铵盐
[氨]
(1)氨的物理性质:
①氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;②氨易液化.在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热.液态氨气化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧下降;③氨气极易溶于水.在常温、常压下,1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此,氨气可进行喷泉实验);④氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用.若不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛.
(2)氨分子的结构:NH3的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,键角107°18′,是极性分子.
(3)氨的化学性质:
①跟水反应.氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水),大部分的NH3分子与H2O分子结合成NH3·H2O(叫一水合氨).NH3·H2O为弱电解质,只能部分电离成NH4+和OH-:
NH3 H2ONH3·H2O NH4+ OH-
a.氨水的性质:氨水具有弱碱性,使无色酚酞试液变为浅红色,使红色石蕊试液变为蓝色.氨水的浓度越大,密度反而越小(是一种特殊情况).NH3·H2O不稳定,故加热氨水时有氨气逸出:
NH4+ OH-NH3↑ H2O
b.氨水的组成:氨水是混合物(液氨是纯净物),其中含有3种分子(NH3、NH3·H2O、H2O)和3种离子(NH4+和OH-、极少量的H+).
c.氨水的保存方法:氨水对许多金属有腐蚀作用,所以不能用金属容器盛装氨水.通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里.
d.有关氨水浓度的计算:氨水虽然大部分以NH3·H2O形式存在,但计算时仍以NH3作溶质.
②跟氯化氢气体的反应:NH3 HCl = NH4C1
说明 a.当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时,产生大量白烟.这种白烟是氨水中挥发出来的NH3与盐酸挥发出来的HCl化合生成的NH4C1晶体小颗粒.
b.氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇,因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟,这是检验氨气的方法之—.
c.氨气与不挥发性酸(如H2SO4、H3PO4等)反应时,无白烟生成.
③跟氧气反应: 4NH3 5O2 4NO 6H2O
说明 这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化),是工业上制硝酸的反应原理之一.
(4)氨气的用途:
①是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料;②是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料;③用作冰机中的致冷剂.
[铵盐]
铵盐是由铵离子(NH4+)和酸根阴离子组成的化合物.铵盐都是白色晶体,都易溶于水.
(1)铵盐的化学性质:
①受热分解.固态铵盐受热都易分解.根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同,铵盐分解时有以下三种情况:
a.组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时,则加热时酸与氨气同时挥发,冷却时又重新化合生成铵盐。例如:
NH4Cl(固) NH3↑ HCl↑ NH3 HCl=NH4Cl (试管上端又有白色固体附着)
又如:
(NH4)2CO32NH3↑ H2O CO2↑ NH4HCO3NH3↑ H2O CO2↑
b.组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸,加热时则只有氨气逸出,酸或酸式盐仍残留在容器中.如:
(NH4)2SO4NH4HSO4 NH3↑ (NH4)3PO4H3PO4 3NH3↑
c.组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸,加热时则发生氧化还原反应,无氨气逸出.例如:
NH4NO3N2O↑ 2H2O
②跟碱反应——铵盐的通性.
固态铵盐 强碱(NaOH、KOH)无色、有刺激性气味的气体试纸变蓝色.例如:
(NH4)2SO4 2NaOH Na2SO4 2NH3↑ 2H2O
NH4NO3 NaOHNaNO3 NH3↑ H2O
说明:a.若是铵盐溶液与烧碱溶液共热,则可用离子方程式表示为:
NH4+ OH-NH3↑ H2O
b.若反应物为稀溶液且不加热时,则无氨气逸出,用离子方程式表示
为:NH4+ OH-=NH3· H2O
c.若反应物都是固体时,则只能用化学方程式表示.
(2)氮肥的存放和施用.铵盐可用作氮肥.由于铵盐受热易分解,因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处;施用氮肥时应埋在土下并及时灌水,以保证肥效.
[铵盐(NH4+)的检验] 将待检物取出少量置于试管中,加入NaOH溶液后,加热,用湿润的红色石蕊试纸在管口检验,若试纸变蓝色,则证明待检物中含铵盐(NH4+).
[氨气的实验室制法]
(1)反应原理:固态铵盐[如NH4Cl、(NH4)2SO4等]与消石灰混合共热:
2NH4Cl Ca(OH)2 CaCl2 2NH3↑ 2H2O
(2)发生装置类型:固体 固体气体型装置(与制O2相同).
(3)干燥方法:常用碱石灰(CaO和NaOH的混合物)作干燥剂.不能用浓H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和CaCl2干燥氨气,因为它们都能与氨气发生反应(CaCl2与NH3反应生成CaCl2·8NH3).
(4)收集方法:只能用向下排气法,并在收集氨气的试管口放一团棉花,以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯.
(5)验满方法;①将湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口,若试纸变蓝色,则说明氨气已充满集气瓶;②将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口,有白烟产生,说明氨气已充满集气瓶.
注意 ①制氨气所用的铵盐不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替,因为NH4NO3在加热时易发生爆炸,而NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生CO2气体使制得的NH3不纯.
②消石灰不能用NaOH、KOH等强碱代替,因为NaOH、KOH具有吸湿性,易潮解结块,不利于生成的氨气逸出,而且NaOH、KOH对玻璃有强烈的腐蚀作用.
③NH3极易溶于水,制取和收集的容器必须干燥.
④实验室制取氨气的另一种常用方法:将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热.有关反应的化学方程式为: CaO NH3·H2OCa(OH)2 NH3↑
加烧碱的作用是增大溶液中的OH-浓度,促使NH3·H2O转化为NH3,这种制氨气的发生装置与实验室制Cl2、HCl气体的装置相同.