
教材介绍铵盐受热分解时举了两例 , 一是氯化铵(NH4Cl) , 二是碳酸氢铵(NH4HCO3) , 分解产物中都有氨气 , 很多同学便由此推广到所有铵盐受热分解都产生氨气 。 其实 , 铵盐受热分解情形较复杂 。
铵盐一般都不稳定 , 受热易分解 。 其分解产物决定于组成铵盐的酸的性质 。 强酸的铵盐常温时稳定 , 而弱酸的铵盐常温时就会部分分解 。 例如:硫酸铵在100℃时才开始分解 , 而碳酸氢铵在常温下就能部分分解 。
根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质 , 铵盐分解时有以下三种情况:
1.易挥性酸(不包括HNO3)的铵盐:受热分解生成合成它的物质 , NH3和易挥发性酸(或NH3·H2O和易挥发性气体) 。 例如:
NH4Cl(固)=(加热)NH3↑+HCl↑
NH3+HCl=NH4Cl (试管上端又有白色固体附着) 。
又如:(NH4)2CO3=(加热)2NH3↑+H2O+CO2↑
NH4HCO3=(加热)NH3↑+H2O+CO2↑
生成的混合物 , 若不加以分离 , 冷却后又会变为原来的反应物 。
2.高沸点酸的铵盐:受热分解生成NH3和酸式盐(或酸)
【铵盐热分解的规律】加热时则只有氨气逸出 , 酸或酸式盐仍残留在容器中 。 如(NH4)2SO4、(NH4)3PO4为此类铵盐
(NH4)2SO4=(加热)NH4HSO4+NH3↑
而在强热条件下 , 硫酸氢铵进一步分解 , 生成二氧化硫、三氧化硫、氮气和氨气等 。
4NH4HSO4=(强热)2NH3↑+
3SO2↑+SO3↑+N2↑+7H2O
(NH4)3PO4=(加热)
(NH4)2HPO4+NH3↑
(NH4)2HPO4=
(加热)NH4H2PO4+NH3↑
NH4H2PO4比(NH4)2HPO4和(NH4)3PO4稳定 , 进一步分解比较困难 。
(NH4)3PO4=(强热)H3PO4+3NH3↑
3. 强氧化性酸的铵盐:受热分解产物复杂 , 温度不同 , 产物亦不同 。 其分解产物是氮气或其氧化物 。 例如:
在较低的温度下慢慢分解可得到NH3和相应的酸 , 如NH4NO3 。 加热时则发生氧化还原反应 , 无氨气逸出 。 例如:
NH4NO3(100℃)=NH3↑+HNO3
NH4NO3(190℃)=N2O↑+2H2O
5NH4NO3(290℃)=4N2+9H2O
+2HNO3
当温度达到480℃~500℃或NH4NO3受到撞击 , 会发生爆炸性分解 , 因此NH4NO3是一种无氧炸药 。
2NH4NO3(500℃)=2N2↑+O2↑+4H2O
这是因为在铵盐中含有共同的铵离子(NH4+) , 它是由NH3的弧电子对与H+共用生成的;电荷是+1 , 离子半径是1.43A , 在结构上类似于钾离子(K+ , 半径为1.33A)和铷离子(Rb+半径为1.48A);因此铵盐在晶体结构和溶解度方面和同类的碱金属非常相似 。 但是铵离子内部的这种结合毕竟是可以离解的 , 所以铵盐又呈现其特殊性 。 例如铵盐和碱的作用 , 固态铵盐的热分解和碱金属盐是完全不同的;使铵盐的分解有其固有的基本规律 。
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