第四节氨 硝酸 硫酸教案.doc

第四章 非金属及其化合物第四节 氨 硝酸 硫酸 教案一、氨（NH3）1、氨的物理性质氨气是无色，有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶解于水（1:700）。氨很容易液化,液氨气化要吸收大量热量，故液氨常用作致冷剂。2、NH3的化学性质氨与水的反应：NH3+H2ONH3H2O氨气的水溶液叫氨水。氨气溶于水，大部分与水结合成一水合氨（NH3H2O），一水合氨小部分（1%）电离。故在氨水溶液中存在如下平衡：NH3+H2ONH3H2O NH4+OH。氨水显弱碱性，具有碱的通性，可使红色石蕊试纸变蓝，故常用湿润的红色石蕊试纸检验NH3的存在。氨水中存在的分子有 NH3H2O、NH3、H2O（其中不稳定的分子为NH3H2O），存在的离子有NH4+、OH、H+ 。 但通常把NH3当作溶质,0.1mol/L氨水中C（NH3）+C（NH4+）+C（NH3H2O）=0.1mol/L。氨水的密度比水小 ,而且密度随浓度的增大而减小。P97实验探究：氨溶于水的喷泉实验（如图I）现象：形成红色喷泉。结论：氨极易溶于水,水溶液显碱性。 实验原理：利用氨易溶于水使烧瓶中气体压强减小，形成一定的压强差。实验成功的关键：装置要不漏气；圆底烧瓶要干燥；烧瓶里的氨气要充满。 图II图I思考探究：（1）CO2 溶于水是1：2，能否用水作吸收剂完成喷泉实验？若不能，该如何改进？（2）利用本实验装置进行实验下列气体（干燥烧瓶中）和溶液（胶头滴管和烧瓶中）组合，哪些可以进行喷泉实验？为什么？你能从中找到什么规律？气体CO2CO2NO2Cl2NH3SO2HCl液体H2ONaOHNaOHNaOHHClH2OH2O（3）若采用图II所示装置进行氨溶于水的喷泉实验，你认为能否成功？若能，请说明引发喷泉的方法：打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氢气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。氨与氯化氢反应：NH3+HCl= NH4Cl 现象：冒白烟。氨酸反应：氨气通入盐酸溶液中：NH3+HCl= NH4Cl；离子方程式：NH3+H+= NH4+氨水与盐酸反应：NH3H2O+HCl= NH4Cl+H2O离子方程式：NH3H2O+ H+= NH4+H2O氨水与硫酸反应： 离子方程式： 氨水与硝酸反应： 离子方程式： 氨的还原性4NH3+5O24NO+6H2O思考与交流:氨经一系列反应得到硝酸（硝酸的工业制法），如下图所示。 你能写出相应的化学方程式吗？（1）N2+3H22NH3 （2）4NH3+5O24NO+6H2O （3） （4） 3、铵盐的性质：铵盐易溶于水，受热易分解，与碱反应产生氨气。（1）铵盐不稳定，受热分解氯化铵的分解：NH4Cl NH3 + HCl 硫酸铵的分解： 碳酸氢铵分解：NH4HCO3 NH3+H2O +CO2 碳酸铵的分解： 硝酸铵的分解：2NH4NO32N2+O2+4H2O小结：铵盐都能分解，但不是所有的铵盐分解都产生氨气。（2）铵盐与碱反应：硝酸铵固体与氢氧化钠固体共热： NH4NO3+NaOH NaNO3 +NH3+H2O硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液共热：NH4NO3+NaOH NaNO3 +NH3+H2O离子方程式：NH4+OH- = NH3+H2O（可用此原理检验溶液中的NH4+）硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液反应：NH4NO3+NaOH =NaNO3 + NH3H2O小结：铵盐与碱共热都产生氨气，可用此原理检验溶液中的NH4+ 。4、氨的用途氨是氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、和纯碱（氨气、二氧化碳依次通人饱和NaCl溶液中：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl。将NaHCO3加热分解得到纯碱）的原料。氨常用作制制冷剂。5、氨的制法（1）、氨的实验室制法 固体NH4Cl与固体Ca(OH)2共热制 NH3反应原理: 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O发生装置：（图4-1）固与固混合加热型装置。与制备O2 装置相似NH3的收集：用向下排空气法收集。NH3的检验：a.用润湿的红色石蕊试纸检验；图4-1 b.用玻璃棒沾取浓盐酸检验。NH3的干燥：不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂。NH3通常用碱石灰干燥。试管口棉花的作用：防止对流.保证试管中能收集满氨验满方法：用湿润的红色石蕊试纸。将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，说明氨气收集满。注意事项：反应装置中试管口须稍向下倾斜，选用药品时最好用新制的Ca(OH)2。 浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH、生石灰)混合制 NH3 思考探究：除教材所介绍的方法外，你还能设计出其它制取氨气的可行方法吗？（方法：加热浓氨水制氨气。）在如图4-2装置中加入液体药品A与固体药品B。将A慢慢滴入锥形瓶中，即可制得氨气。则A是浓氨水，B是氢氧化钠。图4-2(2)、氨的工业制法N2+3H2 2NH3 氮的固定：将游离的氮转变成化合态的氮的过程。思考与交流：酸的通性硫酸、硝酸、盐酸在组成上的特点是什么？这种特点与酸的通性有什么关系？实验室用用金属与酸的应制取氢气时，往往使用哪两种酸？这是为什么？酸稀硫酸盐酸硝酸电离（特点）H2SO4=2H+ + SO42HCl=H+ + ClHNO3=H+ + NO3遇指示剂（石蕊）使紫色石蕊试液变红与碱反应（NaOH）H+ + OH = H2O （写离子方程式，下同）与碱性氧化物（CuO）反应CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O与盐反应（Na2CO3）CO32 + 2H+ = CO2+ H2O与金属反应（Fe）Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 （HNO3不产生H2）我们在实验室制取氢气时，不用浓硫酸和硝酸来制取，说明它们除了具有酸的通性外还具有特殊性质。二、硫酸的性质（一）、物理性质：无色、粘稠、油状、难挥发、稳定、极易溶于水的液体。（二）、浓硫酸的特性1、吸水性：浓硫酸能吸收物质中湿存的水分，包括空气中的水、气体中的水蒸汽、结晶水合物中的结晶水。浓硫酸吸收水时发生化学变化，后密度 减小 ， 稀释浓硫酸时，一定要边加入浓硫酸边搅拌。2、脱水性：浓硫酸的脱水性是指浓硫酸能按水的组成比脱去纸棉布木条等有机物中的氢氧元素。如：向蔗糖（C12H22O11）中加入浓硫酸时，现象为：蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体。如图4-3浓硫酸试一试：你能写出浓硫酸将蔗糖脱水成炭的反应方程式吗？方程式：C12H22O11 12C11H2O3、强氧化性、浓硫酸与金属反应图4-3实验46：在加热的条件下浓硫酸与铜反应：图4-4（1）反应现象：试管中品红溶液褪色，加热褪色后的溶液发现能恢复原色，说明生成的气体为SO2。试管中石蕊溶液变红。拔出铜丝，把试管中液体慢慢倒入盛有少量水的另一只试管中，溶液呈蓝色，说明溶液中有铜离子存在。（2）反应原理：2H2SO4(浓)+ Cu CuSO4 + SO2+ 2H2O，该反应中被还原的元素是硫，反应中体现了硫酸的强氧化性与酸性。图4-4你认为该反应属于离子反应吗？（不属于离子反应）（3）尾气处理：可用氢氧化钠溶液吸收尾气。装置图中的浸碱棉团的作用是吸收尾气，防止空气污染。（4）实验中的铜用可抽动的铜丝，你认为有何作用？使用可抽动的铜丝便于控制反应。小结：实验证明，由于浓H2SO4有强氧化性，加热条件下，浓H2SO4可氧化绝大多数金属(Au、Pt等除外)，浓硫酸本身被还原生成SO2。Hg + 2H2SO4(浓) HgSO4 + SO2+ 2H2O2Ag + 2H2SO4(浓) Ag2SO4 + SO2+ 2H2O、浓硫酸与非金属反应： 在浓硫酸使蔗糖脱水的实验中，有刺激性气味的气体放出，这是因为浓硫酸与蔗糖脱水生成的炭反应。炭被氧化成二氧化碳，而硫酸被还原为二氧化硫。在加热的条件下，木炭与浓硫酸也能发生相同的反应反应原理：2H2SO4(浓)+ C CO2+ SO2+ 2H2O，该反应体现浓硫酸的强氧化性。图4-5我们可采用图所示装置分别检验该反应的三种产物。根据图4-5回答问题( 由10年广东高考试题改编)：（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。答：反应前点燃酒精灯，加热烧瓶一小会儿。在瓶B、C、D中出现气泡，熄灭酒精灯，瓶B、C、D中导管液面上升，证明该装置不漏气。（2）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用： A中加入的试剂是无水硫酸铜，作用是检验 H2O。B中加入的试剂是 品红溶液，作用是检验 SO2 。 C中加入的试剂是 足量酸性 KMnO4 溶液 ，作用是除尽SO2气体。D中加入的试剂是澄清石灰水，作用是检验CO2 。S +2H2SO4(浓) 3SO2+ 2H2O 浓硫酸与低价非金属化合物反应：H2S+H2SO4(浓) =S+SO2+ 2H2O 或H2S+3H2SO4(浓) 4SO2+ 2H2O2HI+H2SO4(浓) =I2+SO2+ 2H2O 2HBr+H2SO4(浓) =Br2+SO2+ 2H2O浓硫酸与低价金属的氧化物反应：2FeO+ 4H2SO4(浓) Fe2（SO4）3 + SO2+ 4H2O三、硝酸的性质（一）、物理性质：纯硝酸是 无色有 刺激性 气味的液体，浓硝酸一般显 黄 色，是因为溶解了硝酸分解产生的NO2的缘故，与浓盐酸一样硝酸易挥发、遇空气产生白雾 ，硝酸应放在棕色瓶中并在低温阴暗保存。（二）、硝酸的化学性质见光或受热1、不稳定性：见光或受热易分解4HNO3 4NO2+ O2+ 2H2O 2、硝酸与金属反应：硝酸具有很强的氧化性，能与除金、铂以外的所有金属反应，不需加热。Cu + 4HNO3（浓）= Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O (NO 2 红棕色气体) 3Cu + 8HNO3（稀）= 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O (NO 2 无色气体)思考：（1）这两个反应中氧化剂是HNO3，还原剂Cu。反应体现了硝酸的强氧化性与酸性。（2）反应的离子方程式为：3Cu + 8H+2NO3-= 3Cu2+ 2NO+ 4H2O。根据该离子方程式可知，将1.92g铜加入到200ml硝酸与硫酸的混合溶液中,已知硝酸的物质的量浓度为0.1mol/L, 硫酸的物质的量浓度为0.2mol/L,则反应生成的气体为NO,气体在标准状况下的体积为0.448L。（3）对于反应，在实际的实验操作中，往往会看到生成的气体有红棕色。有同学设计了如右图的装置，以便观察铜与稀硝酸反应的还原产物。你认为他的设计成功之处在于该装置能使生成的气体与空气隔绝。硝酸具有很强的氧化性，能溶解除金、铂以外的所有金属。金、铂可溶于 （浓硝酸与浓盐酸按体积比为 混合而成的混合物）。注意：硝酸与金属及某些有机物反应时，硝酸的浓度不同，反应物或反应条件不同，被还原的产物中N元素的价态也不同：还原产物NO2 HNO2NON2ON2NH3氮的化合价+4+3+2+10-33、硝酸与非金属单质反应C + 4HNO3（浓） CO2+ 4NO2+ 2H2O4、硝酸与还原性物质反应硝酸能与FeO、Fe（NO3）2、Fe2+、HBr（Br-）、HI（I-）、H2S（S2-）、SO2、H2SO3等具有较强还原性的物质发生氧化还原反应，因此不能用硝酸与有关的盐反应制取HI 、HBr、H2S、SO2等气体。四、铁、铝的钝化由于浓H2SO4、浓HNO3有强氧化性，常温下可使某些金属如Fe、Al等表面因氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止Fe、Al继续跟浓H2SO4、浓HNO3反应，这种现象称为“钝化” (“钝化”并非不反应，是因氧化而钝化)。正因为如此，常温时，常把H2SO4、浓HNO3存放在铁铝制容器中。但若加热，则会反应。五、硫酸和硝酸的主要用途硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是实验室重要的试剂，工业上可制化肥、农药 、炸药、染料、盐类等、硫酸还可精炼石油、酸洗、及制取挥发性酸。第四节 氨 硝酸 硫酸 课堂总结一、氨1、氨的物理性质氨气是无色，有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶解于水（1:700）。氨很容易液化,液氨气化要吸收大量热量，故液氨常用作致冷剂。2、NH3的化学性质氨与水的反应：NH3+H2ONH3H2O氨与氯化氢反应：NH3+HCl= NH4Cl 现象：冒白烟。氨与酸反应氨气通入盐酸溶液中：NH3+HCl= NH4Cl；离子方程式：NH3+H+= NH4+氨水与盐酸反应：NH3H2O+HCl= NH4Cl+H2O离子方程式：NH3H2O+ H+= NH4+H2O3、铵盐的性质铵盐易溶于水，受热易分解，与碱反应产生氨气。（1）铵盐不稳定，受热分解氯化铵的分解：NH4Cl NH3 + HCl 硫酸铵的分解： 碳酸氢铵分解：NH4HCO3 NH3+H2O +CO2 碳酸铵的分解： 硝酸铵的分解：2NH4NO32N2+O2+4H2O小结：铵盐都能分解，但不是所有的铵盐分解都产生氨气。（2）铵盐与碱反应：硝酸铵固体与氢氧化钠固体共热： NH4NO3+NaOH NaNO3 +NH3+H2O硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液共热：NH4NO3+NaOH NaNO3 +NH3+H2O离子方程式：NH4+OH- = NH3+H2O（可用此原理检验溶液中的NH4+）硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液反应：NH4NO3+NaOH =NaNO3 + NH3H2O4、氨的还原性（2）4NH3+5O24NO+6H2O5、氨的用途：氮肥工业、有机合成工业、制造硝酸、纯碱、作制制冷剂。6、氨的制法（1）、氨的实验室制法： 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O 浓氨水滴入碱石灰(或固体NaOH、生石灰)混合制 NH3 2、氨的工业制法N2+3H2 2NH3 氮的固定：将游离的氮转变成化合态的氮的过程。二、硫酸的性质（一）、物理性质：无色、粘稠、油状、难挥发、稳定、极易溶于水的液体。（二）、浓硫酸的特性1、吸水性2、脱水性3、强氧化性 浓硫酸与金属反应：在加热条件下，浓H2SO4与绝大多数金属(Au、Pt等除外)反应。Cu +2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2+ 2H2OHg + 2H2SO4(浓) HgSO4 + SO2+ 2H2O2Ag + 2H2SO4(浓) Ag2SO4 + SO2+ 2H2O 浓硫酸与非金属单质反应： C +2H2SO4(浓) CO2+ SO2+ 2H2OS +2H2SO4(浓) 3SO2+ 2H2O 浓硫酸与低价非金属化合物反应：H2S+H2SO4(浓) =S+SO2+ 2H2O 或H2S+3H2SO4(浓) 4SO2+ 2H2O2HI+H2SO4(浓) =I2+SO2+ 2H2O 2HBr+H2SO4(浓) =Br2+SO2+ 2H2O浓硫酸与低价金属的氧化物反应：2FeO+ 4H2SO4(浓) Fe2（SO4）3 + SO2+ 4H2O三、硝酸的性质（一）、物理性质：纯硝酸是 无色有 刺激性 气味的液体，浓硝酸一般显 黄 色，是因为溶解了硝酸分解产生的NO2的缘故，与浓盐酸一样硝酸易挥发、遇空气产生白雾 ，硝酸应放在棕色瓶中并在低温阴暗保存。（二）、硝酸的化学性质见光或受热1、不稳定性：见光或受热易分解4