氨氣的實驗室制法

1、精品文檔 第二節(jié)氨氣的實驗室制法以及硝酸與金屬反應(yīng) 【課前預(yù)習(xí)】 【學(xué)習(xí)目標】 氮元素單質(zhì)及其化合物知識與其他元素單質(zhì)及其化合物知識的綜合應(yīng)用。 【學(xué)習(xí)重點】 1. 氨氣的實驗室制法 2. 金屬與硝酸反應(yīng)的有關(guān)計算 一氨氣的實驗室制法 藥品：、 反應(yīng)原理：（固體+固體一氣體） 反應(yīng)方程式： 裝置：圓底燒瓶和分液漏斗 收集： 驗滿：用濕潤的 或蘸有的玻璃棒。 防止多余氨氣污染空氣的方法：收集 NH后的導(dǎo)管口處塞一團濕棉花或用稀硫酸 浸濕的棉花。 干燥：NH通過盛有的干燥管。 實驗室制取氨的其他方法：加熱濃氨水、氧化鈣與濃氨水反應(yīng)等。 二、硝酸與金屬的反應(yīng) HNO幾乎能與所有的金屬（除金、鉑、鈦以

2、外）發(fā)生氧化還原反應(yīng)（如Cu）。 說明： a. 硝酸與不活潑金屬反應(yīng)時，濃硝酸生成 NO,稀硝酸生成NO b. 常溫下濃硝酸使Fe、Al。 特別提示：氧化性酸和酸的氧化性概念辨析 酸的氧化性：實質(zhì)上指氫離子的氧化性，任何酸都有不同程度電離出 的能力， 在一定條件下獲得電子生成“。因此在某些反應(yīng)中酸作氧化劑其實質(zhì)上是 H+ 作氧化劑，如：鋅與鹽酸或稀硫酸的反應(yīng)，都可以用 Zn+ 2H+=Zrn+ H2 T離子 方程式表示此類反應(yīng)的實質(zhì)。 氧化性酸：是酸根離子獲得電子的能力，酸根離子獲得電子后，化合價降低，形 成相應(yīng)的低價含氧化合物甚至是單質(zhì)。 如濃硫酸與Cu反應(yīng)：Cu+ 2HSO（濃）= CuS

3、耐 SOT + 2H0,濃硫酸與木炭反應(yīng)： C+ 2fSQ（濃）=COT + 2SOT + 2H0,硝酸與鋅反應(yīng)：4Zn + 10HN0 ?。?4Z n（N2 + NOT + 5H0, 5Zn + 12HN0很?。?5Zn（NO）2+ N4 + 6H2O,濃硝酸與木炭、單質(zhì)硫、磷的反應(yīng)等等。 作為氧化性酸，不僅能氧化金屬而且還能氧化某些非金屬單質(zhì)。而酸的氧化性即 J的氧化能力較弱，只能氧化較活潑的金屬（即金屬活動性順序中氫前金屬）。 【課堂探究】 一、氨氣的制法和氨水 1 氨氣的制法 （1）實驗室制法 原理：銨鹽與堿共熱產(chǎn)生氨氣。 2NHCI + Ca（OH=CaCl2+ 2NH T + 2H

4、O 裝置：固一固反應(yīng)加熱裝置，發(fā)生裝置與制取氧氣的裝置相似，如下圖: 收集：由于氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，所以只能用向下排空氣法。 檢驗： a. 用濕潤的紅色石蕊試紙（變藍）; b. 蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口 （產(chǎn)生白煙）。 棉花團的作用：在收集NH的試管口放置一團松軟的干棉花，是為了防止試管 內(nèi)的NH與試管外的空氣形成對流，以便在較短的時間內(nèi)收集到較為純凈的氨氣。 特別提示： 制取NH宜用NHCI，不宜用（NHO2SQ、NHHCO NHNO等。 消石灰不能用KOH NaOH弋替，因后兩者易吸濕、結(jié)塊，不利于產(chǎn)生 NH, 且在咼溫下易腐蝕試管。 干燥氨氣通常用堿石灰，而不能用 P2O5

5、和濃H2SQ,也不能用無水CaCb(8NH3 + CaCb=CaCJ 8NH)。 (4)欲快速制NH,可加熱濃氨水，也可將濃氨水滴入 NaOH固體或生石灰中，其 裝置如下圖： 加熱濃氨水 a：反應(yīng)原理： NHL H2O=N：HT + HQ b:裝置 12歡迎下載 濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì) a：反應(yīng)原理：濃氨水中存在以下平衡： NH + H2ONHI - H2O NHf + OH, 加入固態(tài)堿性物質(zhì)(如CaO NaOH堿石灰等),使平衡向左移動，促進了 NH HO 的分解 b:裝置 工業(yè)制法: 固體NaOH (或為。) N+ 3H22NH 2氨水 (1) 組成：NH H2O、NHI、OH、NHL

6、H+ (2) 發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) NHI+ H2OL NHI HONH + OH; (3) 性質(zhì) 易揮發(fā)，盛濃氨水的試劑瓶瓶口常有白霧產(chǎn)生， 久置溶液質(zhì)量減輕，濃度變小。 氨水質(zhì)量分數(shù)(密度小于1 g cm 3的溶液)越大，其密度越小，因此如果將質(zhì) 量分數(shù)為x%勺氨水與質(zhì)量分數(shù)為3x%勺氨水等體積混合后，所得氨水的質(zhì)量分數(shù) 小于2x% 而對于密度大于1 g cm 3的溶液(如硫酸溶液)，質(zhì)量分數(shù)越大，其密度也越大， 因此如果將質(zhì)量分數(shù)為x%勺硫酸溶液與質(zhì)量分數(shù)為 3x%勺硫酸溶液等體積混合 后，所得硫酸溶液的質(zhì)量分數(shù)大于 2x% 氨水是很好的沉淀劑，能使 MgJ AlS F、F、Cif十、Zn2+

7、等轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲?化物沉淀，其中AgOH Cu(OH、Zn(OH)等沉淀能溶于過量氨水，生成絡(luò)合物。 (4) 涉及氨水的離子方程式的書寫 氨水做反應(yīng)物，用分子式表示，如： Al3+ + 3NH HO=AI(OH)J + 3NH ; 生成氨水時，若反應(yīng)物為濃溶液或在加熱條件下，用下面離子方程式表示： Nhf + OH=NHT + H2Q 生成氨水時，若反應(yīng)物為稀溶液且不加熱，用下面離子方程式表示： nfJ+oh=nh ha 3 噴泉實驗 (1) 噴泉形成的原理 容器內(nèi)、外存在較大的壓強差，在這種壓強差的作用下，使液體通過尖嘴管噴涌。 分類 負壓型：即接納噴起液體的空間壓強低于大氣壓，而待噴液體與大氣

8、相通，通 常是容器內(nèi)氣體極易溶于水或容器內(nèi)氣體易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如 氣體 A HCI NH CO、CI2、 HS SO NO+ Q CH=CH 吸收 劑B 水或NaOH 溶液 水、鹽酸 NaOH溶液 水 溴水 正壓型：即接納噴起液體的空間與大氣相通，而待噴液體所受壓強高于大氣壓， 通常是容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)(如濃鹽酸、濃氨水、酒精等)，或由于發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)，容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，如噴霧器、人造噴泉、火山噴發(fā)等。 特別提示：噴泉實驗成功的關(guān)鍵： (1) 氣體在吸收液中被吸收的既快又多，如 NH、HCI用水吸收，CQ SO用NaOH 溶液吸收等。 (2) 裝置的氣密性要好。 (3)

9、燒瓶內(nèi)氣體純度要高 兩種類型的裝置如圖: 負壓迥 反應(yīng)正壓型 加熱正壓型 二、金屬與硝酸的反應(yīng) 1. 金屬與HNO反應(yīng)的一般通式 (1)金屬+濃硝酸一金屬硝酸鹽+ NOT + H2O 金屬+稀硝酸一金屬硝酸鹽+ NOT + HO 2. 反應(yīng)規(guī)律 (1)金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成 H。濃硝酸一般被還原為NO,稀硝酸一般被還原 為NO 鐵與稀硝酸反應(yīng)，先生成 Fe(NO)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO) 3再和Fe反應(yīng)生成 Fe(NO)2。 (3)銅與濃硝酸反應(yīng)，若Cu過量，開始時硝酸的還原產(chǎn)物為 NO，隨著反應(yīng)的進 行，濃硝酸變稀，硝酸的還原產(chǎn)物為 NO最終應(yīng)得到NO和NO的混合氣體。 【例1】如圖所

10、示分別是某課外活動小組設(shè)計的制取氨氣并用氨氣進行噴泉實驗 的三組裝置，回答下列問題: A圖B圖圖 (1)用A圖所示的裝置可制備干燥的 NH: 反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 裝置中收集NH的試管口放置棉花團的作用是 干燥管中干燥劑能否改用無水 CaCb? （填“能”或“不能”），理由 是用化學(xué)方程式表示）。 （2）用B圖所示的裝置可快速制取較大量 NH: 用化學(xué)方程式表示濃氨水滴入 CaO中有大量NH逸出的過程： 。 檢驗NH是否收集滿的實驗方法是 。 （3）用C圖所示的裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的 操作是，該實驗的原理是 。 【例2】5.6 g Cu、Mg合金與一定量的硝酸恰

11、好完全反應(yīng)，收集到 NO和NO的 混合氣體V L（標準狀況）；向反應(yīng)后的溶液中加入足量 NaOH容液，沉淀完全后 將其過濾、洗滌、干燥，稱得質(zhì)量為 10.7 g。則V等于（ ）。 A. 2.24 B . 4.48 C . 6.72 D . 7.84 【課時訓(xùn)練】 1. （2012江蘇化學(xué)）用下列實驗裝置進行相應(yīng)實驗，能達到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ?圖1圖2S3團4 A.用圖1所示裝置除去Cl2中含有的少量HCI B用圖2所示裝置蒸干NHCI飽和溶液制備NHCl晶體 C用圖3所示裝置制取少量純凈的CO氣體 D.用圖4所示裝置分離CCl4萃取碘水后已分層的有機層和水層 2. （2012四川理綜）向27.

12、2 g Cu和CuO的混合物中加入某濃度的稀硝酸 0.5 L， 固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO和Cu（NGh。在所得溶液中加入1.0 mol 1的NaOH 溶液1.0 L,此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2 g。下列 有關(guān)說法不正確的是（）。 A. Cu與CuO的物質(zhì)的量之比為2 : 1 B. 硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6 mol Lt C. 產(chǎn)生的NO在標準狀況下的體積為4.48 L D. Cu CuO與硝酸反應(yīng)后剩余HNO為0.2 mol 3. 下列離子方程式或說法正確的是。 (1) N02與水反應(yīng)：3NO+ H2O=2NO N3 2H+ (2) 1.0 mol L_1 的

13、HNO容液中 H、Fe2+、C、SO_大量共存 (3) 用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上，試紙變藍色，說明濃氨水呈堿性 (4) 無色溶液中滴加稀NaOH溶液，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口， 試紙不變 藍，結(jié)論是原溶液中無 N宵 將足量CO通入溶液中，H、N宵、ai3+、s0能大量共存 (6) 46 g NO 2和N4的混合氣體中含有的原子總數(shù)為 32 (7) NH4HCO溶于過量的 NaOH溶液中：HCO+ OH=cO+ HO 4. 如圖所示，相同條件下，兩個容積相同的試管分別裝滿NO和NO氣體，分別 倒置于水槽中，然后通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通邊慢慢搖動試管，直到兩個試 管內(nèi)充滿液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴散，則兩個試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量 濃度之比為( A. 1 : 1 B 5. 如圖是某課外活動小組的同學(xué)設(shè)計的 可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是()。 4個噴泉實驗方案。下列有關(guān)操作中不 A. 擠壓裝置的膠頭滴管使稀鹽酸全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾 B. 擠壓裝置的膠頭滴管使NaOH溶液全部進入燒瓶，片刻后打開止水夾 C用鼓氣裝置從裝置的a處