(2)根据上述正确的原理,该同学欲用下列常见的实验室制气装置制取氨气,适宜的装置是________。
(3)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是____________(填序号)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是________,集气的原理是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案 (1)BC (2)CD (3)②④ (4)d 利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气
解析 (1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量。(2)将浓氨水滴入氢氧化钠固体制氨气用C装置,将碳酸氢铵加热分解,产生的气体用碱石灰干燥制氨气选用D装置。(3)收集气体可采用排空气法(密度、气体不能被氧气氧化等),也可采用排水法(不易溶于水),与其他性质无关。(4)氨气极易溶于水,故采用向下排空气法收集。
1.喷泉实验的原理
中学教材中喷泉实验装置如右图所示。实验操作是打开橡皮管上的夹子,挤压滴管的胶头,则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉。 (1)喷泉实验的原理
因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应,使瓶内压强减小,形成压强差,大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
(2)能形成喷泉的条件
从原理上讲,气体要易溶于水或易与水反应,以形成足够大的压强差;从实验条件上讲,烧瓶内气体要充满,气体和仪器均要干燥,装置的气密性要好。 (3)中学化学中常见的能形成喷泉实验的气体和吸收剂如下表:
CO2、SO2、 HCl NH3 Cl2、H2S 水或NaOH 溶液 水或 盐酸 浓NaOH 溶液 NO2+O2 气体 吸收剂 水 2.实验室制取少量NH3的两种简易方法 (1)加热浓氨水
①反应原理:NH3·H2O=====NH3↑+H2O。 ②装置:见图甲。
△
(2)浓氨水中加固态碱性物质
①反应原理:浓氨水中存在以下平衡:NH3+H2O
NH3·H2O
-NH+4+OH,加入固态
碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等),消耗水且使c(OH-)增大,使平衡逆向移动,同时反应放热,促进NH3·H2O的分解。 ②装置:见图乙。
考点三 硝酸的性质及工业制法
1.物理性质
硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。 2.化学性质
(1)不稳定性
反应的化学方程式:4HNO3(浓)=====2H2O+4NO2↑+O2↑。 或光照(2)强氧化性
硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大,氧化性越强。 按要求完成下列反应的方程式: ①与金属反应:
稀硝酸与铜反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O; 浓硝酸与铜反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 ②与非金属反应:
浓硝酸与C的反应:C+4HNO3(浓)=====CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③与还原性化合物反应:
硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2等还原性物质。
稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式:3Fe2+4H+NO3===3Fe3+NO↑+2H2O。 (3)与有机物反应 ①硝化反应:
与C6H6反应的化学方程式:C6H6+HNO3――→C6H5NO2+H2O。 △②颜色反应:含有苯基的蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 3.用途
硝酸是重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料和硝酸盐等,也是实验室里必备的重要试剂。
4.工业上氨氧化法生产硝酸的过程 (1)生产流程
浓硫酸
+
+
-
+
+
△
△
(2)生产设备主要有热交换器、转化器和吸收塔。 (3)主要反应的化学方程式
转化器:4NH3+5O2=====4NO+6H2O; △
催化剂
热交换器:2NO+O2===2NO2; 吸收塔:3NO2+H2O===2HNO3+NO。
题组一 硝酸的工业制法
1.在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中,具有的共同点是( ) A.使用吸收塔设备 B.使用尾气吸收装置 C.使用H2作原料 D.使用催化剂 答案 D
2.下列关于工业制硫酸和硝酸的说法不正确的是( ) A.工业制硝酸是将NO2溶于水,需要通入氧气 B.工业制硫酸会产生SO2和SO3尾气 C.工业制硫酸应对SO2进行循环利用
D.工业制硝酸和硫酸排放的尾气是造成酸雨的主要原因 答案 D
题组二 硝酸的酸性和强氧化性
3.下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是( ) A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B.硝酸能与FeO反应,只表现氧化性 C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色 答案 D
解析 硝酸是一种具有强氧化性的强酸,并且浓度越大,氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故选项A错;硝酸是一种强氧化性酸,可氧化许多还原性物质,因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S,与FeO反应时表现氧化性和酸性,所以选项B、C错。 4.下列说法正确的是( )
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解 B.铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H+2NO3===Cu2+2NO2↑+2H2O C.1.0 mol·L
-1
+
-
+
的KNO3溶液中可大量存在H、Fe2、Cl、SO24
+
+
++--
D.硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS+2H===H2S↑+Cu2 答案 B
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