第四章第四节__氨_硝酸_硫酸

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸 1、氮的固定：、氮的固定： 将将游离态的氮游离态的氮转变为转变为氮的化合物氮的化合物的方法。的方法。自然固氮：自然固氮： 人工固氮：人工固氮：雷雨天产生雷雨天产生NO气体气体 一、氨一、氨N2 +3 H2 2NH3高温高压高温高压 催化剂催化剂豆科植物固氮豆科植物固氮工业合成工业合成氨氨 杭州市一制冷车间发生杭州市一制冷车间发生氨气氨气泄漏泄漏 2004年年4月月20日上午日上午10时，杭州市一制冷时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，

2、空气中弥漫着一股的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓浓烈的刺激性气味，烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难进入厂区呼吸都感到困难。厂区内。厂区内寒气逼人寒气逼人。市消防中心接到报案后。市消防中心接到报案后立即制定方案，出动上百名消防队员，十余立即制定方案，出动上百名消防队员，十余量消防车量消防车 2、氨的物理性质、氨的物理性质 无色、有剌激性气味的气体无色、有剌激性气味的气体 比空气轻比空气轻 极易溶于水（极易溶于水（1：700） -常作致冷剂常作致冷剂 氨易液化（沸点氨易液化（沸点-33. 35 ） 二氧化硫（沸点二氧化硫（沸点-10 ） 氯气（沸点氯气（沸点-34. 6 ）还有哪些物质

3、也可作致冷剂？还有哪些物质也可作致冷剂？1、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？2、消防队员应该如何除去白茫茫的氨气？消防队员应该如何除去白茫茫的氨气？3、被围困在污染区的群众怎样做才能不吸入氨气？、被围困在污染区的群众怎样做才能不吸入氨气？ 液氨气化吸收热量液氨气化吸收热量 喷水，使氨气转化为氨水喷水，使氨气转化为氨水用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场酚酞试液氨 气书书p97页页实验实验48氨的喷泉实验氨的喷泉实验实验现象实验现象：a.烧杯内的水由玻璃管进入烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶内形成烧瓶内形成喷泉喷泉；形成喷泉的形

4、成喷泉的原因原因：当滴管中的水挤入到烧瓶：当滴管中的水挤入到烧瓶中时，烧瓶内的氨溶解，使中时，烧瓶内的氨溶解，使瓶内压强瓶内压强迅速迅速降降低低，瓶外的空气将烧杯内的溶液很快压入到，瓶外的空气将烧杯内的溶液很快压入到烧瓶，形成喷泉。烧瓶，形成喷泉。a.氨极易溶于水。氨极易溶于水。b.氨水显弱碱性。氨水显弱碱性。实验结论实验结论:b.烧瓶内溶液呈烧瓶内溶液呈红红色。色。：城市中常见的城市中常见的人造喷泉人造喷泉及及火山爆发火山爆发的原理与上述的原理相似。的原理与上述的原理相似。科学视野科学视野练习：练习：下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶的是（的是（ ）A干燥气体干

5、燥气体B 液体液体ANO2水水BSO24 mol/L NaOHCCl2饱和食盐水饱和食盐水DHCl水水ABBD3、氨的化学性质、氨的化学性质 氨水中含少量氢氧根离子，呈氨水中含少量氢氧根离子，呈弱碱弱碱性，故能使性，故能使 酚酞试液酚酞试液变红变红。 NH3 + H2O NH3H2ONH4+ + OH-（1）氨与水反应氨与水反应 或或 NH3 + H2O NH4+ + OH- NH3 H2O = NH3 + H2ONH3+H2O NH3.H2O液氨液氨氨水氨水物质种类物质种类 粒子种类粒子种类纯净物纯净物混合物混合物NH3 氨水和液氨的区别氨水和液氨的区别离子：离子：NH4+、OH-、 微量微

6、量H+分子：分子：NH3、 H2O 、 NH3H2O(主要主要) 注意：注意：氨水中溶质是氨水中溶质是NH3，不是不是NH3H2O NH3H2O很不稳定，受热就会分解：很不稳定，受热就会分解：一水合氨一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变是弱碱，能使酚酞试液变红红。NH3H2O NH3+H2O氨水是弱碱氨水是弱碱氨水呈弱碱性氨水呈弱碱性液氨是弱碱液氨是弱碱NH3H2O是弱碱是弱碱（2 2）氨与氯化氢的反应）氨与氯化氢的反应 书书p98p98页（图页（图4 42828） 沾有浓盐酸的玻棒沾有浓盐酸的玻棒沾有浓氨水的玻棒沾有浓氨水的玻棒HClNH3现象现象：NH3+HClNH4ClNH4Cl两根玻璃棒靠近

7、时产生大量两根玻璃棒靠近时产生大量白烟白烟。不能不能 1.在反应中为什么会产生白烟？ 2.硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白烟？ 氨水挥发的氨水挥发的NH3与盐酸挥发的与盐酸挥发的HCl在空中在空中反应反应化合生成化合生成固体小颗粒固体小颗粒NH4Cl的缘故。的缘故。挥发性酸挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有等）遇氨气均有白烟白烟生生成；成；难挥发性酸难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。无此现象。NH3 HNO3NH4NO32NH3 H2SO4(NH4)2SO4 NH3+HCl=NH4Cl白烟白烟（3）氨的催化氧化）氨的催化氧化4NH3 5O2 4NO+6H2O催化剂催化剂NH3 不能

8、用浓硫酸干燥不能用浓硫酸干燥. .（它是工业上制（它是工业上制硝酸硝酸的基础）的基础）N2NH3O2NOO2NO2H2OHNO3思考与交流思考与交流：氨经一系列反应可以得到硝酸，氨经一系列反应可以得到硝酸， 如下图所示如下图所示1 1、试写出以下每一步转化的反应方程式。、试写出以下每一步转化的反应方程式。2 2、分析上述每一步反应中氮元素化合价的变、分析上述每一步反应中氮元素化合价的变 化，指出氮元素发生的是氧化反应还是还原反化，指出氮元素发生的是氧化反应还是还原反应。应。铵盐不稳定，铵盐不稳定，受热易分解受热易分解 （2）化学性质：）化学性质：NH4Cl NH3 HCl NH4HCO3 NH

9、3 H2O +CO2 4、铵盐、铵盐（1）物理性质：）物理性质：铵盐铵盐均均溶于水，为白色或无色固体溶于水，为白色或无色固体由铵根离子由铵根离子( (NH4+)和酸根离和酸根离 子构成的化合物子构成的化合物铵盐与铵盐与碱碱反应反应 NH4NO3 + NaOH = NaNO3+ NH3 + H2O应用：应用：a.实验室用来制实验室用来制NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3b.用于用于NH4+的检验：的检验：加热时，能与加热时，能与碱碱液反应产生使湿润的液反应产生使湿润的红色石蕊试纸红色石蕊试纸变变蓝蓝的气体的物质一定是的气体的物质一定是铵盐铵盐5、氨的用途、氨

10、的用途工业制化肥工业制化肥有机合成的重要化工原料有机合成的重要化工原料作制冷剂作制冷剂6、氨的制备、氨的制备（一）氨的工业制备（一）氨的工业制备N2 +3 H2 2NH3高温高压高温高压 催化剂催化剂HNO3+NONH3NONO2生产硝酸原理：生产硝酸原理：（3 3）装置：）装置：固固+ +固加热型固加热型（4 4）收集：）收集：向下排空气法向下排空气法（5 5）验满：）验满：( (与氧气的制取装置相同与氧气的制取装置相同) )（1 1）药品：）药品： 氯化铵晶体、消石灰固体氯化铵晶体、消石灰固体（2 2）原理：）原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3( (二二

11、).).氨的实验室制法氨的实验室制法a a：使湿润的红色石蕊试纸变蓝：使湿润的红色石蕊试纸变蓝 b b：遇浓盐酸产生大量的白烟：遇浓盐酸产生大量的白烟（6 6）尾气吸收：）尾气吸收：浓硫酸浓硫酸吸收多余的氨气吸收多余的氨气. .装置：倒扣漏斗装置：倒扣漏斗（7）干燥装置）干燥装置CaO、碱石灰等碱性干燥剂、碱石灰等碱性干燥剂注意：注意：无水无水CaCl2不能干燥不能干燥NH3（形成（形成CaCl2 8NH3)2.棉花的作用：棉花的作用：防止空气对流，提高集气的速度和纯度。防止空气对流，提高集气的速度和纯度。3.实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：加热浓氨水法

12、加热浓氨水法浓氨水加生石灰法浓氨水加生石灰法思考：思考：1.用氢氧化钠代替氢氧化钙好吗？用氢氧化钠代替氢氧化钙好吗？ 氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生NH3；热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。除了利用上述方法之外，实验室有无其他简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？单可行的方法来制得氨气？浓氨水浓氨水方法二：加热浓氨水制氨气方法二：加热浓氨水制氨气NH3H2O = NH3+ H2ONH3H2O = NH3+ H2O浓氨水浓氨水固体固体CaO思考：思考：有什么现象？有什么现象？为什么有此现象？为什么有此现象？方法

13、三：方法三：1、吸收水分，减少溶剂。、吸收水分，减少溶剂。2、增加、增加OH-的浓度。的浓度。3、放出热量，升高温度。、放出热量，升高温度。一、硫酸一、硫酸1.使指示剂变色：使指示剂变色：2.与活泼金属反应放出氢气与活泼金属反应放出氢气 （硝酸除外）（硝酸除外）3.与碱发生中和反应：与碱发生中和反应：4.与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应：5.与某些盐反应：与某些盐反应：使使紫色紫色石蕊试液石蕊试液变红变红H+ OH = H2O2H+ CuO = Cu2+ H2O2H+ CO32 = H2O + CO2（一）稀硫酸具有酸的通性具有酸的通性 H2SO4=2H+SO42( (二二) )浓硫酸浓硫酸

14、浓浓H H2 2SOSO4 4的物理性质的物理性质A.色态：无色、粘稠的油状液体色态：无色、粘稠的油状液体B.沸点：约沸点：约338难挥发酸（高沸点酸）难挥发酸（高沸点酸）C.密度：密度：1.84g/cm3高密度酸高密度酸D.溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热。热。思考思考 浓硫酸应如何稀释？浓硫酸应如何稀释？ 用于制易挥发用于制易挥发酸，如盐酸。酸，如盐酸。 吸水性吸水性用途：可以作用途：可以作干燥剂干燥剂 浓硫酸吸收物质浓硫酸吸收物质本来就有的水本来就有的水， 直接与水分子结合；直接与水分子结合； 2. 浓硫酸浓硫酸还原性气体：还原性气体：H2S H

15、Br、HI不能干燥不能干燥碱性气体：碱性气体：NH32. 浓硫酸浓硫酸 (2) 脱水性脱水性脱水性脱水性是是指浓硫酸能把指浓硫酸能把有机物有机物中的氢氧原中的氢氧原子按子按2：1（H2O）的个数比脱去。）的个数比脱去。 【实验】取【实验】取10g蔗糖蔗糖放入小烧杯中，加入放入小烧杯中，加入几几滴水滴水，用玻璃棒搅拌均匀，再加入，用玻璃棒搅拌均匀，再加入10mL浓浓硫酸硫酸，并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜，并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体积变化并闻味。色、体积变化并闻味。现象现象: :蔗糖变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵蔗糖变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，并有刺激性气味的气体

16、产生。状的炭，并有刺激性气味的气体产生。C12H22O11 12C + 11H2O浓硫酸浓硫酸2H2SO4 (浓浓) + C= CO2 + 2H2O + 2SO2脱水性脱水性氧化性氧化性 浓硫酸的吸水性和脱水性有什么浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别区别？吸水性是吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。指浓硫酸直接与水分子结合。 脱水性是脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的指浓硫酸将许多有机物中的 氢、氧元素按水的比例脱去。氢、氧元素按水的比例脱去。吸收现成的水，物理变化吸收现成的水，物理变化反应生成水，化学变化反应生成水，化学变化问题？问题？ 在试管中在试管中放入一块铜片，放入一块铜片，加入少量的加入少

17、量的浓硫酸，加热。浓硫酸，加热。通入品红溶液，通入品红溶液，检验放出的气体；检验放出的气体；再通入紫色的再通入紫色的石蕊溶液；石蕊溶液；把反应后的溶把反应后的溶液倒在水中稀释液倒在水中稀释。实实 验验现象现象： 加热能反应，产生的气体加热能反应，产生的气体能使品红褪色，使石蕊溶液变能使品红褪色，使石蕊溶液变红；溶液稀释后呈蓝色。红；溶液稀释后呈蓝色。 (3) 浓硫酸氧化性浓硫酸氧化性 浸有碱液的棉团的作用浸有碱液的棉团的作用:吸收多吸收多余的余的SO2，防止大气污染，防止大气污染结论：结论：浓硫酸既有浓硫酸既有氧化性氧化性又有又有酸性酸性 Cu + 2H2SO4(浓浓) = CuSO4 + S

18、O2 + 2H2O0+6+6+4+2还原剂还原剂氧化剂氧化剂 与金属反应与金属反应2e-若铜过量，硫酸能否完全反应？若铜过量，硫酸能否完全反应？为什么？为什么？ 与某些非金属反应与某些非金属反应C + 2H2SO4 （浓）（浓） = CO2 + 2SO2 + 2H2O 设计一实验，证明浓硫酸与碳反应的生成物含有设计一实验，证明浓硫酸与碳反应的生成物含有 水、水、二氧化硫二氧化硫和和二氧化碳二氧化碳 。【思考题】【思考题】浓硫酸浓硫酸只只表现出了表现出了氧化性氧化性无水硫酸铜无水硫酸铜品红品红溶液溶液品红品红溶液溶液酸性高酸性高锰酸钾锰酸钾溶液溶液澄清石澄清石灰水灰水证明含证明含SO2除去除去S

19、O2证明无证明无SO2证明含证明含CO2证明含水证明含水变蓝色变蓝色褪色褪色褪色褪色不褪色不褪色变浑浊变浑浊（三）硫酸的用途：（三）硫酸的用途： 硫酸是世界上硫酸是世界上用量最大用量最大、用途最广用途最广的化工基的化工基本原料之一，故素有本原料之一，故素有“化学工业之母化学工业之母”之称。之称。 硫酸的消费量被视为一个国家工业发水平的标志硫酸的消费量被视为一个国家工业发水平的标志浓浓H H2 2SOSO4 4蓄电池蓄电池化学化学纤维纤维1、难挥发性、难挥发性 浓硫酸的特性浓硫酸的特性 2、吸水性、吸水性 3、脱水性、脱水性 4、强氧化性、强氧化性 S-2+6SS0S+4被氧化被氧化被氧化被氧化

20、被氧化被氧化被还原被还原被还原被还原被还原被还原【问题探究】：【问题探究】：稀硫酸是否具有氧化性？稀硫酸是否具有氧化性？浓、稀硫酸的氧化性有什么不同？浓、稀硫酸的氧化性有什么不同？稀硫酸稀硫酸也有氧化性。稀硫酸的氧化性是由于它也有氧化性。稀硫酸的氧化性是由于它电离出的电离出的H+；浓硫酸浓硫酸的氧化性是由于分子里的的氧化性是由于分子里的+6价硫引起的；价硫引起的；H+的氧化性比的氧化性比+6价硫的弱。价硫的弱。 酸类物质均有氧化性，其中氧化性由成酸酸类物质均有氧化性，其中氧化性由成酸元素引起的酸，叫氧化性酸元素引起的酸，叫氧化性酸(浓硫酸、硝浓硫酸、硝酸酸)。纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味

21、纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。的液体。三、硝酸三、硝酸 能以任意比溶于水；能以任意比溶于水；密度比水大；密度比水大；沸点低：沸点低：83；常用浓硝酸的浓度为常用浓硝酸的浓度为69， 98的浓硝酸叫作的浓硝酸叫作“发烟硝酸发烟硝酸”。（一）硝酸的物理性质：（一）硝酸的物理性质：（二）硝酸的化学性质（二）硝酸的化学性质 HNO3=H+NO3- 1 1、具有酸的通性、具有酸的通性 与酸、碱指示剂作用与酸、碱指示剂作用 与金属作用与金属作用与金属氧化物作用与金属氧化物作用 与碱作用与碱作用 与某些盐作用与某些盐作用 H+ 2 2、不稳定性、不稳定性 4HNO3=4NO2+O2+2H2O光照

22、或光照或硝酸分解产生硝酸分解产生NO2，NO2溶于硝酸而使硝溶于硝酸而使硝酸呈现黄色。酸呈现黄色。保存：保存：密封于棕色瓶中密封于棕色瓶中, ,并放在阴暗处！并放在阴暗处！久置浓硝酸为什么呈黄色？久置浓硝酸为什么呈黄色？3Cu+8HNO3(稀稀) =3Cu(NO3)2+2NO +4H2O结论：结论：硝酸具有强的氧化性。硝酸具有强的氧化性。Cu+4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O3.3.与金属反应与金属反应 硝酸具有强的氧化性，也能跟许多非金属硝酸具有强的氧化性，也能跟许多非金属（如碳）反应（如碳）反应4HNO3 （浓）（浓）+ C = CO2 + 4NO2 + 2H

23、2O 4.4.与非金属反应与非金属反应 硝酸浓度越大，氧化性越强。硝酸浓度越大，氧化性越强。 氧化性：氧化性：浓浓HNO3 稀稀HNO3 大量实验证明：不论大量实验证明：不论浓、稀硝酸都有很强的浓、稀硝酸都有很强的氧化性氧化性，几乎能与所有金属，几乎能与所有金属(除除Pt、Au等少数金等少数金属外属外)反应，如：反应，如：Mg、Al、Zn、Fe、Cu等。等。但但Al、Fe在冷的浓硝酸（浓硫酸）中要发生在冷的浓硝酸（浓硫酸）中要发生钝化钝化。（2）Pt、Au不与硝酸反应，但能与王水反应。不与硝酸反应，但能与王水反应。王水王水是由是由浓硝酸浓硝酸和和浓盐酸浓盐酸以以体积比体积比1：3组成的组成的混

24、合物混合物，具有极强的氧化性，能氧化，具有极强的氧化性，能氧化Pt、Au等等极不活泼金属。极不活泼金属。 记忆方法记忆方法 ：王水：王水：“三言（盐）一笑（硝）三言（盐）一笑（硝）” 可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或浓硝酸可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或浓硝酸（三）硝酸的用途（三）硝酸的用途 p102硝酸硝酸是一种重要的化工原料，可用是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、燃料、塑料、硝酸盐于制造炸药、燃料、塑料、硝酸盐等，在实验室里它是一种化学试剂。等，在实验室里它是一种化学试剂。氧化性酸小结氧化性酸小结: : 硝酸硝酸(浓或稀浓或稀)、硫酸（浓）、次氯酸、王水、硫酸（浓）、次氯酸、王水（硝酸

25、和盐酸）等，都是具有强氧化性的酸。（硝酸和盐酸）等，都是具有强氧化性的酸。易钝化物质小结易钝化物质小结: : Mg、Al在空气中其表面形成致密的氧化在空气中其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化。物薄膜而钝化。Al、Fe在冷的浓硫酸、浓硝酸中其表面在冷的浓硫酸、浓硝酸中其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化。形成致密的氧化物薄膜而钝化。浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸性质对比浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸性质对比 酸通酸通性性H H+ + 氧氧化性化性强氧强氧化性化性热稳热稳定性定性挥发挥发性性吸水吸水性性脱水脱水性性浓盐酸浓盐酸浓硫酸浓硫酸浓硝酸浓硝酸有有有有有有有有有有无无有有有有稳定稳定 稳定稳定不稳定不稳定易挥发易

26、挥发难挥发难挥发易挥发易挥发无无有有无无无无有有无无无无1.分别将盛有浓盐酸、浓硫酸、浓硝分别将盛有浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸的烧杯露置于空气中，放置一段时酸的烧杯露置于空气中，放置一段时间后，质量增大的是间后，质量增大的是 ，原因，原因是是 ，质量减，质量减少的是少的是 ，原因，原因是是 。浓浓H2SO4 浓浓H2SO4吸收空气中的水蒸气吸收空气中的水蒸气 浓盐酸、浓硝酸浓盐酸、浓硝酸 浓盐酸、浓硝酸均具有挥发性浓盐酸、浓硝酸均具有挥发性. 练习练习2.下列试剂下列试剂不需要不需要保存在保存在棕色棕色试剂瓶内的试剂瓶内的是是( )A、浓、浓HNO3 B、NaCl溶液溶液C、新制氯水、新制氯水 D

27、、AgNO3 溶液溶液见光或受热而易变质的物质需用棕色试剂瓶见光或受热而易变质的物质需用棕色试剂瓶且密封保存，如：且密封保存，如：AgNO3、浓、浓HNO3、AgCl、H2O2、溴水、氯水等、溴水、氯水等B3.3.一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生哪些变化哪些变化? ? 反应停止后反应停止后,如果在溶液中再加入足量如果在溶液中再加入足量稀盐酸会出现什么情况稀盐酸会出现什么情况?溶液中存在溶液中存在NO3-,它遇到它遇到H+后后,会继续氧化会继续氧化铜铜,当然此时当然此时NO3-/H+的溶度较稀的溶度较稀.一开始是铜与浓硝酸反应一开始是铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓浓)= Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 随着反应进行随着反应进行, 硝酸由浓变稀硝酸由浓变稀,则发生则发生:3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O 4.4.下列反应下列反应中中HNOHNO既表现氧化性又表现酸性的是（既表现氧化性又表现酸性的是（ ）(A)C+(A)C+浓浓HNOHNO33(B)FeO+HNO(B)FeO+HNO3 3 (C)Fe(C)Fe2 2O O3 3+HNO+HNO3 3 (D) Cu+(D) Cu+浓浓HNOHNO3 3 5.5.利