人教版高中化学必修二 氮及其化合物 化工生产中的重要非金属元素(第1课时)

第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮

一、氮气与氮的固定1.氮气(1)氮元素的存在①氮原子的结构原子结构示意图:________,一般通过___________与其他原子结合。共用电子对②自然界中,氮元素主要以氮气的形式存在于空气中,(2)氮气的物理性质颜色状态气味密度溶解性_____气体_____密度与空气接近___溶于水无色无味难(3)氮气的化学性质氮气的化学性质_____,通常很难与其他物质发生化学反应。①还原性_________________稳定N2+O22NO放电或高温=========②氧化性a.N2与H2反应生成NH3,反应的化学方程式为_____________________。b.在点燃条件下与金属镁反应,化学方程式为___________________

N2+3H22NH3N2+3MgMg3N2点燃====高温、高压催化剂【情境·思考】氮气保护技术通常应用于珍贵文物的保存和保护,国内外不乏先例。美国的《独立宣言》就密封在氮气环境中;中国博物馆和中南海毛主席故居纪念馆也是应用氮气保护法;北京房山云居寺“99石经回藏”也是氮气保护的成功典范。为什么氮气可以作为保护气?提示:氮气性质稳定,常温下不与物质发生反应,故可作保护气。2.氮的固定(1)含义:将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。(2)分类:游离态含氮化合物【巧判断】(1)氮的固定中氮元素一定被氧化。 (

)提示:×。人工固氮合成氨反应中氮元素被还原。(2)雷雨天含氮物质发生的反应都属于氮的固定。

(

)提示:×。雷雨天只有反应N2+O22NO属于氮的固定。放电====3.自然界中氮的循环二、NO和NO21.物理性质物质颜色状态气味毒性水溶性NO_____气体_____有毒___溶于水NO2_______气体_______有毒___溶于水无色无味不红棕色刺激性易2.化学性质(1)实验探究:实验装置

实验操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察现象,然后再振荡注射器现象____________________________,振荡后________________无明显现象无色气体变红棕色红棕色变为无色(2)结论:在一定条件下,NO与NO2可以相互转化,反应的化学方程式为①NO→NO2:______________;②NO2→NO:____________________(工业制取硝酸)。2NO+O2====2NO23NO2+H2O====2HNO3+NO【微思考】(1)NO和NO2分别采用什么方法收集?说明原因。提示:常温下NO能与O2反应,只能用排水法收集;NO2能与水反应生成NO,故只能用排空气法收集。(2)NO2转化为NO的变化中,NO2只能作氧化剂吗?提示:NO2与水反应转化为NO的同时生成HNO3,NO2既作氧化剂又作还原剂。【情境·思考】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加,但树木、灌木、草等植被非常茂密,但很少有人敢进入这个山谷。你能解释该山谷植被茂密的原因吗?提示:雷雨天时在闪电的作用下,空气中氮气与氧气反应生成NO,然后发生NO→NO2→HNO3,HNO3随雨水进入土壤,为植被提供了丰富的氮肥。知识点氮的氧化物的性质及有关计算【重点释疑】1.NO和NO2性质的对比NONO2色、态、味、毒性无色、无味红棕色、刺激性气味有毒气体NONO2水溶性不溶易溶且与水反应与O2反应2NO+O2====2NO2

与H2O反应3NO2+H2O====2HNO3+NONONO2与O2、H2O共同反应4NO+3O2+2H2O====4HNO3

4NO2+O2+2H2O====4HNO3

氧化性6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O,NO2+SO2====SO3+NO,NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝催化剂=====催化剂=====2.氮的氧化物溶于水的计算(1)原理解答氮的氧化物溶于水的计算问题首先明确原理,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,不能是NO2。(2)方法——加合式法①NO2和O2混合气体溶于水的计算由4NO2+O2+2H2O====4HNO3可知:②NO与O2同时通入水中2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO总的化学方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3可知:③NO2、NO、O2三种混合气体通入水中:a.可先将NO和O2转化为NO2,再按上述各种情况分别处理。b.也可先将NO2和H2O反应转化为NO,再按4NO+3O2+2H2O====4HNO3情况处理。【知识拓展】氮的氧化物溶于水的计算的其他方法(1)原子守恒法4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O====2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。(2)电子守恒法NO与O2的混合气体通入水中发生反应:2NO+O2====2NO2、3NO2+H2O====2HNO3+NO,在这当中,存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲,NO→HNO3,N的化合价升高是由于被O2氧化,因此可写出在氧化还原反应中得失电子数必然相等。【思考·讨论】

(1)要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中,让水充满试管,必须按什么样的体积比混合?提示:由3NO2+H2O====2HNO3+NO和2NO+O2====2NO2得4NO2+O2+2H2O====4HNO3,即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。(2)将10mL充满NO2和O2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应停止后试管内剩余2mL的无色气体,则原混合气体中O2为多少毫升?提示:①若剩余的是NO,由反应3NO2+H2O====2HNO3+NO,得NO2体积为2mL×3=6mL。则原有O2体积为(10mL-6mL)×=0.8mL。②若剩余的是O2,则有10mL-2mL=8mLNO2和O2的混合气体按反应4NO2+O2+2H2O====4HNO3进行。所以NO2的体积为8mL×=6.4mL,O2体积为10mL-6.4mL=3.6mL。

【案例示范】【典例1】下列对NO、NO2的描述,不正确的是 (

)A.NO2是红棕色气体,易溶于水,不是酸性氧化物B.NO可以用排水法收集,但不能由N2和O2直接化合而得到C.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D.NO、NO2都有毒,且NO是汽车尾气的有害成分之一【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)N2和O2直接化合得到NO,不能得到NO2。(2)NO与NO2均不是酸性氧化物。【解析】选B。NO2是红棕色气体,易溶于水,与水发生反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,由于反应前后元素的化合价发生了变化,因此NO2不是酸性氧化物,A正确;NO不溶于水,可以用排水法收集,由于N2性质稳定,室温下不容易反应,但在放电时可由N2和O2直接化合而得到,B错误;NO与氧气发生反应会产生NO2;NO2溶于水反应产生硝酸和NO,因此二者在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物,C正确;NO、NO2都有毒,且在汽车发动时,在电火花作用下N2和O2化合产生NO,NO是汽车尾气的有害成分之一,D正确。【易错提醒】(1)NO不能和碱反应,是不成盐化合物;NO2和碱反应化合价发生了变化,所以二者均不是酸性氧化物。(2)N2和O2反应,不管量和条件如何变化,均只能生成NO。【典例2】(2019·郑州高一检测)将盛有1molNO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,再通入0.4molO2,充分反应后,整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为 (

)A.1∶2

B.2∶5

C.3∶7

D.无法确定【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)NO2与O2混合物完全溶于水的比值为4∶1。(2)NO与O2混合物完全溶于水的比值为4∶3。【解析】选C。设1molNO和NO2的混合气体中有amolNO和(1-a)molNO2,根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和4NO2+O2+2H2O====4HNO3可得:

所以a=0.3,V(NO)∶V(NO2)=3∶7。

【母题追问】(1)1molNO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中剩余气体0.4mol,则NO与NO2体积比为多少?提示:1∶9。设n(NO2)=amol3NO2+H2O====2HNO3+NO 气体减少3mol

1mol

2molamol

(1-0.4)mola=0.9故NO与NO2体积比为1∶9。(2)1molNO和NO2混合气体中两者体积之比为1∶1,试管倒立于盛满水的水槽中,为使整个试管充满水,需通入多少O2?

提示:0.5。通入的氧气的物质的量为×0.5mol+mol=0.5mol。【迁移·应用】1.科学家研究发现SARS病毒的全部基因组组分都可以在蝙蝠的粪便里找到,且SARS样冠状病毒基因内部多个位点频繁重组。病毒学研究证实,一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是 (

)A.一氧化氮是一种红棕色的气体B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C.一氧化氮可以由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集【解析】选C。A项,NO是无色气体,NO2是红棕色气体;B项,NO与O2能直接发生化合反应2NO+O2====2NO2;C项,N2+O22NO;D项,NO不溶于水,可用排水法收集。放电====2.如图所示,室温下向盛有3.0mLNO的试管中缓缓通入1.5mLO2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题: 世纪金榜导学号(1)写出观察到的现象:①__________________________;

②__________________________;

③__________________________。

(2)最终试管中剩余的气体是________,体积为________。

【解析】通入的O2与NO发生反应生成NO2:2NO+O2====2NO2,所以看到有红棕色气体生成;生成的NO2溶于水:3NO2+H2O====2HNO3+NO。两个反应的总方程式为4NO+3O2+2H2O====4HNO3。气体被消耗,所以看到试管内液面上升;根据总反应方程式可以计算出,氧气全部反应,剩余NO的体积是1.0mL,NO为无色气体,这是可观察到的第三个现象。答案:(1)①通入O2后试管内气体变为红棕色②试管内液面升高③最后试管内剩余一种无色气体(2)NO

1.0mL【补偿训练】将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中,经过足够长的时间后,试管内气体的体积缩小为原来的一半,则原混合气体中N2和NO2的体积比是 (

)A.1∶1

B.1∶2

C.1∶3

D.3∶1【解析】选C。将试管倒立于水中,只有NO2和H2O反应,生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V,NO2的体积为x,根据差量法求解:3NO2+H2O====2HNO3+NO

ΔV减3

1

2x

解得:x=V(N2)=V-故【素养提升】中国汽车销量增长幅度很大,同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。(1)汽车尾气的主要污染成分包括哪些?(2)由图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应?在反应中氮的氧化物分别表现什么性质?(3)由图可以推出NO和O2必须在催化剂表面才能反应吗?(4)汽车尾气的排放有哪些危害?【解析】(1)汽油不完全燃烧生成CO,放电条件下氮气与氧气反应生成NO,部分NO与氧气反应生成NO2,故尾气的主要污染物为CO、NO2、NO等;(2)由过程图中进出的物质可知,发生的反应为2NO+O2====2NO2,2NO2+4CO4CO2+N2,第一个反应中NO表现还原性,第二个反应中NO2表现氧化性;(3)NO和O2在空气中就能迅速反应催化剂=====生成NO2;(4)汽车尾气被人吸收造成伤害,排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等。答案:(1)CO、NO2、NO等(2)发生的反应为2NO+O2====2NO2,NO表现还原性;2NO2+4CO4CO2+N2,NO2表现氧化性(3)不对,NO和O2在空气中就能迅速反应生成NO2

(4)汽车尾气被人吸收造成伤害,排入大气会引起光化学烟雾、硝酸型酸雨等催化剂=====第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第2课时氨和铵盐

一、氨1.物理性质颜色状态气味密度溶解性特性_____气体_______气味_____空气_____溶于水,1体积水能溶解____体积的氨气易液化无色刺激性小于极易700【情境·思考】制冷剂为液态,在一定的温度下又可以变为气态,即能够在制冷系统的蒸发器内蒸发并从被冷却物体中吸取热量而汽化,然后在冷凝器内将热量传递给周围介质(水或空气)而变为液体的媒介物。制冷剂的种类很多,空调常用的制冷剂有氨、氟利昂等。氨是目前使用最为广泛的一种中压中温制冷剂。氨作为制冷剂,是利用了它的什么性质?试分析它有什么缺点?提示:氨气易液化变为液体,且液氨变为气体时会吸收大量的热。缺点是有刺激性气味、有毒、可以燃烧和爆炸。2.化学性质(1)实验探究:实验装置

操作打开止水夹,并挤压胶头滴管的胶头将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近现象烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,___________________________________________结论______________________________________________________________形成红色喷泉,瓶内液体呈红色产生大量白烟氨极易溶于水,水溶液呈碱性氨气与氯化氢气体反应生成白色晶体【微思考】若将NH3换为NO2,能否形成喷泉?若能形成,则实验后液体能否充满烧瓶?提示:能形成喷泉,但不能充满烧瓶。NO2易溶于水并与水发生反应:3NO2+H2O====2HNO3+NO,有NO气体产生,故用NO2与H2O做喷泉实验时,液体只能充满烧瓶容积的2/3。(2)氨气的性质氨的催化氧化是工业_______的基础。制硝酸(3)氨水的性质【情境·思考】管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如果管道某处漏气,会产生白烟,原理是什么?(已知2NH3+3Cl2====N2+6HCl)氨气遇浓硫酸也会产生白烟吗?提示:若氯气管道漏气,发生反应:2NH3+3Cl2====N2+6HCl、NH3+HCl====NH4Cl,产生的白烟是固体NH4Cl;不挥发性酸,如H2SO4、H3PO4不能形成蒸气,遇氨气不会产生白烟。二、铵盐1.用途与物理性质(1)用途:农业上常用作化肥,如硫酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵等。(2)物理性质:颜色溶解性状态白色_______水晶体易溶于2.化学性质(1)铵盐的化学性质【易错提醒】并不是所有的铵盐受热分解都产生氨气,如硝酸铵。(2)实验探究实验装置

铵盐溶液NH4Cl溶液NH4NO3溶液(NH4)2SO4溶液现象__________________________结论_______________________,离子方程式为____________________应用①___________________②_______试管中有气泡产生,试纸变蓝铵盐与强碱反应生成氨气+OH-NH3↑+H2O检验铵根离子的存在制取氨【情境·思考】有一位农民伯伯看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受潮了,就放在太阳下面晒,下午取的时候发现少了许多。请解释相关原因?提示:在太阳光的照射下,碳酸氢铵受热分解生成NH3、CO2、水蒸气,故固体减少。三、氨气的实验室制法【巧判断】(1)向某溶液中加入稀NaOH溶液,湿润的红色石蕊试纸不变蓝,则原溶液中一定无

。 (

)提示:×。某溶液中加入稀NaOH溶液,即使生成NH3·H2O,没有加热,也不会放出氨气。(2)NH4Cl受热分解,所以可用加热的方法分离NH4Cl和NaCl。 (

)提示:√。NH4Cl受热分解生成NH3和HCl脱离固体,到达温度低的部位两者再反应生成NH4Cl,达到分离NH4Cl和NaCl的目的。(3)氨气的制备实验中可以采用碱石灰干燥氨气。 (

)提示:√。氨气溶于水溶液显碱性,不与碱石灰反应,故可用碱石灰干燥氨气。知识点一喷泉实验【重点释疑】

1.原理和装置(1)氨气喷泉实验形成原理当气体接触外部的水或溶液时,由于气体大量溶解或与溶液中的溶质发生化学反应,从而使容器内气压迅速降低,在外界大气压作用下,外部液体迅速进入容器,通过尖嘴导管喷出,形成喷泉。引发操作打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头,或其他形成压强差引发液体向容器中流动喷射的操作。(2)实验成功的关键——“三要”①装置气密性——要好。②烧瓶和气体——要干。③烧瓶内的氨气——要满。2.喷泉的常见类型方法减小内压法增大外压法装置

原理减小烧瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象增大锥形瓶内气体压强,形成压强差,产生喷泉现象3.常见产生喷泉实验的组合气体NH3HClSO2、CO2、NO2、Cl2NO2和O2吸收剂水或盐酸水或氢氧化钠溶液浓氢氧化钠溶液水【思考·讨论】喷泉,指由地下喷射出地面的泉水,是一种将水或其他液体经过一定压力通过喷头喷洒出来具有特定形状的组合体。某同学组装了一套喷泉实验装置(如图所示)。(1)如何操作才能引发该喷泉实验?提示:打开止水夹,用手(或热毛巾等)焐热烧瓶,氨气受热膨胀,使氨气通过导管与水接触,即产生喷泉。(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶,使水进入烧瓶,烧瓶内氨气溶于水)(2)某同学做课本中喷泉实验时,打开止水夹后将胶头滴管内的水挤入烧瓶内,可并未产生喷泉,试分析实验失误可能的原因是什么?提示:①装置气密性不好;②收集的NH3纯度较低;③烧瓶不干燥等。【案例示范】【典例】(2019·岳阳高一检测)物质A是一种白色晶体,它与浓NaOH溶液共热,放出无色气体B,用圆底烧瓶收集干燥的气体B。按如图所示装置仪器,打开止水夹,挤压胶头滴管的胶头时,可以得到蓝色喷泉。向放出气体B的溶液中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀。(1)A的化学式是____________。

(2)可用于除去B中水分的干燥剂是________。收集气体B的方法是_____________。

(3)溶液显蓝色的原因是____________(用化学用语表示)。

(4)取实验后烧瓶中的溶液加热,观察到的现象是_____________________。

【解题指南】解答本题需注意以下三点:(1)常见气体的溶解性及其水溶液的酸碱性。(2)形成喷泉的原理及引发喷泉的操作。(3)掌握氨水的碱性和不稳定性。【解析】(1)由溶液变蓝可知溶液显碱性,B为NH3,由白色沉淀可知A中含有Cl-,所以A为NH4Cl。(2)NH3为碱性气体,只能用碱石灰或生石灰、KOH固体等不与氨气反应的干燥剂干燥。氨气的密度比空气小,应用向下排空气法收集。(3)氨水中NH3·H2O电离得到、OH-故溶液显碱性。(4)氨水不稳定,在加热条件下NH3·H2O分解生成氨气和水,碱性逐渐减弱,溶液由蓝色又变为紫色。答案:(1)NH4Cl(2)碱石灰(或答生石灰、KOH固体等任一种不与氨气反应的干燥剂)向下排空气法(3)NH3·H2O+OH-(4)有刺激性气味气体产生,溶液由蓝色又变为紫色

【母题追问】(1)如何检验生成气体B的成分?提示:将湿润的红色石蕊试纸粘在玻璃棒的一端,靠近盛有气体B的烧瓶,若试纸变蓝,则B为氨气。(2)若烧瓶中气体B换为HCl,将会出现什么现象?提示:挤压胶头滴管的胶头时,可以得到红色喷泉。【迁移·应用】1.(2019·石家庄高一检测)如图的装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压胶头滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是 (

)A.Cl2(饱和食盐水)无色喷泉B.NH3(H2O含石蕊)蓝色喷泉C.HCl(H2O含石蕊)红色喷泉D.CO2(NaOH溶液)无色喷泉【解析】选A。Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,无法形成喷泉,A不正确;NH3、HCl极易溶于水,而使烧瓶内压强减小,从而形成喷泉;CO2与NaOH溶液发生反应也会使烧瓶内压强减小形成喷泉。2.喷泉是一种常见的现象,其产生的原因是存在压强差。(1)图Ⅰ为化学教学中常用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体,胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是________。

A.SO2和H2O

B.CO2和NaOH溶液C.NH3和H2O D.NO和H2O(2)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,从产生喷泉的原理来分析,图Ⅰ是________上部烧瓶内气体压强;图Ⅱ是________下部锥形瓶内气体压强(填“增大”或“减小”)。

(3)某学生积极思考喷泉原理的应用,设计了如图Ⅲ所示的装置。①如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,则可能出现的现象为________。

②在①操作的基础上,打开活塞c,产生的现象是________。

【解析】(1)极易溶于水或气体与溶液易发生化学反应可形成图Ⅰ中喷泉,A、C利用气体的溶解性形成喷泉,B中发生化学反应形成喷泉,而D中NO不溶于水,不能形成喷泉;(2)图Ⅰ和图Ⅱ两套装置,均产生压强差,形成喷泉,图Ⅰ是减小上部烧瓶内气体压强,而图Ⅱ是增大下部锥形瓶内气体压强;(3)①如果关闭活塞c,打开活塞a、b,再挤压胶头滴管,有氨气的瓶内气压减小,HCl与氨气结合生成氯化铵,则观察到HCl气体进入盛有NH3的烧瓶,产生大量的白烟;②在①操作的基础上,打开活塞c,瓶内气体减少,外压大于内压,形成喷泉,则现象为①②两烧瓶同时产生喷泉。答案:(1)D(2)减小增大(3)①HCl气体进入盛有NH3的集气瓶,产生大量的白烟②两烧瓶同时产生喷泉【补偿训练】

1.“氨的喷泉实验”体现了氨的哪些性质 (

)①还原性②极易溶于水③有碱性物质生成④氧化性⑤氨易液化A.①③⑤

B.②③

C.②③④

D.①②④【解析】选B。“氨的喷泉实验”产生的原因即氨气极易溶于水,酚酞溶液变红(或石蕊溶液变蓝)说明溶液显碱性;元素的化合价未变,故不体现还原性和氧化性;氨没有发生凝聚状态的变化,不体现其易液化的性质,故选B。2.已知NH3和HCl都能用来做喷泉实验。若在同温同压下用两个相同容积的烧瓶各收集满NH3和HCl气体,用如图所示装置进行喷泉实验,则实验停止后,下列对两个烧瓶内溶液的分析正确的是(不考虑溶质的扩散) (

)A.溶质的物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同B.溶质的质量分数相同,溶质的物质的量浓度不同C.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同【解析】选A。同温同压下,体积相同的NH3和HCl的物质的量相等,质量不等,最终液体将充满烧瓶,即溶液的体积相等,故烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同。知识点二氨气的实验室制法和

的检验【重点释疑】1.氨气的实验室制法(1)反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(2)装置:(3)氨气制备实验各部分装置的选择:装置选择选择原因制备装置固+固反应原理净化装置装有碱石灰的干燥管NH3具有碱性,不与碱石灰反应不用浓硫酸和无水氯化钙NH3能被浓硫酸和无水氯化钙吸收收集装置向下排空气法NH3的密度远小于空气,且常温下不与空气成分反应不采用排水法NH3极易溶于水装置选择选择原因验满方法将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色氨水显碱性将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有白烟产生氨气遇挥发性酸反应生成固体铵盐小颗粒尾气处理试管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球NH3极易溶于水,与酸反应2.氨气的其他制法方法化学方程式(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3·H2ONH3↑+H2O

方法化学方程式(或原理)气体发生装置浓氨水+固体NaOHNaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的放出

浓氨水+固体CaONH3·H2O+CaO====NH3↑+Ca(OH)2,CaO的作用:①吸水后放热促进NH3的放出;②增加溶液中的OH-浓度,减小NH3的溶解度3.

的检验方法(1)原理:(2)方法:【易错提醒】(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。(2)发生装置的试管口略向下倾斜。(3)由于氨气的密度比空气小,因此收集氨气时,导管口应插入试管的底部。(4)棉花团上蘸有稀硫酸,既防止空气对流又防止氨气逸出污染空气。(5)干燥NH3不能用P2O5、浓硫酸等酸性干燥剂,也不能用CaCl2干燥,原因是CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3。【思考·讨论】

(1)实验室制取氨气时,碱不选用NaOH、KOH,其原因是什么?提示:消石灰不能用NaOH、KOH代替,原因是NaOH、KOH具有吸湿性,易结块,不利于产生氨气,在加热条件下还会腐蚀试管。(2)某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl来制备氨气,你怎么看?提示:不行。NH4Cl分解得到NH3和HCl,两种气体在试管口遇冷反应又生成NH4Cl,得不到氨气。【案例示范】

【典例】某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中合理的是____。

A.将氯化铵固体加热分解B.将浓氨水滴入氢氧化钠固体中C.将氢氧化钠固体加入浓氨水中D.将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中(2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气体装置制取氨气,适宜的装置是________。

(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据,下列性质与收集方法无关的是________________。

①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是_____________,集气的原理是____________。

【思维建模】解答有关气体制备问题的思维流程如下:【解析】(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于水,若用稀溶液制取,产量较少。(2)由所给试剂看,不需要加热条件。(3)收集气体可采用排空气法(密度与空气有较大差别、气体不能被O2氧化等),也可采用排水法(不易溶于水),与其他性质无关。答案:(1)B

(2)C

(3)②④(4)d利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气

【母题追问】(1)干燥氨气时可以使用什么装置?提示:干燥氨气时使用固体干燥剂,如碱石灰、氢氧化钠固体等,故仪器为干燥管或U形管。(2)NH3是一种污染性气体,为避免污染空气,实验中多余的NH3应如何进行吸收处理?试画出相应装置图。提示:NH3是有刺激性气味的气体,多余的NH3要吸收掉以避免污染空气。可采用在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球吸收等方法,但多余气体在尾气吸收时要防止倒吸。常采用的装置有:【迁移·应用】1.(2019·珠海高一检测)关于实验室制取氨气的说法中正确的是 (

)A.虽然氨水受热分解可产生氨气,在实验室也不能用加热浓氨水的方法制得氨气B.通常可选择浓硫酸为干燥剂,除去氨气中的水蒸气C.既可用向下排空气法收集NH3,又可用排水法收集NH3D.用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,可使反应速率加快【解析】选D。实验室可用加热浓氨水的方法制得氨气,A错误;氨气与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,B错误;氨气极易溶于水,故不能用排水法收集NH3,C错误。2.(2019·菏泽高一检测)实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示: (1)实验室用B装置制取氨气,通常使用的药品是________。

(2)某研究性学习小组对实验室制取NH3进行了如下设计:①甲同学拟用浓氨水和固体NaOH制取NH3,并用图C装置作为NH3的发生装置。固体NaOH的作用为

__。

②乙同学建议,将实验室制取氨气装置B的收集装置由