Question

某同學用下列裝置（固定、加熱儀器和橡膠管略）進行有關氨氣制取的實驗探究，回答下列問題．

（1）裝置①除了制取NH₃外，還能制取

 

；若要測定生成的NH₃的體積，則必須選擇的裝置是

 

（填裝置序號），裝置中所盛試劑應具有的性質(zhì)是

 

．
（2）若用裝置②制取并收集干燥的NH₃，燒瓶內(nèi)裝的試劑是

 

，分液漏斗中裝的試劑是

 

，裝置除②外還應選擇

 

（填裝置序號）．
（3）若用下列各種試劑組合（其它條件相同）進行制取氨氣的對比實驗，測出氨氣的體積（標準狀況）如下表：
試劑：6.0g Ca（OH）₂（s，過量），6.0g CaO（s，過量），5.4g NH₄Cl（s），5.4g （NH₄）₂SO₄（s）．

試劑組合	①Ca（OH）2 NH4Cl	②Ca（OH）2（NH4）2SO4	③CaO NH4Cl	④CaO（NH4）2SO4
NH3體積（ mL）	1344	1364	1792	1753

從表中數(shù)據(jù)分析，實驗室制氨氣的產(chǎn)率（產(chǎn)率=

實際產(chǎn)量

理論產(chǎn)物

×100%）最高的是

 

（填序號），其原因是

 

．

Answer 1

考點：氨的制取和性質(zhì)

專題：氮族元素

分析：（1）若用裝置①制取NH₃，則實驗室用氯化銨和氫氧化鈣在加熱條件下制取氨氣屬于固體+固體加熱制備氣體，可以制備乙炔、甲烷；要測定氨氣的體積，可以采用排液體的方法測量，且氨氣和該液體不能反應、氨氣不能溶于該液體、該液體不能揮發(fā)；
（2）若用裝置②制取并收集干燥的NH₃，是固體和液體不加熱制備氣體的制備方法，可以利用濃氨水滴入堿石灰中得到氨氣，根據(jù)氨氣的性質(zhì)及密度確定收集方法；
（3）依據(jù)氮元素守恒計算生成氨氣物質(zhì)的量，5.4g NH₄Cl（s）物質(zhì)的量=

5.4g

53.5g/mol

=0.1mol，5.4g （NH₄）₂SO₄（s）物質(zhì)的量=

5.4g

132g/mol

=0.04mol，結(jié)合產(chǎn)率=

實際產(chǎn)量

理論產(chǎn)物

×100%計算分析．

解答： 解：（1）若用裝置①制取NH₃，則實驗室用氯化銨和氫氧化鈣在加熱條件下制取氨氣，反應方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，固體+固體

△   .

氣體的裝置可以制備乙炔、甲烷；要測定氨氣的體積，可以采用排液體的方法測量，且氨氣和該液體不能反應、氨氣不能溶于該液體、該液體不能揮發(fā)，測定生成的NH₃的體積，則必須選擇的裝置是③⑦；
故答案為：O₂；③⑦；氨氣難溶于該試劑，該試劑不易揮發(fā)，不與氨氣反應；
（2）若用裝置②制取并收集干燥的NH₃，是固體和液體不加熱制備氣體的制備方法，可以利用濃氨水滴入堿石灰中得到氨氣，分液漏斗中是濃氨水；根據(jù)氨氣的性質(zhì)及密度確定收集方法，氨氣極易溶于水，常溫下，氨氣和空氣中成分不反應，且氨氣密度小于空氣，所以可以采用向下排空氣法收集，導氣管升入試管底部，氨氣是堿性氣體用堿石灰干燥，選擇裝置④⑥；
故答案為：CaO或NaOH或堿石灰，濃氨水，④⑥；
（3）依據(jù)氮元素守恒計算生成氨氣物質(zhì)的量，5.4g NH₄Cl（s）物質(zhì)的量=

5.4g

53.5g/mol

=0.1mol，5.4g （NH₄）₂SO₄（s）物質(zhì)的量=

5.4g

132g/mol

=0.04mol，結(jié)合產(chǎn)率=

實際產(chǎn)量

理論產(chǎn)物

×100%計算分析：
①Ca（OH）₂ NH₄Cl反應實驗室制氨氣的產(chǎn)率=

1.344L 22.4L/mol

0.1mol

×100%=60%
②Ca（OH）₂（NH₄）₂SO₄，實驗室制氨氣的產(chǎn)率=

1.364L 22.4L/mol

0.08mol

×100%=76%
③CaO NH₄Cl，實驗室制氨氣的產(chǎn)率=

1.792L 22.4L/mol

0.1mol

×100%=80%
④CaO（NH₄）₂SO₄

1.753L 22.4L/mol

0.08mol

×100%=97.8%
所以生成氨氣的產(chǎn)率最高的是④，原因是因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結(jié)合生成NH₄Cl；而用Ca（OH）₂反應產(chǎn)生的水較多，吸收的NH₃較多，所以用CaO和（NH₄）₂SO₄反應產(chǎn)率最高；
故答案為：④，因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結(jié)合生成NH₄Cl；而用Ca（OH）₂反應產(chǎn)生的水較多，吸收的NH₃較多，所以用CaO和（NH₄）₂SO₄反應產(chǎn)率最高；

點評：本題考查了氨氣制備方法，裝置和原理的分析應用，反應過程中產(chǎn)率的計算判斷和原因分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．