7 第二节 第3课时 NH3及常见气体的制备方法-【金版新学案】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 单选）

第3课时　NH3及常见气体的制备方法 　 第五章　第二节　氮及其化合物 1．掌握实验室制取NH3的方法。　 2．掌握实验室制取常见气体的原理、装置，收集、净化方法及制备方法的比较。 学习目标 任务一　氨的实验室制法 1 任务二　常见气体的制备方法比较 2 随堂达标演练 3 内容索引 课时测评 4 任务一　氨的实验室制法 返回 新知构建 1．氨的实验室制法 向下 湿润的红色石蕊试纸变蓝 交流研讨 (1)实验室制取氨气时，碱不选用NaOH、KOH，其原因是什么？ 提示：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：不可以。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。 (3)实验室制取氨气时如何干燥氨气？能否使用氯化钙或浓硫酸干燥？为什么？ 提示：应该用碱石灰干燥。不能使用氯化钙或浓硫酸干燥，因为氯化钙或浓硫酸能与氨气反应。 (4)并不是所有的铵盐分解都会产生氨，例如硝酸铵分解就不会产生氨。查阅资料可知，185～200 ℃时，硝酸铵分解得到两种氧化物，其中之一是水，请你写出该温度时硝酸铵分解的化学方程式(可不注明条件)。 提示：硝酸铵分解的化学方程式为NH4NO3===N2O↑＋2H2O。 2．实验室制取氨的简便方法 简便方法 装置 反应原理 加热浓氨水 NH3·H2O NH3↑＋H2O 浓氨水与固体烧碱或生石灰混合 将浓氨水滴加到固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等)上，消耗浓氨水中的水，同时反应放热，促进NH3·H2O分解产生NH3 典例应用 1．在实验室里，某学习小组设计了下列制取纯净干燥氨气的方案，下列方案简易、可行的是 A．加热氯化铵固体，再通过碱石灰 B．在氮气和氢气的混合气体中加入铁触媒，并加热至500 ℃，再通过碱石灰 C．加热浓氨水，再通过浓硫酸 D．在生石灰中加入浓氨水，再通过碱石灰 √ 2．实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置中，正确的是 A．①是氨气发生装置 B．③是氨气发生装置 C．②是氨气吸收装置 D．④是氨气收集、检验装置 √ ①中NH4Cl受热易分解生成NH3和HCl，但在试管口附近两者又能结合生成NH4Cl，所以不能用于制取NH3，A错误；③可用于NH3的发生装置，利用浓氨水和生石灰等制取NH3，B正确；②中的漏斗位置过低，不能防止倒吸，漏斗要紧贴水面，C错误；④的试管口应放一团干燥的棉花，减少NH3与空气的对流，D错误。 返回 任务二　常见气体的制备方法比较 返回 新知构建 1．常见气体的制备装置 装置 应用 固体(或液体)＋液体 气体 固体(＋固体) 气体 固体(或液体)＋液体―→气体 交流研讨 用上表中装置对应的字母填写下列空白： 气体 反应试剂及条件 反应装置 O2 KMnO4或KClO3，加热   Na2O2与H2O；H2O2与MnO2   SO2 Na2SO3与浓H2SO4   Cu与浓H2SO4，加热   Cl2 浓盐酸与MnO2，加热   浓盐酸与KMnO4   H2 稀盐酸与Zn   CO2 CaCO3与稀盐酸   NH3 NH4Cl与Ca(OH)2，加热   浓氨水，加热   浓氨水与CaO   提示：B　C　C　A　A　C　C　C　B　A　C 2．气体的收集方法 (1)一般方法 收集方法 收集气体的类型　 收集装置 可收集的气体(举例) 排水法 难溶于水或微溶于水且不与水反应 等 排空 气法 向上排 空气法 密度 空气且不与空气中的成分反应 等 向下排 空气法 密度 空气且不与空气中的成分反应 等 O2、H2、NO、CO Cl2、SO2、NO2、CO2 H2、NH3 大于 小于 (2)创新方法 ①从a管进气b管出水可收集 ，如 等。 ②若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体： 换成饱和食盐水收集 ，换成饱和碳酸氢钠溶液收集 ，换成四氯化碳(密度比水大，且与水不互溶)收集 。 难溶于水的气体 H2、O2 氯气 二氧化碳 HCl或NH3 3．常用的防倒吸装置 尾气处理时，有些气体要防倒吸，常见的防倒吸装置有： 归纳总结 实验室制备气体装置选择的基本思路 典例应用 1．(2024·云南开远高一期末)实验室里通过加热熟石灰与氯化铵的固体混合物来制备氨气。氨气密度小于空气，有刺激性气味。氨气极易溶于硫酸，下列氨气的制备、干燥、收集、检验的操作正确的是 √ A．固体混合物加热制取氨气时，试管口应向下倾斜，故A错误；B．氨气为碱性气体，可用碱石灰干燥，故B正确；C．氨气的密度小于空气，应用向下排空气法收集，应短管进气长管出气，故C错误；D．氨气极易溶于水，直接通入硫酸中会引起倒吸，故D错误。 2．如图为常用玻璃仪器组成的六种实验装置，均可根据不同的实验需要在其中加入不同的液体或固体试剂，请用适宜装置的字母完成下列填空： (1)既能用于收集Cl2，又能用于收集NO的装置是　　　　。 (2)能用于干燥CO2气体的装置是________。 (3)在实验室制取Cl2并检验Cl2部分性质的实验中，用于除去Cl2中HCl杂质的最佳装置是_______。 (4)用于尾气吸收并能防止液体倒吸入反应装置中的是　　　　。 (5)接在气体制备的连续实验装置中间，用于控制气流平稳的装置是　　　。 AB　 AEF A　 ACE D 返回 随堂达标演练 返回 1．(2024·南昌高一检测)下列是中学化学中常见气体，只能用排水法收集的是 A．Cl2 B．HCl C．SO2 D．NO √ 2．下列装置能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨 B．用装置乙除去氨中少量水 C．用装置丙收集氨 D．用装置丁吸收多余的氨 √ 用装置甲制备氨时试管口应该略向下倾斜，A错误；氨能被浓硫酸吸收，不能用装置乙除去氨中少量水，B错误；氨密度小于空气，用向下排空气法收集，但收集气体装置不能密闭，不能用装置丙收集氨，C错误；氨极易溶于水，用装置丁吸收多余的氨可以防止倒吸，D正确。 3．(2023·云南玉溪一中高一月考)用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略) √ 选项 A B C D X中试剂 浓盐酸 双氧水 浓硫酸 浓氨水 Y中试剂 MnO2 MnO2 Cu NaOH 气体 Cl2 O2 SO2 NH3 4．下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是 选项 试剂 试纸或试液 现象 结论 A 浓盐酸、浓硫酸 湿润的pH试纸 变红 HCl为酸性气体 B 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾溶液 变蓝 Cl2具有氧化性 C 浓氨水、生石灰 湿润的红色石蕊试纸 变蓝 NH3溶于水显碱性 D 亚硫酸钠、硫酸 品红溶液 褪色 SO2具有还原性 √ 浓盐酸易挥发，浓硫酸难挥发，且浓硫酸稀释放热，可制备HCl气体，盐酸可以使pH试纸变红，故A正确；浓盐酸与二氧化锰加热可制备氯气，氯气可氧化KI生成碘，遇淀粉变蓝，故B正确；浓氨水与CaO混合可制备氨气，氨水显碱性，因此氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故C正确；亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫可使品红溶液褪色，体现其漂白性，故D错误。 5．为了在实验室制取干燥的氨气，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三套实验装置： (1)写出实验室制氨气的化学方程式： _____________________________________________。 氯化铵与氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋2NH4Cl 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。 (2)实验装置和所用样品都正确且能得到干燥氨气的是　　　(填“甲”、“乙”或“丙”)。 丙 甲中没有干燥装置，得到的氨气中含有水蒸气；乙中浓硫酸能够与氨气发生反应；丙中碱石灰与氨气不反应，能够干燥氨气。 (3)检验试管里是否收集满氨气的方法是_____________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________。 在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝色，则证明氨气已经集满(或用玻璃棒蘸取浓盐酸或浓硝酸放在试管口，若产生大量白烟，则证明氨气已经集满) 氨气与水反应生成一水合氨，一水合氨遇红色石蕊试纸显蓝色，可将湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验氨气是否已收集满；氨气和氯化氢或硝酸反应可产生大量白烟，所以可用玻璃棒蘸取浓盐酸或浓硝酸放在试管口，若产生大量白烟，可证明氨气已经收集满。 (4)上述装置中肯定收集不到氨气的是　　(填“甲”、“乙”或“丙”)，其原因是_____________________________________________________(用化学方程式表示)。 乙 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(或NH3＋H2SO4===NH4HSO4) 氨气为碱性气体，可与浓硫酸反应生成硫酸铵或硫酸氢铵，故乙肯定收集不到氨气。 返回 课时测评 返回 题点一　氨气的制备 1．下列制氨气的装置和所选试剂，错误的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A．该装置是固固加热型制取气体，试管口应略向下倾斜，A正确；B．浓氨水受热分解生成氨气，B正确；C．受热分解氯化铵固体得到氨气和氯化氢，二者在试管口冷却又反应生成氯化铵，不能制取氨气，C错误；D．氧化钙易吸水，同时放出热量加热体系，浓氨水分解出氨气，D正确；故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，下列收集NH3的方法正确的是 A．向上排空气法 B．向下排空气法 C．排水法 D．向上排空气法或排水法 √ NH3是一种密度比空气小且极易溶于水的一种物质，所以实验室收集NH3时只能采用向下排空气法收集，不能采用向上排空气法或排水法收集。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3．实验室常用如图装置制备氨气，下列试剂中最适宜代替NH4Cl的是 A．(NH4)2SO4 B．NH4NO3 C．(NH4)2CO3 D．浓氨水 √ A．在加热的条件下硫酸铵可以和氢氧化钙反应生成氨气和硫酸钙，A正确；B．硝酸铵受热容易爆炸，B错误；C．碳酸铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，则氨气中会混入二氧化碳，C错误；D．浓氨水是液体，试管口不能向下，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4．关于实验室制备并收集氨气的说法正确的是 A．试剂A是NH4Cl固体 B．棉花的作用是防止收集的气体逸出 C．用清洗后未经干燥的试管收集气体 D．用湿润的红色石蕊试纸验满 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A．NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl气体，但NH3和 HCl气体在试管口会化合生成NH4Cl固体，堵塞导气管， NH4Cl固体加热分解法不适于实验室制备氨气，实验室 常用加热NH4Cl和熟石灰固体混合物制备氨气，选项A错 误；B．NH3收集时易与空气发生对流，试管口塞棉花的 目的是防止NH3与空气对流，确保收集纯净NH3，选项B错误；C．氨气极易溶于水，未干燥试管会使氨气大量溶解，选项C错误；D．氨气是碱性气体，所以可用湿润红色石蕊试纸靠近试管口，若红色石蕊试纸变蓝，说明氨气已集满，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 题点二　常见气体的制备方法 5．下列气体中，既不能用浓硫酸干燥，又不能用碱石灰干燥的气体是 A．HBr B．NO2 C．SO2 D．NH3 √ A．HBr是酸性气体，具有还原性，既不能用浓硫酸干燥，又不能用碱石灰干燥，A符合题意；B．NO2不能用碱石灰干燥，能用浓硫酸干燥，B不符合题意；C．SO2是酸性气体，能用浓硫酸干燥，不能用碱石灰干燥，C不符合题意；D．NH3是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，能用碱石灰干燥，D不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6．下列气体在实验室中常用如图所示装置制备的是 A．Cl2 B．O2 C．H2 D．NH3 √ A．二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气，A正确；B．双氧水和二氧化锰反应制取氧气不需要加热，B错误；C．活泼金属和酸反应制取氢气不需要加热，C错误；D．浓氨水和氧化钙反应制取氨水不需要加热，且氯化铵和氢氧化钙反应制取氨气不能使用该装置，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7．(2023·四川南充高一统考)关于实验装置与试剂选择，下列说法正确的是 A．装置①可用作MnO2与浓盐酸反应制Cl2的发生装置 B．用装置②吸收NH3可防倒吸 C．装置③可用于验证氨气在水中的溶解性 D．装置④可用于收集NO2气体 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A．MnO2与浓盐酸反应制Cl2的反应需要加热，A不正确；B．NH3易溶于水，装置②中的煤油不能起到防止倒吸的作用，所以装置②不可用于吸收NH3，B不正确；C．装置③中，往烧瓶内滴入水，看到气球体积膨胀，则表明烧瓶内气体压强减小，从而表明NH3易溶于水，所以装置③可用于验证氨气在水中的溶解性，C正确；D．NO2易与水反应生成HNO3和NO，所以装置④不可用于收集NO2气体，D不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8．用于干燥、收集并吸收多余尾气的装置如图，下列方案正确的是 选项 X 收集气体 Y A 碱石灰 NH3 稀硫酸 B P2O5 Cl2 NaOH溶液 C P2O5 H2 NaOH溶液 D 碱石灰 NO NaOH溶液 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A．氨气密度比空气小，收集时应 “短进长出”， 故A错误；B．五氧化二磷是酸性干燥剂，氯气用 五氧化二磷干燥，氯气密度比空气大，收集时“长 进短出”，尾气用氢氧化钠溶液吸收，注意防倒吸， 故B正确；C．氢气密度比空气小，收集时应 “短进长出”，多余的氢气不与氢氧化钠溶液反应，故C错误；D．NO和碱石灰不反应，NO和氧气反应生成二氧化氮，NO不能用排空气法收集，NO不与氢氧化钠溶液反应，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 9．(2023·广州白云中学高一期中)实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是 A．以MnO2、浓盐酸为原料，制备Cl2 B．以石灰石、盐酸为原料，制备CO2 C．以氯化铵和熟石灰两种固体为原料，加热制备NH3(碱性气体) D．以锌粒、稀盐酸为原料，制备H2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A．以MnO2、浓盐酸为原料，制 备Cl2需要加热，缺少加热装置， A错误；B．以石灰石、盐酸为原 料，制备CO2，固体、液体不加热 制备气体，CO2密度比空气大，采 用向上排空气法收集，且收集时“长进短出”，尾气用NaOH溶液吸收，B正确；C．以氯化铵和熟石灰两种固体为原料，加热制备NH3(碱性气体)，该装置不是固固加热制备气体的装置，且氨气和浓硫酸反应，不能用浓硫酸干燥，C错误；D．以锌粒、稀盐酸为原料，制备H2，H2密度比空气小，应该采用向下排空气法收集H2，或收集时“短进长出”，尾气不与NaOH溶液反应，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 10．(2024·湖北宜昌高一期中)实验室模拟 “侯氏制碱法”制取NaHCO3，反应原理 为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓ ＋NH4Cl(NH3极易溶于水)。下列说法正确 的是 A．装置A中使用“多孔球泡”的作用是防 止倒吸 B．装置B中X溶液为饱和Na2CO3溶液，主要作用是吸收混合气中的HCl C．装置C中发生反应的离子方程式为CO ＋2H＋===CO2↑＋H2O D．利用锥形瓶中所得物质制备Na2CO3固体，还需经历过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A．使用“多孔球泡”可增大气体与溶液 的接触面积，加快NH3的吸收速率，不能 防止倒吸，A项错误；B．Na2CO3溶液与 CO2、HCl均能发生反应，X溶液应为饱 和NaHCO3溶液，B项错误；C．装置C 中发生反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋ ===Ca2+＋CO2↑＋H2O，C项错误；D．NaHCO3固体受热分解得到Na2CO3固体，利用锥形瓶中所得NaHCO3制备Na2CO3固体时，需进行过滤、洗涤、干燥及焙烧等过程，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 11．(16分)室温下，用收集到的氯气与氨按如图所示装置进行实验(实验前K1、K2关闭)。 (1)为使两种气体充分混合，气体a是　　　　(填化学式)。 NH3 为使两气体充分混合，则应将密度小的NH3从注射器经长导管进入试管底部，NH3上升的过程中，与Cl2充分混合。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)填充下列表格： 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1，缓缓推动注射器活塞，向试管中注入气体a(约是气体b的3倍)，关闭K1，恢复室温 试管内出现白烟并在试管内壁凝结 ①反应的化学方程式为____________________________ 打开K2 ②________________ ___________ ③___________________________ _______________________________________________________ 8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl 烧杯中的水倒吸 入试管中 该反应是气体体积减小的反应，试管内压强降低，在大气压的作用下烧杯中的水发生倒吸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 打开K1，缓缓推动注射器活塞，向试管中注入约3倍于b气体的a气体，氨过量；关闭K1，恢复室温，试管中可观察到的现象是生成白烟，而后有白色固体凝结在试管内壁，发生反应的化学方程式为8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl。再打开K2，可观察到的现象是烧杯中的水倒流进入试管中，原因是该反应是气体体积减小的反应，试管内压强降低，在大气压的作用下烧杯中的水发生倒吸。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12．(24分)(2023·山东菏泽高一期末)氮化铬(CrN)难溶于水，常用作耐磨涂层。添加到机械部件能够增强它们的润滑性和耐磨损性。实验室可用无水氯化铬(CrCl3)与氨气在高温下反应制备，装置如图所示(夹持与加热装置省略)。已知无水CrCl3易潮解，高温下能被氧气氧化。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 回答下列问题： (1)连接以下部分装置制取干燥的NH3，相应的连接顺序是　　→ _____ 　　　　 →　　(填接口字母编号，按气流从左到右的方向)。 b e f 制取氨水应该用生石灰和浓氨水，用碱石灰干燥，故顺序为b→e→f； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)实验开始时，通入NH3一段时间后再加热装置A，目的是____________ _________。 排出装置中 的空气 实验开始时，通入NH3一段时间后再加热装置A，目的是排出装置中的空气； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (3)装置A玻璃管中产生大量白烟，则A中发生反应的化学方程式为_________________________________，实验过程中需间歇性微热m处导管，其原因是_________________________________________________。 防止NH3与HCl反应生成NH4Cl固体堵塞导管造成危险 装置A玻璃管中产生大量白烟，白烟为氯化铵，则A中发生反应的化学方程式为4NH3＋CrCl3 CrN＋3NH4Cl；实验过程中需间歇性微热m处导管，其原因是防止NH3与HCl反应生成NH4Cl固体堵塞导管造成危险； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (4)装置B的作用是____________________________________。 防止空气中的水蒸气进入装置A中 装置B的作用是防止空气中的水蒸气进入装置A中； (5)有同学认为该装置有一个缺陷，该缺陷是____________________。 缺少尾气处理装置 该装置有一个缺陷，缺少尾气处理装置。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 谢 谢 观 看 ！ 第 五 章 　 化 工 生 产 中 的 重 要 非 金 属 元 素 返回 Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O Ca(OH)2＋2NH4Cl2NH3↑＋CaCl2＋2H2O 4NH3＋CrCl3CrN＋3NH4Cl $$