第四節(jié) 氨 硝酸 硫酸.ppt

1、第四章 非金屬及其化合物,第四節(jié) 氨 硫酸和硝酸,2004年4月21日,杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏,2004年4月20日上午10時，杭州市一制冷車間發(fā)生氨氣泄漏事件，整個廠區(qū)是白茫茫的一片，方圓數(shù)百米，空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味，進入廠區(qū)呼吸都感到困難。廠區(qū)內寒氣逼人。,市消防中心接到報案后立即制定方案，出動上百名消防隊員，十余量消防車,1、為什么在氨氣泄漏時工廠里會寒氣逼人？,2、如何吸收彌漫在空氣中的大量氨氣？,3、被圍困在污染區(qū)的群眾怎樣做才能保證不吸入氨氣？,問題與思考,一、氨氣的物理性質：,顏色狀態(tài)氣味： 密度： 水溶性：,無色有刺激性氣味的氣體,密度比空氣小， (NH3)

2、(空氣)=1729,極易溶于水，體積比1700，水溶液叫“氨水”,氨易液化“液氨”，常作致冷劑,實驗4-8：氨的噴泉實驗,現(xiàn)象：,燒杯里的液體由玻璃管進入燒瓶，形成美 麗的噴泉；燒瓶中的液體呈紅色。,原因：,氨氣極易溶于水（1700） 。使燒瓶內 氣壓急劇下降。燒瓶內外形成較大的壓差,氨氣水溶液呈堿性。,思考：噴泉停止后，為什么燒瓶不能被水完全充滿？,水不能充滿整個燒瓶，由于氨氣是用向下排空氣法收集的，一定含有少量空氣。,實驗視頻,（1）實驗成敗的關鍵是什么？,想想看：,a.燒瓶干燥； b.裝置的氣密性好； c.收集的氣體純度盡可能高。,（2）除去氨氣外你學過的什么氣體也能作噴泉實驗？,HCl

3、與H2O，CO2與NaOH反應,Cl2與NaOH反應,如圖所示：燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內，輕輕震蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，燒杯中的 液體呈噴泉狀噴出，則a、b可能是( ) A、a為HCl氣體，b為H2O B、 a為CO2氣體，b為濃NaOH溶液 C、a為Cl2氣體，b為飽和NaCl溶液 D、a為Cl2氣體，b為濃NaOH溶液,a,b,ABD,思考與練習,易液化的氣體常用作致冷劑，還有哪些物質也可作致冷劑？,氨易液化（沸點-33. 35 ）,還有氯氣（沸點-34. 6 ）,二氧化硫（沸點-10 ）,請比較氨、氯化氫、二氧化硫和氯氣的溶解度。,1:700,1:500,1:40

4、,1:2,常溫常壓,二、氨氣的化學性質：,1、氨氣與水的反應：,思考：氨水中存在哪些分子、哪些離子？它與液氨有什么區(qū)別？,分子：NH3、H2O 、NH3H2O(主要),離子：NH4+、OH- 、 H+ (極少量),氨水中的一水合氨部分電離產(chǎn)生少量氫氧根離子，呈弱堿性，故能使酚酞試液變紅。,液氨 是氨氣加壓或降溫后形成的液態(tài)物質，液氨所含的微粒是NH3。,所以：氨水是混合物。,所以：液氨是純凈物。,注意：氨水中溶質是NH3，不是NH3H2O ；,氨水濃度越大，密度越小。,類似的還有酒精,（一水合氨）,一水合氨在離子方程式中不能拆!,氨水化學式： NH3H2O,2、氨氣與酸的反應：,NH3 + H

5、Cl = NH4Cl,為什么蘸有濃氨水的玻璃棒和蘸有濃鹽酸的玻璃棒不接觸就能放出白煙？,思考：,練習：,寫出氨氣分別與硫酸和硝酸反應的化學方程式。,實驗視頻,生成銨鹽,濃氨水遇濃硫酸不會產(chǎn)生白煙、濃氨水遇濃硝酸會產(chǎn)生白煙.,2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4,NH3 + HNO3 = NH4NO3,（遇到揮發(fā)性酸產(chǎn)生白煙）,實驗現(xiàn)象：產(chǎn)生大量的白煙,從氧化還原角度來研究氨氣,1、氨氣中氮元素的化合價是什么？,2、氨氣具有什么性質？,3、氨與氧氣的反應,（氨的催化氧化，工業(yè)制硝酸的基礎）,還原性,思考與練習,氨在純氧中能燃燒：,請寫出氨與氯氣反應的化學方程式。,如果氨氣過量，反應的

6、化學方程式是：,可以用濃氨水檢驗氯氣管道是否漏氣,銨鹽,1、物理性質：,銨鹽都是晶體,銨鹽都易溶于水,銨鹽的形成：NH3 + H+=NH4+,2、銨鹽的化學性質,NH4Cl = NH3 + HCl,NH4HCO3 = NH3 +H2O +CO2,(NH4)2CO3 = 2NH3 + H2O + CO2 ,由上面的反應可以看出, NH4Cl 、 NH4HCO3、 (NH4)2CO3 受熱都能分解,都有NH3產(chǎn)生,但不是所有的銨鹽受熱分解都能產(chǎn)生NH3的,例如NH4NO3的分解:,2NH4NO3 = 2 N2 + O2 + 4H2O,實驗視頻,（1）銨鹽都不穩(wěn)定，受熱易分解,（2）銨鹽與堿反應,運

7、用：實驗室用來制NH3、用于NH4+的檢驗,銨鹽的用途,大量的銨鹽用于生產(chǎn)氮肥,硝酸銨用于制炸藥、氯化銨常用作印染 和制干電池的原料，也可以用于金屬的焊接，以除去金屬表面的氧化物薄膜。,(三)氨氣的制?。?科學事實：銨鹽與堿反應放出氨氣，在實驗室里， 常用加熱銨鹽和堿的混合物的方法制取氨。,（1）藥品：,氯化銨晶體、消石灰固體,（2）原理：,2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3,（3）裝置：,固+固，加熱型(與氧氣的制取裝置相同),（4）收集：,向下排空氣法,（5）驗滿：,蘸有濃HCl的玻璃棒接近 試管口產(chǎn)生白煙。,濕潤的紅色石蕊試紙變藍 (常見氣體中唯一的一種堿性

8、氣體)；,（6）尾氣處理方法：用水吸收，可以用倒扣的漏斗防止倒吸。,該反應不是離子反應,1、實驗室制法,思考：,棉花的作用：,防止對流，提高集氣速度和純度。,干燥氨氣的常用試劑：,CaO、堿石灰等堿性干燥劑,無水CaCl2不能用來干燥NH3（形成CaCl2 8NH3),實驗室中還可以用哪些方法快速制氨氣：,加熱濃氨水法,（裝置與實驗室制氯氣的發(fā)生裝置相同）,濃氨水加堿石灰法,（堿石灰吸水、溶解時放熱）,NaOH和Ca(OH)2的混合物,能不能用濃硫酸做干燥劑？,不能，氨與硫酸反應,氮的固定：將游離態(tài)的氮轉變成氮的化合物。,思考：用氫氧化鈉代替氫氧化鈣好嗎？,氫氧化鈉易吸水，易結塊，不易產(chǎn)生NH

9、3； 熱的氫氧化鈉對玻璃有腐蝕作用。,思考與練習,氨催化氧化（接觸氧化）是工業(yè)制硝酸的 基礎，請寫出用氨制取硝酸的化學方程式。,2NO + O2 = 2NO2,3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,結合下圖完成 課本P100思考與交流,四、氨的用途：,氨的用途,制氮肥 銨鹽,制硝酸 純堿,有機合成 工業(yè)原料,制冷劑,思考： 能將NH4Cl 、(NH4)2SO4、NaCl、 Na2SO4四種溶液一一區(qū)別開來的試劑是（ ） A NaOH B AgNO3 C BaCl2 D Ba(OH)2,D,例題1、下列關于氨性質的敘述中正確的是（ ） A、氨氣可用排水法收集 B、氨水成堿性 C、氨氣和

10、酸相遇都能產(chǎn)生白煙 D、在反應NH3+H+=NH4+中，氨失去電子被氧化,B,例題2、某同學在實驗室中發(fā)現(xiàn)了一瓶有刺激性氣味的 氣體，根據(jù)氣體的判斷可能是氨氣，但不知是否確實是 氨氣，下列提供的方法中，你認為能幫他檢驗是否為 氨氣的方法是（ ） A、將濕潤的紅色石蕊試紙放在瓶口 B、將干燥的紅色石蕊試紙放在瓶口 C、用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近瓶口 D、將濕潤的藍色石蕊試紙放在瓶口,AC,例題3、如圖所示：燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內，輕輕震蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，燒杯中的液體呈噴泉狀噴出，則a、b不可能是（ ） A、a為HCl氣體，b為H2O B、a為CO2氣體，b為濃NaO

11、H溶液 C、a為Cl2氣體，b為飽和NaCl溶液 D、a為Cl2氣體，b為濃NaOH溶液,C,硫酸和硝酸的氧化性,1、使指示劑變色：,2、與堿發(fā)生中和反應：,3、與堿性氧化物反應：,4、與鹽反應：,稀硫酸與硝酸使紫色石蕊試液變紅,H+ + OH - = H2O,2H+ + CuO = Cu2+ + H2O,2H+ + CO3 2- = H2O + CO2,硫酸、硝酸都是強酸，HNO3 = H+ + NO3-,(一)硫酸與硝酸都具有酸的通性。,H2SO4=2H+SO42-,5、與活潑金屬反應,你對濃硫酸知多少？,1、濃硫酸在稀釋時應注意什么問題？,應將濃硫酸沿燒杯壁向水中慢慢注入，并用玻璃棒不斷

12、攪拌。,2、實驗室制HCl氣體是用以下反應制備，你能說明反應進行的理由嗎？,難揮發(fā)性酸（硫酸）制備易揮發(fā)性酸（鹽酸）,二、濃硫酸,2、吸水性（干燥劑）,1、難揮發(fā)性（制l),3、脫水性,濃硫酸與木屑、棉花、紙屑反應,濃硫酸與蔗糖反應,濃硫酸能按水的組成比脫去有機物中的氫和氧元素,所以，當皮膚或衣物上不小心沾有少許濃硫酸時，應立即用大量水沖洗。,(一)物理性質：,（1）色態(tài)：無色、粘稠的油狀液體,（2）密度：質量分數(shù)為98.3%的濃硫酸的 密度是1.84g/cm3，物質的量濃度是18.4mol/L,（3）沸點：質量分數(shù)為98.3%的濃硫酸的沸點是338（高沸點酸）,（4）溶解度：易溶于水，跟水以

13、任意比互溶,實驗室制HCl，為什么用濃硫酸與固體食鹽共熱？利用濃硫酸的什么性質？,難揮發(fā)性酸（硫酸）制備易揮發(fā)性酸（鹽酸）,（難揮發(fā)性）,一、硫酸,溶于水放熱,正確操作： 將濃硫酸緩慢地沿玻璃棒倒入盛有蒸餾水的燒杯內，并用玻棒不斷攪拌。切不可把水倒進濃硫酸中,2H2SO4(濃)+Cu=CuSO4+2H2O+SO2,練習并討論：,與銅反應,分析上述反應中電子轉移的方向和數(shù)目，指出氧化劑和還原劑，并分析濃硫酸在上述反應中體現(xiàn)的性質。,+6,0,+2,+4,失去2e-,得到2e-,4、強氧化性,1）與金屬反應,干燥氣體，如：H2、HCl、CO2等,藍色膽礬（CuSO45H2O）變白,注意：不可干燥堿

14、性氣體（NH3)和還原性氣體（H2S、HBr、HI ）,作干燥劑,(二)濃硫酸特性 （1）吸水性,(一)硫酸具有酸的通性。,(二)化學性質,使結晶水合物失去結晶水,濃硫酸敞口放置于空氣中質量有何變化？若是濃鹽酸呢?,解析： 濃硫酸本身難揮發(fā)，溶質質量不變，但因吸收空氣中游離的水溶液質量會增重,現(xiàn)象：,滴有濃硫酸的濾紙?zhí)炕?變黑。,解釋：,濾紙的主要成份是纖維素，由碳、氫、氧三種元素組成，濃硫酸能把濾紙中的氫、氧元素按水的比例脫去。,結論：,濃硫酸有脫水性,把少量濃硫酸 滴在紙片、火 柴梗上,（2）脫水性,脫水性是指濃硫酸將許多有機物中的 氫、氧元素按水的比例脫去。,吸收現(xiàn)成的水(包括結晶水),

15、反應生成水,問題？,濃硫酸的吸水性和脫水性有什么區(qū)別？,吸水性是指濃硫酸直接與水分子結合。,濃硫酸的吸水性與脫水性有何區(qū)別？,?,對 象,本 質,吸 水,脫 水,游離H2O、結晶水,有機化合物中 的H和O,H2SO4+XH2O=H2SO4xH2O+Q,按H2O的組成脫去有機物中的H、O原子，脫去后生成水,白糖變成“黑面包”,實驗視頻,結論：,表現(xiàn)濃硫酸的脫水性與氧化性,CO2,“黑面包”現(xiàn)象的本質：, 濃H2SO4全部被還原，顯氧化性,注意：有濃硫酸參與的反應都沒有離子存在，所以沒有離子方程式。,a. 非金屬與濃硫酸的反應（如：C、P、S ）,思考并討論：,請設計實驗方案，驗證C和濃硫酸反應的

16、產(chǎn)物，并畫出簡要裝置圖。,（3）強氧化性,CO2,按正確的順序連接下列儀器，并說明你的理由。 (裝置可多次使用),1,2,3,4,5,說明：應首先驗證水，然后驗證二氧化硫，最后才驗證二氧化碳。,先驗證哪一種氣體？再驗證哪一種氣體？最后呢？,檢驗水,檢驗SO2,吸收SO2,檢驗SO2是否吸收完全,檢驗CO2,變藍色,證明含水,證明含SO2,除去SO2,證明無SO2,證明含CO2,褪色,褪色,不褪色,變渾濁,現(xiàn)象：,Cu + 2H2SO4(濃)= CuSO4 + SO2 + 2H2O,結論：濃硫酸有氧化性，此反應還說明具有酸性,b. Cu與濃硫酸的反應,1常溫下金屬Cu和濃硫酸沒有現(xiàn)象。 2加熱條

17、件下濃硫酸可以和Cu發(fā)生反應， 反應后溶液稀釋呈藍色。 3、銅片由紅色變成黑色,并生成氣泡, 使品紅溶液退色，并使紫色石蕊變紅。,思考：被還原硫酸占參加反應的硫酸 。,1/2,實驗視頻,稀硫酸與濃硫酸的氧化性相比有何差別?,討論,稀硫酸弱氧化性H2SO4分子中H+ （+1價）體現(xiàn)可與活潑金屬反應，生成H2（非氧化性酸）,濃硫酸強氧化性H2SO4分子中S（+6價）體現(xiàn)加熱時可與絕大多數(shù)金屬、非金屬及某些還原性化合物反應，通常生成SO,練習：將足量的Zn放入濃硫酸中，將會發(fā)生什么反應？會產(chǎn)生H2嗎？,可以反應，產(chǎn)生SO2，不會產(chǎn)生H2,c、還原性化合物反應:,2NaI + 2H2SO4（濃）= N

18、a2SO4 + I2 + 2SO2 +2H2O,H2S + H2SO4（濃）= S + SO2 + 2H2O,在實驗室中常用濃硫酸作氣體的干燥劑。下列氣體中，哪些不能用濃硫酸干燥？,(1) O2 (2) HCl (3) HBr (4) HI (5) SO2 (6) H2S (7) NH3,不能干燥溴化氫、碘化氫、硫化氫和氨氣，因為：,2NH3 + H2SO4 （濃）= (NH4)2 SO4,1、將下列現(xiàn)象中硫酸表現(xiàn)出來的性質寫在空白處：,(1)敞口放置濃硫酸時,質量增加 (2)把CuSO45H2O 晶體放入濃硫酸中,變白色 (3)鋅粒放入稀硫酸中,有氣體放出 (4)把木屑放入濃硫酸中,變黑,練

19、 習,吸水性,吸水性,酸性、氧化性,脫水性,2.向50mL 18mol/L的硫酸溶液中加入足量銅片并加熱，充分反應后，被還原的硫酸的物質的量為( ) A、小于0.45mol B、等于0.45mol C、大于0.90mol D、在0.45mol和0.90mol之間,A,常溫下，濃硫酸可用鐵槽車或鋁槽車運輸，這是因為常溫下，濃硫酸（濃硝酸）可使鐵或鋁的表面生成一層致密的氧化膜，阻止了內部金屬與濃硫酸進一步反應，這種現(xiàn)象叫做鈍化。,試寫出濃硫酸與鐵在加熱條件下的反應方程式,2）與非金屬反應,思考并討論：,請設計實驗方案，驗證C和濃硫酸反應的產(chǎn)物，并畫出簡要裝置圖。,1、硝酸的物理性質,純硝酸是無色、

20、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，可溶于水，溶于水放熱，密度比水大（1.5027g/cm3），沸點是83，常用濃硝酸質量分數(shù)為69%，98%以上的硝酸叫發(fā)煙硝酸。,發(fā)煙原因：硝酸里放出的硝酸蒸氣遇到空氣里的水蒸氣生成了極微小的硝酸液滴的緣故。,二、硝酸,3、硝酸 （1）硝酸的物理性質,純硝酸 無色,有刺激性氣味,可溶于水,易揮發(fā),密度比水大,溶于水放熱,2、硝酸的化學性質,（1）酸的通性,（2）不穩(wěn)定性,思考：常用的濃硝酸為什么會呈黃色？,工業(yè)上鹽酸呈黃色又是什么原因？,濃硝酸易分解生成NO2溶于硝酸,含有Fe3+雜質,怎樣保存硝酸溶液？,保存于棕色細口瓶中,硝酸越濃，越不穩(wěn)定。,反應激烈，產(chǎn)生紅棕

21、色氣體，溶液由無色變?yōu)樗{綠色。,Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O,結論：,硝酸具有強的氧化性，能氧化不活潑金屬，同時也體現(xiàn)了酸性。,3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO +4H2O,反應較緩慢，產(chǎn)生無色氣體，逸至試管口變?yōu)榧t棕色， 溶液由無色變?yōu)樗{綠色。,（3）強氧化性 與金屬反應,Cu+4H+2NO3= Cu2+2NO2 +2H2O,3Cu+8H+2NO3= 3Cu2+2NO +4H2O,實驗視頻,實驗視頻,試寫出鐵與稀硝酸反應的化學方程式,Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO+ 2H2O,3Fe + 8HNO3(稀)

22、 = 3Fe(NO3)2 + 2NO+ 4H2O,Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2,注意:硝酸幾乎與所有的金屬反應,但不論濃稀都不能放出H2!?,這是因為硝酸在與金屬反應時,主要是HNO3中的+5價的氮得到電子.而不是H+得到電子!,硝酸具有強的氧化性，也能跟許多非金屬（如碳）反應,4HNO3 （濃）+ C = CO2 + 4NO2 + 2H2O,（4）與非金屬反應,當硝酸與金屬或非金屬及某些有機物反應時，反應物或反應條件不同，硝酸被還原所得到的產(chǎn)物也不同，這里硝酸5價的氮得電子，被還原成較低價的氮，如：,NO2 HNO2 NO N2O N2 NH3,+4,+3,+2,+1

23、,0,-3,硝酸（不論濃稀）具有強氧化性，所以Fe2+ 、S2-、I-、SO32-等一些還原性的物質不能與硝酸共存！,NO3-很穩(wěn)定，在中性和堿性溶液中幾乎與所有的離子能共存，但在酸性溶液中,NO3-/H+ 具有了強氧化性，與Fe2+、SO32-等不能共存!,例:Fe(NO3)2能在溶液中穩(wěn)定存在,但如果在 溶液中加入鹽酸,溶液將由淺綠色變?yōu)樽?黃色.這說明Fe2+被NO3-/H+氧化成了Fe3+.,工業(yè)上用鋁（鐵）槽車盛放、運輸冷的濃硫酸（濃硝酸）,常溫下，濃硫酸(濃硝酸)能使Fe、Al表面形成致密的氧化膜，阻止內部金屬繼續(xù)跟硫酸起反應。稱為鈍化,鈍化,所以，可以用鐵、鋁制的容器盛裝濃硫酸或

24、濃硝酸,加熱時，鋁、鐵易被濃硫酸（濃硝酸）氧化,2Fe + 6H2SO4(濃） = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O,加熱時，濃H2SO4能與大多數(shù)金屬反應(Au、Pt除外)生成SO2氣體(注意：不生成H2),若將濃HNO3和濃HCl按體積比1:3混合所得混合物叫王水，可溶解不活潑金屬金等。,若將濃HNO3和濃HCl按體積比1:3混合所得混合物叫王水，可溶解不活潑金屬金等。,有人認為，“比較濃硝酸和稀硝酸的還原產(chǎn)物的化合價，濃HN03中的氮從5降為4而稀HN03中的氮從5價降為2，從化合價變化可以判斷稀硝酸的氧化性比濃硝酸強?！边@種看法是否正確？為什么？,從濃硝酸、稀硝酸分別與Cu反應的反應條件,劇烈程度分析。,提示：,探討：,硝酸