1、第二節氨氣的實驗室制法以及硝酸與金屬反應【課前預習】【學習目標】氮元素單質及其化合物知識與其他元素單質及其化合物知識的綜合應用。【學習重點】1.氨氣的實驗室制法2.金屬與硝酸反應的有關計算一氨氣的實驗室制法藥品：、反應原理： ( 固體固體 氣體 )反應方程式：裝置：圓底燒瓶和分液漏斗收集：驗滿：用濕潤的或蘸有的玻璃棒。防止多余氨氣污染空氣的方法：收集NH3后的導管口處塞一團濕棉花或用稀硫酸浸濕的棉花。干燥： NH3通過盛有的干燥管。實驗室制取氨的其他方法：加熱濃氨水、氧化鈣與濃氨水反應等。二、硝酸與金屬的反應HNO3幾乎能與所有的金屬 ( 除金、鉑、鈦以外 ) 發生氧化還原反應 ( 如 Cu)

2、。；_說明：a. 硝酸與不活潑金屬反應時，濃硝酸生成 NO，稀硝酸生成 NO。2b. 常溫下濃硝酸使 Fe、 Al_。特別提示： 氧化性酸和酸的氧化性概念辨析酸的氧化性：實質上指氫離子的氧化性，任何酸都有不同程度電離出H 的能力，H 在一定條件下獲得電子生成 H2。因此在某些反應中酸作氧化劑其實質上是H作氧化劑，如：鋅與鹽酸或稀硫酸的反應，都可以用2H離子Zn2H =Zn2方程式表示此類反應的實質。氧化性酸：是酸根離子獲得電子的能力，酸根離子獲得電子后，化合價降低，形成相應的低價含氧化合物甚至是單質。如濃硫酸與 Cu反應：Cu 2HSO4( 濃)=CuSO4 SO2 2HO，濃硫酸與木炭反應：

3、 C 2H2SO4( 濃 )=CO2 2SO2H2O，硝 酸與鋅反應： 4Zn 10HNO3( 稀 )=4Zn(NO3) 2 N2 O 5H2O， 5Zn 12HNO3( 很稀 )=5Zn(NO3) 2N2 6H2O，濃硝酸與木炭、 單質硫、磷的反應等等。作為氧化性酸， 不僅能氧化金屬而且還能氧化某些非金屬單質。 而酸的氧化性即H 的氧化能力較弱，只能氧化較活潑的金屬 ( 即金屬活動性順序中氫前金屬 ) 。【課堂探究】一、氨氣的制法和氨水1氨氣的制法(1) 實驗室制法原理：銨鹽與堿共熱產生氨氣。2NH4Cl Ca(OH)2 =CaCl2 2NH3 2HO裝置：固固反應加熱裝置，發生裝置與制取氧

4、氣的裝置相似，如下圖：收集：由于氨氣極易溶于水，且密度比空氣小，所以只能用向下排空氣法。檢驗：a用濕潤的紅色石蕊試紙( 變藍 ) ；b蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口( 產生白煙 ) 。棉花團的作用：在收集NH3 的試管口放置一團松軟的干棉花，是為了防止試管內的 NH3 與試管外的空氣形成對流， 以便在較短的時間內收集到較為純凈的氨氣。特別提示： (1) 制取 NH3宜用 NH4Cl ，不宜用 (NH4) 2SO4、NH4HCO3、NH4NO3等。(2) 消石灰不能用KOH或NaOH代替，因后兩者易吸濕、結塊，不利于產生NH3，且在高溫下易腐蝕試管。(3) 干燥氨氣通常用堿石灰，而不能用 P2O5

5、和濃 H2 SO4，也不能用無水 CaCl2 (8NH3 CaCl2=CaCl2·8NH3) 。(4) 欲快速制 NH3，可加熱濃氨水，也可將濃氨水滴入 NaOH固體或生石灰中，其裝置如下圖：加熱濃氨水a：反應原理： NH3·H2O=NH3 H2 O。b：裝置濃氨水中加固態堿性物質a：反應原理：濃氨水中存在以下平衡：NH3H2ONH3·H2ONH4 OH ，加入固態堿性物質 ( 如 CaO、NaOH、堿石灰等 ) ，使平衡向左移動， 促進了 NH3·H2O的分解。b：裝置(2)工業制法： N23H22NH32氨水(1)-組成： NH3·H2O、

6、NH3、OH、NH4、H(2)發生的化學反應NH3H2ONH3·H2O；NH4 OH(3) 性質易揮發，盛濃氨水的試劑瓶瓶口常有白霧產生， 久置溶液質量減輕， 濃度變小。氨水質量分數 ( 密度小于 1 g ·cm 3 的溶液 ) 越大，其密度越小，因此如果將質量分數為 x%的氨水與質量分數為 3x%的氨水等體積混合后， 所得氨水的質量分數小于 2x%；而對于密度大于1 g·cm 3 的溶液 ( 如硫酸溶液 ) ，質量分數越大， 其密度也越大，因此如果將質量分數為x%的硫酸溶液與質量分數為3x%的硫酸溶液等體積混合后，所得硫酸溶液的質量分數大于2x%。232322氨

7、水是很好的沉淀劑，能使Mg 、Al、 Fe 、Fe 、Cu 、Zn等轉變為氫氧化物沉淀，其中AgOH、 Cu(OH)2、Zn(OH)2 等沉淀能溶于過量氨水，生成絡合物。(4) 涉及氨水的離子方程式的書寫3氨水做反應物，用分子式表示，如：Al3NH·H2O=Al(OH)3 3NH4 ；生成氨水時，若反應物為濃溶液或在加熱條件下，用下面離子方程式表示：NH4 OH =NH3 H2 O；生成氨水時，若反應物為稀溶液且不加熱，用下面離子方程式表示：NH4 OH =NH3·H2O。3噴泉實驗(1) 噴泉形成的原理容器內、外存在較大的壓強差， 在這種壓強差的作用下， 使液體通過尖嘴管

8、噴涌。(2) 分類負壓型：即接納噴起液體的空間壓強低于大氣壓，而待噴液體與大氣相通， 通常是容器內氣體極易溶于水或容器內氣體易與溶液中的溶質發生化學反應。如氣體HClNH3CO2、Cl 2、NO2O2CH2=CH2AHS、SO22吸收水或 NaOH水、鹽酸NaOH溶液水溴水劑 B溶液正壓型：即接納噴起液體的空間與大氣相通， 而待噴液體所受壓強高于大氣壓，通常是容器內的液體由于受熱揮發( 如濃鹽酸、濃氨水、酒精等 ) ，或由于發生化學反應，容器內產生大量氣體，如噴霧器、人造噴泉、火山噴發等。特別提示： 噴泉實驗成功的關鍵：(1) 氣體在吸收液中被吸收的既快又多，如NH3、HCl 用水吸收，CO2

9、、 SO2用NaOH溶液吸收等。(2) 裝置的氣密性要好。(3) 燒瓶內氣體純度要高。兩種類型的裝置如圖：二、金屬與硝酸的反應1金屬與 HNO3反應的一般通式(1) 金屬濃硝酸 金屬硝酸鹽 NO2 H2 O(2) 金屬稀硝酸 金屬硝酸鹽 NO H2O 2反應規律(1) 金屬與硝酸反應一般不生成 H2。濃硝酸一般被還原為 NO2，稀硝酸一般被還原為 NO。(2) 鐵與稀硝酸反應，先生成 Fe(NO3) 3 ，若 Fe 過量， Fe(NO3) 3 再和 Fe 反應生成Fe(NO3) 2。(3) 銅與濃硝酸反應，若 Cu 過量，開始時硝酸的還原產物為 NO2，隨著反應的進行，濃硝酸變稀，硝酸的還原產

10、物為 NO，最終應得到 NO2和 NO的混合氣體。【例 1】如圖所示分別是某課外活動小組設計的制取氨氣并用氨氣進行噴泉實驗的三組裝置，回答下列問題：(1) 用 A 圖所示的裝置可制備干燥的 NH3：反應的化學方程式為。裝置中收集 NH3 的試管口放置棉花團的作用是_。干燥管中干燥劑能否改用無水CaCl2？_(填“能”或“不能” ) ，理由是 _用(化學方程式表示 ) 。(2) 用 B 圖所示的裝置可快速制取較大量 NH3：用化學方程式表示濃氨水滴入CaO中有大量 NH3 逸出的過程： _。檢驗 NH3是否收集滿的實驗方法是_。(3) 用 C 圖所示的裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已充滿干燥氨氣，引

11、發水上噴的操作是 _，該實驗的原理是 _。【例2】5.6 g Cu、Mg合金與一定量的硝酸恰好完全反應，收集到NO和NO2的混合氣體 V L( 標準狀況 ) ；向反應后的溶液中加入足量NaOH溶液，沉淀完全后將其過濾、洗滌、干燥，稱得質量為10.7 g 。則 V等于 () 。A2.24B4.48C6.72D7.84【課時訓練】1(2012 江蘇化學 ) 用下列實驗裝置進行相應實驗， 能達到實驗目的的是 () 。A用圖 1 所示裝置除去 Cl 2 中含有的少量 HClB用圖 2所示裝置蒸干 NH4Cl 飽和溶液制備 NH4Cl 晶體C用圖 3所示裝置制取少量純凈的 CO氣體2D用圖 4所示裝置分

12、離 CCl4 萃取碘水后已分層的有機層和水層2(2012 四川理綜 ) 向 27.2 g Cu 和 CuO的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5 L，2固體物質完全反應， 生成 NO和 Cu(NO3) 2。在所得溶液中加入 1的 NaOH1.0 mol·L溶液 1.0 L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質量為39.2 g。下列有關說法不正確的是 () 。ACu與 Cu2O的物質的量之比為21 1B硝酸的物質的量濃度為2.6 mol ·LC產生的 NO在標準狀況下的體積為4.48 LDCu、Cu2O與硝酸反應后剩余HNO3為 0.2 mol3下列離子方程式或說法正確的是

13、_。(1)NO2 與水反應： 3NOHO=2NO NO2H223 12 、 Cl2大量共存(2)1.0 mol ·L的 HNO溶液中 H、Fe、SO34(3) 用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上，試紙變藍色，說明濃氨水呈堿性(4) 無色溶液中滴加稀 NaOH溶液，將潤濕的紅色石蕊試紙置于試管口， 試紙不變4藍，結論是原溶液中無 NH、Al32(5) 將足量 CO通入溶液中， H、NH、 SO 能大量共存244(6)46 g NO 2 和 N2O4 的混合氣體中含有的原子總數為3NA2(7)NH4HCO溶于過量的 NaOH溶液中： HCOOH =CO H O33324如圖所示，相同條件下，兩個容積相同的試管分別裝滿NO和 NO氣體，分別2倒置于水槽中， 然后通過導管緩慢通入氧氣， 邊通邊慢慢搖動試管， 直到兩個試管內充滿液體。 假設試管內的溶質不向水槽中擴散， 則兩個試管內溶液物質的量濃度之比為 () 。A11B57C75D435如圖是某課外活動小組的同學設計的4 個噴泉實驗方案。下列有關操作中不可能引發噴泉現象的是 () 。A擠壓裝置的膠頭滴管