第五章 第二节 第3课时　NH3及常见气体的制备方法 学案（含答案）—2024春高中化学人教版必修二

第3课时　NH3及常见气体的制备方法
[核心素养发展目标]　
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。
一、氨的实验室制法
1．氨的实验室制法
制备原理
实验装置
收集 NH3极易溶于水，可以用________________________收集
验满 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
思考　(1)此装置存在的弊端是什么？如何进行改进？
________________________________________________________________________
(2)收集NH3时，试管口处为什么加一团棉花？
________________________________________________________________________
2．氨的简易制法
方法及装置 原理及化学方程式
氨水具有________和______，受热易分解。 化学方程式为____________________________
NaOH固体具有吸水性，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____________________________________
1．判断正误
(1)实验室中可以利用加热NH4Cl分解的方法制取NH3(　　)
(2)由于氨极易溶于水，所以不能用排水法收集氨，只能用向下排空气法收集(　　)
(3)氨不能用浓硫酸进行干燥，但可以用无水CaCl2干燥(　　)
(4)为加快产生NH3的速率，实验室中可以用NaOH和NH4Cl反应制NH3(　　)
(5)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(　　)
2．(2023·江苏盐城高一联考)下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲制备氨气
B．用装置乙除去氨气中的少量水
C．用装置丙收集氨气
D．用装置丁吸收多余的氨气
(1)制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，NH4NO3加热时爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯。
(2)消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用。
(3)NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥。
二、常见气体的制备方法比较
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
　　　　　　　　　　　　　　　　
思考　用上表中装置对应的字母填写下列空白：
气体 反应试剂 反应装置
O2 KMnO4或KClO3分解
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
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
(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________________。
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：
实验室制备气体装置选择的基本思路
1．判断下列装置是否正确。
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____________。
解答实验装置题做到“四看”
一看发生装置是否有错：①实验是否需加热。②仪器放置是否有错。③夹持仪器的位置是否有错。
二看试剂(反应物、干燥剂、尾气吸收剂等)是否符合实验原理。
三看收集方法是否有错(导管伸入的位置等)。
四看是否缺少尾气吸收装置，对于有毒气体，一定要设计尾气吸收装置，并选择适宜的吸收剂。
1．(2023·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．(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
3.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
4.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：_____________________。
(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”)。
(3)检验试管里是否收集满氨气的方法是_________________________________________。
(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)。
第3课时　NH3及常见气体的制备方法
一、
1．2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　向下排空气法　蓝色　白烟
思考　(1)此装置缺少NH3的干燥装置，可在NH3的收集装置之前加一个干燥装置。
(2)减缓NH3与空气的对流，使收集到的NH3更纯净。
2．不稳定性　挥发性　NH3·H2ONH3↑＋H2O　NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
应用体验
1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2．A　[浓氨水遇碱石灰放出氨气，实验室可以用装置甲制备氨气，故选A；浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B；体系密闭，若用装置丙收集氨气，空气无法排出，故不选C；氨气极易溶于水，漏斗口浸没在水中，若用装置丁吸收多余的氨气，会引起倒吸，故不选D。]
二、
1．思考　B　C　C　A　A　C　C　C　B　A　C
2．(1)O2、H2、NO、CO　大于　Cl2、SO2、NO2、CO2　小于　H2、NH3
(2)①难溶于水的气体　H2、O2　②氯气　二氧化碳　HCl或NH3
应用体验
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√
2．(1)AB　(2)AEF　(3)A　(4)ACE　(5)D
随堂演练　知识落实
1．D　2.B
3．D　[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，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。]
4．(1)Ca(OH)2＋2NH4Cl2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(2)丙　(3)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)
(4)乙　2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(或NH3＋H2SO4===NH4HSO4)
解析　(1)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＋2NH4Cl2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。
(2)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)氨气与水反应生成一水合氨，一水合氨遇红色的石蕊试纸显蓝色，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)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。