硫酸后的干燥气体可以使灼热的氧化铜变红、无水硫酸铜变蓝，说明还有H2。
3．下列离子方程式正确的是（ ）。
A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NH4++OH－NH3↑+H2O
B．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液，加热：NH4++OH－NH3·H2O
C．氨水与盐酸反应：NH3·H2O+H+NH4++H2O
D．氨水中通入过量二氧化碳：2NH3·H2O+CO22NH4++CO32－+H2O
【解析】选C。A项，漏掉Ba2+和SO42－的反应，应为2NH4++SO42－+Ba2++2OH－BaSO4↓+2NH3↑+2H2O，错误；B项，加热时应生成氨气和水，应为NH4++OH－NH3↑+H2O，错误；D项，CO2过量时应生成HCO3－，应为NH3·H2O+CO2NH4++HCO3－，错误。
4．（2021~2022河北省河北保定高一上学期期末检测）（不定项）某化学研究小组用中学实验常见的玻璃仪器完成了在常压、酒精灯加热条件下的合成氨反应装置设计。实验装置和药品如下图所示，下列说法错误的是（ ）。

（已知：NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O，放热反应）
A．实验开始后，应先点燃酒精灯，预热催化剂1～2分钟再通入反应气体
B．在通风橱中进行该反应，若稀硫酸和锌粒产生的H2足够多，能避免NH3性质检验时可能引起的倒吸
C．为避免尾气造成的环境污染，应将装置Ⅲ更换为如图IV的装置
D．因NH4Cl和NaNO2的反应放热，故应将冰醋酸缓缓加入小广口瓶中
【解析】选AC。实验开始时应先排除装置内的氧气，然后在点燃酒精灯，否则会因有氧气和氢气发生爆炸。故A选项错误。因为氨气极易溶于水，而氢气不溶于水，所以若稀硫酸和锌粒产生的H2足够多，能避免NH3性质检验时可能引起的倒吸，故B选项正确。根据氨气极易溶于水判断，但氢气如果过量，而其中IV的装置是密封的，所以不能用于气体的尾气收集，故C选项错误。因为NH4Cl和NaNO2的反应放热，而冰醋酸的沸点低易挥发，所以应将冰醋酸缓缓加入小广口瓶中，故D选项正确。
5．氯气是一种重要的工业原料。工业上利用下列反应来检查氯气管道是否漏气：3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl，下列说法错误的是（ ）。
A．若有白烟产生则管道漏气
B．该反应中NH4Cl是还原产物
C．反应中NH3只显还原性
D．生成1.4gN2时转移0.3mol电子
【解析】选C。反应生成HCl，NH3可与HCl反应生成氯化铵，有白烟生成，故A正确；Cl元素化合价降低，被还原，Cl2为氧化剂，所以NH4Cl是还原产物，故B正确；反应中NH3中氮元素是－3价处于最低价态，部分显还原性，同时与氯化氢反应生成氯化铵，故C错误；N元素化合价由－3价升高到0价，则生成1molN2时有6mol电子转移，生成1.4gN2物质的量为0.05mol，转移×6＝0.3mol电子，故D正确。
6．（2021~2022学年辽宁大连高一上期末检测）如图所示，在一个密闭的玻璃管两端各放一团棉花，再用注射器同时在两端注入适量的浓氨水和浓盐酸，下列说法不正确的是（ ）。

A．玻璃管中发生的反应可表示为：NH3+HClNH4Cl
B．用手触摸玻璃管外壁，会感觉到有热量放出
C．实验时会在玻璃管的B处附近看到白雾
D．将浓盐酸换成浓硝酸也会有相似现象
【解析】选C。浓盐酸挥发出氯化氢，浓氨水挥发出氨气，玻璃管中发生的反应可表示为：NH3+HClNH4Cl，故A正确；NH3+HCl＝NH4Cl反应放热，用手触摸玻璃管外壁，会感觉到有热量放出，故B正确；浓盐酸挥发出氯化氢，浓氨水挥发出氨气，氨气的相对分子质量较小，移动速度快，实验时会在玻璃管的C处附近看到白雾，故C错误；浓硝酸也有挥发性，发生反应NH3+HNO3NH4NO3，所以将浓盐酸换成浓硝酸也会有相似现象，故D正确。
7．（2021~2022学年山西大同高一下学期期末检测）氨氮废水超标排放是水体富营养化的重要原因，可用以下流程处理：

下列说法正确的是（ ）。
A．过程Ⅰ中发生的化学反应属于氧化还原反应
B．过程Ⅱ中NH4+→NO3－，每消耗1molNH4+转移6mol电子
C．过程Ⅲ中CH3OH→CO2，甲醇做还原剂
D．过程Ⅲ中HNO3→N2，转移10mole－时可生成N211.2L（标准状况）
【解析】选C。过程Ⅰ向高浓度氨氮废水中加碱加热，将NH4+转变为氨气，此反应不是氧化还原反应，A项错误；反应中氮元素化合价由－3价升高到+5价，因此每消耗1molNH4+要转移8mol电子，B项错误；甲醇中的碳元素是－2价，而CO2中的碳元素是+4价，因此甲醇转化成CO2的过程中甲醇被氧化，做还原剂，C项正确；硝酸中的氮元素是+5价，氮气中的氮元素是0价，因此转移10mol电子可以得到1mol氮气，标准状况下体积为22.4L，D项错误。
8．（2021·2022学年高一上学期期末检测）把aL含（NH4）2SO4和NH4NO3的混合液分成两等份，一份用bmol NaOH刚好把NH3全部赶出，另一份与BaCl2溶液完全反应，消耗cmol BaCl2。则原溶液中NO3－的物质的量浓度（单位mol·L－1）为（ ）。
A． B． C． D．
【解析】选B。设平分后各含（NH4）2SO4的物质的量为x，NH4NO3的物质的量为y，则有：。解得：y＝（b－2c）mol·L－1，所以原溶液中c（NO3－）的浓度为＝mol·L－1。
9．植物生长需要营养，实验室现有一包由氯化铵和硫酸铵混合而成的白色粉末，课外小组的同学按下图实验设计进行实验，测定这种混合物中各组分的含量，以便给植物施用。

（1）溶液A中溶质的化学式_________________。
（2）他将样品放入托盘天平的右盘中，样品质量记录游码为0.4g，左边的托盘里的砝码为16g，则样品质量是________g。
（3）若过滤使用的仪器和用品已有：滤纸、铁架台、铁圈、烧杯、漏斗，还需要补充的仪器或用品是________________________。
（4）怎样证明滴加溶液A已经过量，简述操作方法__________________________________________。
（5）若物质C的质量为23.3g，那么原混合物中氯化铵的质量分数为________。
【解析】该实验的原理是利用氯化铵和硫酸铵阴离子的不同，加入某种阳离子使其和其中一种阴离子结合成沉淀，通过测定沉淀的质量测定该物质的质量，从而可以确定混合物中各组分的含量。（1）若加入Ag+，则AgCl和Ag2SO4都是沉淀，不能分别测出它们的质量；若加入Ba2+，则只有BaSO4是沉淀，能分别测出它们的质量，所以可以选用BaCl2溶液或Ba（NO3）2溶液。（2）托盘天平读数时总满足如下关系：左盘质量＝右盘质量+游码质量，若将样品放入托盘天平的右盘中，样品质量＝左盘质量－游码质量＝16g－0.4g＝15.6g。（3）过滤时需要用玻璃棒引流。（4）若溶液A滴加过量，则滤液或上层清液中含有Ba2+，可以在它们中加入稀H2SO4溶液，看有无白色沉淀产生。（5）m（BaSO4）＝23.3g，n（BaSO4）＝n［（NH4）2SO4］＝＝0.1mol， m［（NH4）2SO4］＝0.1mol×132g/mol＝13.2g，m［NH4Cl］＝15.6g－13.2g＝2.4g，所以原混合物中氯化铵的质量分数为×100%＝15.4％。
【答案】（1）BaCl2或Ba（NO3）2 （2）15.6g （3）玻璃棒
（4）取经过沉降后的上层清液，逐滴加入稀H2SO4溶液，若观察有沉淀生成，说明滴加BaCl2溶液已过量。
（5）15.4％
10．（2021~2022学年河南平顶山高一期末检测）某化学实验小组，通过Li3N固体水解生成氢氧化锂和氨气的反应制氨气，并进行氨气还原氧化铜的实验探究。如图所示，给出了本实验可供选择的装置：

请回答下列问题：
（1）按该方法制氨气时，应选用上述装置中的____________（填装置代码，下同）做氨气发生装置。
（2）写出C装置中发生的化学反应方程式______________________________，每生成标准状况下11.2LN2，转移电子数为______。（3）为检验氨气还原氧化铜反应后生成H2O，并收集N2，则氨气发生装置后应依次连接______→C→______→______→______。
（4）在C装置前后连接的装置中，填充的药品按前后顺序分别为______、______。
（5）有资料提出：CuO被还原时，当黑色固体完全变为红色时，不一定完全转化为Cu，可能还含有Cu2O。已知将Cu2O放入稀硫酸中溶液变为蓝色，写出该反应的离子方程式：______________________________________。
【解析】（1）Li3N固体水解生成氢氧化锂和氨气的反应制氨气，不需要加热，应选A为氨气的发生装置；（2）根据氨气和氧化铜反应的现象：CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝色，同时生成一种无污染的气体，说明生成铜、氮气和水，反应的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O；2NH3～N2～6e－，标况下，11.2LN2的物质的量为0.5mol，生成0.5molN2，转移3NA电子；（3）根据题给的要求来检验氨气还原氧化铜反应后生成H2O，应该先对产生的氨气进行干燥，即选择E装置，然后进行实验，选择E装置检验水，最后再除去氨气，最后用排水法收集氮气，即正确的操作顺序为：E、E、B、F；（4）常用碱石灰干燥氨气；用无水硫酸铜检验水；（5）在酸性条件下，Cu2O自身发生氧化还原反应生成Cu2+，离子方程式为：Cu2O+2H+Cu++Cu2++H2O。
【答案】（1）A；（2）3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O、3NA
（3）E、E、B、F（4）碱石灰，无水硫酸铜
（5）Cu2O+2H+Cu++Cu2++H2O
题组C 培优拔尖练
1．（2021·福建适应性测试）钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（ ）。

A．钠的密度比液氨大
B．溶液的导电性增强
C．0.1mol钠投入液氨生成0.01mol H2时，Na共失去0.02mol电子
D．钠和液氨可发生以下反应：2NH3+2Na＝2NaNH2+H2↑
【解析】选C。钠沉入液氨说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明溶液的导电性增强，B正确；0.1mol钠反应失去0.1mol电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可发生以下反应：2NH3+2Na＝2NaNH2+H2↑，D正确。
2．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现象的是（ ）。

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．向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
【解析】选B。根据喷泉实验的原理，要发生喷泉现象，必须使烧瓶中压强迅速下降，导致外界压强大于烧瓶中的压强，从而使烧杯（锥形瓶）中的液体压到烧瓶中产生喷泉现象，①中的Cl2易溶于CCl4，③中的NH3易溶于水，所以可以使烧瓶中压强迅速下降，产生喷泉现象，④中HCl和浓氨水反应（首先是浓硫酸注入水中放热使浓氨水放出氨气），同样也会导致烧瓶中压强减小，而②中H2不溶于NaOH溶液，也不与NaOH反应，所以不能发生喷泉现象。
3．（双选）（NH4）2SO4是一种常见的化肥，某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备（NH4）2SO4的工艺流程如下：

下列说法正确的是（ ）。
A．通入NH3和CO2的顺序可以颠倒
B．操作1为过滤，操作2为蒸发结晶
C．步骤②中反应的离子方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2OCaCO3↓+2NH4++SO42－
D．通入的NH3和CO2均应过量，且工艺流程中CO2可循环利用
【解析】选BC。由于二氧化碳溶解度较小，与硫酸钙不反应，若先通二氧化碳，会影响硫酸铵的产率，故A不符合题意；根据图示，经过操作1得到了滤液和碳酸钙固体，因此操作1为过滤，经过操作2从滤液中得到了硫酸铵固体，因此操作2为蒸发结晶，故B符合题意；步骤②中CaSO4、NH3和CO2在溶液中反应生成了碳酸钙沉淀和硫酸铵，反应的离子方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2OCaCO3↓+2NH4++SO42－，故C符合题意；二氧化碳如果过量，会将生成的碳酸钙沉淀溶解，故D不符合题意。
4．（双选）CuO有氧化性，能被NH3还原，为验证此结论，设计如下实验。

有关该实验的说法正确的是（ ）。
A．反应时生成一种无污染的气体NO
B．NH3与CuO反应后生成的红色物质可能是Cu
C．装浓氨水的仪器的名称是长颈漏斗
D．烧杯中稀硫酸的主要作用是吸收NH3
【解析】选BD。NO有毒，对空气会造成污染，反应生成无污染的N2，故A不正确；CuO被NH3还原，铜元素的化合价降低，所以生成的红色物质可能是Cu，故B正确；装浓氨水的仪器的名称是分液漏斗，故C不正确；烧杯中稀硫酸的主要作用是吸收未反应的NH3，故D正确。
5．称取（NH4）2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g，加入含0.1molNaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1792mL（标准状况），则（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量比为（ ）。
A．1∶1 B．1∶2 C．1.87∶1 D．3.65∶1
【解析】选C。生成氨气的物质的量为n（NH3）＝＝0.08mol。加入NaOH溶液后，OH－先和H+反应，再和NH4+反应。因为产生了NH3，则说明H+反应完全反应。根据反应H++OH－H2O和NH4++OH－NH3↑+H2O，生成0.08mol NH3，消耗0.08mol OH－，则H+消耗的OH－的物质的量为0.02mol，即n（NH4HSO4）＝n（H+）＝0.02mol，则m（NH4HSO4）＝115g/mol×0.02mol＝2.3g，（NH4）2SO4的质量为：m［（NH4）2SO4］＝7.24g－2.3g＝4.94g，其物质的量为：n［（NH4）2SO4］＝＝0.0374mol，所以（NH4）2SO4和NH4HSO4的物质的量比为n［（NH4）2SO4］∶n（NH4HSO4）＝0.0374mol∶0.02mol＝1.87∶1。
6．我国长征系列运载火箭用液态腓（N2H4）作燃料。N2H4与NH3有相似的化学性质，属于二元弱碱，有极强的还原性。回答下列问题：
（1）肼与盐酸反应生成的正盐是__________（写化学式）。
（2）在加热条件下，液态肼可还原新制的Cu（OH）2制备纳米级Cu2O，并产生无污染气体，试写出该反应的化学反应方程式________________________。
（3）资料表明，氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼，装置如下：

①实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三颈烧瓶中滴加NaClO溶液。滴加NaClO溶液时不能过快、过多的原因____________________。
②从实验安全性角度指出该实验装置中存在的缺陷___________。
（4）向装有少量AgBr的试管中加入肼，观察到的现象__________。
（5）肼可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，理论上1kg的肼可除去水中溶解的O2__________kg。
【解析】（1）肼属于二元弱碱肼，1mol N2H4能与2molHCl反应生成1mol 正盐（N2H6Cl2）。
（2）加热条件下，液态肼可还原新制的Cu（OH）2制备纳米级Cu2O，并产生无污染气体为氮气，由质量守恒定律及电子守恒可知反应为4Cu（OH）2+N2H4N2↑+2Cu2O+6H2O。（3）①实验时，先点燃A处的酒精灯，一段时间后再向B的三口烧瓶中滴加NaClO溶液，肼有极强的还原性，而次氯酸钠具有强氧化性，因此滴加NaClO溶液时不能过快、过多，防止NaClO氧化肼。②氨气极易溶于水，该装置很容易发生倒吸，应该在A、B间增加防倒吸装置。（4）肼被银离子氧化，银离子被还原生成单质银，－2价的N元素被氧化为N2，反应方程式为：N2H4+4AgBr＝4Ag↓+N2↑+4HBr，因此反应出现现象为：固体逐渐变黑，并有气泡产生。（5）肼被氧化失电子N2H4→N2，O2→O2－得到4e－，肼和氧气摩尔质量都是32g/mol，则等质量肼和氧气物质的量相同，理论上1kg的肼可除去水中溶解的O21kg。
【答案】（1）N2H6Cl2；（2）4Cu（OH）2+N2H4N2↑+2Cu2O+6H2O
（3）①防止NaClO氧化肼；②A、B间无防倒吸装置，易使A装置中玻璃管炸裂；
（4）固体逐渐变黑，并有气泡产生。（5）1kg