题目内容

某研究性学习小组对氨气制法和性质进行如下设计：
（1）下面是该小组同学提出实验室制备氨气的几种方案
A、硝酸铵固体和氢氧化钙固体混合加热        B、加热氯化铵固体
C、氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热        D、将浓硫酸滴入浓氨水中
你认为可行的是
C
C
（填字母，多选不给分），该反应的化学方程式
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O

（2）该小组同学把1mol O2和NH3的混合气体导入密闭容器中，在催化剂的作用下加热，使之充分反应，恢复到常温常压下．若整个容器中的反应随着氧气的量的增加而发生如下两个反应：4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H20；4NO+3O2+2H2O=4HNO3 设原混合气体中有x mol O2，最后容器中生成y mol HNO3，再向容器中注入一定量的H2O，得到溶液．
①向溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，y=
0
0
（用x的代数式表示，下同）x的取值范围
O＜x＜
5
9
O＜x＜
5
9
，
②容器中有不溶与水的气体，此气体在空气中变为红棕色，向溶液中滴入石蕊，溶液呈红色，y=
9x-5
3
9x-5
3
，x的取值范围
5
9
＜x＜
2
3
5
9
＜x＜
2
3
．
分析：（1）A、根据硝酸铵的性质分析；
B、根据氯化铵的性质分析；
C、根据氯化铵和氢氧化钙的性质分析；
D、根据浓硫酸和浓氨水的性质分析；
（2）①根据酚酞的性质判断溶液的酸碱性，从而确定x的取值范围；
②根据题意判断过量气体，结合方程式计算，确定x的取值范围．
解答：解：（1）A、硝酸铵在温度较高时，具有一定的氧化还原性，可发生自身氧化还原反应，根据温度不同，产物不同，甚至可能爆炸，故A错误；
B、加热氯化铵固体，氯化铵分解生成氨气和氯化氢，温度低时，氨气和氯化氢又生成氯化铵，故B错误；
C、氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气，同时生成氯化钙和水蒸汽，2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
，故C正确；
D、浓硫酸和浓氨水反应生成硫酸铵，得不到氨气，故D错误；
故答案为：C；2NH4Cl+Ca（OH）2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O；
（2）4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H20Ⅰ；
      4NO+3O2+2H2O=4HNO3Ⅱ；
在密闭容器中，当O2量不足时只发生上述反应Ⅰ，随O2量增加可连续发生上述两个反应，
①向溶液中滴入酚酞，溶液呈红色，说明溶液呈碱性，所以氧气不足量，只发生上述反应Ⅰ，即y=0．
所以x的取值范围是0＜x＜
5
9
；
故答案为：0；0＜x＜
5
9
；
②根据题意知，氨气不足量，一氧化氮气体有剩余，溶液呈酸性，所以发生了上面两个反应．
4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H20Ⅰ；
4    5        
1-x 
5(1-x)
4

当氨气完全反应时，消耗氧气的量为
5(1-x)
4
mol，剩余氧气
9x-5
4
mol，
当一氧化氮剩余时，以剩余氧气的量计算硝酸的量：
 4NO+3O2+2H2O=4HNO3Ⅱ；
     3        4     
   
9x-5
4
mol    ymol

y=
9x-5
3

当一氧化氮和氧气恰好反应生成硝酸时，反应的反应方程式为4NH3+8O2=4HNO3+4H2O，x的取值为
4NH3+8O2=4HNO3+4H2O
4        8   
1-x      x
所以x=
2
3
，
当氨气和氧气恰好反应生成一氧化氮时，x的取值为
4NH3+5O2
催化剂
.
△
4NO+6H20Ⅰ；
4    5
1-x  x
x=
5
9

所以x的取值范围为
5
9
＜x＜
2
3
．
故答案为：
9x-5
3
；
5
9
＜x＜
2
3
．
点评：本题考查了氨气的实验室制法及有关讨论题的计算，计算讨论题时要注意临界值划分，然后结合反应方程式计算即可．
练习册系列答案
相关题目
（2010?安徽）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰．他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
[实验]制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解．
（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是
ade
ade
．
a．边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水．至最初的沉淀恰好溶解为止
b．将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中
c．制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热
d．银氨溶液具有较弱的氧化性
e．在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大
[提出假设]
假设1：Fe1+具有氧化性，能氧化Ag．
假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3能氧化Ag．
[设计实验方案，验证假设]
（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3+，验证了假设1成立．请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式：
Fe3++Ag=Fe2++Ag+
Fe3++Ag=Fe2++Ag+
．
（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：NO3-在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）．
实验步骤（不要求写具体操作过程） 预期现象和结论
①
②
…		 若银镜消失，假设2成立．
若银镜不消失，假设2不成立．
[思考与交流]
（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立．则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3+和NO3-都氧化了Ag．你是否同意丙同学的结论，并简述理由：
同意因为假设1、2成立，说明反应4Fe3++6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe（OH）3+9Ag++3NO能发生
同意因为假设1、2成立，说明反应4Fe3++6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe（OH）3+9Ag++3NO能发生
．
CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体，控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径．
（1）有效“减碳”的手段之一是节能．下列制氢方法最节能的是
C
C
．（填字母序号）
A．电解水制氢：2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2↑
B．高温使水分解制氢：2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2↑
C．太阳光催化分解水制氢：2H2O
 TiO2 
.
 
2H2↑+O2↑
D．天然气制氢：CH4+H2OCO+3H2
（2）CO2可转化成有机物实现碳循环．在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如上左图所示．
①从3min到10min，v（H2）=
0.107
0.107
mol/（L?min）-1．
②能说明上述反应达到平衡状态的是
D
D
（选填编号）．
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1（即图中交叉点）
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗3mol H2，同时生成1mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
（3）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应．该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料，该复合肥料可能的化学式为
（NH4）3PO4
（NH4）3PO4
（只要求写一种）．
（4）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染．某研究性学习小组探究某种催化剂在不同空燃比（空气与燃油气的质量比）条件下对汽车尾气的催化效果．在一定条件下，测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如上右图所示．空燃比约为
c
c
时，催化剂对汽车尾气的催化效果最好．（填a、b、c、d）

（14分）Ⅰ.下列实验操作或对实验事实的描述正确的是             （填序号）

① 实验室配制氯化亚铁溶液时，将氯化亚铁先溶解在盐酸中，然后用蒸馏水稀释并加入少量铁粉；

② 配制一定浓度的溶液时，俯视容量瓶的刻度线，会使配制的浓度偏高；实验室测定中和热时，过早读数会使测定结果偏低；

③ 试管中加入少量淀粉，再加入一定量稀硫酸，加热3－4分钟，然后加入银氨溶液，片刻后管壁上有“银镜”出现

④ 分别向体积和pH均相同的盐酸和醋酸中滴加等浓度的氢氧化钠溶液，完全中和时消耗的氢氧化钠溶液的体积一样多

⑤ 向NaOH溶液、KSCN溶液、沸腾的蒸馏水中分别滴加饱和的FeCl3溶液得到的分散系依次为：浊液、溶液、胶体

Ⅱ.某研究性学习小组利用下图所示装置研究乙醇与氧化铁的反应，请回答下列问题：

（1）装置中试管B的作用是                             。

（2）实验中可观察到石英管A中的现象为                                。

（3）反应停止后，取出试管C在酒精灯上加热至沸腾，可观察到有红色沉淀产生。写出该反应的化学方程式                                 。

（4）为了测定反应后石英管A左侧固体中铁元素的含量，进行如下实验：

（i）步骤③中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、                   。

（ii）下列有关步骤④的操作中说法正确的是                           。

a．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂

b．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液

c．锥形瓶不需要用待测夜润洗

d．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化

e．滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色，再读数

（iii）由框图中数据计算，可得石英管A左侧固体中铁元素的百分含量为        。

 

某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：

[实验]制备银镜，并与Fe(NO3)3溶液反应，发现银镜溶解。

（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是                 。

a．边振荡盛有2％的AgNO3溶液的试管，边滴入2％的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止

b．将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中

c．制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热

d．银氨溶液具有较弱的氧化性

e．在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大

写出银氨溶液与乙醛反应生成银镜的化学方程式：

                                                                            

[提出假设]

假设1：Fe3＋具有氧化性，能氧化Ag。

假设2：Fe(NO3)3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。

[设计实验方案，验证假设]

（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：                           。

（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。

实验步骤（不要求写具体操作过程）

预期现象和结论

①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH值

②配制                          溶液，并将适量此溶液加入                内。

……

若             ，假设2成立。

若               ，假设2不成立。

[思考与交流]

（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe(NO3)3溶液中的Fe3＋和NO都氧化了Ag。

你是否同意丙同学的结论，并简述理由：                                       。

 

（13分）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：

[实验]制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。

（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是         。

a.边振荡盛有2％的AgNO3溶液的试管，边滴入2％的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止

b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中

c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热

d.银氨溶液具有较弱的氧化性

e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大

[提出假设]

假设1：Fe1＋具有氧化性，能氧化Ag。

假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3能氧化Ag。

[设计实验方案，验证假设]

（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：                         。

（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。

 

实验步骤（不要求写具体操作过程）

预期现象和结论

①

②

……

若银镜消失，假设2成立。

若银镜不消失，假设2不成立。

 

[思考与交流]

（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论：Fe（NO3）3溶液中的Fe3＋和NO都氧化了Ag。

你是否同意丙同学的结论，并简述理由：                             。

 

 

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