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。