(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵制取氨气
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O
(2)仪器:铁架台,铁夹,酒精灯,两个大试管,棉花;氯化铵固体,氢氧化钙固体。
(3)装置图:
(4)注意:
a. 一般用Ca(OH)2,而不用NaOH,因NaOH碱性太强,对大试管腐蚀比Ca(OH)2强。
b. 选用Ca(OH)2时要检验消石灰是否变质, 因经过长期存放后消石灰部分变成碳酸钙,最好用新制的消石灰。
c. NH4CL与Ca(OH)2质量比5:8为宜,如用(NH4)2SO4代替NH4CL,则质量比为1:1,消石灰过量,以防止生成氨合物。
d. 试管口(盛固体药品的试管)要略向下倾斜;
e. 固体药品要平铺试管底部;
f.导出氨气的导管要短,收集氨气的导管要长,伸入试管底部;
g.为使氨气收集更多,防止空气中的水蒸汽进入收集氨气的试管,在试管口防一块,但不能堵死
h.酒精灯加热用外焰,先均匀加热,后对固体加热。
(5)收集方法: 用向下排气法取气法收集。因氨气极易溶于水,比空气轻。
干燥氨气: 用碱石灰,不能用浓硫酸和氯化钙干燥氨气。
检验氨气:用湿润的红色石蕊试纸,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
定量实验介绍:
燃烧法测定氨基酸的组成:
实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成CO
2、H
2O和N
2。现按下图所示装置进行实验。
①实验开始时,首先要通入一段时间的氧气,目的是排除体系中的N
2。
②D装置的作用是吸收未反应的O
2,保证最终收集的气体是N
2。
③读取N
2体积时,应注意:量筒内液面与广口瓶中的液面相持平视线与凹液面最低处相切。
④实验中测得N
2的体积为VmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式,还需要的有关数据为生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量
用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量:
实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:2NH
3+3CuO
N
2+3Cu+3H
2O
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H
2O的质量[m(CuO)、m(H
2O)]时,请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
装置图:
①连接顺序为:bcacd
②d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨、防止空气中水分进入;实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色;
③Cu的相对原子质量的表达式
工业生产纯碱:
纯碱(学名碳酸钠)实际上是盐,由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性。纯碱易溶于水,呈强碱性,能提供
Na
+离子。这些性质使它们被广泛地用于制玻璃、肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。
碳酸钠在自然界中存在相当广泛。一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠,可以从植物的灰烬中提取;当冬季来临时,碱湖中所含的碳酸钠结晶析出,经过简单的加工就可以使用。
世界上最早是通过路布兰法实现了碳酸钠的工业生产。其生产原理是:
用硫酸将食盐转变成硫酸钠
NaCl+H
2SO
4NaHSO
4+HCl↑NaCl+NaHSO
4Na
2SO
4+HCl↑
将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,反应生成碳酸钠和硫化钙
Na
2SO
4+2C
Na
2S+2CO
2↑ Na
2S+CaCO
3Na
2CO
3+CaS
存在原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等
氨碱法生产硫酸:
氨碱法是由比利时人索尔维发明的,所以,氨碱法也称为索尔维制碱法。氨碱法的原料也是氯化钠和碳酸钙,不同的是它还使用了炼焦的副产品氨。
原料:CaCO
3、NaCl、NH
3 1.生成碳酸氢钠和氯气铵
将CO
2通入含NH3的饱和NaCl溶液中
NH
3+CO
2+H
2O==NH
4HCO
3 NaCl+NH
4HCO
3==NaHCO
3↓+NH
4Cl
2.抽取碳酸钠2NaHCO
3Na
2CO
3+CO
2↑+H
2O↑
氨碱法生产原理:
氨碱法的优点:原料便宜易得,氨和部分二氧化碳可循环利用,产品纯度高,步骤简单。氨碱法的缺点:副产物氯化钙的处理问题,氯化钠的利用率低。
联合制碱法:
我国化学侯德榜(下图)改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如下:
(1)上述生产纯碱的方法称联合制碱法或侯德榜制碱法,副产品的一种用途为化肥或电解液或焊药等。
(2)沉淀池中发生的化学反应方程式是NH
3+CO
2+H
2O+NaCl=NH
4Cl+NaHCO
3↓或NH
3+CO
2+H
2O=NH
4HCO
3 NH
4HCO
3+NaCl=NaHCO
3↓+NH
4Cl。
(3)写出上述流程中X物质的分子式CO
2。
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了I 的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是过滤
(5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,可取少量试样溶于水后,再滴加稀硝酸和硝酸银溶液
(6)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用是:
①增大NH
4+的浓度,使NH4Cl更多地析出②使NaHCO
3转化为Na
2CO
3,提高析出的NH
4Cl纯度
联合法综合利用了合成氨的原料,提高了氯化钠的利用率,减少了环境污染。
NH
3、CO
2都来自于合成氨工艺;这样NH4Cl就成为另一产品化肥。综合利用原料、降低成本、减少环境污染,NaCl利用率达96%。