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(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。
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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。
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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。
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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　
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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
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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。
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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
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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
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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。
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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]
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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　
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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　
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解析：（6）装置B中存在的明显缺陷是会倒吸。
5∶1　
会倒吸　
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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：
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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　
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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）；
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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
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（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　
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1　
1∶3　

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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
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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　
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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。
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