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专题05 非金属及其化合物(二)
目 录 实验1 喷泉实验 实验2 铵盐的性质 实验3 氨气的制备 实验4 硝酸的性质
实验1 喷泉实验
实验装置
实验原理 氨气极易溶于水(NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-)，导致容器内的气体压强变小，容器内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。
实验用品 氨气、酚酞溶液、水；圆底烧瓶、玻璃管、胶头滴管、烧杯、铁架台。
实验步骤 如图5-11，在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管(预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。
实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，瓶内液体呈红色。
实验结论 氨极易溶于水，水溶液呈弱碱性。
原理解释 氨极易溶于水，使烧瓶内的压强迅速减小，导致烧杯中的水在大气压的作用下进入烧瓶。
实验说明 ①实验成功的关键：A．装置的气密性要好；B．烧瓶要干燥；C．氨气要充满。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用热敷法或冷敷法引发喷泉。
考点1 喷泉产生的原因
喷泉产生的原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强小于烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。
(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内压强迅速降低，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。
(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速增大，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。
考点2 常见能形成喷泉的物质组合
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2 NO2与O2
吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水
变式1 变试剂
【例1】用充有NH3的烧瓶进行“喷泉实验”，装置及现象如下图。下列关于该实验的分析正确的是( )
A．产生“喷泉”证明NH3与H2O发生了反应
B．无色溶液变红证明NH3极易溶于水
C．红色溶液中存在含有离子键的含氮微粒
D．加热红色溶液可观察到红色变浅或褪去
【答案】D
【解析】氨气极易溶于水生成碱性溶液从而产生压强差，产生喷泉现象。A项，氨气能形成喷泉，说明氨气极易溶于水从而产生压强差，不能说明两者反应了，A错误；B项，无色酚酞试液遇碱变红色，氨水溶于水后溶液由无色变为红色，说明氨水呈碱性，B错误；C项，红色溶液中存在含氮微粒为铵根离子、一水合氨，两者均含有共价键、不含有离子键，C错误；D项，氨水受热不稳定，受热分解放出氨气，从而使碱性减弱，故滴有酚酞呈红色的氨水受热后红色变浅或褪色，D正确；故选D。
【强化训练1-1】中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是( )
A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉
B．选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验
C．HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D．用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸
【答案】D
【解析】本题综合考查了喷泉实验的原理，即由于气体溶于水或某种溶液(或与水、某种溶液反应)，导致烧瓶中的压强迅速减小，与外界产生足够的压强差，从而形成喷泉，A正确；CO2能与NaOH等强碱溶液反应，从而被吸收，能与外界产生压强差，故能形成喷泉，B正确；NH3和HCl属于极易溶于水的气体，SO2可以与NaOH溶液等反应，故均能形成喷泉，C正确；NO2和N2O4与水反应后有NO生成，故液体不能充满烧瓶，D错误。
【强化训练1-2】喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体－溶液，能出现喷泉现象的是( )
气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀H2SO4
D CO2 饱和NaHCO3溶液
【答案】B
【解析】H2S与稀盐酸不反应，且在稀盐酸中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入少量稀盐酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，A项错误；HCl能与稀氨水反应，向圆底烧瓶中挤入少量稀氨水会造成圆底烧瓶内气压明显减小，能形成喷泉，B项正确；NO与稀硫酸不反应，且在稀硫酸中溶解度非常小，向圆底烧瓶中挤入稀硫酸，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，C项错误；CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度较小，向圆底烧瓶中挤入饱和NaHCO3溶液，不能造成圆底烧瓶内气压明显减小，不能形成喷泉，D项错误。
变式2 变装置
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。
装置(Ⅰ)向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温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(Ⅳ)向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
【例2】如图是某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
【答案】B
【解析】氯气易溶于有机溶剂四氯化碳，烧瓶中的气体压强减小，故能形成喷泉；氢气不溶于水，也不和氢氧化钠反应，所以烧瓶中的气体压强不会有明显的变化，故不能形成喷泉；用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气，使锥形瓶中液体进入烧瓶中，氨极易溶于水，烧瓶中的气体压强减小，故能形成喷泉；浓硫酸溶于水时放热，促使浓氨水放出氨，使锥形瓶内压强增大，将浓氨水压入烧瓶中与HCl反应，故能形成喷泉。
【强化训练2-1】喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。下面是某同学设计的四个不同的喷泉装置，则下列说法不正确的是( )
A．若向图1烧瓶中充满HI(与HCl水溶性相似)气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO3溶液，则挤压胶头滴管可以产生黄色喷泉
B．若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充满NH3，引发喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶
C．向图3装置的水槽中加入冰块或慢慢滴入浓硫酸都可以形成喷泉
D．图4所示的装置，若要在该装置中产生双喷现象，其操作方法可以是关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，当产生大量的白烟时，再打开活塞c
【答案】C
【解析】HI极易溶于水，可使烧瓶中压强减小，形成喷泉，由于HI和硝酸银反应生成黄色的碘化银沉淀，因此可以产生黄色喷泉，A项正确；若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充满NH3，氨极易溶于水，捂热上方的圆底烧瓶可形成喷泉，B项正确；向图3装置的水槽中加入冰块会降低温度，不会引发喷泉，C项错误；关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，可使盛氨的烧瓶中压强减小，氯化氢与氨反应产生白烟，盛氯化氢的烧瓶中压强也减小，此时打开活塞c，可看到双喷泉，D项正确。
【强化训练2-2】某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。
(1)在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________(填字母)。
A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO3与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是_________________________________。
(2)在图示锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也可产生喷泉。水槽中加入的物质可以是________(填字母)。
A．浓硫酸 B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是______________________________。
【答案】 (1)D NH4HCO3与稀盐酸反应产生二氧化碳气体，锥形瓶中气体压强增大，把液体压入烧瓶中，形成喷泉
(2)A 浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中的酒精挥发，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉
【解析】(1)Cu与稀盐酸不反应，NaHCO3与NaOH溶液反应不产生气体，不能形成压强差，故不能形成喷泉；CaCO3与稀硫酸反应产生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3的表面，会使反应很快停止，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉；NH4HCO3与稀盐酸反应能产生较多的CO2气体，使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强，从而形成喷泉。
(2)浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水均能放出大量的热，使酒精大量挥发，形成较大的压强差，从而形成喷泉；氯化钠、硝酸钾、硫酸铜溶于水温度变化不大，不能使酒精大量挥发，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉。
实验2 铵盐的性质
1．铵盐(NH)的检验
实验装置 [三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]
实验原理 NH＋OH－NH3↑＋H2O，通过NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝来检验NH
实验用品 NH4Cl溶液、NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液、红色石蕊试纸、NaOH溶液、蒸馏水；试管、胶头滴管。
实验步骤 在NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风)，用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析产生现象的原因，写出反应的离子方程式。
实验现象 三支试管都能产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体
实验结论 铵盐与强碱反应生成了氨气
实验说明 实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨
2．铵盐(NH)的检验方法
向铵盐溶液中加入强碱溶液，加热，产生无色气体，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝色。
考点1 铵盐的化学性质
通性 与盐反应 NH4Cl＋AgNO3＝NH4NO3＋AgCl↓
与酸反应 NH4HCO3＋HCl＝NH4Cl＋CO2↑＋H2O
与碱反应 NH4Cl＋NaOH＝NH3·H2O＋NaCl NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O
不稳定性 挥发酸铵盐 NH4ClNH3↑＋HCl↑
不稳定酸铵盐 NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
氧化性酸铵盐 温度不同产物各异：NH4NO3N2O↑＋2H2O NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O 2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O
考点2 铵盐(NH)的检验
原理 NH＋OH－NH3↑+H2O
答题模板 操作 取少许溶液于试管中，再加入浓的NaOH溶液，加热，试管口放湿润的红色石蕊试纸
现象 若红色石蕊试纸变蓝色
结论 则溶液中含有NH
变式1 变考法
固体中NH4+的检验方法是取样溶解，加入浓氢氧化钠溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝说明原固体含有NH4+。
【例1】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后( )
A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液
B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液
D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液
【答案】B
【解析】将固体放入试管中，加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，则该盐中含有铵根离子，B正确。
【强化训练1-1】试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是( )
A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液
D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊溶液
【答案】B
【解析】铵盐和水混合不会产生氨，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口无任何变化，不能检验，故A错误；加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，湿润的红色石蕊试纸会变蓝色，证明产生的气体是氨，证明该盐中含有铵根离子，这是检验铵盐的方法，故B正确；氢氧化钠和氨水均呈碱性，均能使酚酞溶液变红色或使石蕊溶液变蓝色，故C、D错误。
【强化训练1-2】能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热) ( )
A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液
【答案】A
【解析】Na2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应有白色沉淀产生，NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液混合加热，前者有氨放出，后者既有氨放出，又产生白色沉淀，由此可鉴别出Na2SO4溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液，则剩余的一种为KCl溶液，A项正确。
变式2 变装置
【例2】某同学进行如下实验：
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应
B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的
D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
【答案】C
【解析】氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液显酸性，会使湿润的pH试纸变红，根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应，故A正确；根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快，故B正确；Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的，故C错误；根据试管中部有白色固体附着，说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中又化合生成氯化铵，则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3，故D正确。
【强化训练2-1】“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于如图三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
【答案】A
【解析】A项，加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的氨和HCl遇冷重新反应生成氯化铵，正确；B项，加热时氨逸出，②中颜色变为无色，冷却后NH3溶解，②中为红色，错误；C项，二氧化硫与有机色素化合生成无色物质而具有漂白性，受热又分解，恢复颜色，所以加热时，③中溶液变红，冷却后又变为无色，错误；D项，可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，错误。
【强化训练2-2】某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨，并检验氨的生成。Y形管左侧支管中盛有NH4Cl与NaNO2的混合溶液，加热后生成N2及少量NH3。下列有关描述不正确的是( )
A．实验时，点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯
B．b处装置可用盛有碱石灰的U形管代替
C．硬质玻璃管中的石棉可以增大混合气体与铁粉的接触面积
D．若d处锥形瓶中溶液变红，则说明硬质玻璃管中有NH3生成
【答案】B
【解析】A项，实验时，为防止氢气和氧气混合后加热爆炸，用氮气排出装置内的空气后再加热铁粉，所以点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯，A项正确；B．b装置的作用是吸收氨气并干燥气体，碱石灰不能吸收氨气，b处装置不能用盛有碱石灰的U形管代替，B项错误；C．硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积，加快反应速率，C项正确；D．氨气溶于水，溶液呈碱性，若d处锥形瓶中溶液变红，则说明硬质玻璃管中有NH3生成，D项正确。
实验3 氨气的制备
考点1 氨气的实验室制法
1．反应原理：利用复分解反应强碱制弱碱
实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
2．药品的选择：
①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下：
铵盐 不选用的理由
NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全
(NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗
(NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯
②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。
3．实验装置
(1)制取装置：固－固反应加热装置(同制O2)
①发生装置的试管口略向下倾斜；
②加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
(2)净化装置——用碱石灰(或固体NaOH、固体CaO)干燥除水
注意：不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3。
(3)收集方法：向下排空气法收集。
收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。
(4)验满方法：
①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变蓝，说明已经收集满。　　
②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟生成，说明已经收集满。
(5)尾气处理：多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)，以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：
考点2 氨气的简易制法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 氨水具有不稳定性和挥发性，受热易分解。 化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O
将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水放热，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
变式1 变考法
【例1】实验室采用如图装置制取氨气，正确的是( )
A B C D
生成NH3 干燥NH3 收集NH3并验满 吸收多余NH3
【答案】D
【解析】A项，氯化铵受热分解生成HCl和氨气，HCl和氨气在试管口遇冷又会化合生成氯化铵，不能用加热氯化铵来制取氨气，A错误；B项，浓硫酸能与氨气反应，不能用浓硫酸来干燥氨气，B错误；C项，氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集氨气，导管应该伸到试管底部，C错误；D项，氨气极易溶于水，尾气吸收应采取防倒吸的措施，D正确。
【强化训练1-1】实验室制取NH3时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
【答案】B
【解析】实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量NH3，试管口应略向下倾斜，目的是防止反应产生的水蒸气冷凝回流炸裂试管，A项错误；NH3是碱性气体，应选用碱性干燥剂如碱石灰进行干燥，B项正确；NH3的密度比空气的小，用图示装置收集时气体应“短进长出”，C项错误；NH3极易溶于水，用图示装置进行尾气处理时，会引起倒吸，D项错误。
【强化训练1-2】实验室制取氨并验证其化学性质和用途，图中装置对应的说法正确的是( )
A．可利用装置甲制取大量氨
B．可利用装置乙干燥氨
C．根据装置丙的原理和现象，可用浓氨水检验氯气管道是否漏气
D．利用装置丁可吸收氨气并防倒吸
【答案】C
【解析】氨极易溶于水，氢氧化钠稀溶液与氯化铵溶液反应产生的NH3·H2O不易分解，因此不能大量制取氨，A错误；NH3能够与浓硫酸发生反应，因此不能使用浓硫酸干燥NH3，B错误；NH3极易溶于水，若将导气管直接通入水中，NH3在水中溶解，导致导气管中气体压强减小，烧杯中的水进入导气管从而引发倒吸现象，D错误。
变式2 变装置
4．某实验小组设计实验制备氨气并探究其性质，装置如图所示。
回答下列问题：
(1)写出A装置中化学方程式： 。
(2)试剂X、Y依次宜选择 (填标号)。
a．碱石灰、五氧化二磷 b．氯化钙、碱石灰 c．碱石灰、碱石灰 d．五氧化二磷、氯化钙
(3)C装置收集NH3的方法是 。E装置中倒置漏斗的作用是 。
【答案】(1) 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)ac
(3)向下排空气法(或排空法) 防倒吸
【解析】A装置是氨气的发生装置，B中装碱石灰，用于干燥氨气，C用于干燥氨气，D中的干燥剂用于防止右侧的水蒸气进入C中，E进行尾气处理。
(1)A中熟石灰与氯化铵加热生成氨气，化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
(2)B装置用于干燥氨气，X为碱石灰；装置吸收E中挥发出来的水蒸气。D中可用氯化钙、碱石灰、五氧化二磷等，故符合题意的有ac；
(3)氨气密度小于空气，将空气向下排出，C装置收集NH3的方法是向下排空法，E装置中倒置漏斗的作用是防止倒吸。
【强化训练2-1】某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净的氮气，请回答。
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制取氨的化学方程式：__________________________________。
(2)实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：__________________________________，这个反应说明氨具有______(填字母)。
A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是_________________，但也可能存在的安全隐患是_________________。
(4)装置E的作用是____________________________，装置F的作用_______________________，E中的碱石灰_________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
【答案】(1)NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑
(2)3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2 B
(3)吸收空气中的水分，排除干扰；吸收氨，防止污染空气 浓硫酸发生倒吸
(4)吸收水蒸气，干燥NH3 检验是否有水生成 不能
【解析】(1)生石灰和浓氨水反应生成Ca(OH)2和NH3，化学方程式：NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑。(2)硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气，则CuO变为Cu，NH3变为N2，同时生成H2O，化学方程式为3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2，在该反应中CuO获得电子，NH3失去电子，表现了NH3的还原性，故选B。(3)浓硫酸具有吸水性、能和氨气反应，则洗气瓶中浓硫酸的主要作用：吸收多余的氨气，防止污染空气、防止空气中的水蒸气进入F；氨气被吸收可引起装置内压强减小，故可能存在的安全隐患是浓硫酸发生倒吸。(4)E中盛放的是碱石灰，其作用是吸收NH3中的水蒸气；装置F中盛放的是无水硫酸铜，无水硫酸铜遇水变为蓝色的五水硫酸铜，因此作用是为了检验反应生成了水；CaCl2能与氨气反应，则E中的碱石灰不能换成CaCl2。
【强化训练2-2】同学们设计了如图所示实验装置(部分夹持装置省略)制取干燥的氨气并探究的还原性。
请回答下列问题：
(1)组装好实验装置后，开始实验前需要进行的操作是 。
(2)写出装置甲中氯化铵和熟石灰反应的化学方程式： 。
(3)装置乙的U形管中盛放的试剂可以是 (填试剂名称)。装置丙用于收集，应将导管 (填“a”或“b”)延长至集气瓶底部。
(4)实验过程中当观察到 (填实验现象)时，可说明具有还原性。
(5)装置戊中盛放无水硫酸铜的仪器名称为 ；实验过程中可观察到无水硫酸铜变蓝，从装置戊出口处收集到的气体中可检测出一种相对分子质量为28的气体单质。请根据相关信息写出和CuO在加热时反应的化学方程式： 。
(6)为了使整个实验更加合理、环保，某同学建议在装置戊后面增加一组装置，下列装置能达到目的的是 (填序号)。
A B C D
【答案】(1)检查装置气密性
(2) 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(3)碱石灰或氧化钙(或其他合理答案) b
(4)装置丁中黑色固体变红
(5)干燥管或球形干燥管 3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2
(6)BD
【解析】同学们设计了如图所示实验装置(部分夹持装置省略)制取干燥的氨气并探究NH3的还原性。甲装置用氯化铵和熟石灰加热制备NH3，混有水蒸气，乙装置用于干燥NH3，U形管中装有碱石灰(或氧化钙)；丙装置作为收集装置，基于NH3密度比空气小，故集气瓶中的导管应短进长出；丁装置是题目的另一个目的，探究NH3的还原性，让干燥的NH3与CuO在高温下反应，若黑色的CuO生成红色的Cu，则可证明NH3具有还原性。
(1)对于有气体参与的反应，组装好实验装置后，开始实验前需要进行的操作是检查装置气密性。
(2)氯化铵和熟石灰反应制备NH3的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
(3)乙装置用于干燥NH3，U形管中装有碱石灰(或氧化钙)。
(4)丁装置是题目的另一个目的，探究NH3的还原性，让干燥的NH3与CuO在高温下反应，若黑色的CuO生成红色的Cu，则可证明NH3有还原性。
(5)装置戊中盛放无水硫酸铜的仪器名称为干燥管；实验过程中可观察到无水硫酸铜变蓝说明有H2O生成，从装置戊出口处收集到的气体中可检测出一种相对分子质量为28的气体单质，是N2，故NH3和CuO在加热时反应的化学方程式为：3CuO＋2NH33Cu＋3H2O＋N2。
(6)图示中的装置只完成了还原性的验证和氨气的制备，没有尾气处理装置，故要加一组尾气处理装置，即为D；由于戊装置用于检验有没有生成水蒸气，为了排除空气中水的干扰，在尾气处理装置前加一组干燥装置，即B。
实验4 硝酸的性质
实验装置
实验原理 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
实验用品 浓硝酸、稀硝酸、铜丝、氢氧化钠溶液；烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台。
实验步骤 如图所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。
实验现象 ①装浓硝酸的试管中铜丝溶解，产生红棕色气体，溶液逐渐变绿，铜丝逐渐变细。 ②装稀硝酸的试管中铜丝溶解，试管内开始产生少量无色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为红棕色，溶液逐渐变蓝，铜丝逐渐变细。
实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强。
实验说明 ①硝酸几乎能与绝大多数金属(除Au、Pt外)反应，生成高价态金属的硝酸盐，本身一般被还原为NO2或NO。 ②常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 ③浓硝酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为 NO2。
考点1 硝酸的强氧化性
1．浓硝酸、稀硝酸与铜反应的化学方程式分别为：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
实验结论：浓HNO3与金属铜反应生成NO2，稀HNO3与金属铜反应生成NO，浓HNO3的氧化性更强。
2．热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。如：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
3．硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO等均能被硝酸氧化。
考点2 钝化
常温下，铁、铝的表面被浓HNO3或浓H2SO4氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装浓HNO3或浓H2SO4。当加热时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。
变式1 变考法
1．硝酸与金属的反应
(1)除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
(2)活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。
(3)常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。
2．硝酸与非金属的反应
非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
3．硝酸与还原性化合物的反应
可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
【例1】下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【解析】①中浓HNO3受热分解，发生反应4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O，产生的气体为混合气体，故A正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2，所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应，故B正确；根据①和②，浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热，所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触，同时，N元素化合价降低，所以生成的NO2为还原产物，故C正确；红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2，故D错误。
【强化训练1-1】用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误的是( )
A．铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体
B．①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红
C．②处棉花颜色变深体现了NO2的氧化性
D．NaOH吸收尾气是氧化还原反应
【答案】C
【解析】A项，铜丝与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2，A正确；B．NO2溶于水生成硝酸，可使紫色石蕊试液变红，B正确；C项，NO2溶于水生成的硝酸具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，②处棉花颜色由浅绿色变为黄色，体现了硝酸的氧化性，C错误；D项，NaOH吸收NO2和NO尾气生成亚硝酸钠，有化合价的变化，是氧化还原反应，D正确。
【强化训练1-2】某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示：
实验1 实验2
①③中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生 ⑥中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生
下列说法错误的是( )
A．稀硝酸一定被还原为NO2
B．②中溶液存在：2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)
C．由上述实验得出结论：常温下，Cu可以与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应
D．③⑥中反应的离子方程式：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
【答案】A
【解析】A项，稀硝酸与铜发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成的硝酸铜溶液为蓝色，试管口NO被空气中的O2氧化生成红棕色的NO2，但硝酸被还原生成NO，故A错误；B项，②中溶液存在电荷守恒：2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)，故B正确；C项，由题述实验可得出结论：常温下，Cu可以与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，故C正确；D项，③⑥中反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，故D正确。
变式2 变考法
【例2】一定温度下，探究铜与稀硝酸反应的过程如下：
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
【答案】B
【解析】A项，过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，正确；B项，步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大，因为部分硝酸转化成了一氧化氮，因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大，错误；C项，由实验可知，步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快，说明NO2对该反应具有催化作用，正确；D项，当活塞不再移动时，再抽入空气，一氧化氮、氧气与H2O反应生成硝酸，能够与铜继续反应，正确。
【强化训练2-1】铜与足量浓硝酸反应的装置如下图所示，下列说法错误的是( )
A．具支试管A中会出现红棕色气体，溶液呈绿色
B．装置B的作用是缓冲气流并收集NO2
C．该反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
D．烧杯中反应的离子方程式为2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O
【答案】B
【解析】A项，具支试管A中发生反应Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，NO2为红棕色气体，NO2溶于Cu(NO3)2溶液使溶液呈绿色，故A正确；B项，NO2的密度比空气大，装置B不能收集NO2，故B错误；C项，生成Cu(NO3)2体现浓硝酸的酸性，生成NO2体现浓硝酸的强氧化性，故C正确；D项，烧杯中NO2与氢氧化钠反应生成NaNO3和NaNO2，反应的离子方程式为2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O，故D正确；故选B。
【强化训练2-2】某兴趣小组设计实验验证铜与浓硝酸、稀硝酸的反应，装置如图所示(夹持装置未画出)：
实验一：验证铜与浓硝酸的反应
按图示连接好装置，_______后，装入药品，关闭K2、K3，打开K1，一段时间后，再关闭K1，打开K2，加入足量的浓HNO3。
实验二：验证铜与稀硝酸的反应
待装置B中反应完全后……
回答下列有关问题：
(1)实验一中的横线上应填入的内容是 ；装置B中装浓硝酸的仪器名称是 。
(2)实验一中“关闭K2、K3，打开K1”的目的是
(3)装置B中发生反应的离子方程式为
(4)实验二的后续操作顺序为 (填标号)，打开止水夹后装置C的具支试管中的现象为 。
a．打开止水夹 b．打开K1 c．打开K3，加入蒸馏水 d．关闭K1 e．插入铜丝。
(5)实验结束后，有同学观察到装置B中溶液呈绿色，装置C中溶液呈蓝色。小组同学认为颜色不同的原因可能如下：
猜想1：硝酸铜溶液的物质的量浓度不同，溶液颜色不同，浓度小时呈蓝色，浓度大时呈绿色。
猜想2：NO2溶解在硝酸铜溶液中，导致溶液颜色不同。
继续实验，打开K1，一段时间后，装置B中溶液变为蓝色，说明 可能成立，请设计实验验证另一猜想的可能性： 。
【答案】(1)检验装置的气密性 分液漏斗
(2)排尽装置内的空气，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化
(3)Cu+2NO3-+4H＋＝Cu2＋+2NO2↑+2H2O
(4) bceda 液面上方出现红棕色气体
(5) 猜想2 取装置C中的溶液适量于试管中，加入Cu(NO3)2固体，若溶液变为绿色，说明猜想1成立
【解析】研究铜与浓、稀HNO3反应的差异，先利用二氧化碳将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，装置B中滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，在C中验证铜和稀硝酸的反应，最后尾气处理。
(1)装置连接后以后首先需要做的是检验装置的气密性；装置B中装浓硝酸的仪器名称是分液漏斗。
(2)由于装置中含有空气，会干扰NO检验，所以实验一中“关闭K2、K3，打开K1”的目的是排尽装置内的空气，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化。
(3)装置B中浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，发生反应的离子方程式为Cu+2NO3-+4H＋＝Cu2＋+2NO2↑+2H2O。
(4)实验二是验证铜与稀硝酸的反应，因此首先把生成的二氧化氮转化为硝酸，所以后续操作顺序为待装置B中反应完全后打开K1、打开K3，加入蒸馏水、插入铜丝、关闭K1、打开止水夹，即bceda，打开止水夹后氧气把NO氧化为二氧化氮，则装置C的具支试管中的现象为液面上方出现红棕色气体。
(5)继续实验，打开K1，一段时间后，装置B中溶液变为蓝色，由于A装置中二氧化碳把二氧化氮带出，因此说明猜想2可能成立，要验证猜想1的可能性，实验方案为取装置C中的溶液适量于试管中，加入Cu(NO3)2固体，若溶液变为绿色，说明猜想1成立。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题05 非金属及其化合物(二)
目 录 实验1 喷泉实验 实验2 铵盐的性质 实验3 氨气的制备 实验4 硝酸的性质
实验1 喷泉实验
实验装置
实验原理 氨气极易溶于水(NH3＋H2ONH3·H2ONH4+＋OH-)，导致容器内的气体压强变小，容器内外产生压强差，外界大气压将水压入从而形成喷泉。
实验用品 氨气、酚酞溶液、水；圆底烧瓶、玻璃管、胶头滴管、烧杯、铁架台。
实验步骤 如图5-11，在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和滴管(预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开橡胶管上的弹簧夹，挤压滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象，分析出现这些现象的可能原因。
实验现象 烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成_________，瓶内液体呈_________。
实验结论 氨_______溶于水，水溶液呈_________性。
原理解释 氨_______溶于水，使烧瓶内的压强_________，导致烧杯中的水在_________的作用下进入烧瓶。
实验说明 ①实验成功的关键：A．装置的_________要好；B．烧瓶要_________；C．氨气要_________。 ②若无胶头滴管引发喷泉，可采用_________法或_________法引发喷泉。
考点1 喷泉产生的原因
喷泉产生的原因是烧瓶内外形成压强差，由于烧瓶内气体的压强_________烧瓶外的压强，所以液体会被压入烧瓶内形成喷泉。
(1)如图甲(或乙)烧瓶内的气体极易溶于水(或易与溶液中的溶质发生化学反应)，从而使烧瓶内压强迅速_________，在大气压作用下，烧杯中的液体迅速向上流动，从而形成喷泉。
(2)如图丙锥形瓶内发生化学反应，产生气体，从而使锥形瓶内压强迅速_________，促使锥形瓶内液体迅速向上流动，形成喷泉。
考点2 常见能形成喷泉的物质组合
气体 HCl NH3 CO2、Cl2、SO2、H2S、NO2 NO2与O2
吸收剂 水或NaOH溶液 水或盐酸 NaOH溶液 水
变式1 变试剂
【例1】用充有NH3的烧瓶进行“喷泉实验”，装置及现象如下图。下列关于该实验的分析正确的是( )
A．产生“喷泉”证明NH3与H2O发生了反应
B．无色溶液变红证明NH3极易溶于水
C．红色溶液中存在含有离子键的含氮微粒
D．加热红色溶液可观察到红色变浅或褪去
【强化训练1-1】中学实验中，通常利用如图所示的装置进行喷泉实验，来验证气体的“溶解性”，下列有关说法不正确的是( )
A．用滴管加入液体后，由于气体的“溶解”，使瓶内压强减小，导致瓶内压强小于外界压强，从而形成喷泉
B．选用合适的溶液，CO2也能用于做喷泉实验
C．HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D．用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验，烧瓶中将充满稀硝酸
【强化训练1-2】喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体－溶液，能出现喷泉现象的是( )
气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀H2SO4
D CO2 饱和NaHCO3溶液
变式2 变装置
喷泉实验是中学化学的重要实验，其本质是形成压强差而引发液体上喷，以教材中的装置(发散源)可设计如图所示多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷或冷敷、生成气体等)来形成喷泉。
装置(Ⅰ)向集气瓶通入少量空气，将少量水压入烧瓶，导致大量氨溶解，形成喷泉。装置(Ⅱ)省去了胶头滴管，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨与水接触，即发生喷泉(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶中，瓶内氨溶于水)。装置(Ⅲ)在水槽中加入能使水温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(Ⅳ)向烧瓶中通入一定量的H2S和SO2，现象为有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液上喷形成喷泉。装置(Ⅴ)打开①处的止水夹并向烧瓶中缓慢通入等体积的HCl气体后关闭该止水夹，等充分反应后再打开②处的止水夹，观察到先有白烟产生，后产生喷泉。装置(Ⅵ)中，挤压胶头滴管，然后打开导管上部的两个活塞，则在右面烧瓶出现喷烟现象，再打开导管下部活塞，则可产生双喷泉。
【例2】如图是某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
【强化训练2-1】喷泉是一种常见的现象，其产生原因是存在压强差。下面是某同学设计的四个不同的喷泉装置，则下列说法不正确的是( )
A．若向图1烧瓶中充满HI(与HCl水溶性相似)气体，烧杯和胶头滴管中加入AgNO3溶液，则挤压胶头滴管可以产生黄色喷泉
B．若向图2锥形瓶中加水，烧瓶中充满NH3，引发喷泉的操作是捂热上方的圆底烧瓶
C．向图3装置的水槽中加入冰块或慢慢滴入浓硫酸都可以形成喷泉
D．图4所示的装置，若要在该装置中产生双喷现象，其操作方法可以是关闭活塞c，打开活塞a、b，再挤压胶头滴管，当产生大量的白烟时，再打开活塞c
【强化训练2-2】某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。
(1)在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是________(填字母)。
A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO3与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是_________________________________。
(2)在图示锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也可产生喷泉。水槽中加入的物质可以是________(填字母)。
A．浓硫酸 B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是______________________________。
实验2 铵盐的性质
1．铵盐(NH)的检验
实验装置 [三支试管中分别盛有少量NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液]
实验原理 _____________ _______，通过NH3使湿润的红色石蕊试纸变_________来检验NH
实验用品 NH4Cl溶液、NH4NO3溶液、(NH4)2SO4溶液、红色石蕊试纸、NaOH溶液、蒸馏水；试管、胶头滴管。
实验步骤 在NH4Cl溶液、NH4NO3溶液和(NH4)2SO4溶液的三支试管中分别加入NaOH溶液并加热(注意通风)，用镊子夹住一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象，分析产生现象的原因，写出反应的离子方程式。
实验现象 三支试管都能产生能使湿润的红色石蕊试纸变_________的_________气体
实验结论 铵盐与强碱反应生成了氨气
实验说明 实验室中，常利用铵盐与强碱反应产生氨这一性质来检验铵根离子的存在和制取氨
2．铵盐(NH)的检验方法
向铵盐溶液中加入_________溶液，加热，产生_________气体，用_________的_________石蕊试纸检验，试纸变_________。
考点1 铵盐的化学性质
通性 与盐反应 NH4Cl＋AgNO3＝NH4NO3＋AgCl↓
与酸反应 NH4HCO3＋HCl＝NH4Cl＋CO2↑＋H2O
与碱反应 NH4Cl＋NaOH＝NH3·H2O＋NaCl NH4NO3＋NaOHNaNO3＋NH3↑＋H2O
不稳定性 挥发酸铵盐 NH4ClNH3↑＋HCl↑
不稳定酸铵盐 NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
氧化性酸铵盐 温度不同产物各异：NH4NO3N2O↑＋2H2O NH4NO32HNO3＋4N2↑＋9H2O 2NH4NO32N2↑＋O2↑＋4H2O
考点2 铵盐(NH)的检验
原理 NH＋OH－NH3↑+H2O
答题模板 操作 取少许溶液于试管中，再加入_________溶液，加热，试管口放湿润的_________试纸
现象 若红色石蕊试纸变_________色
结论 则溶液中含有NH
变式1 变考法
固体中NH4+的检验方法是取样溶解，加入浓氢氧化钠溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝说明原固体含有NH4+。
【例1】检验铵盐的一般方法是将待测物取少许置于试管中，然后( )
A．加水溶解后，再滴入酚酞溶液
B．加强碱溶液加热后，用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验
C．加入强酸溶液加热后，再滴入酚酞溶液
D．加入强碱溶液加热后，再滴入酚酞溶液
【强化训练1-1】试管中盛有少量白色固体，可能是铵盐，检验的方法是( )
A．加水，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
B．加氢氧化钠溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
C．加氢氧化钠溶液，加热，滴入酚酞溶液
D．加氢氧化钠溶液，加热，滴入石蕊溶液
【强化训练1-2】能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热) ( )
A．Ba(OH)2溶液 B．NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(NO3)2溶液
变式2 变装置
【例2】某同学进行如下实验：
实验步骤 实验现象
Ⅰ 将NH4Cl固体加入试管中，并将湿润的pH试纸置于试管口，试管口略向下倾斜，对试管底部进行加热 试纸颜色变化：黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2)；试管中部有白色固体附着
Ⅱ 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化：黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是( )
A．根据Ⅰ中试纸变蓝，说明NH4Cl发生了分解反应
B．根据Ⅰ中试纸颜色变化，说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C．Ⅰ中试纸变成红色，是由于NH4Cl水解造成的
D．根据试管中部有白色固体附着，说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
【强化训练2-1】“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于如图三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是( )
A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体
B．加热时，②中溶液变红，冷却后又变为无色
C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现SO2的漂白性
D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应
【强化训练2-2】某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨，并检验氨的生成。Y形管左侧支管中盛有NH4Cl与NaNO2的混合溶液，加热后生成N2及少量NH3。下列有关描述不正确的是( )
A．实验时，点燃a处酒精灯一段时间后，再点燃c处酒精喷灯
B．b处装置可用盛有碱石灰的U形管代替
C．硬质玻璃管中的石棉可以增大混合气体与铁粉的接触面积
D．若d处锥形瓶中溶液变红，则说明硬质玻璃管中有NH3生成
实验3 氨气的制备
考点1 氨气的实验室制法
1．反应原理：利用复分解反应强碱制弱碱
实验室用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气：_____________________________________________。
2．药品的选择：
①铵盐：制取NH3时，一般用NH4Cl而不用NH4NO3、(NH4)2SO4或(NH4)2CO3，原因如下：
铵盐 不选用的理由
NH4NO3 受热分解，会发生爆炸，不安全
(NH4)2SO4 与Ca(OH)2反应时生成CaSO4，反应物呈块状，不利于NH3逸出，且反应后试管难清洗
(NH4)2CO3 受热分解会产生CO2，使收集到的NH3不纯
②碱：一般用熟石灰，不用NaOH或KOH，因为NaOH或KOH易吸水结块，而且加热时对玻璃仪器腐蚀性较强。
3．实验装置
(1)制取装置：固－固反应加热装置(同制O2)
①发生装置的试管口略向下倾斜；
②加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
(2)净化装置——用碱石灰(或固体NaOH、固体CaO)干燥除水
注意：不能用浓H2SO4、CaCl2干燥，CaCl2与NH3反应：CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3。
(3)收集方法：__________________收集。
收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。由于氨气的密度比空气小，因此收集氨气时，导管应插入接近试管的底部。
(4)验满方法：
①用湿润的红色石蕊试纸放置在试管口附近，若变_________，说明已经收集满。　　
②用蘸取浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有_________生成，说明已经收集满。
(5)尾气处理：多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用__________________浸湿的棉花球)，以避免污染空气。但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有：
考点2 氨气的简易制法
方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置
加热浓氨水 氨水具有_________和_________，受热_________。 化学方程式为___________________________
将浓氨水滴入固体NaOH中 NaOH溶于水_________，促使氨水分解。且OH－浓度的增大有利于NH3的生成
将浓氨水滴入固体CaO或碱石灰中 CaO与水反应，使_________减少；反应_________，促使氨水分解。化学方程式为_____________________________
变式1 变考法
【例1】实验室采用如图装置制取氨气，正确的是( )
A B C D
生成NH3 干燥NH3 收集NH3并验满 吸收多余NH3
【强化训练1-1】实验室制取NH3时，下列装置能达到相应实验目的的是( )
【强化训练1-2】实验室制取氨并验证其化学性质和用途，图中装置对应的说法正确的是( )
A．可利用装置甲制取大量氨
B．可利用装置乙干燥氨
C．根据装置丙的原理和现象，可用浓氨水检验氯气管道是否漏气
D．利用装置丁可吸收氨气并防倒吸
变式2 变装置
4．某实验小组设计实验制备氨气并探究其性质，装置如图所示。
回答下列问题：
(1)写出A装置中化学方程式： 。
(2)试剂X、Y依次宜选择 (填标号)。
a．碱石灰、五氧化二磷 b．氯化钙、碱石灰 c．碱石灰、碱石灰 d．五氧化二磷、氯化钙
(3)C装置收集NH3的方法是 。E装置中倒置漏斗的作用是 。
【强化训练2-1】某课外活动小组在实验室用如图所示装置快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净的氮气，请回答。
(1)写出用生石灰和浓氨水反应制取氨的化学方程式：__________________________________。
(2)实验进行一段时间，观察到硬质玻璃管内黑色氧化铜粉末变为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管口处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：__________________________________，这个反应说明氨具有______(填字母)。
A．碱性 B．还原性 C．氧化性 D．不稳定性
(3)洗气瓶中浓硫酸的主要作用是_________________，但也可能存在的安全隐患是_________________。
(4)装置E的作用是____________________________，装置F的作用_______________________，E中的碱石灰_________(填“能”或“不能”)换成CaCl2。
【强化训练2-2】同学们设计了如图所示实验装置(部分夹持装置省略)制取干燥的氨气并探究的还原性。
请回答下列问题：
(1)组装好实验装置后，开始实验前需要进行的操作是 。
(2)写出装置甲中氯化铵和熟石灰反应的化学方程式： 。
(3)装置乙的U形管中盛放的试剂可以是 (填试剂名称)。装置丙用于收集，应将导管 (填“a”或“b”)延长至集气瓶底部。
(4)实验过程中当观察到 (填实验现象)时，可说明具有还原性。
(5)装置戊中盛放无水硫酸铜的仪器名称为 ；实验过程中可观察到无水硫酸铜变蓝，从装置戊出口处收集到的气体中可检测出一种相对分子质量为28的气体单质。请根据相关信息写出和CuO在加热时反应的化学方程式： 。
(6)为了使整个实验更加合理、环保，某同学建议在装置戊后面增加一组装置，下列装置能达到目的的是 (填序号)。
A B C D
实验4 硝酸的性质
实验装置
实验原理 Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
实验用品 浓硝酸、稀硝酸、铜丝、氢氧化钠溶液；烧杯、试管、橡胶塞、酒精灯、铁架台。
实验步骤 如图所示，在橡胶塞侧面挖一个凹槽，并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸，用橡胶塞塞住试管口，使铜丝与硝酸接触。观察并比较实验现象。向上拉铜丝，终止反应。
实验现象 ①装浓硝酸的试管中铜丝溶解，产生_______色气体，溶液逐渐变_______，铜丝逐渐________。 ②装稀硝酸的试管中铜丝溶解，试管内开始产生少量_________色气体，反应逐渐加快，气体在试管上部变为_________色，溶液逐渐变_________，铜丝逐渐_________。
实验结论 浓HNO3与金属铜反应生成_________，稀HNO3与金属铜反应生成_________，浓HNO3的氧化性_________。
实验说明 ①硝酸几乎能与绝大多数金属(除Au、Pt外)反应，生成高价态金属的硝酸盐，本身一般被还原为NO2或NO。 ②常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。 ③浓硝酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为 NO2。
考点1 硝酸的强氧化性
1．浓硝酸、稀硝酸与铜反应的化学方程式分别为：____________________________________；____________________________________。
实验结论：浓HNO3与金属铜反应生成_________，稀HNO3与金属铜反应生成_________，浓HNO3的氧化性_________。
2．热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。如：C＋4HNO3(浓) _____________________________。
3．硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如SO2、FeO、Fe2＋、Br－、I－、S2－、SO等均能被硝酸氧化。
考点2 钝化
常温下，铁、铝的表面被_________或_________氧化，生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。所以常温下可以用铁或铝制容器来盛装_________或_________。当_________时，铁、铝会与浓HNO3或浓H2SO4发生反应。
变式1 变考法
1．硝酸与金属的反应
(1)除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。
(2)活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同。
(3)常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。
2．硝酸与非金属的反应
非金属单质＋浓硝酸→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O。
3．硝酸与还原性化合物的反应
可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO等均能被HNO3氧化。
【例1】下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )
① ② ③
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【强化训练1-1】用如图所示装置进行实验(①②③是浸有相应试剂的棉花)，下列分析错误的是( )
A．铜丝与浓硝酸反应，具支试管中充满红棕色气体
B．①处浸有紫色石蕊试液的棉花变红
C．②处棉花颜色变深体现了NO2的氧化性
D．NaOH吸收尾气是氧化还原反应
【强化训练1-2】某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示：
实验1 实验2
①③中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生 ⑥中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生
下列说法错误的是( )
A．稀硝酸一定被还原为NO2
B．②中溶液存在：2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(NO)＋c(OH－)
C．由上述实验得出结论：常温下，Cu可以与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应
D．③⑥中反应的离子方程式：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
变式2 变考法
【例2】一定温度下，探究铜与稀硝酸反应的过程如下：
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
B．步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水，使c(HNO3)增大
C．由实验可知，NO2对该反应具有催化作用
D．当活塞不再移动时，再抽入空气，铜可以继续溶解
【强化训练2-1】铜与足量浓硝酸反应的装置如下图所示，下列说法错误的是( )
A．具支试管A中会出现红棕色气体，溶液呈绿色
B．装置B的作用是缓冲气流并收集NO2
C．该反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
D．烧杯中反应的离子方程式为2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O
【强化训练2-2】某兴趣小组设计实验验证铜与浓硝酸、稀硝酸的反应，装置如图所示(夹持装置未画出)：
实验一：验证铜与浓硝酸的反应
按图示连接好装置，_______后，装入药品，关闭K2、K3，打开K1，一段时间后，再关闭K1，打开K2，加入足量的浓HNO3。
实验二：验证铜与稀硝酸的反应
待装置B中反应完全后……
回答下列有关问题：
(1)实验一中的横线上应填入的内容是 ；装置B中装浓硝酸的仪器名称是 。
(2)实验一中“关闭K2、K3，打开K1”的目的是
(3)装置B中发生反应的离子方程式为
(4)实验二的后续操作顺序为 (填标号)，打开止水夹后装置C的具支试管中的现象为 。
a．打开止水夹 b．打开K1 c．打开K3，加入蒸馏水 d．关闭K1 e．插入铜丝。
(5)实验结束后，有同学观察到装置B中溶液呈绿色，装置C中溶液呈蓝色。小组同学认为颜色不同的原因可能如下：
猜想1：硝酸铜溶液的物质的量浓度不同，溶液颜色不同，浓度小时呈蓝色，浓度大时呈绿色。
猜想2：NO2溶解在硝酸铜溶液中，导致溶液颜色不同。
继续实验，打开K1，一段时间后，装置B中溶液变为蓝色，说明 可能成立，请设计实验验证另一猜想的可能性： 。
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