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1、1 第四章非金属及其化合物 第四节 硫酸 硝酸和氨 2 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 3 N2 3H22NH3 4 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不吸入氨气 5 氨气的喷泉实验 实验4 8 演示实验 6 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
2、野 7 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 8 展示装满氨气的烧瓶 无色 有刺激性气味的气体 你得出什么结论 易液化 冰块 氨气 液氨 1 氨气的物理性质 极易溶于水 1 700 一 氨的性质 9 2 氨的化学性质 1 氨跟水反应 显弱碱性 10 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NH3 H2O NH3 H2O可
3、以小部分电离成NH4 和OH 红色 变蓝 弱碱性 11 氨水中的分子有 H2O NH3和NH3 H2O 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 12 2 氨跟酸的反应 写出上述反应的离子方程式 13 氨与氯化氢的反应 沾有浓盐酸的玻棒 沾有浓氨水的玻棒 HCl NH3 现象 产生大量白烟 NH3 HCl NH4Cl 14 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
4、 15 16 1 氮肥 3 氨的用途 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 17 铵盐 物理性质 铵盐都是晶体 铵盐都易溶于水 铵盐的形成 NH3 H NH4 铵盐都不稳定 受热易分解 18 铵盐的化学性质 1 铵盐受热易分解 19 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 20 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
5、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 21 氮肥 22 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 23 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
6、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 24 1 为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人 2 消防队员应该如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 25 二 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N
7、H3 可用什么作干燥剂 目录 26 NH3的实验室制法 1 原料 NH4ClCa OH 2 2 原理 2NH4Cl Ca OH 2 2NH3 2H2O CaCl2 3 制取装置 固固加热装置 棉花的作用 防止空气对流 27 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 28 NH3 H2O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 NH3 H2O NH3 H2O 氨水是弱碱 氨水呈弱碱性
8、 液氨是弱碱 NH3 H2O是弱碱 判断 29 二 硫酸和硝酸的氧化性 目录 30 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 31 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 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
9、溶解度 溶解放热量大 目录 32 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 33 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 1 能用浓硫酸干燥H2S NH3气体吗 2 将硫酸铜晶体投入浓硫酸中 有何现象 34 2 脱水性 浓硫酸与木屑 棉花 纸屑反应 浓硫酸与蔗糖反应 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
10、吸水性与脱水性有何区别 35 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 36 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 不对 因为蔗糖分子中没有水 37 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
11、 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 38 书P95实验4 8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 39 4 与非金属反应 思考并讨论 请设计实验方案 验证碳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 40 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
12、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 验证碳和浓硫酸反应的产物 41 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 42 常温下 浓硫酸可用铁槽车或铝槽车运输 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 硫酸车槽 43 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
13、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 44 练习 下列现象反映了硫酸的哪些主要性质 1 浓硫酸滴在木条上 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
14、酸性和强氧化性 5 难挥发性 6 强氧化性 7 强酸性 45 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HNO398 的硝酸 发烟硝酸 2 化学性质 1 酸性 略 2 氧化性 与金属反应 除Au和Pt外 Cu 4HNO3 浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu 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 与浓硫酸一样 氧化性 浓硝酸 稀硝酸 46 与非金属反应 C 4HNO3 浓 2H2O 4NO2 CO2 结论 硝酸跟非金属反应 生成NO2 H2O和相应的含氧酸 硝酸
15、还能氧化FeO Fe NO3 2 Fe2 HBr Br HI I H2S S2 SO2等具有还原性的化合物发生氧化还原反应 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 47 3 不稳定性 硝酸不稳定 见光易分解 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 光 硝酸的氧化性强至可以氧化大多数金属 除Au Pt外 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 48 再见
