實(shí)驗(yàn)9實(shí)驗(yàn)室制取氨氣

1、(2012(2012四川高考四川高考) ) 甲、乙兩個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)定氨分子中甲、乙兩個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)定氨分子中氮、氫原子個(gè)數(shù)比，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程：氮、氫原子個(gè)數(shù)比，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程： 裝有足量裝有氧化盛有足量制取測(cè)定生成干燥劑的銅的硬質(zhì)濃硫酸的氨氣氮?dú)獾捏w積干燥管玻管洗氣瓶實(shí)驗(yàn)中，先用制得的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣，再實(shí)驗(yàn)中，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，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)化為紅色的銅。黑色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅。下圖下圖A A、B B、C C為甲、乙兩

2、小組制取氨氣時(shí)可能用到的裝置，為甲、乙兩小組制取氨氣時(shí)可能用到的裝置，D D為為盛有濃硫酸的洗氣瓶。盛有濃硫酸的洗氣瓶。甲小組測(cè)得甲小組測(cè)得: :反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量m m1 1g g、氧化銅反應(yīng)后剩余固體、氧化銅反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量的質(zhì)量m m2 2g g、生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積、生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V V1 1L L。乙小組測(cè)得乙小組測(cè)得: :洗氣前裝置洗氣前裝置D D的質(zhì)量的質(zhì)量m m3 3g g、洗氣后裝置、洗氣后裝置D D的質(zhì)量的質(zhì)量m m4 4g g、生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積V V2 2L L。請(qǐng)回答下列問(wèn)題請(qǐng)回答下列問(wèn)題: :

3、( (3 3) )甲、乙兩小組選擇了不同的方法制取氨氣甲、乙兩小組選擇了不同的方法制取氨氣, ,請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)裝置的請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號(hào)和制備原理填寫(xiě)在下表的空格中。字母編號(hào)和制備原理填寫(xiě)在下表的空格中。實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)藥品制備原理制備原理甲小組甲小組A A氫氧化鈣、氫氧化鈣、硫酸銨硫酸銨反應(yīng)的化學(xué)方程式為反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) _ 乙小組乙小組_ 濃氨水、濃氨水、氫氧化鈉氫氧化鈉用化學(xué)平衡原理分析氫用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉的作用氧化鈉的作用: :_(4)(4)甲小組用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)之比甲小組用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)之比為為_(kāi)。(5)(5)乙小組

4、用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比明乙小組用所測(cè)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，其原因是顯小于理論值，其原因是_。 為此，乙小組在為此，乙小組在原有實(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)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，得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該藥品的名稱(chēng)是合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該藥品的名稱(chēng)是_?！窘馕觥俊窘馕觥棵鞔_實(shí)驗(yàn)的目的，分析所給裝置的作用是解題的關(guān)鍵。明確實(shí)驗(yàn)的目的，分析所給裝置的作用是解題的關(guān)鍵。(1)a(1)a為圓底燒瓶；為圓底燒

5、瓶；(2)(2)檢驗(yàn)裝置的氣密性可以用微熱法：連接導(dǎo)氣管，將導(dǎo)氣管檢驗(yàn)裝置的氣密性可以用微熱法：連接導(dǎo)氣管，將導(dǎo)氣管插入水中；加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)插入水中；加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱；有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱；(3)(3)(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4與與Ca(OH)Ca(OH)2 2反應(yīng)的方程式為反應(yīng)的方程式為(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=CaSO=CaSO4 4+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O；快速制備氨氣，可以將濃氨水滴加快速制備氨氣，可

6、以將濃氨水滴加到到NaOHNaOH固體上，故應(yīng)選擇裝置固體上，故應(yīng)選擇裝置B B；氨水中存在的平衡為：氨水中存在的平衡為：NHNH3 3+H+H2 2O NHO NH3 3H H2 2O +OHO +OH- -，NaOHNaOH溶于水后放熱且增溶于水后放熱且增大了大了c(OHc(OH- -) )，使平衡逆向移動(dòng)，從而生成氨氣。，使平衡逆向移動(dòng)，從而生成氨氣。4NH (4)(4)該實(shí)驗(yàn)的原理為該實(shí)驗(yàn)的原理為2NH2NH3 3+3CuO=3Cu+N+3CuO=3Cu+N2 2+3H+3H2 2O O。由甲小組的方。由甲小組的方法可知，法可知，(m(m1 1-m-m2 2) )為為CuOCuO減少的

7、氧原子的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為減少的氧原子的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為 molmol，則生成的，則生成的H H2 2O O中氫原子的物質(zhì)的量為中氫原子的物質(zhì)的量為 molmol；生成生成N N2 2的體積為的體積為V V1 1，其物質(zhì)的量為，其物質(zhì)的量為 molmol，則氮原子的物，則氮原子的物質(zhì)的量為質(zhì)的量為 molmol，故，故N N、H H的原子個(gè)數(shù)比為的原子個(gè)數(shù)比為 。(5)NH(5)NH3 3與與CuOCuO的反應(yīng)是氣體與固體的反應(yīng)，氣體不可能完全反的反應(yīng)是氣體與固體的反應(yīng)，氣體不可能完全反應(yīng)，故濃硫酸除了吸收水外，還吸收了氨氣，氨氣的質(zhì)量當(dāng)做應(yīng)，故濃硫酸除了吸收水外，還吸收了氨氣，氨氣的質(zhì)量當(dāng)

8、做水的質(zhì)量了，故使水的質(zhì)量了，故使H H的量偏高。應(yīng)在濃硫酸吸收氨氣之前，加的量偏高。應(yīng)在濃硫酸吸收氨氣之前，加一個(gè)盛有堿石灰的干燥管，來(lái)吸收水。一個(gè)盛有堿石灰的干燥管，來(lái)吸收水。12mm1612mm81V22.41V11.21125V7 mm )（答案答案: :圓底燒瓶圓底燒瓶連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入水中；加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)連接導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入水中；加熱試管，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生；停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱生；停止加熱，導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2=2NH=2NH3 3+2H+2H2 2O+C

9、aSOO+CaSO4 4 B B氫氧化鈉溶于氨水后放熱，增加氫氧根濃度，使氫氧化鈉溶于氨水后放熱，增加氫氧根濃度，使NHNH3 3+H+H2 2O NHO NH3 3H H2 2O +OHO +OH- -向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，加快向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，加快氨氣逸出氨氣逸出5V5V1 1:7(m:7(m1 1-m-m2 2) )(5)(5)濃硫酸吸收了未反應(yīng)的氨氣，從而使計(jì)算氫的含量偏高濃硫酸吸收了未反應(yīng)的氨氣，從而使計(jì)算氫的含量偏高堿石灰堿石灰( (氫氧化鈉、氧化鈣等氫氧化鈉、氧化鈣等) )4NH 1.(20121.(2012上?；瘜W(xué)上?；瘜W(xué)) )實(shí)驗(yàn)室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，實(shí)驗(yàn)室制取少量干

10、燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是其中正確的是( )( )A.A.是氨氣發(fā)生裝置是氨氣發(fā)生裝置 B.B.是氨氣發(fā)生裝置是氨氣發(fā)生裝置C.C.是氨氣吸收裝置是氨氣吸收裝置 D.D.是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置【解析】【解析】裝置在管口處又生成裝置在管口處又生成NHNH4 4ClCl，無(wú)法制得，無(wú)法制得NHNH3 3，故，故A A錯(cuò)；錯(cuò)；選用裝置選用裝置，使用濃氨水與，使用濃氨水與CaOCaO或或NaOHNaOH作用，可制取作用，可制取NHNH3 3，故，故B B正確；正確；作為作為NHNH3 3的吸收裝置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，的吸收裝置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，故故C C

11、錯(cuò)；利用錯(cuò)；利用收集收集NHNH3 3時(shí)，收集到的氣體不純，故時(shí)，收集到的氣體不純，故D D錯(cuò)。錯(cuò)。答案答案: :B B2.(20142.(2014德陽(yáng)模擬德陽(yáng)模擬) )如圖所示是學(xué)生課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的制取如圖所示是學(xué)生課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的制取氨氣并進(jìn)行氨氣溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)等裝置的示意圖。氨氣并進(jìn)行氨氣溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)等裝置的示意圖。水水請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)(1)學(xué)生甲用圖學(xué)生甲用圖A A所示裝置制備氨氣，寫(xiě)出該法制取氨氣的化學(xué)所示裝置制備氨氣，寫(xiě)出該法制取氨氣的化學(xué)方程式方程式_；制出的氨氣應(yīng)使用制出的氨氣應(yīng)使用_法來(lái)收集，要得到干燥的氨氣可選法來(lái)收集，要得到干燥的氨氣可選用

12、用_做干燥劑。做干燥劑。(2)(2)學(xué)生乙用圖學(xué)生乙用圖B B所示裝置也制出了氨氣，他選用的制取試劑可所示裝置也制出了氨氣，他選用的制取試劑可能是能是_和和_。(3)(3)學(xué)生丙用圖學(xué)生丙用圖C C所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，燒瓶?jī)?nèi)已充滿干燥的所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，燒瓶?jī)?nèi)已充滿干燥的氨氣，引發(fā)水向上噴的操作是氨氣，引發(fā)水向上噴的操作是_。(4)(4)學(xué)生丁將裝置學(xué)生丁將裝置C C誤認(rèn)為裝置誤認(rèn)為裝置D D，但經(jīng)同學(xué)討論后，認(rèn)為也可，但經(jīng)同學(xué)討論后，認(rèn)為也可引發(fā)噴泉。請(qǐng)說(shuō)明用該裝置引發(fā)噴泉的方法引發(fā)噴泉。請(qǐng)說(shuō)明用該裝置引發(fā)噴泉的方法_。(5)(5)學(xué)生戊用裝置學(xué)生戊用裝置E E吸收一段時(shí)間氨后，再通入

13、空氣，同時(shí)將經(jīng)吸收一段時(shí)間氨后，再通入空氣，同時(shí)將經(jīng)過(guò)加熱的鉑絲插入過(guò)加熱的鉑絲插入E E裝置的錐形瓶?jī)?nèi)，看到了具有催化作用的裝置的錐形瓶?jī)?nèi)，看到了具有催化作用的鉑絲保持紅熱，同時(shí)瓶?jī)?nèi)生成了紅棕色的氣體。寫(xiě)出在此過(guò)程鉑絲保持紅熱，同時(shí)瓶?jī)?nèi)生成了紅棕色的氣體。寫(xiě)出在此過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式中可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_?！窘馕觥俊窘馕觥?1)A(1)A裝置是固體和固體混合加熱制備氨氣的裝置，應(yīng)裝置是固體和固體混合加熱制備氨氣的裝置，應(yīng)選用的試劑是選用的試劑是NHNH4 4ClCl和和Ca(OH)Ca(OH)2 2固體。氨氣極易溶于水，比空氣固體。氨氣極易溶于水，比空氣密度小，要用向下排空氣

14、法收集。干燥氨氣用堿石灰等堿性干密度小，要用向下排空氣法收集。干燥氨氣用堿石灰等堿性干燥劑。燥劑。(2)B(2)B裝置是固體和液體在不加熱時(shí)反應(yīng)制氨氣的裝置，裝置是固體和液體在不加熱時(shí)反應(yīng)制氨氣的裝置，可選用濃氨水和生石灰可選用濃氨水和生石灰( (或固體或固體NaOH)NaOH)混合反應(yīng)。混合反應(yīng)。(3)(3)氨氣極易氨氣極易溶于水，用溶于水，用C C裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，先要打開(kāi)止水夾，然后擠裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，先要打開(kāi)止水夾，然后擠壓膠頭滴管，使少量水進(jìn)入燒瓶，氨氣溶于水導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)壓膠頭滴管，使少量水進(jìn)入燒瓶，氨氣溶于水導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)急劇減小，外界大氣壓將燒杯內(nèi)的水壓入燒瓶即可形成噴泉。

15、急劇減小，外界大氣壓將燒杯內(nèi)的水壓入燒瓶即可形成噴泉。(4)(4)對(duì)于裝置對(duì)于裝置D D，可以設(shè)法使燒瓶受熱，瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，排出玻，可以設(shè)法使燒瓶受熱，瓶?jī)?nèi)氣體膨脹，排出玻璃導(dǎo)管中的空氣，瓶?jī)?nèi)氨氣與水接觸，產(chǎn)生噴泉。璃導(dǎo)管中的空氣，瓶?jī)?nèi)氨氣與水接觸，產(chǎn)生噴泉。(5)(5)本實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)的原理：氨在受熱時(shí)被催化氧化為的原理：氨在受熱時(shí)被催化氧化為NONO，NONO與與O O2 2反應(yīng)變成紅棕色反應(yīng)變成紅棕色的的NONO2 2。答案：答案：(1)2NH(1)2NH4 4ClClCa(OH)Ca(OH)2 2=CaCl=CaCl2 22NH2NH3 32H2H2 2O O向下排空氣堿石灰向下排空氣堿石

16、灰( (或氫氧化鈉固體、氧化鈣固體等或氫氧化鈉固體、氧化鈣固體等) )(2)(2)氧化鈣氧化鈣( (或固體氫氧化鈉或固體氫氧化鈉) )濃氨水濃氨水(3)(3)打開(kāi)止水夾，擠出膠頭滴管中的水打開(kāi)止水夾，擠出膠頭滴管中的水(4)(4)打開(kāi)止水夾，用手打開(kāi)止水夾，用手( (或熱毛巾等或熱毛巾等) )將燒瓶焐熱，氨氣受熱將燒瓶焐熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管中的空氣，氨氣與水接觸，產(chǎn)生噴泉膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管中的空氣，氨氣與水接觸，產(chǎn)生噴泉(5)4NH(5)4NH3 35O5O2 2=4NO=4NO6H6H2 2O,2NOO,2NOO O2 2=2NO=2NO2 2 催化劑催化劑3.3.資料顯示：資料顯

17、示：“氨氣可在純氧中安靜燃燒氨氣可在純氧中安靜燃燒”。某?；瘜W(xué)小。某?；瘜W(xué)小組學(xué)生用下列裝置組學(xué)生用下列裝置( (部分固定、夾持裝置、加熱儀器和橡膠管部分固定、夾持裝置、加熱儀器和橡膠管等略去等略去) )進(jìn)行有關(guān)氨氣制取和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究。進(jìn)行有關(guān)氨氣制取和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究?；卮鹣铝袉?wèn)題：回答下列問(wèn)題：(1)(1)若用裝置若用裝置制取制取NHNH3 3，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)；若要測(cè)定生成的若要測(cè)定生成的NHNH3 3的體積，則必須選擇的裝置是的體積，則必須選擇的裝置是_(_(填裝填裝置序號(hào)置序號(hào)) )，裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是，裝置中所盛試劑應(yīng)具有的性質(zhì)是_。(2)(2

18、)若用裝置若用裝置制取并收集干燥的制取并收集干燥的NHNH3 3，燒瓶?jī)?nèi)裝的試劑是，燒瓶?jī)?nèi)裝的試劑是_，分液漏斗中裝的試劑是，分液漏斗中裝的試劑是_，收集裝置應(yīng)選擇，收集裝置應(yīng)選擇_(_(填裝置序號(hào)填裝置序號(hào)) )。(3)(3)小組成員設(shè)計(jì)了小組成員設(shè)計(jì)了、裝置進(jìn)行氨氣與氧氣在不同條件下裝置進(jìn)行氨氣與氧氣在不同條件下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。將產(chǎn)生的氨氣與過(guò)量的氧氣通到裝置反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。將產(chǎn)生的氨氣與過(guò)量的氧氣通到裝置( (催化劑催化劑為鉑石棉為鉑石棉) )中，用酒精噴燈加熱：中，用酒精噴燈加熱：氨催化氧化的化學(xué)方程式是氨催化氧化的化學(xué)方程式是_；試管內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是試管內(nèi)氣體變?yōu)榧t棕色

19、，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。停止反應(yīng)后，立即關(guān)閉停止反應(yīng)后，立即關(guān)閉中兩個(gè)活塞。一段時(shí)間后，將試管中兩個(gè)活塞。一段時(shí)間后，將試管浸入冰水中，試管內(nèi)氣體顏色變淺，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)方程式說(shuō)明原浸入冰水中，試管內(nèi)氣體顏色變淺，請(qǐng)結(jié)合化學(xué)方程式說(shuō)明原因因_。(4)(4)將過(guò)量的氧氣與產(chǎn)生的氨氣分別從將過(guò)量的氧氣與產(chǎn)生的氨氣分別從a a、b b兩管進(jìn)氣口通入到兩管進(jìn)氣口通入到裝置裝置中，并在中，并在b b管上端點(diǎn)燃氨氣。管上端點(diǎn)燃氨氣。兩氣體通入的先后順序是兩氣體通入的先后順序是_，其理由是，其理由是_。氨氣燃燒的化學(xué)方程式是氨氣燃燒的化學(xué)方程式是_。【解析】【解析】(1)(1)裝置裝置適用于適用于“固固+ +

20、固固”加熱制取氣體，制取加熱制取氣體，制取NHNH3 3時(shí)所用試劑是時(shí)所用試劑是NHNH4 4ClCl和和Ca(OH)Ca(OH)2 2。若測(cè)定。若測(cè)定NHNH3 3的體積，必須用排液的體積，必須用排液體法，而體法，而NHNH3 3極易溶于水，故不能用排水法，所用的液體必須極易溶于水，故不能用排水法，所用的液體必須不與不與NHNH3 3反應(yīng)，也不溶解反應(yīng)，也不溶解NHNH3 3才行。才行。(2)(2)裝置裝置是是“固固+ +液液”反應(yīng)，不需加熱的裝置，制取反應(yīng)，不需加熱的裝置，制取NHNH3 3時(shí)，時(shí)，可用濃氨水和堿石灰作用。可用濃氨水和堿石灰作用。(3)(3)氨的催化氧化生成的氨的催化氧化生成的NONO遇氧氣生成二氧化氮為紅棕色。遇氧氣生成二氧化氮為紅棕色。生成的二氧化氮?dú)怏w中存在如下平衡生成的二氧化氮?dú)怏w中存在如下平衡2NO2NO2 2( (氣氣) N) N2 2O O4 4( (氣氣)