制备氨气的方法及实验装置

1. 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)制备氨气的方法及实验装置扩展阅读：

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。

2. 制备氨气有哪些方法

1、工业制法

工业上氨是以哈伯法通过N2和H2在高温高压和催化剂存在下直接化合而制成：

N2+3H2⇌2NH3△rHθ=-92.4 kJ/mol （反应条件为高温、高压、催化剂）

一般为铁触媒作催化剂，压强20-50 mPa，温度450℃左右。

2、实验制备

实验室，氨常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备：

Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3↑

实验室快速制得氨气的方法：用浓氨水和固体NaOH反应制备氨气；

喷泉实验

在常温，常压下，一体积的水中能溶解700体积的氨。

在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛水的烧杯里（水里事先加入少量的酚酞试 液），把实验装置装好后。

打开橡皮管的夹子，挤压滴管 的胶头，使少量的水进入烧瓶，观察现象。 实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。

3. 氨气实验室制取的发生装置

实验装置
由反应原理可知，实验室制取氨气是固体和固体反应加热条件下制取气体，应采用制取氧气的发生装置。
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
注意：
a.
一般用Ca(OH)2，而不用NaOH，因NaOH碱性太强，对大试管腐蚀比Ca(OH)2强。
b.
选用Ca(OH)2时要检验消石灰是否变质，
因经过长期存放后消石灰部分变成碳酸钙，最好用新制的消石灰。
c.
NH4CL与Ca(OH)2质量比5：8为宜，如用
(NH4)2SO4代替NH4CL,则质量比为1：1，消石灰过量，以防止生成氨合物。
a.
试管口（盛固体药品的试管）要略向下倾斜；
b.
固体药品要平铺试管底部；
c.导出氨气的导管要短，收集氨气的导管要长，伸入试管底部；
d.为使氨气收集更多，防止空气中的水蒸汽进入收集氨气的试管，在试管口防一块，但不能堵死
e.酒精灯加热用外焰，先均匀加热，后对固体加热。
收集方法：
用向下排气法取气法收集。因氨气极易溶于水，比空气轻。
干燥氨气：
用碱石灰，不能用浓硫酸和氯化钙干燥氨气。
检验氨气
用湿润的红色石蕊试纸，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
实验室制取氨气也可采用常温下用浓氨水与固体烧碱混合的方法来制氨，只要将浓氨水滴入盛有固体烧碱的烧瓶中，待冒气泡较多时，即可用向下排气法收集氨气。

4. 实验室制氨气的装置是什么

装置是铁架台，铁夹，酒精灯，两个大试管，棉花。

反应方程为：2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+2H2O+CaCl2，条件是酒精灯加热，同时管口塞上少量棉花。实验室制取氨气的方法主要是加热固体氯化铵与熟石灰的混合物，然后将气体收集起来。实验室制取氨气的方法主要是加热固体氯化铵与熟石灰的混合物，然后将气体收集起来。

氨气

氨气（Ammonia），是一种无机化合物，化学式为NH3，分子量为17.031，无色、有强烈的刺激气味。密度 0.7710g/L。相对密度0.5971（空气=1.00）。易被液化成无色的液体。在常温下加压即可使其液化（临界温度132.4℃，临界压力11.2兆帕，即112.2大气压）。

沸点-33.5℃。也易被固化成雪状固体。熔点-77.75℃。溶于水、乙醇和乙醚。在高温时会分解成氮气和氢气，有还原作用。有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等。可由氮和氢直接合成而制得，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜。

以上内容参考：网络——氨气

5. 如何在实验室制备氨气

将少量氯化铵和氢氧化钙固体的均匀混合物（质量比为1:1，事先在研钵中研细）放入干燥的长柄V形反应器中，安装好微型装置（支管处的胶管用夹子夹好），加热（酒精灯火焰要沿着V型管长柄部位来回移动，使加热均匀）即有氨气产生。待干燥的具支试管内充满气体后即可停止加热。

6. 氨气制备方法

氨气制备方法指的是制取氨气的方法。氨气是实验室与生产中的常用气体。制取氨气的方法主要有加热固体氯化铵与熟石灰的混合物，然后将气体收集起来。

氨气制备方法的工艺流程有很多方案，世界各国采用的也不尽相同。至2014年为止世界上比较先进的有布朗三塔三废锅氨合成圈[2]、伍德两塔两废锅氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡萨里轴径向氨合成工艺。

氨气制备的实验室制法，固体铵盐制取
加热固体铵盐和碱的混合物
反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O

装置图1
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。[5]
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）。CaCl2+8NH3= CaCl2·8NH3
氮化物制取
可以用氮化物与水反应或者叠氮化物分解。如：[5]
Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3↑

氨气制备方法中浓氨水制取
反应原理：NH3·H2O NH3↑+H2O。
装置图2
这种方法一般用于实验室快速制氨气。
装置：烧瓶，酒精灯，铁架台，橡胶塞，导管等。
注意事项：加热浓氨水时也会有水蒸气，需要用干燥装置除杂。同上，这种方法制NH3除水蒸气用碱石灰，而不要采用浓H2SO4和固体CaCl2 。[5]
浓氨水中加固态碱性物质
反应原理：浓氨水中存在以下平衡：

装置图3
NH3+H2O⇌ NH3·H2O⇌NH4+ +OH-，[6]
加入固态碱性物质（如CaO，NaOH，碱石灰等），消耗水且使c(OH-)增大，使平衡移动，同时反应放热，促使NH3·H2O的分解。

氨气制备方法中工业合成氨技术
合成氨指由氢气、氮气在高压、高温、催化剂作用下直接化合生成的氨，是固氮的一种方法。目前世界上的氨，除少数从焦炉气中回收的副产品外，绝大部分均由合成法制造。该法生产工艺基本过程如下：[7]
造气
合成氨原料气中的氮气一般来自空气，氢气则需要制备。制氢的原料有天然气、石脑油、重质油、煤等。
脱硫
制氢的原料中，一般含有少量的硫化氢或硫化物，它们会进入原料气中，这些含硫物质，极易使后续阶段使用的催化剂中毒，必须首先将其除去，这个过程称为脱硫。脱硫主要有物理吸收(用甲醇、聚乙二醇二甲醚作吸收剂)和化学吸收两种，后者常用的有氨水催化法和改良蒽醌二磺酸法等。[7]
变换
经脱硫后的原料气中，除氢气外，还含有一定量的一氧化碳。为提高氢气产量，利用水蒸气和一氧化碳反应，使之转化成氢气，该过程称为变换。反应式如下：
CO+H2O→CO2+H2
反应必须通过使用催化剂完成。
脱碳。将变换气中的二氧化碳除去的过程叫脱碳。其方法有物理吸收和化学吸收两种，后者效果更好。我国开发的氨水脱除二氧化碳得到碳酸氢铵(一种常用氮肥)的方法在小型合成氨厂普遍使用。其反应式如下：[7]
NH3+CO2+H2O→NH4HCO3
精炼
经过上述几个过程得到的氮、氢原料气中还含有少量的一氧化碳和二氧化碳，而合成反应使用的催化剂要求碳的氧化物总量不能大于10ppm，必须进一步脱去;少量水分对催化剂的活性等也有影响， 同样要除去。除去这些微量有害物质的过程， 称为精炼。最早采用铜氨液吸收法，反应式为：[7]
Cu(NH3)2+CO+NH3→Cu(NH3)3CO
少量二氧化碳可被氨进一步吸收。反应式为：
CO2+H2O+NH3→NH4HCO3
60年代后新开发的镍作催化剂， 使二氧化碳、一氧化碳与氢反应生成甲烷的精炼工艺效果更好。反应式如下：
CO+3H2→H4+H2O
CO2+4H2→CH4+2H2O
以天然气为原料的合成氨厂一般采用此工艺。

7. 制取氨气的实验装置是什么

制取氨气的实验装置:烧瓶，酒精灯，铁架台，橡胶塞，导管等。氨气是实验室与生产中的常用气体。氨气的三种实验室制法分别是用氮化物制取氨气、用固体铵盐制取氨气和用浓氨水制取氨气。反应原理: NH3 H20=△=NHg↑+H20。这种方法一般用于实验室快速制氨气。加热浓氨水时也会有水蒸气，需要用干燥装置除杂。

氨气的用途：

氨用于制造氨水、氮肥（尿素、碳铵等）、复合肥料、硝酸、铵盐、纯碱等，广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。含氮无机盐及有机物中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。此外，液氨常用作制冷剂，氨还可以作为生物燃料来提供能源。

以上内容参考：网络-氨气

8. 实验室制取氨气的方法及化学方程式

常用铵盐与碱作来用或源利用氮化物易水解的特性制备。

化学反应方程式：

2NH₄Cl（固态） + Ca(OH)₂（固态）===2NH₃↑+ CaCl₂ + 2H₂O

Li₃N + 3H₂O === 3LiOH + NH₃↑

还可用浓氨水加固体NaOH制备氨气。

NH₄⁺+OH⁻=NH₃·H₂O

氨气检验：用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝证明有氨气；用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近，产生白烟，证明有氨气；氨气检测仪表可以定量测量空气中氨气的浓度。

(8)制备氨气的方法及实验装置扩展阅读：

反应原理：

因为氨气在碱性的溶液中，其溶解平衡会逆向移动，减小溶解度，所以向浓氨水中加入氢氧化钠可以制氨气，加入氢氧化钠固体，氢氧根浓度增加，平衡向左移动；

其次，由于固体氢氧化钠与水溶解大量放热，使得氨气在水中的溶解度进一步减少，从而以气体的形式溢出，制得氨气。

9. 氨气的三种实验室制法是什么

用固体铵盐制取氨气、用氮化物制取氨气和用浓氨水制取氨气。

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。

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。

(9)制备氨气的方法及实验装置扩展阅读：

注意事项：

氨气其实也是一种碱性气体，氨气溶于水后，水溶液是碱性的，所以氨气遇到酸性的液体或者气体在一定环境下是会发生化学反应的，所以在干燥氨气的时候一定要注意干燥剂的选择。因此上面所说的干燥剂都是避开酸性这个条件的。

氨气是一种极易溶于水的气体，所以在实验室制取环境中，要保证装置的气密性。因为空气中含有大量的水分，若不能保证装置气密性，那么空气很容易通过缝隙进入装置从而污染了氨气，同时制取的氨气就不纯净干燥。

10. 制取氨气的方法

常用铵盐与碱作用或利用氮化物易水解的特性制备。

化学反应方程式：

2NH₄Cl（固态） + Ca(OH)₂（固态）===2NH₃↑+ CaCl₂ + 2H₂O

Li₃N + 3H₂O === 3LiOH + NH₃↑

还可用浓氨水加固体NaOH制备氨气。

NH₄⁺+OH⁻=NH₃·H₂O

固体铵盐制取

反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)2

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。

以上内容参考：网络-氨气制法