高中化学精讲精析-氨、铵盐及硝酸

1氨、铵盐及硝酸一、氨1.氨的合成（1）氨的工业制法N2+3H22NH3（2）实验室制取氨气实验室制取气体，一般考虑原料要普遍，操作要方便.从反应原理看，一切铵盐与强碱反应都能产生氨气，都可以.但考虑操作方便、安全，铵盐一般用氯化铵或硫酸铵，碱一般用Ca(OH)2，不用NaOH，因为后者易潮解，成本高.Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2H2O＋2NH3↑制氨气的发生装置与制取氧气装置相同.可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸来检验产生的氨气.用碱石灰(CaO和NaOH)干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2(因为要生成CaCl2·8NH3)干燥氨气.2．氨气的物理性质：氨气是无色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度是0.771g.L-1，比空气小.氨易液化，液氨气化时要吸收大量的热，使周围温度急剧下降，所以液氨可作致冷剂.氨极易溶于水，常温常压下，1体积水中大约可溶解700体积的氨气.氨的水溶液称氨水.计算氨水的浓度时，溶质应为NH3.3.氨的化学性质（1）氨溶于水时，大部分氨分子和水分子形成一水合氨分子（NH3·H2O）.一水合氨分子（NH3·H2O）不稳定，受热时分解为氨气和水，氨水显弱碱性.NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-比较液氨与氨水：名称液氨氨水形成氨降温加压液化氨溶于水物质分类纯净物混合物成分NH3NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+（2）氨具有弱碱性，可以与酸（硫酸、硝酸、盐酸等）反应，生成铵盐.NH3+H+=NH4+（3）与氧气反应（具有还原性）氨气在催化剂（如铂等）、加热的条件下，生成一氧化氮和水，并放出热量.此反应是放热反应，是工业制硝酸的基础.催化剂高温高压24NH3+5O24NO+6H2O【实验1】在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞.组装实验装置.打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象.实验现象：形成喷泉，溶液充满烧瓶结论：氨气的溶解性极大特别提醒：（1）氨为什么会形成喷泉？氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；（2）溶液为什么变为红色？氨气溶于水溶液显碱性.（3）实验成败的关键是什么？a.烧瓶干燥；b.装置的气密性好；c.收集的气体纯度尽可能高.【实验2】在一支洁净的试管中滴加几滴氨水，将湿润的红色石蕊试纸（或PH试纸）粘在玻璃棒上靠近试管口，观察试纸颜色的变化情况.实验现象：试纸变蓝结论：氨水显碱性【实验3】在一只烧杯中放两个棉花球，分别在两个棉花球上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口，观察现象.实验现象:产生白烟结论:氨水具有挥发性，与挥发性酸发生反应二、铵盐铵盐：由铵离子和酸根离子构成的盐.如：硫酸铵【（NH4）2SO4，俗称硫铵，又称肥田粉】，氯化铵【NH4Cl，俗称氯铵】，硝酸铵【NH4NO3，俗称硝铵】，碳酸氢铵【NH4HCO3，俗称碳铵】，它们都是白色、易溶于水的晶体.铵盐属于铵态氮肥.常用氮肥有硝态氮肥和尿素【CO（NH2）2】①铵盐受热易分解：NH4ClNH3+HClNH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑②铵盐能与碱反应放出氨气：NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O▲铵态氮肥，要避免与碱性肥料混合施用.②用氯化铵和氢氧化钙固体混合共热制氨气，应使用什么实验装置？注意哪些问题？三、硝酸1．硝酸的工业制法氨催化氧化法原理：4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO总反应式：NH3+2O2=HNO3+H2O催化剂△△△△催化剂△32．硝酸的物理性质纯硝酸为无色有刺激性气味的液体，沸点较低（83℃），易挥发，在空气中遇水蒸气形成硝酸的小液滴而呈白雾状.98%以上的浓硝酸称为“发烟硝酸”，69%的硝酸溶液称为浓HNO3.浓HNO3由于HNO3分解产生的NO2溶于硝酸中而一般呈黄色.3．硝酸的化学性质（1）不稳定性：4HNO3光或热4NO2+2H2O+O2硝酸越浓越易分解，因此浓HNO3应存放在棕色试剂瓶中.（2）强酸性：具有酸的通性.（3）强氧化性：HNO3中的+5价N元素处于最高价态，具有很强的氧化性.如：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OC+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O钝化作用：常温下,浓HNO3使Fe、Al钝化.（4）王水3体积浓盐酸与1体积浓硝酸的混合物叫做王水，它的氧化能力更强，金（Au）和铂（Pt）不溶于硝酸，但溶于王水.例题例1.在下图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶.则a和b分别是()例2.在100mlNaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应.右图表示加入的混合物质量和产生的气体体积（标准状况）的关系，试计算：（1）NaOH溶液的物质的量浓度（2）当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积为多少升？（3）当NaOH溶液体积为180mL时，固体混和物的质量为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积为多少升？解析：（1）由图可见：34.4g混合物和100mLNaOH溶液恰好完全反应.n（NaOH）=n（NH3）==0.5molc（NaOH）===5.00mol/L（2）V（NaOH）=140mL完全反应所需固体质量==48.16g51.6g，因固体过量，所以V（g）=22.4L·mol-1×5mol·L-1×0.14L=15.68LmolLL/4.222.11Vn0.100L0.5molmLmLg1001404.344(3)V（NaOH）=180mL完全反应所需固体质量==61.92g51.6g，故NaOH过量，固体51.6g完全反应,=V（g）=16.8L答案：（1）5.00mol/L（2）15.68L（3）16.8L.例3.下列对于硝酸的认识，正确的是A浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B铜和稀硝酸反应属于置换反应C在铜和浓硝酸的反应中，硝酸只体现了氧化性，没有体现酸性D可用铝或铁制容器盛装稀硝酸解析：无论是浓硝酸还是稀硝酸，均具有氧化性，这是由其中的+5价的N元素所表现的.铜与稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，显然不是置换反应.在硝酸参与的反应中，如果硝酸中N元素的化合价降低则表现了它的强氧化性能；如果反应中有则表现了它酸性.铜与浓硝酸反应的化学方程式为：Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，可看出硝酸既表现了氧化性，又体现了酸性.在常温下，浓硫酸和浓硝酸能使铁、铝等金属钝化，在金属表面上形成一层致密的氧化膜.但铁、铝在常温下就能与稀硝酸反应，所以不能用铝或铁制容器盛装稀硝酸.答案：A例4.浓硝酸与下列物质反应，其中硝酸既表现酸性又表现氧化性的是()A.Cu2OB.CuOC.Fe2O3D.FeO答案：AD解析：Cu2O和FeO中的金属处于较低价态，能被氧化，而金属氧化物又能与酸反应生成盐和水.例5．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠答案：C解析：表面钝化的铝条，其表面覆盖上一层致密的氧化铝，氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应、又能与碱反应生成盐和水，不能反应的是硝酸铜.例6．浓硝酸使金属铝产生钝态是因为浓硝酸具有_____性.浓硝酸常常呈黄色是因为混有______杂质.稀硝酸和铜反应制NO时，若浓度稍大则有NO2产生，此时要制取较纯的NO，在不改变硝酸浓度的前提下，可采用的方法是_______________________________.答案：氧化；二氧化氮；用排水法收集NO解析：金属的钝化实质上是金属被浓硝酸氧化，表面生成了一层致密的氧化层，保护了里面的金属不再与硝酸发生反应.浓硝酸具有不稳定性，光照或加热硝酸会发生分解，生成的红棕色的NO2溶于硝酸，使浓硝酸呈黄色.由于NO2能与水作用生成NO，可让产生的混有NO和NO2的混合气通过水，这样就使NO2转变成了NO.mLmLg1001804.34Lg2.114.34)(V6.51gg