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2026人教版高中化学必修第二册
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
基础过关练
题组一　氨气和氨水的性质
1.(2025北京首都师大附中月考)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,立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象的解释不正确的是(　　)
实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸挥发出来的HCl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 氯化物溶液中有红褐色沉淀 该溶液中一定有FeCl3
D 干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝 NH3溶于水,使溶液显碱性
2.(2025浙江杭州师大附中月考)氨能被氧气氧化,经一系列反应得到硝酸。分析如图实验,所得结论错误的是(　　)
A.浓氨水具有挥发性
B.浓氨水中含有NH3·H2O
C.若Pt丝始终保持红热,则说明氨与氧气的反应放出热量
D.三颈烧瓶内有少量红棕色气体出现,其中反应为4NH3+7O2 4NO2+6H2O
题组二　铵盐的性质与N的检验
3.(2025河北保定月考)关于铵盐的叙述:①绝大多数铵盐易溶于水;②铵盐中氮元素均为-3价;③铵盐受热易分解,分解产物均有NH3;④铵盐都只能跟碱反应,不能跟酸反应;⑤铵态氮肥不宜跟碱性物质如草木灰混合施用。其中正确的是(　　)
A.①②③④⑤　　　　　　B.③④⑤
C.①③⑤　　　　　 　D.①⑤
4.(教材习题改编)只用一种试剂,将Na2CO3、(NH4)2CO3、NH4Cl、AlCl3、NaCl五种物质的溶液区分开,这种试剂是(可给溶液适当加热)(　　)
A.BaCl2溶液　　　　　 　B.AgNO3溶液
C.Ba(OH)2溶液　　　　 　　D.NaOH溶液
题组三　氨气的制备及性质探究
5.(2025江苏南京期中)实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质,能达到实验目的的是(　　)
A.制备NH3 B.干燥NH3
C.验证氨气具有还原性 D.吸收尾气
6.(2025湖南长沙期中)人类农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料生产,某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。
(1)实验室利用A装置制备NH3的化学方程式为　　　　　　　　　　　,E装置的作用是　　　　　　　。
(2)氨气极易溶于水,下列能用作吸收氨气的装置的是　　　　(填序号)。
　　
(3)实验过程中观察到以下现象,完成表格:
序号 实验现象 实验结论
Ⅰ D装置中无水CuSO4变蓝 反应生成了　　
Ⅱ F装置中收集到无色无味气体,且遇到空气不变色 反应生成了　　
(4)若将A装置与右图中a相连,BaCl2溶液中产生白色沉淀,生成白色沉淀的离子方程式为　　　　　　　　　　,若向a处通入　　　　(填字母),也会产生白色沉淀。
A.Cl2　　　B.NO2　　　C.N2 　　　D.CO2
题组四　喷泉实验
7.(2025天津中学期中)化学研究工作者利用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。实验装置如图1(夹持装置略),关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口,打开b,完成喷泉实验。电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2。
下列关于该实验的说法错误的是(　　)
A.制取氨气时烧瓶中的X固体可以是CaCl2
B.图中C点时喷泉最剧烈
C.若去掉装置中的胶头滴管,采用热敷三颈烧瓶的方法也可产生喷泉现象
D.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为收集的氨气不纯
8.(2025黑龙江黑河月考)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,下列说法不正确的是(　　)
　
　
A.若图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,引发喷泉的操作是打开止水夹,捂热上方的烧瓶
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.若要在图4所示的装置中产生双喷泉现象,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
能力提升练
题组一　氨和铵盐性质的综合考查
1.(2025广东深圳第二实验中学期中)“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是(　　)
①
②
③
A.加热②时溶液变红,冷却后又变为无色
B.②③中都包括溶液褪色的过程,其褪色原理不同
C.加热③时溶液红色褪去,冷却后又变红色,体现SO2的漂白性
D.加热①时,上部汇集了NH4Cl固体,此现象与碘升华实验原理相似
2.(2025江苏苏州一中月考)废水中的氨氮(NH3、N)采用微生物脱氮法、化学沉淀法均可除去,具体原理如下:
①微生物脱氮法:N N N2
②化学沉淀法:向废水中加入含MgCl2、Na3PO4的溶液,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀从而去除氨氮
下列有关说法正确的是(　　)
A.含氨氮的废水直接大量排放,对水体的影响不大
B.微生物脱氮时可在高温下进行,以加快脱氮的速率
C.步骤a发生反应:N+O2 N+H2O+H+
D.化学沉淀法脱氮时,溶液的碱性过强,氨氮的去除率将下降
3.(2025河北保定期中)某海洋生物中的生物酶体系通过促进H+和e-的转移(如a、b和c),将海洋中的N和N转化为N2(如图)。下列说法错误的是(　　)
A.过程Ⅰ中1 mol N转化时转移1 mol电子
B.1 mol NO生成与转化,a和b中消耗H+的量相等
C.过程Ⅲ发生了氧化反应
D.过程Ⅱ的反应为6NO+4N+16H++20e- 6H2O+5N2H4
题组二　以氨气为载体的实验
4.(2025河南濮阳一中月考)侯氏制碱法开创了我国制碱工业大幕,是我国化学工业的重要基石,其制备原理是依据反应:NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl析出碳酸氢钠。下列有关实验装置及原理的说法正确的是(　　)
　
　
A.用装置甲制备氨气时得到氨气的量很少,原因是NH3和HCl遇冷会重新化合
B.用装置乙制备二氧化碳时,因为硫酸是强酸,反应太快,不适合
C.用装置丙制备碳酸氢钠,可以同时通入NH3和CO2,也可以先通入NH3后通入CO2
D.用装置丁分离得到产品NaHCO3,为得到干燥产品,可以采用较高温度的气流干燥
5.(2025山东济宁育才中学月考)实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示(无水CaCl2可用于吸收氨气),下列说法错误的是(　　)
A.装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液
B.装置③中气体呈红棕色
C.装置④中溶液可使紫色石蕊溶液变红,说明有HNO3生成
D.通空气的主要作用是鼓出氨气,空气可用N2代替
6.(2025黑龙江省实验中学月考)水合肼又称水合联氨,广泛用作还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为NaClO+2NH3 N2H4·H2O+NaCl。用如图装置制备水合肼的有关分析正确的是(　　)
A.装置的连接顺序是f→a→b→d→c→e
B.e所在装置中的CCl4可以换成煤油
C.f所在装置可以快速制备氨气
D.操作过程中要快速滴加NaClO溶液
7.(教材深研拓展)某课外活动小组对教材中氨气的催化氧化实验进行了改进,并利用实验生成的产物检验氨的化学性质,实验装置如下(夹持装置略):
实验步骤:①按装置图连接好装置,检查装置的气密性后,装入试剂;
②先点燃C装置中的酒精灯,再点燃A装置中的酒精灯,待F处有连续不断的气泡产生时,点燃B装置中的酒精灯;
③反应一段时间后,熄灭A装置中的酒精灯;
④熄灭B、C装置中的酒精灯。
请回答下列问题:
(1)写出实验室制备NH3的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
(2)写出氨催化氧化的化学方程式:　　　　　　　　　　。
(3)D装置的作用是　　　　。
(4)描述实验过程中D装置和E装置中的现象:
D装置 E装置
点燃A、B、C装置中的酒精灯 　　　 紫色石蕊溶液变红
熄灭A装置中的酒精灯,继续加热B装置中的酒精灯 红棕色慢慢褪去 溶液由红色变为　　　　色
(5)F装置中的试剂是　　　　。
(6)该装置存在一处明显的缺陷,请提出改进意见:　　　　　　　　　　　　　　。
(7)工业上常采用氨氧化法制取HNO3,现有10.0 t NH3,设NH3被氧化后的产物有95%转化为HNO3,最终得到45.0 t溶质质量分数为63%的HNO3溶液,则氨氧化过程中NH3的转化率为　　　　(用百分数表示,结果保留3位有效数字)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即生成氨气。浓盐酸挥发出来的HCl与NH3反应生成NH4Cl固体,产生白烟,A正确;NH3与浓H2SO4反应的化学方程式为2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4,因浓硫酸难挥发,无明显现象,B错误;NH3遇到氯化物溶液生成红褐色Fe(OH)3沉淀,说明原氯化物中有Fe3+,C正确;干燥的红色石蕊试纸不变色,而湿润的红色石蕊试纸变蓝,可说明NH3溶于水,使溶液呈碱性,D正确。
2.D　浓氨水具有挥发性,在空气存在的条件下挥发出的氨气能不断与铂丝接触被催化氧化,A正确;浓氨水中的主要成分为 NH3·H2O,B正确;若铂丝始终保持红热,证明NH3与O2的反应放热,C正确;氨的催化氧化直接得到的是NO,D错误。
3.D　绝大多数铵盐易溶于水,①正确;铵盐中氮元素不一定都是-3价,如NH4NO3中氮元素为-3价、+5价,②错误;铵盐受热易分解,但产物不一定都有NH3,③错误;铵盐都能与碱反应,NH4HCO3、(NH4)2CO3等部分铵盐也能与酸反应,④错误;铵态氮肥与草木灰混合施用,会造成氮元素损失,⑤正确。故选D。
4.C　将选项中所给四种试剂分别逐滴加入题给的五种物质的溶液中,现象如下表:
BaCl2 溶液 AgNO3 溶液 Ba(OH)2 溶液 NaOH 溶液
Na2CO3 溶液 产生白色沉淀 产生白色沉淀 产生白色沉淀 无明显现象
(NH4)2CO3 溶液 产生白色沉淀 产生白色沉淀 产生白色沉淀,加热产生有刺激性气味的气体 加热产生有刺激性气味的气体
NH4Cl 溶液 无明显现象 产生白色沉淀 加热产生有刺激性气味的气体 加热产生有刺激性气味的气体
AlCl3 溶液 无明显现象 产生白色沉淀 先产生白色沉淀,后沉淀溶解 先产生白色沉淀,后沉淀溶解
NaCl 溶液 无明显现象 产生白色沉淀 无明显现象 无明显现象
由上表可知,C项符合题意。
5.C　NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,二者遇冷又反应生成NH4Cl,因此不能用加热NH4Cl的方法来制备氨气,A错误;NH3会和浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥NH3,B错误;NH3与CuO在加热条件下反应,CuO被还原为Cu,说明NH3具有还原性,C正确;NH3直接通入水中,会产生倒吸,D错误。
6.答案　(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaCl2　防止F中水蒸气进入D
(2)②③
(3)H2O　N2
(4)2NH3+SO2+H2O+Ba2+ BaSO3↓+2N　AB
解析　(1)实验室制备氨气的原料是氢氧化钙和氯化铵,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaCl2;无水CaCl2可吸收水蒸气,防止F中水蒸气进入D。
(2)氨气极易溶于水,吸收尾气时需要防止倒吸,题图中能用来吸收尾气的装置是②③,装置①易发生倒吸。
(3)D装置中无水CuSO4变蓝,说明反应中生成了水;F装置中收集到无色无味气体,且遇到空气不变色,该气体为N2。
(4)A中产生的气体为NH3,NH3与SO2和BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀,离子方程式为2NH3+SO2+H2O+Ba2+ BaSO3↓+2N。Cl2具有氧化性,在溶液中Cl2与SO2反应生成H2SO4和HCl,H2SO4与BaCl2反应产生白色沉淀BaSO4,A符合题意;NO2溶于水生成硝酸,硝酸具有氧化性,在溶液中能将+4价的硫元素氧化为+6价并以S的形式存在,S能够与Ba2+结合产生白色沉淀BaSO4,B符合题意;N2不与SO2、BaCl2溶液反应,不会产生沉淀,C不符合题意;CO2、SO2均不能与BaCl2溶液反应产生白色沉淀,D不符合题意。
7.A　CaCl2能与氨气反应,因此 X固体不可以是CaCl2,可以选用生石灰或氢氧化钠固体等,A错误;C点时压强最小,喷泉最剧烈,B正确;热敷三颈烧瓶,氨气受热膨胀,通过导管与水接触溶解,也可以产生喷泉现象,C正确;喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为装置气密性不好,也可能是因为氨气不纯,D正确。
8.C　挤压胶头滴管,HI溶于水,且与硝酸银反应生成黄色的碘化银沉淀,使烧瓶中压强减小,因此可以产生黄色喷泉,A正确;若向图2锥形瓶中加水,烧瓶中充满NH3,氨极易溶于水,打开止水夹,捂热上方的烧瓶可形成喷泉,B正确;向图3装置的水槽中加入冰块会降低锥形瓶中温度和压强,不会引发喷泉,C错误;关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,可使盛氨气的烧瓶中压强迅速减小,氯化氢与氨气反应产生白烟,盛氯化氢的烧瓶中压强也减小,此时打开活塞c,可看到双喷泉现象,D正确。
名师点津
　　本题以喷泉实验为载体,通过不同装置,分析操作步骤的合理性,深化对喷泉实验原理的理解。题目融合气体性质(如水溶性、酸碱性等)、化学反应现象(如沉淀、白烟等)、原理(如压强变化),体现“性质—操作—现象—原理”的逻辑链,侧重考查实验分析、逻辑推理和知识迁移能力,要求学生在理解核心原理的基础上,结合具体情境分析判断。
能力提升练
1.B　加热②时氨气逸出,②中溶液变为无色,冷却后氨气溶解,②中溶液变为红色,A错误。②中溶液褪色是因为氨气逸出,溶液的碱性减弱;③中二氧化硫与有机色素化合生成无色物质,溶液褪色,受热又恢复红色,体现SO2的漂白性,B正确,C错误。NH4Cl不稳定,受热易分解,分解生成的NH3、HCl遇冷重新化合生成NH4Cl,此过程中发生的是化学变化,碘升华属于物理变化,D错误。
2.D　含氨氮的废水中含有氮元素,直接排放会导致水体富营养化,A错误;微生物在高温下会死亡,不能加快脱氮速率,B错误;步骤a发生的反应为N+2O2 N+H2O+2H+,C错误;化学沉淀法脱氮时,若溶液的碱性过强,镁离子会转化为Mg(OH)2沉淀,从而降低氨氮的去除率,D正确。
3.D　过程ⅠN NO,N中氮元素的化合价为+3价,NO中氮元素的化合价为+2价,则过程Ⅰ中1 mol N转化时转移1 mol电子,A正确;a中生成1 mol NO,消耗2 mol H+,b中消耗1 mol NO,消耗2 mol H+,B正确;过程Ⅲ中N2H4中氮元素的化合价为-2价,变成N2中的0价,化合价升高,发生氧化反应,C正确;过程Ⅱ的反应为NO+N+2H++3e- H2O+N2H4,D错误。
4.A　氯化铵受热分解生成NH3和CO2,二者遇冷又重新化合生成氯化铵,A正确;装置乙制备二氧化碳时,稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,会包裹在大理石表面,阻止反应的继续进行,B错误;CO2在饱和食盐水中的溶解度很小,而NH3的溶解度很大,用装置丙制备碳酸氢钠时,应先通入NH3增大溶液的碱性再通入CO2,且NH3应从右侧通入,以防倒吸,C错误;碳酸氢钠受热易分解,故不能采用较高温度的气流干燥,D错误。
5.D　空气通入浓氨水中后,氨气挥发出来,空气和氨气的混合气体经过干燥后进入装有催化剂并加热的硬质玻璃管中,发生催化氧化反应:4NH3+5O2 4NO+6H2O,生成的气体经过无水CaCl2,除去氨气和水蒸气,在装置③中NO与空气中的氧气反应生成NO2,④中的水可以吸收排出的二氧化氮并生成HNO3,尾气中的NO、NO2在⑤中被吸收,防止污染大气,因此⑤中可以选用氢氧化钠溶液。根据上述分析,装置①、②、⑤依次盛装碱石灰、无水CaCl2、NaOH溶液,A正确;装置③中NO被氧化生成NO2,气体呈红棕色,B正确;装置④中发生反应3NO2+H2O 2HNO3+NO,溶液显酸性,可使紫色石蕊溶液变红,C正确;通空气的主要作用是鼓出氨气并提供氧气,空气不能用N2代替,D错误。
6.C　制备水合肼时需先制备氨气,并将其通入NaClO溶液中,氨气极易溶于水,在两装置中间需要连接安全瓶防倒吸,为有利于氨气与NaClO溶液反应,制备水合肼时氨气应从c口进入,最后用e所在装置进行尾气处理并防倒吸,则装置的连接顺序应是f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换),A错误;煤油的密度小于水,若将CCl4换成煤油,不能起到防倒吸的作用,B错误;利用CaO与水反应放热使氨气从浓氨水中逸出,可以快速制备氨气,C正确;水合肼具有还原性,NaClO具有氧化性,若滴加NaClO溶液过快,过量的NaClO能氧化水合肼,降低产率,D错误。
7.答案　(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(3)防倒吸
(4)有红棕色气体生成　蓝
(5)NaOH溶液
(6)在A装置中的试管口放一团棉花防止导管堵塞
(7)80.5%
解析　(1)实验室中通常用加热NH4Cl和Ca(OH)2的固体混合物的方法制备NH3,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)氨催化氧化的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。(3)NH3可能未反应完且NH3极易溶于水,D装置具有防倒吸作用。(4)NH3催化氧化生成NO,NO与O2反应生成红棕色的NO2,NO2溶于水生成HNO3,使紫色石蕊溶液变红;熄灭A装置中的酒精灯,继续加热B装置中的酒精灯,继续产生NH3,过量NH3将D装置中的NO2赶入E装置中,使D装置中红棕色慢慢褪去,NH3进入E装置和HNO3反应生成硝酸铵,过量NH3使溶液显碱性,溶液由红色变为蓝色。(5)过量的氮氧化物会污染环境,F装置中可用NaOH溶液进行尾气处理。(6)A装置中的试管内固体粉末易堵塞导管,则改进的措施是在A装置中的试管口放一团棉花,防止导管堵塞。(7)设氨氧化过程中NH3的转化率为x,根据关系式NH3~HNO3得到=,解得x≈0.805=80.5%。
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