《氨的噴泉實(shí)驗(yàn)原理及應(yīng)用》1.噴泉實(shí)驗(yàn)原理(1)如圖甲(或乙)燒瓶?jī)?nèi)的氣體極易溶于水(或易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng))，從而使燒瓶?jī)?nèi)氣壓迅速降低，在大氣壓作用下，燒杯中的液體迅速向上流動(dòng)，從而形成噴泉。氣體HClNH3CO2、Cl2、SO2、H2SNO2與O2吸收劑水或NaOH溶液水或鹽酸NaOH溶液水(2)如圖丙錐形瓶?jī)?nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣體，從而使錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)迅速增大，促使錐形瓶?jī)?nèi)液體迅速向上流動(dòng)，形成噴泉。2.氨的噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵(1)裝置的氣密性良好。(2)圓底燒瓶要保持干燥。(3)圓底燒瓶?jī)?nèi)要充滿氣體。(4)燒杯內(nèi)裝入足量的水，以防止因水量不足而造成噴泉停止或不發(fā)生。3.噴泉實(shí)驗(yàn)的有關(guān)計(jì)算(1)實(shí)驗(yàn)完成后，溶液充滿燒瓶，溶質(zhì)的物質(zhì)的量與氣體的物質(zhì)的量相同(由體積換算確定)。標(biāo)準(zhǔn)狀況下若燒瓶體積為VL，則有V(aq)＝VL，1.(2020·駐馬店第一中學(xué)質(zhì)檢)如圖裝置中，干燥燒瓶?jī)?nèi)盛有某種氣體，燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓滴管的膠頭，下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是A.SO2(飽和NaHSO3溶液)/無(wú)色噴泉B.NH3(CuSO4溶液)/藍(lán)色噴泉C.HCl(石蕊溶液)/紅色噴泉D.H2S(AgNO3溶液)/黑色噴泉√跟蹤訓(xùn)練1234解析

SO2在飽和NaHSO3溶液中的溶解度很小，故不能形成噴泉，A項(xiàng)符合題意；NH3極易溶于水生成NH3·H2O，與CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2藍(lán)色沉淀，B項(xiàng)不符合題意；HCl極易溶于水，溶液呈酸性，使石蕊溶液呈紅色，C項(xiàng)不符合題意；H2S和AgNO3反應(yīng)生成Ag2S黑色沉淀，D項(xiàng)不符合題意。12342.(2020·沈陽(yáng)質(zhì)檢)下圖是課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)的4個(gè)噴泉實(shí)驗(yàn)方案，下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉的是1234A.擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶，片刻后打開(kāi)止水夾B.擠壓裝置②的膠頭滴管使飽和NaHCO3溶液全部進(jìn)入燒瓶，然后打開(kāi)止水夾C.用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣并打開(kāi)止水夾D.在裝置④的水槽中加入適量生石灰并打開(kāi)止水夾√1234解析

Cl2易溶于CCl4且易和NaOH溶液反應(yīng)，燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，形成噴泉，A項(xiàng)不符合題意；CO2在飽和NaHCO3溶液中溶解度很小，不能形成噴泉，B項(xiàng)符合題意；從a處鼓入空氣，打開(kāi)止水夾，HCl和NaCl溶液接觸，因?yàn)镠Cl極易溶于水，導(dǎo)致燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降低，可形成噴泉，C項(xiàng)不符合題意；加入生石灰，生石灰和水反應(yīng)釋放大量的熱，導(dǎo)致錐形瓶?jī)?nèi)氣壓升高，打開(kāi)止水夾，濃鹽酸被壓入燒瓶和NH3接觸，NH3極易溶于水且和鹽酸發(fā)生反應(yīng)，可形成噴泉，D項(xiàng)不符合題意。3.(2020·哈爾濱德強(qiáng)學(xué)校檢測(cè))利用如圖所示的裝置，可以驗(yàn)證NH3和HCl的有關(guān)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)前a、b、c活塞均關(guān)閉。(1)若要在燒瓶Ⅰ中產(chǎn)生“紅色噴泉”，燒瓶Ⅱ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是___________________________________。1234打開(kāi)a、b活塞，再用熱毛巾捂熱燒瓶Ⅰ解析要使燒瓶Ⅰ中形成“紅色噴泉”，燒瓶Ⅱ中不形成噴泉，應(yīng)打開(kāi)a、b活塞，用熱毛巾捂熱燒瓶，使HCl和石蕊溶液接觸，從而形成噴泉。(2)若要燒瓶Ⅱ中產(chǎn)生“藍(lán)色噴泉”，燒瓶Ⅰ中不產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是_______________________________。1234先打開(kāi)b、c活塞，再擠壓膠頭滴管解析要使燒瓶Ⅱ中形成“藍(lán)色噴泉”，燒瓶Ⅰ中不形成噴泉，應(yīng)打開(kāi)b、c活塞，擠壓膠頭滴管，使水進(jìn)入燒瓶Ⅱ，NH3極易溶于水，從而形成噴泉。(3)若關(guān)閉b活塞，打開(kāi)a、c活塞，再擠壓膠頭滴管，在燒瓶中可觀察到的現(xiàn)象是_________________________。1234燒瓶Ⅱ中導(dǎo)管口處產(chǎn)生白煙解析只打開(kāi)a、c活塞，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶Ⅱ，NH3極易溶于水，導(dǎo)致燒瓶Ⅱ中氣壓降低，將HCl“吸入”燒瓶Ⅱ與NH3反應(yīng)，故在燒瓶Ⅱ?qū)Ч芸谔幃a(chǎn)生白煙。1234(4)若要在該裝置中產(chǎn)生“紅藍(lán)雙色噴泉”現(xiàn)象，其操作方法是______________________________________________________。擠壓膠頭滴管，片刻后，再打開(kāi)b活塞先打開(kāi)a、c活塞，再解析打開(kāi)a、c活塞，擠壓膠頭滴管，NH3易溶于水，且和HCl反應(yīng)掉部分，導(dǎo)致燒瓶Ⅰ和燒瓶Ⅱ中壓強(qiáng)都減小，再打開(kāi)b活塞，石蕊溶液進(jìn)入燒瓶Ⅰ形成紅色噴泉，石蕊溶液進(jìn)入燒瓶Ⅱ形成藍(lán)色噴泉。4.(2020·蒼南縣嘉禾中學(xué)月考)如圖為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。某同學(xué)用燒瓶盛不同的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫助分析實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液的濃度(假設(shè)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成實(shí)驗(yàn)，且溶質(zhì)不擴(kuò)散)。(1)若用HCl氣體，則c(HCl)＝____________。1234(2)若用NO2氣體，則c(HNO3)＝_____________。1234解析NO2氣體形成噴泉后，溶質(zhì)為HNO3，據(jù)化學(xué)方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO形成噴泉后溶液體積為

V

L，(3)若用n(NO2)∶n(O2)＝4∶1的混合氣體，則c(HNO3)＝___________。12344NO2＋O2＋2H2O===4HNO3溶液體積為VL任務(wù)一氨及銨鹽的性質(zhì)【問(wèn)題探究】1.為什么蘸有濃氨水和濃鹽酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)會(huì)產(chǎn)生白煙?蘸有濃氨水和濃硫酸的兩支玻璃棒靠近時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生白煙?提示

濃氨水和濃鹽酸均有揮發(fā)性,揮發(fā)出來(lái)的NH3和HCl在空氣中相遇,化合生成NH4Cl固體小顆粒,即白煙。濃硫酸沒(méi)有揮發(fā)性,故不可能形成白煙。2.銨鹽有哪些共性?所有的銨鹽受熱分解都會(huì)產(chǎn)生氨氣嗎?提示

絕大多數(shù)銨鹽易溶于水、受熱易分解、與堿反應(yīng)放出氨氣。不是所有的銨鹽受熱分解都會(huì)產(chǎn)生氨氣,如硝酸銨。3.檢驗(yàn)氨氣時(shí)使用的紅色石蕊試紙為什么要先潤(rùn)濕?檢驗(yàn)溶液中的

時(shí),加入氫氧化鈉溶液后為什么要加熱溶液?提示

氨氣只有與水反應(yīng)生成NH3·H2O才能電離出OH-;氨氣極易溶于水,如果不加熱,氨氣很難逸出?！旧罨卣埂?.液氨與氨水的比較物質(zhì)液氨氨水物質(zhì)類別純凈物(非電解質(zhì))混合物(NH3·H2O為弱電解質(zhì))粒子種類NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、

、OH-、H+主要性質(zhì)不具有堿性具有堿的通性存在條件常溫常壓下不能存在常溫常壓下可存在2.銨鹽受熱分解固態(tài)銨鹽受熱分解的產(chǎn)物較復(fù)雜,組成銨鹽的酸根離子對(duì)應(yīng)的酸的性質(zhì)不同,銨鹽分解產(chǎn)物不同。(1)組成銨鹽的酸根離子對(duì)應(yīng)的酸是非氧化性的揮發(fā)性酸時(shí),則加熱時(shí)生成的酸與氨同時(shí)揮發(fā),冷卻時(shí)又重新化合生成銨鹽。例如:(2)組成銨鹽的酸根離子對(duì)應(yīng)的酸是氧化性酸時(shí),則加熱時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng),無(wú)氨逸出。如NH4NO3分解不生成NH3,而生成N2。3.銨鹽跟堿反應(yīng)——銨鹽的通性銨鹽無(wú)論是固體狀態(tài)還是存在于溶液中都能與強(qiáng)堿反應(yīng)。(1)固體間反應(yīng):反應(yīng)條件是加熱或攪拌,產(chǎn)生NH3。(2)溶液中反應(yīng):由于NH3極易溶于水,所以產(chǎn)生的NH3會(huì)溶解,若溶液濃度很大,會(huì)有少量NH3逸出,加熱溶液可使NH3大量逸出?！舅啬軕?yīng)用】典例1“封管實(shí)驗(yàn)”具有簡(jiǎn)易、方便、節(jié)約、綠色等優(yōu)點(diǎn),下列關(guān)于三個(gè)“封管實(shí)驗(yàn)”(夾持裝置未畫(huà)出)的說(shuō)法正確的是(

)A.加熱時(shí),①中上部匯集了NH4Cl固體B.加熱時(shí),②中溶液變紅,冷卻后又都變?yōu)闊o(wú)色C.加熱時(shí),③中溶液紅色褪去,冷卻后溶液變紅,體現(xiàn)SO2的漂白性D.②③中都包括溶液褪色的過(guò)程,其褪色原理相同答案

A解析

加熱時(shí),NH4Cl固體分解生成NH3和HCl,NH3和HCl在玻璃管的上部遇冷又重新生成NH4Cl固體,A正確;含NH3的酚酞溶液顯紅色,加熱時(shí)逸出NH3,溶液變成無(wú)色,冷卻后重新變?yōu)榧t色,B錯(cuò)誤;吸收SO2的品紅溶液無(wú)色,加熱時(shí)SO2逸出,溶液變紅色,冷卻后溶液又變成無(wú)色,C錯(cuò)誤;②中溶液褪色是由于NH3逸出,溶液的堿性減弱,③中溶液褪色是由于SO2能漂白品紅溶液而褪色,其褪色原理不同,D錯(cuò)誤?！咀兪皆O(shè)問(wèn)】封管中盛有單質(zhì)碘,加熱時(shí)產(chǎn)生類似于試管①中的現(xiàn)象,其原因相同嗎?為什么?提示

加熱時(shí),單質(zhì)碘發(fā)生升華,在封管上部遇冷凝華,發(fā)生的是物理變化,與NH4Cl固體受熱時(shí)發(fā)生變化的原理不同。變式訓(xùn)練1有關(guān)氨的實(shí)驗(yàn)較多,下面對(duì)這些實(shí)驗(yàn)原理的分析中,正確的是(

)A.氨極易溶于水,可以用來(lái)做噴泉實(shí)驗(yàn)B.氨的還原性可以解釋氨與氯化氫的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)C.NH3·H2O不穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)室可用NH4Cl和石灰水制取氨D.NH3液化時(shí)放出大量的熱,因而,不能用氨作制冷劑答案

A解析

NH3與HCl的反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;因NH3易溶于水,實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl固體和熟石灰加熱制NH3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;液氨汽化時(shí)吸收大量熱,可用液氨作制冷劑,D項(xiàng)錯(cuò)誤。任務(wù)二氨的實(shí)驗(yàn)室制法【問(wèn)題探究】1.實(shí)驗(yàn)室制取NH3時(shí),不能用NaOH(或KOH)代替熟石灰,不能用(NH4)2SO4(或NH4NO3)代替NH4Cl,其原因是什么?提示

NaOH、KOH具有吸水性,易結(jié)塊,不利于產(chǎn)生NH3,且加熱時(shí),易腐蝕試管;加熱時(shí),NH4NO3分解易發(fā)生爆炸,(NH4)2SO4與Ca(OH)2反應(yīng)會(huì)生成塊狀CaSO4,不利于NH3逸出,且反應(yīng)后試管難以清洗。2.實(shí)驗(yàn)室制備氨時(shí),導(dǎo)管口為什么要插入試管底部?試管口塞有用水或稀硫酸浸濕的棉花團(tuán)的作用是什么?提示

氨的密度比空氣的小,插入試管底部相當(dāng)于利用向下排空氣法將空氣排出,收集氨。塞棉花團(tuán)的作用是:(1)防止生成的氨與空氣發(fā)生對(duì)流,使收集到的氨不純;(2)抑制氨逸出,防止污染空氣。3.為收集干燥的氨,氨可用哪些干燥劑干燥?提示

只能用堿性干燥劑,如生石灰;不能用酸性干燥劑,如P2O5、濃硫酸等;也不能用CaCl2,因?yàn)镃aCl2會(huì)與NH3發(fā)生反應(yīng)。4.氨極易溶于水,實(shí)驗(yàn)室中吸收多余的氨,能否直接將導(dǎo)管插入水中?為什么?提示

不能,會(huì)發(fā)生倒吸?！旧罨卣埂堪钡膶?shí)驗(yàn)室制法(1)反應(yīng)原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)發(fā)生裝置:與加熱KClO3和MnO2制取氧氣的發(fā)生裝置相同,即固+固

氣。(3)干燥裝置:通常用堿石灰干燥,不能使用濃硫酸,也不能用無(wú)水CaCl2,可將堿石灰放在干燥管或U形管中。(4)收集方法:向下排空氣法,導(dǎo)管應(yīng)插入試管的底部。(5)驗(yàn)滿方法:①用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn),試紙變藍(lán);②用蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn),產(chǎn)生白煙。(6)尾氣處理多余的氨要吸收掉(可在導(dǎo)管口放一團(tuán)用水或稀硫酸浸濕的棉花球),以免污染空氣。吸收尾氣時(shí)要防止倒吸,常采用的裝置有:(7)快速制取少量氨的方法

方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置加熱濃氨水NH3·H2ONH3↑+H2O注:①NH3·H2O不穩(wěn)定,受熱易分解;②加熱溫度不宜過(guò)高

方法化學(xué)方程式(或原理)氣體發(fā)生裝置濃氨水+NaOH固體NaOH溶于水放熱,促使NH3·H2O分解,且OH-濃度的增大有利于NH3的逸出

濃氨水+CaO固體NH3·H2O+CaO===NH3↑+Ca(OH)2CaO的作用:①吸水;②吸水后放出熱量促進(jìn)NH3的逸出;③增加溶液中OH-的濃度,減少NH3的溶解【素能應(yīng)用】典例2氨是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室常需制取的氣體。實(shí)驗(yàn)室制取氨通常有兩種方法:①用固體氫氧化鈣與氯化銨共熱;②在常溫下用固體氫氧化鈉與濃氨水反應(yīng)。(1)下面的制取裝置圖中,方法①應(yīng)選用裝置

(填“A”或“B”,下同),方法②應(yīng)選用裝置

。

(2)在制取后,如果要干燥氨,應(yīng)選用的干燥劑是

。

A.濃硫酸B.固體氫氧化鈉C.五氧化二磷(3)檢驗(yàn)集氣瓶中是否收集滿氨的方法是

。

答案

(1)A

B

(2)B(3)將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口處,如試紙變藍(lán),說(shuō)明氣體已收集滿(合理即可)解析

A裝置適用于固體與固體加熱制氣體,B裝置適用于液體與固體(或液體)不加熱制氣體。NH3為堿性氣體,應(yīng)用堿性干燥劑干燥。檢驗(yàn)NH3可用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙。變式訓(xùn)練2(2021山東濟(jì)南高一期末)在實(shí)驗(yàn)室制取干燥氨氣的過(guò)程中,下列裝置使用合理的是(

)A.用裝置甲制備氨氣B.用裝置乙除去氨氣中的少量水蒸氣C.用裝置丙收集氨氣D.用裝置丁吸收多余的氨氣答案

D解析

利用NH4Cl固體和Ca(OH)2固體加熱制取NH3時(shí),為防止試管炸裂,試管口要略低于試管底部,A項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4,應(yīng)用堿石灰干燥氨氣,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3的密度小于空氣的密度,采用向下排空氣法收集NH3,要從短導(dǎo)管通入NH3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;NH3易溶于水,裝置丁既能吸收多余的NH3,又能防止倒吸,D項(xiàng)正確。任務(wù)三噴泉實(shí)驗(yàn)【問(wèn)題探究】NH3易溶于水的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置操作及現(xiàn)象結(jié)論

①打開(kāi)止水夾,并擠壓膠頭滴管;②燒杯中的溶液由玻璃管進(jìn)入燒瓶,形成紅色噴泉,瓶?jī)?nèi)液體呈紅色氨極易溶于水,水溶液呈堿性1.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),試述形成噴泉的原因是什么。提示

因氨氣迅速溶解在從膠頭滴管擠壓出的少量水中,使燒瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)迅速減小,與外界大氣形成較大的壓強(qiáng)差,在壓強(qiáng)差作用下,燒杯內(nèi)溶液被壓入燒瓶,通過(guò)導(dǎo)管噴出,形成噴泉。2.某同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)時(shí),打開(kāi)止水夾后將膠頭滴管內(nèi)的水?dāng)D入燒瓶?jī)?nèi),并未產(chǎn)生噴泉,試分析實(shí)驗(yàn)失敗可能的原因是什么。提示

①裝置氣密性不好,②收集的NH3純度較低,③燒瓶不干燥等。3.某同學(xué)組裝噴泉實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)忘記加入膠頭滴管(如圖),如何操作才能引發(fā)該噴泉實(shí)驗(yàn)?提示

打開(kāi)止水夾,用手(或熱毛巾等)焐熱燒瓶,氨氣受熱膨脹,使氨氣通過(guò)導(dǎo)管與水接觸,即產(chǎn)生噴泉。(或用浸過(guò)冰水的毛巾“冷敷”燒瓶,使水進(jìn)入燒瓶)4.若條件是標(biāo)準(zhǔn)狀況,則最終燒瓶所得溶液的物質(zhì)的量濃度為多少?【深化拓展】1.噴泉形成原理:燒瓶?jī)?nèi)部壓強(qiáng)減小,內(nèi)外形成一定壓強(qiáng)差。當(dāng)氣體接觸外部的水或溶液時(shí),由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而使燒瓶?jī)?nèi)氣壓迅速降低,在外界大氣壓作用下,外部液體迅速進(jìn)入燒瓶,通過(guò)尖嘴導(dǎo)管噴出,形成噴泉。2.引發(fā)噴泉的實(shí)驗(yàn)操作:打開(kāi)止水夾,擠壓膠頭滴管,或其他形成壓強(qiáng)差引發(fā)液體向燒瓶中流動(dòng)噴射的操作。3.使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大壓強(qiáng)差的兩種方法

方法減小內(nèi)壓法增大外壓法裝置

原理減小燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng),形成壓強(qiáng)差,產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象增大錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng),形成壓強(qiáng)差,產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象4.常見(jiàn)能形成噴泉的物質(zhì)組合

氣體NH3HClSO2、CO2NO2與O2吸收劑水或鹽酸水或氫氧化鈉溶液濃氫氧化鈉溶液水V(NO2)∶V(O2)=4∶1【素能應(yīng)用】典例3噴泉是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。(1)圖Ⅰ為化學(xué)教學(xué)中常用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中分別盛有同種液體。下列組合中不可能形成噴泉的是

。

A.SO2和KOH溶液 B.CO2和NaOH溶液C.NH3和H2O D.NO和H2O(2)比較圖Ⅰ和圖Ⅱ兩套裝置,從產(chǎn)生噴泉的原理來(lái)分析,圖Ⅰ是

(填“增大”或“減小”,下同)上部燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng);圖Ⅱ是

下部錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)。城市中常見(jiàn)的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述

(填“圖Ⅰ”或“圖Ⅱ”)中裝置的原理相似。

(3)某學(xué)生積極思考噴泉原理的應(yīng)