第3课时 NH3及常见气体的制备方法
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: 。
(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。
[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
②实验室加热制取氨气时,为什么碱不选用NaOH
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
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
[题点多维训练]
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。 ( )
(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 ( )
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→b
B.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
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 。
(2)若氨气的发生装置选择b,则所用的试剂为 和 。
(3)B装置中的干燥剂可选用 。
(4)实验中观察到C装置中的现象是 。
(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 。
(6)E中倒扣漏斗的作用是 。
(7)写出证明b装置的气密性良好的操作与现象: 。
(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:
。
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)
O2 ①KMnO4、②KClO3分解 B
①Na2O2与H2O; ②H2O2与MnO2 C
SO2 Na2SO3与浓H2SO4 C
Cu与浓H2SO4,加热 A
Cl2 浓盐酸与MnO2,加热 A
浓盐酸与KMnO4 C
H2 稀盐酸与Zn C
CO2 CaCO3与稀盐酸 C
NH3 NH4Cl与Ca(OH)2,加热 B
NH3·H2O,加热 A
NH3·H2O与CaO C
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:
5.常见除杂装置
[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。
[题点多维训练]
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。
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SO2
B.b装置可用于Cu和稀硫酸制取SO2
C.c装置可用于加热KMnO4固体制备O2
D.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
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
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→e
B.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
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 。
(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 。
(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
第3课时 NH3及常见气体的制备方法
新知探究
1.(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(3)①向下排空气法 ②蓝 白烟
[微思考]
①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.NH3·H2ONH3↑+H2O
CaO+NH3·H2OCa(OH)2+NH3↑
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×
2.选D 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.选D 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.解析:(1)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。(2)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。(4)NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(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,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。(6)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。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)生石灰 浓氨水 (3)碱石灰 (4)试纸变蓝 (5)产生白烟 (6)防止倒吸
(7)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)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
1.选C 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.选B 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。
3.选C 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.解析:(1)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。(2)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。(3)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。
答案:(1)圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)水浴加热 Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
避免生成NaClO3
(3)吸收尾气(Cl2) CD
1 / 6(共76张PPT)
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·H2O NH3↑+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→b
B.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)2 2NH3↑+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
(4)实验中观察到C装置中的现象是 。
解析:NH3+H2O NH3·H2O N+OH-,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
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)
O2 ①KMnO4、②KClO3分解 B
①Na2O2与H2O; ②H2O2与MnO2 C
SO2 Na2SO3与浓H2SO4 C
Cu与浓H2SO4,加热 A
Cl2 浓盐酸与MnO2,加热 A
浓盐酸与KMnO4 C
H2 稀盐酸与Zn C
CO2 CaCO3与稀盐酸 C
NH3 NH4Cl与Ca(OH)2,加热 B
NH3·H2O,加热 A
NH3·H2O与CaO C
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:
5.常见除杂装置
[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SO2
B.b装置可用于Cu和稀硫酸制取SO2
C.c装置可用于加热KMnO4固体制备O2
D.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→e
B.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)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
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NH3
B.用H2O2和MnO2制取O2
C.用Na2SO3和70%的硫酸制取SO2
D.用浓盐酸和MnO2制取Cl2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
2.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。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
3.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 ( )
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
4.(2024·南充高一期中)下列与NH3相关实验的说法错误的是 ( )
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
A.甲图制备NH3可选用的试剂为NH4Cl
B.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
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
5.(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 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
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
6.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
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
7.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
A SO2(H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液
B Cl2(HCl) 通过饱和食盐水
C N2(O2) 通过灼热的铜丝网
D CO2(SO2) 通过酸性高锰酸钾溶液
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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。
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
8.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
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
解析:SO2和镁可能发生的反应为SO2+2Mg S+2MgO、Mg+S
MgS,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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
9.(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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
Ⅰ.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+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
防止氨气与空气对流,
以收集更纯净的氨气
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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+2NH4Cl CaCl2+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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
Ⅱ.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
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(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。
BC
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(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+3CuO
3Cu+N2+3H2O
还原
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(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+3CuO 3Cu+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。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(5)若向a中通入标准状况下3.36 L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。
14.4
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(5)标准状况下3.36 L NH3的物质的量是n(NH3)==0.15 mol,根据反应的化学方程式2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O可知,反应产生Cu的物质的量为n(Cu)=n(NH3)=×0.15 mol=0.225 mol,其质量是m(Cu)=0.225 mol×64 g·mol-1=14.4 g。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
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”。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
[设计实验]
实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。
10
1
2
4
5
6
7
8
9
3
(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。
BDCA
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
[设计实验]
实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
(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。
HS+H+===SO2↑+H2O
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
[设计实验]
实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。
10
1
2
4
5
6
7
8
9
3
(3)连接装置进行实验,发现C装置中产生白色沉淀。
①甲同学对白色沉淀成分提出如下假设:
假设1:白色沉淀是CaSO3;
假设2:白色沉淀是CaSO4;
假设3:白色沉淀是CaSO4和CaSO3。
1
2
4
5
6
7
8
9
10
3
②乙同学设计实验证明白色沉淀是CaSO4,他的实验方法和现象是 。
③丙同学认为C中生成硫酸钙的原因是装置内O2氧化了SO2。
排除装置内O2干扰采取的措施是:在启动B中反应之前,__________
(填实验步骤),重新实验,C中无明显现象,所以SO2和CaCl2溶液不反应。
取少量白色沉淀于试管中,加入盐酸,沉淀不溶解
打开K,
通入一段时间N2(或Ar)
10
1
2
4
5
6
7
8
9
3
实验Ⅱ:探究SO2和Ca(ClO)2溶液的反应。丁同学仅将上述实验C装置中氯化钙溶液换成Ca(ClO)2溶液,进行实验时产生了大量白色沉淀。
(4)化学反应有两种情况。
①若SO2过量,则发生的反应为Ca(ClO)2+2SO2+2H2O===CaSO4↓+
2HCl+H2SO4;
②若SO2少量,则发生的反应为______________________________
。
3Ca(ClO)2+2SO2+2H2O===
2CaSO4↓+4HClO+CaCl2
解析:如果SO2少量,产物中有次氯酸。
10
1
2
4
5
6
7
8
9
3
实验Ⅱ:探究SO2和Ca(ClO)2溶液的反应。丁同学仅将上述实验C装置中氯化钙溶液换成Ca(ClO)2溶液,进行实验时产生了大量白色沉淀。
(5)为了探究C中SO2是否过量,戊同学取少量C中上层清液于试管中,加入下列物质可以达到实验目的的是 (填字母)。
a.NaHCO3溶液 b.品红溶液
c.AgNO3溶液 d.紫色石蕊溶液
bd
10
1
2
4
5
6
7
8
9
3
解析:探究C中SO2是否过量,可检验产物中是否含有次氯酸,选用品红溶液和紫色石蕊溶液可检验。加入品红溶液,溶液褪色,加热,若溶液恢复原来的颜色,则二氧化硫过量,否则二氧化硫不足;加入紫色石蕊溶液,若溶液先变红后褪色,则二氧化硫不足,若溶液只变红而不褪色,则二氧化硫过量。课时跟踪检测(六) NH3及常见气体的制备方法
(选择题每小题3分,本检测满分60分)
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NH3
B.用H2O2和MnO2制取O2
C.用Na2SO3和70%的硫酸制取SO2
D.用浓盐酸和MnO2制取Cl2
2.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
3.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 ( )
4.(2024·南充高一期中)下列与NH3相关实验的说法错误的是 ( )
A.甲图制备NH3可选用的试剂为NH4Cl
B.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
5.(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 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
6.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
7.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
A SO2(H2S) 通过酸性高锰酸钾溶液
B Cl2(HCl) 通过饱和食盐水
C N2(O2) 通过灼热的铜丝网
D CO2(SO2) 通过酸性高锰酸钾溶液
8.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
9. (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。
Ⅰ.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 。
Ⅱ.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 。
(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)。
(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。
(5)若向a中通入标准状况下3.36 L的氨气,最终得到铜的质量为 g。
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”。
[设计实验]
实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液的反应。
(1)若气体从左至右流动,选择装置并排序为 (填字母)。
(2)D装置的作用是 (用离子方程式表示)。
(3)连接装置进行实验,发现C装置中产生白色沉淀。
①甲同学对白色沉淀成分提出如下假设:
假设1:白色沉淀是CaSO3;
假设2:白色沉淀是CaSO4;
假设3:白色沉淀是CaSO4和CaSO3。
②乙同学设计实验证明白色沉淀是CaSO4,他的实验方法和现象是 。
③丙同学认为C中生成硫酸钙的原因是装置内O2氧化了SO2。
排除装置内O2干扰采取的措施是:在启动B中反应之前, (填实验步骤),重新实验,C中无明显现象,所以SO2和CaCl2溶液不反应。
实验Ⅱ:探究SO2和Ca(ClO)2溶液的反应。丁同学仅将上述实验C装置中氯化钙溶液换成Ca(ClO)2溶液,进行实验时产生了大量白色沉淀。
(4)化学反应有两种情况。
①若SO2过量,则发生的反应为Ca(ClO)2+2SO2+2H2OCaSO4↓+2HCl+H2SO4;
②若SO2少量,则发生的反应为 。
(5)为了探究C中SO2是否过量,戊同学取少量C中上层清液于试管中,加入下列物质可以达到实验目的的是 (填字母)。
a.NaHCO3溶液 b.品红溶液
c.AgNO3溶液 d.紫色石蕊溶液
课时跟踪检测(六)
1.选D 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。
2.选C 实验室常用铵盐与强碱反应制取氨气。
3.选C 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。
4.选A 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。
5.选B 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。
6.选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,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。
7.选A 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。
8.选B 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。
9.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。(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。(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。(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。(5)标准状况下3.36 L NH3的物质的量是n(NH3)==0.15 mol,根据反应的化学方程式2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O可知,反应产生Cu的物质的量为n(Cu)=n(NH3)=×0.15 mol=0.225 mol,其质量是m(Cu)=0.225 mol×64 g·mol-1=14.4 g。
答案:(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气
(2)检验是否生成水 (3)BC
(4)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 还原
(5)14.4
10.解析:(1)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。(2)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+H2SO4Na2SO4+2SO2↑+2H2O。(3)②利用硫酸钙不溶于盐酸,亚硫酸钙溶于盐酸来验证。不能选择硝酸与白色沉淀反应,因为硝酸会将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。③为排除空气中氧气的干扰,可打开K,向装置内通入N2(或Ar),将装置内空气排尽。(4)如果SO2少量,产物中有次氯酸。(5)探究C中SO2是否过量,可检验产物中是否含有次氯酸,选用品红溶液和紫色石蕊溶液可检验。加入品红溶液,溶液褪色,加热,若溶液恢复原来的颜色,则二氧化硫过量,否则二氧化硫不足;加入紫色石蕊溶液,若溶液先变红后褪色,则二氧化硫不足,若溶液只变红而不褪色,则二氧化硫过量。
答案:(1)BDCA
(2)HS+H+SO2↑+H2O
(3)取少量白色沉淀于试管中,加入盐酸,沉淀不溶解 打开K,通入一段时间N2(或Ar)
(4)3Ca(ClO)2+2SO2+2H2O2CaSO4↓+4HClO+CaCl2
(5)bd
5 / 5
