1、第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸1.1.氮的存在氮的存在 一、氨气一、氨气2.氮的固定：氮的固定：将将游离态游离态的氮转变为氮的的氮转变为氮的化合化合 态态叫做氮的固定。叫做氮的固定。（3）人工固氮：）人工固氮：N2+3H2 2NH3高温、高压高温、高压催化剂催化剂（2）自然固氮：）自然固氮：N2O2 2 NO放电或高温放电或高温（1）生物固氮：）生物固氮：N2 NH4+/NO3-根瘤菌根瘤菌哈伯(18681934)德国物理化学德国物理化学家家,是合成氨法是合成氨法的发明者。因发的发明者。因发明用氮气和氢气明用氮气和氢气直接合成氨的方直接合成氨的方法法,获获19181918年诺年诺贝尔化
2、学奖贝尔化学奖 -氨气的喷泉实验氨气的喷泉实验实验48：演示实验演示实验硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白烟？H2O、NH3 和NH3H2O；璃棒搅拌密度为1.（1）氨跟水反应显弱碱性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？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_。蔗糖就会炭化变黑C+4HNO3 2H2O+4NO2+CO22、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。氨是中学化学唯一能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此法检验NH32 H+CO3 2-=H2O+CO2色态：没有颜色、具有刺激性易溶于水，能以任意比与水混溶
3、（唯一的一种碱性气体）思考：能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？NH4NO3+NaOH=NH3+H2O+NaNO3实验现象实验现象：a.烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶内形成烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶内形成喷泉喷泉；形成喷泉的形成喷泉的原因原因：当滴管中的水挤入到：当滴管中的水挤入到烧瓶中时，烧瓶内的氨溶解，使瓶内压烧瓶中时，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。液很快压入到烧瓶，形成喷泉。b.氨水显碱性。氨水显碱性。实验结论实验结论:b.b.烧瓶内溶液呈烧瓶内溶液呈红红色。色。：a.氨极易溶于水。实验关键实验关键:a
4、.a.氨应充满烧瓶。氨应充满烧瓶。b.b.烧瓶应干燥。烧瓶应干燥。C.C.装置不漏气。装置不漏气。一、氨气一、氨气1.1.氨气的物理性质氨气的物理性质密度：密度：比空气小比空气小熔沸点：熔沸点：低低,易液化易液化(液氨液氨)溶解性：溶解性：极易溶于水极易溶于水 (1 700)色态：色态：没有颜色、具有刺激性没有颜色、具有刺激性 气味的气体气味的气体l2、氨的化学性质、氨的化学性质所以所以氨水显氨水显_，既能使无色的酚酞溶液，既能使无色的酚酞溶液变成变成_，又能使湿润的红色的石蕊试纸又能使湿润的红色的石蕊试纸_。NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-（1 1）氨跟水反应）氨跟水反应显弱碱性
5、显弱碱性 大部分大部分NH3与水结合成与水结合成 NH3H2O，NH3H2O可以可以小部分电离小部分电离成成NH4+和和OH-。红色红色变蓝变蓝弱碱性弱碱性NH3H2O=NH3+H2O氨是中学化学唯一氨是中学化学唯一能使红色石蕊试纸能使红色石蕊试纸变蓝的气体，常用变蓝的气体，常用此法检验此法检验NHNH3 3l 液氨和氨水的比较：液氨和氨水的比较：液氨液氨氨水氨水形成形成氨气加压或降温后形成的液态氨气加压或降温后形成的液态物质物质氨气溶于水氨气溶于水物质分类物质分类微粒种类微粒种类混合物混合物纯净物纯净物氨水中的分子有：氨水中的分子有：H H2 2O O、NHNH3 3 和和NHNH3 3H
6、H2 2O O；氨水中的离子有：氨水中的离子有：NHNH4 4+、OHOH-和少量和少量H H+NHNH3 3因发明用氮气和氢气直接合成氨的方法,获1918年诺贝尔化学奖纯硫酸是无色、油状的液体色态：没有颜色、具有刺激性（3）氨的还原性-氨的催化氧化思考：能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？工业上拟用铜和硝酸来制备Cu(NO3)2,下面有三位同学提出了不同的生产方案:与金属（除Au、Pt外）反应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。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。请设计实验方案，验证碳和浓硫酸反应的产物反应后
7、溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色NH4NO3+NaOH=NH3+H2O+NaNO3熔沸点：低,易液化(液氨)Cu+2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2+2H2O（1）氨跟水反应显弱碱性现象:蔗糖变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的熔沸点：低,易液化(液氨)2H2SO4(浓)+Cu=CuSO4+2H2O+SO2空瓶生烟（2 2）氨跟酸的反应）氨跟酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl（白烟）（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）（白烟）与挥发性的酸反应有白烟与挥发性的酸反应有白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 写出上述反应的离子方程式写出上述反应的离子方程式N H3+H+=N H4+不
8、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？挥发性的酸遇到NH3会有白烟 这个反应叫做氨的催化氧化，这个反应叫做氨的催化氧化，它是工业上制硝酸的基础它是工业上制硝酸的基础.高温高温 4NH3+5O2=4NO+6H2O 催化剂催化剂-3-3+2+2（3 3）氨的还原性）氨的还原性-氨的催化氧化氨的催化氧化 反应后溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色由此，你认为用铜和浓硫酸采用何种途径制硫酸铜最好？可干燥与它不反应的气体C12H22O11 12C+11H2O纯硫酸是无色、油状的液体密度为1.（2）自然固氮：N2O2 2
9、NO（唯一的一种碱性气体）色态：没有颜色、具有刺激性工业上拟用铜和硝酸来制备Cu(NO3)2,下面有三位同学提出了不同的生产方案:蘸有浓HCl的玻璃棒接近稀硫酸的氧化性是由于它电离出的H+；乙方案:Cu+稀HNO3蒸发结晶C12H22O11 12C+11H2O(2)这种特点与酸的通性有什么关系？用电离方程式表示。密度为1.H+的氧化性比+6价硫氧化性弱。制硝酸制纯碱制尿素做致冷剂(3).氨的用途氨的用途 氮肥工业、制造硝酸、铵盐、纯碱；氮肥工业、制造硝酸、铵盐、纯碱；有机合成工业（合成纤维、塑料、染料、尿素）有机合成工业（合成纤维、塑料、染料、尿素）作制冷剂作制冷剂3.氨的用途氨的用途小结小结
10、(1).(1).氨气的物理性质氨气的物理性质(2).(2).氨的化学性质氨的化学性质(3).(3).氨的用途氨的用途氨与水反应氨与水反应 NH NH3 3与酸反应与酸反应氨的还原性氨的还原性二、铵盐二、铵盐(1)(1)铵根离子铵根离子(NH4+)与酸根离子构成的化合物与酸根离子构成的化合物(2)(2)物理性质：铵盐都易溶于水物理性质：铵盐都易溶于水(3)(3)铵盐的化学性质：铵盐的化学性质：铵盐与碱反应铵盐与碱反应（NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+2H2O+Na2SO4NH4NO3+NaOH=NH3+H2O+NaNO3 NH4+OH-=NH3+H2O反应实质反应实质取试样加取试样加Na
11、OH溶液，溶液，加热并将加热并将湿润的红色湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸靠近试管口。靠近试管口。（4 4）收集装置：）收集装置：向下排空气法向下排空气法棉花的作用：棉花的作用：减少与空气对流减少与空气对流（3 3）制取装置：）制取装置：固固 +固加热固加热（5 5）检验或检验收满）检验或检验收满 湿润的湿润的红色石蕊试纸红色石蕊试纸变蓝变蓝 （唯一的一种碱性气体唯一的一种碱性气体）蘸有浓蘸有浓HCl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。(7)(7)尾气吸收尾气吸收:(6)(6)干燥干燥:水水装置：倒置漏斗装置：倒置漏斗用碱石灰碱石灰（NaOHNaOH和和CaOCaO）干燥干燥防
12、止倒吸防止倒吸除了利用上述方法之外，实验室有无其他简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？单可行的方法来制得氨气？浓氨水浓氨水方法二：加热浓氨水制氨气：方法二：加热浓氨水制氨气：利利用用NH3的溶解度随温度的升高而减小的性质，使的溶解度随温度的升高而减小的性质，使氨气逸出氨气逸出NH3H2O=NH3+H2O浓氨水浓氨水固体固体CaOCaO思考：思考：有什么现象？有什么现象？为什么有此现象？为什么有此现象？方法三：方法三：利用生石灰和浓氨水反应利用生石灰和浓氨水反应减少溶剂，同时放热使减少溶剂，同时放热使NH3逸出逸出1 1、吸收水分，减少溶剂。、吸收水分，减少溶剂。2
13、2、增加、增加OHOH-的浓度。的浓度。3 3、放出热量，升高温度。、放出热量，升高温度。(3)实验室里用金属与酸反应制取氢气实验室里用金属与酸反应制取氢气,往往用稀硫往往用稀硫酸或盐酸酸或盐酸,而不用浓硫酸或硝酸而不用浓硫酸或硝酸,这是为什么？这是为什么？(2)这种特点与酸的通性有什么关系？用电离方程式这种特点与酸的通性有什么关系？用电离方程式表示。表示。(1)硫酸、硝酸、盐酸都是酸硫酸、硝酸、盐酸都是酸,它们在组成上有什么它们在组成上有什么特点？特点？它们都是酸，在水溶液中电离出它们都是酸，在水溶液中电离出H+，硫酸、硝，硫酸、硝酸是含氧酸，盐酸是无氧酸；硫酸是二元酸，酸是含氧酸，盐酸是无
14、氧酸；硫酸是二元酸，硝酸和盐酸是一元酸硝酸和盐酸是一元酸HA=H+A使指示剂变色：使指示剂变色：与碱发生中和反应：与碱发生中和反应：与碱性氧化物反应：与碱性氧化物反应：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+OH-=H2O2 H+CuO=Cu2+H2O 2 H+CO3 2-=H2O+CO2硫酸、硝酸都是一种酸，硫酸、硝酸都是一种酸，HNO3=H+NO3-硫酸与硝酸都具有酸的通性。硫酸与硝酸都具有酸的通性。H2SO4=2H+SO42-与活泼金属反应与活泼金属反应三、硫酸和硝酸的氧化性三、硫酸和硝酸的氧化性A.纯硫酸是无色、油状的液体纯硫酸是无色、油状的
15、液体1.物理性质物理性质B.纯硫酸纯硫酸难挥发难挥发,沸点沸点338.(高沸点酸高沸点酸)C.密度：质量分数为密度：质量分数为98.3%的硫酸的硫酸 密度为密度为1.84g/cm3(高密度酸高密度酸).浓硫酸浓硫酸D.易溶于水，能以任意比与水混溶易溶于水，能以任意比与水混溶 （浓硫酸溶解时放出大量的热）（浓硫酸溶解时放出大量的热）2、浓硫酸的特性、浓硫酸的特性（1）浓硫酸的吸水性）浓硫酸的吸水性可干燥与它不反应的气体可干燥与它不反应的气体O2、H2、N2、Cl2、CO2、SO2、HCl吸收空气中的水、混合物物中的水吸收空气中的水、混合物物中的水 作用：作干燥剂作用：作干燥剂思考：思考：能用浓硫
16、酸干燥能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？气体吗？浓硫酸的特性浓硫酸的特性（2）脱水性）脱水性将有机物中的氢、氧元素按将有机物中的氢、氧元素按2：1的比例脱去的比例脱去现象现象:蔗糖蔗糖变黑变黑，体积，体积膨胀膨胀，形成，形成疏松多孔疏松多孔的的 海绵状的炭，并有海绵状的炭，并有刺激性气味刺激性气味的的气体气体产生。产生。实验：将浓硫酸慢慢加入蔗糖中，并用玻实验：将浓硫酸慢慢加入蔗糖中，并用玻 璃棒搅拌璃棒搅拌原因：原因：C12H22O11 浓硫酸能将蔗糖中的浓硫酸能将蔗糖中的H和和O按按原子个数比原子个数比2：1脱去形成水，使蔗糖生脱去形成水，使蔗糖生成炭成炭问题探究1、写出蔗糖遇浓硫酸发生
17、的化学方程式：、写出蔗糖遇浓硫酸发生的化学方程式：C12H22O11 12C+11H2O2、蔗糖分子中含有水，浓硫酸将水吸去使它、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。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不对，因为蔗糖分子中没有水硫酸或磷酸与氨气反应能否产生白烟？(1)原料：用NH4Cl与Ca(OH)2混和加热NH4NO3+NaOH=NH3+H2O+NaNO3纯硫酸难挥发,沸点338.C+4HNO3 2H2O+4NO2+CO2思考：有什么现象？为什么有此现象？因发明用氮气和氢气直接合成氨的方法,获1918年诺贝尔化学奖（1）氨跟水反应
18、显弱碱性形成喷泉的原因：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。由此，你认为用铜和浓硫酸采用何种途径制硫酸铜最好？（3）制取装置：固+固加热(3)铵盐的化学性质：密度：质量分数为98.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。NH3H2O=NH3+H2O纯硫酸是无色、油状的液体2、增加OH-的浓度。2H2SO4(浓浓)+Cu=CuSO4+2H2O+SO2练习并讨论：练习并讨论：（3）强氧化性强氧化性分析上述反应中电子转移的方向和数目，
19、指出氧化剂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。和还原剂，并分析浓硫酸在上述反应中体现的性质。+60+2+4失去失去2e-得到得到2e-氧化剂：氧化剂：H2SO4 还原剂：还原剂：Cu 加热时，浓硫酸能与大多数金属反应加热时，浓硫酸能与大多数金属反应(Au、Pt除外除外)，一般没有氢气生成，通常生成一般没有氢气生成，通常生成SO2气体。气体。a.与金属（铜）反应与金属（铜）反应书书P95实验实验4-9 铜与浓硫酸的反应铜与浓硫酸的反应现象：现象：有气体产生，此气体使品红溶液褪有气体产生，此气体使品红溶液褪色或紫色的石蕊试液变红色或紫色的石蕊
20、试液变红反应后溶液倒入少量的水中，溶液反应后溶液倒入少量的水中，溶液呈蓝色呈蓝色反应原理：反应原理：Cu+2H2SO4（浓）（浓）=CuSO4+SO2+2H2Ob、与非金属反应、与非金属反应C+2H2SO4(浓浓)=2SO2+CO2+2H2O思考并讨论：思考并讨论：请设计实验方案，验证碳和浓硫酸反应的产物请设计实验方案，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（加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、C等）等）思考：为检验炭和浓硫酸的反应产物，提供下列仪器装思考：为检验炭和浓硫酸的反应产物，提供下列仪器装置，请按正确的顺序连接下列仪器置，请按正确的顺序连接下列仪器,并说明理由
21、并说明理由.ABCDEF品红溶液品红溶液KMnO4溶液澄清石灰水 浓浓H2SO4 木炭木炭 无水CuSO42H2SO4(浓浓)+C=CO2+2H2O+2SO2 常温下，浓硫酸可用铁槽车或铝槽常温下，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膜，阻止了内部金属与浓硫酸进一步反应，这种现象叫做反应，这种现象叫做钝化。钝化。硫酸车槽硫酸车槽【问题探究】：稀硫酸是否具有氧化性？浓、【问题探究】：稀硫酸是否具有氧化性？浓、稀硫酸的氧化性有什么不同？稀硫酸的氧化性有什
22、么不同？稀硫酸也有氧化性。稀硫酸也有氧化性。稀硫酸的氧化性是由于它稀硫酸的氧化性是由于它电离出的电离出的H+；浓硫酸的氧化性是由于分子里的；浓硫酸的氧化性是由于分子里的+6价硫引起的；价硫引起的；H+的氧化性比的氧化性比+6价硫氧化性弱。价硫氧化性弱。酸类均有氧化性酸类均有氧化性酸的氧化性：酸的氧化性：H+氧化性酸氧化性酸浓硫酸浓硫酸硝酸硝酸硫酸是硫酸是用量最大用量最大、用途最广用途最广的化工原料之一，所以的化工原料之一，所以硫酸的产量是衡量一个国家无机化工水平的标志。硫酸的产量是衡量一个国家无机化工水平的标志。硝酸硝酸1.硝酸的物理性质硝酸的物理性质无色，易挥发、有刺激性气味的液体，能以无色
23、，易挥发、有刺激性气味的液体，能以任意比溶于水，含任意比溶于水，含HNOHNO3 3 98%98%的硝酸的硝酸发烟硝发烟硝酸酸(1)(1)不稳定性：不稳定性：4HNO3 O2+2H2O+4NO2或光照或光照密封于棕色瓶中密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！并放在阴暗处！保存：保存：久置硝酸分解产生的久置硝酸分解产生的NONO2 2溶溶于溶液中于溶液中,使溶液变黄色使溶液变黄色久置久置浓浓硝酸变黄色的原因硝酸变黄色的原因?硝酸硝酸2.硝酸的化学性质硝酸的化学性质浓硝酸泄漏浓硝酸泄漏Cu+4HNO3(浓浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O与金属（除与金属（除AuAu、PtPt外）反应外）反应酸性、氧
24、化性酸性、氧化性3Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性(2)(2)强氧化性强氧化性与非金属反应与非金属反应C+4HNO3 2H2O+4NO2+CO2阅读资料卡片：王水阅读资料卡片：王水注意：注意：Fe 和和Al遇到冷的浓硝酸被钝化，遇到冷的浓硝酸被钝化，被氧化成一层致密的氧化膜，与浓硫酸被氧化成一层致密的氧化膜，与浓硫酸一样。一样。3、硝酸的用途：制化肥、农药、炸、硝酸的用途：制化肥、农药、炸药、染料、盐等药、染料、盐等氧化性酸小结氧化性酸小结: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
25、的酸。易钝化物质小结易钝化物质小结: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。1.下列现象体现了硫酸的哪些性质？下列现象体现了硫酸的哪些性质？(1)把浓硫酸滴入放在蒸发皿里的蔗糖上把浓硫酸滴入放在蒸发皿里的蔗糖上,蔗糖就会炭化变黑蔗糖就会炭化变黑 (2)把浓硫酸露置在空气里把浓硫酸露置在空气里,质量会增加质量会增加.(3)把锌粒放入稀硫酸里把锌粒放入稀硫酸里,会产生氢气。会产生氢气。(4)把铜片放入浓硫酸里并加热把铜片放入浓硫酸里并加热,会产生会产生SO2.(5)利用浓硫酸和食盐固体反应利用浓硫酸和食盐固体反应,制制H
26、Cl气体。气体。脱水性脱水性强氧化性强氧化性难挥发性难挥发性练练 习习酸性酸性吸水性吸水性密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！思考：能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？N2+3H2 2NH3因发明用氮气和氢气直接合成氨的方法,获1918年诺贝尔化学奖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。德国物理化学家,是合成氨法的发明者。纯硫酸是无色、油状的液体H+的氧化性比+6价硫氧化性弱。思考：有什么现象？为什么有此现象？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。思考：为检验炭和浓硫酸的反应产物，提供下列仪器装
27、置，请按正确的顺序连接下列仪器,并说明理由.棉花的作用：减少与空气对流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。C12H22O11 12C+11H2O烧杯内的水由玻璃管进入烧瓶内形成喷泉；硫酸与硝酸都具有酸的通性。(1)原料：用NH4Cl与Ca(OH)2混和加热（2）自然固氮：N2O2 2 NO2.工业上拟用铜和硝酸来制备工业上拟用铜和硝酸来制备Cu(NO3)2,下下面有三位同学提出了不同的生产方案面有三位同学提出了不同的生产方案:甲方案甲方案:Cu+浓浓HNO3蒸发结晶蒸发结晶乙方案乙方案:Cu+稀稀HNO3蒸发结晶蒸发结晶丙方案丙方案:Cu CuO 蒸发结晶蒸发结晶你认为你认为_方案最好方案最好,理由理由_空气加热空气加热HNO3丙丙消耗硝酸少消耗硝酸少,不污染环境不污染环境由此，你认为用铜和浓硫酸采用何种途径制由此，你认为用铜和浓硫酸采用何种途径制硫酸铜最好？硫酸铜最好？练习：一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生练习：一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生哪些变化哪些变化?一开始是铜与浓硝酸反应一开始是铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 随着反应进行随着反应进行,硝酸由浓变稀硝酸由浓变稀,则发生则发生:3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
