第四章 非金属及其化合物 第四节 《硫酸、硝酸和氨 》

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……

氮的固定 放电 如：N2+O2 2NO 游离态 化合态 N2+3H2 2NH3 人工固氮 生物固氮 高能固氮 自然固氮 氮的固定

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？ 【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？

实验4—8： 演示实验 ----氨气的喷泉实验

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 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。

想想看： 氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差； 氨气溶于水溶液显碱性 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。 （1）氨为什么会形成喷泉？ 氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差； （2）溶液为什么变为红色？ 氨气溶于水溶液显碱性 （3）实验成败的关键是什么？ 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。

1.氨气的物理性质 你得出什么结论？ （一）氨的性质 ①无色, 有刺激性气味的气体； 冰块 ②易液化； ③极易溶于水(1:700)。 展示装满氨气的烧瓶 1.氨气的物理性质 ①无色, 有刺激性气味的气体； 冰块 你得出什么结论？ 氨气 液氨 ②易液化； ③极易溶于水(1:700)。

2、氨的化学性质 （1）氨跟水反应——显弱碱性 NH 3+H2O NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH4 ++OH- 一水合氨很不稳定 NH 3+H2O NH 3·H 2O NH 3·H 2O NH4 ++OH-

NH3·H2O可以小部分电离成NH4+和OH-。 大部分NH3与水结合成 NH3·H2O， NH3·H2O可以小部分电离成NH4+和OH-。 NH3+H2O NH3·H2O 　NH4++OH- NH3·H2O = NH3 ↑+ H2O △ 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____。 弱碱性 红色 变蓝

讨论： 氨水的主要成份有哪些？ 氨水与液态氨有何区别？ 氨水中的分子有：H2O、NH3 和 NH3·H2O 氨水中的离子有：NH4+、H+ 和 OH- 所以：氨水是混合物。 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：液氨是纯净物。

（2）氨跟酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl （白烟） NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 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

氨与氯化氢的反应 NH3+HCl＝NH4Cl NH3 HCl NH4Cl 沾有浓盐酸的玻棒 沾有浓氨水的玻棒 现象：产生大量白烟

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？ 不能

（3）NH3具有还原性 4NH3+5O2===4NO+6H2O 这个反应叫做氨的催化氧化， -3 它是工业上制硝酸的基础. -3 +2 高温 4NH3+5O2===4NO+6H2O 催化剂 -3 +2

3、氨的用途: (1)氮肥 (2)致冷剂 (3)化工原料 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： HNO3+NO NH3 NO NO2

铵盐 铵盐的形成：NH3 + H+=NH4+ 物理性质： 铵盐都是晶体 铵盐都易溶于水 铵盐都不稳定，受热易分解

铵盐的化学性质 (NH4)2CO3 = 2NH3 ↑ + H2O↑ + CO2 ↑ （1）铵盐受热易分解 NH4Cl = NH3 ↑+ HCl↑ ∆ NH4HCO3 = NH3↑ +H2O ↑+CO2↑ ∆ (NH4)2CO3 = 2NH3 ↑ + H2O↑ + CO2 ↑ ∆

运用： （2）铵盐与碱反应 反应实质： NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 ↑ △ 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 种类 化学式 含氮量 性 状 铵 态 氮 肥 有机 氮肥 NH4HCO3 17.7% NH4Cl 26.2% NH4NO3 35% 氮 肥 种类 化学式 含氮量 性 状 铵 态 氮 肥 NH4HCO3 17.7% 白色结晶，吸湿性很强，易潮解，溶于水，弱碱性 NH4Cl 26.2% 白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性. NH4NO3 35% 白色结晶，易潮解，结硬块，溶于水，微酸性， （NH4)2SO4 21.2% 白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块 有机 氮肥 CO（NH2)2 46.7% 白色或浅黄色针状结晶或小颗粒，溶于水，中性

科学视野 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。 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。

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。

? 液氨气化吸收热量 喷水，使氨气转化为氨水 用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场 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？ 喷水，使氨气转化为氨水 3、附近居民怎样做才能避免受伤？ 用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场 防化兵在水幕的保护下，一点一点接近氨气罐

（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 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑ △ 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

2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+2H2O+CaCl2 （3）制取装置： 固固加热装置 （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？ ①CaO、碱石灰等碱性干燥剂 ②无水CaCl2不能用来干燥NH3（形成CaCl2.8NH3)

△ NH3·H2O＝NH3↑+H2O NH3·H2O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。 氨水是弱碱 判 断 液氨是弱碱 NH3·H2O是弱碱 氨水呈弱碱性。

二、硫酸和硝酸的氧化性 目录

1、硫酸、硝酸、盐酸都是酸，它们在组成上用什么特点？ 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。 HA=H++A— 在水溶液中都电离出氢离子

（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

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.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？ H2SO4(浓) +NaCl == NaHSO4 + HCl↑ 微热 H2SO4(浓) +2NaCl == Na2SO4 + 2HCl↑ 强热 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 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? 可干燥与它不反应的气体 O2、H2、N2、 CO2、SO2、HCl Cl2、 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?

2)、脱水性 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 浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别? 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?

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

2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2 3)与铜反应：强氧化性 失去2e- +6 +2 +4 2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+2H2O+SO2 得到2e- 氧化剂：H2SO4 还原剂：Cu 练习并讨论： 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。 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 C + 2H2SO4(浓) == 2SO2 ↑+ CO2↑+ 2H2O 加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、C等） 思考并讨论： 请设计实验方案，验证碳和浓硫酸反应的产物

验证碳和浓硫酸反应的产物 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。

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

（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）氧化性： 2.化学性质： （2）氧化性： （1）酸性（略） ① 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 氧化性：浓硝酸>稀硝酸 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。

②与非金属反应 C +4HNO3 （浓）=2H2O +4NO2 +CO2 ③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。

因此，硝酸要保存在棕色瓶里，并置于阴凉的地方 （3）不稳定性：硝酸不稳定，见光易分解： 光 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 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