1、生产生活中的含氮化合物氨、铵盐的性质及实验1.如图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是()选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱【解析】选A。B项,NH3与浓硫酸反应;C项,AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊;D项,NH3+H2ONH3H2ON+OH-,氨水呈碱性,NH3H2O是碱,NH3不
2、属于碱。2.探究氨气及铵盐性质的过程中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A.将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,说明氨气极易溶于水B.将pH=11的氨水稀释1 000倍,测得pH8,说明NH3H2O为弱碱C.加热NH4HCO3固体,观察到固体逐渐减少,试管口有液滴产生,说明NH4HCO3受热不稳定D.将红热的铂丝伸入如图所示的锥形瓶中,瓶口出现少量红棕色气体,说明氨气的氧化产物为NO2【解析】选D。氨气极易溶于水生成氨水,所以将集有氨气的试管倒扣于水槽中,液体迅速充满试管,故A正确;常温下,pH=11的氨水中c(OH-)=10-3 molL-1,稀释1 000倍,测得pH8
3、,c(OH-)10-6 molL-1,说明稀释时电离平衡正向移动,所以NH3H2O为弱碱,故B正确;碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水,故C正确;氨气的氧化产物为NO,NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2,所以瓶口出现少量红棕色气体,故D错误。【归纳提升】氨的催化氧化深度思考(1)空气通入氨水的目的:让氨气挥发,使氧气和氨充分混合。(2)锥形瓶中气体呈红棕色的原因:NH3被氧化为NO,NO遇到空气中的O2又迅速被氧化为红棕色的NO2。(3)瓶内有白烟出现的原因:由于锥形瓶里有水蒸气存在,水蒸气和NO2反应生成了HNO3:3NO2+H2O2HNO3+NO,HNO3再跟NH3反应生成微小的白色NH
4、4NO3晶体:NH3+HNO3NH4NO3。(4)悬空铂丝总是呈红色的原因:NH3与O2在铂丝的表面上进行的反应是放热反应,反应放出的热量足以使铂丝继续保持红热状态。喷泉实验问题分析3.如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是()A.两个实验均表现了NH3易溶于水B.两个实验均表现了NH3易挥发C.两个实验均表现了NH3是碱性气体D.两个实验均表现了NH3是还原性气体【解析】选C。实验一是氨气的喷泉实验,喷泉实验证明氨气极易溶于水,溶于水形成一水合氨弱碱溶液,滴加酚酞溶液变红色,证明氨气是碱性气体。实验二中浓氨水挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白烟氯化铵固体小颗
5、粒,证明浓氨水易挥发,氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵,证明氨气是碱性气体。4.如图装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体(标准状况下),烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是_(填序号)。CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉NH3(H2O中含酚酞)/红色喷泉H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉NO2(H2O)/充满烧瓶Cl2(NaOH溶液)/充满烧瓶HCl(H2O)/溶液浓度为 molL-1【解析】CO2不溶于NaHCO3溶液,不能形成喷泉;NO2与H2O反应生成NO气体,不能充满烧瓶。答案:【归纳提升】常见的喷泉实验装置及引发方法装置:打
6、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: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: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)氮及其化合物的转化5.(2020贵阳模拟)木炭跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置),下列有关说法不正确的是()A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B.在Z导管出来的气体中
7、有二氧化碳C.洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D.在Z导管口有红棕色气体出现【解析】选A。X为SO2、CO2的混合物;Y为NO2,Z导管口发生反应:2NO+O22NO2。6.(2020西安模拟)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质,设计了如图所示装置。(1)甲装置不需要加热即能同时产生氨和氧气,烧瓶内固体X为_。(2)乙装置的作用是_;写出受热时丙装置中发生反应的化学方程式:_。(3)当戊中观察到_现象,则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验装置气密性后进行实验,没有观察到此现象,请分析实验失败的可能原因是_,如何改进装置:_。(4)改进后待反
8、应结束,将丁装置倒立在盛水的水槽中,会观察到的现象是_。【解析】(1)甲中不需要加热即能同时产生NH3和O2,说明固体X溶于浓氨水既产生O2又放出大量热,则该固体为Na2O2。(2)乙装置可干燥NH3和O2;NH3和O2在加热和Cr2O3的催化作用下,发生催化氧化反应。(3)HNO3能使石蕊试液变红;由于NH3过量,可能会与HNO3反应,致使观察不到试液变红的现象;可在丙和丁之间连接一个能除去NH3的装置。(4)丁装置中为NO2,NO2会与H2O反应生成无色的NO。答案:(1)过氧化钠(2)干燥氧气和氨的混合气体4NH3+5O24NO+6H2O(3)紫色石蕊试液变红过量的氨致使戊中溶液不一定呈酸性在丙和丁之间连接盛有无水氯化钙的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶(4)试管丁内水面慢慢上升,上升到一定高度不再变化,试管内气体颜色由红棕色逐渐变淡至无色【归纳提升】硝酸工业制法的反应原理(1)NH3在催化剂作用下与O2反应生成NO:4NH3+5O24NO+6H2O(2)NO进一步氧化生成NO2:2NO+O22NO2(3)用水吸收NO2生成HNO3:3NO2+H2O2HNO3+NO