【知识点详解】
1. **氨气的制取与性质**:
- 氨气的制取常采用碱石灰或生石灰与氯化铵反应,例如:2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3↑ + 2H2O + CaCl2。
- 制得的氨气可以通过加热的碱石灰或生石灰干燥,以除去可能含有的水分。
- 探究氨气的溶解性时,通常使用带有喷泉装置的实验,氨气极易溶于水,导致容器内压强下降形成喷泉。
2. **氨气的还原性**:
- 氨气可以作为还原剂,与氧化剂如氯气反应。例如,氨气与氯气在一定条件下反应生成氯化铵和氮气,化学方程式为:3Cl2 + 8NH3 → 6NH4Cl + N2。
- 在此过程中,需要先通过饱和食盐水除去氯气中的HCl,再通过浓硫酸干燥氯气,以确保氯气的纯净和干燥。
3. **氨气的尾气处理**:
- 实验中多余的氨气通常需要妥善处理,可以采用含有酸性溶液的装置(如装有硫酸的装置)来吸收氨气,避免环境污染。
4. **氨气的性质实验**:
- NH3与其盐的反应,如NH4Cl与Ca(OH)2反应生成氨气,是中学化学中常见的实验,用于制备氨气。实验装置通常包括反应装置、气体收集装置和尾气处理装置。
- NH3的性质实验中,氨气遇到氯化氢会产生白烟(NH4Cl),而遇到酚酞试液的水溶液会显红色,显示其碱性。
5. **含氮化合物的合成**:
- 干燥的二氧化碳和氨气可以反应生成氨基甲酸铵固体,反应为2NH3(g) + CO2(g) ⇌ NH2COONH4(s) ΔH < 0。这个反应是放热的,因此需要在低温下进行,以促进反应正向进行,提高产物的产率。
6. **硝酸与氮氧化物的探究**:
- 制备二氧化氮气体通常使用铜与浓硝酸反应,铁在浓硝酸中会发生钝化,所以选用铜。
- 二氧化氮气体的干燥剂选择应能吸水而不与二氧化氮反应,例如无水氯化钙或五氧化二磷。
- 二氧化氮的尾气处理通常采用NaOH溶液,以吸收有毒的NOx,防止污染环境。
7. **实验安全与操作**:
- 实验中要注意防止冷凝水倒流导致试管破裂,例如在制备氨基甲酸铵时,试管口不应向上倾斜。
- 使用冷水浴冷却反应装置是为了控制反应温度,对于放热反应,降低温度可以使平衡向产物方向移动,提高产物的产量。
以上就是对化学实验中含氮化合物的探究涉及的知识点的详细解析,涵盖了氨气的制备、性质、反应以及含氮化合物的合成与性质探究等多个方面。