第四節氨硝酸硫酸 目標定位1 通過實驗了解氨 硝酸 硫酸及銨鹽的性質 2 能描述氨的實驗室制法 3 了解硫酸硝酸及氨的用途 4 能說出氨氣的噴泉實驗及氨氣的檢驗方法 目錄 一 氨 一 氨的性質1 物理性質2 化學性質 二 氨的實驗室制法 三 氨的用途二 硫酸和硝酸的氧化性 一 硫酸的性質 二 硝酸的性質 一 氨 杭州市一制冷車間發生氨氣泄漏2004年4月20日上午10時 杭州市一制冷車間發生氨氣泄漏事件 整個廠區是白茫茫的一片 方圓數百米 空氣中彌漫著一股濃烈的刺激性氣味 進入廠區呼吸都感到困難 廠區內寒氣逼人 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 n2 3h22nh3 思考 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 被圍困在污染區的群眾怎樣做才能不吸入氨氣 氨氣的噴泉實驗 實驗4 8 演示實驗 城市中常見的人造噴泉及火山爆發的原理與上述的原理相似 科學視野 2 溶液為什么變為紅色 3 實驗成敗的關鍵是什么 1 氨為什么會形成噴泉 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 氨氣溶于水溶液顯堿性 氨極易溶于水 使燒瓶內外形成較大的壓差 展示裝滿氨氣的燒瓶 無色 有刺激性氣味的氣體 你得出什么結論 易液化 冰塊 氨氣 液氨 1 氨氣的物理性質 極易溶于水 1 700 一 氨的性質 2 氨的化學性質 1 氨跟水反應 顯弱堿性 目錄 nh3極易溶于水 1 700 所以氨水顯 既能使無色的酚酞溶液變成 又能使濕潤的紅色的石蕊試紙 nh3與水反應后有堿性物質生成 大部分nh3與水結合成nh3 h2o nh3 h2o可以小部分電離成nh4 和oh 紅色 變藍 弱堿性 氨水中的分子有 h2o nh3和nh3 h2o 氨水中的離子有 nh4 h 和oh 液氨是氨氣加壓或降溫后形成的液態物質 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 討論 氨水的主要成份有哪些 氨水與液態氨有何區別 2 氨跟酸的反應 寫出上述反應的離子方程式 氨與氯化氫的反應 沾有濃鹽酸的玻棒 沾有濃氨水的玻棒 hcl nh3 現象 產生大量白煙 nh3 hcl nh4cl 不能 1 在反應中為什么會產生白煙 揮發出的氨氣和氯化氫氣體在空中反應生成氯化銨固體小顆粒 2 硫酸或磷酸與氨氣反應能否產生白煙 1 氮肥 3 氨的用途 3 化工原料 2 致冷劑 無機 生產硝酸 銨鹽和純堿等 有機 合成纖維 塑料 染料和尿素等 生產硝酸原理 銨鹽 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 銨鹽都不穩定 受熱易分解 銨鹽的化學性質 1 銨鹽受熱易分解 2 銨鹽與堿反應 nh4no3 naoh nano3 h2o nh3 nh4 2so4 2naoh na2so4 2h2o 2nh3 運用 實驗室用來制nh3 用于nh4 的檢驗 反應實質 nh4 oh nh3 h2o 銨鹽的用途 大量的銨鹽用于生產氮肥 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 氮肥 氯化銨的妙用 防火布 將一塊普通的棉布浸在氯化銨的飽和溶液中 片刻之后 取出晾干就成防火布了 將這塊經過化學處理的布用火柴點 不但點不著 而且還冒出白色的煙霧 科學視野 原來 經過這種化學處理的棉布 防火布 的表面附滿了氯化銨的晶體顆粒 氯化銨這種物質 它有個怪脾氣 就是特別怕熱 一遇熱就會發生化學變化 分解出兩種不能燃燒的氣體 一種是氨氣 另一種是氯化氫氣體 上一頁 下一頁 結束 回目錄 這兩種氣體把棉布與空氣隔絕起來 棉布在沒有氧氣的條件下當然就不能燃燒了 當這兩種氣體保護棉布不被火燒的同時 它們又在空氣中相遇 重新化合而成氯化銨小晶體 這些小晶體分布在空氣中 就象白煙一樣 實際上 氯化銨這種化學物質是很好的防火能手 戲院里的舞臺布景 艦艇上的木料等 都經常用氯化銨處理 以求達到防火的目的 1 為什么在氨氣泄漏現場會寒氣逼人 2 消防隊員應該如何除去白茫茫的氨氣 3 附近居民怎樣做才能避免受傷 液氨氣化吸收熱量 噴水 使氨氣轉化為氨水 防化兵在水幕的保護下 一點一點接近氨氣罐 用濕毛巾捂住鼻孔呼吸 盡快逃離現場 二 nh3的實驗室制法 原理 加熱銨鹽與堿的固體混合物如 將固體nh4cl與ca oh 2混合加熱 即得到nh3 討論 nh3如何收集 如何檢驗nh3已經收滿 剩余的nh3如何處理 若要制備干燥的nh3 可用什么作干燥劑 目錄 nh3的實驗室制法 1 原料 nh4clca oh 2 2 原理 2nh4cl ca oh 2 2nh3 2h2o cacl2 3 制取裝置 固固加熱裝置 棉花的作用 防止空氣對流 4 收集裝置 向下排空氣法 5 檢驗 a 使濕潤的酚酞試紙變紅b 遇濃鹽酸產生大量的白煙 6 尾氣處理 用水吸收nh3 要得到干燥的氨氣 常用試劑有哪些 cao 堿石灰等堿性干燥劑 無水cacl2不能用來干燥nh3 形成cacl2 8nh3 除了利用上述方法之外 實驗室有無其他簡單可行的方法來制得氨氣 濃氨水 方法二 加熱濃氨水制氨氣 濃氨水 固體cao 思考 有什么現象 為什么有此現象 方法三 1 吸收水分 減少溶劑 2 增加oh 的濃度 3 放出熱量 升高溫度 氮在自然界中的循環 自然界中氮的循環過程 動物中有機氮 植物中有機氮 大氣中的氮 氮的固定 生物固氮 高能固氮 人工固氮 土壤中的氮 銨鹽 硝酸鹽 細菌分解 動物排泄物及遺體 植物遺體 動物攝取 植物吸收 硝酸鹽 思考 1 能將nh4cl nh4 2so4 nacl na2so4四種溶液一一區別開來的試劑是 anaohbagno3cbacl2dba oh 2 d 思考2 某學生在氨氣的噴泉實驗基礎上積極思考產生噴泉的其他方法 并設計如圖所示的裝置 在錐形瓶中 分別加入足量的下列物質 反應后可能產生噴泉的是 a cu與稀鹽酸 b nahco3與naoh c caco3與稀硫酸 d nh4hco3與稀鹽酸 d nh3 h2o很不穩定 受熱就會分解 一水合氨是弱堿 能使酚酞試液變紅 nh3 h2o nh3 h2o 氨水是弱堿 氨水呈弱堿性 液氨是弱堿 nh3 h2o是弱堿 判斷 練習 1 下列組合能形成明顯噴泉并充滿燒瓶的是 a b bd 2 a b c三種氣體 a無色 在一定條件下a能與o2反應生成b b不溶于水 它能與o2反應生成紅棕色氣體c a c氣體均溶與水 其水溶液分別呈堿性與酸性 推斷a b c nh3 no no2 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 氨氣和酸相遇都能產生白煙d 在反應nh3 h nh4 中 氨失去電子被氧化 習題鞏固 b 2 某同學在實驗室中發現了一瓶有刺激性氣味的氣體 根據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 二 硫酸和硝酸的氧化性 目錄 使指示劑變色 與堿發生中和反應 與堿性氧化物反應 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 co32 h2o co2 與活潑金屬反應 二 硫酸和硝酸的氧化性 思考與交流 1 硫酸 硝酸 鹽酸都是酸 它們在組成上用什么特點 它們都是酸 在水溶液中電離出h 硫酸 硝酸是含氧酸 鹽酸是無氧酸 硫酸是二元酸 硝酸和鹽酸是一元酸 2 這些特點與酸的通性有什么關系 用電離方程式表示 在水溶液中都電離出氫離子 ha h a 一 硫酸的性質 1 思考 稀硫酸和濃硫酸的性質有何不同 濃h2so4的物理性質a 色態 無色 粘稠的油狀液體b 沸點 約338 難揮發酸 高沸點酸 c 密度 1 84g cm3 高密度酸d 溶解性 跟水任意比互溶 溶解放出大量熱 兩高 沸點 密度高兩大 溶解度 溶解放熱量大 目錄 2 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 注 高沸點酸制低沸點酸 難揮發性酸制易揮發性酸 3 濃硫酸的特性 1 吸水性 能吸收水份 可干燥與它不反應的氣體 思考 1 能用濃硫酸干燥h2s nh3氣體嗎 2 將硫酸銅晶體投入濃硫酸中 有何現象 問題探究 1 下列不能用濃硫酸干燥的氣體是 cl2 o2 so2 h2 hcl nh3 co2 2 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 a 濃硫酸沾到衣服上應如何處理 b 濃硫酸沾到皮膚上應如何處理 濃硫酸的吸水性與脫水性有何區別 實驗 將濃硫酸慢慢加入蔗糖中 并用玻璃棒攪拌 現象 蔗糖變黑 體積膨脹 變成疏松多孔的海綿狀 并放出有刺激性氣味的氣體 原因 c12h22o11濃硫酸能將蔗糖中的h和o按原子個數比2 1脫去形成水 使蔗糖生成炭 問題探究 1 寫出蔗糖遇濃硫酸發生的化學方程式 c12h22o11 12c 11h2o 2 蔗糖分子中含有水 濃硫酸將水吸去使它生成炭而變黑 這種說法對嗎 試分析 不對 因為蔗糖分子中沒有水 練習并討論 3 與銅反應 強氧化性 分析上述反應中電子轉移的方向和數目 指出氧化劑和還原劑 并分析濃硫酸在上述反應中體現的性質 失去2e 得到2e 氧化劑 h2so4還原劑 cu 加熱時 濃硫酸能與大多數金屬反應 au pt除外 一般沒有氫氣生成 通常生成so2氣體 書p95實驗4 8銅與濃硫酸的反應 現象 有氣體產生 此氣體使品紅溶液褪色或紫色的石蕊試液變紅 反應后溶液倒入少量的水中 溶液呈藍色 反應原理 cu 2h2so4 濃 cuso4 so2 2h2o 濃硫酸與碳的反應 c 2h2so 濃 co2 2so2 2h2o 4 與非金屬反應 思考并討論 請設計實驗方案 驗證碳和濃硫酸反應的產物 加熱時 濃硫酸也能與某些非金屬反應 s c等 儀器連接如下 說明 應首先用無水硫酸銅驗證水 然后用品紅驗證二氧化硫 再用高錳酸鉀氧化多余的二氧化硫 接著再次驗證二氧化硫是否全部被氧化 最后才驗證二氧化碳 驗證碳和濃硫酸反應的產物 如何檢驗濃硫酸與碳反應生成的各種產物 無水硫酸銅 品紅 酸性高錳酸鉀或溴水 品紅 澄清的石灰水 注意 硫酸分子中的硫元素的化合價為價 處于硫元素所有化合價中的價態 在氧化還原反應中化合價只能 表現 濃硫酸被還原一般得到的產物為 6 最高 降低 氧化性 so2 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 這種現象叫做 鈍化 硫酸車槽 思考 濃硫酸具有強氧化性 稀硫酸是否有氧化性 如果有 其氧化性與濃硫酸的氧化性有何不同 濃硫酸與稀硫酸比較 稀h2so4 由h 和so42 構成 弱氧化性 由h 體現 可與活潑金屬反應生成h2濃h2so4 由h2so4分子構成 強氧化性 由s體現 加熱時可與大多數金屬和某些非金屬反應 通常生成so2 練習 下列現象反映了硫酸的哪些主要性質 1 濃硫酸滴在木條上 過一會兒 木條變黑 2 敞口放置濃硫酸時 質量增加 3 鋅粒投入稀硫酸中 有氣泡產生 4 把銅片放入濃硫酸里加熱 有氣體產生 5 利用濃硫酸和食鹽固體反應可制hcl氣體 6 濃硫酸不能用來干燥硫化氫氣體 7 利用硫化亞鐵跟稀硫酸反應可制h2s氣體 答案 1 脫水性 2 吸水性 3 酸性 4 酸性和強氧化性 5 難揮發性 6 強氧化性 7 強酸性 5 硫酸的用途 二 硝酸的性質 1 物理性質 無色 易揮發 有刺激性氣味的液體 能以任意比溶于水 含hno398 的硝酸 發煙硝酸 2 化學性質 1 酸性 略 2 氧化性 與金屬反應 除au和pt外 cu 4hno3 濃 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 注意 fe和al遇到冷的濃硝酸被鈍化 被氧化成一層致密的氧化膜 與濃硫酸一樣 氧化性 濃硝酸 稀硝酸 目錄 與非金屬反應 c 4hno3 濃 2h2o 4no2 co2 結論 硝酸跟非金屬反應 生成no2 h2o和相應的含氧酸 硝酸還能氧化feo fe no3 2 fe2 hbr br hi i h2s s2 so2等具有還原性的化合物發生氧化還原反應 因此 不