3．例题精讲

例1.同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满：①NH₃，②NO₂，进行喷泉实验。经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为　　　　　 (　 )

A.①＞②　 B.①＜②　 C.①=②　 D.不能确定

解析:可先设烧瓶容积为1L,则NH₃瓶中水充满整个烧瓶,NO₂瓶中水充满烧瓶的2/3,如在标准状况下测定,则氨水的物质的量浓度为c=,HNO₃溶液物质的量浓度为c=。参考答案：C

例2.从某些性质看，NH₃与H₂O相当，NH₄⁺与H₃O⁺，NH₂^-与O₂^-都有相当关系，下列有关方程式不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　 )

A.　　 NH₄Cl+KNH₂=KCl+2NH₃↑

B.　　　 M+2NH₃=M(NH₂)₂+H₂↑(M为二价活泼金属)

C.　　　 2NH₄Cl+MNH=MCl₂+NH₃

D.　　 2NH₄Cl+MO=M(NH₂)₂+2HCl+H₂O

解析:A中KNH₂可看成KOH,反应正确,B中NH₃可看成H₂O,反应正确,C中MNH可看成MO,反应同样也正确,而D中若将NH₄Cl看成H₃OCl即HCl,则有反应2NH₄Cl+MO=MCl₂+NH₃↑+H₂O

例　3．某化学课外小组所做实验的示意图如下图

图中“　　 ”表示气体流向，M是一种子纯净而干燥的气体，Y为另一种气体。当与M气体反应时y气体过量，E内有棕色气体产生。实验所用到的物质只能由下列物质中选取：Na₂CO₃、Na₂O₂ 、NaCl、CaCl₂、(NH₄)₂CO₃碱石灰等固体及蒸镏水。据此实验，完成下列填空：

(1) A中所用装置的主要仪器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

(2)B中所选的干燥剂是 　　　　　　，作用是　　　　　　　　　　 　。

(3)C中发生的主要反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　

(4)制取y气体的D装置所用的主要仪器是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

制取y的化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(1)当F中为紫色石蕊试液时，见到的现象是 　　　　　　　　　　　　　　　主要反应方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　 　。

解析：解此题抓住两点：①产生C(或E)气体的条件为P_t丝红热②E内有红棕色即为NO₂，得知M为NH­₃,y为O₂,C中有NO、NO₂、H₂O(g)等。

　答案：(1)大试管，铁架台(附铁夹)，酒精灯，单孔塞和玻璃管。

(2) 碱石灰，既除去水蒸气又除去CO₂.

(3)4NH₃+5O₂ ^Pt 　　4NO+6H₂O (气)

(4)平底烧瓶，分液漏斗，胶塞 ，导管(用锥形瓶代替平底烧瓶也可)

2Na₂O₂ +2H₂O = 4NaOH + O­₂　

(5)紫色石蕊试液变红，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，HNO₃=H⁺+NO ^–₃。

例4在室温时有50ml的混合气体，它们可能由HCl、NH₃、CO₂、NO组成。将这些混合气体通过浓H₂SO₄后体积减少为35ml ，再通过过量的过氧化钠气体体积又减少为20ml,最后将气体通过水，充分反应后只剩下10ml 气体。(所有气体体积在同温同压下测定)求：

①　　 混合气体由哪些气体组成？它们的各占多少毫升？

②　　 最后剩余气体是什么气体？

解析：50ml混合气体通过浓H₂SO₄体积减少为35ml，则NH₃体积为50ml-35ml=15ml。由此确定无HCl。由题意可知还有CO₂和NO。设含CO₂为xml,NO为yml,若最后10ml为NO，则由：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知需NO­₂为30ml＞20ml,不合题意，若最后10ml为O₂,则由4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可知ymlNO需消耗ymlO₂,再由2CO₂+2Na₂O₂=2NaCO₃+O₂得生成O­­₂为ml,　　 解得　

则NH₃为15ml，CO₂为29ml,NO为6ml

答案：①混合气体由29mlCO₂，15mlNH₃，6mlNO组成。②剩余气体为O₂，其体积为10ml.

　　 例5　 在密闭容器中，放入碳酸铵和氢氧化钠固体共Ag，将容器加热至200℃，经充分反应后，排出其中气体，冷却后称得剩余固体的质量为Bg，问容器内碳酸铵和氢氧化钠各多少克？

解析：可能发生如下反应：

(NH₄)₂CO₂ + 2NaOH === 2NH₃↑+ 2H₂O + Na₂CO₃ ………①

(NH₄)₂CO₃ === 2NH₃↑+ CO₂↑+ H₂O↑……………………②

在加热过程中应首先发生反应①，只有当(NH₄)₂CO₃过量时才能继续发生反应②。并由以上反应可以看出，NaOH过量时减重少，残留固体只有两种情况。一当(NH₄)₂CO₃正好作用或过量时残留物为Na₂CO₃，二当NaOH过量时残留物为Na₂CO₃和NaOH的混合物，下面分别讨论。

1⁰据反应(NH₄)₂CO₃ + 2NaOH === Na₂CO₃ + 2NH₃↑+ 2H₂O↑

　　　　　　 96　　　　 80

　　　　 　　　　 176　　　　　　 106　　　 34　　　 36

　　　　　　　　　 A　　　　　　　 B

当A/B=176/106即A=B时，两者恰好反应

2⁰当NaOH过量时，即A>B时，根据减少质量确定(NH₄)₂CO₃质量

3⁰当(NH₄)₂CO₃过量，即A<B时，残留固体为Na₂CO₃，可确定参加反应的NaOH的质量。

答案：(1)当(NH₄)₂CO₃过量或正好作用时

　　 (2)当NaOH过量时，

2． 实验室制法

①药品：铵盐(氯化铵)与消石灰固体混合加热

②反应方程式：2NH₄Cl +Ca(OH)₂ CaCL₂+2NH₃ +2H­₂O

③装置：固体　 ^加热 气体，同于实验室用KClO₃和MnO₂固体混合加热制O₂装置

　　 ④干燥：常用碱石灰作干燥剂，不能用酸性干燥剂如浓H₂SO₄、P₂O₅等。

⑤收集：只能用向下排空气法。

⑥验满：用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，也可用玻璃棒蘸有浓氨水，靠近试管口。

⑦注意：a．棉花的作用为防止气体对流，提高收集氨气的速率和纯度。b．不使用NaOH的原因是加热时NaOH碱性强，容易腐蚀试管。消石灰碱性相对弱，且比较疏松，氨气容易逸出。c．制取干燥氨气也不能用CaCl₂作干燥剂，原因是CaCl₂和NH₃加合生成CaCl₂·8NH₃。

1． 工业制法其反应方程式：

　　 N₂+3H₂ ^{高温、高压}2NH₃

2、　 铵盐的分解规律

(1)不稳定性酸的铵盐分解产物为NH₃和酸酐及水。如NH₄HCO₃　　　 NH₃+CO₂+H₂O

(2)挥发性酸对应的铵盐产物为NH₃和相应酸。如 NH₄Cl　　　　　 NH₃+HCl

(3)氧化性酸的铵盐分解产物不附合上述规律。如NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄(因HNO₃和H₂SO₄有强氧化性，NH₃在加热时有还原性)

　　 (1)结构：离子晶体，具有离子键、共价键和配位键，是由非金属元素组成的离子化合物。

　　 (2)物理性质：都是晶体，都易溶于水。

(3)化学性质

①不稳定性：铵盐受热易分解

NH₄Cl　　　 NH₃+HCl

NH₄HCO₃　　　 NH₃↑+CO₂↑+H₂O

NH₄NO₃受热分解较复杂：

NH₄NO₃　　　 N₂O+2H₂O

2NH₄NO₃　　　 2N₂↑ +O₂↑+4H₂O

②与碱反应

NH₄⁺+OH^― NH₃·H₂O　

或NH₄⁺+OH^―　　　 NH₃↑+H₂O

③水解反应：

NH₄⁺+H₂O　　　 NH₃·H₂O+H⁺　

(4)用途：可用作氮肥，炸药，焊药。

(5)NH₄⁺的检验：

往待测液中加入NaOH溶液加热，放出能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则证明含NH₄⁺。

原理、规律、疑难剖析：

1、　 关于氨水的几个问题

(1)氨气或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水浓度越大密度越小，计算氨水浓度时，溶质是NH₃，而不是NH₃•H₂O。

(2)在氨水溶液中存在如下平衡：NH₃+H₂O

NH₃•H₂O 　NH₄⁺+OH^-，氨水显弱碱性，具有碱的通性。氨水可使红色石蕊试纸变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH₃的存在。

(3)氨水是混合物，溶液中存在微粒有：

三种分子：NH₃•H₂O、NH₃、H₂O

三种离子：NH₄⁺、OH^-、及少量H⁺

(4)氨水是弱电解质溶液，但电解质是NH₃•H₂O而不是NH₃。

(5)氨水是很好的沉淀剂，可使多种阳离子：Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ag⁺、Cu²⁺等生成沉淀。其中AgOH、(或Ag₂O)、Cu(OH)₂ 等沉淀遇过量的氨水会生成络离子而溶解。如：

Al³⁺+3 NH₃•H₂O=Al(OH)₃↓ +3NH₄⁺

Ag⁺+ NH₃•H₂O=AgOH+NH₄⁺

2AgOH=Ag₂O+H₂O

Ag₂O +4 NH₃•H₂O=2[Ag(NH₃)₂]⁺ +2OH^―+3H₂O

利用此性质在实验室中用氨水制取Al(OH)₃ 和银氨溶液。

(6)涉及氨水的离子方程式的书写

①氨水作反应物，用分子式NH₃•H₂O表示。

②生成氨水时，如使用的反应物为浓溶液或在加热条件下，用下式表示：

NH₄⁺+OH^―　　　 NH₃↑+H₂O

③生成氨水时，如使用的反应物为稀溶液，用下式表示：NH₄⁺+OH^― = NH₃·H₂O

3．氨的工业制法

N₂+3H₂ 　　　　　　　2NH₃

1．氨的结构、性质和用途

(1)氨的结构：

电子式：　　　　　　　 结构式：

空间构型：三角锥形；NH₃是极性分子。

(2)物理性质：无色有特殊剌激性气味的气体，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的NH₃ 。

(3)化学性质：

①与水反应：

NH₃+H₂O　　　 NH₃·H₂O　　　 NH₄⁺+OH^―

NH₃是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH₃。

②与酸的反应：

NH₃+HCl=NH₄Cl(生成白烟)

NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃

③与氧化剂反应：

4NH₃+3O₂ 4NO+6H₂O

2NH₃+3CuO　　　　 N₂+3Cu+3H₂O

8NH₃+3Cl₂　 = N₂ + 6NH₄Cl

　 　2．氨的实验室法：用铵盐与碱共热

2NH₄Cl+Ca(OH)₂ 　CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

①发生装置：固+固+加热型。与制备O₂ 和CH₄ 气体相似；收集NH₃ 用向下排空气法收集。

②检验：a.用润湿的红色石蕊试纸检验；

b.用沾有浓盐酸的玻璃棒检验，产生白烟。

③干燥：不能用CaCl₂、P₂O₅、浓硫酸作干燥剂，因为NH₃能与CaCl₂反应生成CaCl₂·8NH₃。P₂O₅与浓硫酸均能与NH₃反应，生成相应的盐。所以NH₃通常用碱石灰干燥。

14、①NH­₄HCO₃或(NH₄)₂CO₃，NH₃，NO₂

 ②2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂

　　 ③3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

13、①S，H₂S，SO₂，SO₃，H₂SO₄

　　 ②N₂，NH­₃，NO，NO₂，HNO₃

12、取少许晶体于洁净试管中加入适量浓硫酸后，插入一根螺旋状粗铜丝，如有红棕色

气体迅速产生，即证明晶体中有硝酸根离子。