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實驗11 氨的實驗室制法 氨的實驗室制法 1、制取氨氣 2、學(xué)會實驗室制取氨氣的原理和方法 3、學(xué)會探究氨的多種制法方案 （一）加熱銨鹽與堿的固體混合物 2NH4Cl +Ca(OH)2===2NH3↑+2H2O+CaCl2（實驗室一般制法） （二）加熱濃氨水制氨氣 NH3H2ONH3↑+ H2O （三）濃氨水中加入生石灰或堿 NH3+H2ONH3H2ONH+OH 生石灰溶于水放出大量的熱，加堿使得OH濃度增大，使平衡向左移動，產(chǎn)生大量的氨氣 大試管（2支）、酒精燈、鐵架臺（帶鐵圈）、單孔橡皮塞、導(dǎo)管、濕潤的紅色石蕊試紙、棉花、NH4Cl(s)、Ca(OH)2(s) 步驟 實驗現(xiàn)象 注意事項 取少量氯化銨固體和氫氧化鈣固體在濾紙上混合均勻，然后裝入一支大試管中，固定在鐵架臺上，按圖所示連接好其他儀器，用酒精燈預(yù)熱后給試管加熱，一段時間后用濕潤的紅色石蕊試紙靠近收集氨氣的試管口，觀察現(xiàn)象 加熱的大試管口會有小水珠產(chǎn)生，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)，氨氣已集滿 （1）試管口（盛固體藥品的試管）要略向下傾斜（反應(yīng)有水生成，防止生成的水倒流，炸裂試管） （2）固體藥品要平鋪試管底部 （3）導(dǎo)出氨氣的導(dǎo)管要短，收集氨氣的導(dǎo)管要長，伸入試管底部 （4）在收集氨氣的試管口放一小團(tuán)棉花，防止空氣對流，收集的氨氣不純 （5）不能用氫氧化鈉來代替氫氧化鈣，因NaOH堿性太強(qiáng)，對大試管腐蝕比Ca(OH)2強(qiáng)。 （6）用向下排空氣法收集氨氣 （7）NH4Cl與Ca(OH)2質(zhì)量比5∶8為宜，如用(NH4)2SO4代替NH4Cl，則質(zhì)量比為1∶1 實驗中氨氣的收集方法能否用排水法？ 不能，氨氣極易溶于水。氨氣的密度比空氣的密度小，故采用向下排空氣法收集。 要得到干燥的氨氣我們應(yīng)該怎么做？ 在兩只試管中間連接一個盛有堿石灰的干燥管（氨氣是堿性氣體，且易和無水CaCl2形成CaCl28NH3，故用堿石灰做干燥劑）。 檢驗氨氣是否收集滿的方法？ a：將濕潤的紅色石蕊試紙靠近收集試管口，若變藍(lán)則證明已集滿。 b：將一根蘸有濃鹽酸（或濃硝酸）的玻璃棒靠近收集試管口，若產(chǎn)生大量的白煙，則證明已集滿。 在制取氨氣實驗中多余的氨氣應(yīng)該怎么處理？畫出裝置圖。 能否用直接加熱NH4Cl的方法或者NH4HCO3和熟石灰混合加熱制備NH3？ 不能，因NH4Cl受熱分解后遇冷又會化合生成NH4Cl從而得不到氨氣，NH4HCO3受熱易分解生成CO2，從而使制得的氨氣不純。 其他兩種制取氨氣的裝置圖 1．下列關(guān)于氨氣的敘述，錯誤的是（） A．氨氣極易溶解于水 B．氨氣可以使?jié)駶櫟乃{(lán)色石蕊試紙變紅色 C．氨氣具有還原性 D．可以用玻璃棒蘸取濃鹽酸檢驗氨氣的存在 【答案】B 2．下列裝置用于實驗室中制取干燥氨氣的實驗，能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ? A．用裝置甲制備氨氣 B．用裝置乙除去氨氣中少量水 C．用裝置丙收集氨氣 D．用裝置丁吸收多余的氨氣 【答案】D 【解析】A．為防止試管炸裂，試管口應(yīng)略向下傾斜，故A錯誤；B．濃硫酸與氨氣能夠反應(yīng)，不能用濃硫酸干燥氨氣，故B錯誤；C．應(yīng)用雙孔塞，該裝置中氣體不能導(dǎo)入燒瓶中，故C錯誤；D．氨氣極易溶于水，利用干燥管能防止發(fā)生倒吸，故D正確；故選D。 3．實驗室用下圖所示裝置制取并收集氨氣，下列說法正確的是（） A．試管a中的固體為氯化銨 B．用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗試管b中氨氣是否集滿 C．氨氣可用濃硫酸干燥 D．如圖裝置也可用于制取并收集氧氣 【答案】B 【解析】A．試管a中的固體為氯化銨和氫氧化鈣的混合物，選項A錯誤；B．用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗試管b中氨氣是否集滿，若試紙變藍(lán)則氣體已集滿，選項B正確；C．氨氣能與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，不可用濃硫酸干燥，選項C錯誤；D．如圖裝置也可用于加熱高錳酸鉀制取氧氣，但氧氣的密度大于空氣，不能用向下排空氣法收集，選項D錯誤。答案選B。 4．下面是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中正確的是（） A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 【答案】B 【解析】①氯化銨受熱分解為氨氣和氯化氫，到試管口遇冷化合成氯化銨固體，不能得到氨氣，錯誤；②CaO+NH3H2O===NH3↑+Ca(OH)2，可以制備氨氣，正確；③固體與固體加熱制備氣體，試管口需要略向下傾斜，錯誤；④濃氨水受熱分解為氨氣和水，可以制備氨氣，正確；B正確；答案選B。 5．（多選）有關(guān)氨氣制取的實驗裝置如下圖所示（夾持裝置已略去）下列有關(guān)說法正確的是（） A．上述兩種裝置均可收集到純凈的氨氣 B．圖1：將固體藥品換為碳酸氫銨能制取純凈的氨氣 C．圖I：反應(yīng)原理為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O D．圖2：將濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口處，若試紙變藍(lán)說明已收集滿氨氣 【答案】CD 【解析】A．上述兩種裝置均是通過排空氣法收集氨氣，不可能收集到純凈的氨氣，A錯誤；B．碳酸氫銨受熱分解生成氨氣、水和二氧化碳，不可能制取純凈的氨氣，B錯誤；C．圖I屬于實驗室制備氨氣裝置，反應(yīng)原理為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O，C正確；D．氨氣是堿性氣體，圖2中將濕潤的紅色石蕊試紙接近試管口處，若試紙變藍(lán)說明已收集滿氨氣，D正確，答案選CD。 6．某同學(xué)在實驗室中發(fā)現(xiàn)了一瓶無色、有刺激性氣味的氣體，根據(jù)氣味判斷可能是氨氣，但不能確定一定是氨氣。下列提供的方法中，你認(rèn)為能夠幫他檢驗是否為氨氣的是（） A．將濕潤的紅色石蕊試紙放在打開的瓶口 B．將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙放在打開的瓶口 C．用蘸有濃硫酸的玻璃棒靠近打開的瓶口 D．用干燥的紅色石蕊試紙放在打開的瓶口 【答案】A 【解析】檢驗氣體最好用試紙。氨氣與水反應(yīng)呈堿性，可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色。B項藍(lán)色石蕊試紙遇氨氣仍為藍(lán)色；C項錯誤，因濃硫酸不揮發(fā)；D項錯誤，干燥的紅色石蕊試紙不與氨氣反應(yīng)。 7．下列離子方程式書寫正確的是（） A．實驗室用氯化銨和熟石灰制氨：NH＋OH－NH3↑＋H2O B．NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱：NH＋OH－NH3H2O C．氨水中加鹽酸：NH3H2O＋H＋===NH＋H2O D．氨水中加入氯化鐵溶液：Fe2＋＋2NH3H2O===2NH＋Fe(OH)2↓ 【答案】C 8．I．為了在實驗室制取干燥的氨氣，甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如下三套實驗裝置。 （1）寫出實驗室制氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：_____________________________________。 （2）實驗室裝置和所用樣品都正確的是_________(填“甲”、“乙”、“丙”)。 （3）檢驗試管里是否收集滿了氨氣的方法是：__________________。 （4）上述裝置中，其中的一個裝置肯定收集不到氨氣的是_______，原因是(用化學(xué)方程式表示)___________________________。 （5）尾氣處理時：不可以用于處理氨氣的是________。 （6）氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________ __________________________________________________。 II．將紅熱的固體單質(zhì)甲放入顯黃色的溶液乙中劇烈反應(yīng)產(chǎn)生混合氣體A，A在常溫下不與空氣作用，有如下變化關(guān)系： ①推導(dǎo)出各物質(zhì)的化學(xué)式B_______C________D________。 ②寫出甲跟乙反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________。A溶于水發(fā)生的化學(xué)方程式________________________________________。丙生成B的離子方程式_______________________________________________________。 【答案】 I．（1）Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O （2）丙 （3）第一種方法是在試管口處放一塊濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙將變藍(lán)色，則證明已經(jīng)集滿。第二種方法是：用玻璃棒蘸取濃鹽酸或者濃硝酸，放在試管口，若產(chǎn)生大量白煙，則證明已經(jīng)集滿 （4）乙 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4 （5）C （6）4NH3+5O24NO+6H2O II．①NO CaCO3 Cu(NO3)2 ②C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O 3NO2+H2O===2HNO3+NO 3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O 【解析】I．（1）氯化銨與氫氧化鈣在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水，方程式為Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O；（2）氨氣為堿性氣體，甲中沒有干燥裝置，得到的氨氣中含有水蒸氣；乙中濃硫酸能夠與氨氣發(fā)生反應(yīng)，不能干燥濃硫酸；丙中，堿石灰為堿性干燥劑能夠干燥氨氣，因此實驗室裝置和所用樣品都正確的是丙；（3）氨氣為堿性氣體，與水生成具有堿性的一水合氨，遇紅色的濕潤的石蕊試紙顯藍(lán)色；因此檢驗試管里是否收集滿了氨氣的方法是在試管口處放一塊濕潤的紅色石蕊試紙，若試紙將變藍(lán)色，則證明已經(jīng)集滿或者是用玻璃棒蘸取濃鹽酸或者濃硝酸，放在試管口，若產(chǎn)生大量白煙，則證明已經(jīng)集滿；（4）氨氣為堿性氣體與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨，因此乙裝置不能得到氨氣，反應(yīng)的方程式為2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4；（5）氨氣極易溶于水，尾氣處理時必須有防倒吸裝置，即倒扣的漏斗或干燥管或者通入四氯化碳中使氨氣與水不直接接觸，即裝置A、B、D均可以吸收尾氣，C不可以，答案選C。（6）氨的催化氧化的化學(xué)方程式為4NH3＋5O24NO＋6H2O。II．①單質(zhì)丙和A與水反應(yīng)后的溶液發(fā)生反應(yīng)生成藍(lán)色溶液，則該藍(lán)色溶液中含有銅離子，氣體A和水反應(yīng)生成的溶液應(yīng)該是酸，則丙是Cu，銅和稀硝酸在常溫下反應(yīng)，則A與水反應(yīng)后的溶液中含有HNO3，氣體B是NO，根據(jù)元素守恒知，A中含有NO2，通入水后的A中氣體能和澄清石灰水反應(yīng)生成白色沉淀，且還剩余NO，根據(jù)元素守恒及物質(zhì)顏色知，甲是C，乙是濃硝酸，則A中含有CO2、NO2，根據(jù)以上分析知，甲、乙、丙分別是：C、HNO3(濃)、Cu，A為CO2、NO2，B為NO，C為CaCO3，D為Cu(NO3)2；②甲與乙反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O，A溶于水發(fā)生的化學(xué)方程式為3NO2+H2O===2HNO3+NO。丙生成B的離子方程式為3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O 9．某課外活動小組在實驗室用下圖的一些裝置組合后，快速制取氨并驗證氨的某些性質(zhì)，同時收集少量純凈氮氣，請回答： （1）儀器A的名稱是_____________；實驗前先將儀器按圖連接好，然后_____________，再開始實驗； （2）燒瓶內(nèi)盛有生石灰，隨著濃氨水的滴入，產(chǎn)生氨氣，解釋放出氨氣的原因____________________________________________________； （3）本實驗進(jìn)行一斷時間后，觀察到加熱的硬質(zhì)玻璃試管內(nèi)黑色氧化銅粉末轉(zhuǎn)為紅色，盛無水硫酸銅的干燥管內(nèi)出現(xiàn)藍(lán)色，并且在最后的出氣導(dǎo)管處收集到純凈、干燥的氮氣。根據(jù)這些現(xiàn)象，寫出在硬質(zhì)玻璃試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________，這個反應(yīng)說明氨氣具有______________（填編號）。 A．堿性 B．還原性 C．氧化性 D．不穩(wěn)定性 （4）洗氣瓶中濃硫酸的主要作用是________________________________________； （5）在最后出氣管口收集干燥純凈的氮氣，收集方法是_________（填編號）。 A．排空氣法 B．排水法 C．用氣囊收集 【答案】（1）分液漏斗檢查裝置的氣密性 （2）氨水中的H2O與CaO反應(yīng)并放熱，使NH3逸出 （3）3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 B （4）干燥N2，吸收未反應(yīng)的NH3； （5）C 【解析】（1）滴加液體的儀器為分液漏斗；涉及到氣體的實驗，都要檢查裝置氣密性。 （2）氧化鈣能與氨水中的水反應(yīng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，從而使氨氣逸出生。 （3）黑色的氧化銅變?yōu)榧t色，說明生成銅，無水硫酸銅變藍(lán)，說明有水生成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （4）濃硫酸具有吸水性，能作干燥劑，濃硫酸能和堿性氣體反應(yīng)。 （5）N2的密度與空氣的密度接近，不能用排空氣法收集，要得到干燥的N2，不能用排水法收集，由此選擇收集裝置。 10．利用下圖裝置(夾持裝置略)制取和收集純凈、干燥的氨氣，并探究氨氣的性質(zhì)。 （1）實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制取氨氣，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是_____；能否用硝酸銨代替氯化銨___(填“能”或“不能”)。 （2）若利用裝置I制取氨氣，根據(jù)實驗要求， ①儀器連接的順序（用字母編號表示）：a接_____，接，接。 ②裝置I應(yīng)選用的試劑為濃氨水、_______或______(填序號）。 A．氫氯化鈉 B．濃硫酸 C．硝酸鉀 D．生石灰 ③為了得到干燥的氨氣，實驗室不能用于干燥NH3的試劑是_________。 A．濃硫酸 B．堿石灰 C．NaOH固體 （3）收集一瓶氨氣，按下圖玻璃裝置進(jìn)行實驗。先打開旋塞①，B瓶中產(chǎn)生白色的煙是__________（填化學(xué)式）；穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞①，再打開旋塞②，B瓶中的現(xiàn)象是__________________________________。 （4）將氨氣通入盛有氧化銅粉末的玻璃管中，加熱有紅色固體單質(zhì)和無色氣體單質(zhì)生成，證明氨氣具有________性，反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。 【答案】（1）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O II 不能 （2）①c，b，e，f，d ②A、D ③A （3）NH4Cl 燒杯中的AgNO3溶液會倒流進(jìn)入到B瓶中，產(chǎn)生白色沉淀 （4）還原 2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu 【解析】（1）實驗室用NH4Cl和Ca(OH)2制取氨氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，屬于固體與固體反應(yīng)制備氣體，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是II；硝酸銨受熱易發(fā)生爆炸，不能用硝酸銨代替氯化銨。（2）①若利用裝置I制取氨氣，氨氣極易溶于水密度小于空氣，應(yīng)該用向下排空氣法收集，利用堿石灰干燥，因此儀器連接的順序是acbefd。②可以用濃氨水與強(qiáng)堿或生石灰反應(yīng)制備氨氣，則裝置I應(yīng)選用的試劑為濃氨水、氫氧化鈉或生石灰，答案選AD。③氨氣是堿性氣體，不能用濃硫酸干燥，答案選A；（3）先打開旋塞①，氯化氫與氨氣混合生成氯化銨，則B瓶中產(chǎn)生白色的煙是NH4Cl；穩(wěn)定后，關(guān)閉旋塞①，再打開旋塞②，B中壓強(qiáng)減小，所以B瓶中的現(xiàn)象是燒杯中的AgNO3溶液會倒流進(jìn)入到B瓶中，產(chǎn)生白色沉淀氯化銀。（4）將氨氣通入盛有氧化銅粉末的玻璃管中，加熱有紅色固體單質(zhì)和無色氣體單質(zhì)生成，紅色固體是銅，無色氣體是氮氣，證明氨氣具有還原性，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu。