氮及其重要化合物(復習講義)-2026年高考化學一輪復習(福建專用)解析版_第1頁
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文檔簡介

第03講氮及其重要化合物

目錄

01考情解碼?命題預警............................................................2

02體系構建思維可視............................................................3

03核心突破?靶向攻堅............................................................3

考點一氮及其氧化物...............................................................4

知識點1氮氣............................................................................4

知識點2氮的氧化物......................................................................5

考向1考查氮的固定及氮氣的性質.........................................................6

考向2考查氮的氧化物....................................................................8

思維建模氮的氧化物和0八反應的計算方法

考點二氨較鹽...............................................................10

知識點1氨氣...........................................................................10

知識點2錢鹽...........................................................................12

考向1考查氨、錢鹽的性質..............................................................13

考向2考查噴泉實驗原理及應用..........................................................16

思維建模噴泉實驗

考向3考查氨的實驗室制法及創(chuàng)新........................................................19

思維建模氨氣的多種制法

考點三硝酸..................................................................22

知識點1硝酸的性質及用途.............................................

知識點2硝酸的工業(yè)制法...............................................

考向1考查硝酸的性質及實驗探究.......................................................24

思維建模多角度突破HNCh的強氧化性

思維建模突破金屬與硝酸反應的計算

04真題溯源?考向感知..........................................................31

01

考情解碼-命題預警

考點要求考查形式2025年2024年2023年2022年2021年

T4T3

T10

回選擇題

氮及其氧化物T6

口非選擇題

T6(A)(B)

回選擇題(C)

氨氣與鎮(zhèn)鹽T6

因非選擇題Til

T12

國選擇題

硝酸與硝酸鹽T4(C)

口非選擇題

考情分析:

一、分析近五年高考試題,高考命題在本講有以下規(guī)律:

1.從考查題型和內容上看,題型以選擇題、綜合推斷題、實驗題為主??疾閮热葜饕幸韵氯齻€方面:

(1)以新材料、新技術為背景或框圖推斷題綜合考查氮及其化合物相互轉化及生活應用。

(2)以氮及其化合物的制備、性質的實驗為載體考查基本實驗操作及實驗的設計評價和實驗探究能力。

2.從命題思路上看,以側重考查實驗探究及其化學與生活的聯系為主。

(1)選擇題:常以考查氮及其化合物的性質、檢驗方法、實際應用及化學基本實驗操作為重點。

(2)非選擇題:以氮及其化合物的基礎知識為主線,以最新的信息處理和知識的應用考查為重點,考查

學生綜合運用知識的能力。

二、預計2026年高考:

1.以氮單質及其重要化合物的性質、用途設計選擇題。

2.以制取氮的化合物設計有關實驗題。

3.以工藝流程題形式為背景,以信息題的形式考查不同價態(tài)氮之間的轉化,考查氮及其重要性質和用途。

4.結合氧化還原反應、離子反應進行考查。

三、根據高考命題的特點和規(guī)律,復習時注意以下幾個方面:

(1)注重氮及其化合物在生活中的應用。

(2)結合相關工業(yè)生產注重氮及其化合物對環(huán)境質量的影響。

(3)氮及其化合物的性質。

復習目標:

1.了解氮及其重要化合物的性質和應用。

2.掌握NH3、NO、NCh的制法及性質探究。

3.了解錢鹽(NH4+)的檢驗方法。

4.從化合價的角度理解氨催化氧化制HNO3的過程及原理。

5.了解環(huán)境污染及其保護和綠色化學。

02

體系構建-思維可視

化學性質:與氫氣、氧氣、鎂反應

工業(yè)制法:合成氨工業(yè)

實驗室制法:藥品、原理、裝置、

收集、驗滿、尾氣處理

物理■:無色頻激性氣味的液體,易溶于水.

強酸性:酸的通性,如稀硝酸使紫色石蕊試液變紅

不穩(wěn)定性:見光或受熱分解

鈍化:常溫下,鐵、

鋁遇冷的濃HNO,

能發(fā)生鈍化

與金屬反應

稀硝酸與銅as

硝酸的性質「伊甄-強氧化性

濃硝酸與銅四

及用途

硝酸與非金屬反應:與c的反應

與還原性化合物反應:如稀硝酸

與FeSO,溶液反應

與有機物反應:與苯發(fā)生硝化反應、顯色反應(含有苯環(huán)

的蛋白質遇到濃硝酸時變黃色)

硝酸的用途:在41k上可用于制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等

硝酸的保存:棕色瓶(避光)、玻璃塞(橡膠塞易被氧化)、陰涼處(防熱)

硝酸M制法

硝酸工業(yè)制法

的反應原理

03

核心突破-靶向攻堅

?考點一氮及其氧化物?

知識點1氮氣

1.氮的存在和氮的固定

(1)存在

①游離態(tài):在自然界中,氮元素主要以氮分子(N2)的形式存在于空氣中(體積分數約為遛9;

②化合態(tài):存在于動植物體內的蛋白質中、土壤和海洋里的硝酸鹽和鍍鹽中。

(2)氮的固定

將游離態(tài)氮轉化為化合態(tài)的過程稱為氮的固定,分為自然固氮和人工固氮。

①自然固氮(如雷電固氮:將N2轉化XQ;根瘤菌固氮將N2轉化NH4+)

②人工固氮(工業(yè)合成氨:將N2轉化NH3)

得分速記

氮的固定是化學變化,本質是游離態(tài)的N2轉化為化合態(tài)氮的化合物。

2.氮氣的性質及用途

(1)物理性質:無色、無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水。

(2)結構:氮分子內兩個氮原子間以共價三鍵(N三N)結合,斷開該化學鍵需要吸收較多能量,故氮氣的化

學性質很穩(wěn)定,通常情況下難以與其他物質發(fā)生化學反應,無法被大多數生物體直接吸收。

(3)化學性質

寫出有關的化學方程式:

點燃

①N2+3Mg^=Mg3N2

催化劑一

②Nj+3H—言12NH

放電或高溫

③N2+O22NQo

(4)用途

①文物館將貴重文物保存在氮氣中。

②氮氣是合成氨工業(yè)的重要原料一一^合成氨,制化肥,HNCX

③雷電是自然界重要的固氮方式。

④醫(yī)療上,液氮是常見的冷凍劑。

得分速記

(1)氮元素是一種活潑非金屬元素,但N2很穩(wěn)定,原因是N2分子中氮氮三鍵很穩(wěn)定,不易斷裂,難發(fā)生

化學反應。

(2)NLNOZ不能通過一步轉化完成。

(3)MgsNz只能干態(tài)制取,因為其在水溶液中能與水劇烈反應,生成Mg(OH)z沉淀并放出阿3。

Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3t

知識點2氮的氧化物

1.氮的氧化物的種類

(1)氮有多種價態(tài)的氧化物,如N2O、NO.N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,其中屬于酸性氧化物的是NaQ,

N2O5Q

(2)NO和NCh性質的比較

性質

NONO2

顏色、狀態(tài)、氣

無色無臭氣體紅棕色有刺激性氣味的氣體

溶解性丕溶于水易溶于水

毒性有毒(跟血紅蛋白結合),大氣污染物之一有毒,大氣污染物之一

與水反應不反應3NC>2+H2O=2HNC)3+NO

與氧氣反應2NO+C)2=2NC)2不反應

對環(huán)境的影響導致光化學煙霧和酸雨,破壞臭氧層

得分速記

①NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2=±N2C)4,因此實驗測得NO2的平均相對分子質量總大于46,由于

此平衡的存在,通常所說的Nth氣體實際上是N(h和N2O4的混合氣體。例如2molNO與1molO2充分

反應,由于生成的NO2部分轉化為N2O4,故實際所得的NO2少于2molo

②驗證某無色氣體為NO的方法是向該無色氣體中通入02(或空氣),無色氣體變?yōu)榧t棕色。

③NO只能用排水法收集,不能用排空氣法收集;而NO2只能用向上排空氣法收集,不能用排水法收集。

④NO2既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍。

2.氮氧化物對環(huán)境的污染及防治

(1)常見的污染類型

①光化學煙霧:NO,在紫外線作用下,與碳氫化合物發(fā)生一系列光化學反應,產生了一種有毒的煙霧。

②酸雨:NO8排入大氣中后,與水反應生成HNO3和HNCh,隨雨雪降到地面,形成酸雨(pH<5.6)?

③破壞臭氧層:NCh可使平流層中的臭氧減少,導致地面紫外線輻射量增加。

@NO與血紅蛋白結合使人體中毒。

(2)常見的NO.尾氣處理方法

①堿液吸收法:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O;NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O

②催化轉化法:在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉化為無毒氣體(N2),或NO,與CO在一定溫度下

一宗冬件

ir

催化轉化為無毒氣體(N2和CO2):2NOx+2xCON2+2xCO2,一般適用于汽車尾氣的處理。

一定冬件一柒條件

③氨氣吸收法:8NH3+6NO2至,7N2+I2H2O、4NH3+6NO5N2+6H2O

考向1考查氮氣的性質及氮的固定

H(2025?浙江溫州?三模)下列關于N2的敘述中不E聊的是

A.雷雨天,空氣中的N?與5可反應生成NO

B.N?與H?在一定條件下合成氨屬于氮的固定

C.N2分子中。鍵與兀鍵的比值為2:1

D.N?既可作氧化劑又可作還原劑

【答案】C

【解析】A.雷雨天時發(fā)生自然固氮,空氣中N2和。2可反應生成NO,A正確;B.氮的固定是將空氣中

游離態(tài)的氮(N2)轉化為含氮化合物的過程,電與H?在一定條件下合成氨屬于氮的固定,B正確;C.單鍵

均為◎鍵,叁鍵含有1個◎鍵2個兀鍵;N2分子中。鍵與兀鍵的比值為1:2,C錯誤;D.N2中N元素的化

合價可以降低生成NE或鏤根離子等,也可以升高生成NO等,故N2既可作氧化劑又可作還原劑,D正確;

故選C。

【變式訓練1——變考法】(2025?江蘇南通?三模)下列含氮物質的轉化屬于氮的固定的是

A.N?fNH、B.NOfN?C.NH,CO(NH2)2D.HNO3NH4NO3

【答案】A

【詳解】氮的固定指將游離態(tài)氮(以)轉化為化合態(tài)氮的過程,選項A中N2-NH3符合此定義,故選A。

【變式訓練2——變題型】(2025?江蘇?一模)氮及其化合物的轉化具有重要應用。下列說法正確的是

A.自然固氮、人工固氮都是將N?轉化為NH3

B.工業(yè)制硝酸過程中的物質轉化:N2F^~>NO*^>HNC)3

催化劑

C.汽車尾氣催化轉化器中發(fā)生的主要反應:2NO+CO^=N2+CO2

D.實驗室探究稀硝酸與銅反應的氣態(tài)產物:HNO3(?。?~>N。一jNO2

【答案】D

【詳解】A.自然固氮、人工固氮都是將N?轉化為含氮的化合物,故A錯誤;

B.工業(yè)制硝酸過程中的物質轉化是氮氣轉化為氨氣,氨氣發(fā)生催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮氧化為二

氧化氮,二氧化氮和水反應生成硝酸,故B錯誤;

C.汽車尾氣催化轉化器中發(fā)生的主要反應是一氧化氮和一氧化碳反應生成氮氣和二氧化碳,

催化劑

2NO+2CO=^=N2+2CO2,故C錯誤;

D.實驗室探究稀硝酸與銅反應的氣態(tài)產物,銅稀硝酸反應生成NO氣體,NO遇空氣轉化為Nth,故D正

確;

選D。

【變式訓練3——Vgfrm(2025?天津?二模)地球上的生物循環(huán)涉及多種含氮物質,轉化關系之一如

A.1個N2分子中。鍵與兀鍵數目之比為1:2

B.反應j中2.24LN2。被還原生成O.lmolN?

C.反應c和反應k均為氮的固定

D.反應g中NH:發(fā)生氧化反應

【答案】B

【詳解】A.N?分子中化學鍵為氮氮三鍵,。鍵與兀鍵的比為1:2,A正確;

B.反應j中2.24LN?。沒有注明標準狀況,無法計算,B錯誤;

C.反應c和反應k均為游離態(tài)氮轉化為化合態(tài)氮,是氮的固定,C正確;

D.反應g中NH;fNOz,氮元素化合價升高,發(fā)生氧化反應,D正確;

故答案選B。

考向2考查氮的氧化物

甌(2025?廣東廣州?二模)興趣小組利用下列裝置進行實驗,能達到實驗目的的是

【答案】B

【詳解】A.銅絲與濃硝酸反應,生成硝酸銅、二氧化氮和水,不用于制備NO,A不能達到實驗目的;

B.NO2能與水發(fā)生反應3NO2+H2O=2HNO3+NO,則可用水除去NO中的NO2,B能達到實驗目的;

C.NO的相對分子質量比空氣僅大1,且能與空氣中的02反應,不能用排空氣法收集,C不能達到實驗目

的;

D.NO為有毒的氣體,NO不與NaOH溶液發(fā)生反應,所以不能用NaOH溶液吸收NO尾氣,D不能達到

實驗目的;

故選B。

【變式訓練1一一變題型】(2025?河南南陽?模擬預測)下列物質在一定條件下的轉化關系如圖所示,E、G、

Q、R均為氣體,其中R為紅棕色。下列說法正確的是

5

A.E、G、Q、R、T所含同種元素化合價依次升高

B.E的水溶液能導電,所以E是電解質

C.Q和E可用排空氣法收集

D.銅與不同濃度的T溶液反應均可生成Q

【答案】A

【分析】E、G、Q、R均為氣體,其中R為紅棕色,由轉化關系可知,E、G、Q均能與氧氣反應,R能與

水反應,則E為氨氣、G為氮氣、Q為一氧化氮、R為二氧化氮、T為硝酸。

【詳解】A.由分析可知,E為氨氣、G為氮氣、Q為一氧化氮、R為二氧化氮、T為硝酸,五種物質中氮

元素的化合價分別為一3價、0價、+2價、+4價、+5價,氮元素化合價依次升高,故A正確;

B.氨分子不能電離出自由移動的離子,屬于非電解質,故B錯誤;

C.一氧化氮能與氧氣反應生成二氧化氮,則一氧化氮不能用排空氣法收集,故C錯誤;

D.銅與濃硝酸反應生成二氧化氮,不能生成一氧化氮,故D錯誤;

故選Ao

【變式訓練2——變載體】(2025?廣東珠海?一模)18世紀,英國化學家普里斯特利發(fā)現了NO?。某化學興

趣小組利用以下裝置進行實驗,其中難以達到預期目的的是

廠銅絲

=NO2

濃硝酸|"

H2O

ab

A.圖a:制備NO2B.圖b:驗證二氧化氮溶于水

C.圖c:探究溫度對化學平衡的影響D.圖d:收集NO2并進行尾氣處理

【答案】D

【詳解】A.銅和濃硝酸反應可以生成NO2,銅絲上下移動可以控制反應,該裝置可以用于制備NO2,可以

達到預期目的,A不符合題意;

B.體積減小且氣體變?yōu)闊o色,說明Nth溶于水生成了無色氣體,可以達到預期目的,B不符合題意;

C.存在反應2NO2UN2O4,其中Nth為紅棕色,N2O4無色,通過觀察裝置中的顏色,可以探究溫度對化

學平衡的影響,可以達到預期目的,C不符合題意;

D.Nth的密度比空氣大,收集應當使用向上排空氣法,即“長進短出“,D符合題意;

故本題選D。

【變式訓練3——變考法】60mLNO2和的混合氣體通入到倒立在水槽中盛滿水的玻璃筒(帶刻度)中,

充分反應后,筒內剩余10mL氣體,則原混合氣體中的NO2與的體積比可能為

A.3:1B.6:1C.9:1D.12:1

【答案】C

【詳解】可能發(fā)生的反應為:4NO2+02+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,試管中O2和NO2

氣體按體積比1:4混合全部溶解,液體充滿試管。由題意知,充分反應后,筒內剩余10mL氣體,則剩余

的氣體可能為。2或NO。

若剩余的氣體為氧氣,則參加反應的氣體為60mL-10mL=50mL,根據4NCh+O2+2H2O=4HNC>3,可

4

知參加此反應的NCh的體積為50mlX1=40mL,參加反應的O2的體積為50mL-40mL=10mL,原混合

氣體中。2的體積為10mL+10mL=20mL,則原混合氣體中的NCh與Ch的體積比為40mL:20mL=2:1;

若剩余氣體為NO氣體,根據3NO2+H2O=2HNO3+NO,可知過量的NO2的體積為3x10mL=30mL,反

應4NO2+。2+2H2。=4HNO3消耗的氣體總體積為60mL-30mL=30mL,則反應消耗的氧氣為30mLxj

-6mL,消耗的NO2的體積為30mL-6mL=24mL,所以原混合氣體中NO2的體積為30mL+24mL=54

mL,則原混合氣體中的Nth與。2的體積比為54mL:6mL=9:1;故選:C。

思維建模氮的氧化物和。2、H2O反應的計算方法

(1)關系式法

①NO2和。2混合氣體溶于水的計算:

由4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知:

<4:1。2過量,剩余氣體為

V(NO2):VCOo)'=4:1恰好完全反應

>4:1NO2過量,剩余氣體為NO

②NO與O2同時通入水中:

由4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知:

<4:3乘馀

V(NO):V(O2y=4:3恰好完全反應

>4:3剩余NO

③NCh、NO、O2三種混合氣體通入水中:

a.可先將NO和O2轉化為NCh,再按上述各種情況分別處理。

b.也可先將NCh和H2O反應轉化為NO,再按4NO+3O2+2H2O=4HNO3情況處理。

(2)得失電子守恒法

當NO1轉化為硝酸時要失去電子,如果是NO*與Ch混合,則反應中。2得到的電子數與NQ、.失去的電

子數相等。

?考點二氨鍍鹽?

知識點1氨氣

1.氨的分子結構

IT?N?H

分子式:NH3,電子式:...?,空間結構為三角錐形,屬于極性分子。

H

2.氨的物理性質

無色有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小,易液化可用作制冷劑,極易溶于水(體積比約1:700),可由噴

泉實驗證明。

3.氨的化學性質

(1)氨與水的反應

NH3+H2O^^NH3-H2。、、NH「+OH-

①氨溶于水得氨水,氨水是混合物,溶液中存在的微粒有三種分子:NH3H2O、NH3、H2O;三種離子:

N*OH」及少量的H+。

②NH3H2O為可溶性一元弱堿,具有堿的通性。氨水可使紫色石蕊試液變藍,故常用濕潤的紅色石蕊試紙

檢驗NH3的存在。

③NH3H2O不穩(wěn)定,易分解:NH3H2O2NH3T+H2O。

得分速記

①NH3是中學化學中唯一的堿性氣體,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,可在推斷題中作為解題突破口。

②氨水呈堿性,NHFHZO屬于一元弱堿,計算氨水的濃度時,溶質按NH3進行計算。

(2)氨與酸的反應:氨氣與酸反應生成鏤鹽,蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近,其現象為

有白煙生成,將濃鹽酸改為濃硝酸(易揮發(fā)性),也會出現相同的現象,將濃鹽酸改為濃硫酸(難揮發(fā)性),

丕會出現相同的現象?;瘜W方程式分別為NH3+HC1=NH4a(白煙)、NH3+HNO3=NH4NO3(白煙)、

2NH3+H2so4=(NH4)2SC)4

(3)與鹽溶液的反應

現象離子方程式

FeCb溶液生成紅褐色沉淀Fe3++3NH3-H2,O=Fe(OH)31+3NH4

AlCb溶液生成白色沉淀Al++3NH3-H2O=A1(OH)31+3NH去

(4)氨的還原性

①催化氧化:4NH3+5O2叁4NO+6H20(用于工業(yè)制硝酸)

占燃

②在純氧中燃燒:4NH3+3O2金修2N2+6H2O

③與氯氣反應:2NH3+3CL===N2+6HC1或8NH3+3c反==二+6NH4c1(用于檢驗為管道泄漏)

④與CuO反應:2麗+3。10烏用+301+3H2。

4.氨的制法

高溫、高壓

⑴工業(yè)制法:N?+3H2催化劑2NH3

(2)實驗室制法

①原理:2NH4cl+Ca(OH)2色CaCb+2NH?T+2氏0。

②實驗裝置

裝置類型:固+固馬氣體(與實驗室用KMnO4或KC103制。2的發(fā)生裝置相同,但收集方法不同)。

③凈化裝置:如圖1或圖2所示(不能用濃H2soCP2O5、CaCb、無水硫酸銅作干燥劑)。

④收集方法:向下排空氣法。在試管口塞一團干燥的棉花,目的是減少NH3與空氣的對流,收集到較純凈

的NH3。

⑤驗滿方法:a.將濕潤的紅色石蕊試紙放置在試管口附近,若試紙變藍色,說明NH3已收集滿。b.將蘸有濃

鹽酸的玻璃棒靠近試管口,若有白煙產生,說明NE已收集滿。

頒收氨氣時要注意防止倒吸

可用于吸收氨氣并能防倒吸的常用裝置為

,得分速記

干燥氨氣不能用濃H2so4、CaCb干燥,CaCL與NH3反應:CaCh+8NH3=CaClr8NH3,通常用堿石灰干

燥。

知識點2鍍鹽

1鉞鹽

(1)物理性質

鏤鹽一般是亙色晶體,絕大多數易溶于水。

(2)化學性質

您@*修]NH4cl旦NfM+HClt(但不可用于制取NHJ

受熱分解

鏤畫NH4HCO3ANHat+CCM+H?。

與熱的NaOH網NH;+OH--NH3MH2O(填離子方程式)

溶液反應

2.NH:的檢驗

0H

未知液產生的氣體使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色,則證明含:

4--NH?

.得分速記

(1)向某鹽中加入強堿溶液,用濕潤的紅色石蕊試紙進行檢驗,若試紙沒有變藍,則不能說明鹽中不含有

+

NH4,因為鹽中含有NH4+,加入強堿溶液后,需要加熱才能產生NH3。

(2)錢鹽受熱都能分解,但不是所有的錢鹽分解都能生成N%,如2NH4NO3冬O2T+2N2T+4H20。

考向1考查氨、錢鹽的性質

例1(2025?山西臨汾?二模)某科研小組探究N0z被NH,還原的反應,涉及的部分裝置如圖所示。

下列說法正確的是

A.甲裝置用于制備NH3

B.乙裝置中反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為4:1

C.丙裝置盛放無水CaC"用于干燥NH3

D.在丁裝置中為了更好混合反應氣體,應先通入NO?

【答案】D

【詳解】A.NH4C1受熱分解生成NN和HC1,遇冷又化合生成NH,C1,則直接加熱NH4cl無法制得NH^,

實驗室用加熱NH4cl和Ca(OH)2固體的方法制備NH3,A錯誤;

B.乙裝置中濃硝酸與Cu反應的化學方程式為Cu+4HNO3(濃尸CU(NO3)2+2NO2T+2H2。,由得失電子數目守

恒可知,氧化劑濃硝酸與還原劑Cu的物質的量比為2:1,B錯誤;

C.無水CaCl?吸收NH,會生成CaC18NH3,無水CaJ不能用于干燥NH3,丙裝置中可盛放堿石灰來干燥

NH3,C錯誤;

D.NO?的密度比空氣大,實驗時先向丁裝置中通入NO?排盡裝置中的空氣,可減少空氣對實驗的干擾,

有利于NH,充分與NO?反應,D正確;

故選D。

【變式訓練1一一變載體】(2025?廣東汕頭?三模)按下圖裝置進行實驗(夾持裝置省略),下列判斷正確的

。器、濕潤紅色

G心石蕊試紙

A.甲裝置試管中的固體是NH4cl

B.乙中a處比b處先變藍

C.由于NH3與酸產生錢鹽,丙中有白煙

D.因為NH3極易溶于水,所以丁中會產生倒吸

【答案】B

【分析】該實驗的實驗目的是利用氯化鏤與氫氧化鈣共熱反應制備氨氣,并探究氨氣的性質。

【詳解】A.氯化鏤受熱分解生成氨氣和氯化氫,氨氣和氯化氫在試管口遇冷生成氯化鏤,無氣體進入裝置

乙中,無法探究氨氣的性質,故A錯誤;

B.氨氣的密度小于空氣,所以乙瓶中a處比b處先變藍,故B正確;

C.濃硫酸不具有揮發(fā)性,不能與氨氣反應生成鏤鹽而產生白煙,故C錯誤;

D.倒置的干燥管能起到防倒吸的作用,所以丁中不會產生倒吸,故D錯誤;

故選Bo

【變式訓練2——變考法】(2025?天津?二模)某小組探究NH3的催化氧化,實驗裝置圖如下。③中氣體顏

色無明顯變化,④中收集到紅棕色氣體,一段時間后,④中產生白煙,⑤中溶液變藍。

A.④中白煙的主要成分是NH4cl

B.⑤中溶液變藍說明NO2是稀硫酸與Cu反應的催化劑

催化劑

C.③、④中現象說明③中的反應是4NH3+7O,^=4NO,+6HQ

A

D.若②中只有NH4cl不能制備NH3

【答案】D

【分析】由圖可知,①中高銃酸鉀受熱分解制備氧氣,裝置②中氯化鏤與氫氧化鈣共熱反應制備氨氣,裝

置③中氨氣在催化劑作用下與氧氣發(fā)生催化氧化反應生成一氧化氮和水,裝置④中反應生成的一氧化氮與

過量的氧氣反應生成二氧化氮,二氧化氮與水蒸氣反應生成硝酸,硝酸與過量的氨氣反應生成硝酸錢而產

生白煙,裝置⑤中氮的氧化物與氧氣溶于水反應生成硝酸,硝酸與銅可反應得到藍色的硝酸銅溶液。

【詳解】A.由分析可知,④中白煙的主要成分是硝酸核,故A錯誤;

B.由分析可知,一段時間后,裝置⑤中氮的氧化物與氧氣溶于水反應生成硝酸,硝酸與銅反應得到藍色的

硝酸銅溶液,NO?并不是催化劑,故B錯誤;

C.由分析可知,③中氣體顏色無明顯變化,④中收集到紅棕色氣體,一段時間后產生白煙說明,說明③

中氨氣在催化劑作用下與氧氣發(fā)生催化氧化反應生成一氧化氮,反應的化學方程式為

催化劑

4NH3+50,4NO+6H,O,故C錯誤;

A

D.若②中只有NH4CI,NH4cl受熱分解生成氨氣和氯化氫,但二者在試管口遇冷又會化合生成氯化鎂,

無法制得氨氣,故D正確;

故選D。

【變式訓練3——變題型】碳酸氫鏤是一種常用氮肥,其制備原理為:CO2+H2O+NH3=NH4HCO3,下列

相關原理、裝置及操作正確的是

-稀硫酸

NH4C1(S)11

1a大理石

A.制取82(g)B.制取限他)

三三濃虱水腹

C.$!j#NH4HCO3(aq)D.獲得NH4HCO3G)

A.AB.BC.CD.D

【答案】c

【詳解】A.稀硫酸和大理石反應生成硫酸鈣,微溶物硫酸鈣會附著在大理石表面,阻礙反應進行,應選擇

稀鹽酸,A項錯誤;

B.加熱氯化錢分解生成氨氣和HC1,在試管口遇冷又化合生成氯化鍍,應加熱氯化錢和氫氧化鈣的混合物,

B項錯誤;

C.濃氨水顯堿性,可增大二氧化碳的溶解度,且倒扣的漏斗起到防倒吸作用,可制備NH4HCO3,C項正

確;

D.NH4HCO3受熱易分解,不能利用蒸發(fā)結晶得到NH4HCO3,D項錯誤;

答案選C。

考向2考查噴泉實驗原理及應用

甌(2025?北京豐臺?一模)用圓底燒瓶收集NH3后進行噴泉實驗,裝置如圖。下列敘述正確的是

A.燒瓶內的溶液中存在平衡:NH3+H2ONH3H2ONH:+OH

B.溶液未充滿燒瓶,是因為氨氣與水的反應已達平衡狀態(tài)

C.向紅色溶液中加鹽酸調至恰好無色時,溶液中c(Cr)=c(NH:)

D.將實驗中的NH3換為NO,亦可形成噴泉

【答案】A

【詳解】A.氨氣溶于水,生成一水合氨,一水合氨是弱電解質,微弱電離,

NH3+H2O^NH3H2ONH:+OH\A正確;

B.溶液未充滿燒瓶,是因為收集的氨氣不純,含有少量不溶于水的氣體,而不是氨氣與水的反應已達平衡

狀態(tài),B錯誤;

C.向紅色溶液中加鹽酸調至恰好無色時,溶液仍為堿性,根據電荷守恒C(C1]+C(OH)=C(NH;)+C(H+),

則c(Cr)<c(NH:),C錯誤;

D.NO不溶于水且不與水反應,不形成噴泉,D錯誤;

故選A。

【變式訓練1一一變載體】(2025?廣東茂名?二模)按下圖連接好實驗裝置,三通閥接通氨氣發(fā)生器與燒瓶,

滴入濃氨水,待燒杯中酚酰完全變紅后,再擰動三通閥使多余氨氣通入尾氣吸收裝置,可見a管液面迅速上

升形成噴泉。下列有關說法不正確的是

B.該裝置的優(yōu)點為能處理多余氨氣,減少污染

C.濃氨水與CaO反應有NH、生成,產氨過程嫡減

D.若燒瓶內先集滿HC1氣體,則產生氨氣后可見“噴煙”現象

【答案】C

【詳解】A.氨氣溶于水反應生成一水合氨,一水合氨為弱堿,遇酚醐變紅,因此該噴泉顏色為紅色,A正

確;

B.該裝置形成噴泉后,裝置中產生的多余氨氣可通過三通閥利用倒扣的漏斗所處燒杯中的水吸收,減少污

染,B正確;

C.濃氨水與CaO反應有NH3生成,產氨過程氣體分子數增加,為燧增,C不正確;

D.若燒瓶內先集滿HC1氣體,則產生氨氣后相遇能反應生成氯化皴,故可見“噴煙”現象,D正確;

答案選C。

【變式訓練2——變考法】向下圖所示裝置中充入氣體X可進行噴泉實驗,氣體X可能是

c.co2D.NO

【答案】A

【詳解】A.HC1易溶于水,能形成壓強差,可以用于進行噴泉實驗,A項正確;

B.Ch在水中的溶解度較小,不能用于進行噴泉實驗,B項錯誤;

C.CO2在水中溶解度較小,可以用于進行噴泉實驗,C項錯誤;

D.NO不溶于水,不能用于進行噴泉實驗,D項錯誤;

答案選A。

【變式訓練3——】如圖所示,用傳感技術測定噴泉實驗中的壓強變化來認識噴泉實驗的原理。

下列說法正確的是

時間/s

乙噴泉實驗中三頸燒瓶內壓強變化曲線

A.制取氨氨氣時燒瓶中的固體常用CaO或CaCl?

B.噴泉實驗結束后,發(fā)現水未充滿三頸燒瓶,肯定是因為裝置氣密性不好

C.關閉a,將單孔塞(插有吸入水的膠頭滴管)塞緊頸口c,打開b,完成噴泉實驗,電腦繪制三頸燒瓶內壓

強變化曲線如圖乙,則E點時噴泉最劇烈

D.工業(yè)上,若出現液氨泄漏,可通過噴水處理

【答案】D

【解析】A.CaO與H?。反應放熱,且01T濃度增大,有利于氨氣的逸出,而CaCl?中性鹽,能溶于水,熱

量的變化很小,不與水反應,對氨氣的逸出沒有促進作用,A項錯誤;

B.噴泉實驗結束后,發(fā)現水未充滿三頸燒瓶,可能是因為裝置氣密性不好,也可能是因為氨氣中混有空氣

等,B項錯誤;

C.三頸燒瓶內氣體壓強與外界大氣壓之差越大,噴泉越劇烈,C點的壓強最小,大氣壓不變,則大氣壓和

C點的壓強差最大,則C點噴泉最劇烈,c項錯誤;

D.氨氣極易溶于水,因此工業(yè)上,若出現液氨泄漏,可通過噴水處理,D項正確。

答案選D。

思維建模噴泉實驗

(1)噴泉實驗的原理

使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴

導管口形成噴泉。

(2)形成噴泉的類型

下面是幾種常見的能形成噴泉的氣體和液體。

氣體、

HC1NH382、。2、NO2NOO2NO2、O2

SO2、H2s(4:3)(4:1)

吸收劑水、NaOH溶液水NaOH溶液水水水

(3)引發(fā)噴泉的幾種方法

①使燒瓶內的氣體迅速溶于水或某種液體中o

②使燒瓶內氣體溫度降低,氣壓減小。

③使燒瓶外待噴液面上的氣壓增大。

(4)噴泉實驗的幾種常見裝置

說明:裝置②引發(fā)噴泉的方法是打開止水夾,用熱毛巾或雙手捂熱燒瓶,松開后片刻即形成噴泉現象。

考向3考查氨的實驗室制法及創(chuàng)新

甌(2025?廣東肇慶?二模)下列實驗裝置能達到實驗目的的是

A.制備NH3B.干燥NH、

C.收集NH3D.吸收NH3尾氣

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【詳解】A.加熱時氯化鏤分解生成氨氣和氯化氫,在試管口氨氣與氯化氫化合生成氯化皴,不能制備氨氣,

應選氯化鏤固體與氫氧化鈣固體加熱制備,故A錯誤;

B.氨氣與氯化鈣反應,不能干燥氨氣,故B錯誤;

C.NH3的密度比空氣的小,應該采用向下排空氣法收集,即長進短出,故C錯誤;

D.氨氣不與四氯化碳反應,不溶于四氯化碳,可防止倒吸,故D正確;

故答案選D。

【變式訓練1一一變考法】(2025?廣西?三模)氨氣是一種重要的化工原料,在工農業(yè)生產中有著極為重要

的應用,某興趣小組利用下列裝置制取并收集氨氣,下列裝置(“一”表示氣流方向)可以達到目的的是

Ca(OH)2

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【詳解】A.實驗室用氯化鏤和氫氧化鈣加熱制備氨氣,故A錯誤;

B.不可用無水氯化鈣干燥氨氣,故B錯誤;

C.氨氣密度比空氣小,故C裝置收集氨氣應短進長出,故C錯誤;

D.氨氣易溶于水,用水吸收氨氣,且該裝置能防倒吸,故D正確。

故選D。

【變式訓練2——變考法】(2025?廣東深圳?一模)NH4SCN在化學分析、攝影和醫(yī)藥等領域都有重要的作

催化劑

用,實驗室制備NH4SCN的原理是CS2+3NH3NH4SCN+NH4HS,下列實驗裝置中不能達到對應實驗

目的的是

A.制備NH3

B.干燥NH3

C.制備NH4SCND.尾氣處理

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【詳解】A.NH4cl固體和Ca(OH)?固體混合加熱,可以制備氨氣,能達到實驗目的,A不符合題意;

B.NHs是堿性氣體,應該用堿性干燥劑干燥,堿石灰是堿性干燥劑,可以達到目的,B不符合題意;

C.氨氣與CS2發(fā)生反應制備A發(fā),SCN可以達到目的,C不符合題意;

D.NH3與稀硫酸反應生成(NHJ2SO4,該裝置極容易引起倒吸,故不能達到目的,D符合題意;

故選D。

【變式訓練3——41frm(2024?重慶榮昌?模擬預測)磷酸氫二鏤[(NHJ?HP。/易溶于水,受熱易

分解,常應用于食品加工等領域。某學習小組用如圖所示裝置制備(NHJzHPOK夾持和攪拌裝置已省略),

當溶液pH為8.0?9.0時,停止通入NH、,即可制得(NHJ2HPO4溶液。下列說法正確的是

A.裝置甲中固體可以是生石灰或無水氯化鈣

B.裝置乙溶液pH為8。?9.0時,立即關閉K3

C.開關K1和K。配合使用可以防止倒吸

D.直接蒸發(fā)結晶(NHJHPO4溶液得到產品

【答案】C

【詳解】A.實驗過程中生成的氨氣不能被堿石灰吸收,A錯誤;

B.當pH為8.0?9.0時,可制得(NHSHPCU,立即關閉若通入過多氨氣,(NH^HPC^繼續(xù)反應生成

(NH4)3PO4,B錯誤;

C.由于NH3極易溶于水,因此可選擇打開活塞K2以平衡氣壓,防止發(fā)生倒吸,所以實驗過程中,當出現

倒吸現象時,應及時關閉Ki,打開K2,C正確;

D.直接蒸發(fā)結晶(NHj2Hp溶液得到產品,錢鹽易分解,D錯誤;

故選Co

思維建模氨氣的多種制法

(1)制氨時錢鹽不選(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4NO3等,因它們受熱易分解,使產生的NH3中混有較多的雜

質氣體,另外NH4NO3易爆炸;選堿時,用Ca(OH)2而不用NaOH或KOH,因NaOH、KOH具有吸濕性,

易結塊,不利于產生氨,且在高溫下均能腐蝕玻璃。

(2)實驗室制取少量NH3的兩種簡易方法

圖1圖2

①加熱濃氨水(圖1)

反應原理:NH3H2O^^NH31+H2Oo

②濃氨水中加固態(tài)堿性物質(圖2)

反應原理:濃氨水中存在以下平衡:NH3

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