⑴ 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)实验室气体回收装置图扩展阅读:
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。
⑵ 如图是实验室用于制取、干燥和收集气体的装置图.实验课上同学们用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气
:(1)依据实验室常用仪器的认识解决此题.答案为:a分液漏斗,b酒精灯;
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,不需加热,属于固液常温型,所以选择发生装置A;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,方程式是2H2O2
MnO2 | .
⑶ 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生装置如图1所示:(1)装置中仪器a名称是______.(2)写出
(1)据图可知a是长颈漏斗,故填:长颈漏斗; (2)过氧化氢能在二版氧化锰的催化作权用下分解生成水和氧气,故填:过氧化氢 二氧化锰 |
⑷ 下图是实验室制取气体的一些装置,据图回答有关问题.(1)写出指定仪器的名称:①______;②______;(2
(1)熟记常用仪器:①试管;②集气瓶; (2)写出用装置D制氧气的化学方程式:)2KMnO4 加热内 | .
⑸ 如图是实验室制取气体的一些装置,据图回答有关问题.(1)写出指定仪器的名称:①______;②______.(2
(1)图中所给仪器的名称为:①试管,②集气瓶; (2)D装置为固固加热型的装置,所以可以选择氯酸钾来制取氧气,其中氯酸钾分解产生了氯化钾和氧气,该反应的化学方程式为:2KClO3 MnO2 | .
⑹ 如图是实验室常用的装置,(1)实验室利用分解过氧化氢制取氧气时选用的发生装置是______,可选用的收集
(1)实验室利用分解过氧化氢制取氧气不需加热,属于固液常温型,故选发生装置回H,氧气密度答比空气大且不易溶于水,所以可用向上排空气法或排水法收集;实验前要检查装置的 气密性,防止装置漏气;反应中二氧化锰能加快反应速率,而本身的质量和化学性质不变,起催化作用,二氧化锰不溶于水,所以从剩余物中回收二氧化锰可采取过滤、洗涤并烘干的方法; (2)实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应制取,属于固液常温型,故选发生装置H,二氧化碳的密度比空气大且能溶于水,故用向上排空气法收集;要得到干燥的二氧化碳还应将气体通过浓硫酸进行干燥; (3)据质量守恒定律反应前后元素的种类不变,所以生成的另外两种化合物是二氧化碳和水;二氧化碳用澄清的石灰水检验,无水硫酸铜遇水变蓝,常用来检验生成物中是否有水,由于气体从溶液中出来要带来水蒸气,所以要先检验水蒸气,再检验二氧化碳,且气体从长导管进入; 故答案为: (1)H;A(或B);检查装置的气密性;催化;过滤、洗涤、烘干; (2)H;B;F; (3)CO2;H2O;E;D;c、d、E.
⑺ 制取氧气的反应装置
装置选择 用高锰酸钾或氯酸钾制氧气选甲装置:固体与固体加热制气体(实验室常用说法:固固加热型) 高锰酸钾制取氧气 步骤:查—装—定—点—收—离—熄 查----检查装置的气密性 高锰酸钾制取氧气实验示意图 高锰酸钾制取氧气实验示意图 装----装药品 定----把试管固定到铁架台上 点----点燃酒精灯加热(先预热,注意:一律先让试管均匀受热,否则会因冷热不均炸裂试管) 收----收集气体(可以使用排水法、向上排空气法) 离----把导管从水槽中取出(如果使用向上排空气法,此步骤基本不需要,但是最好先取出导管再盖上玻片) 熄----熄灭酒精灯 (可方便记忆为:茶庄定点收利息) 注意点 1.试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流回试管底部使炸裂试管; 2.药品平铺在试管的底部:先预热(均匀受热),之后可以将酒精灯的外焰对准装有药品部位定向加热 3.铁夹夹在离管口约1/3处; 4.导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出(大约0.5cm); 5.试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管并堵塞导管,使所制得气体无法较好排出; 6.排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气,防止收集气体不纯); 7.实验结束时,先导气管出水,再灭酒精灯:防止冷凝水回流试管炸裂; 8.用向上排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部:以便把空气排尽。 过氧化氢(双氧水)制氧气 步骤:查---装---收 过氧化氢(双氧水)制氧气实验示意图 过氧化氢(双氧水)制氧气实验示意图 查---检查装置的气密性:用夹子把导管夹上(应使用两节导管,中间用较短橡皮管连接,便于检查),然后往长颈漏斗中加水,长颈漏斗的颈部中的水柱如不下降,则说明气密性良好 装---装药品,先装固体,后装液体(防止液体飞溅) 收---收集气体(同上高锰酸钾收集法) 注意点 ①长颈漏斗的颈部应在液面以下(液封):防止气体从长颈漏斗泄露,可用分液漏斗代替(控制反应速率); ②导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出。 氧气检验 检验方法: 检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,证明是O2。 验满:用带火星的木条放在集气瓶瓶口,如果木条复燃,证明O2已满。 排水法: 刚开始排出的是试管中的空气,等气泡连续均匀冒出时,才是纯氧 实验室制取氧气是初级化学的一个实验,通常二氧化锰是催化剂,实验完毕后,可以用过滤法回收。
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