42、氮及其化合物
氮的氧化物:NO2和NO
N2+O2 ========高温或放电 2NO , 生成的一氧化氮很不稳定:2NO+O2 == 2NO2
一氧化氮:无色气体 , 有毒 , 能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒(与CO中毒原理相同) , 不溶于水 。 是空气中的污染物 。
二氧化氮:红棕色气体(与溴蒸气颜色相同)、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水 , 并与水反应:
3NO2+H2O=2HNO3+NO , 此反应中NO2既是氧化剂又是还原剂 。 以上三个反应是“雷雨固氮”、“雷雨发庄稼”的反应 。
43、硝酸(HNO3):
(1)硝酸物理性质:纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体 。 低沸点(83℃)、易挥发 , 在空气中遇水蒸气呈白雾状 。 98%以上的硝酸叫“发烟硝酸” , 常用浓硝酸的质量分数为69% 。
(2)硝酸的化学性质:具有一般酸的通性 , 稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色 , 浓硝酸遇紫色石蕊试液先变红(H+作用)后褪色(浓硝酸的强氧化性) 。 用此实验可证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强 。 浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂 , 能氧化大多数金属 , 但不放出氢气 , 通常浓硝酸产生NO2 , 稀硝酸产生NO , 如:
①Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反应①还原剂与氧化剂物质的量之比为1︰2;反应②还原剂与氧化剂物质的量之比为3︰2 。
常温下 , Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化 , (说成不反应是不妥的) , 加热时能发生反应:
当溶液中有H+和NO3-时 , 相当于溶液中含HNO3 , 此时 , 因为硝酸具有强氧化性 , 使得在酸性条件下NO3-与具有强还原性的离子如S2-、Fe2+、SO32-、I-、Br-(通常是这几种)因发生氧化还原反应而不能大量共存 。 (有沉淀、气体、难电离物生成是因发生复分解反应而不能大量共存 。 )
44、氨气(NH3)
(1)氨气的物理性质:无色气体 , 有刺激性气味、比空气轻 , 易液化 , 极易溶于水 , 1体积水可以溶解700体积的氨气(可做红色喷泉实验) 。 浓氨水易挥发出氨气 。
(2)氨气的化学性质:
a. 溶于水溶液呈弱碱性:
生成的一水合氨NH3·H2O是一种弱碱 , 很不稳定 , 受热会分解:
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 。
氨水中的微粒:H2O、NH3、NH3·H2O、NH4+、OH—、H+(极少量 , 水微弱电离出来) 。
b. 氨气可以与酸反应生成盐:
①NH3+HCl=NH4Cl
②NH3+HNO3=NH4NO3
③ 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
因NH3溶于水呈碱性 , 所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气的存在 , 因浓盐酸有挥发性 , 所以也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口 , 如果有大量白烟生成 , 可以证明有NH3存在 。
(3)氨气的实验室制法:
①原理:铵盐与碱共热产生氨气
②装置特点:固+固气体 , 与制O2相同 。
③收集:向下排空气法 。
④验满:
a. 湿润的红色石蕊试纸(NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)
b. 蘸浓盐酸的玻璃棒(产生白烟)
⑤干燥:用碱石灰(NaOH与CaO的混合物)或生石灰在干燥管或U型管中干燥 。 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、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 。
⑥吸收:在试管口塞有一团湿的棉花其作用有两个:一是减小氨气与空气的对流 , 方便收集氨气;二是吸收多余的氨气 , 防止污染空气 。
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