人教版高中化学必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素第二节氮及其化合物第3课时NH3及常见气体的制备方法课件

(共62张PPT)
第五章　化工生产中的重要非金属元素
第二节　氮及其化合物
第3课时　NH3及常见气体的制备方法
学习目标：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。
第*页
研习任务一　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 　向下排空气法　收集
验满 把湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变 　蓝色　；或将蘸有浓盐酸 的玻璃棒置于试管口，有 　白烟　产生
向下排空气法　
蓝色　
白烟　
教材　认知
[思考]　（1）此装置存在的弊端是什么？如何进行改进？
提示：（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。如：
（2）实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气？
提示：（2）不能。氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合成氯化铵。
（3）实验室制取氨气时常在收集氨气的试管口塞一团疏松的棉花团，这么做的目的 是什么？
提示：（3）防止氨气与空气形成对流。
2. 氨的简易制法
方法及装置 原理及化学方程式
不稳定性　
挥发性　
归纳总结
　　（1）制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、（NH4）2CO3等代替， NH4NO3加热容易发生爆炸，而NH4HCO3、（NH4）2CO3受热易分解产生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。
应用　体验
1. 微判断

√


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
B
解析：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；③可用于NH3的发生装置，利用浓氨水和生石灰等 制取NH3；②中的漏斗位置过低，不能防止倒吸，漏斗口要紧贴水面；④的试管口应 放一团干燥的棉花，减少NH3与空气的对流。
A
解析：A项收集NH3的集气瓶口无棉花；B项NH3通入CCl4中，NH3不溶于CCl4，不会 产生倒吸，逸出的NH3又可被稀硫酸吸收；C项向长颈漏斗中加入一定量水，没过长 颈漏斗的下端，关闭止水夹，再加入一定量的水，液面不下降，可说明气密性良好， 反之，气密性不好；D项，收集比空气密度小的气体NH3，应该短管进气长管出气。
第*页
研习任务二　常见气体的制备方法比较
教材　认知
1. 常见气体的制备装置
装置 应用
[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
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 　O2、H2、NO、CO等
排空 气法 向上排空 气法 密度 　大于　空气且不与空气中的成分反应 　 Cl2、SO2、NO2、　 等
向下排空 气法 密度 　小于　空气且不与空气中的成分反应 　H2、NH3　等
O2、H2、NO、CO　
大于　
Cl2、SO2、NO2、 CO2 　
小于　
H2、NH3　
（2）创新方法
②若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体：
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
应用　体验
1. 微判断
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：
AB　
AEF　
A　
ACE　
D　
归纳总结
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。
第*页
课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
A. Cl2 B. HCl
C. SO2 D. NO
D
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
B
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
D
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，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。
解析：（1）用氢氧化钙与氯化铵共热制备氨气，是固体和固体加热制备气体，选用 装置A；在常温下用固体氢氧化钠与浓氨水混合制备氨气，是固体和液体不加热制备 气体，选用装置B。
A　
B　
A. 浓硫酸 B. 碱石灰 C. 五氧化二磷
解析：（2）氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂干燥，应用碱性干燥剂如碱石 灰干燥。
解析：（3）氨气的密度小于空气，应用向下排空气法收集。
B　
向下排空气　
解析：（4）检验氨气是否收集满，可将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶瓶口处，如 试纸变蓝，说明气体已收集满。
将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶瓶
口处，若试纸变蓝，说明气体已收集满
解析：（5）氨气极易溶于水，可用水吸收氨气，但是应注意防止倒吸。
②④　
第*页
课时作业
[基础训练]
选项 Ⅰ中的物质 Ⅱ中收集的气体 Ⅲ中的物质
A Cu和浓硝酸 NO2 水
B 浓盐酸和MnO2 Cl2 NaOH溶液
C 碳酸钙和盐酸 CO2 Ca（OH）2溶液
D 氯化铵和氢氧化钙 NH3 酚酞溶液
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：铜与浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，故不 能用水来吸收二氧化氮气体，故A错误；二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要在加热 条件下进行，故B错误；碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳密度大于空 气，使用向上排空气法收集，二氧化碳不污染大气，可以使用澄清石灰水检验二氧化 碳是否收集满，故C正确；用氯化铵和氢氧化钙制取氨气需要加热，氨气的密度比空 气小，用向下排空气法收集，收集装置的导管应该改为短进长出，且氨气极易溶于 水，应该使用防倒吸装置，故D错误；故选C。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. ①④⑦ B. ②③⑤
C. ②④③⑥ D. ①④③⑤
解析：该反应中用浓硫酸作催化剂，因此气体发生装置只能用②；用浓烧碱液除去混 合气体中的CO2，石灰水用于检验CO2是否除尽，⑤⑥⑦均可用于干燥CO气体，其中 ⑥还可进一步除去CO2，因此合适的组合装置为②④③⑥，C正确。
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. 铁和浓硫酸：氢气
B. 浓氨水和生石灰：氨气
C. 二氧化锰和双氧水：氧气
D. 铜和浓硝酸：二氧化氮
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. CO2 B. SO2 C. NO D. NH3
D
解析：CO2的密度比空气大且在水中的溶解度不大，不能用该装置收集CO2气体，A 不选；SO2的密度比空气大，不能用该装置收集SO2气体，B不选；NO的密度比空气 大且能被氧气氧化，不能用排空气法收集，另外NO不溶于水，不能用该装置来收集 NO气体，C不选；NH3的密度比空气小且极易溶于水，能用该装置来干燥并收集NH3 气体，D选；故选D。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. 用图1所示装置制备SO2
B. 用图2所示装置收集SO2
C. 用图3装置分离出图1装置所得溶液中的固体硫酸铜
D. 用图4所示装置吸收SO2气体
C
解析：浓硫酸与铜在加热条件下发生反应生成SO2，故A正确；SO2密度比空气大，应 用向上排空气法收集，故B正确；硫酸铜为溶液状态，过滤是分离固体和液体，故C 错误；二氧化硫为酸性氧化物，易与NaOH溶液反应，因此需要防倒吸，故D正确； 故选C。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. 装置Ⅰ中盛放饱和碳酸钠溶液
B. 装置的连接顺序为eabcdghf
C. 装置Ⅲ中固体是大理石（或石灰石）
D. 装置Ⅳ中收集的气体可使带火星的木条复燃
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
B
选项 药品 气体
A 浓氨水，生石灰 NH3
B 浓盐酸，二氧化锰 Cl2
C H2O2溶液，二氧化锰 O2
D 稀硫酸，粗锌 H2
解析：浓氨水与生石灰在常温下反应放出氨气，故不选A；二氧化锰和浓盐酸在常温 下不反应，不能放出氯气，故选B；H2O2溶液在二氧化锰催化作用下分解放出氧气， 故不选C；稀硫酸与粗锌反应放出氢气，故不选D；故选B。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
D
选项 试剂a 固体b 固体c 制备的
目标气体
A 浓硫酸 大理石 CaCl2 CO2
B 70％硫酸溶液 Na2SO3 碱石灰 SO2
C 浓氨水 生石灰 CaCl2 NH3
D 浓硝酸 铜片 CaCl2 NO2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：大理石与浓硫酸反应生成微溶于水的CaSO4覆盖在大理石的表面，阻止反应的 进行，不能用于制备CO2，A项不符合题意；Na2SO3与70％硫酸溶液反应可制备 SO2，SO2能被碱石灰吸收，不能用碱石灰干燥SO2，B项不符合题意；浓氨水与生石 灰反应可制备NH3，无水CaCl2能吸收NH3，不能用无水CaCl2干燥NH3，C项不符合题 意；铜片与浓硝酸反应可制备NO2，NO2能用无水CaCl2干燥，NO2的密度比空气的密 度大，可用向上排空气法收集NO2，NO2有毒，最后要进行尾气处理，D项符合题 意；故选D。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. 用装置甲制备Cl2
B. 用装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C. 用装置丙制备少量NH3
D. 用装置丁比较Cl、Br、S元素的非金属性
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：KMnO4不是难溶于水的固体，不能用KMnO4和浓盐酸在启普发生器中制备 Cl2，故A错误；稀硫酸中含有大量氢离子，可以抑制氯气的溶解，而稀硫酸中的水可 以吸收HCl，洗气后再用浓硫酸干燥，故B正确；采用向下排空气法收集氨气时，导 气管应该伸入到右侧试管底部，且收集NH3的试管不能塞橡皮塞，故C错误；Cl2和生 成的Br2都能进入右侧试管氧化Na2S，Cl2对该实验有干扰，即该装置不能比较Br、S 元素的非金属性，故D错误；故选B。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A. 氨气发生装置 B. 氨气吸收装置
C. 氨气干燥装置 D. 氨气收集装置
B
[提升训练]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：实验室用氯化铵固体和熟石灰共热制备氨气，不能单独用氯化铵分解制备氨 气，故A错误；氨气极易溶于水，因此可以用水吸收氨气，同时倒扣漏斗可以防倒 吸，故B正确；因氨气会与无水氯化钙反应生成CaCl2·8NH3，不能用无水氯化钙干燥 氨气，且NH3的进入方向错误，故C错误；氨气的密度比空气小，应用向下排空气法 收集，不能用图示的向上排空气法收集氨气，故D错误；故选B。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
选项 气体 试剂 制备装置 收集方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn＋稀H2SO4 b e
C NO Cu＋稀HNO3 b c
D Cl2 MnO2＋浓盐酸 b c
B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：加热KMnO4可以制备O2，O2的密度大于空气且不易溶于水，因此用c或e收 集，A错误；Zn与稀H2SO4反应可制备H2，属于固液不加热制气体，选用装置b，H2密 度小于空气且不溶于水，可选用d或e收集，B正确；Cu与稀硝酸反应不需要加热可生 成NO，NO与O2发生反应，为有毒气体，且不溶于水，应选用排水法收集，C错误； MnO2和浓盐酸加热制备Cl2，因此不能选用b装置，D错误；故选B。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
选 项 气 体 药品和反应条件 干燥方法
A Cl2 MnO2和稀盐酸，加热 依次通过装有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶
B H2 Zn和稀硝酸，常温 通过装有浓硫酸的洗气瓶
C NH 3 NH4Cl和熟石灰，加热 通过装有碱石灰的干燥管
D NO 2 铝和浓硝酸，常温 通过装有P2O5的干燥管
C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：MnO2和浓盐酸在加热条件下反应才能生成Cl2，A错误；稀硝酸具有氧化性， Zn和稀硝酸反应生成NO和硝酸锌，不能生成氢气，B错误；NH4Cl和熟石灰在加热条 件下反应生成NH3，通过装有碱石灰的干燥管干燥NH3，C正确；铝遇浓硝酸在常温 下会钝化，不能生成NO2，D错误；故选C。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
13. 联氨（又称肼，N2H4，无色油状液体）是应用广泛的化工原料，可用作火箭燃 料。实验室模拟氨和次氯酸钠反应制备肼的装置如图（部分夹持仪器略去）。
回答下列问题：
解析：（1）装置A用于制取氨气，试管内加入的药品是Ca（OH）2、NH4Cl；
Ca（OH）2、NH4Cl　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：（2）仪器X的名称是长颈漏斗；
解析：（3）为了使C中NaOH更多地转化为NaClO，需除去氯气中混有的HCl，且不 能与氯气反应，要在D中盛放的试剂为饱和食盐水，故选d；
长颈漏斗　
d　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：（6）装置B中存在的明显缺陷是会倒吸。
5∶1　
会倒吸　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
14. 氮及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，但同时随意排放氮的化合物也会造 成环境污染问题。
Ⅰ.某研究性学习小组设计用如图所示实验装置（夹持仪器省略）制取干燥的氨气并验 证NH3具有还原性，请回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：（1）制NH3时若选用加热NH4Cl与熟石灰的混合物的方法，则应选择固体与固 体加热制气装置，且试管口应向下倾斜，所以发生装置选择B；
B　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
b　
碱石灰（或NaOH固体、生石灰）　
解析：（2）NH3的密度比空气小，所以用向上排空气法收集，应该将导管b延长到底 部；装置乙起到干燥NH3的目的，可以盛装碱石灰（或NaOH固体、生石灰）；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Ⅱ.氨是工业生产硝酸的重要原料，请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合 物相关的问题：
6H2O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
（4）“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出，为消除它们对环境的 破坏作用，通常用以下两种方法处理：
2　
1　
1　
1∶3　

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15. 氨是重要的化工原料，回答下列问题：
Ⅰ.制取并收集一瓶干燥氨气
解析：（1）装置连接顺序为A→C→E→C→F；
C→E　
2H2O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
解析：（3）C干燥氨气，C中盛放的试剂为碱石灰；F装置的作用是：吸收尾气，防 倒吸；
碱石灰　
吸收尾气，防倒吸　
解析：（4）若把A装置改为B装置，可用浓氨水与氢氧化钠或氧化钙固体反应，则分 液漏斗中盛放的液体是浓氨水；
浓氨水　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
极易溶于水，其水溶液呈碱性　
解析：（5）打开止水夹，用热毛巾将烧瓶捂热，氨气体积受热膨胀，氨气与水反 应，溶液显碱性，水上喷形成红色喷泉，说明氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15