Question

某同学用下列装置（固定、加热仪器和橡胶管略）进行有关氨气制取的实验探究，回答下列问题．

（1）装置①除了制取NH₃外，还能制取

 

；若要测定生成的NH₃的体积，则必须选择的装置是

 

（填装置序号），装置中所盛试剂应具有的性质是

 

．
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH₃，烧瓶内装的试剂是

 

，分液漏斗中装的试剂是

 

，装置除②外还应选择

 

（填装置序号）．
（3）若用下列各种试剂组合（其它条件相同）进行制取氨气的对比实验，测出氨气的体积（标准状况）如下表：
试剂：6.0g Ca（OH）₂（s，过量），6.0g CaO（s，过量），5.4g NH₄Cl（s），5.4g （NH₄）₂SO₄（s）．

试剂组合	①Ca（OH）2 NH4Cl	②Ca（OH）2（NH4）2SO4	③CaO NH4Cl	④CaO（NH4）2SO4
NH3体积（ mL）	1344	1364	1792	1753

从表中数据分析，实验室制氨气的产率（产率=

实际产量

理论产物

×100%）最高的是

 

（填序号），其原因是

 

．

Answer 1

考点：氨的制取和性质

专题：氮族元素

分析：（1）若用装置①制取NH₃，则实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气属于固体+固体加热制备气体，可以制备乙炔、甲烷；要测定氨气的体积，可以采用排液体的方法测量，且氨气和该液体不能反应、氨气不能溶于该液体、该液体不能挥发；
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH₃，是固体和液体不加热制备气体的制备方法，可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气，根据氨气的性质及密度确定收集方法；
（3）依据氮元素守恒计算生成氨气物质的量，5.4g NH₄Cl（s）物质的量=

5.4g

53.5g/mol

=0.1mol，5.4g （NH₄）₂SO₄（s）物质的量=

5.4g

132g/mol

=0.04mol，结合产率=

实际产量

理论产物

×100%计算分析．

解答： 解：（1）若用装置①制取NH₃，则实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制取氨气，反应方程式为2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O，固体+固体

△   .

气体的装置可以制备乙炔、甲烷；要测定氨气的体积，可以采用排液体的方法测量，且氨气和该液体不能反应、氨气不能溶于该液体、该液体不能挥发，测定生成的NH₃的体积，则必须选择的装置是③⑦；
故答案为：O₂；③⑦；氨气难溶于该试剂，该试剂不易挥发，不与氨气反应；
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH₃，是固体和液体不加热制备气体的制备方法，可以利用浓氨水滴入碱石灰中得到氨气，分液漏斗中是浓氨水；根据氨气的性质及密度确定收集方法，氨气极易溶于水，常温下，氨气和空气中成分不反应，且氨气密度小于空气，所以可以采用向下排空气法收集，导气管升入试管底部，氨气是碱性气体用碱石灰干燥，选择装置④⑥；
故答案为：CaO或NaOH或碱石灰，浓氨水，④⑥；
（3）依据氮元素守恒计算生成氨气物质的量，5.4g NH₄Cl（s）物质的量=

5.4g

53.5g/mol

=0.1mol，5.4g （NH₄）₂SO₄（s）物质的量=

5.4g

132g/mol

=0.04mol，结合产率=

实际产量

理论产物

×100%计算分析：
①Ca（OH）₂ NH₄Cl反应实验室制氨气的产率=

1.344L 22.4L/mol

0.1mol

×100%=60%
②Ca（OH）₂（NH₄）₂SO₄，实验室制氨气的产率=

1.364L 22.4L/mol

0.08mol

×100%=76%
③CaO NH₄Cl，实验室制氨气的产率=

1.792L 22.4L/mol

0.1mol

×100%=80%
④CaO（NH₄）₂SO₄

1.753L 22.4L/mol

0.08mol

×100%=97.8%
所以生成氨气的产率最高的是④，原因是因为NH₄Cl受热易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新结合生成NH₄Cl；而用Ca（OH）₂反应产生的水较多，吸收的NH₃较多，所以用CaO和（NH₄）₂SO₄反应产率最高；
故答案为：④，因为NH₄Cl受热易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新结合生成NH₄Cl；而用Ca（OH）₂反应产生的水较多，吸收的NH₃较多，所以用CaO和（NH₄）₂SO₄反应产率最高；

点评：本题考查了氨气制备方法，装置和原理的分析应用，反应过程中产率的计算判断和原因分析，掌握基础是关键，题目难度中等．