氨的制取及性质实验的改进
氨气的制取及性质检验一体化实验
总第360期2021年4月实验教学与技术装备氨气的制取及性质检验一体化实验康泽伟 崔晓曼摘 要：通过一体化实验设计将氨气的制取、氨气的性质检验融合为一个综合实验，有利于学生对氨气进行综合分析，并逐步形成研究物质的一般思路和方法，激发学生学习化学的兴趣。
实验操作简单，绿色环保，适宜学生分组实验，培养学生科学探究与创新意识等学科核心素养。
关键词：氨气制备；性质检验；一体化；改进作者简介：康泽伟，硕士，二级教师；崔晓曼，本科，一级教师。
天津市静海区静海县第四中学，301600基金项目：天津市教育学会“十四五”教育科研规划课题《优化教学环节培养学生化学核心素养的实践研究》。
一、实验背景及问题提出氨气的制备及性质检验实验是人教版《化学(必修2)》第五单元第二节《氮及其化合物》的必做实验[1]，采用现行新课程标准教材所述的方法进行实验存在三方面的问题：一是需要事先收集好若干瓶氨气待用，准备时间较长，为开展实验增添了阻力。
二是喷泉实验效果有时不理想。
由于氨气易扩散，在制取和收集时，操作稍有不当就会有氨气泄漏，造成环境污染，且使用时容易使得喷泉效果不理想甚至实验失败；经典实验方法对氨气和收集氨气的装置的干燥程度要求高，稍有水分就易导致实验失败。
三是氨气的制备实验和性质检验实验大多需要分开进行。
基于以上问题，笔者设计了一体化实验装置[2-4]。
二、实验用品(1)实验仪器：250 mL 圆底烧瓶、铁架台、玻璃导管、橡胶导管、止水夹2个、250 mL 烧杯2个、500 mL 烧杯1个、药匙1个、红色石蕊试纸、5 mL 注射器3支、20 mL 注射器2支、改进双孔塞1个。
(2)实验药品：浓氨水、浓盐酸、氢氧化钠、酚酞溶液。
三、实验操作1.安装实验装置将两根带有止水夹的导管插入圆底烧瓶，呈一短一长放置，长管用于排水，倒吸形成喷泉，短管用于向下排空气并验满，注射器针头穿过胶塞呈悬空状态。
2.气密性检验关闭止水夹a ，打开止水夹b ，使用20 mL 注射器向圆底烧瓶内注入气体，产生连续的气泡，当向后拉动注射器活塞时，短导管内液面上升且一段时间内液面不下降证明气密性良好。
氨的制取和性质实验探讨
氨的制取和性质实验探讨
一、制取氨
1.原料：将合适量的精纯氯化铵、碳酸氢钠和硫酸铵加到实验瓶中，搅拌均匀。
2.加热：将加入的实验瓶放在一个已加热的间接加热器上进行加热，加热时要缓慢，防止溶液煮沸。
3.分离：待反应溶液放凉后，分离出以氯化铵和碳酸氢钠为主要成分的上清液，盛转label入绝热瓶中，同时把沉淀分离键滤，留出残留液。
4.结晶：将残留液分离时倚板加入适量的浓硫酸，在水浴锅中加热，待待合成液混汤时，显出有一白色悬浮物，即为氨晶代表，立即停止加热，搅拌均匀，冷却放凉，然后放入冰水中冷却，即可收集到氨结晶。
二、氨的性质实验
1.色谱分析：用氨溶液和一定浓度的稀硫酸以及一定温度和一定压力进行色谱分析，从而使氨在实验室中测定其有效成分含量。
2.uv光谱分析：将氨溶液在一定温度下放置在紫外线灯下，采用uv紫外光谱分析，可测定氨在紫外线灯下的放出量和吸收量，从而得出它的性质。
3.氨气测定：将一定的稀氨溶液在一定的温度和压力条件下煤气中进行加热，将煤气中的氨气逐步增加，然后通过火花电离法测定氨在煤气中的含量，以此来测定氨的性质。
4.酸度测定：将氨溶液在一定的室温下加入适量的洗碱液，通过盐酸和苯酚的反应，用 pH 试纸测定氨的酸度，从而测定出氨溶液的性质。
制氨实习总结
制氨实习总结在制氨的实习期间，我参与了制氨生产过程中的多个环节，并学到了许多实际的操作技巧和知识。
通过实际操作和观察，我对制氨的原理和工艺有了更深入的了解。
首先，在制氨的前期工作中，我学到了氨气的危害性及安全措施。
由于氨气具有刺激性和腐蚀性，对皮肤、眼睛和呼吸系统有伤害，因此在操作过程中必须戴上防护装备，如护目镜、手套和防护服。
同时，我还学会了使用氨气检测仪器，确保操作环境中氨气浓度不超过安全范围。
其次，在制氨的过程中，我了解到了气化反应和合成反应的关键步骤。
气化反应是将天然气和空气混合进入反应器中，在高温和高压下使气体分子发生化学反应，生成混合气体。
合成反应则是将混合气体与催化剂接触，通过相互作用作用生成氨气。
在实际操作中，我掌握了控制反应温度、压力和气体流量的技巧。
通过调节控制阀，我能够控制反应器内的温度和压力，保证反应的进行。
同时，我还学会了根据反应过程中氨气的产生速度，适时调整气体流量，确保反应的高效进行。
此外，在实习期间，我还学到了制氨中的设备操作和维护。
例如，我掌握了反应器的装填和清洗方法，了解了催化剂的更替和检修操作。
我还了解了制氨装置的常见故障及解决方法，培养了故障排除和维修设备的能力。
总的来说，通过制氨的实习，我不仅加深了对制氨原理和工艺的理解，更掌握了实际操作技巧和设备维护知识。
这些知识和技能对我今后的学习和工作将有着重要的帮助。
在实习期间，我也意识到安全意识的重要性，在以后的工作中将更加注重操作安全，并严格遵守安全操作规程，保证自己和他人的安全。
氨气的制取及其性质检验实验的改进
氨气的制取及其性质检验实验的改进作者：陈昭玉来源：《中小学班主任》 2019年第10期陈昭玉化学是一门以实验为基础的学科，化学实验的科学性、安全性对于激发学生学习化学的兴趣，培养严谨认真的科学态度，提高动手操作能力和创新能力有着极其重要的意义。
现行人教版高中《化学》必修一教材中，将“氨气的制取及其性质检验实验”分为三个实验进行，既耗时又费力，氨气容易泄漏，污染环境，影响师生健康，制取过氨气的试管容易炸裂，造成资源浪费。
根据这些不足，笔者设计了一套既安全又环保，具有观赏性、趣味性的实验装置。
1.实验原理在教材中，用NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨气，产生氨气速度慢，加热过的试管容易炸裂。
因此，笔者改用浓氨水与氢氧化钠固体混合制取氨气，快捷、不需要加热，制得氨气的浓度较大，非常适合喷泉实验。
氢氧化钠固体溶于浓氨水中的水，放出大量的热，产生氢氧根离子，使氨气的溶解度降低，促使平衡向右移动，为一水合氨分解产生氨气提供条件。
2.实验仪器及试剂250mL蒸馏烧瓶2个、50mL烧杯1个、500mL烧杯1个、250mL锥形瓶1个、分液漏斗1个、小气球1个、Y型管1根、双孔橡皮塞3个、铁架台2套、胶头滴管2支、止水夹4个、药匙1个、玻璃导管若干、橡皮导管若干等；浓氨水、氢氧化钠固体、浓盐酸、蒸馏水、酚酞试剂、红色石蕊试纸。
3.实验目的（1）认识氨气及其性质。
（2）初步学会氨气的检验。
（3）通过氨气的喷泉实验感受化学实验的美，激发学习化学的兴趣，联系氨气的喷泉实验原理，体会相关的自然现象和人工现象。
（4）将氨气的制取、收集和物理、化学性质的实验合二为一，做到实验简单、操作方便、现象明显、效果良好。
（5）重视环境教育，树立环保意识。
4.实验仪器装置图5.实验操作（1）检查装置的气密性：按照上图组装仪器，关闭分液漏斗活塞，关闭K2、K4，打开K1、K3，向50mL烧杯加水至浸没导管口，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，烧杯出现气泡，松开热毛巾，烧杯上面的导管出现一段水柱；同理，关闭K3，打开K4，用热毛巾裹住发生装置的蒸馏烧瓶，一会儿，锥形瓶上的小气球变胀，松开热毛巾，小气球变瘪，说明整套装置的气密性良好。
氨气的制取及性质探究教案
氨气的制取及性质探究教案教案：氨气的制取及性质探究教学目标：1. 理解氨气的基本性质以及其制取方法；2. 探究氨气在实验室中的制取方法，并了解工业上的制取方法；3. 分析氨气的化学性质，如氨气的燃烧性质和酸碱性质。
教学内容：1. 氨气的基本性质介绍；2. 实验室中制取氨气的方法；3. 工业上制取氨气的方法；4. 氨气的化学性质。
教学准备：1. 氨气的制取装置和实验材料；2. 实验室安全设施和操作指导；3. 相关实验记录表格；4. 讲义和课件。
教学步骤：1. 引入：通过问题和现象引起学生的兴趣，如：在哪些物质中可以找到氨气？氨气有哪些重要的应用？2. 知识讲解：介绍氨气的基本性质，如气味、溶解性、燃烧性质和酸碱性质。
3. 实验探究：通过实验展示氨气的制取方法。
可以用铝粉和氨水反应，或者使用铵盐和烧碱反应来制取氨气。
学生可以观察和记录实验现象。
4. 实验分析：学生对实验现象进行观察和数据分析，总结不同实验条件下氨气的制取效果。
5. 工业制取：通过讲解工业制取氨气的方法，如哈伯-博韦尔过程。
6. 性质探究：讲解氨气的燃烧性质和酸碱性质，并进行相关实验展示，学生可以观察和记录实验现象。
7. 总结：学生归纳总结氨气的制取方法和基本性质，回答导入问题。
教学延伸：1. 学生可以利用互联网资源进一步了解氨气的应用领域和相关研究进展；2. 学生可以通过实验或研究报告的形式，深入探究氨气的其他性质和制取方法；3. 学生可以与同学间进行小组讨论，分享自己的研究成果和经验。
教学评估：1. 布置课后作业，要求学生用自己的语言写一篇关于氨气制取及性质的实验报告；2. 对学生的课堂表现、课后作业进行评估和反馈，鼓励学生在学习中发现问题并提出解决方案。
氨气实验室制法
数据分析与处理
80%
数据清洗
对实验数据进行清洗，去除异常 值和缺失值，保证数据的准确性 和可靠性。
100%
数据统计
运用统计学方法对实验数据进行 处理，计算平均值、标准差等统 计量，以评估实验结果的稳定性 和可靠性。
80%
选择纯度高的原料
使用高纯度的氢气和氮气作为原料， 可以减少杂质对反应的影响，从而降 低副反应的发生。
THANK YOU
感谢聆听
氨气的化学性质
碱性
氨气是一种碱性气体，可以与酸反应生成铵盐。
还原性
氨气具有还原性，可以与氧化剂反应，如与氧气反 应生成氮气和水。
取代反应
氨气可以发生取代反应，如与卤素反应生成氮气和 卤化氢。
氨气的用途
02
01
03
化工原料
氨气是重要的化工原料，可用于合成尿素、硝酸、氮 肥等。
制冷剂
氨气可作为制冷剂用于空调、冰箱等制冷设备。
该反应为可逆反应，需要在高温高压和催化剂的作用 下进行。
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要使用高温 或加压的方式提高反应速率。
反应的能量变化
反应过程中需要吸收大量的热 量，因此需要使用外部热源提 供能量。
反应过程中会产生大量的热能 ，因此需要使用冷却系统将热 量导出，以保持反应温度的稳 定。
该反应为放热反应，因此当反 应完成后，会产生大量的热能 ，需要妥善处理。
氨气实验室制法
目
CONTENCT
录
• 氨气的性质和用途 • 实验室制法的原理 • 实验室制法的设备和操作 • 制取过程中的问题与解决方案 • 实验结果与数据分析 • 实验室制法的改进与优化建议
氨气实验室制取及性质研究
氨气的实验室制取及性质的研究1．氨气的实验室制法（1）用铵盐和碱制取①实验装置②实验分析（2）用浓氨水制取2．喷泉实验中学教材中喷泉实验装置如上图所示。
实验操作是：打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，则烧杯中的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉。
（1）喷泉实验的原理因为烧瓶内气体易溶于水或易与水反应，使瓶内压强减小，形成压强差，大气压将烧杯中的水压入烧瓶而形成喷泉。
（2）能形成喷泉的条件从原理上讲，气体要易溶于水或易与水反应，以形成足够大的压强差；从实验条件上讲，烧瓶内气体要充满，气体和仪器均要干燥，装置的气密性要好。
（3）形成喷泉的气体与液体组合①极易溶于水的气体(NH3、HCl等)与水可形成喷泉；②酸性气体与NaOH溶液组合能形成喷泉。
（4）喷泉实验成功的关键①盛气体的烧瓶必须干燥；②气体要充满烧瓶；③装置不能漏气(实验前应先检查装置的气密性)；④所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体能快速反应。
（5）常见的喷泉实验装置喷泉实验的本质是形成压强差而引发液体上喷，为此可设计多种不同的装置和采用不同的操作(如使气体溶于水、热敷、生成气体、发生气体体积减小的反应等)来产生喷泉。
装置Ⅰ：打开止水夹，挤压胶头滴管的胶头，使少量水进入烧瓶，导致大量的NH3溶解。
烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅱ：挤压气球，即可使少量的溶液沿导管进入烧瓶，导致大量的NH3溶解，烧瓶内形成负压而产生喷泉。
装置Ⅲ：去掉了胶头滴管。
打开止水夹，用手(或热毛巾等)捂热烧瓶，氨气受热膨胀，使氨气通过导管与水接触，即产生喷泉。
(或用浸冰水的毛巾“冷敷”烧瓶，使水进入烧瓶，烧瓶内氨气溶于水)装置Ⅳ：在锥形瓶中加入能产生气体的物质，使锥形瓶内气体的压强明显增大，将液体压入烧瓶而产生喷泉。
装置Ⅴ：在水槽中加入使水温度升高的物质，致使锥形瓶内酒精因升温而挥发，锥形瓶内气体压强增大而产生喷泉。
装置Ⅵ：向烧瓶中通入H2S(或SO2)，然后通入SO2(或H2S)，有淡黄色粉末状物质生成，瓶内壁附有水珠，NaOH溶液喷到烧瓶内。
氨气的性质及实验室制法拓展
NH3·H2O H
NH3↑+H2O
对点训练三
1、下列装置能达到实验目的的是（ B ） 下列装置能达到实验目的的是（
①制取并收集NH3 制取并收集
排空气法收集CO ②吸收NH3 ③检查气密性 ④排空气法收集 2 吸收
A.①③ ①
B.②③ ②
C.①④ ①④
D.②④ ②④
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2、下列仪器组合可以实现不同实验目的。 下列仪器组合可以实现不同实验目的。
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辨析：键的极性与分子的极性有必然联系吗？ 辨析：键的极性与分子的极性有必然联系吗？ 1、全部由非极性键构成的分子都是非极性分子。 、全部由非极性键构成的分子都是非极性分子。 非极性键构成的分子都是非极性分子 2、由极性键构成的分子，若空间结构对称键的极性可 、 极性键构成的分子， 构成的分子 以相互抵消，为非极性分子。这样的结构通常有三种： 以相互抵消，为非极性分子。这样的结构通常有三种： 直线型： 直线型：如CO2、CS2、C2H2 平面正三角型： 平面正三角型：如BF3 正四面体： 正四面体：如CH4、CCl4 3、由极性键构成的分子，若空间结构不对称键的极性 、 极性键构成的分子， 构成的分子 不能相互抵消，为极性分子。这样的结构通常有三种： 不能相互抵消，为极性分子。这样的结构通常有三种： 直线型： 直线型：如HCl 角型：如H2O 角型： 三角锥型： 三角锥型：如NH3
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③比较图甲和图乙两套装置，从产生喷泉的原 比较图甲和图乙两套装置， 理来分析， 上部烧瓶内气体压强； 理来分析，图甲 减小 上部烧瓶内气体压强；图 。（填 增大” 乙下部锥形瓶内气体压强 增大 。（填“增大” 减小” 或“减小”） （3）城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理 ） 图甲” 图乙” 与 上述 图乙 （填“图甲”或“图乙”）装置的 原理相似。 原理相似。
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氨的制取及性质实验的改进
作者：孙书培赵万富
来源：《中学教学参考·理科版》2013年第02期
氨是人教版化学必修一第四章第一节的重要知识点，教材用三个演示实验分别介绍了氨的制取和性质。
但实验中存在着以下不足：
1.用加热铵盐和碱的混合物来制取氨，量小且不易收集，尽管使用棉花来防止空气对流，但排出空气的同时也会有氨气逸出，污染环境，影响师生健康且不符合绿色化学理念。
2.做“喷泉”实验时，由于氨气极易扩散，预先准备好的氨气往往会出现漏气、潮湿等现象，导致实验效果不理想。
3.在做氨气与氯化氢反应的实验中，因为氨气和氯化氢都易挥发，污染环境。
4.准备工作繁杂，实验耗时长，直接影响了教学效果及课程进度。
为此，我们对这几个实验进行了综合改进。