第四章-第四节氨-硝酸-硫酸

1918年，德国化学家哈伯因为在合成氨方面的巨大贡献而获诺贝尔化学奖。1931年，诺贝尔化学奖再次垂青于与合成氨有关的研究。第四节氨硝酸硫酸一、氨无色、有刺激性气味气体，密度比空气小，易液化，极易溶于水（1∶700）。实验----氨气的喷泉实验1、物理性质（1）氨为什么会形成喷泉？氨气极易溶于水，使烧瓶内压强减小，瓶内外形成较大的压差；大气压将水压入烧瓶探究1、形成喷泉的原理？2、喷泉实验成功的关键？烧瓶内外形成压强差思考a.装置的气密性好；b.气体的纯度高；c.烧瓶必须干燥。（2）含水的胶头滴管在实验中作用？引发水向上喷探究若实验室只有单孔塞，能否用上述装置进行喷泉实验？如能，应如何引发喷泉？试一试探究（3）若VL烧瓶充满标况下的氨气，喷泉实验后溶液充满整个烧瓶，所得溶液物质的量浓度_______122.4mol/L氨气体积设为VL注意：氨水中溶质是NH3，不是NH3·H2O；氨气物质的量为(V/22.4)mol氨水溶液体积也是VL氨水的物质的量浓度为:C=(V/22.4)/V=0.045mol/L氨水浓度越大，密度越小。如图所示，在一盛有蒸馏水的烧杯中有一悬浮的小球（小球不会被酸碱腐蚀），当向烧杯中不断通入氨后，会出现什么现象？思考：探究（4）滴有酚酞的溶液变为红色说明什么？氨气溶于水，溶液显碱性。2、化学性质（1）氨跟水的反应分子：NH3·H2ONH3H2O离子：NH4+OH-H+(极少量)氨水的成份：氨水的密度：NH3·H2O==NH3↑+H2Oρ小于1g/cm3，ω越大,ρ越小。在氨水溶质的质量分数、物质的量浓度计算时，以NH3为溶质氨水与液氨名称氨水液氨形成物质分类氨气溶于水氨气降温加压液化混合物纯净物(非电解质)微粒种类H2O、NH3、NH3·H2ONH4+OH-H+NH3思考氨能否与酸反应？（2）氨跟酸的反应NH3+HCl=NH4Cl(现象：白烟）2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4NH3+HNO3=NH4NO3(现象：白烟）NH3+H+=NH4+(与酸反应的本质)2NH3+H2O+CO2=(NH4)2CO3NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(3)与某些盐溶液反应：Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+AlCl3+3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClMgCl2+2NH3+2H2O=Mg(OH)2↓+2NH4ClMg2++2NH3+2H2O=Mg(OH)2↓+2NH4+(4)氨跟氧气反应催化剂△4NH3+5O2====4NO+6H2O思考：把烧红了的铂丝插入盛浓氨水的锥形瓶中（不接触溶液）观察到悬在液面上的铂丝更加红亮，同时有红棕色气体生成，并有白色烟雾产生，试解释原因。(催化氧化)4NH3+5O2====4NO+6H2O反应放热，铂丝维持红热催化剂△2NO+O2=2NO2生成红棕色气体3NO2+H2O=2HNO3+NO形成白雾NH3+HNO3=NH4NO3形成白烟思考与练习氨在纯氧中能燃烧：4NH3+3O22N2+6H2O点燃请写出氨与氯气反应的化学方程式。2NH3+3Cl2N2+6HCl如果氨气过量，反应的化学方程式是：8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl可以用浓氨水检验氯气管道是否漏气NH3硝酸铵盐纯碱有机合成工业原料用稀氨水治疗蚊虫叮咬消除二氧化氮的污染吸收硫酸生产中的二氧化硫致冷剂3、氨的用途（1）铵根离子（NH4+）和酸根离子组成的化合物,易溶于水。4、铵盐及其性质（2）化学性质：加热试管中的氯化铵晶体，没有熔化就直接变成气体，气体在试管上方又变成氯化铵晶体，这个变化是升华过程吗？（A）受热易分解①稳定、挥发性酸的铵盐NH4ClHCl↑+NH3↑————△(HCl+NH3NH4Cl)————②不稳定性酸的铵盐NH4HCO3H2O+CO2↑+NH3↑————△③强氧化性酸的铵盐2NH4NO34H2O+2N2↑+O2↑————△(炸药)3(NH4)2SO44NH3+N2↑+3SO2↑+6H2O————△NH4HCO3加热NH4NO3加热NH4Cl加热(NH4)2CO32NH3↑+H2O+CO2↑————△（B）铵盐与碱的反应NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O————△(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3↑+2H2O————△②鉴别:NH4+样品强碱△气体湿润红色石蕊蓝色溶液反应得NH3.H2O，加热得氨气NH4+OHNH3H2O.+－————————△NH3·H2ONH3↑+H2O③铵态氮肥不可与草木灰混用；应储存在阴凉处。①实质：[实验](NH4)2SO4与NaOH溶液的反应5、氨气的实验室制法NH4Cl(铵盐)Ca(OH)2(强碱)1、反应原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O————△复分解反应（强碱制弱碱）2、反应装置向下排空气法②反应①药品③特点①发生②收集固＋固气∆③简单方法制氨气:①验满②干燥剂湿润红色石蕊试纸沾浓盐酸的玻璃棒碱石灰(NaOH+CaO),不可用浓H2SO4、P2O5和CaCl2c、注意事项：←浓氨水←固体CaO思考：有什么现象？为什么有此现象？方法二1、吸收水分，减少溶剂。2、增加OH-的浓度。3、放出热量，升高温度。浓氨水方法三：加热浓氨水制氨气NH3·H2O==NH3↑+H2O1、氮在自然界中主要以哪些形式存在？游离态：氮气；化合态：无机物和有机物中，是构成蛋白质和核酸不可缺的成分。思考与交流豆类植物的根瘤菌能把氮气变成氮的化合物。多数植物能吸收含氮化合物。2、有哪些生物能直接吸收含氮的化合物？思考与交流氮的固定：将空气中游离态的氮转变为化合态的过程。自然界中氮的循环过程动物中有机氮植物中有机氮大气中的氮氮的固定（生物固氮、高能固氮、人工固氮）土壤中的氮(铵盐→硝酸盐)细菌分解动物排泄物及遗体动物摄取植物吸收硝酸盐下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是()ABCD练习使指示剂变色：与碱发生中和反应：与碱性氧化物反应：与盐反应：稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红H++OH-=H2O2H++CuO=Cu2++H2O2H++CO32-=H2O+CO2硫酸、硝酸都是一种酸，HNO3=H++NO3-硫酸与硝酸都具有酸的通性。H2SO4=2H++SO42-与活泼金属反应二、硫酸和硝酸的氧化性Fe+2H+=Fe2++H2思考与交流1、硫酸、硝酸、盐酸都是酸，它们在组成上用什么特点？它们都是酸，在水溶液中电离出H+，硫酸、硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元酸，硝酸和盐酸是一元酸2、这些特点与酸的通性有什么关系？用电离方程式表示。在水溶液中都电离出氢离子HA=H++A—（一）硫酸的性质1.【思考】稀硫酸和浓硫酸的性质有何不同？浓H2SO4的物理性质A.色态：无色、粘稠的油状液体B.沸点：约338℃——难挥发酸（高沸点酸）C.密度：1.84g/cm3——高密度酸D.溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热。•两高：沸点、密度高•两大：溶解度、溶解放热量大2.你对浓硫酸知多少？（1）浓硫酸在稀释时应注意什么问题？应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。（2）实验室制HCl气体是用以下反应制备，你能说明反应进行的理由吗？H2SO4(浓)+NaCl==NaHSO4+HCl↑微热H2SO4(浓)+2NaCl==Na2SO4+2HCl↑强热注：高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸制易挥发性酸3.浓硫酸的特性：1)吸水性:能直接吸收以水分子形式存在的水可干燥与它不反应的气体O2、H2、N2、CO2、SO2、HClCl2、思考：1.能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？2.将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象?现象：固体由蓝色变为灰白色，溶液仍为无色。反应：CuSO4·5H2O+H2SO4(浓)=CuSO4+H2SO4·5H2O结论：浓硫酸有吸水性实验1在点滴板中放入少量胆矾，再加入少量浓硫酸问题探究1、下列不能用浓硫酸干燥的气体是（）①Cl2②O2③SO2④H2⑤HCl⑥NH3⑦CO2⑥实验：将浓硫酸慢慢加入蔗糖中，并用玻璃棒搅拌现象：蔗糖变黑，体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状，并放出有刺激性气味的气体原因：C12H22O11浓硫酸能将蔗糖中的H和O按原子个数比2：1脱去形成水，使蔗糖生成炭2)、脱水性浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素a.浓硫酸沾到衣服上应如何处理?b.浓硫酸沾到皮肤上应如何处理?浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别?2)、脱水性吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去。吸收现成的水反应生成水问题探究1、写出蔗糖遇浓硫酸发生的化学方程式：2、蔗糖分子中含有水，浓硫酸将水吸去使它生成炭而变黑，这种说法对吗？试分析。不对，因为蔗糖分子中没有水C12H22O1112C+11H2O浓硫酸2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2练习并讨论：3)强氧化性分析上述反应中电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂，并分析浓硫酸在上述反应中体现的性质。+60+2+4失去2e-得到2e-氧化剂：H2SO4还原剂：Cu加热时，浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外)，一般没有氢气生成，通常生成SO2气体。①加热时浓硫酸能与大多数金属反应，但不生成氢气。书P101实验4-9铜与浓硫酸的反应现象：有气体产生，此气体使品红溶液褪色或紫色的石蕊试液变红反应后溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色反应原理：Cu+2H2SO4（浓）==CuSO4+SO2↑+2H2O△把铁片放入盛有浓硫酸的试管中，加热。实验现象：常温无明显变化，加热后能反应。解释：常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续跟硫酸起反应。此现象称“钝化”。氧化物能被热的浓硫酸氧化。思考并讨论：请设计实验方案，验证碳和浓硫酸反应的产物加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、C等）C+2H2SO4(浓)==2SO2↑+CO2↑+2H2O②与某些非金属反应△仪器连接如下说明：应首先用无水硫酸铜验证水，然后用品红验证二氧化硫，再用高锰酸钾氧化多余的二氧化硫，接着再次验证二氧化硫是否全部被氧化，最后才验证二氧化碳。验证碳和浓硫酸反应的产物③与硫化氢、碘化氢等还原剂反应H2S+H2SO4（浓）=S+SO2+2H2O【思考】浓硫酸具有强氧化性，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下列现象体现了硫酸的哪些性质？（1）把浓硫酸滴入放在蒸发皿里的蔗糖上，蔗糖就会炭化变黑（2）把浓硫酸露置在空气里，质量会增加。（3）把锌粒放入稀硫酸里，会产生氢气。（4）把铜片放入浓硫酸里并加热，会产生SO2。（5）利用浓硫酸和食盐固体反应，制HCl气体。脱水性吸水性酸性强氧化性难挥发性1、课堂练习5.硫酸的用途：（二）硝酸的性质：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HNO398%的硝酸—发烟硝酸2.化学性质：（1）酸性（2）氧化性：①与金属反应（除Au和Pt外）Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O注意：Fe和Al遇到冷的浓硝酸被钝化，被氧化成一层致密的氧化膜，与浓硫酸一样。氧化性：浓硝酸稀硝酸②与非金属反应C+4HNO3（浓）=2H2O+4NO2+CO2结论：硝酸跟非金属反应，生成NO2、H2O和相应的含氧酸③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等气体小结：硝酸与金属反应时，主要是HNO3中+5价的氮得到电子，被还原成较低价氮的物质，稀