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1、.,第四章 非金属及其化合物,第四节 硫酸、硝酸和氨 ,.,1、氮的固定： 将游离态的氮转变为化合态的氮的方法。,自然固氮：豆科植物固氮,人工固氮：工业合成氨,雷雨天产生一氧化氮气体,.,-氨气的喷泉实验,实验48： 演示实验,.,实验现象：,a.烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶内形成喷泉；,形成喷泉的原因：当滴管中的水挤入到烧瓶中时，烧瓶内的氨溶解，使瓶内压强迅速降低，瓶外的空气将烧杯内的溶液很快压入到烧瓶，形成喷泉。,b.氨水显碱性。,实验结论:,b.烧瓶内溶液呈红色。,：,a.氨极易溶于水。,.,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(常作制冷剂)；,冰块,
2、氨气,液氨,1.氨气的物理性质,极易溶于水(1:700)。,（一）氨的性质,.,2、氨的化学性质,（1）氨跟水反应显弱碱性,目录,.,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,.,讨论： 氨水的主要成份有哪些？ 氨水与液态氨有何区别？,纯净物,混合物,NH3,离子：NH4+、OH-、 微量H+,分子： NH3、 H2O 、 NH3H2O(主要),.,空瓶生烟,.,（2）氨跟酸的反应,写
3、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,沾有浓氨水的玻棒,HCl,NH3,现象：产生大量白烟,NH3+HClNH4Cl,.,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？,.,.,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,.,铵盐的化学性质,（1）铵盐受热易分解,.,（2）铵盐与碱反应,NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 ,(NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2
4、NH3 ,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，
5、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。,.,（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NH3 ，
6、可用什么作干燥剂？,目录,.,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，实验室有无其他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
7、,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,.,自然界中氮的循环过程,动物中有机氮,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,.,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
8、泼金属反应,二、硫酸和硝酸的氧化性,.,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,.,（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：溶解度、溶解放热量大,目录
9、,.,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,.,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?,.,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)、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
10、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?,.,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
11、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,.,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
12、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。,验证碳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，浓硫酸可用铁槽车或铝槽车运输，这是因为常温下，浓硫酸可使铁或铝
13、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,.,【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
14、，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：, 与金属反应（除Au和 Pt外）,Cu + 4HNO3(浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2O,3Cu + 8HNO3(
15、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，与浓硫酸一样。,氧化性：浓硝酸稀硝酸,目录,.,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
16、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,.,氧化性酸小结:,硝酸(浓或稀)、硫酸（浓）、次氯酸、王水（硝酸和盐酸）等，都是具有强氧化性的酸。,易钝化物质小结:,Mg、Al在空气中其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化。 Al、Fe在冷的浓硫酸、浓硝酸中其表面形成致密的氧化物薄膜而钝化。,.,浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸性质对比,
