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1、 第四章 第四节 氨 硫酸 硝酸一、氨(ammonia) (一) 氨的物理性质1、无色 , 有特殊刺激性气味的气体，密度比空气小。2、氨水密度比水小3、极易液化,液氨汽化时要吸收大量热4、极易溶于水NH3有刺激性气味，对人有刺激性作用，因此NH3有毒。密度比空气小，可用向下排空气法收集NH3。因为氨气易液化，所以氨气常用作致冷剂。氨气极易溶于水，1体积水能吸收700体积氨气。因此可以设计喷泉实验。实验探究喷泉实验(1) 实验操作：如图所示，由于NH3极易溶于水，先打开止水夹，挤压胶状滴管，少量的H2O既可溶解大量的NH3(1：700)，使烧瓶内气体的压强迅速减小。外界大气压，将烧杯中的H2O压
2、入上面的烧瓶，形成美丽的喷泉。计算表明，当气体在水中的溶解度大于17时，该气体既能形成喷泉实验，故NH3、HCl、HBr、HI、SO2等气体均能溶于水产生喷泉现象。(2) 实验原理：两个容器通过连接管组成连通器，装有液体的容器压强远大于另一个容器的压强(即产生较大的压强差），就会产生喷泉思考与交流（1）氨为什么会形成喷泉？ 氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差； （2）实验成败的关键是什么？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。例1、用充满VL NH3的烧瓶作喷泉实验，若H2O充满整个烧瓶，则溶液的物质的量浓度为多少？解：n(NH3) = V/22.4 c(NH3)
3、= n(NH3)/V = 1/22.4 = 0.045 mol/L(二) 氨的化学性质1、与H2O反应NH3溶于H2O后，大部分与H2O结合形成一水合氨NH3H2O是弱碱，可部分电离成NH4和OH，而使溶液显碱性，而NH3H2O不稳定，受热极易生成NH3和H2O NH3+H2O NH3H2ONH4OHNH3H2ONH3+H2O NH3是中学化学中惟一能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此法检验NH3液氨氨水（ammonia water）物质分类纯净物(非电解质)混合物粒子种类NH3NH3、NH3H2O、H2ONH4、OH、极少量的H性质不具有碱性，有还原性有碱的通性2、与酸反应实验用两根玻璃棒分别
4、在浓氨水和浓盐酸里沾一下，然后将这两根玻璃棒接近。现象：两棒接近时，产生较多的白烟。此白烟就是NH3与HCl化合而生成的微小的NH4Cl晶体，由此也可知道，NH3与酸的反应的实质是NH3与H结合而生成NH4的过程。NH3HClNH4Cl（产生白烟，可用于检验NH3）通过NH3和HCl反应生成NH4Cl可知，NH3与酸反应的产物应是对应的铵盐，下边请同学们写出NH3与HNO3、H2SO4的反应化学方程式，并预测可能会出现的实验现象。3、氨的催化氧化4NH3+5O2 4NO+6H2O 这一反应又叫氨的催化氧化(接触氧化)，是工业上制HNO3的关键一步，用双线桥表示电子转移。4、氨气的还原性(1)
5、NH3 还原氧化铜：2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O (2) 与纯氧的反应：4NH3+3O2(纯)2N2+6H2O (3) 与氯气的反应：若NH3不足，则2NH3+3Cl2 = 6HCl+N2若NH3充足，则 8NH3+3Cl2 = 6NH4Cl+N2 若用浓氨水检验氯气管道是否泄露。(三) 铵盐 易溶于水，受热易分解。1、物理性质：易溶于水无色晶体。实验用试管加热少许NH4Cl晶体现象：加热后不久，试管上端的试管壁上有白色固体物质生成。试管壁上附着的固体又可能是什么呢？如何形成？此固体还是NH4Cl晶体，因为在加热时，NH4Cl会分解生成NH3和HCl，当两种气体上升到温度较低的地
6、方又重新组合，生成了NH4Cl晶体。2、化学性质(1) 铵盐受热易分解 NH4HCO3 = NH3 + H2O +CO2 NH4Cl NH3 + HCl 非氧化性、易挥发的酸组成的铵盐，加热分解生成NH3和相应的酸或其分解产物。对于高沸点、难挥发性的酸组成的铵盐在加热时，只有NH3逸出，而酸保留下来。 (NH4)2SO4 2NH3 +H2SO4 但对于一些易挥发性但氧化性的酸的铵盐分解时发生氧化还原反应，其产物随温度高低而异，5NH4NO3 2HNO3 +4N2+9H2O NH4NO3 =N2O +2H2O (撞击或加热)2NH4NO3 = 2N2+O2+4H2O (加热到500)(2) 与碱
7、反应 (NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4 +2NH3 +2H2O铵盐与碱反应的实质是NH4与OH反应生成NH3H2O，而NH3H2O不稳定，在受热或浓溶液反应的情况下，就写成NH3和H2O的形式，而稀溶液反应就写成NH3H2O的形式。（3）NH4的检验原理：NH4OHNH3H2O现象：有刺激性气味气体产生，能使红色石蕊试纸变蓝。（四）实验室制NH31、实验原理：2NH4ClCa(OH)2CaCl2+2NH3 +2H2O 反应是离子反应，但此反应为非水溶液中进行，因而写不出离子反应方程式。所用铵盐不能用NH4NO3和NH4HCO3，因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性分解反应，发生危
8、险，而NH4HCO3受热易分解产生O2，使生成的NH3中混有较多杂质。另外选用消石灰Ca(OH)2，不能用NaOH和KOH代替，其主要原因是：NaOH、KOH具有易湿性，易结块，不利于产生NH3。NaOH、KOH在高温下能腐蚀玻璃管。除了用NH4Cl和消石灰固体共热易NH3外，还可以在常温下用浓氨水与固体烧碱或生石灰混合快速制取NH3。2、干燥剂：碱石灰不能选用浓硫酸、硅胶等酸性干燥剂，是因为酸碱反应，而不能选用CaCl2，是因为CaCl2与NH3反应生成CaCl28NH33、收集方法：向下排空气法4、检验：（1）湿润的红色石蕊试纸变蓝（2）沾有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口-白烟5、棉花团的作用：防
9、止试管内的NH3与管外空气形成对流二、硫酸(sulphuric acid)(一)稀硫酸：具有酸的通性1、与酸碱指示剂变色；2、与碱反应生成盐和水；3、与碱性氧化物反应生成盐和水；4、与活泼金属反应生成H2；5、与某些盐发生复分解反应。请大家从这五个角度指出硫酸具有酸的通性时具有代表性的离子方程式实验内容相应的离子反应方程式稀硫酸与石蕊试液H2SO4=2H+SO42 氢氧化铜Cu(OH)2+2H=Cu2+2H2O 氧化铜CuO+2H=Cu2+H2O 锌粒Zn+2H=Zn2+ + H2O 氯化钡溶液Ba2+SO42 = BaSO4 (二) 浓硫酸物理性质：浓硫酸是一种无色油状液体，常见的浓硫酸的质
10、量分数98%，密度为1.84 g/3,其物质的量浓度为18.4mol/L。 H2SO4是一种高沸点、难挥发性的强酸，易溶于水，能与H2O以任意比互溶，H2SO4溶解时放出大量的热。如何稀释浓硫酸？酸入水,沿器壁,慢慢倒，不断搅(三) 浓硫酸的特性1、吸水性：指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合，生成一系列稳定的水合物，并放出大量的热。浓硫酸做干燥剂：1. 不能干燥碱性气体：NH3 2.不能干燥还原性气体：H2S、HI、HBr3.能够干燥：SO2、CO2、H2 、HCl、O2等2、脱水性：浓硫酸可以按水中H、O原子个数比2：1夺取有机物中的H、O，脱水后生成碳。浓硫酸的脱水性导致了它的强腐蚀性吸水性
11、与脱水性的对比小结吸水性脱水性对象游离态的H2O、结晶水合物中的H2O 一般含H、O的有机物，H、O按物质的量比为2：1脱去类型化学变化化学变化能量放热放热现象无明显现象得到黑色固体关系有脱水则必吸水3、强氧化性实验铜与浓硫酸的反应实验现象：试管A中Cu片的表面有气泡产生，溶液由无色变为蓝色，说明Cu与浓硫酸反应时，Cu被氧化（氧化或还原）成了Cu2 ；试管B中的品红溶液由红色变为无色，说明Cu与浓硫酸反应时，H2SO4被还原（氧化或还原），生成了SO2 气体试管C中石蕊溶液由紫色变为 红 色在这装置中，浸碱液的棉团起尾气吸收的作用。Cu与浓硫酸反应需要什么条件？据实现现象推测反应物，并写方程
12、式。(1) 与金属反应 Cu +2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2 +2H2O 在这个反应中，浓硫酸都起什么作用？浓硫酸中的硫被还原，因而表现强氧化性；有硫酸铜生成，表面硫酸的酸性。稀H2SO4是否具有氧化性？这与浓硫酸的强氧化性有何区别？与金属反应的规律： 加热条件下，浓H2SO4 可氧化绝大多数金属反应，但不产生H2，一般生成SO2 常温下，浓H2SO4可使Fe、Al钝化(表现生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步进行，起到保护的作用)(2) 与非金属反应在加热条件下，可将C、S、P氧化生成氧化物，本身还原为SO2，浓H2SO4只表现为氧化性。C+2H2SO4(浓) CO2 +2SO2
13、 +2H2O解释蔗糖与浓H2SO4反应现象的原因在蔗糖内加几滴H2O ，反应放热，此时蔗糖被炭化，反应生成的C又继续和浓H2SO4发生氧化还原反应，产生有刺激性气味的SO2以及CO2 黑馒头实验是浓H2SO4吸水、脱水和强氧化性共同体现。(3) 与还原性化合物的反应：H2S+H2SO4(浓) S +SO2 +2H2O (四) 硫酸的用途(五) SO42的检验方法：先加盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则证明有SO42的存在。问那么我们如何检验SO42 呢?直接加入BaCl2溶液可否不可以，CO32、SO32都可与Ba2 形成白色沉淀，Ag可与Cl形成白色沉淀，尤其是AgCl的沉淀
14、也不溶于稀硝酸。问若先加硝酸酸化，再加入BaCl2溶液可否不可以，硝酸可把SO32氧化成SO42，干扰原溶液中SO42 检验。问那么我们有什么办法检验SO42 呢？先加盐酸酸化，再滴加BaCl2溶液。问为什么要这样做？ 先加盐酸，无沉淀，既可排除Ag的干扰，又可与CO32和SO32反应生成CO2和SO2，而CO2和SO2均不与强酸的钡盐发生反应。问那么，我先加盐酸酸化后，再加Ba(NO3)2溶液可否 不可以，加盐酸酸化后，若有SO32则生成SO2，而SO2在水中的溶液度很大，可在水中大量存在，再加入Ba(NO3)2 ，溶液中有H和NO3 ，就相当于有稀HNO3，可把SO2氧化成SO3，而SO3
15、再水溶液中要以SO42的形式存在，这样又会干扰原溶液中的SO42 (六) 常见的硫酸盐硫酸盐俗名颜色用途CaSO42H2O生石膏白医疗上做石膏绷带，工业上水泥添料，可调节水泥凝结时间2CaSO4H2O熟石膏白ZnSO47H2O皓矾白医疗上的收敛剂，木材的防腐剂，印染工业的媒染剂，制白色染料。FeSO47H2O绿矾浅绿色作补血剂、净水剂，制蓝墨水CuSO45H2O胆矾、蓝矾蓝色变色可检验H2O，常用杀菌剂，工业上用来精炼铜、镀铜。BaSO4重晶石白医疗上做钡餐，射线不能穿透，也可作白色染料。Na2SO410H2O茫硝白KAl(SO4)212H2O明矾白净水剂MgSO4泻盐白泻药三、硝酸( nit
16、ric acid )(一) 硝酸的物理性质1、纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体, 密度比水大，能以任意比溶解于水。2、低沸点（83），易挥发。3、质量分数为69%的硝酸为浓硝酸。4、质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。(二) 硝酸的化学性质1、硝酸具有酸的通性 HNO3 = H + NO3 （1）使指示剂变色A、稀硝酸中加入紫色石蕊试液：变红B、浓硝酸中加入紫色石蕊试液：先变红后褪色（微热）思考与交流氯水、过氧化钠加入紫色石蕊试液中现象氯水加入紫色石蕊试液中现象：先变红后褪色过氧化钠加入紫色石蕊试液中现象：先变蓝后褪色思考与交流将浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸分别滴在三块蓝色石蕊试纸上，会出现什么现
17、象？为什么？浓盐酸-只变红-有酸性浓硫酸-变黑-脱水性浓硝酸-先变红后变白-有酸性和强氧化性（2）与碱反应：HNO3 +NaOH=NaNO3 +H2O （3）与碱性氧化物反应：2HNO3 +CuO=Cu(NO3)2 +H2O （4）与某些盐反应：2HNO3 +CaCO3 =Ca(NO3)2+H2O +CO2思考与交流为什么硝酸保存在棕色试剂瓶中？前面我们遇到什么物质也保存在棕色试剂瓶中？能否根据其保存预测硝酸有什么样的性质？ 我们学过的氯水以及常见的AgNO3、AgCl等均用棕色试剂瓶保存，它们的共同特点是见光易分解，因此，我们可推测HNO3具有不稳定性。2. 硝酸的不稳定性HNO3在见光和受
18、热时均易分解，而且越浓越易分解，我们看到装在无色试剂瓶中的浓硝酸变黄色就是因为HNO3分解产生的NO2又溶于HNO3中的缘故。光照或 4HNO3 4NO2+O2+2H2O 思考与交流硝酸显黄色，是因其溶有NO2，那么工业上制的盐酸也显黄色，这又是什么原因呢？有Fe3 3、强氧化性(1) 与金属反应实验现象：浓硝酸和Cu反应剧烈，生成红棕色气体，溶液变成蓝色。而稀硝酸和Cu反应较慢，需加热加快反应速率，生成无色气体，当松开气球后，瓶口处变红棕色，溶液变成蓝色。Cu + 4HNO3 (浓) = Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O 3Cu +8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO
19、+4H2O 思考与交流在上述反应中，浓硝酸与铜反应N原子只得到1个电子，而稀硝酸与铜反应N原子得到3个电子，能否由此说明稀硝酸氧化性比浓硝酸强？为什么？不能说明。1.浓硝酸和铜反应比稀硝酸剧烈；2.氧化性强弱取决于得电子的难易而不是多少HNO3与金属反应规律小结： 常温下，浓硝酸使铁、铝等金属钝化 硝酸与金属反应不放出氢气 氧化性：浓硝酸 稀硝酸（均比浓硫酸强） 一般情况下：浓硝酸被还原为NO2 ，稀硝酸被还原为NO请写出银与硝酸（浓、稀）、(足量和不足量)铁与稀硝酸的反应化学方程式。银与浓HNO3：Ag +2 HNO3(浓) = AgNO3 + NO2 +H2O 银与稀HNO3：Ag + 4
20、HNO3(稀) = 3AgNO3 +NO+2H2O 少量铁粉与稀HNO3：Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO+2H2O 过量铁粉与浓HNO3：3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO+4H2O (2) 与非金属单质反应：C + 4HNO3 (浓) 2H2O +4NO2 +CO2 点击试题请写出S、P与热的浓HNO3 反应的化学方程式S+6HNO3(浓) H2SO4 +6NO2 +2H2OP+ 5HNO3(浓) H3PO4 +5NO2 +H2O 浓HNO3与非金属反应时，还原产物一般是NO2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物，同时浓、稀HNO3都可
21、将含I、S2、Br、SO32、Fe2等还原性物质发生氧化还原反应(3) 与还原性化合物的反应6HI+2HNO3 (稀) = 3I2 +2NO+4H2O 2Na2SO3 +2HNO3(稀) = 2Na2SO4+ 2NO+H2O HNO3遇到指示剂使之氧化褪色，遇到金属放出的气体也不是H2，HNO3都表现的强氧化性，在表现HNO3的酸性时，HNO3能与碱反应生成盐和水、与碱性氧化物反应生成盐和水、与盐反应生成另一种盐和酸，但是若与到变价金属或低价金属的化合物都可氧化到最高价态。4、王水：浓硝酸和浓盐酸以体积之比为1:3混合而成Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4+NO+2H2O 3P
22、t + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl4 +4NO+ 8H2O (三) 硝酸的用途：用于制炸药、染料、塑料、硝酸盐硝酸的制法1、实验室制法：NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3 原理：难挥发性酸(高沸点)制易挥发性酸 装置：曲颈甑(HNO3对橡胶有腐蚀性，不能用胶管)2、工业上制HNO3 ：4NH3+5O2 4NO+6H2O 2NO+O2 = 2NO2 3NO2+H2O = 2HNO3+NO (四) 硝酸盐的性质：1、硝酸盐均为易溶于水的离子化合物，多数硝酸盐为无色晶体。 2、由于硝酸盐在高温时受热易分解出O2，故硝酸盐在高温时是强氧化剂。 3、酸性条件下，硝酸盐有强氧化性。 硝酸盐受热分解规律(1) 按金属活动性顺序表，排在Mg之前的，加热生成亚硝酸盐和氧气2NaNO3 2NaNO2+O2 (2) 到铜，加热生成金属氧化物、NO2 、O22Cu(NO3)2 2CuO+4NO2 + O2(3) 铜以后，加热时生成金属单质、NO2 和O22AgNO3 2Ag+2NO2 +O2