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1、必修1第四章 第四节氨 硝酸 硫酸,目标定位 1、掌握氨、硝酸、硫酸及铵盐的性质。 2、掌握氨的实验室制法。 3、了解硫酸 硝酸及氨的用途。 4、掌握氨气的喷泉实验及氨气的检验方法。,一、氨,杭州市一制冷车间发生氨气泄漏 2004年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，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。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，十余量消防车,【思考】,1、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？ 2、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气？ 3、被围困在污染区的群众怎样做才能保证不吸入
2、氨气？,-氨气的喷泉实验,实验48：演 示 实 验,城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述的原理相似。,科学视野,（2）溶液为什么变为红色？,（3）实验成败的关键是什么？,（1）氨为什么会形成喷泉？,想想看：,a.烧瓶干燥； b.装置的气密性好； c.收集的气体纯度尽可能高。,氨气溶于水溶液显碱性。,氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；,喷泉实验 1)装置的组成 2)形成喷泉的条件 3)造成压强差的机理 形成喷泉的关键是减少瓶内压强,方法有以下三种:,气体易溶于水或易溶于某种液体(气体在水中或溶液中的溶解度很大,常温下1体积水中溶解气体的体积大于30体积,即可形成喷泉,如SO2、HCl
3、、HBr、HI、 NO2 、NH3等在室温条件下都可作喷泉实验。); 形成内外压强差.,大气压强不变,迅速减少储气瓶内的压强以造成内外压强差; 储气瓶内压强不变,人为增大外界压强以造成内外压强差.,减少瓶内气体物质的量.途径是根据气体物质的性质, 选择不同的溶剂.降低瓶内气体的温度.途径是采用冰水袋冷却烧瓶,使瓶内气体温度降低.增大气体的体积.途径是改变烧瓶的容积(将胶头滴管改为玻璃管,在玻璃管上,连接一个挤扁的洗耳球.待烧瓶内收集满氨气后,松开洗耳球的夹子,烧瓶内气体就会自动进入洗耳球,从而达到增大气体的体积,减少瓶压强的目的.,4)喷泉实验失败的原因 5)极易溶于水的气体:HCl、HBr、
4、HI、NO2、NH3、SO2等。极易与某些溶液反应的气体：CO2、NO2、SO2NaOH溶液。,装置气密性问题;仪器不干燥;气体纯度不够.,思考：通过氨气的喷泉实验得到启发，请设计一CO2的喷泉实验。,CO2,NaOH溶液,1.氨的性质,氨是没有颜色、有刺激性气味的气体，极易溶于水且溶解很快（常温下，1：700）。极易液化，液氨在气化时吸热，利用这一性质，液氨常用作致冷剂。,氨的物理性质,展示装满氨气的烧瓶,无色, 有刺激性气味的气体；,让我们观察一个有趣的实验,你得出什么结论？,易液化；,冰块,氨气,液氨,氨气的物理性质,极易溶于水(1:700)。,上一页,下一页,结束,回目录,氨的化学性质
5、,（1）氨跟水反应显弱碱性,NH3极易溶于水。（1 ：700），,所以氨水显_，既能使无色的酚酞溶液变成_，又能使湿润的红色的石蕊试纸_。,NH3与水反应后有碱性物质生成。,大部分NH3与水结合成 NH3H2O， NH3H2O可以小部分电离成NH4+和OH-。,红色,变蓝,弱碱性,氨跟水的反应,NH3H2O NH3 NH4+ H2O OH- H+,氨水保存：,分析氨水的成份：,氨水的密度：,c(NH3)=(x+y+z)mol/L,氨水的浓度：,氨水中的分子有：H2O、NH3 和 NH3H2O,氨水中的离子有：NH4+、H+ 和 OH-,液氨 是氨气加压或降温后形成的液态物质， 液氨所含的微粒是
6、NH3。,所以：氨水是混合物。,所以：液氨是纯净物。,讨论： 氨水的主要成份有哪些？ 氨水与液态氨有何区别？,比较：氨水与液氨,名称,氨水,液氨,形成,物质分类,成分,氨气溶于水,H2O、NH3H2O,混合物,氨气降温加压液化,纯净物,NH3,NH3 、NH4+ 、OH-、 H+,讨论,氨与水反应后产物和离子各有哪些？,氨气的水溶液叫做氨水，是混合物，成份：“3+3”。,3种分子：,3种离子：,NH3,、H2O、,NH3H2O,、OH,NH4+,、H+,氨水,一水合氨,液氨,上一页,下一页,结束,回目录,（2）氨跟酸的反应,写出上述反应的离子方程式,氨与氯化氢的反应,沾有浓盐酸的玻棒,沾有浓氨
7、水的玻棒,HCl,NH3,现象：产生大量白烟,NH3+HClNH4Cl,上一页,下一页,结束,回目录,不能,1.在反应中为什么会产生白烟？,挥发出的氨气和氯化氢气体在空中反应生成氯化铵固体小颗粒。,2.硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白烟？,-3,(1)氮肥,用途:,(3)化工原料,(2)致冷剂,无机：生产硝酸、铵盐和纯碱等,有机：合成纤维、塑料、染料和尿素等,生产硝酸原理：,侯德榜制碱法：,NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3,铵盐,物理性质：,铵盐都是晶体,铵盐都易溶解于水,铵盐的形成：NH3 + H+=NH4+,铵盐都不稳定，受热分解,铵盐的化学性质,（1）铵盐受热易分
8、解,（2）铵盐与碱反应,NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 ,(NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 ,运用： 实验室用来制NH3、用于NH4+的检验,反应实质： NH4+ OH=NH3+H2O,铵盐的用途,大量的铵盐用于生产氮肥,硝酸铵用于制炸药、氯化铵常用作印染 和制干电池的原料，也可以用于金属的焊接，以除去金属表面的氧化物薄膜。,氮 肥,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
9、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。,上一页,下一页,结束,回目录,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。,上一页,下一页,结束,回目录,1、为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人？,2、消防队员应该如
10、何除去白茫茫的氨气？,3、附近居民怎样做才能避免受伤？,?,液氨气化吸收热量,喷水，使氨气转化为氨水,防化兵在水幕的保护下，一点一点接近氨气罐,用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场,上一页,下一页,结束,回目录,2.NH3的实验室制法,原理：加热铵盐与碱的固体混合物 如：将固体NH4Cl与Ca(OH)2混合加热，即得到NH3,讨论： NH3如何收集？ 如何检验NH3已经收满？剩余的NH3如何处理？ 若要制备干燥的NH3 ，可用什么作干燥剂？,NH3的实验室制法,（1）原料：NH4Cl Ca（OH）2,（2）原理： 2NH4Cl+Ca（OH）2=2NH3+2H2O+CaCl2 （3）制取装置： 固
11、固加热装置,棉花的作用：,防止空气对流,（4）收集装置： 向下排空气法 （5）检验： a：使湿润的酚酞试纸变红 b：遇浓盐酸产生大量的白烟 （6）尾气处理： 用水吸收NH3,要得到干燥的氨气，常用试剂有哪些？ CaO、碱石灰等碱性干燥剂 无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2.8NH3),除了利用上述方法之外，实验室有无其它简单可行的方法来制得氨气？,浓氨水,方法二：加热浓氨水制氨气,浓氨水,固体CaO,思考：有什么现象？为什么有此现象？,方法三,1、吸收水分，减少溶剂。 2、增加OH-的浓度。 3、放出热量，升高温度。,氮在自然界中的循环,讨论,自然界中氮的循环过程,动物中有机氮,
12、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,植物遗体,动物摄取,植物吸收,硝酸盐,上一页,下一页,结束,回目录,思考： 1.能将NH4Cl 、(NH4)2SO4、NaCl、 Na2SO4四种溶液一一区别开来的试剂是（ ） A NaOH B AgNO3 C BaCl2 D Ba(OH)2,D,思考2 ：某学生在氨气的喷泉实验基础上积极思考产生喷泉的其他方法，并设计如图所示的装置。在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是：（ ） （A）Cu与稀盐酸 （B）NaHCO3与NaOH （C）CaCO3与稀硫
13、酸 （D）NH4HCO3与稀盐酸,D,思考3、若在锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉，水槽中加入的物质可能是 （ ） A、浓硫酸 B、食盐 C、硝酸钾 D、硫酸铜,A,思考4、比较甲和乙两套装置，从产生喷泉的原理来分析，甲是 上部烧瓶内气体压强，乙是 下部锥形瓶内气体压强。（填“增大”或“减小”）,甲,乙,生活中有类似的例子吗？,减小,增大,NH3H2O很不稳定，受热就会分解：,一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红。,NH3H2ONH3+H2O,氨水是弱碱,氨水呈弱碱性。,液氨是弱碱,NH3H2O是弱碱,判 断,上一页,下一页,结束,回目录,练
14、习：下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶的是（ ）,A,B,BD,A、B、C三种气体，A无色，在一定条件下A能与O2反应生成B，B不溶于水，它能与O2反应生成红棕色气体C；A、C气体均溶与水，其水溶液分别呈碱性与酸性，推断A ，B ，C 。,NH3,NO,NO2,下列关于氨性质的叙述中正确的是（ ） A、氨气可用排水法收集 B、氨水成碱性 C、氨气和酸相遇都能产生白烟 D、在反应NH3+H+=NH4+中，氨失去电子被氧化,习题巩固：,B,某同学在实验室中发现了一瓶有刺激性气味的 气体，根据气体的判断可能是氨气，但不知是否确实是 氨气，下列提供的方法中，你认为能帮他检验是否为 氨气的方法是（ ） A
15、、将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口 B、将干燥的红色石蕊试纸放在瓶口 C、用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口 D、将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口,AC,二、硫酸和硝酸的特性,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 - = H2O,2 H+ + CuO = Cu2+ + H2O,2 H+ + CO3 2- = H2O + CO2,与活泼金属反应,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
16、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度难挥发酸（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向水中慢慢注入，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？,注：高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸制易挥发性酸,
17、3.浓硫酸的特性：,1) 吸水性:能吸收水份,可干燥与它不反应的气体,思考：能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？,将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象?,浓硫酸能够吸收空气中的水蒸气。因此，在实验室中常用浓硫酸来 不与它起反应的气体。,问题探究,1、下列不能用浓硫酸干燥的气体是 （ ） Cl2 O2 SO2 H2 HCl NH3 CO2,2、实验室常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速简易制取HCl气体，请简述原因。,浓硫酸具有吸水性且浓硫酸溶于水时放出大量的热,浓硫酸能够吸收空气中的水蒸气。因此，在实验室中 常用浓硫酸来 不与它起反应的气体。,2)、脱水性,浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应,浓硫酸与蔗糖反应
18、,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?,当皮肤或衣物上不小心沾有少许浓硫酸时，应立即用大量水冲洗。,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,问题探究,1、写出蔗糖遇浓硫酸发生的化学方程式：,C12H22O11 12C+11H2O,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
19、对，因为蔗糖分子中没有水,练习并讨论：,3)与铜反应：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。,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。,书P101实验49 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,浓硫酸与碳的反应：,C+2H2SO（浓）= CO2+2SO2 +2H2O,4)与
20、非金属反应,思考并讨论：,请设计实验方案，验证C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）,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C和浓硫酸反应的产物,如何检验浓硫酸与碳反应生成的各种产物？,无水硫酸铜、品红、酸性高锰酸钾或溴水、品红、澄清的石灰水,注意：硫酸分子中的硫元素的化合价为 价，处于硫元素所有化合价中的 价态，在氧化还原反应中化合价只能 ，表现 ， 浓硫酸被还原一般得到的产物为 。,+6,最高,降低,氧化性,SO2,常温下，浓硫酸可用铁
21、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。,试写出浓硫酸与铁在加热条件下的反应方程式，并标出电子转移的方向和数目，指出氧化剂和还原剂：,硫酸车槽,【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,练习:下列现象反映了硫酸的哪些主要性质 (1)浓硫酸
22、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,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HNO3 98%的硝酸发烟硝酸,2.化学性质：,（1）酸性（略）,（2）氧化性：, 与金
23、属反应（除Au和 Pt外）,Cu + 4HNO3(浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2O,3Cu + 8HNO3(稀） = 3 Cu(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，情形跟浓硫酸一样。,氧化性：浓硝酸稀硝酸,实验现象：反应开始时两试管中都有 产生，加浓硝酸的试管中反应 ，放出 色气体；加稀硝酸的试管中反应较 ，放出 色气体，当空气进入试管后， 色气体变成了 色，两支试管中都生成了 溶液。,气体,剧烈,红棕,慢,无,无,红棕,蓝色,实验结论：,浓、稀硝酸都与铜发生反应，分别生成 NO2、NO ，NO遇空气又生成N
24、O2,Cu+4HNO4（浓）=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 2NO+O2=2NO2,以上反应的化学方程式：,注意：铁、铝在浓硝酸中钝化。,与非金属反应,C +4HNO3 （浓）=2H2O +4NO2 +CO2,S +6HNO3 （浓） = 2H2O +6NO2 + H2SO4,P +5HNO3 （浓） = H2O +5NO2 +H3PO4,结论：硝酸跟非金属反应，生成NO2、 H2O和相应的含 氧酸,硝酸还能氧化FeO、 Fe(NO3)2(Fe2+)、 HBr(Br-)、 HI(I-) 、H2S (S2-)、 SO2等具有
25、还原性的化合物，与它们发生氧化还原反应，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，稀硝酸的还原产物一般是NO，浓硝酸的还原产物一般是NO2，而不像盐酸与金属反应那样生成H2,（3）不稳定性：硝酸不稳定，见光就会分解：,4HNO3浓 = 2H2O +4NO2 + O2,因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方, 或光照,硝酸的氧化性强至可以氧化大多数金属，但还是没办法氧化Au和 Pt，如果把浓硝酸和浓盐酸按照1：3的体积比混合（即王水），就可以氧化所有的金属。,3、硝酸的用途：制化肥、农药、炸药、染料、盐等,