氨气的实验室制法

1、精品文档 第二节氨气的实验室制法以及硝酸与金属反应 【课前预习】 【学习目标】 氮元素单质及其化合物知识与其他元素单质及其化合物知识的综合应用。 【学习重点】 1. 氨气的实验室制法 2. 金属与硝酸反应的有关计算 一氨气的实验室制法 药品：、 反应原理：（固体+固体一气体） 反应方程式： 装置：圆底烧瓶和分液漏斗 收集： 验满：用湿润的 或蘸有的玻璃棒。 防止多余氨气污染空气的方法：收集 NH后的导管口处塞一团湿棉花或用稀硫酸 浸湿的棉花。 干燥：NH通过盛有的干燥管。 实验室制取氨的其他方法：加热浓氨水、氧化钙与浓氨水反应等。 二、硝酸与金属的反应 HNO几乎能与所有的金属（除金、铂、钛以

2、外）发生氧化还原反应（如Cu）。 说明： a. 硝酸与不活泼金属反应时，浓硝酸生成 NO,稀硝酸生成NO b. 常温下浓硝酸使Fe、Al。 特别提示：氧化性酸和酸的氧化性概念辨析 酸的氧化性：实质上指氢离子的氧化性，任何酸都有不同程度电离出 的能力， 在一定条件下获得电子生成“。因此在某些反应中酸作氧化剂其实质上是 H+ 作氧化剂，如：锌与盐酸或稀硫酸的反应，都可以用 Zn+ 2H+=Zrn+ H2 T离子 方程式表示此类反应的实质。 氧化性酸：是酸根离子获得电子的能力，酸根离子获得电子后，化合价降低，形 成相应的低价含氧化合物甚至是单质。 如浓硫酸与Cu反应：Cu+ 2HSO（浓）= CuS

3、耐 SOT + 2H0,浓硫酸与木炭反应： C+ 2fSQ（浓）=COT + 2SOT + 2H0,硝酸与锌反应：4Zn + 10HN0 稀）=4Z n（N2 + NOT + 5H0, 5Zn + 12HN0很稀）=5Zn（NO）2+ N4 + 6H2O,浓硝酸与木炭、单质硫、磷的反应等等。 作为氧化性酸，不仅能氧化金属而且还能氧化某些非金属单质。而酸的氧化性即 J的氧化能力较弱，只能氧化较活泼的金属（即金属活动性顺序中氢前金属）。 【课堂探究】 一、氨气的制法和氨水 1 氨气的制法 （1）实验室制法 原理：铵盐与碱共热产生氨气。 2NHCI + Ca（OH=CaCl2+ 2NH T + 2H

4、O 装置：固一固反应加热装置，发生装置与制取氧气的装置相似，如下图: 收集：由于氨气极易溶于水，且密度比空气小，所以只能用向下排空气法。 检验： a. 用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）; b. 蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口 （产生白烟）。 棉花团的作用：在收集NH的试管口放置一团松软的干棉花，是为了防止试管 内的NH与试管外的空气形成对流，以便在较短的时间内收集到较为纯净的氨气。 特别提示： 制取NH宜用NHCI，不宜用（NHO2SQ、NHHCO NHNO等。 消石灰不能用KOH NaOH弋替，因后两者易吸湿、结块，不利于产生 NH, 且在咼温下易腐蚀试管。 干燥氨气通常用碱石灰，而不能用 P2O5

5、和浓H2SQ,也不能用无水CaCb(8NH3 + CaCb=CaCJ 8NH)。 (4)欲快速制NH,可加热浓氨水，也可将浓氨水滴入 NaOH固体或生石灰中，其 装置如下图： 加热浓氨水 a：反应原理： NHL H2O=N：HT + HQ b:装置 12欢迎下载 浓氨水中加固态碱性物质 a：反应原理：浓氨水中存在以下平衡： NH + H2ONHI - H2O NHf + OH, 加入固态碱性物质(如CaO NaOH碱石灰等),使平衡向左移动，促进了 NH HO 的分解 b:装置 工业制法: 固体NaOH (或為。) N+ 3H22NH 2氨水 (1) 组成：NH H2O、NHI、OH、NHL

6、H+ (2) 发生的化学反应 NHI+ H2OL NHI HONH + OH; (3) 性质 易挥发，盛浓氨水的试剂瓶瓶口常有白雾产生， 久置溶液质量减轻，浓度变小。 氨水质量分数(密度小于1 g cm 3的溶液)越大，其密度越小，因此如果将质 量分数为x%勺氨水与质量分数为3x%勺氨水等体积混合后，所得氨水的质量分数 小于2x% 而对于密度大于1 g cm 3的溶液(如硫酸溶液)，质量分数越大，其密度也越大， 因此如果将质量分数为x%勺硫酸溶液与质量分数为 3x%勺硫酸溶液等体积混合 后，所得硫酸溶液的质量分数大于 2x% 氨水是很好的沉淀剂，能使 MgJ AlS F、F、Cif十、Zn2+

7、等转变为氢氧 化物沉淀，其中AgOH Cu(OH、Zn(OH)等沉淀能溶于过量氨水，生成络合物。 (4) 涉及氨水的离子方程式的书写 氨水做反应物，用分子式表示，如： Al3+ + 3NH HO=AI(OH)J + 3NH ; 生成氨水时，若反应物为浓溶液或在加热条件下，用下面离子方程式表示： Nhf + OH=NHT + H2Q 生成氨水时，若反应物为稀溶液且不加热，用下面离子方程式表示： nfJ+oh=nh ha 3 喷泉实验 (1) 喷泉形成的原理 容器内、外存在较大的压强差，在这种压强差的作用下，使液体通过尖嘴管喷涌。 分类 负压型：即接纳喷起液体的空间压强低于大气压，而待喷液体与大气

8、相通，通 常是容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。如 气体 A HCI NH CO、CI2、 HS SO NO+ Q CH=CH 吸收 剂B 水或NaOH 溶液 水、盐酸 NaOH溶液 水 溴水 正压型：即接纳喷起液体的空间与大气相通，而待喷液体所受压强高于大气压， 通常是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，容器内产生大量气体，如喷雾器、人造喷泉、火山喷发等。 特别提示：喷泉实验成功的关键： (1) 气体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) 装置的气密性要好。 (3)

9、烧瓶内气体纯度要高 两种类型的装置如图: 负压迥 反应正压型 加热正压型 二、金属与硝酸的反应 1. 金属与HNO反应的一般通式 (1)金属+浓硝酸一金属硝酸盐+ NOT + H2O 金属+稀硝酸一金属硝酸盐+ NOT + HO 2. 反应规律 (1)金属与硝酸反应一般不生成 H。浓硝酸一般被还原为NO,稀硝酸一般被还原 为NO 铁与稀硝酸反应，先生成 Fe(NO)3，若Fe过量，Fe(NO) 3再和Fe反应生成 Fe(NO)2。 (3)铜与浓硝酸反应，若Cu过量，开始时硝酸的还原产物为 NO，随着反应的进 行，浓硝酸变稀，硝酸的还原产物为 NO最终应得到NO和NO的混合气体。 【例1】如图所

10、示分别是某课外活动小组设计的制取氨气并用氨气进行喷泉实验 的三组装置，回答下列问题: A图B图图 (1)用A图所示的装置可制备干燥的 NH: 反应的化学方程式为。 装置中收集NH的试管口放置棉花团的作用是 干燥管中干燥剂能否改用无水 CaCb? （填“能”或“不能”），理由 是用化学方程式表示）。 （2）用B图所示的装置可快速制取较大量 NH: 用化学方程式表示浓氨水滴入 CaO中有大量NH逸出的过程： 。 检验NH是否收集满的实验方法是 。 （3）用C图所示的装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的 操作是，该实验的原理是 。 【例2】5.6 g Cu、Mg合金与一定量的硝酸恰

11、好完全反应，收集到 NO和NO的 混合气体V L（标准状况）；向反应后的溶液中加入足量 NaOH容液，沉淀完全后 将其过滤、洗涤、干燥，称得质量为 10.7 g。则V等于（ ）。 A. 2.24 B . 4.48 C . 6.72 D . 7.84 【课时训练】 1. （2012江苏化学）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是（）。 图1图2S3團4 A.用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCI B用图2所示装置蒸干NHCI饱和溶液制备NHCl晶体 C用图3所示装置制取少量纯净的CO气体 D.用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层 2. （2012四川理综）向27.

12、2 g Cu和CuO的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5 L， 固体物质完全反应，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,此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列 有关说法不正确的是（）。 A. Cu与CuO的物质的量之比为2 : 1 B. 硝酸的物质的量浓度为2.6 mol Lt C. 产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L D. Cu CuO与硝酸反应后剩余HNO为0.2 mol 3. 下列离子方程式或说法正确的是。 (1) N02与水反应：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) 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，说明浓氨水呈碱性 (4) 无色溶液中滴加稀NaOH溶液，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口， 试纸不变 蓝，结论是原溶液中无 N宵 将足量CO通入溶液中，H、N宵、ai3+、s0能大量共存 (6) 46 g NO 2和N4的混合气体中含有的原子总数为 32 (7) NH4HCO溶于过量的 NaOH溶液中：HCO+ OH=cO+ HO 4. 如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO和NO气体，分别 倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试 管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量 浓度之比为( A. 1 : 1 B 5. 如图是某课外活动小组的同学设计的 可能引发喷泉现象的是()。 4个喷泉实验方案。下列有关操作中不 A. 挤压装置的胶头滴管使稀盐酸全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 B. 挤压装置的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶，片刻后打开止水夹 C用鼓气装置从装置的a处