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1、工业合成氨,科技史话,德国化学家哈伯和博茨因为在合成氨研究中的突出表现而获得1918年和1931年诺贝尔化学奖,氮的循环,氮的固定？,思考 ：实验原理?,思考 ：实验原理?,NH3的实验室制法,（1）反应原理：,（3）干燥：碱石灰（干燥管）,（4）收集方法 ：向下排空气法,（5）检验：用湿润的红色石蕊试纸来检验氨气是否收集满。,（6）注意： 收集时在容器口要塞一团棉花，目的 是减缓气体流动，防止对流。,硫酸和硝酸,酸的通性,使酸碱指示剂变色 与氢前金属反应产生氢气 与碱性氧化物的反应 与碱的反应 与某些盐的反应（强酸制弱酸）,吸水性,溶液及铜片,使品红溶液褪色,结论,现象,灰白色固体主要是硫酸
2、铜,产生气体 为SO2,气体,加水后， 溶液成蓝色,浓硫酸与铜反应,反应的化学方程式,强氧化性,酸性,脱水性,强氧化性,探究二 硝酸与铜能反应吗？,2、反应的化学方程式；,3、 请分析以上反应中硝酸所体现的性质。,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,氧化性和酸性,1、 实验探究；,2、浓硫酸、硝酸分别与铜反应时分别是硫元素和氮元素发生价态变化。,归纳:,1、浓硫酸、浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性。,从浓硫酸、硝酸分别与铜的反应归纳它们与金属反应体现氧化性的特点：,一定条件下能将除铂、金外其它不活泼的金属氧化。,浓硫酸中
3、硫元素一般转化为SO2；浓硝酸中氮元素 一般转化为NO2；稀硝酸中氮元素一般转化为NO。,根据氧化还原反应规律推测： 铁、铝是否能与浓硫酸以及浓硝酸反应？ 反应剧烈程度如何？,思考与推测,07年10月13日清晨，在福龙昌205省道有一辆满载30吨浓硫酸的 发生侧翻，扎进路边两米深沟内，致使罐车罐体破损，浓流酸泄漏，事故附近的植物都变成了黑色.,07年5月1日凌晨，某公司一辆装载30吨浓硝酸的 ，行至804省道平度市云山段时，被某运输公司一车辆追尾，导致罐体阀门损坏，浓硝酸外泻。,铝罐车,铁罐车,常温下，铁、铝在浓硝酸或浓硫酸中表面被氧化成致密的氧化物保护膜而阻止反应继续进行的现象称为“钝化”。
4、,什么是钝化?,3体积浓盐酸与1体积浓硝酸的混合物叫做王水，它的氧化能力更强，能溶解铂（Pt）和 金（Au）,体积比为 3 : 1,帮 你 记 忆,王 水,玻尔保护诺贝尔金质奖章 玻尔是丹麦物理学家、诺贝尔奖章获得者。第二次世界大战期间,由于德军即将占领丹麦,玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国,决定把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军手中,他把奖章溶解在一种溶液中,并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后,纳粹分子闯进玻尔家中,连,奖章的影子也没发现。战后,玻尔从溶液中提取出金,又 重新铸成了奖章。 玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢？这种溶液就 是王水。王水的氧化性比硝酸强,
5、可以使金溶解。这位伟 大的科学家不仅用他的知识和智慧保住了奖章,还用他那 蔑视敌人、热爱祖国的精神,鼓舞着后人。,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,H2O,H+,浓H2SO4 浓HNO3,王水,金属活动顺序表的“溶解”,硫酸的主要用途,两个数据,2006年硫酸产量(以H2SO4计) 50 440 kt,2006年全国硫酸表观消费量为 52 600 kt,（摘自硫酸工业杂志2007年02期 2006年硫酸工业行业协会总结 ）,随着农业的发展，对氮肥的需求量在迅速 增长。1809年在智利发现了一个很大的硝酸钠 矿产地，并很快被开采。一方面由于
6、这一矿藏 有限，另一方面，军事工业生产炸药也需要 大量的硝石，因此解决氮肥来源必须另辟途径。 一些有远见的化学家指出：考虑到将来 的粮食问题，为了使子孙后代免于饥饿，我们必须寄希望 于科学家能实现大气固氮。因此将空气中丰富的氮固定 下来并转化为可被利用的形式，在20世纪初成为一项 受到众多科学家注目和关切的重大课题。哈伯就是从事 合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一。,合成氨的历史,以楔而不舍的精神，经过不断的实验和计算，哈伯终于 在1909年取得了鼓舞人心的成果。这就是在600的 高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率 约为8的合成氨。8的转化率不算高，当然会影响 生产的
7、经济效益。哈伯知道合成氨反应不可能达到象 硫酸生产那么高的转化率，在硫酸生产中二氧化硫氧化 反应的转化率几乎接近于100。怎么办？哈伯认为若能 使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地 把反应生成的氨分离出来，则这个工艺过程是可行的。 于是他成功地设计了原料气的循环工艺。这就是合成氨 的哈伯法。,哈伯的功勋,根据哈伯的建议， 1915年1月德军把装盛氯气的钢瓶 放在阵地前沿施放，借助风力把氯气吹向敌阵。第一次 野外试验获得成功。该年4月22日在德军发动的伊普雷 战役中，在6公里宽的前沿阵地上，在5分钟内德军施放 了180吨氯气，约一人高的黄绿色毒气借着凤势沿地面冲 向英法阵地（氯气比重
8、较空气大，故沉在下层，沿着地面 移动），进入战壕并滞留下来。这股毒浪使英法军队感到 鼻腔、咽喉的痛，随后有些人窒息而死。这样英法士兵被 吓得惊慌失措，四散奔逃。据估计，英法军队约有15000 人中毒。这是军事史上第一次大规模使用杀伤性毒剂的 现代化学战的开始。此后，交战的双方都使用毒气，而且 毒气的品种有了新的发展。毒气所造成的伤亡，连德国 当局都没有估计到。,哈伯的过错,1919年第一次世界大战以德国失败而告终。战后的一段 时间里，哈伯曾设计了一种从海水中提取黄金的方案。 希望能借此来支付协约国要求的战争赔款。遗憾的是海 水中的含金量远比当时人们想像的要少得多，他的努力 只能付诸东流。,弗里茨哈伯这个伟大的化学家被改名为：“Jew。哈伯” 即犹太人哈伯。他所领导的威廉研究所也被改组。哈伯 于1933年4月30日庄严地声明：“40多年来，我一直是以 知识和品德为标准去选择我的合作者，而不是考虑他们 的国籍和民族，在我的余生，要我改变认为是如此完好 的方法，则是我无法做到的。”随后，哈伯被迫离开了 为她热诚服务几十年的祖国，流落他乡。,晚年的哈伯,