高考一轮鲁科版化学 第3章 第2节 氮的循环.docx

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高考一轮鲁科版化学第3章第2节氮的循环

第2节　氮的循环

考纲定位

考情播报

1.掌握氮元素单质及其重要化合物的主要性质和应用。

2.了解氮元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

3.掌握氨气的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。

4.了解氮及其重要化合物的制备方法。

2016·全国甲卷T26（4）（5）/全国乙卷T8（B）、T10（B）、T26/全国丙卷T27

2015·全国卷ⅠT7、T8（D）、T10（A）/全国卷ⅡT13（B）

2014·全国卷ⅠT8（C）、T27/全国卷ⅡT28

2013·全国卷ⅠT7（B）

2012·全国卷T9（C）

考点1|氮气及其氧化物的性质　

[基础知识自查]

1．自然界中氮的存在和氮的固定

2．N2的性质及应用

（1）物理性质：

无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O2的低。

（2）化学性质

N2的电子式为∶N⋮⋮N∶，结构式为N≡N。

①与H2反应的化学方程式：

N2＋3H2

2NH3，N2表现氧化性。

②与Mg反应的化学方程式：

N2＋3Mg

Mg3N2，N2表现氧化性。

③与O2反应的化学方程式：

N2＋O2

2NO，N2表现还原性。

3．NO、NO2的比较

NO

NO2

颜色

无色

红棕色

毒性

有毒

有毒

溶解性

难溶于水

易溶于水

与O2或与

H2O反应

2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

收集方法

排水法

向上排空气法

与人体、环

境的关系

①与血红蛋白结合，使人中毒

②转化成NO2，形成酸雨、光化学烟雾

形成酸雨、光化学烟雾

注：

氮有多种价态的氧化物：

N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。

其中①N2O3、N2O5分别为HNO2、HNO3相应的酸性氧化物（酸酐）。

②NO2与N2O4可相互转化2NO2N2O4。

[应用体验]

1．

（1）氮元素的非金属性很强，但N2的化学性质特别稳定，其原因是什么？

（2）溴蒸气和NO2都为红棕色气体，如何区分？

用湿润的淀粉－KI试纸或NaOH溶液可以吗？

[提示]　

（1）N2的结构式为N≡N，N原子间以叁键结合，键稳定，难破坏，所以N2的化学性质非常稳定。

（2）①用AgNO3溶液，Br2可与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀AgBr；②用水，溶于水后有颜色的是Br2，无颜色的是NO2。

不能用湿润的淀粉－KI试纸或NaOH溶液区分，因为这两种气体都有氧化性，都可以把KI中的I－氧化成I2，使试纸变蓝色。

NaOH溶液可以吸收Br2蒸气和NO2而形成无色溶液。

2．实验探究：

在进行NO2溶于水的实验时有如图所示操作。

（1）将充满NO2的试管倒扣在盛有水的水槽中，可观察到的现象是红棕色气体逐渐变为无色，水位上升，最后水充满整个试管的

。

化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

（2）当向试管中通入O2，现象是无色气体又变为红棕色气体，试管内液面上升至充满，继续通O2试管内液面又下降。

[考点多维探究]

角度1　N2和NOx的主要性质及对环境的影响

1．将空气中的氮气转化成氮的化合物的过程称为固氮。

能实现人工固氮的是（　　）

【导学号：

99682092】

A．雷雨天闪电　　B．NH3催化氧化制NO

C．豆科植物根瘤菌D．工业合成氨

[答案]　D

2．烧瓶中放入铜片和稀硝酸，来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是（　　）

A．立即接上收集容器，用向上排空气法收集

B．待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集

C．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集

D．立即用排水法收集

D　[红棕色气体为NO2，NO2与水反应生成NO。

]

3．（2017·大连模拟）随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。

汽车尾气装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是（　　）

【导学号：

99682093】

A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物

B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2

C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应

D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO

4CO2＋N2

D　[A项，反应中NO、O2均为氧化剂，N2为还原产物；B项，N2不是污染成分；C项，NO与O2常温下就可以发生反应。

]

NOx对环境的3种污染类型

（1）光化学烟雾：

NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生的一种有毒的烟雾。

（2）酸雨：

NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。

（3）破坏臭氧层：

NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。

角度2　NOx与H2O或碱液反应的问题分析

4.如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管内水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的气体是（　　）

A．可能是N2与NO2的混合气体

B．只能是O2与NO2的混合气体

C．可能是NO与NO2的混合气体

D．只能是NO2一种气体

C　[根据题意①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，②2NO＋O2===2NO2。

将①②反应合并可得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

最后试管充满水的条件是NO2或NO2和NO混合或NO2和O2混合。

]

5．工业尾气中氮的氧化物常采用碱液吸收法处理。

（1）NO2被烧碱溶液吸收时，生成两种钠盐，其物质的量之比1∶1，写出该反应的化学方程式：

_______________________________________

（2）NO与NO2按物质的量之比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，该钠盐的化学式是________。

[答案]　

（1）2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

（2）NaNO2

（1）氮氧化物溶于水的问题分析

无论是单一气体（NO2），还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,2NO＋O2===2NO2，故若有气体剩余只能是NO或O2，不可能是NO2。

①若NO和O2通入水中，总关系式为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3（4∶3）。

②若NO2和O2通入水中，总关系式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3（4∶1）。

（2）NOx与NaOH溶液反应问题分析

①NO2能被NaOH溶液吸收生成2种盐。

②NO不能被NaOH溶液吸收。

③n（NO2）∶n（NO）≥1时能完全被NaOH溶液吸收。

考点2|硝酸

[基础知识自查]

1．物理性质

纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，与H2O以任意比互溶。

2．化学性质

（1）不稳定性

①反应：

4HNO3

2H2O＋4NO2↑＋O2↑。

②市售浓硝酸呈黄色的原因是HNO3分解生成的NO2溶于硝酸中。

（2）强氧化性

①与不活泼金属反应

稀硝酸与铜反应：

3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。

浓硝酸与铜反应：

Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。

②常温下，浓HNO3使Fe、Al钝化。

常温下浓HNO3可用铁桶盛装。

③与非金属反应

如浓硝酸与C的反应：

C＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。

④与还原性化合物反应

硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2＋、FeO等还原性物质。

如稀HNO3与SO2、Na2SO3、FeO反应的离子方程式分别为3SO2＋2NO

＋2H2O===3SO

＋2NO↑＋4H＋，3SO

＋2NO

＋2H＋===3SO

＋2NO↑＋H2O，3FeO＋NO

＋10H＋===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O。

（3）与有机物反应

①硝化反应（与C6H6反应）

C6H6＋HNO3

C6H5NO2＋H2O。

②颜色反应：

蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。

[应用体验]

1．

（1）浓HNO3如何保存？

（2）硝酸具有强氧化性，硝酸与Fe反应一定生成Fe3＋吗？

为什么？

[提示]　

（1）保存在棕色带有玻璃塞的细口试剂瓶中，置于阴凉处。

（2）不一定，当Fe少量时生成Fe3＋，当Fe过量时生成Fe2＋。

2．向一定量的浓HNO3中投入过量的Cu充分反应，生成的气体成分有哪些？

反应结束后，再加入稀H2SO4写出发生反应的离子方程式。

[提示]　NO2、NO、N2O4。

3Cu＋8H＋＋2NO

===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。

[考点多维探究]

角度1　硝酸的主要性质及其应用

1．有关硝酸性质的叙述中，正确的是（　　）

A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色

B．足量Zn与浓HNO3反应最终产生的气体成分中含有H2

C．稀HNO3溶液中Fe3＋、SO

、I－、Cl－、Fe2＋可以共存

D．稀HNO3与FeO反应时HNO3既表现氧化性又表现酸性

D　[A项，浓HNO3具有强氧化性，能使红色退去；B项，HNO3与金属反应不可能生成H2；C项，SO

、I－、Fe2＋与HNO3均反应，不能共存；D项，生成Fe（NO3）3表现酸性，生成NO表现氧化性。

]

2．如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L－1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是（　　）

①NO

　②Fe3＋　③H＋　④NO　⑤NO2　⑥H2

A．①⑥　　　B．①⑤

C．②④⑤D．①②③⑤

B　[Fe与浓HNO3反应时，开始生成的还原产物是NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是Fe2＋，当HNO3过量时，氧化产物是Fe3＋。

因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有NO

。

]

硝酸与金属反应的规律

（1）HNO3与金属反应一般不能产生H2。

（2）还原产物一般为HNO3（浓）→NO2，HNO3（稀）→NO；很稀的硝酸还原产物也可能为N2O、N2、NH3、NH

。

（3）硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。

（4）浓硝酸与铜反应时，若铜过量，反应开始时浓硝酸被还原为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物变为NO。

（5）铁与稀硝酸反应时，铁过量，氧化产物为Fe2＋；铁不足，氧化产物为Fe3＋；二者的量在一定范围内，可能生成Fe2＋和Fe3＋的混合物。

（6）NO

（H＋）不能与Fe2＋、I－、SO

、S2－等还原性较强的离子大量共存。

角度2　硝酸与金属反应的有关定量分析

3．（2016·武汉调研）一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。

下列叙述一定正确的是（　　）

①硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少

②硝酸浓度不同，生成的Fe（NO3）3的物质的量相同

③硝酸浓度越大，产生的气体越少

④用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同

A．只有②B．②④

C．③④D．①②③

B　[依据Fe＋4HNO3（稀）===Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3（浓）===Fe（NO3）3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，①错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe（NO3）3的物质的量相同，②正确；③硝酸浓度越大，产生的气体越多，③错；因3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，④正确。

]

4．38.4gCu跟一定量浓HNO3反应，Cu全部溶解，共收集NO、NO2的总体积为22.4L（标准状况），所得溶液中H＋的物质的量为0.02mol，请回答：

（1）反应中被还原的硝酸为________mol。

（2）参加反应的硝酸为________mol，反应过程中转移电子数为_____mol。

（3）生成的NO与NO2的物质的量之比为________。

（4）溶液中NO

的物质的量为________mol。

[解析]　

（1）被还原的HNO3物质的量为NO、NO2的总物质的量。

（2）参加反应的HNO3包括与Cu结合的NO

和NO、NO2。

即

mol＝2.2mol。

转移的电子数为

×2mol＝1.2mol。

（3）

解之n（NO）＝0.1mol，n（NO2）＝0.9mol。

（4）n（NO

）＝2n（Cu2＋）＋n（H＋）＝2×

mol＋0.02mol＝1.22mol。

[答案]　

（1）1　

（2）2.2　1.2　（3）1∶9　（4）1.22

硝酸与金属反应的计算技巧

（1）原子守恒法

HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO

的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。

（2）得失电子守恒法

HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。

（3）电荷守恒法

HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH－）则有：

c（NO

）＝c（H＋）＋nc（Mn＋）（Mn＋代表金属离子）。

角度3　硝酸的强氧化性实验探究

5．（2017·咸阳模拟）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。

实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。

由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：

浓硝酸、3mol·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳

已知：

氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。

2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O

（1）实验应避免有害气体排放到空气中。

装置③、④、⑥中盛放的药品依次是

______________________________________________________________。

（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后

______________________________________________________________。

（3）装置①中发生反应的化学方程式是_________________________。

（4）装置②的作用是____________________，发生反应的化学方程式是

______________________________________________________________

______________________________________________________________。

（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是________________________。

（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。

甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。

同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。

这些方案中可行的是（选填序号字母）________。

a．加热该绿色溶液，观察颜色变化

b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化

c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化

d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

（7）题中装置⑥易发生倒吸现象，下列装置能代替装置⑥的是________。

[解析]　实验题要先看目的，即要验证什么，由此再来理解或设计实验。

本题要证明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。

①产生NO2，而非NO，所以②中应盛水，与NO2反应生成NO。

而NO极易与O2反应产生NO2，故反应前应用CO2将装置中的空气排尽。

（6）思路是从溶液中赶出NO2，或在Cu（NO3）2溶液中通入NO2，不能采用稀释绿色溶液的方案，因为Cu（NO3）2溶液稀释后，颜色也会发生相应的变化，而不能得出正确的结论，充入N2无影响，N2本身无色且不参与反应。

[答案]　

（1）3mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液

（2）通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内

（3）Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

（4）将NO2转化为NO　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

（5）装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色

（6）ad

（7）BC

考点3|氨和铵盐的性质与NH3的制法

[基础知识自查]

1．氨的性质

（1）氨的物理性质

没有颜色、有刺激性气味的气体，密度比空气的轻，易液化，液氨可作制冷剂，极易溶于水（1∶700），可由喷泉实验证明。

（2）氨的化学性质

①与水的反应

氨气溶于水呈碱性原因的方程式为NH3＋H2ONH3·H2ONH

＋OH－。

②氨气与酸反应

a．蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近，其现象为产生白烟，将浓盐酸改为浓HNO3，也会出现相同的现象。

化学方程式分别为HCl＋NH3===NH4Cl，HNO3＋NH3===NH4NO3。

b．氨气通入酸的本质反应为NH3＋H＋===NH

。

③NH3的还原性——氨的催化氧化

化学方程式为4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

该反应是工业制HNO3的基础反应。

2．铵盐的性质与检验

（1）铵盐的物理性质

铵盐都是无色固体，均易溶于水。

（4）装有NH4Cl的长试管，用酒精灯对NH4Cl进行加热，现象为固体NH4Cl逐渐变少，试管口部有大量晶体形成。

3.氨的实验室制法

（1）原理：

2NH4Cl＋Ca（OH）2

CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。

注：

①不能用NH4NO3，因NH4NO3受热爆炸；②Ca（OH）2不能用KOH或NaOH代替，因两者易吸湿，易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管。

（2）实验装置

①干燥管中碱石灰的作用是吸收NH3中的水蒸气。

②棉花往往用水或酸液浸湿，其作用是减少与NH3的对流，吸收剩余的NH3减少污染。

[应用体验]

1．

（1）氨水中有哪些粒子？

计算氨水的浓度时以什么物质为溶质？

（2）举例说明氨水有哪些化学性质？

写出有关的化学方程式。

[提示]　

（1）H2O、NH3·H2O、OH－、NH

、NH3、H＋，以溶解的NH3总量为溶质。

（2）①不稳定性：

NH3·H2O

NH3↑＋H2O。

②碱性：

NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O。

3NH3·H2O＋FeCl3===Fe（OH）3↓＋3NH4Cl。

2．写出NH3催化氧化制HNO3的有关方程式。

[提示]　4NH3＋5O2

4NO＋6H2O，

2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。

[考点多维探究]

角度1　氨与铵盐的性质及应用

1．关于氨的下列叙述中，错误的是（　　）

A．氨易液化，因此可用来作制冷剂

B．氨溶解于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色

C．氨气遇到浓盐酸、硫酸都会发生反应，产生白烟现象

D．氨气可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象

C　[C项，硫酸难挥发，与氨气反应不产生白烟。

]

2．关于NH3和氨水的说法正确的是（　　）

A．NH3溶于水形成的氨水中浓度最大的粒子是NH3（H2O除外）

B．NH3、氨水与盐酸反应的离子方程式均为NH3＋H＋===NH

C．在1mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NH

、NH3的物质的量浓度之和为

1mol·L－1

D．将1molNH3通入500g水中，溶液的溶质质量分数为6.8%

C　[A项，氨水中除H2O外浓度最大的粒子是NH3·H2O；B项，氨水与盐酸反应的离子方程式为NH3·H2O＋H＋===NH

＋H2O；D项，氨水的溶质按NH3计算，溶液的溶质质量分数为

×100%≈3.3%。

]

3．下列说法中正确的是（　　）

【导学号：

99682094】

A．（NH4）2SO4、NH4Cl、Na2CO3、NaNO3四种溶液可用Ba（OH）2溶液鉴别

B．所有铵盐受热均分解生成NH3

C．铵盐溶于水呈酸性的原因是NH

＋H2O===NH3·H2O＋H＋

D．NH4H与NH4Cl为离子化合物均属于铵盐

A　[B项，铵盐受热分解不一定均生成NH3；C项，NH

水解为可逆反应，应用“”连接；D项，NH4H不属于铵盐。

]

（1）NH3是中学化学中唯一的碱性气体，可在推断题中作为解题的突破口，确定NH3的存在。

（2）NH3是非电解质不是碱，而NH3·H2O是电解质是碱。

（3）NH3催化氧化的产物是NO不是NO2。

（4）计算氨水浓度时，溶质视为溶解的NH3。

（5）铵盐受热易分解，但不一定均生成NH3。

角度2　喷泉实验问题分析

4．下图是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全都进入烧瓶，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

B　[H2难溶于NaOH溶液，不能形成较大的压强差，不能引发喷泉现象。

]

5．如图装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体（标准状况下），烧杯和滴管内盛放某种溶液。

挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是________（填序号）。

①CO2（NaHCO3溶液）/无色喷泉

②NH3（H2O中含酚酞）/红色喷泉

③H2S（CuSO4溶液）/黑色喷泉

④HCl（AgNO3溶液）/白色喷泉

⑤NO2（H2O）/充满烧瓶

⑥Cl2（NaOH溶液）/充满烧瓶

⑦HCl（H2O）/溶液浓度为

mol/L

[解析]　①CO2不溶于NaHCO3溶液，不能形成喷泉；⑤NO2与H2O反应生成NO气体，不能充满烧瓶。

[答案]　①⑤

（1）喷泉实验的原理

由于容器内外产生压强差而形成喷泉。

气体迅速溶于水或某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉。

（2）形成喷泉的类型

①只要气体易溶于吸收剂，均可做喷泉实验，吸收剂可以是水，也可以是酸液、碱液等。

如CO2与NaOH溶液可形成喷泉。

②容器内的液体由于受热挥发（如浓盐酸、浓氨水、酒精等）或由于发生化学反应产生气体，容器内产生大量气体，压强迅速增大，促使容器内液体迅速向外流动，也能形成喷泉。

如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等均是利用此原理。

（3）引发喷泉的几种方法

①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。

②使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。

③使烧瓶外待喷液面上的气压增大。

角度3　氨气的实验室制法及NH3的性质探究

6．（2017·泰安模拟）某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

【导学号：

99682095】

图1　　　　　　　　　　　　图2

（1）装置A中烧瓶内试剂可选用________（填字母代号）。

a．碱石灰　　　　　　b．浓硫酸

c．生石灰d．五氧化二磷

e．烧碱

（2）若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接图2装置中的________装置（填序号），当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是______