《硫酸、硝酸和氨》课件.ppt

第四章 非金属及其化合物,第四节硫酸、硝酸和氨,教学目标,知识与能力：掌握氨和铵盐的性质、用途；学会氨的实验室制法。巩固稀硫酸的性质；掌握浓硫酸的特性及强氧化性；培养学生的实验观察、分析思维能力。对学生进行“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点的教育通过实验研究，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质教学重点：氨和铵盐的化学性质 教学难点：实验室制氨的化学反应原理,目 录,一、氨（一）氨的性质 1、物理性质 2、化学性质（二）氨的实验室制法（三）氨的用途二、硫酸和硝酸的氧化性（一）硫酸的性质（二）硝酸的性质,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,【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？,N2+3H2 2NH3,-氨气的喷泉实验,实验48：演示实验,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。,科学视野,（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；,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,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,氨水中的分子有：H2O、NH3 和 NH3H2O,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？,（2）氨跟酸的反应,写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？,(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：,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+2NH3,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，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。,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,（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，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,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,思考：1.能将NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四种溶液一一区别开来的试剂是（）A NaOH B AgNO3 C BaCl2 D Ba(OH)2,D,思考2：某学生在氨气的喷泉实验基础上积极思考产生喷泉的其他方法，并设计如图所示的装置。在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是：（）（A）Cu与稀盐酸（B）NaHCO3与NaOH（C）CaCO3与稀硫酸（D）NH4HCO3与稀盐酸,D,NH3H2O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。,NH3H2ONH3+H2O,氨水是弱碱,氨水呈弱碱性。,液氨是弱碱,NH3H2O是弱碱,判断,练习：1.下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶 的是（）,A,B,BD,2.A、B、C三种气体，A无色，在一定条件下A能与O2反应生成B，B不溶于水，它能与O2反应生成红棕色气体C；A、C气体均溶与水，其水溶液分别呈碱性与酸性，推断A，B，C。,NH3,NO,NO2,1.下列关于氨性质的叙述中正确的是（）A、氨气可用排水法收集B、氨水成碱性C、氨气和酸相遇都能产生白烟D、在反应NH3+H+=NH4+中，氨失去电子被氧化,习题巩固：,B,2.某同学在实验室中发现了一瓶有刺激性气味的气体，根据气体的判断可能是氨气，但不知是否确实是氨气，下列提供的方法中，你认为能帮他检验是否为氨气的方法是（）A、将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口B、将干燥的红色石蕊试纸放在瓶口C、用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口D、将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口,AC,二、硫酸和硝酸的氧化性,目录,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,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，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(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,再见,