第一章 氮族元素.docx

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第一章氮族元素

第一章 氮族元素

第二节 氨 铵盐

      新教材增加了一个演示实验：

铵盐与碱反应。

由于演示实验（效果明显，易于观察）和学生实验（效果明显，装置简单）的作用和要求不同，有些演示实验和学生实验内容相同，但使用药品和设备、操作方法都不同。

如氨气的性质实验、浓度对化学反应速率的影响等实验就是如此。

不过，我们把本节的演示实验和学生实验合在一起讨论。

      本节有①氨的制取，②氨的性质（溶解性、碱性、与酸反应），③铵盐的热分解、碱分解（铵离子的检验）。

      关于氨气的制取：

      实验中所用氨气可用以下三种方法（与制氯化氢相同，有三套装置）制取：

（用三种方法制取的有：

氢气：

锌与稀酸、铝和碱、氢化物与水；氧气：

氯酸钾与二氧化锰、高锰酸钾、双氧水与二氧化锰；氯化氢：

氯化钠与浓硫酸生成正盐、氯化钠与浓硫酸生成酸式盐、浓盐酸受热、浓盐酸加浓硫酸。

）

      1．用NH4Cl与Ca（OH）2共热制氨，可用制氧的装置。

      2．加热浓氨水制氨。

在烧瓶中加入2mL～4mL浓氨水，加热即得氨气。

可用制氯气的装置。

此法也可用于做喷泉实验。

      3．常温下，用浓氨水与固体烧碱混合制氨。

可用制氢的装置。

方法是：

在分液漏斗中加入浓氨水，在锥形瓶中加入少量固体氢氧化钠（约一小药匙），按右图所示安置好装置。

将浓氨水慢慢滴入锥形瓶，待冒出较多气体的气泡时，用向下排气法收集氨气。

实验时要控制好浓氨水的滴入速率，分液漏斗的活塞不要开得太大，以免产生氨气过多而冲开烧瓶的活塞。

此法的装置和操作都很简单，而且制得的氨气浓度也比较大，做喷泉实验效果比较好。

 图 实验室制取氨气

      实际上，用二、三法制氨气也可简化到只用烧瓶（我做喷泉实验时就是如此，可做到在课堂上随用随制）。

由于氨气比空气轻，在装入浓氨水（或浓氨水和烧碱）后，要将烧瓶倒斜放，这样，待氨气充满烧瓶后将烧瓶倒立，把溶液倒出来。

塞上双孔塞。

这种简易操作不需要干燥的烧瓶，但只能用来作喷泉实验。

用NH4Cl与Ca（OH）2共热制氨，

      注意事项如下：

      1．首先要检查Ca（OH）2是否变质，制氨时最好用新制备的消石灰，放置较久的消石灰因吸收空气中的二氧化碳而含有一定量的碳酸钙，这样的硝石灰不适用。

如果用生石灰粉末代替消石灰，制得的氨气比较干燥。

用碱石灰代替消石灰，可使反应速率加快。

      实验室里常用“新制的”氯水、氢硫酸、氢氧化铜悬乳液、银氨溶液等等。

有些试剂打开就意味着“完了”，如二硫化碳、过氧化钠、双氧水，等等。

      2．用氯化铵与氢氧化钙反应制氨时，反应生成的氯化钙易与氨结合生成氨合物CaCl2·8NH3而损失部分氨，（所以不能干燥氨气和乙醇蒸气）因此在反应中氢氧化钙应过量。

氯化铵与氢氧化钙的质量比以5∶8为宜，如果以（NH4）2SO4代替NH4Cl，则质量比为1∶1。

反应混合物要迅速混合均匀，以防止氯化铵在加热过程中分解产生氯化氢和氨气，使收集的气体中有白烟（NH4Cl）。

      3．为什么不用氢氧化钠与铵盐反应来制取氨气？

可从氢氧化钠的吸湿性、块状，固体反应混合及成本等考虑。

图 由浓氨水制取氨气

实验1—2 氨气的喷泉实验（p10）

      本实验主要是说明氨气的极易溶解于水，以及氨水显碱性。

只不过用喷泉能使实验效果更形象生动。

该实验要注意事项：

      1．装置要密闭不漏气

      2．圆底烧瓶要干燥

      3．烧瓶里的氨气要干燥

      用第二、三种方法制氨气不须要注意第2、3条。

氨易溶于水的实验可采用下述实验方法：

（1）在圆底烧瓶中加入约1mL浓氨水，然后旋转烧瓶，使氨水润湿烧瓶内壁。

 图 氨易溶于水

（2）用酒精灯给烧瓶加热，使氨水挥发，充满烧瓶，立即用带玻璃管的橡皮塞塞紧烧瓶。

      （3）在玻璃管上连一段较长的橡皮管，并将烧瓶倒放在铁架台上，将橡皮管没入水中。

      （4）挤压橡皮管，使水进入烧瓶，即可形成喷泉。

      这种方法用在学生实验上当然效果好些，但不如试管实验简单易行，易于操作。

喷泉实验可引发学生的创造性思维。

这在今年的高考题就出现了．大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。

 制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：

（2）收集氨气应作用           法，要得到干燥的氨气可选用          做干燥剂。

（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是     

                      ，该实验的原理是                                   

      （4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。

      答：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑

（2）向下排空气；碱石灰 （3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水；氨气极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小 （4）打开夹子，用手（或热毛巾）将烧瓶握热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。

      实验1—3 氨与氯化氢反应（p10）

      此实验也可用集气瓶做：

在两个集气瓶中分别滴入2滴～3滴浓氨水或浓盐酸，盖上玻璃片后振荡，然后口对口放好，抽去玻璃片，可看到产生白烟，效果也很好。

      或采用下列方法：

在一支试管内滴两滴浓氨水，摇动试管使浓氨水附于试管壁，再用一根玻璃棒蘸取少量浓盐酸，立即伸入试管，可观察到试管内有大量白烟生成。

      也可用量筒作空杯生烟，或只冒烟又不燃的绳子。

      实验1—4 氯化铵受热分解

      假升华。

干燥试管，预热，缓慢向试管口上方移动加热。

（不知这个实验可否设计成碘升华的玻璃葫芦球装置）

      实验1—5 铵盐与碱反应

      此实验与下一实验原理同，但目的不同，故用固体铵盐与碱溶液反应，为试管试验。

是为铵离子的检验服务的。

      实验1—6 实验室制取氨气

      本实验讲的固体铵盐与固体碱用正规装置来制取氨气的。

 实验一 氨的制取和性质 铵离子的检验

      一、氨的制取

      1．氨气的制取作如下改动：

NH4Cl与Ca（OH）2固体直接取至大试管中，摇匀以闻气味。

然后直接继续下面的实验。

      2．在做氨的制取实验前，增加装置的气密性检查。

通常气密性检查的方法是：

液面观察法。

（大试管、烧瓶、启普发生器的液面观察法不完全相同）

      3．为避免残留在导管里的水影响下一步的实验，可在导管的末端连接带有玻璃弯管的橡皮管。

4．反应后的大试管要及时处理，以免氨气大量散失。

可将管内固体取出，待试管冷却后才能用水洗。

否则将会造成试管破裂。

5．因为氨气的密度小于空气，所以玻璃导管口应伸到试管底部，以利于排净试管中的空气。

试管口堵一小块疏松的棉花，是为了防止氨气逸出。

装有氯化铵和氢氧化钙的大试管口应向下倾斜，以防止试管在加热过程中炸裂。

6．用小火加热，以免产生氨气的速率过大；收集满氨气后，在玻璃导管口上盖一小块有稀硫酸的棉花，使硫酸与过量的氨气反应生成（NH4）2SO4，以防止氨气逸出。

      二、氨的性质

      1．因氨气密度小，在嗅闻氨的气味时，要倒立试管。

氨的剌激性很强，闻时要小心，注意用拇指稍稍使试管口露出小缝，用手在试管口轻轻扇动，让少量的氨气飘入鼻中，既不要用力猛吸，以免引起咳嗽；也不要让拇指离开试管口，使试管中的氨逸出过多，影响氨的溶解实验的效果。

      其实，感冒了闻点氯气或进厕所闻点氨气，氯气中毒了进厕所闻点氨气还有好处（2NH3＋3Cl2＝6HCl＋N2或8NH3＋3Cl2＝6NH4Cl＋N2）。

      2．在氨的溶解性实验中，试管中应充满氨气。

      3．氨与酸反应时，三滴不同酸的位置不应靠得太近。

做好制氨和氨的性质实验时，要做好计划，做到线性规划、统筹安排。

在制取氨气时就应把有关性质实验准备好，以便同时进行。

切不可单打一，造成手忙脚乱。

      三、铵离子的检验

      1．农村中农民检验铵态氮肥时，常把少量肥料与消石灰混合后，放在手掌中搓几下，闻有没有氨的气味，以此来检验铵盐。

      2．检验氨气时，不要把石蕊试纸碰到试管口或试管内壁，以免跟反应物中的碱相接触。

 高二化学实验讲义

唐荣德

第二章化学平衡

本章演示实验4个，学生实验1个。

本章的实验是典型的对比实验：

同时比较，同条件比较。

1同时或不同时比较。

有的是同时开始，比较达到某种效果时的时间，有的是比较在相同的起点和终点时间时，反应进行的快慢程度。

如浓度、温度对速率、平衡的影响，等等。

不同时比较，可借助于外界条件来办到。

如控制时间用钟、手表等；如碳酸盐和碳酸氢盐的稳定性、酸分解快慢；浓度、温度对速率的影响。

先后比较；往往是在同一个实验中不同阶段的比较，如乙醇氧化成乙醛，先后闻的气味不同，从而说明乙醇变成了乙醛。

2同条件比较。

要求比较的条件要同，如弱电解质溶液的导电性比较，就要求同浓度、同体积；化学反应计算中的等质量、等物质的量比较；电解质溶液中的同物质的量浓度、同pH值的比较，等等。

第一节化学反应速率

本节增加了一个不同反应的快慢比较实验，改了浓度对化学反应速率影响的实验。

可能考虑新实验易于演示，效果比较明显。

因此，浓度对化学反应速率影响，演示实验与学生实验内容不同。

实验2—1大理石与盐酸、醋酸的反应p31

本实验是比较强弱电解质反应的化学反应速率的不同，要求两酸要同浓度、同体积。

但浓度不能太小，否则弱酸的电离程度会增大，而区别不显著。

实验2—2大理石与不同浓度、温度的盐酸反应p32

本实验是说明浓度、温度对化学反应速率的影响。

实验2—3H2O2的催化分解p35

本实验是说明催化剂对化学反应速率的影响，MnO2是催化剂，洗涤剂能使泡沫增多，使效果更加显著。

该实验要注意用量，否则泡沫和液体会冒出试管。

由于H2O2分解时反应剧烈，如果有有机杂质存在时，可能会引起爆炸，故所用MnO2须预先加以灼烧以除去其中的有机杂质。

H2O2溶液不要太浓，以3%为宜，不要用30%的，以免发生危险。

最好使用颗粒状的二氧化锰作催化剂，以便观察气泡生成速率的大小。

在粉末状MnO2中加入少量水泥或加少量粘土和水，再略加煅烧，就可以制得颗粒状的二氧化锰这如同在制乙炔的实验中用饱和食盐水来代替水，即用食盐来稀释水一样。

此外，银是H2O2分解的最佳催化剂。

将砖瓦陶瓷碎粒浸以AgNO3溶液，并经灼烧，即可制得银催化剂。

我的改进实验是：

可用红墨水并喷出来。

在一支试管中装反应物，在另一支试管中装红墨水用双孔塞，也可用支管试管带单孔寒，再连一根尖嘴管。

补充实验：

在四支试管里分别放入5mL相同浓度的稀盐酸，在前三支试管里分别加入长短、粗细大致相同的铜丝、铝丝、铁丝，把第四支试管加热后放入与前长短粗细大致相同的铁丝。

观察反应是否发生，反应物消失的快慢，气体生成的快慢。

该实验可说明：

①物质的本性是决定化学反应速率的内因；②当反应物同时，条件如温度对化学反应速率有影响。

补充实验习