第四节 氨 硝酸 硫酸 第1课时 氨及氨的实验室制法 三维目标,思维激活 德国历史上有这样一位化学家哈伯，有人称他为天使，因为他合成了氨，进而合成了化肥，从而解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题。又有人称他为魔鬼，因为氨也能合成硝酸，进而合成了炸药，第一次世界大战时，哈伯已为德国建成了无数个合成氨工厂，为侵略者制造了数百万吨炸药TNT，从而给人类带来了灾难和痛苦。 氨有哪些性质呢？实验室中又是怎样制取氨气的呢？,自学导引 一、氨的性质 1氨的物理性质 NH3是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，常温时，1体积水可溶解700体积氨气。 2氨的化学性质 (1)与H2O反应,(3)氨的催化氧化 化学方程式为 它是工业生产硝酸的反应原理。 二、铵盐 铵盐都易溶于水，受热易分解，与碱反应放出氨气。,三、氨的实验室制法 1原理：实验室中常用NH4Cl与Ca(OH)2共热的方法制取氨。如:2NH4ClCa(OH)2 CaCl22H2O2NH3。 2装置：固体与固体反应，加热。图见教材。 为了防止NH3与空气发生对流而难以收集，以及防止外逸的NH3污染空气，经常在收集NH3的试管口塞上一团浸有稀硫酸的棉花。 3收集：向上排空气法。 4检验：检验NH3时，常使用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒。,名师解惑 一、氨的喷泉实验 1实验原理 由于氨极易溶于水(1700)，挤压胶头滴管，少量的水即可溶解大量的氨，使烧瓶内压强迅速减小，外界大气压将烧杯中的水压入上面的烧瓶，从而形成美丽的喷泉。NH3、HCl、HBr、HI、SO2等气体均能溶于水产生喷泉。 2实验现象 产生红色喷泉(氨溶于水后形成碱性溶液，酚酞遇碱显红色)。 3实验关键 氨应充满；氨或烧瓶应干燥；装置不得漏气。,4实验拓展 CO2、H2S、Cl2等在水中溶解度不大的气体，不能形成喷泉，但若将水改成NaOH溶液，这些气体在碱性溶液中的溶解度显著增大，从而形成喷泉；此外，若改变喷泉实验装置，也可使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉，因此要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。 二、氨水的组成和性质 氨溶于水所形成的溶液就是氨水。 1氨水的性质 (1)氨水的密度小于1 gmL1，且溶质的质量分数越大，溶液的密度就越小。 (2)在氨水中，除水分子外，含量最多的为NH3H2O。但在求氨水中溶质的质量分数、物质的量浓度时，视溶质为NH3。,(3)氨气溶于水的过程中存在着下列可逆反应： NH3H2O NH3H2O NH4+ OH 2NH3H2O的性质 一水合氨(NH3H2O)是一种弱碱,有易溶于水、易分解、易挥发出刺激性气味的气体、电离出的阳离子(NH4+)为非金属元素原子团四个不同于其他弱碱的特点。一水合氨有碱的通性，包括使酚酞试液显红色，使红色石蕊试纸显蓝色。氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 3氨水中的粒子有：H2O、NH3、NH3H2O、NH4+、OH，除水分子外，含量最多的为NH3H2O。,三、NH4+的检验 1若试样为固体，可用两种方法来检验： (1)取少量样品放入坩埚中，加入固态碱进行研磨。若闻到氨味，则说明样品中含有NH4+。 (2)取少量样品与碱混合于试管中，然后加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则说明样品中含有NH4+ ；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，则说明样品中含有NH4+。 2若试样为溶液，可取少量溶液注入试管中，再加入碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。,典例导析 知识点1：氨的性质 例1 下列关于氨气的说法中正确的是( ) A氨可以用浓硫酸干燥 B氨溶于水显弱碱性，因此氨气可 使湿润的酚酞试纸变蓝 C氨本身没有毒，故发生液氨大量 泄漏时，人们也不必采取任何防范措施 D用水吸收NH3用右图所示的装置可防止倒吸,解析 氨属于碱性气体，不能用酸性干燥剂(如浓硫酸、五氧化二磷固体)干燥，也不能用无水CaCl2干燥，因为无水CaCl2与氨气反应生成CaCl28NH3，故只能用碱性干燥剂(如碱石灰、固体氢氧化钠等)干燥；湿润的酚酞试纸遇NH3会变红；虽然氨气并不能称之为有毒气体，但由于氨气的溶解度极高，且极易挥发，所以常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上，从而产生刺激和炎症，故发生液氨大量泄漏时，人们必须采取一定的防范措施，例如根据氨的密度小的特征，可以向地势低、逆风的方向跑离事故区，故A、B、C三项都错误。四氯化碳是一种油状液体，氨气不溶解于其中，这样就防止了倒吸，D项正确。 答案 D,跟踪练习1 下列关于氨与氨水的叙述中正确的是( ) A氨水随着质量分数的增大，密度也随之增大 B氨水和液氨的成分相同 C氨水中共有5种粒子，其中物质的量浓度最大的粒子是OH D氨易液化，因此可用做制冷剂 答案 D 知识点2：氨的实验室制取 例2 实验室里用如右图所示的装置制取氨。,(1)用试管中的药品制取氨的化学方程式为_。 (2)试用表格的形式列出图中装置的错误之处，并用文字简要说明应如何改正。 答案 (1)(NH4)2SO4+Ca(OH)2 CaSO4+2H2O+2NH3 (2),跟踪练习2 实验室制取下列气体时，与实验室制氨气的发生装置相同的是( ) AH2 BO2 CCl2 DCO2 答案 B 知识点3：铵盐的性质 例3 能把Na2SO4、NH4NO3、KCl和(NH4)2SO4四瓶无色溶液加以区别(必要时可加热)的一种试剂是( ) ABaCl2 BBa(NO3)2 CBa(OH)2 DNaOH 解析 鉴别NH4+的试剂为OH，加入碱加热则会产生有刺激性气味的气体。而鉴别SO42-使用含Ba2的试剂，把Ba2与OH组合，应选用Ba(OH)2作试剂。在四种溶液中分别加入Ba(OH)2试剂，有两支试管中有沉淀，另外两支试管中没有。将有沉淀的两支试管加热，产生有刺激性气味气体的为(NH4)2SO4，另一种为Na2SO4。没有沉淀的两支试管也分别加热,有刺激性气味气体产生的是NH4NO3，另一种为KCl。 答案 C,跟踪练习3 下列有关铵根离子(NH4+)或铵盐的性质的叙述中，不正确的是( ) A溶液中NH4+和OH在加热时可生成NH3 B铵盐受热分解均有NH3放出 C铵盐均易溶于水 D铵盐属于离子化合物 答案 B 知识点4：氨及铵盐的有关计算 例4 现有100 g 5%的氨水(密度为0.98 gcm3)，欲使其质量分数增大1倍，可采用的正确方法是( ) A再往溶液中通入5 g氨气 B加入等质量的15%的氨水 C加入等体积的15%的氨水 D加热蒸发掉50 g水,解析 通入5 g氨气后的质量分数 A项错误； 加入等质量的15%的氨水后的质量分数 B项正确； 氨水的浓度不同，密度不同，等体积时质量不等，故C项错误； 加热蒸发掉水的同时氨气也随之挥发，D项错误。 答案 B,跟踪练习4 碳酸铵(NH4)2CO3H2O是一种白色晶体，在空气中能逐渐变化并生成碳酸氢铵，在58 时会分解为氨、二氧化碳和水。现有一包碳酸铵样品，为确定它的成分，进行了以下实验： 取27.2 g样品，加热，样品全部分解成气体A； 将气体A通过盛有100 mL浓H2SO4(足量)的洗气瓶中，由洗气瓶导出的气体再通过装有足量Na2O2的干燥管，从干燥管导出的气体为3.36 L(标准状况下)； 取洗气瓶中1/10的溶液，与足量NaOH溶液混合并加热，产生的气体经干燥后体积为0.896 L(标准状况)。 试根据上述实验结果，分析、计算并推断该样品的成分是什么？样品中氮的质量分数是多少？ 答案 样品中含(NH4)2CO3H2O和NH4HCO3；w(N)20.6%,第2课时 硫 酸 三维目标,思维激活 2006年8月3日早晨，京杭运河余杭段中一艘运硫酸的船发生浓硫酸泄漏事件，产生了十多米高的白雾，船体附近的河面像沸腾了一样冒着水泡，船里还发出砰砰的爆炸声，硫酸泄漏的河段有不少死鱼浮起。你知道为什么浓硫酸遇水会产生大量白雾吗？ 自学导引 一、浓硫酸的物理性质 浓H2SO4是无色黏稠状液体，难挥发，能以任意比与水混溶，常用98%的浓H2SO4的密度为1.98 gcm3，物质的量浓度为18.4 molL1。,二、浓硫酸的化学性质 1浓硫酸是二元强酸，具有酸的通性。 2浓硫酸的特性 (1)脱水性 浓硫酸能把有机物中的H、O元素按原子个数比21脱去，留下黑色炭。例如，浓硫酸能使蔗糖炭化。 (2)吸水性 浓硫酸能够吸收游离态的水或结晶水，可用做干燥剂。,(3)强氧化性 与Cu反应 化学方程式为 与铁、铝反应 常温下，浓硫酸可以使铁、铝钝化，即铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。 与非金属反应 化学方程式为,名师解惑 一、浓H2SO4的物理性质 1色、态：纯净的硫酸及浓硫酸(H2SO4的质量分数为98.3%)是无色、黏稠、油状液体。 2沸点：质量分数为98.3%的浓硫酸的沸点338 ，硫酸是典型的难挥发性酸(高沸点酸)。 3密度：质量分数为98.3%的浓硫酸的密度为1.84 gcm3，硫酸也是典型的高密度酸。硫酸溶液的密度随H2SO4的质量分数的增大而增大。 4溶解性：硫酸易溶于水，能跟水以任意比互溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，这又是硫酸物理性质中的一个特点。 二、浓硫酸与稀硫酸 1浓硫酸、稀硫酸的比较,2浓硫酸的强氧化性和稀硫酸的氧化性 浓硫酸具有强氧化性，其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的硫(6价)产生的，加热时能氧化许多金属、非金属及某些具有还原性的化合物，浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫。如：2H2SO4(浓)C CO22H2O2SO2。 稀硫酸中不存在硫酸分子，因而无强氧化性，但电离产生的H具有较弱的氧化性，只能氧化比较活泼的金属(如Zn等)而发生置换反应，稀硫酸的还原产物为氢气。如：ZnH2SO4ZnSO4H2。 “氧化性酸”和“酸的氧化性”的区别。,所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓H2SO4、HNO3等。由于其中 易获得电子，表现出很强的氧化性；而盐酸、稀硫酸、碳酸、磷酸等，酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸，其中盐酸、氢硫酸酸根部分易失电子，在氧化还原反应中作还原剂，故又可叫还原性酸。 在水溶液中任何酸都不同程度地电离出H，H在一定条件下可获得电子形成H2，从这一点看，酸都具有氧化性，这是H的氧化性，它和氧化性酸中中心元素处于高价态易获得电子具有氧化性是不同的。 区别上述两个概念的关键在于，酸根部分易得电子有氧化性氧化性酸；酸电离出H有氧化性酸的氧化性。,3浓、稀硫酸的判断方法 (1)取少量蒸馏水，向其中加入少量硫酸试样，如能放出大量的热则为浓硫酸，反之为稀硫酸。 (2)称量，因浓硫酸密度大，则等体积时，重者为浓硫酸，轻者为稀硫酸。 (3)观察状态，略微摇动，若为油状黏稠液体则是浓硫酸，另一种为稀硫酸。 (4)取少量试液，向其中投入铁片，若产生大量气泡则为稀硫酸，另一种为浓硫酸(钝化)。 (5)用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，变黑者为浓硫酸，另一种为稀硫酸。 (6)取少量试液，分别投入小块铜片，稍加热，发生反应的(有气泡产生，溶液变蓝)为浓硫酸，无现象的为稀硫酸。 (7)在锯末或蔗糖上滴入少量试液，变黑的为浓硫酸，另一种为稀硫酸。 (8)在蓝色石蕊试纸上滴12滴试液，变红色的为稀硫酸，先变红后变黑的为浓硫酸。 (9)取等质量的试液，敞口放置一段时间后称量，质量增大的为浓硫酸，另一种为稀硫酸。,三、浓硫酸的吸水作用与脱水作用的比较 说明：区别浓H2SO4的吸水性和脱水性，关键是看水的来源。若水来源于物质中的水蒸气或结晶水，则体现了吸水性；若被脱水的物质本身并