氨氣性質(zhì)與噴泉實(shí)驗(yàn)原理試題一、氨氣的物理性質(zhì)氨氣是一種無色、有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，密度比空氣?。?biāo)準(zhǔn)狀況下為0.771g/L），極易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解約700體積氨氣。其沸點(diǎn)為-33.5℃，易通過加壓液化，液氨汽化時(shí)吸收大量熱，可用作制冷劑。氨氣的熔點(diǎn)為-77.7℃，固態(tài)時(shí)呈雪狀。二、氨氣的化學(xué)性質(zhì)與水的反應(yīng)氨氣溶于水后，部分與水結(jié)合生成一水合氨（NH?·H?O），該反應(yīng)為可逆反應(yīng)：NH?+H?O?NH?·H?O?NH??+OH?氨水中存在三分子（NH?、NH?·H?O、H?O）和三離子（NH??、OH?、H?），溶液呈弱堿性，能使酚酞試液變紅。一水合氨不穩(wěn)定，受熱易分解：NH?·H?O△NH?↑+H?O與酸的反應(yīng)氨氣作為堿性氣體，可與酸發(fā)生中和反應(yīng)生成銨鹽：與鹽酸反應(yīng)：NH?+HCl=NH?Cl（產(chǎn)生白煙，可用于檢驗(yàn)氨氣）與硫酸反應(yīng)：2NH?+H?SO?=(NH?)?SO?與硝酸反應(yīng)：NH?+HNO?=NH?NO?還原性氨氣在催化劑（如鉑）作用下可被氧氣氧化為一氧化氮：4NH?+5O?催化劑△4NO+6H?O（工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)反應(yīng)）與氧化銅共熱時(shí)，氨氣表現(xiàn)還原性，將CuO還原為Cu：3CuO+2NH?△3Cu+3H?O+N?與鹽溶液的反應(yīng)氨氣可與某些金屬鹽溶液反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，例如與AlCl?溶液反應(yīng)：Al3?+3NH?·H?O=Al(OH)?↓+3NH??（氫氧化鋁沉淀不溶于過量氨水）三、噴泉實(shí)驗(yàn)原理與操作（一）實(shí)驗(yàn)原理噴泉實(shí)驗(yàn)利用氣體極易溶于液體或與液體反應(yīng)，導(dǎo)致容器內(nèi)壓強(qiáng)驟降，外界大氣壓將液體壓入容器形成“噴泉”。氨氣因“極易溶于水”且水溶液呈堿性，是噴泉實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典案例：擠壓膠頭滴管使少量水進(jìn)入充滿氨氣的燒瓶，氨氣迅速溶解導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，燒杯中的水（含酚酞）被壓入燒瓶，形成紅色噴泉。（二）實(shí)驗(yàn)裝置與步驟裝置組成：圓底燒瓶（充滿氨氣）、帶有膠頭滴管（預(yù)先吸水）和玻璃導(dǎo)管的雙孔塞、燒杯（盛有酚酞溶液）、止水夾。操作步驟：檢查裝置氣密性后，關(guān)閉止水夾，將氨氣充滿燒瓶并塞緊瓶塞。打開止水夾，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶。觀察到燒杯中酚酞溶液通過導(dǎo)管進(jìn)入燒瓶，形成紅色噴泉，燒瓶內(nèi)溶液最終約占燒瓶容積的7/8（因氨氣溶解度為1:700）。（三）關(guān)鍵問題分析噴泉形成的核心條件：瓶內(nèi)氣體快速減少，導(dǎo)致瓶內(nèi)外壓強(qiáng)差顯著。若缺少膠頭滴管，可通過加熱燒瓶底部或向燒瓶中通入少量水蒸氣引發(fā)噴泉。溶液呈紅色的原因：氨氣溶于水生成NH?·H?O，電離出OH?使溶液顯堿性（pH≈11.6），酚酞遇堿變紅。其他噴泉實(shí)驗(yàn)組合：只要滿足“氣體易溶于液體”或“氣體與液體反應(yīng)”即可，例如：HCl（極易溶于水）與水CO?與NaOH溶液（反應(yīng)生成Na?CO?，消耗CO?）Cl?與NaOH溶液（反應(yīng)生成NaCl和NaClO）四、典型試題解析（一）選擇題氨氣可用于噴泉實(shí)驗(yàn)的主要原因是（）A.易液化B.密度比空氣小C.極易溶于水D.能與水反應(yīng)答案：C解析：噴泉實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是氣體快速溶解導(dǎo)致壓強(qiáng)差，氨氣1:700的溶解度是核心原因，與液化、密度無關(guān)，與水反應(yīng)是次要因素。下列關(guān)于氨水溶液的說法錯(cuò)誤的是（）A.存在NH?·H?O分子B.呈堿性是因NH?直接電離出OH?C.加熱后溶液pH減小D.滴加AlCl?溶液生成白色沉淀答案：B解析：NH?·H?O是弱電解質(zhì)，部分電離出OH?，而非NH?直接電離；加熱促進(jìn)NH?·H?O分解，OH?濃度降低，pH減小；Al3?與OH?反應(yīng)生成Al(OH)?沉淀。（二）實(shí)驗(yàn)題題目：某學(xué)生用如圖裝置進(jìn)行氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：（1）寫出引發(fā)噴泉的操作：。（2）若燒瓶中充滿氨氣，燒杯中盛有石蕊試液，噴泉顏色為，解釋原因：。（3）若將氨氣替換為CO?，燒杯中需盛放_(tái)_________溶液才能形成噴泉，反應(yīng)方程式為。答案：（1）打開止水夾，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶。（2）藍(lán)色；氨氣溶于水生成NH?·H?O，電離出OH?，溶液呈堿性，使石蕊變藍(lán)。（3）NaOH；CO?+2NaOH=Na?CO?+H?O（三）計(jì)算題題目：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，用容積為500mL的燒瓶收集滿氨氣，進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)后，燒瓶內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？（假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散）解答：設(shè)燒瓶容積為V=0.5L，氨氣物質(zhì)的量n=V/22.4L/mol=0.5/22.4mol。噴泉后溶液體積等于燒瓶容積V=0.5L，則濃度c=n/V=(0.5/22.4)/0.5=1/22.4≈0.0446mol/L。答案：0.0446mol/L五、拓展應(yīng)用氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備加熱銨鹽與堿的混合物：2NH?Cl+Ca(OH)?△CaCl?+2NH?↑+2H?O加熱濃氨水：NH?·H?O△NH?↑+H?O濃氨水滴入NaOH固體中（NaOH溶解放熱，促進(jìn)NH?逸出）安全與防護(hù)氨氣對黏膜有強(qiáng)烈刺激性，吸入過量可引起肺水腫。實(shí)驗(yàn)中需在通風(fēng)櫥操作，若不慎接觸皮膚，應(yīng)立即用大量水沖洗。儲(chǔ)存氨氣時(shí)需使用耐壓鋼瓶，遠(yuǎn)離火源。工業(yè)應(yīng)用氨氣是氮肥工業(yè)的核心原料，用于生產(chǎn)尿素、硝酸銨等；液氨用作制冷劑；還可用于合成纖維、塑料、染料等有機(jī)化工產(chǎn)品。六、易錯(cuò)點(diǎn)辨析氨氣的“噴泉”與“顏色”：噴泉形成的直接原因是壓強(qiáng)差，溶液顏色變化（如變紅）僅反映氨氣水溶液的堿性，二者原理不同。NH?與NH??的區(qū)別：NH?是分子，呈氣態(tài)；NH??是離子，存在于溶液或固體銨鹽中，不能單獨(dú)存在。氨水的濃度與堿性：氨水濃度越大，密度越?。ㄒ騈H?分子量小于H?O）；堿性強(qiáng)弱取決于OH?濃度，而非氨水濃度。七、綜合應(yīng)用題題目：某實(shí)驗(yàn)小組用以下裝置探究氨氣的性質(zhì)（部分夾持裝置略）：（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。（2）裝置B中盛放的試劑是__________，作用是__________。（3）裝置C中觀察到的現(xiàn)象是__________，說明氨氣具有__________性。（4）裝置D中倒扣漏斗的作用是__________。答案：（1）2NH?Cl+