氨硫酸和硝酸.ppt

第四章 非金属及其化合物第四节第四节 氨氨 硫酸和硝酸硫酸和硝酸20042004年年4 4月月2121日日杭州市一制冷车间发生氨气泄漏杭州市一制冷车间发生氨气泄漏 20042004年年4 4月月2020日上午日上午1010时，杭州时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是整个厂区是白茫茫白茫茫的一片，方圆的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈数百米，空气中弥漫着一股浓烈的的刺激性刺激性气味，进入厂区呼吸都气味，进入厂区呼吸都感到困难。厂区内感到困难。厂区内寒气逼人寒气逼人。市消防中心接到报案后立即制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，定方案，出动上百名消防队员，十余量消防车十余量消防车1 1、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？、为什么在氨气泄漏时工厂里会寒气逼人？2 2、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气？、如何吸收弥漫在空气中的大量氨气？3 3、被围困在污染区的群众怎样做才能保证、被围困在污染区的群众怎样做才能保证不吸入氨气？不吸入氨气？实验实验4-84-8：氨的氨的喷泉实验喷泉实验烧杯里的液体由玻璃管进入烧瓶，形成美烧杯里的液体由玻璃管进入烧瓶，形成美丽的喷泉；烧瓶中的液体呈丽的喷泉；烧瓶中的液体呈红色红色。氨气极易溶于水（氨气极易溶于水（17001700） 。使烧瓶内。使烧瓶内气压急剧下降。气压急剧下降。 氨气水溶液呈氨气水溶液呈碱性碱性。思考思考：喷泉停止后，为什么烧瓶不能被水完全充满？喷泉停止后，为什么烧瓶不能被水完全充满？ 水不能充满整个烧瓶，水不能充满整个烧瓶，由于氨气是用向下排空气由于氨气是用向下排空气法收集的，一定含有少量空气。法收集的，一定含有少量空气。（2 2）溶液为什么变为红色？）溶液为什么变为红色？（3 3）实验成败的关键是什么？）实验成败的关键是什么？（1 1）氨为什么会形成喷泉？）氨为什么会形成喷泉？ 想想看：想想看：a.a.烧瓶干燥；烧瓶干燥；b.b.装置的气密性好；装置的气密性好；c.c.收集的气体纯度尽可能高。收集的气体纯度尽可能高。氨气溶于水溶液显碱性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；氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；（4 4）除去氨气外你学过的什么气体也能作喷泉实验？）除去氨气外你学过的什么气体也能作喷泉实验？HClHCl与与NaOHNaOH反应，反应，COCO2 2与与NaOHNaOH反应反应无色有刺激性气味的气体无色有刺激性气味的气体密度比空气小，密度比空气小，(NH(NH3 3) ) ( (空气空气)=17)=172929极易溶于水，体积比极易溶于水，体积比17001700思考思考与与练习练习 为什么氨常用作致冷剂？还有哪些物质也可作致冷剂？为什么氨常用作致冷剂？还有哪些物质也可作致冷剂？氨易液化（沸点氨易液化（沸点-33. 35 -33. 35 ）还有氯气（沸点还有氯气（沸点-34. 6 -34. 6 ）二氧化硫（沸点二氧化硫（沸点-10 -10 ）请比较氨、氯化氢、二氧化硫和氯气的溶解度。请比较氨、氯化氢、二氧化硫和氯气的溶解度。1:7001:7001:5001:5001:401:401:21:2常温常压常温常压经常比较和归类，是学习化学的一种好方法。经常比较和归类，是学习化学的一种好方法。1 1、氨气与水的反应：、氨气与水的反应：NHNH3 3+H+H2 2O O NHNH3 3H H2 2O O NHNH4 4+ +OH+OH- -NHNH3 3H H2 2O = NHO = NH3 3+H+H2 2O O思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？分子：分子：NHNH3 3、H H2 2O O 、NHNH3 3H H2 2O(O(主要主要) )离子：离子：NHNH4 4+ +、OHOH- -2 2、氨气与酸的反应：、氨气与酸的反应：NHNH3 3 + HCl + HCl = NH = NH4 4Cl Cl 为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒不接触就能放出白烟？不接触就能放出白烟？浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也都会产生白烟吗？浓氨水遇浓硫酸、浓硝酸也都会产生白烟吗？写出氨气分别与硫酸和硝酸反应的化学方程式。写出氨气分别与硫酸和硝酸反应的化学方程式。从氧化还原角度来研究氨气从氧化还原角度来研究氨气1、氨气中氮元素的化合价是什么？氨气中氮元素的化合价是什么？2、氨气具有什么性质？氨气具有什么性质？3 3、氨与氧气的反应、氨与氧气的反应（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）4NH3+5O2=4NO+6H2O催化剂催化剂铵盐铵盐物理性质：物理性质：铵盐都是晶体铵盐都是晶体铵盐都易溶于水铵盐都易溶于水铵盐的形成：NH3 + H+=NH4+铵盐铵盐都不稳定，受热易分解都不稳定，受热易分解铵盐的化学性质铵盐的化学性质（1 1）铵盐受热易分解）铵盐受热易分解NHNH4 4Cl = NHCl = NH3 3 + HCl+ HClNHNH4 4HCOHCO3 3 = NH = NH3 3 +H +H2 2O +COO +CO2 2( (NHNH4 4) )2 2COCO3 3 = 2NH = 2NH3 3 + H + H2 2O O + CO + CO2 2 （2 2）铵盐与碱反应）铵盐与碱反应NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 (NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 运用：运用：实验室用来制实验室用来制NHNH3 3、用于用于NHNH4 4+ +的检验的检验反应实质：反应实质：NHNH4 4+ + OH+ OH=NH=NH3 3+H+H2 2O O铵盐的用途铵盐的用途大量的铵盐用于生产氮肥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。焊接，以除去金属表面的氧化物薄膜。科学事实：铵盐与碱反应放出氨气，在实验室里，科学事实：铵盐与碱反应放出氨气，在实验室里，常用加热铵盐和碱的混合物的方法制取氨。常用加热铵盐和碱的混合物的方法制取氨。（1 1）药品：）药品： 氯化铵晶体、消石灰固体氯化铵晶体、消石灰固体（2 2）原理：）原理：2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3（3 3）装置：）装置：固固+ +固，加热型固，加热型( (与氧气的制取装置相同与氧气的制取装置相同) )（4 4）收集：）收集：向下排空气法向下排空气法（5 5）验满：）验满：蘸有浓蘸有浓HClHCl的玻璃棒接近的玻璃棒接近 试管口产生白烟。试管口产生白烟。湿润的红色石蕊试纸变蓝湿润的红色石蕊试纸变蓝 ( (常见气体中常见气体中唯一的一种碱性唯一的一种碱性气体气体) )； 棉花的作用：棉花的作用：防止对流，提高集气速度和纯度。防止对流，提高集气速度和纯度。 干燥氨气的常用试剂：干燥氨气的常用试剂：CaOCaO、碱石灰等碱性干燥剂、碱石灰等碱性干燥剂无水无水CaClCaCl2 2不能用来干燥不能用来干燥NHNH3 3（形成（形成CaClCaCl2 2 8NH 8NH3 3) ) 实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：加热浓氨水法加热浓氨水法（装置与实验室制氯气的发生装置相同）（装置与实验室制氯气的发生装置相同）浓氨水加碱石灰法浓氨水加碱石灰法（碱石灰吸水、溶解时放热）（碱石灰吸水、溶解时放热）NaOHNaOH和和CaOCaO的的混合物混合物CaOCaO浓氨水浓氨水结合下图完成结合下图完成课本课本P100思考与交流思考与交流氨的用途氨的用途制氮肥制氮肥铵盐铵盐制硝酸制硝酸纯碱纯碱有机合成有机合成工业原料工业原料致冷剂致冷剂归纳整理归纳整理例题例题1 1、下列关于氨性质的叙述中正确的是（、下列关于氨性质的叙述中正确的是（ ）A A、氨气可用排水法收集、氨气可用排水法收集B B、氨水成碱性、氨水成碱性C C、氨气和酸相遇都能产生白烟、氨气和酸相遇都能产生白烟D D、在反应、在反应NHNH3 3+H+H+ +=NH=NH4 4+ +中，氨失去电子被氧化中，氨失去电子被氧化B B例题例题2 2、某同学在实验室中发现了一瓶有刺激性气味的、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，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（氨气的方法是（ ）A A、将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口、将湿润的红色石蕊试纸放在瓶口B B、将干燥的红色石蕊试纸放在瓶口、将干燥的红色石蕊试纸放在瓶口C C、用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口、用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口D D、将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口、将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口ACAC例题例题3 3、如图所示：烧瓶中充满干燥气、如图所示：烧瓶中充满干燥气体体a a，将滴管中的液体，将滴管中的液体b b挤入烧瓶内，轻挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则的液体呈喷泉状喷出，则a a、b b不可能是不可能是（ ）A A、a a为为HClHCl气体，气体，b b为为H H2 2O OB B、a a为为COCO2 2气体，气体，b b为浓为浓NaOHNaOH溶液溶液C C、a a为为ClCl2 2气体，气体，b b为饱和为饱和NaClNaCl溶液溶液D D、a a为为ClCl2 2气体，气体，b b为浓为浓NaOHNaOH溶液溶液C C二、硫酸和硝酸的氧化性二、硫酸和硝酸的氧化性1 1、使指示剂变色：、使指示剂变色：2 2、与碱发生中和反应：、与碱发生中和反应：3 3、与碱性氧化物反应：、与碱性氧化物反应：4 4、与盐反应：、与盐反应：稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红H H+ + + OH + OH - - = H = H2 2O O2 2H H+ + + CuO+ CuO = Cu = Cu2+2+ + H + H2 2O O 2 2H H+ + + CO+ CO3 3 2-2- = H = H2 2O + COO + CO2 2硫酸、硝酸都是强酸，硫酸、硝酸都是强酸，HNOHNO3 3 = H = H+ + + NO + NO3 3- -一、硫酸与硝酸都具有酸的通性。一、硫酸与硝酸都具有酸的通性。H H2 2SOSO4 4=2H=2H+ +SO+SO4 42-2-5 5、与活泼金属反应、与活泼金属反应你对浓硫酸知多少？你对浓硫酸知多少？1 1、浓硫酸在稀释时应注意什么问题？、浓硫酸在稀释时应注意什么问题？ 应将浓硫酸应将浓硫酸沿烧杯壁向水中慢慢注入沿烧杯壁向水中慢慢注入，并用玻璃棒不断并用玻璃棒不断搅拌搅拌。2 2、实验室制、实验室制HClHCl气体是用以下反应制备，你能气体是用以下反应制备，你能说明反应进行的理由吗？说明反应进行的理由吗？H H2 2SOSO4 4( (浓浓) +NaCl) +NaCl = NaHSO = NaHSO4 4 + HCl + HCl 微热微热H H2 2SOSO4 4( (浓浓) +2NaCl = Na) +2NaCl = Na2 2SOSO4 4 + 2HCl + 2HCl 强热强热难挥发性酸（硫酸）制备易挥发性酸（盐酸）难挥发性酸（硫酸）制备易挥发性酸（盐酸）二、浓硫酸二、浓硫酸2 2、吸水性吸水性（干燥剂）（干燥剂）1 1、难挥发性难挥发性（制（制l)l)3 3、脱水性脱水性浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应浓硫酸与蔗糖反应浓硫酸与蔗糖反应浓硫酸能浓硫酸能按水的组成比按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素脱去有机物中的氢和氧元素 所以，当皮肤或衣物上不小心沾有少许浓所以，当皮肤或衣物上不小心沾有少许浓硫酸时，硫酸时，应立即用大量水冲洗。应立即用大量水冲洗。2H2H2 2SOSO4 4( (浓浓)+Cu=CuSO)+Cu=CuSO4 4+2H+2H2 2O+SOO+SO2 2练习并讨论：练习并讨论：与铜反应与铜反应分析上述反应中电子转移的方向和数目，指出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氧化剂和还原剂，并分析浓硫酸在上述反应中体现的性质。体现的性质。+6+60 0+2+2+4+4失去失去2e2e- -得到得到2e2e- -4 4、强氧化性、强氧化性1 1）与金属反应）与金属反应常温下，浓硫酸可用铁槽车或铝槽车运输，这是常温下，浓硫酸可用铁槽车或铝槽车运输，这是因为因为常温常温下，下，浓硫酸（浓硝酸）浓硫酸（浓硝酸）可使铁或铝的表可使铁或铝的表面生成一层面生成一层致密的氧化膜致密的氧化膜，阻止了内部金属与，阻止了内部金属与浓硫酸进一步反应，这种现象叫做浓硫酸进一步反应，这种现象叫做钝化。钝化。试写出浓硫酸与铁在加热条件下的反应方程式试写出浓硫酸与铁在加热条件下的反应方程式2Fe + 6H2Fe + 6H2 2SOSO4 4( (浓浓) = Fe) = Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3 + 3SO + 3SO2 2+6H+6H2 2O O2 2）与非金属反应）与非金属反应C + 2HC + 2H2 2SOSO4 4( (浓浓) = 2SO) = 2SO2 2 + CO+ CO2 2+ 2H+ 2H2 2O O思考并讨论：思考并讨论：请设计实验方案，验证请设计实验方案，验证C C和浓硫酸反应的产物，和浓硫酸反应的产物，并画出简要装置图。并画出简要装置图。按正确的顺序连接下列仪器，并说明你的按正确的顺序连接下列仪器，并说明你的理由。理由。1 12 23 34 45 5仪器连接如下仪器连接如下说明：说明：应首先用无水硫酸铜验证水应首先用无水硫酸铜验证水，然后用品，然后用品红验证二氧化硫，再用高锰酸钾氧化多余的二红验证二氧化硫，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。化，最后才验证二氧化碳。？思考题思考题:用什么方法鉴别浓硫酸和稀硫酸用什么方法鉴别浓硫酸和稀硫酸?1、利用浓硫酸的脱水性、利用浓硫酸的脱水性2、利用浓硫酸的氧化性、利用浓硫酸的氧化性3、利用浓硫酸的钝化作用、利用浓硫酸的钝化作用4、利用浓硫酸溶于水放热、利用浓硫酸溶于水放热1 1、硝酸的物理性质、硝酸的物理性质 纯硝酸是无色、纯硝酸是无色、易挥发易挥发、有刺激性有刺激性气气味的液体，密度为味的液体，密度为1.5027g/cm1.5027g/cm3 3，沸点是，沸点是8383，常用浓硝酸质量分数为，常用浓硝酸质量分数为69%69%，98%98%以以上的硝酸叫上的硝酸叫发烟硝酸发烟硝酸。二、硝酸二、硝酸2 2、硝酸的化学性质、硝酸的化学性质（1 1）酸的通性）酸的通性（2 2）不稳定性不稳定性4HNO4HNO3 3 = 2H = 2H2 2O + 4NOO + 4NO2 2+ O+ O2 2 光照光照/ /加热加热思考：常用的浓硝酸为什么会呈黄色？思考：常用的浓硝酸为什么会呈黄色？工业上盐酸呈黄色又是什么原因？工业上盐酸呈黄色又是什么原因？浓硝酸易分解生成浓硝酸易分解生成NONO2 2溶于硝酸溶于硝酸含有含有FeFe3+3+杂质杂质怎样保存硝酸溶液？怎样保存硝酸溶液？保存于保存于棕色棕色细口瓶中细口瓶中（）硝酸的氧化性（）硝酸的氧化性浓、稀硝酸都能与铜发生反应浓、稀硝酸都能与铜发生反应4HNO4HNO3 3( (浓浓)+Cu=Cu(NO)+Cu=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O8HNO8HNO3 3( (稀稀)+3Cu=3Cu(NO)+3Cu=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O Oa a、与金属反应、与金属反应试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式Fe + 4HNOFe + 4HNO3(3(稀稀) ) = Fe(NO = Fe(NO3 3) )3 3 + NO+ 2H+ NO+ 2H2 2O O3Fe + 8HNO3Fe + 8HNO3(3(稀稀) ) = 3Fe(NO = 3Fe(NO3 3) )2 2 + 2NO+ 4H+ 2NO+ 4H2 2O OFe + 2Fe(NOFe + 2Fe(NO3 3) )3 3 = 3Fe(NO = 3Fe(NO3 3) )2 2+ +）2 2 铁和铝在常温下遇浓硝酸也发生铁和铝在常温下遇浓硝酸也发生钝化钝化现现象，故浓硝酸的贮存和运输可用铝（铁）槽车象，故浓硝酸的贮存和运输可用铝（铁）槽车运输。若加热，则铁和铝都会跟浓硝酸反应。运输。若加热，则铁和铝都会跟浓硝酸反应。若将浓若将浓HNOHNO3 3和浓和浓HClHCl按体积比按体积比1:31:3混合所得混混合所得混合物叫合物叫王水王水，可溶解不活泼金属金等。，可溶解不活泼金属金等。 有人认为，有人认为，“比较浓硝酸和稀硝酸比较浓硝酸和稀硝酸的还原产物的化合价，浓的还原产物的化合价，浓HN0HN03 3中的氮从中的氮从5 5降为降为4 4而稀而稀HN0HN03 3中的氮从中的氮从5 5价降为价降为2 2，从化合价变化可以判断稀硝酸的，从化合价变化可以判断稀硝酸的氧化性比浓硝酸强。氧化性比浓硝酸强。”这种看法是否正这种看法是否正确？为什么？确？为什么？从浓硝酸、稀硝酸分别与从浓硝酸、稀硝酸分别与CuCu反应的反应的反应条件反应条件, ,剧烈程度分析。剧烈程度分析。提示：提示：探讨：探讨：b b、与非金属反应、与非金属反应C + 4HNOC + 4HNO3 3 = CO = CO2 2+ 4NO+ 4NO2 2+ 2H+ 2H2 2O O当硝酸与金属或非金属及某些有机物反应时，当硝酸与金属或非金属及某些有机物反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原所得到反应物或反应条件不同，硝酸被还原所得到的产物也不同，如：的产物也不同，如：NONO2 2、HNOHNO2 2、NONO、N N2 2O O、N N2 2、NHNH3 3+4+4+3+3+2+2+1+10 0-3-3除除AuAu、PtPt等少数金属外，硝酸几乎可能氧化所有的等少数金属外，硝酸几乎可能氧化所有的金属。金属。 常温下常温下FeFe、AlAl等金属在浓等金属在浓HNOHNO3 3中发生中发生“纯化纯化”。 硝酸越浓，其氧化性越强。如稀硝酸越浓，其氧化性越强。如稀HNOHNO3 3可使石蕊试变可使石蕊试变红，而浓红，而浓HNOHNO3 3可使石蕊试液可使石蕊试液先变红后褪色先变红后褪色 一般来说，活泼金属与一般来说，活泼金属与HNOHNO3 3反应不生成反应不生成H H2 2，浓浓HNOHNO3 3的的还原产物为还原产物为NONO2 2，稀稀HNOHNO3 3的还原产物为的还原产物为NONO。活泼金属与。活泼金属与极稀极稀HNOHNO3 3反应时，还原产物复杂，为反应时，还原产物复杂，为NONO、N N2 2O O、NHNH4 4NONO3 3等等非金属单质可被非金属单质可被HNOHNO3 3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。氧化为最高价氧化物或其含氧酸。 王水（浓王水（浓HNOHNO3 3和浓和浓HClHCl按体积比按体积比1:31:3配制）具有更强的配制）具有更强的氧化性，能溶解氧化性，能溶解AuAu、PtPt。 硝酸反应规律硝酸反应规律阅读阅读102102页硫酸和硝酸的页硫酸和硝酸的用途，结合它们的性质理用途，结合它们的性质理解其用途并进行归纳。解其用途并进行归纳。 硫酸的用途：硫酸的用途：