《化学品特性培训》PPT课件.ppt

化学品特性培训 献给良精集团最优秀的员工 技术部姜辉 目录 培训目标 氢氧化钾的性质 氢氟酸的化学性质 硝酸的化学性质 硫酸的化学性质 氧气的化学性质 氮气的化学性质 一氧化氮的化学性质 二氧化硅的化学性质 六氟硅酸的化学性质 二氧化氮的化学性质 氢气的化学性质 氨气的化学性质 硅烷的化学性质 5天然气 甲烷 3 培训目标 初步掌握 种常见化学药品的物理性质和化学性质了解这 种常见化学药品的危害性及事故应急防护措施 4 课前提问 1复习化学元素周期表2典型的物质化学分子式 5 化学元素周期表 6 典型的物质化学分子式 7 氢氧化钾 氢氧化钾分子式 KOH 特性 1 性状 固体工业氢氧化钾为灰白 蓝绿或淡紫色的片状或块状 液体工业氢氧化钾为淡黄色或蓝紫色液体 属强碱 有强腐蚀性 比重2 044 易溶于水 溶解时放出大量的热 性质 跟酸反应 l l 跟非金属单质反应2 l l l H2O 2KOH SI H2O K2SIO3 2H2 跟氧化物反应2KOH SIO2 K2SIO3 H2O 2KOH CO2 K2CO3 H2O 用途 制皂工业制钾肥皂 日用化学工业用以制雪化膏 洗发膏等 化学原料工业制造各种钾盐 如高锰酸钾 还用于染料 制药 电镀 雕刻 石印等工业 8 氢氟酸 理化性质 氢氟酸是氟化氢气体的水溶液 为无色透明至淡黄色冒烟液体 有刺激性气味 分子式HF H2O 相对密度1 15 1 18 沸点112 2 按重量百分比计为38 2 市售通常浓度 约47 是弱酸 氟化氢的水溶液 其溶质的质量分数可达35 35 无色溶液 有毒 最浓时密度1 14g cm3 沸点393 15K 120 发烟雾 具弱酸性 但浓时的电离度比稀时大而与一般弱电解质有别 腐蚀性强 对牙 骨损害较严重 对硅的化合物有强腐蚀性 应在密闭的塑料瓶内保存 用HF溶于水而得 用于雕刻玻璃 清洗铸件上的残砂 控制发酵 电抛光和清洗腐蚀半导体硅片 与HNO3的混酸 因为氢原子和氟原子间结合的能力相对较强 使得氢氟酸在水中不能完全解离 氢氟酸能够溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃 二氧化硅 反应方程式如下 SiO2 6HF H2SiF6 2H2O正因如此 它必须储存在塑料容器中 理论上讲 放在聚四氟乙烯做成的容器中会更好 氢氟酸还是一种还原剂 如果要长期储存 不仅需要一个密封容器 而且容器中应尽可能将空气排尽 9 氢氟酸 用途 由于氢氟酸溶解氧化物的能力 它在铝和铀的提纯中起着重要作用 氢氟酸也用来蚀刻玻璃 半导体工业使用它来除去硅表面的氧化物 在炼油厂中它可以用作异丁烷和丁烷的烷基化反应的催化剂 除去不锈钢表面的含氧杂质的 浸酸 过程中也会用到氢氟酸 氢氟酸也用于多种含氟有机物的合成 比如Teflon 聚四氟乙烯 还有氟利昂一类的致冷剂 侵入途径 可经皮肤吸收 氢氟酸酸雾经呼吸道吸入 毒理学简介 对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性 氢氟酸中的氢离子对人体组织有脱水和腐蚀作用 而氟是最活泼的非金属元素之一 皮肤与氢氟酸接触后 氟离子不断解离而渗透到深层组织 溶解细胞膜 造成表皮 真皮 皮下组织乃至肌层液化坏死 氟离子还可干扰烯醇化酶的活性使皮肤细胞摄氧能力受到抑制 估计人摄入1 5g氢氟酸可致立即死亡 吸入高浓度的氢氟酸酸雾 引起支气管炎和出血性肺水肿 氢氟酸也可经皮肤吸收而引起严重中毒 10 硝酸 硝酸 结构或分子式 HNO3 相对分子量或原子量 63 01 密度 1 5027 25 熔点 42 沸点 86 性状 无色发烟液体 一般商品带有微黄色 发烟硝酸是红褐色液体 具有刺激性 溶解情况 溶于水 11 硝酸 硝酸化学式HNO3 无水纯硝酸是无色液体 易分解出二氧化氮 因而呈红棕色 通常所用的浓硝酸约含HNO365 左右 密度为1 4g cm3 具有强烈的刺激性气味和腐蚀性 是强氧化剂 遇皮肤有灼痛感 呈黄色斑点 几乎能与所有的金属起反应 硝酸是氧化酸 不论浓的或稀的 跟金属反应 一般不生成氢气 硝酸用途极广 是制取化肥 染料和炸药的重要原料 工业上一般采用氨氧化法制得 98 以上浓硝酸称发烟硝酸 硝酸也是一种重要的强酸 三大强酸 盐酸 硫酸 硝酸 它的特点是具有强氧化性和腐蚀性 除了金和铂以外 其他金属都能被它溶解 合成氨工业和硝酸的生产密切相关 氨和空气混合后 通过铂铑合金网 催化剂 便被氧化为一氧化氮 一氧化氮进一步转变为二氧化氮 二氧化氮与水作用变成硝酸 12 硝酸 用途 是强氧化剂 能使铁钝化而不致继续被腐蚀 可供制氮肥 王水 硝酸盐 其他 溅于皮肤能引起烧伤 并染成黄色斑点 一般带微黄色 发烟硝酸是红褐色液体 在空气中猛烈发烟并吸收水分 不稳定 遇光或热分解放出二氧化氮 其水溶液具有导电性 浓硝酸是强氧化剂 能使铝钝化 与许多金属能剧烈反应 浓硝酸和有机物 木屑等相混能引起燃烧 腐蚀性很强 能灼伤皮肤 也能损害粘膜和呼吸道 与蛋白质接触 即生成一种鲜明的黄蛋白酸黄色物质 硝酸是无机化学工业中三大强酸之一 具有酸类的通性 13 硫酸 硫酸 化学式为H2SO4 是一种无色无味油状液体 是一种高沸点难挥发的强酸 易溶于水 能以任意比与水混溶 硫酸是基本化学工业中重要产品之一 它不仅作为许多化工产品的原料 而且还广泛地应用于其他的国民经济部门 无色澄清油状液体 无气味 能与水和乙醇混溶 并放出大量热而猛烈溅开 宜将酸渐渐加入水中 暴露空气中迅速吸收水分 也能夺取有机物如糖 纸 布 木等中的水分子而使其碳化变黑 无水酸在10 98 酸在3 时凝固 在340 时分解为三氧化硫和水 相对密度约1 84 沸点约290 低毒 半数致死量 大鼠 经口 2140mg kg 有强腐蚀性 14 硫酸 物理性质浓硫酸溶解时放出大量的热 因此浓硫酸稀释时应该 酸入水 沿器壁 慢慢倒 不断搅 若将水倒入浓硫酸中 温度将达到173 导致酸液飞溅 造成安全隐患 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫 则会产生 发烟 现象 部分生成焦硫酸 这样含有SO3的硫酸称为 发烟硫酸 硫酸是一种无色黏稠油状液体 是一种高沸点难挥发的强酸 易溶于水 能以任意比与水混溶 73100 的硫酸熔沸点 熔点10 沸点290 但是100 的硫酸并不是最稳定的 沸腾时会分解一部分 变为98 3 的浓硫酸 成为338 硫酸水溶液的 恒沸物 加热浓缩硫酸也只能最高达到98 3 的浓度 98 3 硫酸的熔沸点 熔点 10 沸点 338 15 硫酸 物理性质浓硫酸溶解时放出大量的热 因此浓硫酸稀释时应该 酸入水 沿器壁 慢慢倒 不断搅 若将水倒入浓硫酸中 温度将达到173 导致酸液飞溅 造成安全隐患 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫 则会产生 发烟 现象 部分生成焦硫酸 这样含有SO3的硫酸称为 发烟硫酸 硫酸是一种无色黏稠油状液体 是一种高沸点难挥发的强酸 易溶于水 能以任意比与水混溶 73100 的硫酸熔沸点 熔点10 沸点290 但是100 的硫酸并不是最稳定的 沸腾时会分解一部分 变为98 3 的浓硫酸 成为338 硫酸水溶液的 恒沸物 加热浓缩硫酸也只能最高达到98 3 的浓度 98 3 硫酸的熔沸点 熔点 10 沸点 338 16 硫酸 浓硫酸化学性质1 脱水性脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程 黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖 加入几滴水 水加适量 搅拌均匀 然后再加入15mL质量分数为98 的浓硫酸 迅速搅拌 观察实验现象 可以看到蔗糖逐渐变黑 体积膨胀 形成疏松多孔的海绵状的炭 还会闻到刺激性气味气体2 强氧化性 1 跟金属反应 常温下浓硫酸能使铁 铝等金属钝化 加热时 浓硫酸可以与除金 铂之外的所有金属反应 生成高价金属硫酸盐 本身一般被还原成二氧化硫Cu 2H2SO4 浓 加热 CuSO4 SO2 2H2O浓硫酸脱水2Fe 6H2SO4 浓 加热 Fe2 SO4 3 3SO2 6H2O在上述反应中 硫酸表现出了强氧化性和酸性 17 硫酸 2 非金属反应热的浓硫酸可将碳 硫 磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸 本身被还原为二氧化硫 在这类反应中 浓硫酸只表现出氧化性 C 2H2SO4 浓 加热 CO2 2SO2 2H2OS 2H2SO4 浓 加热 3SO2 2H2O 3 跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性 实验室制取硫化氢 溴化氢 碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸 H2S H2SO4 稀 S SO2 2H2O2HBr H2SO4 稀 Br2 SO2 2H2O2HI H2SO4 稀 I2 SO2 2H2O2P 5H2SO4 浓 加热 2H3PO4 5SO2 2H2O 18 回忆 空气的组成是怎样的 如何用化学式表示出氧气呢 谈谈你对这一重要而又熟悉的气体用途认识了解有多少 氧气 19 氧气的作用 20 你在生活中见到过上述两种现象吗 那么这两种现象是否也与氧气有关呢 你认为氧气很多的用途与它的什么方面有关呢 氧气 21 活动 1 观察一瓶氧气的颜色和状态 2 用手轻轻地在瓶口扇动 使少量氧气飘进鼻孔 闻一闻它的气味 氧气是一种的气体 氧气 22 思考 你认为氧气能溶解在水里吗 有没有例子可以支持你的观点呢 想一想 你还能设计出简单的实验来证明氧气的溶解性大小吗 提供给你下列仪器 水槽 水 一瓶氧气 火柴 氧气不易溶于水 但是水生生物呼吸所需的氧气主要来自于空气中氧气的溶解 另外 在实验里我们可以利用排水法将制取的氧气收集起来 氧气 23 氧气的密度为1 429克 升 比空气的密度略大 空气的密度1 29克 升 思考 若没有空气密度数据 你也能判断氧气密度比空气的大还是小吗 盛满氧气的集气瓶怎么放在桌子上才合理 你认为实验里还可以怎样来收集氧气 氧气 24 淡蓝色的液态氧 氧气1标准大气压下 在降温到 183 时液化成淡蓝色液体 218 变成雪化状的蓝色固体 氧气 25 一定要仔细并认真记录实验现象喔 1 分别在一瓶空气和一瓶氧气中 将一根带火星的木条伸入 观察现象 2你的现象是 带火星木条的氧气中复燃 木条的空气燃烧中没有变化 3 根据二个瓶内的不同现象 可以得出氧气的检验方法是什么 用带火星的木条检验氧气的存在 4 你猜想木条在氧气中燃烧后生成了什么 如何证明你的猜想是正确的 往瓶内倒入澄清石灰水振荡观察现象 5 试试看 请用化学式表示出这一反应过程 26 1 请仔细观察一下硫 你能用语言来描述它吗 硫是黄色粉末 2 硫在空气中燃烧发出火焰 在纯净的氧气中燃烧发出火焰 生成一种具有气味的 化学式为 手摸一下瓶壁感到 说明硫燃烧热 想一想 生活中你什么时候也闻到过这种气味的气体 说明了什么 3 上述实验中参加反应的是和 生成的物质是 试一试用化学式来表示出反应的过程 淡蓝色 蓝紫色 刺激性 二氧化硫气体 SO2 热 放 S O2 SO2 S O2 SO2 27 啊 铁也会燃烧 想一想 你能解释上图实验中处理的目的吗 1 用砂纸擦亮铁丝 2 把细铁丝绕在火柴上 绕成螺旋状 3 瓶底铺少量水或细砂 述一述 本实验中你观察到了哪些现象 试一试 你能用化学式表述出反应的过程吗 28 课堂练习1 下列对氧气化学性质的说法 正确的是 A 有可燃性 B 能支持燃烧 C 不易溶于水 D 密度比空气小 B 2 下列物质在氧气中燃烧时 产生有刺激性气味的气体是 A 镁带 B 红磷 C 硫粉 D 铁丝 C 29 3 做细铁丝在氧气中燃烧的实验时 操作或现象不正确的是 A 先在酒精灯上加热细铁丝 B 盛氧气的集气瓶底没有水或沙子 C 生成物为黑色固体 D 剧烈燃烧 火星四射 放出热量 B 30 4 检验氧气的方法是 A 用火柴去点燃 B 用带火星的木条去检验 C 倒入澄清的石灰水 D 闻氧气的气味 B 课后思考题 如何鉴别二氧化碳 氢气 31 空气中主要气体成分 32 一 氮气的存在和制取 1 存在 空气中 体积分数占78 2 工业制取 空气液化法 二 氮气的物性 无色无味的气体 密度比空气略轻 难溶于水 1 0 02 氮气 工作流程是 空气经压缩机压缩 进入冷干机进行冷冻干燥 以达到变压吸附制氮系统对原料空气的露点要求 再经过过滤器除去原料空气中的油和水 进入空气缓冲罐 以减少压力波动 最后 经调压阀将压力调至额定的工作压力 送至二台吸附器 内装碳分子筛 空气在此得到分离 制得氮气 原料空气进入其中一台吸附器 产出氮气 另一台吸附器 则减压解吸再生 二台吸附器交替工作 连续供给原料空气 连续产出氮气 氮气送至氮气缓冲罐 通过流量计计量 仪器分析检测 合格的氮气备用 不合格氮气放空 刚开制氮机时 33 三 氮气结构 四 氮气的化性 1 与氢气反应 2 与活泼金属反应 N2 3Mg Mg3N2 如 Na K Ca N2 6K 2K3N 34 3 与氧气反应 N2 O2 2NO 无色 有毒 不溶于水 2NO O2 2NO2 红棕色 有毒 易溶于水 35 四 N2的用途 氮气 36 氮气的工业制法 37 氮气与氧气反应 38 一氧化氮与氧气反应 39 氮气的用途 40 二氧化硅 41 水晶 石英矿 二氧化硅 42 1 物理性质 坚硬难熔的固体 有晶体和无定形两大类 43 2 化学性质 1 酸性氧化物 但是不溶于水 也不与水反应 44 2 常温与氢氟酸反应 特性 4HF SiO2 SiF4 2H2O 45 实验室有六种试剂 根据它们各自的性质 必须选择适当的试剂瓶盛放 请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线 46 试剂二氧化硅氢氧化钠溶液硝酸银晶体氢氟酸浓硫酸氯水 试剂瓶细口磨口塞广口瓶棕色细口磨口塞细口橡皮塞棕色广口瓶细口塑料瓶 47 3 二氧化硅的用途制光导纤维 48 水晶制品 49 石英制品 50 六氟硅酸 六氟硅酸 属酸性腐蚀品 分子式H2 SiF6 分子量144 09又称六氟合硅酸 hexafluorosilicicacid 常见者为二水合氟硅酸 无色晶体 熔点约19 水溶液中很稳定 无色透明发烟液体 有刺激性气味 易挥发 在水蒸气中 室温下有50 分解为氢氟酸和四氟化硅 有消毒性能 没有无水产品 最高浓度为60 92 组成为13 3 时最稳定 能腐蚀玻璃 陶瓷 铅及其他金属 对人体皮肤有强烈腐蚀 对人的呼吸器官有毒害 由湿法磷酸生产中释放出四氟化硅经水吸收制得 亦可由硅砂与氢氟酸反应制得或用硅砂 氟化钙和浓硫酸混合加热制得 用来制取钠 钾 镁 铵 铜 钡 铅的氟硅酸盐 用于金属电镀 木材防腐 啤酒消毒 酿造工业设备消毒 铝电解精制 还用作媒染剂和金属表面处理剂 51 六氟硅酸 性质 无色透明液体 为约30 的氟化氢硅的水溶液 有盐酸气味 呈强酸性 煮沸则分解为能挥发的四氟化硅及氟化氢 对玻璃 陶瓷有腐蚀性 能与水混溶 对皮肤和黏膜有强烈腐蚀性 最小致死量 皮下 140mg kg 用于测定钡 分离钡和锶 铅 锡的电解精制 氟硅酸盐的制备 设备消毒 52 二氧化氮 第一部分 化学品名称化学品中文名称 二氧化氮分子式 NO2分子量 46 01主要成分 纯品外观与性状 黄褐色液体或气体 有刺激性气味 溶解性 溶于水 主要用途 用于制硝酸 硝化剂 氧化剂 催化剂 丙烯酸酯聚合抑制剂等 53 二氧化氮 易和水反应3NO2 H2O 2HNO3 NO易和碱溶液反应2NO2 2NaOH NaNO3 NaNO2 H2O有强氧化性 NO2 SO2 SO3 NO1 常温下 二氧化氮与四氧化二氮N2O4 无色气体 共存 处于平衡状态 2NO2 N2O4 低于0 时几乎都以N2O4形式存在 11 2 凝固成无色晶体 2 碳 硫 磷等可在二氧化氮中燃烧 因NO2是强氧化剂 3 二氧化氮也可使白色淀粉碘化钾试纸变蓝 因为二氧化氮可将碘离子氧化成碘单质 4 二氧化氮可溶于浓硝酸中成红棕色发烟硝酸 54 氢气 你知道世界上最轻的气体是什么气体吗 它就是氢气 它的密度非常小 只有空气的1 14 所以用氢气充灌的气球 必须用手牢牢捉住 否则 只要一撒手它就会闪闪升上天空 氢气有个爱 钻空子 的脾气 灌好的氢气球 往往过一夜 第二天就飞不起来了 这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔 溜之大吉 不仅如此 在高温 高压下 氢气甚至可以穿过很厚的钢板 为什么氢气这么爱 钻空子 呢 想知道答案吗 通过以下的学习你就会得到你想要的答案 那你知道为什么氢气球会在空中飘扬吗 要气球能够在空中飘扬 那么就要在气球内的气体密度较小 比空气小 由于氢气 hydrogen H2 是一种密度较低的气体 把氢气注入气球内 便可以使它飘浮在空中 55 氢气 氢气是无色并且密度比空气小的气体 在各种气体中 氢气的密度最小 标准状况下 1升氢气的质量是0 0899克 比空气轻得多 因为氢气难溶于水 所以可以用排水集气法收集氢气 另外 在101千帕压强下 温度 252 87 时 氢气可转变成无色的液体 259 1 时 变成雪状固体 常温下 氢气的性质很稳定 不容易跟其它物质发生化学反应 但当条件改变时 如点燃 加热 使用催化剂等 情况就不同了 在环境温度下 虽然氢相对而言不是十分活泼 但在高温下 它可以和几乎所有别的元素发生反应 通常 氢和氧在高温下的反应异常激烈升高温度 氢可以还原金属氧化物 56 氢气 a 可燃性 实验1 氢气在空气里的燃烧 实际上是与空气里的氧气发生反应 生成水 2H2 O2 2H2O这一反应过程中有大量热放出 是相同条件下汽油的三倍 因此可用作高能燃料 在火箭上使用 我国长征3号火箭就用液氢燃料 不纯的H2点燃时会发生爆炸 但有一个极限 当空气中所含氢气的体积占混合体积的 2 时 点燃都会产生爆炸 这个体积分数范围叫爆炸极限 也许有的同学会问 我们怎么知道一瓶氢气是否纯呢 用试管收集一试管氢气 然后用燃着木条放到试管口 如果听到轻微的 噗 声 表明氢气是纯净的 如果听到尖锐的爆鸣声 表明氢气不纯 这时需要重新收集和检验 57 氢气 如用排气法收集 则要用拇指堵住试管口一会儿 使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭 然后才能再收集氢气 或另取一试管收集 收集好后 用大拇指赌住试管口移近火焰再移开 看是否有 噗 声 直到试验表明氢气纯净为止 b 还原性我们先来看一下以下的动画实验 氢气与氧化铜反应以上反应的实质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水 使氧化铜变为红色的金属铜 CuO H2 Cu H2O在这个反应中 氧化铜失去氧变成铜 氧化铜被还原了 即氧化铜发生了还原反应 这种含氧化合物失去氧的反应 叫做还原反应 能夺取含氧化物里的氧 使它发生还原反应是的物质 叫做还原剂 还原剂具有还原性 我们知道性质决定用途 那么氢气有什么用呢 根据氢气所具有的燃烧性质 它可以作为燃料 可以应用与航天 焊接 航天 军事等方面 根据它的还原性 还可以用于冶炼某些金属材料等方面 58 氨气 一 氨的分子结构氨分子的空间结构是三角锥形 三个氢原子处于锥底 氮原子处在锥顶 每两个N H键之间夹角为107 18 因此 氨分子属于极性分子 二 氨的化学性质 1 跟水反应氨溶于水时 氨分子跟水分子通过 氢键结合成一水合氨 NH3 H2O 一水合氨能小部分电离成铵离子和氢氧根离子 所以氨水显弱碱性 能使酚酞溶液变红色 氨在水中的反应可表示为 59 氨气 一水合氨不稳定受热分解生成氨和水氨水中存在三分子 三离子 三平衡分子 NH3 NH3 H2O H2O 离子 NH4 OH H 三平衡 NH3 H2O NH3 H2O NH4 OH H2OH OH 氨水在中学化学实验中三应用 用蘸有浓氨水的玻璃棒检验HCl等气体的存在 实验室用它与铝盐溶液反应制氢氧化铝 配制银氨溶液检验有机物分子中醛基的存在 2 跟酸反应2NH3 H2SO4 NH4 2SO43NH3 H3PO4 NH4 3PO4 60 氨气 三 氨的实验室制法1 制取原理 固体铵盐与固体强碱或中强碱的复分解 2 制取化学方程式 3 仪器装置 气体发生装置 与制氧气相同 固 固加热装置 略微向下倾斜的大试管 加热 4 检验 a 湿润的红色石蕊试纸变蓝及酚酞试纸变红离子方程式为 b 用蘸浓盐酸的玻璃棒接近氨气产生大量白烟化学方程式为 NH3 HCl NH4Cl5 除杂质 通入碱石灰 除水蒸气 6 收集方法 向下排气法 NH3易溶于水 不能采用排水法 61 氨气 7 实验室制取氨气的若干问题 1 不能用NH4NO3跟Ca OH 2反应制氨气因为NH4NO3是氧化性铵盐 加热时 温度较低时生成NH3和HNO3 随着温度升高 硝酸的强氧化性使生成的氨进一步被氧化生成氮气和氮的氧化物 且NH4NO3加热时易爆炸 所以不能用NH4NO3跟Ca OH 2反应制氨气 2 实验室制NH3不能用NaOH KOH代替Ca OH 2 不宜用碳铵 因为NaOH KOH是强碱 具有吸湿性 潮解 易结块 不易与铵盐混合充分接触反应 又KOH NaOH具有强腐蚀性在加热情况下 对玻璃仪器有