Transcript 第四章第四节氨硝酸硫酸
第四章 非金属及其化合物 第四节 氨 硝酸 硫酸 第1课时 宁安一中韩艳云 氨 一、氨 氮是动植物生长不可缺少的元素， 是蛋白质的重要成分。 氮的固定： 将游离态的氮转变为氮的化合物 叫做氮的固定。 N2 + 3H2 高温、高压 催化剂 2NH3 游离态 氮的固定 如：N2+O2 放电 N2+3H2 化合态 2NO 2NH3 自然固氮 氮的固定 人工固氮 高能固氮 生物固氮 (一)氨的性质 [实验4—8] P97 氨的喷泉实验，注意观察现象。 如图，在干燥 的圆底烧瓶里充满 氨，用带有玻璃管 和滴管(滴管里预 先吸入水)的塞子 塞紧瓶口。倒置烧 瓶，使玻璃管插盛 有水的烧杯(预先 在水里滴有少量酚 酞试液)。轻轻挤 压滴管，使少量水 进入烧瓶。观察并 描述现象。 氨气 酚酞试液 氨的喷泉实验 氨的喷泉实验视频 实验现象：形成红色的喷泉 实验结论： （1）氨气极易溶于水。 （2）氨气溶于水显碱性，酚酞试液变红。 想想看： （1）氨为什么会形成喷泉？ 氨极易溶于水，使烧瓶内外形 成较大的压差； （2）溶液为什么变为红色？ 氨气溶于水溶液显碱性 （3）实验成败的关键是什么？ a.烧瓶干燥； b.装置的气密性好； c.收集的气体纯度尽可能高。 科学视野 城市中常见的人造喷泉及火山爆 发的原理与上述的原理相似。 （一）氨的性质 展示装满氨气 的烧瓶 1.氨气的物理性质 ①无色, 有刺激性气味的气体； 冰块 氨 气 请观察氨 气的物理 性质？ ②易液化； 液 氨 你得出什么 结论？ ③极易溶于水(1:700)。 1.氨气的物理性质 氨气是无色、有刺激性气味的 气体，极易溶于水，常温常压下， 1体积水能溶解约700体积的氨气。 易液化，常用作致冷剂。 2、氨的化学性质 （1）氨跟水反应——显弱碱性 NH 3+H2O NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH4 ++OH- 一水合氨很不稳定 加热 NH 3·H 2O = NH3↑ +H2O 目录 ①NH3极易溶于水。（1 ：700）， ②NH3与水反应后有碱性物质生成。 大部分NH3与水结合成 NH3·H2O， NH3·H2O可以小部分电离成NH4+和OH-。 NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH- △ NH3·H2O = NH3 ↑+ H2O 弱碱性 ，既能使无色的酚 所以氨水显______ 红色 酞溶液变成____，又能使湿润的红色的 变蓝 石蕊试纸____。 讨论： 氨水的主要成份有哪些？ 氨水与液态氨有何区别？ 氨水中的分子有：H2O、NH3 和 NH3·H2O 氨水中的离子有：NH4+、H+ 和 OH所以：氨水是混合物。 液氨 是氨气加压或降温后形成的液态物质， 液氨所含的微粒是NH3。 所以：液氨是纯净物。 （2）氨跟酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl （白烟） NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 写出上述反应的离子方程式 NH3 + H+=NH4+ 与 挥 发 性 的 酸 反 应 有 白 烟 氨与氯化氢的反应 NH3+HCl＝NH4Cl HCl NH4Cl NH3 沾有浓氨水的玻棒 现象：产生大量白烟 1.在反应中为什么会产生白烟？ 挥发出的氨气和氯化氢气体在空 中反应生成氯化铵固体小颗粒。 2.硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白 烟？ 不能 -3 （3）NH3具有还原性 -3 催化剂 +2 4NH3+5O2===4NO+6H 高温 2O +2 这个反应叫做氨的催化氧化， 它是工业上制硝酸的基础. -3 0 6NO+4NH3=5N2+6H2O +4 -3 0 6NO2+8NH3=7N2+12H2O 3、氨的用途: (1)氮肥 (2)致冷剂 (3)化工原料 无机：生产硝酸、铵盐和纯碱等 有机：合成纤维、塑料、染料和尿素等 生产硝酸原理： NH3 NO NO2 侯德榜制碱法： HNO3+NO NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑ 铵盐 铵盐的形成：NH3 + H+=NH4+ 物理性质： 铵盐都是晶体 铵盐都易溶于水 铵盐都不稳定，受热易分解 铵盐的化学性质 （1）铵盐受热易分解 ∆ NH4Cl = NH3 ↑+ HCl↑ ∆ NH4HCO3 = NH3↑ +H2O ↑+CO2↑ ∆ (NH4)2CO3 = 2NH3 ↑ + H2O↑ + CO2 ↑ （2）铵盐与碱反应 △ NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 ↑ △ (NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 ↑ 运用： 实验室用来制NH3、用于NH4+的检验 反应实质： △ NH4++ OH－=NH3↑+H2O 铵盐的用途 大量的铵盐用于生产氮肥 硝酸铵用于制炸药、氯化铵常用作印染 和制干电池的原料，也可以用于金属的 焊接，以除去金属表面的氧化物薄膜。 1、为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人？ 液氨气化吸收热量 2、消防队员应该如何除去白茫茫的氨气？ 喷水，使氨气转化为氨水 3、附近居民怎样做才能避免受伤？ 用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场 防化兵在水幕的保护下，一点一点接近氨气罐 （二）NH3的实验室制法 • 原理：加热铵盐与碱的固体混合物 • 如：将固体NH4Cl与Ca(OH)2混合加热，即 得到NH3 △ 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑ 讨论： NH3如何收集？ 如何检验NH3已经收满？剩余的NH3如何处理？ 若要制备干燥的NH3 ，可用什么作干燥剂？ 目录 NH3的实验室制法 （1）原料：NH4Cl （2）原理： Ca（OH）2 △ 2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+2H2O+CaCl2 （3）制取装置： 固固加热装置 棉花的作用： 防止空气对流 （4）收集装置： 向下排空气法 （5）检验： a：使湿润的红色石蕊试纸变蓝 b：遇浓盐酸产生大量的白烟 （6）尾气处理：用水吸收NH3 要得到干燥的氨气，常用试剂有哪些？ ①CaO、碱石灰等碱性干燥剂 ②无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2.8NH3) 除了利用上述方法之外，实验室有 无其他简单可行的方法来制得氨气？ 方法二：加热浓氨水制氨气 浓氨水 NH3·H2O == NH3↑+ H2O 方法三 思考：有什么现象？ 为什么有此现象？ ←浓氨水 1、吸收水分，减少溶剂。 ←固体CaO 2、增加OH-的浓度。 3、放出热量，升高温度。 氮在自然界中的循环 自然界中氮的循环过程 大气中的氮 氮的固定（生物固氮、 高能固氮、人工固氮） 土壤中的氮 (铵盐→硝酸盐) 硝酸盐 植 物 吸 收 植物中有机氮 细菌分解 动物排泄 物及遗体 动物摄取 动物中有机氮 思考： 1.能将NH4Cl 、(NH4)2SO4、 NaCl、 Na2SO4四种溶液一一区 别开来的试剂是（ D ） A NaOH C BaCl2 B AgNO3 D Ba(OH)2 思考2 ：某学生在氨气的喷泉 实验基础上积极思考产生喷泉 的其他方法，并设计如图所示 的装置。在锥形瓶中，分别加 入足量的下列物质，反应后可 能产生喷泉的是：（ D） （A）Cu与稀盐酸 （B）NaHCO3与NaOH （C）CaCO3与稀硫酸 （D）NH4HCO3与稀盐酸 NH3·H2O很不稳定，受热就会分解： △ NH3·H2O＝NH3↑+H2O 一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红。 氨水是弱碱 液氨是弱碱 NH3·H2O是弱碱 氨水呈弱碱性。 练习：1.下列组合能形成明显喷泉并充满烧 瓶 的是（BD） A A B C D A干燥气体 NO2 SO2 Cl2 HCl B 液体 水 4 mol/L NaOH 饱和食盐水 水 B 第四节第二课时 • 硫酸 硝酸 二、硫酸和硝酸的氧化性 硫酸与硝酸都具有酸的通性。 硫酸、硝酸都是一种酸，HNO3 = + NO3 H2SO4=2H++SO42H+ - 使指示剂变色： 稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红 与碱发生中和反应： H+ + OH - = H2O 与碱性氧化物反应： 2 H+ + CuO = Cu2+ + H2O 与盐反应：2 H+ + CO3 2- = H2O + CO2 与活泼金属反应 思考与交流 • 1、硫酸、硝酸、盐酸都是酸，它们在 组成上有什么特点？ 它们都是酸，在水溶液中电离出H+，硫酸、 硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元 酸，硝酸和盐酸是一元酸 2、这些特点与酸的通性有什么关系？ 用电离方程式表示。 在水溶液中都电离出氢离子 HA=H++A— （一）硫酸的性质 • 1.【思考】稀硫酸和浓硫酸的性质有何不同？ 浓H2SO4的物理性质 A.色态：无色、粘稠的油状液体 B.沸点：约338℃——难挥发酸（高沸点酸） C.密度：1.84g/cm3——高密度酸 D.溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热。 • 两高：沸点、密度高 • 两大：溶解度、溶解放热量大 目录 2.你对浓硫酸知多少？ （1）浓硫酸在稀释时应注意什么问题？ 应将浓硫酸沿烧杯壁向水中慢慢注入， 并用玻璃棒不断搅拌。 （2）实验室制HCl气体是用以下反应制备， 你能说明反应进行的理由吗？ 微热 H2SO4(浓) +NaCl == NaHSO4 + HCl↑ 强热 H2SO4(浓) +2NaCl == Na2SO4 + 2HCl↑ 注：高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸 制易挥发性酸 3.浓硫酸的特性： 1) 吸水性:能吸收水份 可干燥与它不反应的气体 O2、H2、N2、 Cl2、 CO2、SO2、HCl 思考：1.能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？ 2.将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象? 问题探究 1、下列不能用浓硫酸干燥的气体是 （ ⑥ ①Cl2 ② O2 ③ SO2 ④ H2 ⑤ HCl ⑥NH3 ⑦ CO2 2、实验室常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速 简易制取HCl气体，请简述原因。 浓硫酸能够吸收空气中的水蒸气。因此，在实验室 中常用浓硫酸来 干燥 不与它起反应的气体。 ） 浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应 2)、脱水性 浓硫酸与蔗糖反应 浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素 浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别? a.浓硫酸沾到皮肤上应如何处理? 实验：将浓硫酸慢慢加入蔗糖中，并用玻 璃棒搅拌 现象：蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多 孔的海绵状，并放出有刺激性气味 的气体 原因：C12H22O11 浓硫酸能将蔗糖中的H 和O按原子个数比2：1脱去形成 水，使蔗糖生成炭 3)强氧化性： 失去2e- 与铜反应+6 0 +2 +4 2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2 得到2e- 氧化剂：H2SO4 还原剂：Cu 练习并讨论： 分析上述反应中电子转移的方向和数目，指出氧化剂 和还原剂，并分析浓硫酸在上述反应中体现的性质。 加热时，浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外) ， 一般没有氢气生成，通常生成SO2气体。 书P95实验4-8 铜与浓硫酸的反应 现象： 有气体产生，此气体使品红溶液褪 色或紫色的石蕊试液变红 反应后溶液倒入少量的水中，溶液 呈蓝色 反应原理： △ Cu+2H2SO4 （浓）== CuSO4+SO2↑+2H2O 浓硫酸与碳的反应： △ C+2H2SO（浓）== CO2↑+2SO2 ↑+2H2O 4)与非金属反应 C + 2H2SO4(浓) == 2SO2 ↑+ CO2↑+ 2H2O 加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、C等） 思考并讨论： 请设计实验方案，验证碳和浓硫酸反应的产物 验证碳和浓硫酸反应的产物 仪器连接如下 说明：应首先用无水硫酸铜验证水，然后用品 红验证二氧化硫，再用高锰酸钾氧化多余的二 氧化硫，接着再次验证二氧化硫是否全部被氧 化，最后才验证二氧化碳。 如何检验浓硫酸与碳反应生成的各种产物？ 无水硫酸铜、品红、酸性高锰酸钾或溴水、 品红、澄清的石灰水 注意：硫酸分子中的硫元素的化合价为 +6 价，处于硫元素所有化合价中的最高 价 态，在氧化还原反应中化合价只能 降低 ， 表现 氧化性 ， 浓硫酸被还原一般得到的产物为 SO2 。 常温下，浓硫酸可用铁槽车或铝槽 车运输，这是因为常温下，浓硫酸可 使铁或铝的表面生成一层致密的氧化 膜，阻止了内部金属与浓硫酸进一步 反应，这种现象叫做——钝化。 硫酸车槽 【思考】浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸是否 有氧化性？如果有，其氧化性与浓硫酸的氧 化性有何不同？ 浓硫酸与稀硫酸比较： 稀H2SO4 ：由H+ 和SO42- 构成——弱氧化性（由 H+体现）——可与活泼金属反应生成H2 浓H2SO4：由H2SO4分子构成——强氧化性（由 S 体现）— 加热时可与大多数金属和某些非金 属反应，通常生成SO2 5.硫酸的用途： （二）硝酸的性质： • 1.物理性质：无色，易挥发、有刺激性 气味的液体，能以任意比溶于水，含 HNO3 98%的硝酸—发烟硝酸 2.化学性质： （2）氧化性： （1）酸性（略） ① 与金属反应（除Au和 Pt外） Cu + 4HNO3(浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2O 3Cu + 8HNO3(稀） = 3 Cu(NO3)2 + 2NO +4H2O 氧化性：浓硝酸>稀硝酸 注意：Fe 和Al遇到冷的浓硝酸被钝化，被氧化成 一层致密的氧化膜，与浓硫酸一样。 目录 ②与非金属反应 C +4HNO3 （浓）=2H2O +4NO2 +CO2 结论：硝酸跟非金属反应，生成NO2、 H2O和相应的含氧酸 ③硝酸还能氧化FeO、 Fe(NO3)2(Fe2+)、 HBr(Br-)、 HI(I-) 、H2S (S2-)、 SO2等具有还原性的化合物发生氧化 还原反应，因此，不能用硝酸与有关的盐反应制取HI、 SO2、 H2S、 HBr等气体 小结：硝酸与金属反应时，主要是HNO3中+5价的氮得 到电子，被还原成较低价氮的物质，稀硝酸的还原产 物一般是NO，浓硝酸的还原产物一般是NO2，而不像 盐酸与金属反应那样生成H2。 （3）不稳定性：硝酸不稳定，见光易分解： 光 4HNO3（浓） = 2H2O +4NO2 +O2 因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方 硝酸的氧化性强至可以氧化大多数金属，除Au、 Pt外， 如果把浓硝酸和浓盐酸按照1：3的体积比混合（即王 水），就可以氧化所有的金属。 3、硝酸的用途：制化肥、农药、炸药、染料、盐等 谢谢！