第四节 氨 硝酸 硫酸 1、氮、氮的的固定：固定： 将游离态的氮转变为氮的化合物的方法。将游离态的氮转变为氮的化合物的方法。自然固氮：自然固氮：豆科植物固氮豆科植物固氮 人工固氮：人工固氮：工业合成氨工业合成氨雷雨天产生一氧化氮气体雷雨天产生一氧化氮气体 一、氨一、氨N2 +3 H2 2NH3高温高压高温高压 催化剂催化剂2、氨的物理性质、氨的物理性质 氨氨在在自然界中，是动物体，特别是蛋白质自然界中，是动物体，特别是蛋白质腐败的产物。腐败的产物。 无色、有剌激性气味的气体无色、有剌激性气味的气体 比空气轻比空气轻 极极易溶于水（易溶于水（1：700） 氨常作致冷剂氨常作致冷剂为什么氨常用作致冷剂？为什么氨常用作致冷剂？ 氨氨易易液化（沸点液化（沸点-33. 35 ） 还有氯气（沸点还有氯气（沸点-34. 6 ） 二氧化硫（沸点二氧化硫（沸点-10 ）还有哪些物质也可作致冷剂？还有哪些物质也可作致冷剂？酚酞试液氨 气书书p97页页实验实验48氨的喷泉实验氨的喷泉实验实验步骤：见书实验步骤：见书实验实验现象：形成红色的喷泉现象：形成红色的喷泉实验实验结论结论（1）氨气极易溶于水；氨气溶于水）氨气极易溶于水；氨气溶于水 后，使得烧瓶内的压强减小，后，使得烧瓶内的压强减小， 外部压强增大；外面的液体被压外部压强增大；外面的液体被压 入烧瓶内形成喷泉。入烧瓶内形成喷泉。书书p97页页 实验实验48 氨的喷泉实验氨的喷泉实验 填写空白处填写空白处（2）氨气溶于水显碱性，酚酞试液变红）氨气溶于水显碱性，酚酞试液变红。3、氨的化学性质、氨的化学性质 在氨的喷泉实验中，为什么能形成喷泉？在氨的喷泉实验中，为什么能形成喷泉？ 氨水中含少量氢氧根离子，呈弱碱性，故能使酚氨水中含少量氢氧根离子，呈弱碱性，故能使酚酞试液酞试液变红变红。 NH3 + H2O NH3H2ONH4+ + OH-（1）氨与水反应）氨与水反应 或或 NH3 + H2O NH4+ + OH- NH3H2O 很不稳定，受热易分解很不稳定，受热易分解 NH3 H2O = NH3 + H2O 氨水和液氨有什么不同？氨水中含有哪些微粒？氨水和液氨有什么不同？氨水中含有哪些微粒？氨水是氨气的水溶液，是混合物。氨水是氨气的水溶液，是混合物。氨溶于水氨溶于水中，大部份与水结合成一水合氨。中，大部份与水结合成一水合氨。 NH3 + H2O NH3H2O 一水合氨小部份电离成铵根离子和氢氧根离子一水合氨小部份电离成铵根离子和氢氧根离子NH4+ + OH- 故氨水中含氨分子，水分子，一水合氨分子故氨水中含氨分子，水分子，一水合氨分子 液氨是液态的氨，是纯净物。液氨是液态的氨，是纯净物。少量的铵根离子，氢氧根离子（还有氢离子）。少量的铵根离子，氢氧根离子（还有氢离子）。一水合氨浓度大于铵根离子和氢氧根离子浓度。一水合氨浓度大于铵根离子和氢氧根离子浓度。 在氨的喷泉实验中，烧瓶内溶液的物质的量在氨的喷泉实验中，烧瓶内溶液的物质的量浓度是多少？（假设实验是在标准状况下进行）浓度是多少？（假设实验是在标准状况下进行） 氨气体积设为氨气体积设为VL 注意：氨水中溶质是注意：氨水中溶质是NH3，不是不是NH3H2O 氨气物质的量为氨气物质的量为(V/22.4)mol 氨水溶液体积也是氨水溶液体积也是VL 氨水溶液物质的量浓度为氨水溶液物质的量浓度为 (V/22.4)/V= 0.045 mol/L（2）氨与酸反应）氨与酸反应书书p98页页 （图（图428） 氨与氯化氢的反应氨与氯化氢的反应实验步骤：用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓实验步骤：用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓 盐酸里蘸一下，然后使两根玻璃盐酸里蘸一下，然后使两根玻璃 棒接近（不要接触）；观察现象棒接近（不要接触）；观察现象实验现象：产生大量的白烟实验现象：产生大量的白烟实验结论实验结论:氨水挥发的氨水挥发的NH3与盐酸挥发的与盐酸挥发的HCl 化合生成固体小颗粒化合生成固体小颗粒NH4Cl的缘故。的缘故。NH3 HCl NH4Cl（2）氨与酸反应）氨与酸反应NH3 HNO3NH4NO32NH3 H2SO4(NH4)2SO4NH3 H2O+CO2NH4HCO34、铵盐、铵盐（1）物理性质：）物理性质：铵盐铵盐均溶于水，为白色固体均溶于水，为白色固体（3）氨的催化氧化）氨的催化氧化4NH3 5O2 4NO+6H2O （工业制硝酸的第一步）（工业制硝酸的第一步）催化剂催化剂铵盐不稳定铵盐不稳定铵盐与碱反应铵盐与碱反应（2）化学性质：）化学性质： NH4NO3 + NaOH = NaNO3+ NH3 + H2ONH4Cl NH3 HCl NH4HCO3 NH3 H2O +CO2 5、氨的用途、氨的用途工业制化肥工业制化肥有机合成的重要化工原料有机合成的重要化工原料作制冷剂作制冷剂6、氨的制备、氨的制备（1）氨的工业制备）氨的工业制备N2 +3 H2 2NH3高温高压高温高压 催化剂催化剂实验装置：如图所示实验装置：如图所示 （书（书p99）收集方法：向下排空气法收集方法：向下排空气法 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O （2）氨的实验室制备）氨的实验室制备实验步骤：给试管里的氯化铵和消实验步骤：给试管里的氯化铵和消石灰的混合物加热，用向下排空气石灰的混合物加热，用向下排空气法收集气体，用润湿的红色石蕊试法收集气体，用润湿的红色石蕊试纸检验。纸检验。固体固体固体固体 （类似（类似O2） 反应原理：反应原理：（2）氨的实验室制备）氨的实验室制备检验检验：用湿润的红色石蕊试纸检验用湿润的红色石蕊试纸检验 试纸变蓝试纸变蓝 用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验用蘸有浓盐酸的玻璃棒检验 产生白烟产生白烟思考：思考：用氢氧化钠代替氢氧化钙好吗？用氢氧化钠代替氢氧化钙好吗？ 氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生NHNH3 3； 热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 练习：练习：1.1.能将能将NHNH4 4Cl Cl 、(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4、NaClNaCl、 NaNa2 2SOSO4 4四种溶液一一区别开来的试剂是（四种溶液一一区别开来的试剂是（ ）A A NaOHNaOH B AgNO B AgNO3 3 C BaClC BaCl2 2 D Ba(OH) D Ba(OH)2 2D2 2 某学生在氨气的喷泉实验基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。方法，并设计如图所示的装置。在锥形瓶中，分别加入足量的在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷下列物质，反应后可能产生喷泉的是：（泉的是：（ ）（A A）CuCu与稀盐酸与稀盐酸（B B）NaHCONaHCO3 3与与NaOHNaOH（C C）CaCOCaCO3 3与稀与稀硫酸硫酸（D D）NHNH4 4HCOHCO3 3与稀盐酸与稀盐酸D3.3.下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶 的的是（是（ ）A干燥气体干燥气体B 液体液体ANO2水水BSO24 mol/L NaOHCCl2饱和食盐水饱和食盐水DHCl水水ABBD4.A4.A、B B、C C三种气体，三种气体，A A无色，在一定条件下无色，在一定条件下A A能能与与O O2 2反应生成反应生成B B，B B不溶于水，它能与不溶于水，它能与O O2 2反应生反应生成红棕色气体成红棕色气体C C；A A、C C气体均溶与水，其水溶液气体均溶与水，其水溶液分别呈碱性与酸性，推断分别呈碱性与酸性，推断A A ，B B ，C C 。NHNH3 3NONONONO2 25.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、氨气可用排水法收集氨气可用排水法收集B、氨水成碱性氨水成碱性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、在反应在反应NH3+H+=NH4+中，氨失去电子被氧化中，氨失去电子被氧化B6.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、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、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、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、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AC二、硫酸和硝酸的氧化性二、硫酸和硝酸的氧化性1. 稀硫酸和硝酸的通性稀硫酸和硝酸的通性使指示剂变色：使指示剂变色：与活泼金属反应放出氢气与活泼金属反应放出氢气 （硝酸除外）（硝酸除外）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：与某些盐反应：与某些盐反应：稀硝酸使稀硝酸使紫色紫色石蕊试液石蕊试液变红变红H+ OH = H2O2H+ CuO = Cu2+ H2O2H+ CO32 = H2O + CO22浓硫酸浓硫酸（1）浓H2SO4的物理性的物理性质A.色色态：无色、粘稠的油状液体：无色、粘稠的油状液体B.沸点：沸点：约338难挥发酸（高沸点酸）酸（高沸点酸）C.密度：密度：1.84g/cm3高密度酸高密度酸D.溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量溶解性：跟水任意比互溶，溶解放出大量热。思考思考 浓硫酸应如何稀释？浓硫酸应如何稀释？ 用于制易挥发用于制易挥发酸，如盐酸。酸，如盐酸。2. 浓硫酸浓硫酸 (2)浓硫酸脱水性浓硫酸脱水性把少量浓硫酸把少量浓硫酸滴在纸上或用滴在纸上或用一根木条蘸一根木条蘸浓硫酸。浓硫酸。实实 验验 滴有浓硫酸的纸（或木条）滴有浓硫酸的纸（或木条）炭化变黑。炭化变黑。 滤纸（或木条）的主要成滤纸（或木条）的主要成份是纤维素，由碳、氢、氧三份是纤维素，由碳、氢、氧三种元素组成，浓硫酸能把滤纸种元素组成，浓硫酸能把滤纸中的氢、氧元素按水的比例脱中的氢、氧元素按水的比例脱去。去。结论：结论：浓硫酸有脱水性浓硫酸有脱水性解释解释： 浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？浓硫酸的吸水性和脱水性有什么区别？吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合。 脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去。氢、氧元素按水的比例脱去。吸收现成的水吸收现成的水反应生成水反应生成水问题？问题？ 在烧杯中在烧杯中放入少量蔗糖，放入少量蔗糖，用少量水调成用少量水调成糊状，注入浓糊状，注入浓硫酸，用玻棒硫酸，用玻棒搅拌。搅拌。实实 验验现象现象： 蔗糖变黑，体积膨胀，放出大蔗糖变黑，体积膨胀，放出大量热，放出有刺激性气味的气体。量热，放出有刺激性气味的气体。反应反应：结论：结论：体现出浓硫酸的体现出浓硫酸的脱水性脱水性和和氧化性氧化性C12H22O11 12C + 11H2O浓浓硫酸硫酸2H2SO4 (浓浓) + C = CO2 + 2H2O + 2SO2 (2)浓硫酸脱水性浓硫酸脱水性 在试管中在试管中放入一块铜片，放入一块铜片，加入少量的加入少量的浓硫酸，加热。浓硫酸，加热。通入品红溶液，通入品红溶液，检验放出的气体；检验放出的气体；再通入紫色的再通入紫色的石蕊溶液；石蕊溶液；把反应后的溶把反应后的溶液倒在水中稀释液倒在水中稀释。实实 验验现象现象： 加热能反应，产生的气加热能反应，产生的气体能使品红褪色，使石蕊溶液体能使品红褪色，使石蕊溶液变红；溶液稀释后呈蓝色。变红；溶液稀释后呈蓝色。 (3) 浓硫酸氧化性浓硫酸氧化性 与金属反应与金属反应结论：结论：浓硫酸既有浓硫酸既有氧化性氧化性又有酸性又有酸性 Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O0+6+6+4+2还原剂还原剂氧化剂氧化剂请用单线桥标请用单线桥标出出电子的转电子的转移方向数目，指出氧化剂、移方向数目，指出氧化剂、还原剂还原剂 与金属反应与金属反应2e- 与某些非金属反应与某些非金属反应C + 2H2SO4 （浓）浓） = CO2 + SO2 + 2H2O 设计一实验，证明浓硫酸与碳反应的生成物含有设计一实验，证明浓硫酸与碳反应的生成物含有 水、水、二氧化硫二氧化硫和和二氧化碳二氧化碳 。思考题思考题无水硫酸铜无水硫酸铜品红品红溶液溶液品红品红溶液溶液酸性高酸性高锰酸钾锰酸钾溶液溶液澄清石澄清石灰水灰水证明含证明含SO2除去除去SO2证明无证明无SO2证明含证明含CO2证明含水证明含水变蓝色变蓝色褪色褪色褪色褪色不褪色不褪色变浑浊变浑浊练习1 1、下列不能用、下列不能用浓硫酸干燥的气体是硫酸干燥的气体是 （ ） ClCl2 2 O O2 2 SO SO2 2 H H2 2 HClHCl NH NH3 3 CO CO2 2 2下列现象反映了硫酸的哪些主要性质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。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。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。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。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利用浓硫酸和食盐固体反应可制HCL气体。气体。 (6)浓硫酸不能用来干燥硫化氢气体。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利用硫化亚铁跟稀硫酸反应可制H2S气体。气体。答案：答案： (1)脱水性脱水性 (2) 吸水性吸水性 (3) 酸性酸性 (4)酸性和强氧化性酸性和强氧化性 (5)难挥发性难挥发性 (6)强氧化性强氧化性 (7)强酸性强酸性3、硝酸、硝酸（1）硝酸的物理性质）硝酸的物理性质 纯硝酸纯硝酸 无色无色有有刺激性气味刺激性气味可溶于水可溶于水 易易挥发挥发密度比水大密度比水大 在放有铜在放有铜片的两个试管片的两个试管里，分别加入里，分别加入少量的浓硝酸少量的浓硝酸和稀硝酸。和稀硝酸。实实 验验 反应激烈，产生红棕色气体，反应激烈，产生红棕色气体，溶液由无色变为蓝绿色。溶液由无色变为蓝绿色。Cu+4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O结论：结论：硝酸具有强的氧化性，能氧化不活泼金属。硝酸具有强的氧化性，能氧化不活泼金属。3Cu+8HNO3(稀稀) =3Cu(NO3)2+2NO +4H2O 反应较缓慢，产生无色气体，逸反应较缓慢，产生无色气体，逸至试管口变为红棕色，至试管口变为红棕色， 溶液由无色变溶液由无色变为蓝绿色。为蓝绿色。（2）硝酸的化学性质）硝酸的化学性质 与金属反应与金属反应 硝酸具有强的氧化性，也能跟许多非金属（如碳）反应硝酸具有强的氧化性，也能跟许多非金属（如碳）反应4HNO3 （浓）（浓）+ C = CO2 + 4NO2 + 2H2O 与非金属反应与非金属反应 硝酸浓度越大，氧化性越强。硝酸浓度越大，氧化性越强。 氧化性：浓氧化性：浓HNO3 稀稀HNO3 硝酸硝酸5价的氮得电子，被还原成较低价的氮价的氮得电子，被还原成较低价的氮 NO2 HNO2 NO N2O N2 NH3+4+3+2+10-3 常温下，把铝、铁放在浓硫酸或浓硝酸常温下，把铝、铁放在浓硫酸或浓硝酸里无明显变化。里无明显变化。 常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属表面生成常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续跟一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续跟硫酸起反应。此现象称硫酸起反应。此现象称 “钝化钝化”。（3）浓硝酸、浓硫酸钝化反应）浓硝酸、浓硫酸钝化反应 所以，可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或所以，可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或浓硝酸浓硝酸4、硫酸、硝酸的用途、硫酸、硝酸的用途 p102练习练习1、下列几个反、下列几个反应中，硝酸中，硝酸仅表表现氧化性的是（氧化性的是（）A、2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2B、4HNO3=4NO2 +O2 +2H2OC、3Cu+8HNO3 (稀稀)=Cu(NO3)2+2NO +4H2OD、4HNO3(浓)+C=2H2O+4NO2+CO2D2、38.4g铜跟适量跟适量浓硝酸反硝酸反应，铜全部作用后，共收集到全部作用后，共收集到气体气体22.4L（标准状况），反准状况），反应消耗的硝酸物消耗的硝酸物质的量是（的量是（）A、1.0mol B、1.6molC、2.2mol D、2.4molC3、一定量的、一定量的铁与一定量的与一定量的浓HNO3反反应，得到硝酸，得到硝酸铁溶液溶液和和NO2 、N2O4 、NO的混合气体，的混合气体，这些气体与些气体与3.36 L O2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸成硝酸。若向所得硝酸铁溶液中加入溶液中加入2 molL-1 的的NaOH 溶溶液至液至Fe3+恰好沉淀，恰好沉淀，则消耗消耗NaOH 溶液的体溶液的体积是是( ) A300 mL B150 mL C 120 mL D90 mLA4、镁完全溶解于一定量完全溶解于一定量浓硝酸反硝酸反应，得到溶液，得到溶液A和和NO2、N2O4、NO的混合气体，的混合气体，这些气体与些气体与2.24LO2（标准状况）准状况）混合后通入水中正好完全被水吸收。若向所得溶液混合后通入水中正好完全被水吸收。若向所得溶液A中加中加入入NaOH溶液至恰好完全沉淀，将所得沉淀溶液至恰好完全沉淀，将所得沉淀过滤洗洗涤灼灼烧至至质量不再量不再变化，此化，此时固体固体质量量为 （ ） A16g B8 g C40g D32gB