★高一化学第四节氨、硝酸、硫酸.ppt

1、第四章 非金属及其化合物,第一节,第二节,第三节,第四节,归纳与整理,氨气的泄漏事件,2007年1月25日下午1点10分左右，大兴区正大大发熟食厂冷冻车间的氨气管道突然泄漏，外泄的液态氨瞬间挥发成白色气柱冲出来。空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难.厂区内寒气逼人。 ,刺鼻的味道也弥漫到了附近的林校路上。消防员利用喷雾水枪稀释空气中的氨,地上的水流已经结成了厚厚的一层冰。,易液化(-33.5)，液氨常作制冷剂。,氨的物理性质,色、有 气味的气体，密度比空气 ， 溶于水，在常温下，1体积水大约可溶解 体积氨气。,无,刺激性,小,极易,700,氨极易溶于水的实验,如图4-27,

2、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，使玻璃管插入盛有水的烧杯(水里事先加入少量酚酞溶液)，打开橡皮管上的夹子，挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象。,图 4-27 氨溶于水的喷泉实验,氨溶于水的喷泉实验,氨溶于水的喷泉实验,现象:,烧杯里的液体由玻璃管进入烧瓶，形成美丽的喷泉；烧瓶中的液体呈红色。,原因:,结论:,氨气极易溶于水(1:700)。使烧瓶内气压急剧下降。 氨气水溶液呈碱性。,当滴管中的水挤入到烧瓶中时，烧瓶内的氨溶解，使瓶内压强迅速降低，瓶外的空气将烧杯内的溶液很快压入到烧瓶，形成喷泉。,下列装置中都收满了3，你认

3、为都能引发喷泉实验吗？,知识 迁移1,氨溶于水的喷泉实验,前面学过的气体和l，在水中溶解度不大,那么它们能不能也设计出喷泉实验呀？如能，需要什么样的试剂？,你能设计出一个蓝色的喷泉实验来吗？,知识 迁移2,知识 迁移3,可以选用NaOH 溶液,氨水为什么会显碱性呢？ 氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗？氨溶于水后有无发生化学反应？,氨溶于水形成的水溶液称为氨水，氨水呈碱性。,氨水的碱性,思考,NH3 + H2O,（弱碱）,NH3H2O的不稳定性：,氨与水的反应,氨水能与哪些物质反应？,氨与酸的反应,（检验氨气的方法之一）,实验:魔棒生烟,氨与酸反应生成铵盐。铵盐又叫铵态氮肥。,有一位农民看到自己买

4、的一袋碳酸氢铵化肥受了潮，就在太阳底下晒，等他下午去取时，发现少了许多，是谁偷了他的氮肥？,缺氮的玉米植株,铵盐受热易分解,一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质来检验NH4的存在。,铵盐与碱反应,铵盐都易溶于水,铵盐的性质,（NH4)2SO4 + 2NaOH = 2NH3 2H2O + Na2SO4,实质：,NH4+ + OH- = NH3 H2O,铵盐的性质,探究问题,应当怎样合理地储存和施用铵态氮肥？,要 保存在 的地方，,干燥阴凉,碱,密封,避免与 性物质混合施用。,氯化铵的妙用,防火布,将一块普通的棉布浸在氯化铵的饱和溶液中，片刻之后，取出晾干就成防火布了。将这块经过化学处理的布用

5、火柴点，不但点不着，而且还冒出白色的烟雾。,科学视野,原来，经过这种化学处理的棉布（防火布）的表面附满了氯化铵的晶体颗粒，氯化铵这种物质，它有个怪脾气，就是特别怕热，一遇热就会发生化学变化，分解出两种不能燃烧的气体，一种是氨气，另一种是氯化氢气体。,这两种气体把棉布与空气隔绝起来，棉布在没有氧气的条件下当然就不能燃烧了。当这两种气体保护棉布不被火烧的同时，它们又在空气中相遇，重新化合而成氯化铵小晶体，这些小晶体分布在空气中，就象白烟一样。实际上，氯化铵这种化学物质是很好的防火能手，戏院里的舞台布景、舰艇上的木料等，都经常用氯化铵处理，以求达到防火的目的。,氨与氧气的反应还原性,氨的催化氧化工业

6、制硝酸的基本反应,还原剂,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,制氮肥,氨的用途,(2)制氮肥、纯碱，作制冷剂,氮的固定：将游离态的氮转变为氮的化合物,人工固氮(25%),生物固氮(65%),高能固氮 (10%),自然固氮 (75%),氮的固定,氨的工业制法,天才还是魔鬼？,哈伯（F.Haber 18681934）,他因为攻克氨的合 成这一世界难题， 将无数人从饥饿的 死亡线上拯救出来； 他也因发明大量化 学武器并用于战争， 使无数人伤残致死； 他是诺贝尔化学奖 得主受人尊敬，他也 是战争魔鬼遭人唾骂。,问题2：原料试剂用溶液还是固体？为什么？,问题1

7、：用怎样的发生装置？决定因素是？,问题4：如何收集氨气？怎样检验是否集满？,问题5：氨气对人体有害吗？如何尾气处理？,问题3：如何干燥氨气？,用碱石灰、干燥管,*浓H2SO4、无水CaCl2、P2O5 均与NH3反应。,注意1：铵盐不能用NH4NO3或NH4HCO3。因为它们本身受热要分解。,注意2：消石灰不能用NaOH、KOH代替。因为它们易潮解结块，不利于NH3产生；高温下腐蚀试管。,氨的实验室制法强碱制弱碱,（3）装置：,固+固加热型,（4）收集：,向下排空气法,（5）验满：,湿润的红色石蕊试纸变蓝；,(常见唯一的碱性气体),(与氧气的制取装置相同),（6）尾气吸收：,稀硫酸溶液,（1）

8、药品：,氯化铵晶体、消石灰固体,（2）原理：,氨的实验室制法,氨的实验室制法,棉花的作用：,防止空气对流，提高集气的速度和纯度。,干燥氨气的常用试剂：,CaO、碱石灰等碱性干燥剂,注意：无水CaCl2不能干燥NH3 （形成CaCl2 8NH3),实验室中还可以用 哪些方法快速制氨气：,加热浓氨水法,NaOH和CaO的混合物,浓氨水加生石灰法,（生石灰吸水、溶解时放热）,固液不加热装置可制哪些气体？,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,图4-30 自然界中氮的循环,铵根离子的检验:,原理:,某白色固体 或

9、待测液,NaOH,气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明有NH4+离子存在,加热,无色，有刺激性气味，极易溶于水,铵盐的性质,铵盐与碱反应的应用,NH3 +HCl =NH4Cl,归纳总结,液氨泄漏之后 ,求助:,自救 互救 逃生,刺激性气味气体,液氨气化时吸收大量热,极易溶于水,比空气密度小,易液化,氨水溶液显碱性,依据性质,（1）都含有氢元素。 （2）H2SO4 = 2H+ SO42 HCl = H+Cl HNO3 = H+NO3 （3）稀硫酸和盐酸，与金属反应时H被还原为H2；而浓硫酸和硝酸与金属反应时可能无H2产生。,酸的通性实质就是H的性质。,思考与交流,P100页,2003年1

10、月29日、2月23日，清华大学机电系四年级学生刘海洋先后两次用浓硫酸将北京动物园的五只熊烧伤，其中一头黑熊双目失明。这一故意残害动物的事件经媒体披露后，引起了公众的强烈愤慨！,思考：浓硫酸为何能残害黑熊？,二、硫酸和硝酸的氧化性,稀硫酸具有酸的通性，是二元强酸,酸的通性： 1）与指示剂作用 2）与活泼金属反应 3）与碱性氧化物反应 4）与碱反应 5）与某些盐反应,(1)浓H2SO4的物理性质 A.色态： B.沸点： C.密度： D.溶解性： F.硫酸的存在形式：,无色、粘稠的油状液体,约338难挥发酸（高沸点酸）,1.84gcm-3高密度酸,跟水任意比互溶，溶解放出大量热。,1、浓硫酸的特性,

11、浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在、只有少量H2SO4电离成H+、SO42-，因此浓硫酸在离子反应方程式中不能拆。,思考：欲配制250ml 1molL 稀硫酸，在稀释浓硫酸时，应该注意哪些地方？,思考：浓硫酸不慎溅到皮肤上就如何处理？,(2)浓H2SO4的特性,吸水性 浓硫酸能够吸收现成的由水分子组成的水物质本身含水。,应用：做干燥剂,不能干燥,碱性气体：NH3,还原性气体：H2S、HI(SO2例外),脱水性 将有机物中H、O原子按2：1的比例脱去物质本身不含水,图 4-31向蔗糖中加入浓硫酸,浓硫酸的脱水性实验,强氧化性,A.与金属单质反应,实验4-9,浓硫酸与铜的反应,强氧化性,A.与金属单质

12、反应,现象：,实验4-9,原理：,加热能反应，产生的气体能使湿润的品红试纸褪色，溶液稀释后呈蓝色。,结论：,浓硫酸有氧化性,Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O,0,+6,+6,+4,+2,还原剂,氧化剂,2e-,注意：, 参加反应的硫酸只有一半被还原, 在与铜的反应中，浓硫酸既表现出 氧化性，又表现出酸性。,请标出电子的转移情况,思考：在含1molH2SO4的浓硫酸中加入足量的铜粉，完全反应后可生成SO2 L,a)加热时，绝大多数金属（At、Pt除外） 能被浓硫酸氧化。,小 结,b)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

13、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。,如何检验浓硫酸与碳反应生成的各种产物？,用何试剂检验H2O、SO2、CO2？,三种产物检验有先后吗？,B、与非金属单质反应,浓硫酸的特性, 吸水性, 强氧化性, 加热时浓硫酸能与大多数金属反应，但不生成氢气。,常温下使铁铝钝化, 脱水性,Cu + 2H2SO4 （浓） = CuSO4 + SO2 + 2H2O, 与某些非金属反应,C + 2H2SO4 （浓） = CO2 + SO2 + 2H2O, 与硫化氢、碘化氢等还原剂反应,H2S + H2SO4 (浓) = S + SO2 + 2H2O,归纳总结,思考：浓硫酸具有强氧化

14、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,化学工业之母：硫酸用途（性质决定用途）,练习: 1、下列现象反映了硫酸的哪些主要性质 (1)浓硫酸滴在木条上，过一会儿，木条变黑。 (2)敞口放置浓硫酸时，质量增加。 (3)锌粒投入稀硫酸中，有气泡产生。 (4)把铜片放入浓硫酸里加热，有气体产生。 (5)利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCl气体。 (6)浓硫酸不

15、能用来干燥硫化氢气体。 (7)利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。 答案： (1)脱水性 (2) 吸水性 (3) 酸性 (4)酸性和强氧化性 (5)难挥发性 (6)强氧化性 (7)强酸性 2、如何鉴别浓硫酸和稀硫酸？,2、浓硝酸的强氧化性,(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：,酸性,不稳定性,密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！,保存：,思考：久置浓硝酸为什么呈黄色？,久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！,（3）氧化性：,与金属（除Au、Pt外）反应:,a、浓硝酸与铜的反应,Cu+4HNO3(浓)

16、= Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,现象：,铜片溶解，迅速产生红棕色气体，溶液呈蓝色,Cu+4H+2NO3- = Cu2+2NO2 +2H2O,在常温下，浓硝酸可将铝、铁表面氧化成一层致密的氧化膜而使铝、铁等金属钝化。因此常温下可用Fe、Al制容器来盛装浓硝酸,稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性和酸性，通常本身分别还原为NO和NO2,b、稀硝酸与铜的反应,现象：,加热时铜片溶解，产生无色气体，溶液呈蓝色,3Cu+8HNO3 = 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,3Cu+8H+2NO3- = 3Cu2+2NO +4H2O,思考：浓硝酸和稀硝酸谁的氧化性？,试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式,Fe

17、 + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO+ 2H2O,3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O,上述两个反应正确吗？,铁粉少量,铁粉过量,Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2,与非金属反应,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。,注意：加热条件下，浓硝酸能将非金属单质氧化到最高价对应的氧化物或酸,1、足量的Cu中加入少量的浓硝酸,可能会发生什么反应?,一开始是铜与浓硝酸反应:,Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,随着反应进行, 硝酸由浓变稀,则发生:,3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,2、反应停止后,如果在溶液中再加入足量盐酸,会出现什么情况?,溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜,当然此时NO3-、H+的溶度较稀:,3Cu+8H+2NO3- = 3Cu2+2NO+4H2O,不论浓硝酸稀硝酸均具有强氧化性，但浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。硝酸与物质反应时，主要是HNO3