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第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第2课时 氨和铵盐
1. 下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是（ ）。
①医学上常用液氮作冷冻剂，是利用了氮气化学性质的不活泼性
②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气
③向溶液中滴加稀盐酸无明显的变化
④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气
A. ①③ B. ①② C. ①②③ D. ①②③④
2. 硫酸铵为无色结晶或白色颗粒，无气味，溶于水，不溶于乙醇和丙酮。其在一定温度下分解的化学方程式为，下列说法正确的是（ ）。
A. 将分解产生的混合气体，通到酸性溶液中，涉及氧化还原反应的离子方程式为
B. 将分解产生的混合气体，通到溶液中不能产生白色沉淀
C. 将分解产生的混合气体，用足量的浓硫酸充分吸收后，可以收集到纯净的
D. 将分解产生的混合气体，用水充分吸收，生成物中
3. 用如图装置(夹持装置已略去)进行制备及性质实验，下列说法不正确的是（ ）。
A. 甲中制备利用了的分解反应，丁也可以用于制备氨气
B. 乙中的集气瓶内a导管短、b导管长
C. 不能将丙中的换成食用油
D. 向收集好的中通入少量，可能观察到白烟
4. 化学工业中既是重要产品，又是重要的原料。下列说法正确的是（ ）。
A. 侯氏制碱的原理可表示为：
B. 、在一定条件下制备高效氨肥尿素，是氧化还原反应
C. 氨气在催化剂作用下与反应制得NO，NO还原产物
D. 合成氨反应是人工固氨过程中的关键第一步
5. NH3易液化，能与多种物质发生反应。将金属钠投入液氨中有H2产生，NH3可与酸反应制得铵盐，可通过催化氧化生产HNO3，下列说法正确的是（ ）。
A. 因为液NH3具有碱性，所以可用作制冷剂
B. 工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3是人工固氮的过程
C. 金属钠与液氨反应体现了NH3的氧化性
D. 实验室可以用右图装置与药品制备NH3
6. 下列选项物质间转化不能一步实现的是（ ）。
A. Al3+[Al(OH)4]- B. NH3N2
C. NO2NO D. NH3NH4HSO4
7. 实验室在如图所示装置（夹持和搅拌装置已省略）中制备。当溶液pH为8.0～9.0时，停止通入，即可制得产品。下列说法不正确的是（ ）。
已知：酚酞试剂在pH＜8.2时为无色，8.2＜pH＜10时为浅红色，pH＞10时为红色，
A. 是酸式盐，水溶液呈酸性
B. 若实验中出现倒吸现象，应及时关闭、打开
C. 若不选用pH传感器，也可用酚酞试剂代替
D. 若通入过多，将导致产物主要为
8. 某化学自主实验小组通过实验探究、的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究能否被还原（、止水夹，夹持固定装置略去）。
（1）写出装浓氨水的仪器名称_______。
（2）A装置中制取的化学方程式是_____________，实验室用两种固体混合加热制氮气的方程式是______________。
（3）E装置中制取的离子方程式__________。
（4）若能够被还原，预期C装置中能观察到的现象是_________。
探究Ⅱ：用下列装置探究、混合气体的喷泉实验。
（5）请在G装置中的虚线上描出导管实线图_________。
（6）G装置中浓硫酸有三种作用：混合、气体；干燥、；__________。
（7）将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为______（标准状况下，保留两位有效数字）。
9. 碱式氯化铜为绿色或墨绿色的结晶性粉末，难溶于水，可溶于稀酸和氨水，在空气中能够稳定存在。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。
向溶液中通入，同时滴加稀盐酸，调节至，控制反应温度于70~80℃，实验装置如题图所示(部分夹持装置已省略)。
（1）仪器的作用是___________。
（2）实验室利用装置制备，圆底烧瓶中盛放的固体药品可能是___________。
（3）反应过程中，需控制稀盐酸不能过量的原因是___________。
（4）反应结束后，将装置A中反应容器内的混合物过滤，经提纯得产品无水碱式氯化铜；从滤液中还可以获得的副产品是___________(填化学式)。
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。
（5）称取少量产品，加稀硝酸溶解，得到待测液。
①取待测液，加入足量的氢氧化钠，经过滤，洗涤，低温烘干，称量得到的蓝色固体质量为。
②取待测液，加入溶液，完全沉淀时消耗溶液的体积为。
则无水碱式氯化铜的化学式是___________(写出计算过程)。
10. 工业及汽车尾气已成为城市空气的主要污染源，研究其反应机理对于环境治理有重要意义。
（1）硝酸厂尾气可以回收制备硝酸。已知：
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)
②3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g)
4NO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=4HNO3(g)
（2）液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图所示。
①该脱硝过程的总反应的化学方程式为___________。
②反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为___________。
③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示。当＞1.0时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是___________。
（3）碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法。
NO2被Na2CO3溶液吸收生成的三种盐分别是NaNO2、NaNO3和___________。(填化学式)
（4）NSR (NOx储存还原)可有效减少氮氧化物排放。工作原理：通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，如图所示。
若汽车所用的油品含硫量较高，BaO吸收NOx的能力下降至很低水平，结合化学方程式解释原因___________。第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第2课时 氨和铵盐
1. 下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是（ ）。
①医学上常用液氮作冷冻剂，是利用了氮气化学性质的不活泼性
②铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气
③向溶液中滴加稀盐酸无明显的变化
④实验室加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气
A. ①③ B. ①② C. ①②③ D. ①②③④
【答案】D
【解析】①液氮气化时吸收大量的热，使周围温度降低，因此医学上常用液氮作冷冻剂，故①错误；②铵盐都不稳定，受热分解不一定都生成氨气，比如硝酸铵受热分解没有氨气生成，故②错误；③向溶液中滴加稀盐酸，会发生氧化还原反应，有无色气泡产生，无色气体变为红棕色，故③错误；④加热氯化铵固体生成氨气和氯化氢，氯化氢和氨气在试管口变为氯化铵，因此不能用加热氯化铵的方法制备氨气，故④错误；因此①②③④错误；故D错误。
综上所述，答案为D。
2. 硫酸铵为无色结晶或白色颗粒，无气味，溶于水，不溶于乙醇和丙酮。其在一定温度下分解的化学方程式为，下列说法正确的是（ ）。
A. 将分解产生的混合气体，通到酸性溶液中，涉及氧化还原反应的离子方程式为
B. 将分解产生的混合气体，通到溶液中不能产生白色沉淀
C. 将分解产生的混合气体，用足量的浓硫酸充分吸收后，可以收集到纯净的
D. 将分解产生的混合气体，用水充分吸收，生成物中
【答案】A
【解析】A．生成二氧化硫具有还原性，能被高锰酸钾氧化为硫酸根离子，同时生成锰离子，A正确；B．分解产生的气体通入水中可以生成亚硫酸铵，亚硫酸铵可以与氯化钡溶液反应生成白色的BaSO3沉淀，B错误；C．浓硫酸不能吸收SO2，故收集到的气体中含有SO2和N2，C错误；D．将分解产生的混合气体，用水充分吸收，铵根离子物质的量和二氧化硫物质的量为4∶3，结合元素守恒计算生成物中n［（NH4）2SO3］∶n（NH4HSO3）＝1∶2，，D错误。
3. 用如图装置(夹持装置已略去)进行制备及性质实验，下列说法不正确的是（ ）。
A. 甲中制备利用了的分解反应，丁也可以用于制备氨气
B. 乙中的集气瓶内a导管短、b导管长
C. 不能将丙中的换成食用油
D. 向收集好的中通入少量，可能观察到白烟
【答案】A
【解析】该实验制备氨气利用碱石灰溶于水放热使氨水分解，氨气极易溶于水，不宜用排水法收集，其密度比空气小，可用排空气法收集。A．直接加热氯化铵会有类似升华现象在烧瓶口或导管内生成氯化铵，不能制备氨气，A错误；B．氨气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，故乙中的集气瓶内a导管短、b导管长，B正确；C．因为食用油的密度比水小，食用油在上层，故将四氯化碳换成食用油后不能防止倒吸，C正确；D．氨气与氯气反应可以生成氯化铵固体，产生大量白烟，D正确；故选A。
4. 化学工业中既是重要产品，又是重要的原料。下列说法正确的是（ ）。
A. 侯氏制碱的原理可表示为：
B. 、在一定条件下制备高效氨肥尿素，是氧化还原反应
C. 氨气在催化剂作用下与反应制得NO，NO还原产物
D. 合成氨反应是人工固氨过程中的关键第一步
【答案】D
【解析】A．侯氏制碱法应该先通氨气，再通入二氧化碳，这样才能提高二氧化碳的溶解能力，提高产率，A错误；B．、在一定条件下制备高效氨肥尿素，没有化合价的变化，不是氧化还原反应，B错误；C．氨气在催化剂作用下与反应制得NO，氮元素化合价升高，NO是氧化产物，C错误；D．合成氨反应是人工固氨过程中的关键第一步，D正确；故选D。
5. NH3易液化，能与多种物质发生反应。将金属钠投入液氨中有H2产生，NH3可与酸反应制得铵盐，可通过催化氧化生产HNO3，下列说法正确的是（ ）。
A. 因为液NH3具有碱性，所以可用作制冷剂
B. 工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3是人工固氮的过程
C. 金属钠与液氨反应体现了NH3的氧化性
D. 实验室可以用右图装置与药品制备NH3
【答案】C
【解析】A．氨气易液化，所以可用作制冷剂，A错误；B．固氮是游离态转变为化合态的氮，B错误；C．金属钠具有强的还原性，液氨和钠反应体现了NH3的氧化性，C正确；D．氯化铵受热分解产生氨气和氯化氢，但在试管口遇冷化合重新生成氯化铵固体，容易堵塞导管，不可用于制取氨气，D错误； 故选C。
6. 下列选项物质间转化不能一步实现的是（ ）。
A. Al3+[Al(OH)4]- B. NH3N2
C. NO2NO D. NH3NH4HSO4
【答案】A
【解析】A．Al3+与氨水反应生成Al(OH)3，氨水显弱碱性，Al(OH)3不溶于弱碱，所以不能生成[Al(OH)4]-，A符合题意；B．NH3中的N元素显-3价，NO2中的N元素显+4价，N2中的N元素显0价，0介于-3和+4之间，发生归中反应可以实现一步实现，B不符合题意；C．NO2通入水中，发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO，C不符合题意；D．NH3与足量硫酸反应，可以生成NH4HSO4，D不符合题意；答案选A。
7. 实验室在如图所示装置（夹持和搅拌装置已省略）中制备。当溶液pH为8.0～9.0时，停止通入，即可制得产品。下列说法不正确的是（ ）。
已知：酚酞试剂在pH＜8.2时为无色，8.2＜pH＜10时为浅红色，pH＞10时为红色，
A. 是酸式盐，水溶液呈酸性
B. 若实验中出现倒吸现象，应及时关闭、打开
C. 若不选用pH传感器，也可用酚酞试剂代替
D. 若通入过多，将导致产物主要为
【答案】A
【解析】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵[(NH4)2HPO4]，实验原理为2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4]，结合相关实验基础知识分析解答问题。A．由题意可知，当pH为8.0~9.0时，可制得(NH4)2HPO4，说明(NH4)2HPO4溶液显碱性，A错误；B．由于NH3极易溶于水，因此可选择打开活塞K2以平衡气压，防止发生倒吸，所以实验过程中，当出现倒吸现象时，应及时关闭K1，打开K2，B正确；C．由题意可知，当pH为8.0~9.0时，可制得(NH4)2HPO4，说明(NH4)2HPO4溶液显碱性，因此若不选用pH传感器，还可以选用酚酞作指示剂，C正确；
D．若通入过多NH3，(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4，D正确；故选A。
8. 某化学自主实验小组通过实验探究、的性质。
探究Ⅰ：利用如图所示装置探究能否被还原（、止水夹，夹持固定装置略去）。
（1）写出装浓氨水的仪器名称_______。
（2）A装置中制取的化学方程式是_____________，实验室用两种固体混合加热制氮气的方程式是______________。
（3）E装置中制取的离子方程式__________。
（4）若能够被还原，预期C装置中能观察到的现象是_________。
探究Ⅱ：用下列装置探究、混合气体的喷泉实验。
（5）请在G装置中的虚线上描出导管实线图_________。
（6）G装置中浓硫酸有三种作用：混合、气体；干燥、；__________。
（7）将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量浓度为______（标准状况下，保留两位有效数字）。
【答案】（1）分液漏斗 （2）① ② （3）
（4）混合气体颜色变浅 （5） （6）观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例 （7）0.036
【解析】探究Ⅰ：A装置用于制备氨气，B装置用于干燥氨气，E装置用于制备NO2，D装置用于干燥NO2，C装置中氨气和NO2发生反应；探究Ⅱ：F装置用于制取氧气，H装置用于制取NO2，G装置用于混合NO2、O2气体，干燥NO2、O2，并观察气泡的速率，以便于控制混合气体的比例，圆底烧瓶用于收集NO2、O2气体。
【小问1详解】根据仪器构造可知，装浓氨水的仪器为分液漏斗。
【小问2详解】浓氨水和生石灰发生的化学反应方程式为。实验室还可以用氯化铵和氢氧化钙两种固体混合加热制氮气，方程式是。
【小问3详解】铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的离子方程式为：。
【小问4详解】若能够被还原，则在装置C中发生的反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O，随着红棕色的NO2被消耗，装置C中混合气体的颜色逐渐变浅。
【小问5详解】氧气和二氧化氮的密度均比空气密度大，应用向上排空气法收集，故应进气管短，出气管长，故G装置中的虚线上描出导管实线图为：。
【小问6详解】G装置中浓硫酸有三种作用：除了混合NO2、O2气体、干燥NO2、O2以外，还有观察气泡的速率，以便于控制混合气体的比例。
【小问7详解】烧瓶中充满溶液，反应4NO2+O2+2H2O = 4HNO3恰好发生， HNO3的物质的量等于NO2的物质的量，溶液体积等于NO2和O2的总体积，设烧瓶总体积为5L，则NO2的体积为4L，物质的量为，溶液的体积为5L，硝酸的物质的量浓度为：=0.036mol/L。
9. 碱式氯化铜为绿色或墨绿色的结晶性粉末，难溶于水，可溶于稀酸和氨水，在空气中能够稳定存在。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。
向溶液中通入，同时滴加稀盐酸，调节至，控制反应温度于70~80℃，实验装置如题图所示(部分夹持装置已省略)。
（1）仪器的作用是___________。
（2）实验室利用装置制备，圆底烧瓶中盛放的固体药品可能是___________。
（3）反应过程中，需控制稀盐酸不能过量的原因是___________。
（4）反应结束后，将装置A中反应容器内的混合物过滤，经提纯得产品无水碱式氯化铜；从滤液中还可以获得的副产品是___________(填化学式)。
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。
（5）称取少量产品，加稀硝酸溶解，得到待测液。
①取待测液，加入足量的氢氧化钠，经过滤，洗涤，低温烘干，称量得到的蓝色固体质量为。
②取待测液，加入溶液，完全沉淀时消耗溶液的体积为。
则无水碱式氯化铜的化学式是___________(写出计算过程)。
【答案】（1）防倒吸 （2）或或碱石灰
（3）产品碱式氯化铜会溶于过量的稀盐酸中，影响产率(答案合理即可)
（4） （5）n(Cu2+)=n[Cu(OH)2]=，n(Cl-)=n(Ag+)=0.400mol/L×30.00 ×10-3L=0.012mol，根据电荷守恒，n(OH-)=0.024mol×2-0.012mol=0.036mol，x:y:z=2:3:1，所以无水碱式氯化铜的化学式是Cu2(OH)3Cl
【解析】
【分析】氨气采用固液常温型，加入氧化钙或者氢氧化钠遇水放热促进氨气的挥发，b可以防止氨气倒吸，向CuCl2溶液中通入NH3，同时滴加稀盐酸，调节pH至5.0~5.5，控制反应温度于70~ 80℃，模拟制备碱式氯化铜，然后进行滴定测含量，据此回答。
【小问1详解】NH3极易溶于水，仪器b的作用是防倒吸；
【小问2详解】根据分析可知，圆底烧瓶中盛放的固体药品可能是NaOH或CaO或碱石灰，遇水放热促进氨气的挥发；
【小问3详解】反应过程中，需控制稀盐酸不能过量的原因是：产品碱式氯化铜会溶于过量的稀盐酸中，影响产率；
【小问4详解】该反应为氯化铜、氨气和盐酸反应，部分氨气会和盐酸反应生成氯化铵，作为副产物；
【小问5详解】n(Cu2+)=n[Cu(OH)2]=，n(Cl-)=n(Ag+)=0.400mol/L×30.00 ×10-3L=0.012mol，根据电荷守恒，n(OH-)=0.024mol×2-0.012mol=0.036mol，x:y:z=2:3:1，所以无水碱式氯化铜的化学式是Cu2(OH)3Cl。
10. 工业及汽车尾气已成为城市空气的主要污染源，研究其反应机理对于环境治理有重要意义。
（1）硝酸厂尾气可以回收制备硝酸。已知：
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)
②3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g)
4NO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=4HNO3(g)
（2）液氨催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。使用Fe2O3为催化剂，可能的反应过程如图所示。
①该脱硝过程的总反应的化学方程式为___________。
②反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为___________。
③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示。当＞1.0时，烟气中NO含量反而增大，主要原因是___________。
（3）碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法。
NO2被Na2CO3溶液吸收生成的三种盐分别是NaNO2、NaNO3和___________。(填化学式)
（4）NSR (NOx储存还原)可有效减少氮氧化物排放。工作原理：通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原，如图所示。
若汽车所用的油品含硫量较高，BaO吸收NOx的能力下降至很低水平，结合化学方程式解释原因___________。
【答案】（2）①4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O ②Fe3+与NH3反应生成H+和中间产物Fe2+－NH2，而后Fe2+－NH2吸收NO生成N2和H2O，并生成Fe2+与H+进入下一个循环 ③NH3被氧化生成NO，造成NO含量增大 （3）NaHCO3 （4）油品中硫元素被氧化为SO2，2BaO+2SO2+O2=2BaSO4，BaSO4较稳定，难分解，也难与NOx反应
【解析】（2）①根据流程图可知：反应物为NH3、NO、O2，生成物为N2、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可知反应的化学方程式为：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；②根据图示可知：在反应过程图中，虚线方框里的过程可描述为：Fe3+与NH3反应生成H+和中间产物Fe2+－NH2，而后Fe2+－NH2吸收NO生成N2和H2O，并且生成Fe2+与H+进入下一个循环中；③氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时只改变氨气的投放量，NO的百分含量与氨氮比的关系如图所示。当当＞1.0时，烟气中NO含量反而增大，这其中的主要原因是NH3被氧化生成NO，造成NO含量增大；（3）Na2CO3在溶液中有少量与水反应产生NaHCO3、NaOH，NaOH与NO2在溶液中反应产生NaNO3、NaNO2和H2O，因此NO2被Na2CO3溶液吸收生成的三种盐，它们分别是NaNO2、NaNO3和NaHCO3；（4）根据图示可知：在储存中，NO、O2在Pt催化下与BaO反应转化为Ba(NO3)2；在还原中Ba(NO3)2与还原性气体反应，转化为N2、H2O释放出来，若若汽车所用的油品含硫量较高，油品中硫元素被氧化为SO2，然后发生反应2BaO+2SO2+O2=2BaSO4，反应产生的BaSO4性质较稳定，难分解，也难与NOx反应，导致BaO吸收NOx的能力下降至很低水平。

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