高中化学鲁科版必修1第2节 氮的循环第2课时一课一练

第2课时　氨与铵态氮肥

课后篇巩固提升

A组　基础巩固

1.下列气体对呼吸道有刺激作用的是(　　)

A.O2 B.N2 C.CO2 D.NH3

解析氧气为空气的主要成分之一,是无色无味的气体,对呼吸道无刺激作用,故A项不符合题意;氮气为空气的主要成分之一,是无色无味的气体,对呼吸道无刺激作用,故B项不符合题意;二氧化碳为无色无味的气体,是人体呼出的主要气体之一,对呼吸道无刺激作用,故C项不符合题意;氨气为无色有刺激性气味的气体,对呼吸道有刺激作用,故D项符合题意。

答案D

2.下列叙述正确的是(　　)

A.氨气遇到浓硫酸会发生反应产生白烟

B.1 L 1 mol·L-1的氨水中含有1 mol NH3·H2O

C.NH3具有还原性,一定条件下可被O2氧化

D.氨气能使红色石蕊试纸变蓝

解析浓硫酸难挥发,不会与NH3反应产生白烟,选项A错;氨水的成分有H2O、NH3、NH3·H2O、N、OH-、H+,1L1mol·L-1的氨水中NH3、NH3·H2O和N共1mol,选项B错;NH3中氮元素显-3价,具有还原性,一定条件下可被O2氧化成NO,选项C正确;NH3溶于水后生成NH3·H2O才可以使红色石蕊试纸变蓝,选项D错。

答案C

3.下列不属于铵盐的共同性质的是(　　)

A.都是晶体 B.都易溶于水

C.与碱共热都产生氨气 D.常温下易分解

解析铵盐都是白色晶体,都易溶于水,与碱共热时都能产生氨气。不挥发性酸形成的铵盐常温下较稳定。

答案D

4.将NH4HCO3在试管中加热,使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠的干燥管,足量浓硫酸的洗气瓶,最后得到的气体是(　　)

A.NH3 B.O2 C.H2O D.CO2

解析碳酸氢铵受热分解的产物是二氧化碳、水和氨气,这些混合气体通过足量的过氧化钠时,水蒸气、二氧化碳没有剩余,但生成了氧气;通过浓硫酸时,氨气与硫酸反应。因此最后得到的气体只有氧气。

答案B

5.下列装置用于实验室制备氨气并配制银氨溶液,不能达到实验目的的是(　　)

解析用手握住试管,试管内气体受热膨胀,插入水中的导气管口有气泡产生,则气密性好,A项正确。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,在试管口冷却时NH3和HCl又结合生成NH4Cl,得不到氨气,B项错误。氨气易溶于水,容易引起倒吸,故可用球形干燥管代替玻璃管防止倒吸,C项正确。银氨溶液的配制方法是:将稀氨水滴入硝酸银溶液中至生成的沉淀恰好溶解为止,D项正确。

答案B

6.把a L含(NH4)2SO4和NH4NO3的混合溶液分成两等份,向其中一份加入b mol烧碱并加热刚好把NH3全部赶出,向另一份中加入BaCl2溶液完全反应,消耗c mol BaCl2,则原溶液中c(N)为(　　)

A. mol·L-1 B. mol·L-1

C. mol·L-1 D. mol·L-1

解析设每份中(NH4)2SO4和NH4NO3的物质的量分别为x、y,则第一份中N的物质的量为2x+y,根据N+OH-NH3↑+H2O可得2x+y=bmol;第二份中,S的物质的量为x,根据S+Ba2+BaSO4↓可得x=cmol,联立两个方程得到y=bmol-2cmol,所以aL原溶液中含N的物质的量为2y=2bmol-4cmol,则N的物质的量浓度为 mol·L-1,B正确。

答案B

7.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:N+OH-NH3↑+H2O

B.氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液,加热:N+OH-NH3·H2O

C.氨水与盐酸反应:NH3·H2O+H+N+H2O

D.氨水中通入过量二氧化碳:2NH3·H2O+CO22N+C+H2O

解析A项,漏掉Ba2+和S的反应;B项,加热时应生成氨气和水;D项,CO2过量时应生成HC。

答案C

8.(1)氨的水溶液叫做氨水。用离子方程式表示氨水呈碱性的原因:　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验室制备氨气,下列方法中可以选用的是　　　　。 

①固态氯化铵加热分解

②浓氨水中加入固体氢氧化钠

③加热浓氨水

④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热

(3)管道工人曾经用浓氨水检验氯气是否漏气。在有水蒸气存在的条件下能发生反应2NH3+3Cl26HCl+N2。反应中如果有1.7 g氨气被氧化,则被还原的氯气体积为　　　　　　L(标准状况下)。如果氯气管道漏气,用该方法检验时的现象是　　　　　　。 

(4)工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。氨催化氧化的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　,将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析(1)氨水中含有一水合氨,一水合氨部分电离生成铵根离子与氢氧根离子,电离方程式为NH3·H2ON+OH-,所以氨水显碱性。(2)①氯化铵受热分解成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢冷却时又可以化合成氯化铵,这个方案很难制氨气;②氨水中存在NH3+H2ONH3•H2ON+OH-,氢氧化钠溶于水放热,同时电离生成氢氧根离子,依据平衡移动理论可知,放热、碱性环境下有利于氨气的逸出,可以制取氨气;③加热浓氨水时氨气溶解度降低,从溶液中逸出,可以制取氨气,③正确;④熟石灰和氯化铵混合后加热可以制取氨气。(3)依据化学方程式2NH3+3Cl26HCl+N2,可知2mol氨气被氧化,有3mol氯气被还原,则如果有1.7g氨气(物质的量为1.7g÷17g·mol-1=0.1mol)被氧化,被还原的氯气的物质的量为0.15mol,标准状况下体积为0.15mol×22.4L·mol-1=3.36L;氨气与氯化氢反应生成的氯化铵悬浮在空气中形成白烟,所以如果氯气泄漏就会产生大量白烟。(4)氨气催化氧化生成NO和水,化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。将氨催化氧化的催化剂铂铑合金做成薄丝网,这样能增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积。

答案(1)NH3·H2ON+OH-　(2)②③④

(3)3.36　产生白色的烟

(4)4NH3+5O24NO+6H2O　增大与反应物接触面积

9.已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用下图中的装置可以实现该反应。

回答下列问题:

(1)A中加入的物质是　,发生反应的化学方程式是 　　　　　　。 

(2)B中加入的物质是　　　　　　,其作用是　 　。 

(3)实验时在C中观察到的现象是 　             ,发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)实验时在D中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　,D中收集到的物质是　　　　,检验该物质的方法和现象是　  　。 

解析(1)由题中信息知A装置为NH3的制取装置,故A中加入的物质是NH4Cl和Ca(OH)2固体,发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。

(2)B装置的作用是干燥NH3,所用药品为碱石灰(或CaO)。

(3)装置C中发生的反应为2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O,观察到的现象是黑色固体粉末逐渐变红且右管口有水珠出现。

(4)D中冰水的作用是冷却,得到无色液体氨水。可用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,若变蓝则说明有NH3产生。用无水CuSO4检验是否有H2O产生。

答案(1)NH4Cl和Ca(OH)2固体　2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(其他合理答案也可)

(2)碱石灰(或CaO)　除去NH3气流中的水蒸气

(3)黑色粉末逐渐变为红色且右管口有水珠出现　2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu

(4)出现无色液体　氨水　用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝;用无水CuSO4粉末检验,无水CuSO4变蓝

B组　能力提升

1.实验室为了制取干燥的氨气,下列方法中适合的是 (　　)

A.NH4Cl和H2SO4(浓)混合加热,生成的气体用碱石灰干燥

B.N2+3H22NH3,用烧碱干燥

C.氯化铵和氢氧化钙固体混合加热,气体用碱石灰干燥

D.向浓氨水中加入生石灰,气体用浓硫酸干燥

解析NH4Cl和H2SO4(浓)混合加热得不到大量氨气,不能用于实验室制备NH3,故A错误;合成氨反应需高温、高压、催化剂等反应条件,而且此反应是可逆反应不能进行彻底,得不到纯净的氨气,故B错误;氯化铵和氢氧化钙固体混合加热反应生成氨气,氨气是碱性气体可以用碱石灰干燥,故C正确;向浓氨水中加入生石灰,氧化钙溶解放出大量的热,可使氨气挥发出来,但氨气能与浓硫酸反应,因此不能用浓硫酸干燥NH3,故D错误。

答案C

2.为检验一种氮肥的成分,某学习小组的同学进行了以下实验:①加热氮肥样品生成气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是(　　)

A.NH4HCO3 B.NH4Cl

C.(NH4)2CO3 D.NH4NO3

解析因产生的两种气体一种为NH3,一种为CO2,故选项A、C符合,而加入BaCl2溶液后,无明显变化,C选项与BaCl2反应会产生白色沉淀,所以该氮肥的主要成分为NH4HCO3。

答案A

3.物质A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B,用圆底烧瓶收集干燥的B,按如图所示装配仪器,挤压滴管的胶头时,可以得到蓝色喷泉;A与浓硫酸反应,放出无色气体C,用圆底烧瓶收集干燥的C,仍按如图所示装配仪器,挤压滴管的胶头时,可以得到红色喷泉。

(1)A的化学式是　　　　　　; 

(2)可用于除去B中水分的干燥剂是　　　　　,收集气体B的方法是　　　　　　　　　　; 

(3)收集气体C的方法是　　　　　　　　　　　　。 

解析物质A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B,用圆底烧瓶收集干燥的B,进行喷泉实验时可以得到蓝色喷泉,说明溶液显碱性,因此B是氨气;A与浓硫酸反应,放出无色气体C,用圆底烧瓶收集干燥的C,进行喷泉实验时可以得到红色喷泉,说明溶液显酸性,因此C是氯化氢,则A是氯化铵。氨气是碱性气体,因此可用于除去氨气中水分的干燥剂是碱石灰。氨气密度小于空气,极易溶于水,则收集气体B的方法是向下排空气法;氯化氢极易溶于水,密度大于空气,则收集HCl气体的方法是向上排空气法。

答案(1)NH4Cl　(2)碱石灰　向下排空气法　(3)向上排空气法

4.根据实验室制取NH3的反应原理和实验装置,回答下列问题:

(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)请在下面的方框中画出实验室制氨气的装置简图。

(3)下列气体能用排水法收集的是　　　　(填选项编号;下同),能用排空气法收集的是　　　　。 

a.NH3　　　b.NO　　　c.NO2

(4)写出检验试管中氨气已收集满的操作方法   　。 

(5)已知NH3极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做NH3尾气吸收装置的是　　　　。 

解析(2)NH3易溶于水,密度比空气的密度小,可以用向下排空气法收集。

(3)NO与空气中的O2反应,不能用排空气法收集;NH3易溶于水,NO2能与水反应,不能用排水法收集。

(4)检验氨气是利用氨气溶于水显碱性的性质或与挥发性酸反应产生白烟的性质。

(5)A、D装置中倒置的漏斗、干燥管均有较大的体积,可防止倒吸;B中NH3不溶于CCl4,也可防止倒吸;C中NH3直接通入水中,由于NH3极易溶于水,所以易引起倒吸。

答案(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)如图

(3)b　a、c

(4)将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则气体已集满(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,若产生白烟,说明气体已集满)

(5)C

5.导学号50534108(2016全国Ⅰ,26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。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)氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

解析(1)①由于制取氨气可以用2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故可以选A装置;或利用NH3·H2ONH3↑+H2O制取NH3,故也可以选B装置。

②生成的NH3中混有水蒸气,且氨气是碱性气体,可用碱石灰干燥,用向下排空气法收集;在收集装置后,需用防倒吸的尾气处理装置。

(2)NO2具有强氧化性,NH3具有还原性,NO2中氮元素由+4价降至0价,NH3中氮元素由-3价上升至0价,生成N2,故化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O,则Y管内气体颜色变浅甚至变为无色。

由于反应前后气体体积减小,故Y中压强减小,烧杯内NaOH溶液在大气压强的作用下会倒吸入Y管内。

答案(1)①A　2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑+H2O)　②dcfei

(2)①红棕色气体慢慢变浅

②8NH3+6NO27N2+12H2O

③Z中NaOH溶液产生倒吸现象

④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压