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【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】08氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取及性質(zhì)的研究專題08氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取及性質(zhì)的研究【教材實(shí)驗(yàn)梳理】1.氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)用銨鹽和堿制?、賹?shí)驗(yàn)裝置②實(shí)驗(yàn)分析(2)用濃氨水制取2.噴泉實(shí)驗(yàn)中學(xué)教材中噴泉實(shí)驗(yàn)裝置如上圖所示。實(shí)驗(yàn)操作是:打開橡皮管上的夾子,擠壓滴管的膠頭,則燒杯中的水由玻璃管進(jìn)入燒瓶,形成噴泉。(1)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理因?yàn)闊績?nèi)氣體易溶于水或易與水反應(yīng),使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,形成壓強(qiáng)差,大氣壓將燒杯中的水壓入燒瓶而形成噴泉。(2)能形成噴泉的條件從原理上講,氣體要易溶于水或易與水反應(yīng),以形成足夠大的壓強(qiáng)差;從實(shí)驗(yàn)條件上講,燒瓶內(nèi)氣體要充滿,氣體和儀器均要干燥,裝置的氣密性要好。(3)形成噴泉的氣體與液體組合①極易溶于水的氣體(NH3、HCl等)與水可形成噴泉;②酸性氣體與NaOH溶液組合能形成噴泉。(4)噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵①盛氣體的燒瓶必須干燥;②氣體要充滿燒瓶;③裝置不能漏氣(實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置的氣密性);④所用氣體能大量溶于所用液體或氣體與液體能快速反應(yīng)。(5)常見的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體上噴,為此可設(shè)計(jì)多種不同的裝置和采用不同的操作(如使氣體溶于水、熱敷、生成氣體、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等)來產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅰ:打開止水夾,擠壓膠頭滴管的膠頭,使少量水進(jìn)入燒瓶,導(dǎo)致大量的NH3溶解。燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅱ:擠壓氣球,即可使少量的溶液沿導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶,導(dǎo)致大量的NH3溶解,燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅲ:去掉了膠頭滴管。打開止水夾,用手(或熱毛巾等)捂熱燒瓶,氨氣受熱膨脹,使氨氣通過導(dǎo)管與水接觸,即產(chǎn)生噴泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶,使水進(jìn)入燒瓶,燒瓶內(nèi)氨氣溶于水)裝置Ⅳ:在錐形瓶中加入能產(chǎn)生氣體的物質(zhì),使錐形瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)明顯增大,將液體壓入燒瓶而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅴ:在水槽中加入使水溫度升高的物質(zhì),致使錐形瓶內(nèi)酒精因升溫而揮發(fā),錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生噴泉。裝置Ⅵ:向燒瓶中通入H2S(或SO2),然后通入SO2(或H2S),有淡黃色粉末狀物質(zhì)生成,瓶內(nèi)壁附有水珠,NaOH溶液噴到燒瓶內(nèi)。(6)噴泉實(shí)驗(yàn)所形成的溶液的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算前提:氣體充滿,溶質(zhì)不擴(kuò)散。氣體體積換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況,設(shè)燒瓶體積為VL。①“NH3+H2O”和“HCl+H2O”型:V(氣體)=V(溶液),則:c==1/22.4mol·L?1。②“NO2+H2O”型:3NO2+H2O=2HNO3+NO,溶液只占燒瓶容積的2/3,n(HNO3)=2/3n(NO2),V(溶液)=2/3VL,則:c(HNO3)==1/22.4mol·L?1。③“NO2+O2+H2O”型:依4NO2+O2+2H2O=4HNO3,若V(NO2)∶V(O2)≤4(恰好反應(yīng)或O2過量),則c(HNO3)=1/22.4mol·L-1×4/5=1/28mol·L-1;若V(NO2)∶V(O2)>4(剩余NO),則c(HNO3)介于1/28mol·L-1和1/22.4mol·L-1之間?!敬痤}技巧】氣體驗(yàn)滿和檢驗(yàn)操作①氧氣驗(yàn)滿:用帶火星的木條平放在集氣瓶口,木條復(fù)燃,說明收集的氧氣已滿。②可燃性氣體(如氫氣)的驗(yàn)純方法:用排水法收集一小試管的氣體,用大拇指摁住管口移近火焰,放開手指,若聽到尖銳的爆鳴聲,則氣體不純;若聽到輕微的“噗”的一聲,則氣體純凈。③二氧化碳驗(yàn)滿:將燃著的木條平放在集氣瓶口,若火焰熄滅,則氣體已滿。④氨氣驗(yàn)滿:用濕潤的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口,若試紙變藍(lán)說明氣體已滿。⑤氯氣驗(yàn)滿:用濕潤的淀粉-碘化鉀試紙放在集氣瓶口,若試紙變藍(lán)說明氣體已滿?!镜淅v解】1.某同學(xué)用下列裝置(固定及夾持裝置、加熱儀器和橡膠管略)進(jìn)行有關(guān)氨氣制取的實(shí)驗(yàn)探究?;卮鹣铝袉栴}:(1)若用裝置①制取NH3,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________;若要測定生成的NH3的體積,則必須選擇的裝置是__________(填裝置序號),裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是__________。(2)若用裝置②制取并收集干燥的NH3,燒瓶內(nèi)裝的試劑是__________,分液漏斗中裝的試劑是__________,收集裝置應(yīng)選擇__________(填裝置序號)?!炯皶r(shí)鞏固】2.下列實(shí)驗(yàn)室制取、干燥、收集NH3并進(jìn)行尾氣處理的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿. B.C. D.3.下列裝置用于實(shí)驗(yàn)室中制取干燥氨氣的實(shí)驗(yàn),其中能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖茿.用裝置甲制備氨氣 B.用裝置乙除去氨氣中的少量水C.用裝置丙收集氨氣 D.用裝置丁吸收多余的氨氣4.某同學(xué)擬在實(shí)驗(yàn)室中用下列儀器和必需藥品對NH3與Cl2的反應(yīng)進(jìn)行探究。下列說法不正確的是A.制備氣體:A、B都能用于制NH3,B、C都能用于制Cl2B.凈化氣體:E、G都能用來凈化NH3,也都能用來凈化Cl2C.氣體反應(yīng):分別從D的c、d通入NH3和Cl2;D中產(chǎn)生大量白煙D.尾氣處理:E、F或G都能用于除尾氣,但只用其中一種可能除不凈尾氣5.某同學(xué)用濾紙折成一個(gè)紙蝴蝶并噴灑一種溶液(保持濕潤),掛在鐵架臺上。另取一只盛某種溶液的燒杯,放在紙蝴蝶的下方(如圖)。過一會,發(fā)現(xiàn)紙蝴蝶變?yōu)樗{(lán)色。下表的組合中,能夠?qū)崿F(xiàn)上述變化的是ABCD紙蝴蝶上的噴灑液酚酞KI-淀粉溶液石蕊品紅小燒杯中的溶液濃氨水濃氯水濃鹽酸濃硫酸A.A B.B C.C D.D6.如圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案。下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是(
)A.?dāng)D壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾B.?dāng)D壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開止水夾D.向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾7.實(shí)驗(yàn)室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),最合理的選項(xiàng)是選項(xiàng)a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)c中收集的氣體d中的物質(zhì)A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸(70%)Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液A.A B.B C.C D.D8.已知NH3和HCl都是能用來做噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體,若在相同條件下用等體積燒瓶各收集滿NH3和HCl氣體,進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)(兩燒瓶內(nèi)充滿溶液且不考慮溶質(zhì)的擴(kuò)散)。下列說法錯(cuò)誤的是A.NH3和HCl分別形成藍(lán)色、紅色噴泉B.制備干燥的NH3和HCl,所需的干燥劑分別是堿石灰、濃硫酸C.若燒瓶中改為NO2,則所得溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與前兩者不同D.去掉裝置中的膠頭滴管,改為單孔塞,也可引發(fā)噴泉9.實(shí)驗(yàn)室模擬氨催化氧化法制硝酸的裝置如圖所示(無水CaCl2可用于吸收氨氣),下列說法正確的是A.裝置①、②、⑤依次盛裝堿石灰、無水CaCl2、濃硫酸B.裝置③中氣體呈紅棕色C.裝置④中溶液可使無色酚酞溶液變紅D.通空氣的主要作用是鼓出氨氣,空氣可用N2代替10.某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置制取氨氣并探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。(1)裝置A中燒瓶內(nèi)試劑可選用_______(填序號)。a.堿石灰
b.濃硫酸
c.生石灰
d.五氧化二磷
e.燒堿固體(2)若探究氨氣的溶解性,需在K2的導(dǎo)管末端連接下表裝置中的_____(填序號)裝置,當(dāng)裝置D中集滿氨氣后,關(guān)閉K1、K2,打開K3,引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作是________。備選裝置(其中水中含酚酞溶液)ⅠⅡⅢ(3)若探究氨氣的還原性,需打開K1、K3,K,2處導(dǎo)管連接制取純凈、干燥氯氣的裝置。①用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣生成氣體必須通過盛有_____試劑的洗氣瓶;②D中氨氣與氯氣反應(yīng)產(chǎn)生白煙,同時(shí)生成一種無色無味的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。③從K3處導(dǎo)管逸出的氣體中含有少量C12,則C裝置中應(yīng)盛放_____溶液(填化學(xué)式),反應(yīng)的離子方程式為___________。11.某課外活動(dòng)小組對教材中氨氣的催化氧化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),并利用實(shí)驗(yàn)生成的產(chǎn)物檢驗(yàn)氨的化學(xué)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)裝置如下(夾持裝置略):實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按裝置圖連接好裝置,檢查裝置的氣密性后,裝入試劑;②先點(diǎn)燃C處酒精燈,再點(diǎn)燃A處酒精燈,待F處有連續(xù)不斷的氣泡產(chǎn)生時(shí),再點(diǎn)燃B處酒精燈;③反應(yīng)一段時(shí)間后,熄滅A處酒精燈,繼續(xù)加熱NH4Cl和Ca(OH)2固體混合物;④熄滅B處和C處酒精燈;請回答下列問題:(1)NH3的電子式是________,寫出NH3發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式________________。(2)實(shí)驗(yàn)步驟①中檢查裝置的氣密性的方法是___________。(3)描述實(shí)驗(yàn)過程中裝置D和裝置E的現(xiàn)象:裝置D裝置E點(diǎn)燃A、B、C處酒精燈__________紫色石蕊溶液變紅熄滅A處酒精燈繼續(xù)加熱B處酒精燈紅棕色慢慢褪去溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色,__________(4)裝置F中的試劑是______________。(5)該裝置存在一處明顯的缺陷,請?zhí)岢龈倪M(jìn)意見_____________。(6)工業(yè)上常采用氨氧化法制取硝酸,現(xiàn)有10.0tNH3制取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的HNO3,設(shè)NH3氧化后的產(chǎn)物有95%轉(zhuǎn)化為HNO3,最終得到45.0tHNO3,則氨氧化過程中NH3的轉(zhuǎn)化率為_______(用百分?jǐn)?shù)表示,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。12.NH3是一種重要的化工原料,可用于制氮肥、HNO3、銨鹽、純堿,還可用于制合成纖維、塑料、染料等。某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室中對NH3的性質(zhì)進(jìn)行了探究,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置?;卮鹣铝袉栴}:(1)氨氣的制備①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________;②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置_____(按氣流方向,用小寫字母表示)。(2)NH3性質(zhì)探究利用制取的干燥NH3,小組開始實(shí)驗(yàn),其中A為NH3的制取裝置,并發(fā)現(xiàn)了如下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,同時(shí)小組對現(xiàn)象進(jìn)行了討論并得出了相應(yīng)的結(jié)論。序號實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論ⅠB裝置中黑色氧化銅變?yōu)榧t色反應(yīng)生成了Cu2O或______ⅡC裝置中無水CuSO4變藍(lán)反應(yīng)生成了________ⅢE裝置中收集到無色無味氣體反應(yīng)生成了N2①完型填空實(shí)驗(yàn)結(jié)論;②實(shí)驗(yàn)儀器D的名稱為_______________;所裝藥品無水CaCl2的作用為______________;③如果裝置B中所得紅色固體為Cu2O,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________,體現(xiàn)了NH3的________性(填氧化或還原)。13.為測定氨分子中氮、氫原子個(gè)數(shù)比。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程:實(shí)驗(yàn)時(shí),先用制得的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣,再連接洗氣瓶和氣體收集裝置,立即加熱氧化銅。反應(yīng)完成后,黑色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的單質(zhì)銅。如圖A、B、C為甲、乙兩小組制取氨氣時(shí)可能用到的裝置,D為盛有濃硫酸的洗氣瓶。實(shí)驗(yàn)1測得反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量m1g、氧化銅反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量m2g、生成的氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V1L。實(shí)驗(yàn)2測得洗氣前裝置D的質(zhì)量m3g、洗氣后裝置D的質(zhì)量m4g、生成的氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V2L。請回答下列問題:(1)寫出儀器a和b的名稱分別是:圓底燒瓶和______________。(2)檢查A裝置氣密性的操作是_____________________________。(3)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2分別選擇了不同的方法制取氨氣,請將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號和制備原理填或相關(guān)化學(xué)方程式寫在下表的空格中。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)藥品制備原理實(shí)驗(yàn)1A氫氧化鈣、硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:①___________;實(shí)驗(yàn)2②______;濃氨水、氫氧化鈉用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉的作用:③_______________。(4)實(shí)驗(yàn)1用所測數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比為______________。(列式子,不計(jì)算結(jié)果)(5)實(shí)驗(yàn)2用所測數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比明顯小于理論值,其原因是_____________________。為此,實(shí)驗(yàn)2在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)裝有某藥品的實(shí)驗(yàn)儀器重新實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)前后該藥品的質(zhì)量變化及生成氮?dú)獾捏w積,得出了合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該藥品和實(shí)驗(yàn)儀器的名稱分別是__________和____________。14.I、某化學(xué)興趣小組利用以下裝置模擬合成氨并制備少量氨水已知:加熱(85℃)NH4Cl和NaNO2飽和溶液可以制取N2B中儀器名稱是___________________;⑵為了完成實(shí)驗(yàn),裝置從左到右接口的連接順序是___________;⑶D中玻璃纖維的作用是_________________;⑷小組中甲同學(xué)認(rèn)為F裝置不太合理,實(shí)驗(yàn)中會產(chǎn)生倒吸。乙同學(xué)認(rèn)真分析后認(rèn)為該裝置無需改進(jìn),他的理由是________________________;II、實(shí)驗(yàn)探究⑸該小組同學(xué)利用制備的氨水再進(jìn)行銀鏡反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。經(jīng)查閱資料,配制的銀氨溶液主要成分是[Ag(NH3)2]OH,小組同學(xué)對其組成進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究:①在潔凈的小試管中加入2mL2%的AgNO3溶液,然后邊振蕩試管邊滴加2%的稀氨水溶液,至最初產(chǎn)生的沉淀恰好溶解為止,制得銀氨溶液。②在制得的銀氨溶液中加入無水乙醇,溶液變渾濁,過濾,用__________洗滌
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