化学氨硫酸硝酸.docVIP

知识点一：氨气要点诠释：上节课同学们学习了氮的氧化物，那么这节课我们要研究一下氮元素的重要的氢化物-NH3氨气具有还原性和碱性。1氨气的物理性质氨气是一种无色有刺激性气味的气体，易液化，极易溶于水，其水溶液叫氨水。PS：中学学过的气体的溶解性： 极易NH3、HCl易溶于水SO2能溶于水CO2、Cl2不易溶于水O2难溶于水（不溶于水）CO 、H2 、NO与水反应的气体（可逆）SO2、CO2 、Cl2、NH3、以甲烷为代表的有机气体。与水反应（不可逆）F2、NO2有关氨气的溶解性的实验，可以参考教材（新课标）上面的喷泉实验（见右图）实验要点：（1）整个装置要干燥，特别是导管和集气瓶。（2）整个装置气密性要良好，不能漏气。（3）止水夹要加紧，实验时，先将集气瓶上胶头滴管的水挤入集气瓶，见到胶头变憋，说明集气瓶中的氨气已经全部溶解在水中了，这时打开止水夹，由于大气压强的作用，遂将水压入集气瓶，形成美丽的喷泉现象。（4）若事先往烧杯中的水中滴加酚酞，则实验后溶液成红色；若滴加紫色石蕊，则溶液成蓝色。（如图）2氨水的化学性质思考，喷泉实验说明什么问题？回答：（1）能够形成喷泉，说明氨气极易溶于水（1：700）（2）反应后溶液变红（滴加酚酞）说明氨气与水反应生成了一种碱。也就是说：氨水是碱性的。深入：氨水为什么显碱性？ NH3+H2O NH3H2O NH4+ + OH- 此外：一水合氨不稳定NH3H2ONH3 + H2O氨气溶在水中大部分是以一水合氨的形式存在的，其中（不到1%）的一水合氨（NH3H2O）电离生成铵根和氢氧根，所以氨水显碱性，同时又能说明一水合氨（NH3H2O）是弱电解质。对比 氨水都有哪些成分？ 氯水的成分NH3H2O、H2O、 NH3 Cl2 、H2O 、HClOH+（极少） 、NH4+ 、OH- H+ 、ClO- 、OH-（极少） Cl-(三分子、三离子) （三分子、四离子）性质：无色、弱碱性、不稳定性（NH3H2O）、 黄绿色（Cl2）、酸性（H+）、沉淀性（OH-）、还原性（NH4+）、弱氧化性（H+） 沉淀性 、氧化性、漂白性 、不稳定性、拓展：都有什么气体可以形成喷泉？分析：喷泉形成的原理是由于气体极易溶于水，导致集气瓶内压强减少（接近真空），卡开止水夹，由于外部大气压的作用，水就被挤入集气瓶。所以只要使气体被水或溶液尽可能多的吸收，从理论上来说都可以形成喷泉。集气瓶胶头滴管NH3水HCl水CO2浓 NaOHSO2浓 NaOHH2S浓 NaOHNO2和O2 (4:1)水或NaOH3氨气的实验室制法实验室制取氨气通常有两种方法：一是利用铵盐的的性质，使其铵根转化为氨气，另一中方法是利用氨水的不稳定性，使一水合氨分解产生氨气。方法一：铵盐和碱共热制氨气药品：氢氧化钙和氯化铵原理：Ca(OH)2 + 2NH4Cl CaCl2 + 2NH3+2H2O 实验仪器：固固加热-大试管、酒精灯 （见右图） 收集： 向下排气法（氨气的密度小于空气）验满：湿润的红色石蕊试纸接近试管口，发现变蓝即满。要点：试管口要放一些蘸水的棉花，目的是防止刺激性气味的氨气溢出。拓展：凡是有刺激气味或者有毒的气体实验室在制取的时候都要考虑到尾气的处理和吸收，防止污染空气，具体的情况是这样的：CO氯化亚铜溶液（中学不要求）；SO2-氢氧化钠溶液；NO2- 浓氢氧化钠溶液；Cl2氢氧化钠溶液； NO-氨气（铂催化）；方法二：浓氨水加热或者和生石灰混合原理：NH3H2ONH3+H2O ; NH3H2O + CaO = Ca(OH)2 + NH3 仪器：固液加热或不需加热-圆底烧瓶、分液漏斗、酒精灯（见右图）其他的地方与方法一一样4.氨气和铵根的检验氨气（NH3）在中学有两种方法检验：其一是用湿润的红色石蕊试纸，变蓝证明是氨气（利用了氨气溶于水显碱性，氨气是中学学过的唯一一种碱性的气体）。其二是用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口，若有白烟生成，证明是氨气（利用氨气与氯化氢反应生成氯化铵）NH3 + HCl = NH4Cl铵根（NH4+）的检验：如何检验固体、或溶液中含有铵根，这是中学的重要实验也是化学实验会考的主要内容之一，同学们要熟练掌握检验铵根的操作。5.氨气的干燥干燥剂的选择，干燥不同的气体，应该选用不同的干燥剂。干燥剂是吸收水蒸气，但是不能喝被干燥的气体反应。中学常见的干燥剂如下：浓H2SO4不能干燥NH3、HI、H2S碱石灰不能干燥 HCl SO2 CO2 等一切酸性气体无水氯化钙不能干燥NH3P2O5不能干燥NH36.氨气的用途氨气是一种重要的化工产品，制造氮肥、硝酸、铵盐的重要原料。同时也可以做制冷剂。知识点二：铵盐要点诠释：铵盐就是由铵根离子和酸根离子都成的盐，铵盐都是晶体，有无色或者白色的，铵盐都易溶于水。（铵根是不含金属元素的金属阳离子）下面看一看铵盐的共性：（1）铵盐都是不稳定的，特别是HCl、HNO3 、H2CO3对应的铵盐。NH4Cl NH3 + HClNH4HCO3 NH3 + H2O + CO2（2）铵盐与碱共热生成氨气NaOH + NH4NO3 NaNO3 + NH3+H2O 由于铵盐的这些性质，由于植物生长需要氮元素，因为铵盐都易溶于水，所以一般氮肥都含有铵根，我们又成为铵态氮肥，在使用铵态氮肥时，要注意点什么呢？(1)要干燥、凉爽的条件下保存。（2）避免和碱性物质一起施用，会造成肥效的下降。知识点三：硝酸要点诠释：硝酸是中学阶段学习的一种非常重要的强酸之一，它具有酸之通性和特性（强氧化型），及“共性”和“个性”于一身。有关三强酸主要表现的性质，总结如下：HClHCl(浓)H2SO4浓H2SO4浓、稀HNO3主酸性酸酸性氧化性氧化性次氧化性还原性氧化性酸性酸性1硝酸的物理性质硝酸是无色有刺激性气味的液体(具有挥发性)，见右图：（浓硝酸常因为吸收了自身分解的NO2,而显黄色），密度比水大，可以与水互溶。2硝酸的化学性质无论浓稀硝酸都有很强的氧化性，这是因为在硝酸中存在着最高价的氮元素- ，在反应中很容易得电子，变成化合价较低的低价氮，所以硝酸具有很强的氧化性。拓展：在分析酸的氧化性的时候要区分两个概念：一是酸的氧化性一是氧化性酸。前者是指由酸电离出的氢离子（H+），得电子被还原成氢气，所表现出的氧化性，实际上只要是酸都具有氧化性，因为在酸溶液中都有氢离子。但是氧化性酸，就不是酸的通性了，他是一类酸的特点，氧化性酸是指成酸元素(中心原子)在反应中表现出很强的得电子能力，这种氧化性远远高于H+的氧化性，比如HNO3中的成酸元素氧化性远远高于H+的氧化性，像这类酸就叫氧化性酸。中学常见的氧化性酸：浓稀HNO3 、浓H2SO4 、HClO、 HClO3 、HClO4 和HNO2 等判断氧化性酸的标准：除了有无高价成酸元素之外还要考虑到两点（1）酸根的结构 (2)成酸元素的非金属性。比如：次氯酸的氧化性高氯酸的氧化性，这是为什么呢？因为次氯酸根很不稳定，在化学反应中很容易破裂，而高氯酸根则稳定性很高。又如：磷酸的氧化性硝酸,这是因为成酸元素P氧化性N元素的氧化性。(1) 不稳定性 ： 硝酸是不稳定性酸，受热或者光照易分解，所以实验室中常用棕色瓶储存硝酸。4HNO3O2 + 4NO2 + 2H2O(2) 强氧化性：硝酸的强氧化性使它几乎可以和所有的金属发生反应，除了金和铂之外。但它与金属反应不生成氢气，而生成氮氧化物和水，反应方程式因金属或者硝酸的浓度不同而不同。Cu+4HNO3（浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu+8HNO3 = 3Cu(NO3)2 +2 NO + 4H2O规律：硝酸中，被还原成何种程度取决于两个方面，一是，还原剂的强弱，二是硝酸的浓度。当还原剂相同时，浓度高生成较高价氮，浓度低生成较低价氮。所以浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO。（3）钝化 钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，这里单列出来只是为了让同学们加深印象，因为考试中常常会考到。化学就是一门有很多规律的学科，但是在这些规律中又有很多的特例，这些特例往往就是考试的热点。这也体现了由量变引起质变、矛盾两方面相互转化的哲学思想。金属Al和Fe在冷的浓硫酸、浓硝酸中表面会被氧化为致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，这种现象叫钝化。利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。3.硝酸的用途硝酸是重要的化工原料，也是实验室必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。在微电子工业中作为强酸性清洗腐蚀剂，可与冰醋酸、双氧水配制使用。 知识点四：硫酸要点诠释：稀硫酸中存在着电离方程式：H2SO4=2H+ +SO42-，由于硫酸是强电解质在水中完全电离，所以在稀硫酸中存在的微粒是H+ 、SO42-和H2O。浓硫酸（质量分数为98%）中，几乎不含水，所以在浓硫酸中几乎不存在着硫酸的电离，也就几乎不存在H+和SO42-离子，几乎全以硫酸分子形式存在。所以如果说稀硫酸体现的是H+的性质，（只要是酸都能电离出氢离子，所以稀硫酸体现的酸之通性。）那么浓硫酸则体现出硫酸分子的性质，也就是具有特性。1稀硫酸酸之通性：（1） 指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。（2） 与金属反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2 2Al + 3H2SO4 =Al2(SO4)3 + 3H2（3） 与碱的反应：2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O（4） 与碱性氧化物反应：CuO +H2SO4 = CuSO4 +H2O（5） 与某些盐的反应：BaCl2+H2SO4=BaSO4 + 2HCl2.浓硫酸（1）吸水性：浓硫酸有很强的与水结合的趋势，在实验室中通常用浓硫酸做气体的干燥剂，在稀释浓硫酸时注意要酸入水，并不断用玻璃棒搅拌。（2）脱水性：浓硫酸具有很强的腐蚀性，并能按水中氢氧元素的比例脱去纸、棉布、木条等有机物中的氢氧元素。称之为脱水性。所以不小心把浓硫酸蘸到衣服或者皮肤上，应立即用大量的水冲洗。左图为浓硫酸与蔗糖反应的图片：（体现浓硫酸的脱水性）（3）强氧化性：在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被还原，所以具有很强的氧化性。氧化性排序：KMnO4(HMnO4)O2H2O2=Cl2HNO3SO3H2SO4(浓)Br2Fe3+I2Fe2+SO2 浓硫酸与木炭的反应：C+2H2SO4(浓) CO2+2H2O+2SO2 浓硫酸与铜的反应：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O +SO23.硫酸的用途硫酸是重要的化工原料，也是化学实验室必备的重要试剂。在工业上可用来制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、干燥剂或制取各种挥发性酸等等。拓展：关于制酸的规律：一般来说化学上制取何种酸要遵循三条规律：（1）强酸制弱酸。如用碳酸制苯酚，说明苯酚的酸性比碳酸弱。（2）稳定性酸制不稳定性酸。例如我们用盐酸制取碳酸或者亚硫酸，除了说明酸性不如盐酸外，当然此两种酸的稳定性也是主要考虑的因素。（3）难挥发性酸制挥发性酸，也称高沸点酸制低沸点酸。如用浓硫酸制盐酸，用磷酸制HI、HBr等 中学常见的挥发性酸：HNO3 HCl HBr HI HF CH3COOH H2SO3规律方法指导知识结构浓硫酸稀硫酸酸性强弱弱（主要以分子状态存在，弱酸性，不能用来制取氢气）强（可以用来与活泼金属反应制取氢气）化学方程式H2SO4（浓）+2NaOH=Na 2SO4 +2H2O 2NaCl+H2SO4(浓） Na 2SO4 +2HClH2SO4+2NaOH= Na 2SO4 +2H2O2NH3+H2SO4= (NH4)2 SO4应用制氯化氢等挥发性酸除铁锈、制硫酸铵等盐类氧化性强弱强氧化性（硫元素被还原，可以与不活泼金属及非金属等发生氧化还原反应）弱氧化性（氢元素被还原，只能与金属活动性顺序中排在氢前面的金属反应）化学方程式Cu+2H2SO4(浓) Cu SO4+ SO2+2 H2OZn+H2SO4= Zn SO4 + H2 应用精炼石油、制造炸药等实验室制氢气、制盐等吸水性浓硫酸有吸水性无应用干燥剂等脱水性浓硫酸有脱水性无化学方程式C12H22O1112C+11H2O应用在有机反应中作脱水剂、制染料等规律方法此节学习之后，要结合上一节的内容，把知识有机地串联起来，以元素为线索，如以硫元素为线索，我们可以将硫单质、硫的氧化物、硫的含氧酸盐的性质总结归纳，这样便于对化学知识体系的构建，氮元素也同样如此。（一）硫酸硫酸是一种强酸，其电离方程式为：H2SO4=2H+ +SO42-，浓硫酸具有一些特性：吸水性，脱水性和强氧化性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化：硫酸是一种重要的化工厂原料，用途很广。（二）氨实验室常用铵盐和碱反应制取氨气，化学方程式为：Ca(OH)2 + 2NH4Cl CaCl2+ 2NH3+2H2O氨气是无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气。实验室可以用氨气做喷泉实验。氨的水溶液是氨水，里面主要含有H2O、NH3、NH3H2O（一水合氨），NH3H2O不稳定。氨水显碱性，用方程式表示为：NH3+H2O NH3H2O NH4+ + OH-氨与酸反应：将蘸有浓氨水和蘸有浓盐酸的两根玻璃棒靠近，可看到产生大量的白烟： NH3 + HCl= NH4Cl在催化剂加热作用下氨气可以氧化成一氧化氮:：NH3 +5 O2 = 4NO+6H2O因此