高一化学（人教版）教学课件 必修二 第五章 第二节 第3课时 NH3及常见气体的制备方法

第3课时NH3及常见气体的制备方法目录新知探究——NH3的实验室制法命题热点——常见气体的实验室制备课时跟踪检测新知探究NH3的实验室制法1.氨气的实验室制法(1)制备原理铵盐(NH4Cl)与强碱[Ca(OH)2]反应生成氨,其化学方程式:

。2NH4Cl+Ca(OH)2

CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)实验装置固体+固体

气体(3)收集和验满①NH3极易溶于水,可以用

收集。棉花的作用是防止NH3与空气对流。②利用NH3的性质检验是否收集满。把湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变

;或将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,有

产生。(4)尾气处理可在试管口放一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球。向下排空气法蓝白烟[微思考]①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?提示:用碱石灰干燥。不能使用氯化钙或浓硫酸干燥,因氯化钙或浓硫酸能与氨气反应。②实验室加热制取氨气时,为什么碱不选用NaOH?提示:NaOH固体易潮解、有吸湿性、易结块,不利于氨气逸出,加热条件下还会腐蚀试管。2.氨气的简易制法方法装置原理及化学方程式加热浓氨水氨水具有不稳定性和挥发性,受热易分解。化学方程式为_________________________NH3·H2ONH3↑+H2O将浓氨水滴入生石灰、固体NaOH或碱石灰中固体NaOH具有吸水性,溶于水放出大量的热,促使氨水分解。CaO与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解。化学方程式为______________________________CaO+NH3·H2O===Ca(OH)2+NH3↑续表1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)收集NH3时,试管口处的棉花可减缓NH3与空气的对流。()(2)某同学根据铵盐受热分解的性质,认为可以采用加热NH4Cl分解的方法来制取氨。()(3)由于氨极易溶于水,所以不能用排水法收集氨,可以用向下排空气法收集。()

[题点多维训练]√×√(4)由于氨极易溶于水,所以多余的氨可以用导管直接插入水中进行吸收。

()(5)氨不能用浓H2SO4干燥,但可以用无水CaCl2干燥。(

)××2.下列实验室制取NH3并进行干燥、收集、验满和尾气处理的各装置和原理能达到实验目的的是(

)√解析:NH4Cl受热易分解成NH3和HCl,但NH3和HCl遇冷又化合为NH4Cl,A错误;NH3与浓H2SO4反应,不能用浓H2SO4干燥,B错误;C装置收集不到NH3,无法验满,C错误。3.(2024·青岛高一期末)设计以下实验制备并收集干燥纯净的氨气。下列分析错误的是(

)A.仪器口连接顺序为a→e→d→c→bB.上述实验缺少尾气吸收装置C.生石灰与水反应并且放出热量,促使氨气逸出D.干燥管中的碱石灰可用无水氯化钙代替√解析:由题意可知,仪器口连接顺序为a→e→d→c→b,故A正确;氨气有毒,尾气应该吸收处理,故B正确;生石灰与水反应并且放出热量,可以促进氨气逸出,故C正确;无水氯化钙可以和氨气反应,故不能用无水氯化钙干燥氨气,故D错误。4.某化学兴趣小组为了制取氨气并探究其性质,按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。(1)若氨气的发生装置选择a,则其化学反应方程式为

。

解析:若氨气的发生装置选择a,为加热固体制取气体的装置,实验室是用加热氢氧化钙和氯化铵固体反应制备氨气的。2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O(2)若氨气的发生装置选择b,则所用的试剂为

和

。

解析:若氨气的发生装置选择b,为常温下固体与液体混合制取气体的装置,试剂可选用CaO与浓氨水。(3)B装置中的干燥剂可选用

。

解析:B装置为球形干燥管,氨气为碱性气体,选择固体干燥剂,可选用碱石灰。生石灰浓氨水碱石灰

试纸变蓝(5)当实验进行一段时间后,挤压D装置中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,可观察到的现象是

。

解析:当实验进行一段时间后,挤压D装置中的胶头滴管,滴入1~2滴浓盐酸,浓盐酸挥发出的氯化氢与氨气反应生成氯化铵晶体(NH4Cl),产生白烟。产生白烟(6)E中倒扣漏斗的作用是

。

解析:氨气是极易溶于水的气体,倒扣的漏斗下端开口半径大,可防止倒吸防止倒吸(7)写出证明b装置的气密性良好的操作与现象:____________________________________________________________________________

。

用止水夹夹住b中橡胶管,向分液漏斗内加足量水,再打开分液漏斗活塞,过一会儿水不再滴下,则证明气密性良好(8)用c装置做氨气喷泉实验时,如果没有胶头滴管,请写出引发喷泉的简单操作和原理:_______________________________________________________________________________________________________

。

打开止水夹,用热毛巾捂热圆底烧瓶,NH3受热膨胀,赶出玻璃导管中的空气,玻璃导管口有气泡冒出,移走热毛巾,NH3与H2O接触,即产生喷泉命题热点常见气体的实验室制备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2.常见气体的制备试剂与装置的选择气体反应试剂反应装置(选1中的装置)O2①KMnO4、②KClO3分解B①Na2O2与H2O;②H2O2与MnO2CSO2Na2SO3与浓H2SO4CCu与浓H2SO4,加热ACl2浓盐酸与MnO2,加热A浓盐酸与KMnO4CH2稀盐酸与ZnCCO2CaCO3与稀盐酸CNH3NH4Cl与Ca(OH)2,加热BNH3·H2O,加热ANH3·H2O与CaOC续表3.气体的收集方法(1)排水法:H2、O2、NO。(2)排液法:Cl2可用排饱和食盐水,CO2可用排饱和NaHCO3溶液。(3)向上排空气法:Cl2,SO2,CO2。(4)向下排空气法:NH3,H2。4.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:

[微点拨]

常见干燥剂①浓H2SO4:酸性、氧化性干燥剂,不能干燥NH3、H2S、HI等。②CaCl2:中性干燥剂不能干燥NH3。③碱石灰:碱性干燥剂,不能干燥CO2、SO2、Cl2、HCl等酸性气体。④P2O5:酸性干燥剂,不能干燥NH3等碱性气体。题点(一)

常见气体的实验室制法1.现有如图所示的四种实验室制备气体的发生装置。

[题点多维训练]下列叙述正确的是(

)A.a装置可用于Na2SO3固体和98.3%的浓硫酸反应制备SO2B.b装置可用于Cu和稀硫酸制取SO2C.c装置可用于加热KMnO4固体制备O2D.d装置可用于MnO2和H2O2反应制备O2,并能控制反应的发生和停止解析:A项,需用70%的浓硫酸制备,错误;B项,Cu与稀H2SO4共热不反应,错误;D项,MnO2为粉末状,该装置无法控制反应的发生和停止,错误。√2.(2024·清远高一期中)实验室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M,多余的气体可用水吸收,则M是(

)A.一氧化氮 B.氨气C.二氧化硫 D.氯化氢解析:由收集和尾气处理装置知气体M的密度比空气小且极易溶于水,应为氨气。√题点(二)

以气体制备为载体的性质探究3.(2024·深圳高一期末)某同学用下列实验装置探究氨气与氧气的反应,观察到d中产生“白烟”。下列叙述不正确的是(

)√A.装置连接顺序为a→c→b→d→eB.实验前应先检查装置气密性C.装置c的作用是干燥氨气D.装置d中“白烟”为NH4NO3固体颗粒解析:根据题意可知,装置连接顺序为a→c→b→d→e,故A正确;实验前应先检查装置气密性,故B正确;装置c的作用是除去CO2和H2O,同时得到氧气,故C错误;装置d中“白烟”为NH4NO3固体颗粒,故D正确。4.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是

,a中的试剂为

。

解析:由装置图可知,盛放MnO2粉末的仪器是圆底烧瓶;浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应制取氯气,制取的氯气中混有杂质氯化氢和水蒸气,a中的试剂是饱和食盐水,可以除去杂质氯化氢。圆底烧瓶饱和食盐水(2)b中采用的加热方式是

。c中发生反应的离子方程式是

,

采用冰水浴冷却的目的是_________

。解析:b中采用的加热方式是水浴加热。c中氯气与冷的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O;因为氯气与热的氢氧化钠溶液反应会生成氯酸钠,为防止生成氯酸钠,该反应需在冰水浴冷却的条件下进行。水浴加热Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O避免生成NaClO3(3)d的作用是

,可选用试剂

(填标号)。

A.饱和NaCl溶液 B.澄清石灰水C.NaOH溶液 D.Na2CO3溶液解析:氯气有毒,能污染空气,反应完剩余的氯气要进行尾气处理,d的作用是吸收尾气(Cl2)。饱和NaCl溶液不吸收Cl2,澄清石灰水浓度小,不能用于吸收尾气Cl2。吸收尾气(Cl2)CD课时跟踪检测(选择题每小题3分,本检测满分60分)12345678910√1.实验室快速制取气体时,经常用这种“固+液”反应的简易装置制备。已知a为液体试剂、b为固体试剂,下列表述不正确的是(

)A.用浓氨水和生石灰制取NH3B.用H2O2和MnO2制取O2C.用Na2SO3和70%的硫酸制取SO2D.用浓盐酸和MnO2制取Cl212345678910解析:生石灰与浓氨水中的水发生化合反应放出大量的热,降低氨气的溶解度,使氨气放出,故A正确;过氧化氢在二氧化锰的催化条件下,能够快速反应放出氧气,故B正确;二氧化硫易溶于水,实验室利用Na2SO3与70%的硫酸制取SO2气体,故C正确;用浓盐酸和MnO2制取Cl2,反应需要加热,故D错误。√124567891032.下列方法适用于实验室制取氨气的是(

)A.一定条件下,N2和H2催化加热B.加热NH4NO3固体C.将NH4Cl固体和熟石灰混合加热D.将NH4Cl稀溶液和NaOH稀溶液混合解析:实验室常用铵盐与强碱反应制取氨气。√124567891033.已知氨极易溶于水,难溶于有机溶剂CCl4(CCl4不溶于水,密度比水大)。下列不适合做氨的尾气吸收装置的是(

)12456789103解析:NH3极易溶于水,若用C项中的装置做NH3的尾气处理装置,则容易发生倒吸,NH3难溶于CCl4,故A装置可防倒吸,B和D项装置原理相似都可以防倒吸。124567891034.(2024·南充高一期中)下列与NH3相关实验的说法错误的是(

)12456789103A.甲图制备NH3可选用的试剂为NH4ClB.乙图实验时,可观察到喷泉现象,体现NH3极易溶于水C.丙图实验中,可观察到有大量白烟生成,说明NH3能与酸反应生成铵盐D.丁图可用于NH3的尾气处理,且具有防倒吸作用√12456789103解析:制备NH3应选用氢氧化钙与氯化铵固体,不能用氯化铵,加入氯化铵可生成氨气,但在试管口氨气又会与氯化氢结合生成氯化铵,故A错误;NH3极易溶于水,因此可观察到喷泉现象,故B正确;丙图实验中,氨气与氯化氢发生化合反应,生成氯化铵,观察到有大量白烟生成,故C正确;由于氨气极易溶于水,故可以用丁图装置吸收氨气,且装置能够防倒吸,故D正确。√124567891035.(2024·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ABCDX中试剂浓盐酸双氧水浓硫酸浓氨水Y中试剂MnO2MnO2CuNaOH气体Cl2O2SO2

NH312456789103解析:浓盐酸与二氧化锰反应制氯气必须在加热条件下,且氯气可溶于水,收集氯气不能用排水法,A错误;双氧水分解制氧气的制取装置用固液不加热装置,收集氧气可用排水法,B正确;浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫,且SO2易溶于水,C错误;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,D错误。√124567891036.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试液变蓝Cl2具有氧化性C浓氨水、生石灰红色石蕊试纸变蓝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12456789103解析:浓盐酸易挥发,浓硫酸不挥发,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,使淀粉碘化钾试液变蓝,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。√124567891037.下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是(

)

气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(HCl)通过饱和食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DCO2(SO2)通过酸性高锰酸钾溶液12456789103解析:二氧化硫和硫化氢都具有还原性,都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,不能用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫中的硫化氢气体,A项符合题意;HCl气体极易溶于水,氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,可用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,B项不符合题意;铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,铜与氮气不反应,故可用灼热的铜丝网除去氮气中的氧气,C项不符合题意;SO2可与酸性高锰酸钾溶液反应生成H2SO4,D项不符合题意。√124567891038.某研究小组的同学用如下装置探究SO2与Mg的反应,实验时首先关闭K,使①中的反应进行,然后加热玻璃管。下列说法正确的是(

)A.③中发生的反应为复分解反应B.停止实验时,打开K可防止倒吸C.实验结束后加热④中溶液,没有明显现象D.浸有NaOH溶液的棉花团是用来吸收空气中的CO2的12456789103解析:SO2和镁可能发生的反应为SO2+2MgS+2MgO、Mg+SMgS,均不是复分解反应,A项错误;停止实验时,打开K可使空气进入反应装置中,维持压强平衡,可防止倒吸,B项正确;浸有氢氧化钠溶液的棉花团是用来吸收未反应的二氧化硫的,二氧化硫能使品红溶液褪色,加热褪色后的溶液又可恢复红色,有明显现象,C、D项错误。124567891039.(18分)(2024·天津静海区一中阶段检测)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨气,图2装置探究其相关性质。12456789103Ⅰ.实验室制取氨气。(1)图1装置中生成NH3的化学方程式为______________________

。装置中棉花的作用是____________________

。

Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气12456789103解析:NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,产生的水蒸气与无水CuSO4反应变为蓝色CuSO4·5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。(1)在图1中NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,棉花的作用是防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气。12456789103Ⅱ.探究氨气与氧化铜的反应,验证氨气的性质及部分反应产物。(2)无水硫酸铜的作用是

。解析:NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,产生的水蒸气与无水CuSO4反应变为蓝色CuSO4·5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。检验是否生成水12456789103(2)无水硫酸铜是白色粉末,与水反应产生蓝色的硫酸铜晶体,故无水硫酸铜的作用是检验水的产生。12456789103(3)该实验缺少尾气吸收装置,如图中能用来吸收尾气的装置是___

(填字母)。

解析:NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,产生的水蒸气与无水CuSO4反应变为蓝色CuSO4·5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。BC12456789103(3)氨气极易溶于水,尾气吸收需要防止倒吸,在图中能用来吸收尾气的装置是B、C,而A易发生倒吸现象。12456789103(4)实验中观察到a中CuO粉末变红,b中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体。则该反应的化学方程式为__________________

,证明氨气具有

(填“氧化”或“还原”)性。

解析:NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,产生的水蒸气与无水CuSO4反应变为蓝色CuSO4·5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O还原12456789103(4)CuO与NH3在加热时发生反应生成Cu、N2、H2O,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,在该反应中N元素的化合价由反应前NH3中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,则NH3表现还原性。12456789103(5)若向a中通入标准状况下3.36L的氨气,最终得到铜的质量为____。

解析:NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,产生的水蒸气与无水CuSO4反应变为蓝色CuSO4·5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。14.412456789103

12456789103高阶思维训练(选做题)10.(18分)某化学小组拟设计实验探究SO2与钙盐溶液的反应情况。[文献资料]①CaSO3是难溶于水、易溶于盐酸的白色固体;②实验室用Na2SO3粉末和70%硫酸反应制备SO2;③浓硫酸与水混合时放出大量的热,产生大量“酸雾”。12456789103[设计实验]实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。10124567893(1)若气体从左至右流动,选择装置并排序为

(填字母)。

解析:根据文献资料知,70%硫酸与亚硫酸钠反应时可能会形成“酸雾”,酸雾中含有硫酸,如果不净化SO2,则硫酸会与氯化钙反应产生硫酸钙。因此实验装置顺序为制备SO2、净化SO2、SO2与氯化钙溶液反应、吸收尾气。BDCA12456789103[设计实验]实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。12456789103(2)D装置的作用是

(用离子方程式表示)。

解析:类似于除去CO2气体中的氯化氢,用饱和亚硫酸氢钠溶液除去SO2中的“酸雾”,化学方程式为2NaHSO3+H2SO4===Na2SO4+2SO2↑+2H2O。

12456789103[设计实验]实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。10124567893(3)连接装置进行实验,发现C