专题08 氨气的实验室制取及性质的研究——备战2021年高考化学之突破教材实验热点

专题08 氨气的实验室制取及性质的研究 1．氨气的实验室制法 （1）用铵盐和碱制取 ①实验装置 ②实验分析 （2）用浓氨水制取 方法 化学方程式 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O 浓氨水+固体NaOH NaOH溶于水放热，促使NH3·H2O分解，且OH−浓度的增大有利于NH3的逸出 浓氨水+固体CaO CaO与水反应，使溶剂（水）减少；反应放热，促使NH3·H2O分解，NH3逸出。 NH3·H2O+CaONH3↑+ Ca(OH)2 2．喷泉实验 中学教材中喷泉实验装置如上图所示。实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。 （1）喷泉实验的原理 因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。 （2）能形成喷泉的条件 从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。 （3）形成喷泉的气体与液体组合 ①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉； ②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。 气体 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2+O2 CH2=CH2 吸收剂 水或氢氧化钠溶液 水或盐酸 氢氧化钠溶液 水 溴水 （4）喷泉实验成功的关键 ①盛气体的烧瓶必须干燥； ②气体要充满烧瓶； ③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)； ④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。 （5）常见的喷泉实验装置 喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来产生喷泉。 装置Ⅰ：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，导致大量的NH3溶解。烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。 装置Ⅲ：去掉了胶头滴管。打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，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) 装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。 装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。 装置Ⅵ：向烧瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。 （6）喷泉实验所形成的溶液的物质的量浓度的计算前提：气体充满，溶质不扩散。气体体积换算为标准状况，设烧瓶体积为V L。 ①“NH3+H2O”和“HCl+H2O”型：V(气体)=V(溶液)，则：c= =1/22.4 mol·L−1。 ②“NO2+H2O”型：3NO2+H2O2HNO3+NO，溶液只占烧瓶容积的2/3，n(HNO3)= n(NO2)，V(溶液)= V L，则：c(HNO3)= =1/22.4 mol·L−1。 ③“NO2+O2+H2O”型：依4NO2+O2+2H2O4HNO3，若V(NO2)∶V(O2)≤4(恰好反应或O2过量)，则c(HNO3)=1/22.4 mol·L-1×4/5=1/28 mol·L-1；若V(NO2)∶V(O2)＞4(剩余NO)，则c(HNO3)介于1/28 mol·L-1和1/22.4 mol·L-1之间。 气体验满和检验操作 ①氧气验满：用带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，说明收集的氧气已满。 ②可燃性气体(如氢气)的验纯方法：用排水法收集一小试管的气体，用大拇指摁住管口移近火焰，放开手指，若听到尖锐的爆鸣声，则气体不纯；若听到轻微的“噗”的一声，则气体纯净。 ③二氧化碳验满：将燃着的木条平放在集气瓶口，若火焰熄灭，则气体已满。 ④氨气验满：用湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝说明气体已满。 ⑤氯气验满：用湿润的淀粉­碘化钾试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝说明气体已满。 某同学用下列装置(固定及夹持装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。 请回答下列问题： （1）若用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为____________________________；若要测定生成的NH3的体积，则必须选择的装置是_______________________(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是____________________。 （2）若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂是_________