决胜高考之【教材热点实验】08 氨气的实验室制取及性质的研究

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【教材实验热点】08 氨气的实验室制取及性质的研究
专题08 氨气的实验室制取及性质的研究
【教材实验梳理】
1.氨气的实验室制法
(1)用铵盐和碱制取
①实验装置

②实验分析

(2)用浓氨水制取

2.喷泉实验

中学教材中喷泉实验装置如上图所示。实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。
(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)能形成喷泉的条件
从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。
(3)形成喷泉的气体与液体组合
①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉；
②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。

(4)喷泉实验成功的关键
①盛气体的烧瓶必须干燥；
②气体要充满烧瓶；
③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；
④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。
(5)常见的喷泉实验装置
喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来产生喷泉。

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)
装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。
装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置Ⅵ：向烧瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。
(6)喷泉实验所形成的溶液的物质的量浓度的计算前提：气体充满，溶质不扩散。气体体积换算为标准状况，设烧瓶体积为V L。
①“NH3+H2O”和“HCl+H2O”型：V(气体)=V(溶液)，则：c==1/22.4 mol·L−1。
②“NO2+H2O”型：3NO2+H2O=2HNO3+NO，溶液只占烧瓶容积的2/3，n(HNO3)= 2/3n(NO2)，V(溶液)= 2/3V L，则：c(HNO3)==1/22.4 mol·L−1。
③“NO2+O2+H2O”型：依4NO2+O2+2H2O=4HNO3，若V(NO2)∶V(O2)≤4(恰好反应或O2过量)，则c(HNO3)=1/22.4 mol·L-1×4/5=1/28 mol·L-1；若V(NO2)∶V(O2)>4(剩余NO)，则c(HNO3)介于1/28 mol·L-1和1/22.4 mol·L-1之间。
【答题技巧】
气体验满和检验操作
①氧气验满：用带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，说明收集的氧气已满。
②可燃性气体(如氢气)的验纯方法：用排水法收集一小试管的气体，用大拇指摁住管口移近火焰，放开手指，若听到尖锐的爆鸣声，则气体不纯；若听到轻微的“噗”的一声，则气体纯净。
③二氧化碳验满：将燃着的木条平放在集气瓶口，若火焰熄灭，则气体已满。
④氨气验满：用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝说明气体已满。
⑤氯气验满：用湿润的淀粉­碘化钾试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝说明气体已满。
【典例讲解】
1．某同学用下列装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。

回答下列问题:
（1）若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为__________;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是__________(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是__________。
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是__________,分液漏斗中装的试剂是__________,收集装置应选择__________(填装置序号)。
【及时巩固】
2．下列实验室制取、干燥、收集NH3并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
A． B．
C． D．
3．下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是

A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水
C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气
4．某同学拟在实验室中用下列仪器和必需药品对NH3与Cl2的反应进行探究。下列说法不正确的是

A．制备气体：A、B都能用于制NH3， B、C都能用于制Cl2
B．净化气体：E、G都能用来净化NH3，也都能用来净化Cl2
C．气体反应：分别从D的c、d通入NH3和Cl2；D中产生大量白烟
D．尾气处理：E、F或G都能用于除尾气，但只用其中一种可能除不净尾气
5．某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液（保持湿润），挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方（如图）。过一会，发现纸蝴蝶变为蓝色。下表的组合中，能够实现上述变化的是


A
B
C
D
纸蝴蝶上的喷洒液
酚酞
KI-淀粉溶液
石蕊
品红
小烧杯中的溶液
浓氨水
浓氯水
浓盐酸
浓硫酸

A．A B．B C．C D．D
6．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
7．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是

选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸(70%)
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液

A．A B．B C．C D．D
8．已知NH3和HCl都是能用来做喷泉实验的气体，若在相同条件下用等体积烧瓶各收集满NH3和HCl气体，进行如图所示实验(两烧瓶内充满溶液且不考虑溶质的扩散)。下列说法错误的是

A．NH3和HCl分别形成蓝色、红色喷泉
B．制备干燥的NH3和HCl，所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸
C．若烧瓶中改为NO2，则所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者不同
D．去掉装置中的胶头滴管，改为单孔塞，也可引发喷泉
9．实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示(无水CaCl2可用于吸收氨气)，下列说法正确的是

A．装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、浓硫酸
B．装置③中气体呈红棕色
C．装置④中溶液可使无色酚酞溶液变红
D．通空气的主要作用是鼓出氨气，空气可用N2代替
10．某化学兴趣小组利用如图装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

(1)装置A中烧瓶内试剂可选用_______（填序号）。
a．碱石灰  b．浓硫酸  c．生石灰    d．五氧化二磷   e．烧碱固体
(2)若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接下表装置中的_____（填序号）装置，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是________。
备选装置（其中水中含酚酞溶液）



Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ

(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K,2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气生成气体必须通过盛有_____试剂的洗气瓶；
②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为_________。
③从K3处导管逸出的气体中含有少量C12，则C装置中应盛放_____溶液（填化学式），反应的离子方程式为___________。
11．某课外活动小组对教材中氨气的催化氧化实验进行了改进，并利用实验生成的产物检验氨的化学性质，实验装置如下（夹持装置略）：

实验步骤如下：
①按装置图连接好装置，检查装置的气密性后，装入试剂；
②先点燃C处酒精灯，再点燃A处酒精灯，待F处有连续不断的气泡产生时，再点燃B处酒精灯；
③反应一段时间后，熄灭A处酒精灯，继续加热NH4Cl和Ca（OH）2固体混合物；
④熄灭B处和C处酒精灯；
请回答下列问题：
（1）NH3的电子式是________，写出NH3发生催化氧化的化学方程式________________。
（2）实验步骤①中检查装置的气密性的方法是___________。
（3）描述实验过程中装置D和装置E的现象：

装置D
装置E
点燃A、B、C处酒精灯
__________
紫色石蕊溶液变红
熄灭A处酒精灯
继续加热B处酒精灯
红棕色慢慢褪去

溶液由红色变为蓝色，__________

（4）装置F中的试剂是______________。
（5）该装置存在一处明显的缺陷，请提出改进意见_____________。
（6）工业上常采用氨氧化法制取硝酸，现有10.0tNH3制取质量分数为63%的HNO3，设NH3氧化后的产物有95%转化为HNO3，最终得到45.0tHNO3，则氨氧化过程中NH3的转化率为_______（用百分数表示，结果保留3位有效数字）。
12．NH3是一种重要的化工原料，可用于制氮肥、HNO3、铵盐、纯碱，还可用于制合成纤维、塑料、染料等。某实验小组在实验室中对NH3的性质进行了探究，设计了如下实验装置。 回答下列问题：
（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为________；
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_____（按气流方向，用小写字母表示）。
（2）NH3性质探究
利用制取的干燥NH3，小组开始实验，其中A为NH3的制取装置，并发现了如下实验现象，同时小组对现象进行了讨论并得出了相应的结论。

序号
实验现象
实验结论
Ⅰ
B装置中黑色氧化铜变为红色
反应生成了Cu2O或______
Ⅱ
C装置中无水CuSO4变蓝
反应生成了________
Ⅲ
E装置中收集到无色无味气体
反应生成了N2

①完型填空实验结论；
②实验仪器D的名称为_______________；所装药品无水CaCl2的作用为______________；
③如果装置B中所得红色固体为Cu2O，则反应的化学方程式为_______________________，体现了NH3的________性（填氧化或还原）。
13．为测定氨分子中氮、氢原子个数比。某研究性学习小组设计了如下实验流程：

实验时，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的单质铜。
如图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。

实验1测得反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成的氮气在标准状况下的体积V1L。
实验2测得洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成的氮气在标准状况下的体积V2L。请回答下列问题：
(1)写出仪器a和b的名称分别是：圆底烧瓶和______________。
(2)检查A装置气密性的操作是_____________________________。
(3)实验1和实验2分别选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填或相关化学方程式写在下表的空格中。

实验装置
实验药品
制备原理
实验1
A
氢氧化钙、硫酸铵
反应的化学方程式为：①___________；
实验2
②______；
浓氨水、氢氧化钠
用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③_______________。

(4)实验1用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比为______________。（列式子，不计算结果）
(5)实验2用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是_____________________。为此，实验2在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该药品和实验仪器的名称分别是__________和____________。
14．I、某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水

已知：加热(85℃)NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2
B中仪器名称是___________________；
⑵为了完成实验，装置从左到右接口的连接顺序是___________；
⑶D中玻璃纤维的作用是_________________；
⑷小组中甲同学认为F装置不太合理，实验中会产生倒吸。乙同学认真分析后认为该装置无需改进，他的理由是________________________；
II、实验探究
⑸该小组同学利用制备的氨水再进行银镜反应实验。经查阅资料，配制的银氨溶液主要成分是[Ag(NH3)2]OH，小组同学对其组成进行了如下实验探究：
①在洁净的小试管中加入2mL 2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边滴加2%的稀氨水溶液，至最初产生的沉淀恰好溶解为止，制得银氨溶液。
②在制得的银氨溶液中加入无水乙醇，溶液变浑浊，过滤，用__________洗涤，得到白色固体；
③将该白色固体用适量蒸馏水溶解，得到无色溶液，用广范pH试纸检验溶液近似呈中性；向溶液中逐滴加入稀盐酸至不再产生沉淀，静置，取上层清液于另一支放有一小片铜的小试管中并微热，发现铜片的表面有气泡产生，遇到空气变成红棕色；另取少量上层清液加过量的NaOH溶液并加热，得到无色刺激性气体。由此确定通过上述方法制备的白色固体主要成分是___________________；
⑹请根据以上探究，设计实验来制备少量纯净的[Ag(NH3)2]OH溶液：取2mL 2%的AgNO3溶液于洁净的小试管中，_________________，即得到[Ag(NH3)2]OH溶液。

参考答案：
1．     2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O     ③⑦     氨气难溶于该试剂,且该试剂不易挥发,不与氨气反应     CaO(或NaOH固体或碱石灰)     浓氨水     ⑥
【分析】(1)若用装置①制取NH3，则实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气；要测定氨气的体积，可以采用排液体的方法测量，且氨气和该液体不能反应、氨气不能溶于该液体、该液体不能挥发；
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，是固体和液体不加热制备气体的制备方法，可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气，根据氨气的性质及密度确定收集方法。
【详解】(1)若用装置①制取NH3，则实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气，反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；要测定氨气的体积，可以采用排液体的方法测量，且氨气和该液体不能反应、氨气不能溶于该液体、该液体不能挥发，测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是③⑦；
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，是固体和液体不加热制备气体的制备方法，可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气，分液漏斗中是浓氨水；根据氨气的性质及密度确定收集方法，氨气极易溶于水，常温下，氨气和空气中成分不反应，且氨气密度小于空气，所以可以采用向下排空气法收集，导气管伸入试管底部，选择装置⑥。
2．D
【详解】A．氯化铵分解生成氨气和HCl，在试管口化合生成氯化铵，不能制备氨气，应选铵盐与碱加热制备，故A错误；
B．氨气与浓硫酸反应，不能干燥氨气，故B错误；
C．氨气的密度比空气小，应选向下排空气法收集，即短口进长口出，故C错误；
D．氨气极易溶于水，倒扣的漏斗可防止倒吸，故D正确；
故答案选D。
3．A
【详解】A．浓氨水遇碱石灰放出氨气，实验室可以用装置甲制备氨气，故选A；    
B．浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，浓硫酸能吸收氨气，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B；
C．体系密闭，若用装置丙收集氨气，空气无法排除，故不选C；    
D．氨气极易溶于水，漏斗口浸没在水中，若用装置丁吸收多余的氨气，引起倒吸，故不选D；
选A。
4．B
【详解】A．用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合加热制NH3选择A装置，用浓氨水与CaO或NaOH制氨气，选择B装置，用实验室利用MnO2与浓盐酸混合加热可选择C装置，利用KMnO4和浓盐酸反应制Cl2选择B装置，故A正确；
B．NH3的干燥不能用浓硫酸，只能用碱石灰，则无法用E装置净化NH3，故B错误；
C．NH3的密度比Cl2小，则分别从D的c、d通入NH3和Cl2，在D中NH3和HCl反应生成NH4Cl，产生大量白烟，故C正确；
D．NH3的尾气可以用稀硫酸吸收，Cl2的尾气可以用NaOH溶液吸收，为了充分吸收尾气，可以选择E、F或G中的1到2个装置即可，故D正确；
故答案为B。
5．B
【详解】A．浓氨水具有挥发性，酚酞遇碱变红，与题意不符，A错误；
B.氯水中的氯气具有氧化性，能将碘离子氧化为单质碘，遇到淀粉显蓝色，符合题意，B正确；
C.浓盐酸具有挥发性，石蕊试液遇酸显示红色，与题意不符，C错误；
D．浓硫酸是难挥发性酸，与品红之间不会接触，没有明显现象，D错误；
答案选B。
6．B
【详解】A．氯气可以溶于四氯化碳中，且氯气极易溶于氢氧化钠溶液中，因此可以引发喷泉实验，故A不符合题意；
B．氢气不溶于氢氧化钠溶液中，不能造成负压，因此不能引发喷泉实验，故B符合题意；
C．通过a鼓入空气，会将水压入烧瓶中，氨气溶于水后造成负压，能形成喷泉实验，故C不符合题意；
D．加入浓硫酸放热，锥形瓶中压强增大，浓氨水被压入烧瓶，与氯化氢反应造成负压，能形成喷泉实验，故D不符合题意；
答案选B。
【点睛】要形成喷泉，需形成压强差，可以是溶解引起的，也可以是反应引起的。
7．B
【分析】该装置分别为固液不加热制气体，向上排空气法收集气体，以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。
【详解】A、氨气密度比空气小，不能使用向上排空气法，错误；
B、正确；
C、铜与稀硝酸反应需要加热，且NO2用水吸收会发生3 NO2+ H2O = 2 HNO3+ NO，用防倒吸装置不妥，错误；
D、制取氯气需要加热，错误。
8．C
【分析】A.氨气和氯化氢都是极易溶于水的气体，氨气溶于水显碱性，氯化氢溶于水显酸性；
B.氨气干燥用碱石灰，氯化氢可以用浓硫酸干燥；
C.将盛有NO2的试管倒扣水中，NO2能和水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所剩余气体的体积的体积为原来气体体积的，根据生成的硝酸的物质的量和所得溶液的体积来计算硝酸的浓度；
D.可以微热烧瓶改变烧瓶中的压强，排出气体后，冷却后会引发喷泉。
【详解】A.氨气和氯化氢都是极易溶于水的气体，氨气溶于水显碱性，遇到石蕊试液变蓝色，氯化氢溶于水显酸性遇到石蕊试液变红色，NH3和HCl分别形成蓝色、红色喷泉，A正确；
B.氨气是碱性气体，氯化氢是酸性气体，制备干燥的NH3和HCl，所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸，B正确；
C.设二氧化氮体积为1L，根据反应方程式：3NO2+H2O=2HNO3+NO，可知反应产生硝酸物质的量n(HNO3)=，溶液的体积为HNO3的体积，所以HNO3的物质的量浓度c(HNO3)==0.0446mol/L，设氨气或氯化氢体积为1L，氨气和氯化氢气体形成喷泉实验形成的溶液浓度==0.0446mol/L，若改为NO2气体，所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者相同，C错误；
D.去掉装置中的胶头滴管，改为单孔塞，用双手捂住烧瓶，待导气管气泡冒出后，冷却烧瓶会引发喷泉，D正确；
故合理选项是C。
【点睛】本题考查了氨气和氯化氢气体的性质的知识，主要是喷泉实验的原理分析应用，掌握基础知识和物质的量浓度定义式是解题关键。
9．B
【分析】空气通入浓氨水后，氨气和氧气的混合气体经过干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管，发生催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2O，生成的气体经过无水CaCl2，除去氨气和水蒸气，在装置③中NO与空气中的氧气反应生成NO2，并收集，④中的水可以吸收排出的二氧化氮，尾气中的NO2、NO在⑤中被吸收，防止污染，因此⑤中可以选用氢氧化钠溶液，以此解答该题。
【详解】A. 根据上述分析,装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液，故A错误；
B. 装置③NO被氧化生成NO2，气体呈红棕色，故B正确；
C. 装置④中发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，溶液显酸性，不可使无色酚酞溶液变红，故C错误；
D. 通空气的主要作用是鼓出氨气并提供氧气，空气不能用N2代替，故D错误；
故选：B。
10．     ace     II或III     用热毛巾将烧瓶捂热片刻（其他合理答案均可）     饱和食盐水、浓硫酸     3C12+8NH3=6NH4Cl+N2     NaOH     Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【详解】(1)氨水易挥发，升高温度能促进氨水分解生成氨气，为促进氨水分解，则烧瓶中加入的物质遇氨水后能放出大量热，且和氨水不反应,装置A中烧瓶内试剂可选用:a．碱石灰遇水放出大量热，能使氨水温度升高，且和氨水不反应，故a选；  b．浓硫酸和氨水反应，故b不选； c．生石灰遇水放出大量热，能使氨水温度升高，且和氨水不反应，故c选；d．五氧化二磷与水反应生成磷酸，和氨水反应，故d不选；e．烧碱固体遇水放出大量热，能使氨水温度升高，且和氨水不反应，故e选；故选 ace ；（2）利用压强差将烧杯中的水排到烧瓶中，操作为用热毛巾将烧瓶捂热，烧瓶中的空气进入烧杯中，导致大气压强大于烧瓶中气体压强，从而使烧杯中的水通过导管进入烧瓶中产生喷泉实验，氨气极易溶于水，为防止倒吸，吸收氨气的装置中应该有缓冲装置，Ⅱ、Ⅲ装置中都有缓冲装置，Ⅰ没有缓冲装置能产生倒吸，不能在K2的导管末端连接图乙中的 I；要引发喷泉，用热毛巾将烧瓶捂热片刻（其他合理答案均可）。(3)①浓盐酸制取的氯气中含有氯化氢气体和水蒸气，为防止干扰实验，氯气在进入烧瓶前，应该用饱和食盐水和浓硫酸除去氯化氢和水蒸气；②根据氧化还原反应知，生成的无色无味的气体是氮气，所以其反应方程式为：3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2，③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸导致氯气的水溶液呈酸性，所以可以用氢氧化钠溶液除去氯气，反应离子方程式为：Cl2+2OH－=Cl－+ClO－+H2O。
11．          4NH3+5O2 4NO+6H2O     把F中的导管插入水中，点燃A和B处的酒精灯，装置F中导管口有气泡冒出，熄灭酒精灯，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好     有红棕色气体生成     液面上方产生白烟     NaOH溶液     在A、B试管口加一团棉花防止导管堵塞（或将A、B试管中的细导管换成较粗的导管）     80.5%
【分析】
加热高锰酸钾制备氧气，加热氢氧化钙和氯化铵生成氨气，在C环境中发生催化氧化生成一氧化氮，迅速反应为红棕色二氧化氮，气体进入紫色石蕊溶液后生成硝酸，紫色石蕊试液变红，A反应停止后继续通入一段时间氨气，装置内氧气耗尽，过量的氨气在E中生成氨水与硝酸结合，最终溶液偏碱性，紫色石蕊变蓝。
【详解】（1）NH3的电子式是，NH3发生催化氧化的化学方程式4NH3+5O2 4NO+6H2O。
（2）实验步骤①中检查装置的气密性的方法是把F中的导管插入水中，点燃A和B处的酒精灯，装置F中导管口有气泡冒出，熄灭酒精灯，导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好。
（3）描述实验过程中装置D和装置E的现象：

装置D
装置E
点燃A、B、C处酒精灯
有红棕色气体生成
紫色石蕊溶液变红
熄灭A处酒精灯
继续加热B处酒精灯
红棕色慢慢褪去
溶液由红色变为蓝色，液面上方产生白烟

（4）装置F中的试剂是NaOH溶液。
（5）该装置存在一处明显的缺陷，应在A、B试管口加一团棉花防止导管堵塞（或将A、B试管中的细导管换成较粗的导管）。
（6）工业上常采用氨氧化法制取硝酸，现有10.0tNH3制取质量分数为63%的HNO3，设NH3氧化后的产物有NO，95%转化为HNO3，最终得到45.0tHNO3，根据反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知，实际消耗的NO的质量为，理论上氨气催化氧化生成NO质量为，则氨氧化过程中NH3的转化率为=80.5%。
12．     A（或B）     Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O（或NH3·H2ONH3↑+H2O）     d→c→f→e→i     Cu     H2O     （球形）干燥管     吸收没有充分反应的NH3，同时防止装置E中的水蒸气进入装置C中     2NH3＋6CuON2＋3Cu2O＋3H2O     还原
【分析】装置A产生氨气，氨气在装置B中和氧化铜反应，生成的气体分别通过无水硫酸铜、无水氯化钙，装置E用于收集未反应完全的气体，以此解答。
【详解】（1）①A. 为固固加热制取气体的装置，可以选用氯化铵与碱石灰加热制取氨气；
B. 浓氨水和氧化钙反应可以制取氨气或者加热浓氨水可以制取氨气；
故选A或B；反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O（或NH3·H2ONH3↑+H2O）；
②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序：发生装置→d→c→f→e→i；
（2）①B装置中黑色氧化铜变为红色，说明生成了Cu2O或Cu；C装置中无水CuSO4变蓝，说明反应生成了H2O；
②实验仪器D的名称为：（球形）干燥管；所装药品无水CaCl2的作用为：吸收没有充分反应的NH3，同时防止装置E中的水蒸气进入装置C中；
③如果装置B中所得红色固体为Cu2O，则反应的化学方程式为：2NH3＋6CuON2＋3Cu2O＋3H2O；该反应中N元素化合价上升，体现了NH3的还原性。
13．     长颈漏斗     连接导管，将导管插入水中，微热试管，导管口有气泡产生，停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。     (NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaSO4     B     氢氧化钠溶于氨水后放热和增加氢氧根浓度均促进NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-；向逆方向移动，使更多的氨气逸出     8V1:11.2(m1-m2)     浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高     碱石灰(或氧化钙等)     干燥管(或U形管)
【分析】根据装置的特征确定仪器的名称并检查气密性的操作方法；结合反应原理选择实验装置和书写反应方程式；结合实验数据分别计算出氢和氮原子的物质的量即可解题。
【详解】(1)仪器a名称是圆底烧瓶、仪器b的名称是长颈漏斗；
(2)检查A装置气密性的具体操作方法是连接导管，将导管插入水中，微热试管，导管口有气泡产生，停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱；
(3)实验1：氢氧化钙与硫酸铵反应生成硫酸钙、氨气和水，反应的化学方程式为(NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaSO4；
实验2：浓氨水是液体，氢氧化钠是固体，为使氨气逸出，把氨水滴入固体氢氧化钠中，随着氢氧化钠溶解放热，氨气挥发放出气体，故选B装置；氢氧化钠溶于氨水后放热使氨气溶解度降低，增加氢氧根浓度，使NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-向逆方向移动，加快氨气逸出；
(4)反应前氧化铜的质量为m1g、氧化铜反应后转化成的铜的质量为m2g，则氧化铜中氧元素的质量为m1-m2，根据原子守恒，则生成的水中氧原子的物质的量为mol；水中氢原子个数是氧原子个数的两倍，因此氢原子的物质的量为mol×2=mol，生成的氮气在标准状况下的体积V1L，则氮气中氮原子的物质的量为mol=mol；因此氮氢原子个数比为mol：mol=8V1:11.2(m1-m2)；
(5)实验2用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比小于理论值，其原因是洗气瓶D中的浓硫酸不但吸收了反应生成的水，还吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高，因此在洗气瓶D前的位置应增加了一个装有碱石灰(无水硫酸铜、氢氧化钠、氧化钙等)的干燥管(或U形管)只吸收水，减小误差。
【点睛】本题考查氨气的制备及氨气的组成测量，利用了氨气的还原性，能准确测定反应中生成的水和氮气的量是实验成功的关键，实验2的易错点是硫酸吸收了水和氨气，导致误差增大。
14．     启普发生器     b ih     fg(或gf) kj l     增大气体与催化剂铁触媒的接触面积     该反应为可逆反应，反应物的转化率低，NH3中混有较多难溶于水的气体，装置F中不会产生倒吸     无水乙醇     [Ag(NH3)2]NO3     逐滴加入稀NaOH溶液至不再有沉淀生成，过滤，用适量蒸馏水洗涤，再将固体转移至小试管中，逐滴加入2%的稀氨水溶液至沉淀恰好溶解(其它合理答案均可)
【详解】I、（1）B中仪器名称是启普发生器；
⑵A中利用加热(85℃)NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2，B中利用Zn与稀盐酸反应制氢气，通过E装置除去氢气混有的HCl气体，然后和N2通过C中浓硫酸干燥并混合后通入D中合成氨，再利用F装置中水吸收生成的氨气，氢气的尾气利用点火燃的方法除去，则装置从左到右接口的连接顺序是bceihfg(或gf) kj l；
⑶装置D中玻璃纤维上洒有催化剂接触媒，其作用是增大气体与催化剂铁触媒的接触面积；
⑷该反应为可逆反应，反应物的转化率低，NH3中混有较多难溶于水的气体，装置F中不会产生倒吸，则无需对该装置进行改进；
⑸②为防止白色固体溶解于水，可继续用无水乙醇洗涤；
③向溶液中逐滴加入稀盐酸产生沉淀，此沉淀为AgCl；取上层清液于另一支放有一小片铜的小试管中并微热，发现铜片的表面有气泡产生，遇到空气变成红棕色，说明溶液中含有NO3-；另取少量上层清液加过量的NaOH溶液并加热，得到无色刺激性气体，说明溶液中含有NH4+，由此确定白色固体主要成分是[Ag(NH3)2]NO3；
⑹取2mL 2%的AgNO3溶液于洁净的小试管中，逐滴加入稀NaOH溶液至不再有沉淀生成，过滤，用适量蒸馏水洗涤，再将固体转移至小试管中，逐滴加入2%的稀氨水溶液至沉淀恰好溶解，即得到[Ag(NH3)2]OH溶液。
点睛：解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。