实验3氮和磷.docx
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实验3氮和磷
实验3氮和磷
实验3氮和磷
实验目的
1.掌握氮的制备方法及氨的性质。
2.掌握亚硝酸盐和硝酸盐的氧化还原性质和热稳定性。
3.了解磷酸盐的主要性质。
4.鉴定铵离子、亚硝酸盐、硝酸盐及磷酸盐等。
实验内容
一、铵盐
1．氨的还原性
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
奈氏法：
在点滴板中滴入一滴铵盐溶液，再滴入一滴奈斯勒试剂
出现红棕色沉淀
NH4++2HgI42-+4OH-=[Hg2O（NH2）]I+7I-+3H2O
二、亚硝酸和亚硝酸盐
1．亚硝酸的生成和分解
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
NaNO2+H2SO4
在冷的NaNO2中加入H2SO4后，溶液变为淡蓝色，在室温中，溶液放出无色气体。
2NaNO2+H2SO4
2HNO2（淡蓝）+Na2SO4
3HNO2=2NO+HNO3+H2O
亚硝酸不稳定，只存在于冰冷溶液中，室温下即分解。
2．亚硝酸的氧化还原性
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
KI+H2SO4+NaNO2
溶液变为棕黑色,并有无色气体生成。
2KI+2H2SO4+2NaNO2=I2+K2SO4+Na2SO4+2NO+2H2O
亚硝酸有氧化性。
KMnO4+H2SO4+NaNO2
高锰酸钾褪色。
2MnO4-+6H++5NO2-=5NO3-+2Mn2++3H2O
亚硝酸有还原性。
3．亚硝酸根的鉴定
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
NaNO2+HAc+对氨基苯磺酸+α-萘胺
溶液变为粉红色。
当NO2-浓度较大时，粉红色褪去，生成黄色溶液或褐色沉淀
亚硝酸与对氨基苯磺酸生成重氮化合物，该化合物与α-萘胺反应生成红色的对-苯磺酸-偶氮α-萘胺
（红色）
三、硝酸和硝酸盐
1．硝酸的氧化性
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
S+HNO3
溶液加BaCl2
硫粉水浴加热溶解,产生无色气体,它在空气中变为红棕色,溶液冷却后加入BaCl2,产生白色晶状沉淀。
S+2HNO3=H2SO4+2NO↑
SO42-+Ba2+=BaSO4↓
Zn+HNO3（浓）
反应激烈，放出棕红色刺激性气味气体
Zn+4HNO3（浓）=Zn（NO3）2+2NO2↑+2H2O
Zn+HNO3（2M）
反应较慢，放出无色气体，该气体在空气中变为红棕色，溶液用气室法能检出NH4+。
3Zn+8HNO3（2M）=3Zn（NO3）2+2NO↑+4H2O
4Zn+10HNO3（2M）=4Zn（NO3）2+NH4NO3+3H2O
2．硝酸盐的热分解
3．硝酸的氧化性
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
加热KNO3固体
固体受热熔化，生成无色气体。
2KNO3
2KNO2+O2↑
加热Cu（NO3）2固体
固体受热由蓝色变为黑色，还生成红棕色气体。
2Cu（NO3）2
2CuO+4NO2↑+O2↑
加热AgNO3固体
固体受热熔化，生成金属银和红棕色气体。
2AgNO3
2Ag+2NO2↑+O2↑
活泼金属硝酸盐加热分解为亚硝酸盐和氧气，中等活泼金属硝酸盐加热分解为氧化物，NO2和O2，不活泼金属硝酸盐加热分解为金属，NO2和O2。
4．硝酸盐的鉴定
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
NO3-的鉴定：
FeSO4+NO3-+H2SO4（浓）
浓硫酸与溶液的交界面出现棕色环。
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO+2H2O
Fe2++NO=[Fe（NO）]2+
NO2-溶液有类似的反应，但它只能形成棕色溶液，而不能成环。
四、磷酸盐的性质
实验项目
现象
解释或反应方程式
结论
1．磷酸盐的pH值
磷酸盐与Ag+反应
Na3PO4:
13
Na2HPO4:
9
NaH2PO4:
5
Na3PO4+AgNO3：
有黄色沉淀生成，溶液的pH值不变（13）。
Na2HPO4+AgNO3:
有黄色沉淀生成，溶液的pH值变小（6）。
NaH2PO4+AgNO3:
有无沉淀生成。
PO43-+H2O=HPO42-+OH-
HPO42-+H2O=H2PO4-+OH-
H2PO4-=HPO4-+H+
PO43-+3Ag+=Ag3PO4↓
HPO42-+3Ag+=Ag3PO4+H+
磷酸盐能溶于酸性溶液。
钙磷酸盐的溶解性
Na3PO4+CaCl2:
生成白色沉淀，加盐酸后沉淀溶解。
Na2HPO4+CaCl2:
生成白色沉淀，加入氨水后沉淀增多。
加盐酸后沉淀溶解。
NaH2PO4+CaCl2:
无沉淀生成，加氨水后产生白色沉淀。
加酸则溶解。
3Ca2++2PO43-=Ca3（PO4）2↓
Ca3（PO4）2+4H+=2H2PO4-+3Ca2+
Ca2++HPO42-=CaHPO4↓
CaHPO4+H+=H2PO4-+Ca2+
H2PO4-+NH3+Ca2+=CaHPO4↓+NH4+
PO3-、PO43-和P2O74-的鉴定
PO3-+Ag+=AgPO3↓（白）
PO43-+3Ag+=Ag3PO4↓（黄）
P2O74-+4Ag+=Ag4P2O7↓（白）
PO3-+HAc鸡蛋清：
溶液凝聚
P2O74-+HAc鸡蛋清：
溶液无凝聚
五、设计实验
1.在PO43-溶液中，混有少量的Cl-和SO42-，设计鉴定这些离子并除去Cl-和SO42-的实验步骤。
鉴定杂质离子的存在：
PO43-+Cl-+SO42-→用HNO3酸化后将溶液分为二份，一份滴入AgNO3，若有白色沉淀，则表明溶液有Cl-离子存在，另一份滴入BaCl2,若有白色沉淀，表明SO42-存在。
除去杂质离子：
溶液酸化后，先滴入BaSO4,过滤除去BaSO4，再滴入AgNO3,过滤除去AgCl沉淀，余下的就是PO42-溶液了。
2.有一种白色固体盐类，由下列实验进行检验。
（1）取少量固体溶于水。
（2）取少量固体加入NaOH溶液并加热。
（3）取少量固体加入少量浓盐酸。
根据实验判断它可能是哪种盐？
选择其他试剂进一步确定，写出实验方案，实验现象和反应方程式。
（1）根据水溶性判断盐的类型：
铵盐、钠盐、钾盐，氯化物、大部分硫酸盐易溶于水。
（2）铵盐遇碱受热放出NH3，它与pH试纸变蓝。
重金属盐遇碱出现沉淀。
（3）氧化性盐遇浓盐酸放出氯气。
水溶性小的盐在浓盐酸中溶解度一般增大。
思考题：
1.在化学反应中，为什么一般不用HNO3或HCl作酸化试剂？
答：
HNO3具有氧化性，HCl具有还原性，所以一般不用它们作酸化试剂。
2.结合实验事实说明鉴定NH4+的方法。
答：
可以用气室法和萘氏法鉴定,也可以用萘氏试剂法检验。
3.铜与浓硝酸和稀硝酸反应及锌与浓HNO3和稀HNO3反应的产物有什么不同？
答：
浓硝酸与金属反应，被还原的产物为NO2。
稀硝酸与不活泼金属反应，其产物主要是NO，与较活泼金属反应，其产物可以是NO，N2O，也可以是NH4+，视硝酸的浓度而定，浓度有稀，其主要产物是NH4+，浓度较大时，其主要产物是NO。
4.现有NaNO3溶液和NaNO2溶液，用三种方法加以区别。
答：
（1）在弱酸介质（如HAc）中，硝酸盐无氧化性，亚硝酸盐有氧化性，可以利用KI与之反应鉴别。
（2）NO3-无还原性，NO2-有还原性，利用MnO4-与之反应可以鉴别。
（3）NO3-可发生棕色环反应，NO2-无能成环反应。
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