3．例題精講

例1.同溫同壓下，兩個(gè)等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿：①NH₃，②NO₂，進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)。經(jīng)充分反應(yīng)后，瓶內(nèi)溶液的物質(zhì)的量濃度為　　　　　 (　 )

A.①＞②　 B.①＜②　 C.①=②　 D.不能確定

解析:可先設(shè)燒瓶容積為1L,則NH₃瓶中水充滿整個(gè)燒瓶,NO₂瓶中水充滿燒瓶的2/3,如在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定,則氨水的物質(zhì)的量濃度為c=,HNO₃溶液物質(zhì)的量濃度為c=。參考答案：C

例2.從某些性質(zhì)看，NH₃與H₂O相當(dāng)，NH₄⁺與H₃O⁺，NH₂^-與O₂^-都有相當(dāng)關(guān)系，下列有關(guān)方程式不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　 )

A.　　 NH₄Cl+KNH₂=KCl+2NH₃↑

B.　　　 M+2NH₃=M(NH₂)₂+H₂↑(M為二價(jià)活潑金屬)

C.　　　 2NH₄Cl+MNH=MCl₂+NH₃

D.　　 2NH₄Cl+MO=M(NH₂)₂+2HCl+H₂O

解析:A中KNH₂可看成KOH,反應(yīng)正確,B中NH₃可看成H₂O,反應(yīng)正確,C中MNH可看成MO,反應(yīng)同樣也正確,而D中若將NH₄Cl看成H₃OCl即HCl,則有反應(yīng)2NH₄Cl+MO=MCl₂+NH₃↑+H₂O

例　3．某化學(xué)課外小組所做實(shí)驗(yàn)的示意圖如下圖

圖中“　　 ”表示氣體流向，M是一種子純凈而干燥的氣體，Y為另一種氣體。當(dāng)與M氣體反應(yīng)時(shí)y氣體過量，E內(nèi)有棕色氣體產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)所用到的物質(zhì)只能由下列物質(zhì)中選�。篘a₂CO₃、Na₂O₂ 、NaCl、CaCl₂、(NH₄)₂CO₃堿石灰等固體及蒸鎦水。據(jù)此實(shí)驗(yàn)，完成下列填空：

(1) A中所用裝置的主要儀器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

(2)B中所選的干燥劑是 　　　　　　，作用是　　　　　　　　　　 　。

(3)C中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　

(4)制取y氣體的D裝置所用的主要儀器是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

制取y的化學(xué)方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(1)當(dāng)F中為紫色石蕊試液時(shí)，見到的現(xiàn)象是 　　　　　　　　　　　　　　　主要反應(yīng)方程式為 　　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　 　。

解析：解此題抓住兩點(diǎn)：①產(chǎn)生C(或E)氣體的條件為P_t絲紅熱②E內(nèi)有紅棕色即為NO₂，得知M為NH­₃,y為O₂,C中有NO、NO₂、H₂O(g)等。

　答案：(1)大試管，鐵架臺(tái)(附鐵夾)，酒精燈，單孔塞和玻璃管。

(2) 堿石灰，既除去水蒸氣又除去CO₂.

(3)4NH₃+5O₂ ^Pt 　　4NO+6H₂O (氣)

(4)平底燒瓶，分液漏斗，膠塞 ，導(dǎo)管(用錐形瓶代替平底燒瓶也可)

2Na₂O₂ +2H₂O = 4NaOH + O­₂　

(5)紫色石蕊試液變紅，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，HNO₃=H⁺+NO ^–₃。

例4在室溫時(shí)有50ml的混合氣體，它們可能由HCl、NH₃、CO₂、NO組成。將這些混合氣體通過濃H₂SO₄后體積減少為35ml ，再通過過量的過氧化鈉氣體體積又減少為20ml,最后將氣體通過水，充分反應(yīng)后只剩下10ml 氣體。(所有氣體體積在同溫同壓下測定)求：

①　　 混合氣體由哪些氣體組成？它們的各占多少毫升？

②　　 最后剩余氣體是什么氣體？

解析：50ml混合氣體通過濃H₂SO₄體積減少為35ml，則NH₃體積為50ml-35ml=15ml。由此確定無HCl。由題意可知還有CO₂和NO。設(shè)含CO₂為xml,NO為yml,若最后10ml為NO，則由：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO可知需NO­₂為30ml＞20ml,不合題意，若最后10ml為O₂,則由4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可知ymlNO需消耗ymlO₂,再由2CO₂+2Na₂O₂=2NaCO₃+O₂得生成O­­₂為ml,　　 解得　

則NH₃為15ml，CO₂為29ml,NO為6ml

答案：①混合氣體由29mlCO₂，15mlNH₃，6mlNO組成。②剩余氣體為O₂，其體積為10ml.

　　 例5　 在密閉容器中，放入碳酸銨和氫氧化鈉固體共Ag，將容器加熱至200℃，經(jīng)充分反應(yīng)后，排出其中氣體，冷卻后稱得剩余固體的質(zhì)量為Bg，問容器內(nèi)碳酸銨和氫氧化鈉各多少克？

解析：可能發(fā)生如下反應(yīng)：

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

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

在加熱過程中應(yīng)首先發(fā)生反應(yīng)①，只有當(dāng)(NH₄)₂CO₃過量時(shí)才能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)②。并由以上反應(yīng)可以看出，NaOH過量時(shí)減重少，殘留固體只有兩種情況。一當(dāng)(NH₄)₂CO₃正好作用或過量時(shí)殘留物為Na₂CO₃，二當(dāng)NaOH過量時(shí)殘留物為Na₂CO₃和NaOH的混合物，下面分別討論。

1⁰據(jù)反應(yīng)(NH₄)₂CO₃ + 2NaOH === Na₂CO₃ + 2NH₃↑+ 2H₂O↑

　　　　　　 96　　　　 80

　　　　 　　　　 176　　　　　　 106　　　 34　　　 36

　　　　　　　　　 A　　　　　　　 B

當(dāng)A/B=176/106即A=B時(shí)，兩者恰好反應(yīng)

2⁰當(dāng)NaOH過量時(shí)，即A>B時(shí)，根據(jù)減少質(zhì)量確定(NH₄)₂CO₃質(zhì)量

3⁰當(dāng)(NH₄)₂CO₃過量，即A<B時(shí)，殘留固體為Na₂CO₃，可確定參加反應(yīng)的NaOH的質(zhì)量。

答案：(1)當(dāng)(NH₄)₂CO₃過量或正好作用時(shí)

　　 (2)當(dāng)NaOH過量時(shí)，

2． 實(shí)驗(yàn)室制法

①藥品：銨鹽(氯化銨)與消石灰固體混合加熱

②反應(yīng)方程式：2NH₄Cl +Ca(OH)₂ CaCL₂+2NH₃ +2H­₂O

③裝置：固體　 ^加熱 氣體，同于實(shí)驗(yàn)室用KClO₃和MnO₂固體混合加熱制O₂裝置

　　 ④干燥：常用堿石灰作干燥劑，不能用酸性干燥劑如濃H₂SO₄、P₂O₅等。

⑤收集：只能用向下排空氣法。

⑥驗(yàn)滿：用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，也可用玻璃棒蘸有濃氨水，靠近試管口。

⑦注意：a．棉花的作用為防止氣體對流，提高收集氨氣的速率和純度。b．不使用NaOH的原因是加熱時(shí)NaOH堿性強(qiáng)，容易腐蝕試管。消石灰堿性相對弱，且比較疏松，氨氣容易逸出。c．制取干燥氨氣也不能用CaCl₂作干燥劑，原因是CaCl₂和NH₃加合生成CaCl₂·8NH₃。

1． 工業(yè)制法其反應(yīng)方程式：

　　 N₂+3H₂ ^{高溫、高壓}2NH₃

2、　 銨鹽的分解規(guī)律

(1)不穩(wěn)定性酸的銨鹽分解產(chǎn)物為NH₃和酸酐及水。如NH₄HCO₃　　　 NH₃+CO₂+H₂O

(2)揮發(fā)性酸對應(yīng)的銨鹽產(chǎn)物為NH₃和相應(yīng)酸。如 NH₄Cl　　　　　 NH₃+HCl

(3)氧化性酸的銨鹽分解產(chǎn)物不附合上述規(guī)律。如NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄(因HNO₃和H₂SO₄有強(qiáng)氧化性，NH₃在加熱時(shí)有還原性)

　　 (1)結(jié)構(gòu)：離子晶體，具有離子鍵、共價(jià)鍵和配位鍵，是由非金屬元素組成的離子化合物。

　　 (2)物理性質(zhì)：都是晶體，都易溶于水。

(3)化學(xué)性質(zhì)

①不穩(wěn)定性：銨鹽受熱易分解

NH₄Cl　　　 NH₃+HCl

NH₄HCO₃　　　 NH₃↑+CO₂↑+H₂O

NH₄NO₃受熱分解較復(fù)雜：

NH₄NO₃　　　 N₂O+2H₂O

2NH₄NO₃　　　 2N₂↑ +O₂↑+4H₂O

②與堿反應(yīng)

NH₄⁺+OH^― NH₃·H₂O　

或NH₄⁺+OH^―　　　 NH₃↑+H₂O

③水解反應(yīng)：

NH₄⁺+H₂O　　　 NH₃·H₂O+H⁺　

(4)用途：可用作氮肥，炸藥，焊藥。

(5)NH₄⁺的檢驗(yàn)：

往待測液中加入NaOH溶液加熱，放出能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則證明含NH₄⁺。

原理、規(guī)律、疑難剖析：

1、　 關(guān)于氨水的幾個(gè)問題

(1)氨氣或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水濃度越大密度越小，計(jì)算氨水濃度時(shí)，溶質(zhì)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^-，氨水顯弱堿性，具有堿的通性。氨水可使紅色石蕊試紙變藍(lán)，故常用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH₃的存在。

(3)氨水是混合物，溶液中存在微粒有：

三種分子：NH₃•H₂O、NH₃、H₂O

三種離子：NH₄⁺、OH^-、及少量H⁺

(4)氨水是弱電解質(zhì)溶液，但電解質(zhì)是NH₃•H₂O而不是NH₃。

(5)氨水是很好的沉淀劑，可使多種陽離子：Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ag⁺、Cu²⁺等生成沉淀。其中AgOH、(或Ag₂O)、Cu(OH)₂ 等沉淀遇過量的氨水會(huì)生成絡(luò)離子而溶解。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

利用此性質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室中用氨水制取Al(OH)₃ 和銀氨溶液。

(6)涉及氨水的離子方程式的書寫

①氨水作反應(yīng)物，用分子式NH₃•H₂O表示。

②生成氨水時(shí)，如使用的反應(yīng)物為濃溶液或在加熱條件下，用下式表示：

NH₄⁺+OH^―　　　 NH₃↑+H₂O

③生成氨水時(shí)，如使用的反應(yīng)物為稀溶液，用下式表示：NH₄⁺+OH^― = NH₃·H₂O

3．氨的工業(yè)制法

N₂+3H₂ 　　　　　　　2NH₃

1．氨的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途

(1)氨的結(jié)構(gòu)：

電子式：　　　　　　　 結(jié)構(gòu)式：

空間構(gòu)型：三角錐形；NH₃是極性分子。

(2)物理性質(zhì)：無色有特殊剌激性氣味的氣體，極易溶于水，常溫常壓下1體積水能溶解700體積的NH₃ 。

(3)化學(xué)性質(zhì)：

①與水反應(yīng)：

NH₃+H₂O　　　 NH₃·H₂O　　　 NH₄⁺+OH^―

NH₃是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH₃。

②與酸的反應(yīng)：

NH₃+HCl=NH₄Cl(生成白煙)

NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃

③與氧化劑反應(yīng)：

4NH₃+3O₂ 4NO+6H₂O

2NH₃+3CuO　　　　 N₂+3Cu+3H₂O

8NH₃+3Cl₂　 = N₂ + 6NH₄Cl

　 　2．氨的實(shí)驗(yàn)室法：用銨鹽與堿共熱

2NH₄Cl+Ca(OH)₂ 　CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O

①發(fā)生裝置：固+固+加熱型。與制備O₂ 和CH₄ 氣體相似；收集NH₃ 用向下排空氣法收集。

②檢驗(yàn)：a.用潤濕的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)；

b.用沾有濃鹽酸的玻璃棒檢驗(yàn)，產(chǎn)生白煙。

③干燥：不能用CaCl₂、P₂O₅、濃硫酸作干燥劑，因?yàn)镹H₃能與CaCl₂反應(yīng)生成CaCl₂·8NH₃。P₂O₅與濃硫酸均能與NH₃反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽。所以NH₃通常用堿石灰干燥。

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、取少許晶體于潔凈試管中加入適量濃硫酸后，插入一根螺旋狀粗銅絲，如有紅棕色

氣體迅速產(chǎn)生，即證明晶體中有硝酸根離子。