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F. 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)。
(6)作用F装置收集NH3油城的作用扩展阅读:
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。
G. 氨气具有广泛的用途. (1)工业上合成氨反应的化学方程式是______.(2)实验室常用如图所示装置制取并
(1)工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气,反内应是可逆反应,反容应的化学方程式为:N2+3H2
催化剂 |
H. 根据如图装置,结合所学化学知识回答下列问题.(1)请写出图中标号仪器的名称:①______;②______.(2
(1)①是长颈漏斗,通过长颈漏斗可以向锥形瓶中注入液体药品;②是试管,常用作反应的容器. 故填:长颈漏斗;试管. (2)实验室用过氧化氢制取氧气时不需要加热,A、B、C三种装置都可以作为发生装置;氧气的密度比空气大,可以用向上排空气法收集,氧气不易溶于水,可以用排水法收集,即用F装置收集;其反应的文字表达式为过氧化氢 二氧化锰 |
I. 实验室中用浓氨水和CaO作用来制取并收集干燥的NH3.下列装置图(夹持装置省略)最合理是()A.B.C
A.氨气的密度比空气小,需用向下排空气法收集,该装置,中间集气瓶,应短进回长出,且答缺少干燥装置,故A错误; B.氨气是碱性气体,能和浓硫酸反应生成硫酸铵、硫酸氢氨,所以不能用浓硫酸干燥,故B错误; C.氨气的密度比空气小,需用向下排空气法收集,该装置,中间倒置的集气瓶,应长进短出,且不能防止烧杯中的水蒸气进入集气瓶,故C错误; D.氨气的密度比空气小,需用向下排空气法收集,该装置,中间倒置的集气瓶,短进长出,且能防止烧杯中的水蒸气进入集气瓶,故D正确; 故选D.
J. 氨对工业及国防具有重要意义,化学小组的同学设计了如图所示的装置用于制取少量氨气.完成以下实验操作中
(2)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑(3)4P + 5O2= 2P2O5 除去空气中的氧气,以获得较纯净的氮气(4)A中稀盐酸流内入试管中与锌反应容产生气泡,B中钟罩内液面下降(5)N2 + 3H2 =2NH3 吸收二氧化碳、水蒸气和氯化氢。
与作用F装置收集NH3油城的作用相关的资料
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