氨气与水反应生成的产物及其性质如下:
一、主要产物
氨气(NH?)溶于水时,大部分与水结合生成一水合氨(NH?·H?O),反应式为:
NH? + H?O ? NH?·H?O
此反应为可逆反应,仅有少量一水合氨会进一步电离为铵根离子(NH??)和氢氧根离子(OH?),使溶液呈弱碱性。
二、反应细节
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一水合氨的稳定性
一水合氨不稳定,受热易分解为氨气和水:
NH?·H?O ? NH?↑ + H?O
因此,加热浓氨水可快速释放氨气,常用于实验室制取少量氨气。 -
电离平衡
氨水的弱碱性来源于一水合氨的部分电离:
NH?·H?O ? NH?? + OH?
溶液中同时存在三种分子(NH?、H?O、NH?·H?O)和三种离子(NH??、OH?、H?),pH值约为10。
三、物理性质与实验现象
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溶解性
氨气极易溶于水,1体积水可溶解约700体积的氨气(标准状况下)。
这一特性常通过喷泉实验验证:将充满氨气的烧瓶倒置于含酚酞的水中,水溶液被吸入形成红色喷泉,证明氨的溶解性和溶液碱性。 -
液氨与氨水的区别
- 液氨:纯净的液态氨(NH?),不含水,不导电。
- 氨水:氨的水溶液,是混合物,含NH?、NH?·H?O、NH??等成分。
四、化学性质应用
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弱碱性应用
氨水能使酚酞变红、石蕊变蓝,常用于实验室检测碱性溶液。
还可用于制备铵盐(如NH?Cl、NH?NO?)和中和酸性废水。 -
农业与工业用途
- 作为氮肥(铵态氮肥),可直接施用于土壤,但需深施覆土以减少挥发。
- 工业上用于合成硝酸、尿素等化工产品。
五、安全与注意事项
氨水对皮肤、眼睛和呼吸道有强刺激性,需密封保存于耐腐蚀容器。若接触氨水中毒,需立即脱离污染环境,用食醋中和,并及时就医。
氨气与水反应生成一水合氨(NH?·H?O),溶液呈弱碱性,兼具溶解度高和易挥发的特性。其应用广泛但需注意安全操作。