❶ 实验室氨气的原理,装置,收集及检验
加热固体铵盐和碱的混合物
反应原理:2NH₄Cl+Ca(OH)₂=加热= CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
反应装置:固体+固体加热制气体装置。包括试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)等。
净化装置(可省略):用碱石灰干燥。
收集装置:向下排空气法,验满方法是用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。
尾气装置:收集时,一般在管口塞一团棉花球,可减少NH₃与空气的对流速度,收集到纯净的NH₃。
注意事项:
不能用NH₄NO₃跟Ca(OH)₂反应制氨气。硝酸铵受撞击、加热易爆炸,且产物与温度有关,可能产生NH₃、N₂、N₂O、NO。
实验室制NH₃不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)₂。因为NaOH、KOH是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应。又KOH、NaOH具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用NaOH、KOH代替Ca(OH))₂制NH₃。
用试管收集氨气要堵棉花。因为NH₃分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止NH₃与空气对流,确保收集纯净;减少NH₃对空气的污染。
实验室制NH₃除水蒸气用碱石灰,而不采用浓H₂SO₄和固体CaCl₂。因为浓H₂SO₄与NH₃反应生成(NH₄)₂SO₄。NH₃与CaCl₂反应能生成CaCl₂·8NH₃(八氨合氯化钙)。
(1)氨气还原性实验装置扩展阅读:
氨气的工业制法:
空气中的氮气加氢
随着大型化的发展,氨合成圈已成为降低合成氨能耗的主要单元之一。近代大型氨合成装置的代表设计有三种:
1、布朗的三塔三废锅氨合成圈
布朗三塔三废锅氨合成圈由3个合成塔和3个废锅组成。塔内有催化剂筐,气体由外壳与筐体的间隙从底部向上流过,再由上向下轴向流过催化剂床。三塔催化剂装填量比二塔多,最终出口氨含量可以从16.5%提高到21%以上,减少了循环气量,节省了循环压缩功。
合成塔控制系统非常简单,各塔设有旁路用阀门调节气体入塔温度。由于氨合成反应平衡的限制,决定了催化剂温度,不需要调节催化剂床层反应温度。
2、伍德两塔三床两废锅氨合成圈
伍德两塔三床两废锅氨合成圈采用两个较小的合成塔,3个催化剂床,两塔塔后各连一个废锅。这种结构使反应温度分布十分接近最优的反应温度,气体的循环量和压降小,投资和能耗节省,副产高压蒸汽多。
3、托普索两塔三床两废锅氨合成圈
托普索S-250系统采用无下部换热的S-200合成塔和S-50合成塔组成。
还包括:
(1)废锅和锅炉给水换热器回收废热;
(2)合成塔进出气换热器,水冷器,氨冷器和冷交换器,氨分离器及新鲜气氨冷器等。合成塔为径向流动催化剂床,采用1.5mm~3mm小催化剂,压降为0.3MPa。由S-200型塔出来的合成气,经废热锅炉回收热量,并保证入S-50型塔的合适温度,以提高单程合成率。
❷ 实验室制取氨气时应该选择什么样的发生装置和收集装置
(1)不能用nh4no3跟ca(oh)2反应制氨气
因为nh4no3是氧化性铵盐,加热时低温生成nh3和hno3,随着温度升高,硝酸专的强氧化性发挥作用属使生成的氨进一步被氧化生成氮气和氮的氧化物,所以不能用nh4no3跟ca(oh)2反应制氨气。
(2)实验室制nh3不能用naoh、koh代替ca(oh)2
因为naoh、koh是强碱,具有吸湿性(潮解)易结块,不易与铵盐混合充分接触反应。又koh、naoh具有强腐蚀性在加热情况下,对玻璃仪器有腐蚀作用,所以不用naoh、koh代替ca(oh)2制nh3。
(3)用试管收集氨气为什么要堵棉花
因为nh3分子微粒直径小,易与空气发生对流,堵棉花目的是防止nh3与空气对流,确保收集纯净。
(4)实验室制nh3除水蒸气为什么用碱石灰,而不采用浓h2so4和固体cacl2
因为浓h2so4与nh3反应生成(nh4)2so4
nh3与cacl2反应也能生成其它物质
(5)实验室快速制得氨气的方法
用浓氨水加固体naoh(或加热浓氨水)
❸ NH3氨气的实验室制法,原理,药品,装置,收集,除杂,尾气处理等
装置药品:铁架台,铁夹,酒精灯,两个大试管,棉花;氯化铵固体,氢氧化钙固体。 实验原理 2NH4CL + Ca(OH)2 === CaCL2 + 2NH3 + 2H2O
❹ 验证并置取氨气的装置
A.氨气极易溶液水,氢氧化钠溶液与氯化铵溶液反应生成氯化钠、一水合铵,得不到氨气,故A错误;
B.氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故B错误;
C.氨气与氧化铜反应生成铜与氮气、水,观察试管中固体颜色变化,即可验证氨气具有还原性,故C正确;
D.水的密度大于苯,氨气极易溶液水,不能防止倒吸的发生,可以选用四氯化碳和水混合物,故D错误;
故选:C.
❺ 某教师向同学们介绍氨气(NH3)是一种具有还原性的气体,做了如下试验,装置图如图:将氨气通入装有黑色
将氨气通入装有黑色粉末y的玻璃管A中,加热,当黑色粉末全部转化为光亮的红色固体时,U型管B中的白色固体变为蓝色Z,同时集气瓶C中收集到一种无色的气态单质X,说明该反应中有铜生成,有水生成,故黑色粉末是氧化铜,同时得到一种气体单质,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,氨气中含有氮元素,故气体单质是氮气;
(1)x是氮气,y是氧化铜,故填:N2,CuO;
(2)氨气能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜、氮气和水,故填:3CuO+2NH3
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