5.2.1.氮及其氧化物、氨气及铵盐、硝酸 课件(共102张PPT)2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

(共102张PPT)
第1课时　氮气与氮的固定
一氧化氮和二氧化氮
第五章　第二节　氮及其化合物
-3
0
+2
+4
+5
氢化物
单质
氧化物
酸
碱
盐
NH3
N2
NO 2 、N2O4
N2O
HNO3
HNO2
NO3－
NO2－
+3
NH3·H2O
氮元素的价类二维图
+1
NO
N2O3
N2O5
NH4+
学习目标
动植物蛋白质
土壤海洋中硝酸盐和铵盐
空气中的氮气
自然界中的氮元素
氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然 界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？
氮的固定：
将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
思考：NH3→NH3·H2O能称为氮的固定吗？
分类
自然固氮
高能固氮(如雷雨天气N2转化为NO)
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮
合成氨(工业上合成氨)
仿生固氮(某些金属有机化合物可起到根瘤菌的作用)
一、氮气与氮的固定
在超临界状态下，通过氮气物理发泡将颠覆性的弹力赋能于鞋中底，带来高回弹缓震功能，能量回归率达86.8%；
一整杯氮气啤酒里面，大约会产生3000000 个氮气气泡，口感丝滑。
氮气是惰性气体，化学性质很稳定，能更好的保存啤酒自身风味，
①游离态：在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中
②化合态：部分存在于生物的蛋白质中、以及土壤、海洋中的硝酸盐和铵盐。
二 氮元素的存在及氮气物理性质
物理性质：
无色无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔点、沸点比O2的低。
熔点：-210 ℃
沸点：-196 ℃
密度：1.25 g/cm3
思考：如何收集氮气？
只能用排水法
（1）氮元素在元素周期表中的位置存在
第二周期，第 VA族
（2）写出氮气的电子式和结构式。
电子式
结构式
N

N



N
N
氮原子既不容易得电子也不容易失电子，两个氮原子间以共价三键结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常难以与其它物质反应。
1 氮元素在周期表中的位置与结构
三 氮气的化学性质
(1)非金属单质通性（分类观）
①与金属反应
②与非金属反应（H2、O2）
2 从物质类别视角预测氮气的化学性质（氮气是常见的非金属单质）
N2 + 3Mg Mg3N2
点燃
N2 + O2 2NO
高温或放电
N2 + 3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
①还原性
②氧化性
a 在点燃条件下与 Mg 反应：
b N2 与 H2 反应生成 NH3 ：
N2 + O2 2NO
高温或放电
N2 + 3Mg Mg3N2
点燃
N2 + 3H2 2NH3
高温、高压
催化剂
在高温、放电等条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮氮三键断裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。
(2) 从化合价升降的角度预测（价态观）
氮气有何应用？
电灯泡、食品包装
——保护气
降温手术刀
——冷刀做手术
稀有的书卷保存
——延缓代谢
认识氮的氧化物
氧化物
化合价
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
+1
+2
+3
+4
+4
+5
酸性氧化物:
1、与水反应生成酸
2、与碱反应只生成一种盐和水
3、与碱性氧化物生成盐
注意：
(1)这些氧化物中只有N2O3 、N2O5是酸性氧化物，其余均为不成盐氧化物。氮的氧化物都有毒。
(2)N2O俗称“笑气”，为无色有甜味的气体，广泛应用于医药麻醉、食品加工等生产生活领域。
酸酐:某含氧酸脱去一分子水或几分子水，所剩下的部分称为该酸的酸酐，其酸酐中决定酸性的元素的化合价不变。只有含氧酸才有酸酐，无氧酸是没有酸酐的。
H2SO4、H2SO3、HNO3、HNO2、H2SiO3、H2CO3
SO3
SO2
N2O5
N2O3
SiO2
CO2
思考：二氧化氮是硝酸的酸酐吗？为什么？
哪种氧化物是亚硝酸(HNO2)的酸酐？
注意：酸酐和对应酸中的非金属元素，化合价相同。
硝酸的酸酐是N2O5
N2O3
四、一氧化氮和二氧化氮
1 物理性质
物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性
NO _____ 气体 _____ 有毒 ___溶于水
NO2 _______ 气体 ______ 有毒 ___溶于水
无色
无味
不
红棕色
刺激性
易
NO中毒原理：与CO相似，是通过呼吸道被人体吸入后与血红蛋白结合，使其失去携带O2的能力，导致中毒。
收集
排水法
向上排气
2 化学性质
实验操作 现象 结论
在一支50mL的注射器里充入20 mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。
打开弹簧夹，快速吸入10 mL空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。
2NO + O2 = 2NO2
无明显现象
NO不溶于水也不与水反应
气体由无色变红棕色。
震荡后气体由红棕色变无色
3NO2 + H2O =
2HNO3 + NO
思考：如果要使NO全部转化为硝酸，NO和O2又应满足怎样的比例关系？
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
①
②
①×3 + ②×2得（消去NO2）
思考:通过反应可以看出，NO2直接与水反应是无法全部转化为硝酸的，如果要将NO2全部转化为HNO3，应采取什么措施？
思考：具体NO2和O2应满足怎样的比例关系？
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
2NO + O2 = 2NO2
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
①
②
① + ②×2得（消去NO）
氮的氧化物溶于水剩余气体计算的原理：
氮的氧化物溶于水的问题首先看清原理实质，无论是单一气体 ( NO2 )，还是 NO、NO2、O2 中的两者或三者的混合气体溶于水，反应的实质是：
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2
故若有气体剩余只能是 NO 或 O2 ，不可能是NO2。
①NO2和O2的混合气体
②NO和O2的混合气体
(1)关系式法
③ NO2、NO、O2三种混合气体通入水中：
a．可先将NO和O2转化为NO2，再按上述各种情况分别处理。
b．也可先将NO2和H2O反应转化为NO，再按4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3情况处理。
(2)电子守恒法
NO与O2的混合气体通入水中发生反应:2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,在这当中,存在着NO向NO2转化、NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲,NO→HNO3,N的化合价升高是由于被O2氧化,因此可写出
(3) 原子守恒法(原子个数比法)
N(N):O(O)
<2:5
=2:5
>2:5
O2剩余
NO剩余
恰好完全反应
4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成,都与N2O5+H2O=2HNO3等效。当NO、NO2、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、O原子个数比进行分析判断。
类型一:单一气体反应求体积:
1.一定条件下，将盛有12mL N0和NO2 混合气的试管到立于盛满水的水槽中,充分反应后，容器内残留6 mL的气体,则原混合气中NO与 NO 的体积比为 （ ）
A.1 :3 B 3:1 C.2:3 D.3:4
A
类型2 混合气体反应求体积
2.将盛有12 mL NO 和 02混合气体的量筒倒立于盛满水的水槽中,充分反应后,量筒内还剩余2mL无色气体 则原混合气中02的体积为 （ )
A.1.5 mL B.2.4 mL C.3.6 mL D.4 mL
D
类型3混合气完全反应求体积
3.将amL一氧化氮、b mL二氧化氮、x mL氧气混合于同一试管里,将试管口倒插于水中,充分反应后试管内气体全部消失,则用 a、b表示的x的代数式是
类型4 气体溶于水求物质的浓度
4.标准状况下,在一不规则的玻璃容器内充满NO2气体后,将其倒置于水槽中,假设容器中的物质不扩散至容器外，则充分反应后容器中所得溶液的物质的量浓度近似：
A.1.0mol/L B.0.045mol/L C.0.02mol/L D.0.12mol/L
B
思考：如何检验NO、NO2？
NO的检验方法：向气体中通入少量O2或空气，气体由无色变为红棕色，则该气体为NO
NO2的检验方法：将其通入水中，若看到红棕色褪去，而在瓶口又可以重新出现红棕色，则该气体为NO2
思考：NO2和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味的气体，怎样加以区别？
由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均具有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。
所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液鉴别，但二者性质又有差别。
可用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。
(1) 加有机溶剂(如汽油,苯,四氯化碳等)，有机层变橙红色的是溴蒸气,无变化的是NO2
(2) 加水，能使水变黄的是溴蒸气,无明显现象的是NO2 (NO2溶于水的颜色不变)
(3) 加硝酸银溶液，产生淡黄色沉淀（AgBr）的是溴蒸气,无明显现象的是NO2
煤、石油和某些金属矿物中含有硫，在燃烧或冶炼时往往会生成二氧化硫。在机动车发动机中，燃料燃烧产生的高温条件会使空气中的氮气与氧气反应，生成氮氧化物。它们会引起呼吸道疾病，危害人体健康，严重时会使人死亡。
阅读课本P16 了解二氧化硫、氮的氧化物和酸雨的产生及危害。
1.空气中SO2和NO2的主要来源
（1）SO2 主要来自于化石燃料的燃烧、（ 如煤与石油 ） 含硫金属的冶炼以及制造硫酸、磷肥等产生的废气。
（2）NO2 主要来自于汽车尾气 。汽车尾气中除含有氮氧化物外，还含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和颗粒等，严重污染大气，破坏环境。
我们面临着严峻的大气污染，SO2 和 NO2 是主要的污染物。
2.危害
（1）SO2和NO2是主要的大气污染物，它们能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病；溶于水形成酸雨；
（2）氮氧化物的危害
①光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NOx排入大气中，与水反应生成HNO3和HNO2
③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO与血红蛋白结合使人中毒。
3.酸雨的危害及防治措施
（1）正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH约为5.6，酸雨是指pH＜5.6的雨、雾等形式的降水，主要由大气污染物中硫、氮的氧化物所致。
（2）形成原理
①硫酸型酸雨
②硝酸型酸雨
饮用酸化的地下水危害人类
腐蚀建筑物和工业设备
破坏土壤成分使农作物减产甚至死亡
损坏植物叶面导致森林死亡
破坏露天文物古迹
使湖泊中鱼虾死亡
（3）酸雨的危害：
①直接破坏农作物、草原、森林，使土壤、湖泊酸化；
②加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及电信电缆的腐蚀。
（4）防治措施
b．研究煤的脱硫技术，改进燃烧装置和燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放；如选洗加工、综合开发、在煤中加入适量的生石灰、对排放的烟进行处理等
a．调整能源结构，积极开发新能源，发展清洁能源；
c．加强工厂废气的回收处理；
d．改进汽车尾气的处理技术，控制汽车尾气的排放标准。
e．种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉）等
环境问题 主要污染物 主要危害
温室效应 CO2 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小。气候干早，土地沙漠化，农业减产
酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层 破坏 氟氯代烷、NOx 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康（皮肤癌）及生态环境带来多方面危害
光化学 烟雾 碳氢化合物、NOx 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
常见环境问题
环境问题 主要污染物 主要危害
白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。
②混入生活垃圾中难处理、难回收。
③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡。
赤潮和 水华 废水中含氮、磷元素的营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化
PM2.5 颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康
资料卡：1998年诺贝尔奖获得者伊格纳罗发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆等功能，成为当前生命科学的研究热点，NO亦称为“明星分子”。
最新研究表明：NO吸收治疗方法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实，NO对SASR病毒有直接的抑制作用。
第2课时 氨和铵盐
第五章　第二节　氮及其化合物
学习目标
1．通过观察与实验了解氨气的物理性质；认识氨气、铵盐的化学性质，学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。
2．知道铵根离子的检验方法。
学习目标
1．通过对氨的实验室制法的学习，掌握制备气体的流程，培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。
2．通过氮肥能提高粮食产量解决饥饿问题，让学生感悟化学和技术对社会发展的巨大贡献。培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。
素养目标
情景导学
2010年广西北海市一座冷冻厂氨气罐的一个截止阀发生泄漏，大量氨气泄出，厂区周围均可闻到刺鼻的味道。在事故现场，消防官兵利用水枪对不断泄漏的氨气进行稀释。从新闻可知氨气有哪些物理性质？
思考·交流
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？
新知讲授
颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点
无色 刺激性 气体
一 氨的物理性质
比空气小
极易溶于水（约1:700）
低，易液化
思考：如何设计实验证明极易溶于水？
氨气易液化变为液氨，液氨汽化时会吸收大量的热，使周围温度急剧降低,液氨用作制冷剂。
实验验证：喷泉实验
向下排空气法
练习应用
1. 如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b不可能是( )
A．a为HCl气体，b为H2O
B． a为CO2气体，b为浓NaOH溶液
C． a为Cl2气体，b为饱和NaCl溶液
D． a为Cl2气体，b为浓NaOH溶液
C
（1）与水反应
部分电离：NH3·H2O
NH4++OH-
NH3+H2O
NH3·H2O（一水合氨）
① NH3·H2O为可溶性一元弱碱，能使红色石蕊试纸变蓝。
二 氨的化学性质
1 从物质的类别角度预测NH3有哪些化学性质（NH3是碱性气体）
② NH3·H2O不稳定，易分解。
△
NH3·H2O = NH3↑+H2O
思考：氯气溶于水的混合溶液叫氯水，将氨气溶于水的混合溶液？
试剂特点：易挥发，不稳定，易分解。
保存方法：密封保存，置于阴凉处。
氨气的水溶液（俗称氨水）显弱碱性，能使酚酞溶液变红或使红色石蕊试纸变蓝。
氨水的成分：
分子：NH3·H2O、NH3、H2O
离子：NH4+、OH-、H+(极少量)
【思考】氨水、一水合氨、液氨有何区别？
名称 液氨 氨水 一水合氨
物质类别 纯净物 氢化物 非电解质 混合物 氨的水溶液 溶质为氨气 纯净物
一元弱碱
电解质
粒子种类
主要性质 不导电 不具有碱性 能导电 具有碱性 极易分解
具有碱性
存在条件 常温常压 下不存在 常温常压 下可存在 常温常压
下不存在
NH3
NH3·H2O
NH3·H2O、NH3、H2O、
NH4+ 、OH－、H＋
注意：
a 在进行氨水溶质的质量分数、物质的量浓度计算时，以NH3为溶质。
b 氨水的密度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。
思考：1mol/L的氨水，是指NH3 H2O的浓度为1mol/L吗？
不是，是指溶液中NH3 、NH3 H2O、NH4+的浓度之和为1mol/L
想一想：氨水是弱碱，对吗？
氨水呈弱碱性
【实验5-6】氨与氯化氢的反应
操作
现象
解释
蘸有浓盐酸和浓氨水的玻璃棒靠近会产生大量白烟
浓氨水挥发出的NH3与浓盐酸挥发出HCl相遇形成NH4Cl固体
（2）氨气与酸反应
氨与酸的反应规律
氨几乎能与所有的酸（难溶性酸如H2SiO3除外）反应生成盐，如：
NH3 + HCl = NH4Cl
NH3 + HNO3 = NH4NO3
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
【思考】是不是所有的浓酸遇到浓氨水，都能产生白烟？
不是，只有挥发性酸（HCl、HNO3等）遇氨气均有白烟生成；难挥发性酸H2SO4、H3PO4无此现象。
可用于NH3的检验：将一根蘸有浓盐酸的玻璃棒置于集气瓶口。
情景导学
2NH3 + 3Cl2 = N2+ 6HCl
NH3 + HCl =NH4Cl
（产生白烟现象）
管道工人用浓氨水检验氯气管道是否漏气，如果管道某处漏气，会产生白色烟雾，原理是什么
（3）氨气与盐溶液反应
可溶性的铝盐和过量的氨水反应。
应用：实验室制备Al(OH)3
3NH3·H2O+AlCl3=Al(OH)3↓+3NH4Cl
(1) 氨的还原性
(工业制硝酸的基础)
①催化氧化：
③与氯气反应：
2NH3 + 3Cl2 = N2+ 6HCl
8NH3 + 3Cl2 = N2+ 6NH4Cl
④与CuO反应：
2NH3 + 3CuO === N2+ 3H2O+Cu
（氨气少量）
（氨气足量）
此反应为浓氨水检验氯气管道是否泄漏
2 从化合价升降角度预测NH3有哪些化学性质
黑色固体变为红色，
生成气体无毒
4NH3 + 3O2 === 2N2+ 6H2O
点燃
②氨气在纯氧中燃烧：
【思考】从化合价的角度分析在一定条件下氨气能否和一氧化氮、二氧化氮反应，写出可能发生的反应。
4NH3＋5NO＝5N2＋6H2O
8NH3＋6NO2＝7N2＋12H2O
(治理NOx污染)
①反应原理：
②制取装置：固固加热装置
③收集方法：向下排空气法（导管要伸入到接近试管底部）
④验满方法：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
⑤棉花作用：减少NH3与空气的对流，吸收多余的NH3，防止污染空气
三、氨气的实验室制法
碱石灰：在NaOH的浓溶液中加入CaO，加热制成的白色固体即为碱石灰。
⑥ 干燥方法(用碱石灰)
注意：NH3不可用中性的无水CaCl2干燥，因为CaCl2可与NH3反应生成CaCl2·8NH3；也不能用酸性干燥剂（浓硫酸、P2O5、硅胶）
⑦ 尾气处理：
水或酸溶液
(防倒吸)
肚容式 倒立漏斗式 安全瓶 隔离式
思考（1）实验室能否用加热氯化铵的方法制取氨气
不能。氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢遇冷会重新结合生成氯化铵，得不到氨气。
（2）实验室还可以用什么方法快速制备少量氨气？
a 不能用NH4NO3，因为NH4NO3受热爆炸
b Ca(OH)2不能用KOH或NaOH代替，因两者易吸湿，易结块，不利于产生NH3，且高温下腐蚀试管
c Ca(OH)2不能用NaOH溶液代替，因NH3极易溶于水
氨气的实验室制法：快速简易制法
方法一：加热浓氨水
氨水易挥发，且氨水中的NH3·H2O受热易分解，因此可由加热浓氨水的方法获得NH3。
NH3·H2O == NH3↑＋H2O

方法二：浓氨水＋固体CaO(或NaOH)
CaO作用：①吸水；②吸水后放热促进NH3逸出；③增大溶液中的OH 浓度，减少NH3的溶解
NH3·H2O＋CaO＝NH3↑＋Ca(OH)2
NaOH作用：NaOH固体溶于水放热，促进NH3·H2O分解；且OH 浓度的增大有利于NH3的逸出
⑧ 氨气的工业制法
高温高压
催化剂
N2＋3H2 2NH3
NH3
硝酸
铵盐
纯碱
有机合成工业原料
用稀氨水治疗
蚊虫叮咬
消除
二氧化氮
的污染
吸收硫酸
生产中的
二氧化硫
制冷剂
NH3+H2O+SO2=NH4HSO3
四、氨的用途和保存：
　五、 铵盐
1、概念：由铵根离子（NH4+）和酸根离子构成的化合物
如：NH4Cl、(NH4)2SO4、 NH4NO3
2、物理性质：一般铵盐都是白色或无色晶体且易溶于水
情景导学
有一位农民看到自己买的一袋碳酸氢铵化肥受了潮，就在太阳底下晒，等他下午去取时，发现少了许多，是谁偷了他的氮肥？
铵盐是农业上常用的化肥，如(NH4)2SO4、NH4HCO3、NH4NO3、 NH4Cl等。
NH4HCO3 NH3↑ + CO2 ↑ + H2O
△
不稳定性
3、 化学性质：
①受热易分解
NH4HCO3==NH3↑＋CO2↑＋H2O

特点：挥发性酸(如HCl、H2CO3等)形成的铵盐，受热时分解为氨和对应的酸。
NH4NO3==N2O↑＋2H2O

NH4Cl == NH3↑ ＋ HCl↑

5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O
2NH4NO3=2N2+O2+4H2O
3(NH4)2SO4 = 3SO2↑+6H2O+N2↑+ 4NH3↑
特点：氧化性酸(如HNO3、H2SO4等)形成的铵盐，受热时发生氧化还原反应，一般不产生氨气。
注意：并不是所有铵盐分解都产生氨气
铵盐受热分解的产物
(1)如果组成铵盐的酸是易挥发或易分解的酸，则固体铵盐受热分解时，氨气与酸一起挥发，冷却时又重新结合成铵盐。如NH4Cl、NH4HCO3等。
(2)如果组成铵盐的酸是难挥发性酸，则固体铵盐受热分解时，只有氨呈气态逸出，而难挥发性酸残留在容器中，如(NH4)2SO4分解的化学方程式为(NH4)2SO4 NH3↑＋NH4HSO4 或
(NH4)2SO4 2NH3↑＋H2SO4。
(3)如果组成铵盐的酸是具有强氧化性的酸，则在较低的温度下慢慢分解可得到NH3和相应的酸，如NH4NO3。由于生成的氨气具有还原性，硝酸具有氧化性，生成的NH3易被HNO3氧化，则反应时的温度不同，形成氮的化合物也不同，如将NH4NO3在不同的温度下加热分解分别可得到N2O、NO2、N2O3、N2等。
【思考】碘受热会升华，遇冷又会凝结成碘单质。加热试管中的氯化铵晶体，气体在试管上方又变成氯化铵晶体，二者原理相同吗？
分别用试管加热氯化铵和单质碘时，都由固体变为气体，而在试管口遇冷又凝结为固体，其本质不同，前者为化学变化，后者为物理变化。
情境：铵态氮肥（铵盐）不能与草木灰（碱性）混合使用，否则会降低肥效，这是为什么？
与碱反应
② 与碱反应
特点：在水溶液中、固相反应中均可发生
应用：检验铵根离子、制氨气
反应原理：
强碱制弱碱
铵盐与强碱浓溶液或稀溶液加热：NH4++ OH－=NH3↑+H2O
铵盐与强碱稀溶液不加热：NH4＋＋OH－ = NH3·H2O
铵盐都可与碱溶液反应生成NH3·H2O(弱碱)，加热生成NH3和H2O
实验：铵根离子的检验
学以到用：NH4＋的检验
固体
液体
取少量样品于研钵中，加入固体碱进行研磨。若闻到氨的刺激性气味，则样品中含有NH4＋
取少量样品与碱混合于试管中，加热后，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若红色石蕊试纸变蓝，则样品中含有NH4＋
取少量溶液于试管中，加入浓碱溶液，微热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若红色石蕊试纸变蓝，则样品中含有NH4＋
(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生)
大部分铵盐都不能与酸反应，但(NH4)2CO3和NH4HCO3能与酸反应生成CO2
③ 铵盐与酸反应
(NH4)2CO3+2HCl = 2NH4Cl+H2O+CO2↑
NH4HCO3+HCl = NH4Cl+H2O+CO2↑
铵盐在工业、农业生产中也有着重要的用途。大量的铵盐用作氮肥，硝酸氨还可用作炸药，氯化铵常用作印染和制作干电池的原料，它也用在金属焊接上除去金属表面的氧化物薄层(焊药)。
4、 铵盐的用途：
练习应用
例. 下列离子方程式正确的是（ ）
A.实验室用氯化铵和熟石灰制氨气：NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
B.NaOH与NH4Cl溶液混合加热：NH4+ + OH- NH3 H2O
C.氨水中加盐酸：NH3 H2O + H+ = NH4+ + H2O
D.氨水中通入过量CO2：CO2 + NH3 H2O = 2NH4+ + CO32- + H2O
C
△
△
练习应用
例、实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 (　　)
A.用装置甲制取氨
B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出
C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D.可以用装置丁吸收氨,进行尾气处理
B
第3课时 硝酸 酸雨及防治
第五章　第二节　氮及其化合物
学习目标
情景导学
2010年12月在甘肃兰州高速公路G22线，一辆运输硝酸的铝槽车发生泄露事故，现场可闻到刺鼻的气味，同时大量红棕色烟雾。消防人员通过喷洒水稀释和运来纯碱进行处理，以便防止其扩散并污染黄河。
【思考】①为什么现场有大量红棕色的烟雾？
②金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？
颜色 气味 状态 溶解性 挥发性
无色 刺激性 液体 与水任意比互溶
一 硝酸的物理性质
易挥发，在空气中形成白雾
【思考】浓硝酸久置后呈黄色，为什么？
质量分数为69%的硝酸为浓硝酸；质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”
一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处
1 从物质类别角度预测（具有酸的通性）
与紫色石蕊试液
与金属反应(能放出H2？)
与某些金属氧化物起反应
与碱起反应
与某些盐起反应
2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O
2HNO3 +CaCO3=Ca(NO3)2 +CO2↑+ H2O
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
二 硝酸的化学性质
稀硝酸使紫色石蕊试剂变红；
浓硝酸使紫色石蕊试剂先变红，后褪色。
2 从氧化还原角度预测（具有强氧化性）
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
② 与Cu反应
（1）硝酸能与大部分金属反应（除了铂、金），将金属氧化为高价态金属的硝酸盐。但在常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化。
① 常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化.
加热时：
Fe + 6HNO3(浓) === Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O
△
(Fe少量)
(Fe过量)
3Fe + 8HNO3 === 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
△
实验探究
【实验5-8】硝酸与铜反应
实验装置
实验现象
加浓硝酸时，铜丝变细，产生红棕色气体，溶液呈绿色
加稀硝酸时，铜丝变细，产生无色气泡，试管上部观察到浅红棕色，溶液呈蓝色
【思考】写出铜与浓硫酸的反应方程式。对比铜与硝酸的反应，你能发现什么规律？
硝酸反应规律：
(1)硝酸的浓度越大,反应温度越高,其氧化性越强，还原剂一般被氧化为最高价态。
(2)浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO，极稀硝酸可能变成N2、N2O、NH4NO3等。
(3) HNO3与金属反应一般不能产生H2（浓、稀硝酸都具有强氧化性）
氧化性：浓硝酸>稀硝酸（均比浓硫酸强）
C + 4HNO3(浓) === CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O
△
S + 6HNO3(浓) === H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
△
（2）硝酸能与非金属反应
反应规律：热的浓硝酸可将非金属单质(碳、硫、磷等)氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸。
(3) 与还原性物质反应
H2S，I-，Br -，SO2，SO32-，Fe2+等易被HNO3氧化
3Fe2+ + NO3－+4 H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O
3SO32- +2H++NO3-= 3SO4 2- + 2NO↑+H2O
3 硝酸的特性（见光或受热易分解产生红棕色气体）
不稳定性，见光或受热易分解
4HNO3 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
光照或加热
硝酸的保存：一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并避光放置于阴凉处。
硝酸泄漏
【思考】①在运输硝酸的铝槽车发生泄露的事故现场，为什么有大量红棕色的烟雾？
②金属可以与酸反应，为什么可以用铝槽车运输浓硝酸？
思考③：硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。为什么久置的硝酸会变为黄色？如何去除硝酸的黄色？
浓硝酸不稳定，见光或受热会分解生成NO2，NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色。
向浓硝酸中通入氧气（或空气）
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
去除硝酸的黄色方法：
思考④：铜投入稀硫酸中不会溶解,再向溶液中投入KNO3固体,铜会不会溶解 为什么
会溶解。
NO3-的强氧化性：在H+的环境下有强氧化性，中性或碱性环境下无氧化性。
重要的化工产品，又是重要的化工原料，主要用于医药、炸药（TNT)、染料、化肥等，化学试剂
三 硝酸的用途
第一阶段：工业合成氨
第二阶段: 氨的催化氧化:4NH3+5O2=4NO+6H2O
第三阶段: NO2的生成和吸收:
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
尾气处理：
NaOH溶液
四 硝酸的工业制法
补充：“三酸(浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸)变稀”问题辨析。
①浓盐酸与足量的二氧化锰反应时，浓盐酸浓度逐渐变小，变为稀盐酸时不再与二氧化锰反应。
②浓硫酸与足量的铜反应时，浓硫酸浓度逐渐变小，变为稀硫酸时不再与铜反应。
③浓硝酸与足量的铜反应时，浓硝酸浓度逐渐变小，变为稀硝酸时，还原产物发生改变，生成NO。
①物性：硝酸盐均为易溶于水的晶体
②化性：不稳定，易分解
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag
亚硝酸盐
O2
氧化物
NO2
O2
金属
NO2
O2
2KNO3 == 2KNO2 + O2↑
2Cu(NO3)2 == 2CuO + 4NO2↑+ O2↑
2AgNO3 == 2Ag + 2NO2↑+ O2↑
分解规律：
补充：硝酸盐
a、由于硝酸盐(s)在高温时受热易分解出O2，故硝酸盐在高温时是强氧化剂。(硫酸根)b、硝酸盐(aq)在酸性条件下的水溶液中，有强氧化性。 （硫酸根不具有）③硝酸盐的氧化性问题：在KNO3溶液中，加入稀硫酸再加入铜片有何现象？④NO3-的检验
步骤：硝酸盐（若是溶液要浓缩）加入浓硫酸、铜片加热
现象与结论：若有红棕色气体，证明有NO3-
反应原理（方程式）：
NaNO3+H2SO4 == NaHSO4+HNO3↑
微热
Cu+ HNO3(浓) →
4 Cu(NO3)2+2NO2↑ +2H2O
劳厄和弗兰克，曾获得1914年和1925年的物理学奖，德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌，他们辗转来到丹麦，请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年，纳粹德国占领丹麦，受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西（1943年化学奖得主）帮他想了个好主意：将奖牌放入“王水” 中，纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上，来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后，溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩，按当年的模子重新铸造，于1949年完璧归赵。
能使不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
浓硝酸和浓盐酸按体积比为1∶3混合得到的混合物。
王 水
【资料卡片】
记忆方法 ：“三言（盐）一笑（硝）”
思考讨论
1.加入浓硝酸时生成的红棕色气体是什么？写出反应的化学方程式。
2.加入稀硝酸时，产生的无色气体是什么？在试管上部为什么气体的颜色由无色变为红棕色？写出上述反应过程的化学方程式。
根据浓硝酸、稀硝酸分别与铜的反应观察到实验现象，思考讨论下列问题：
3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
2NO＋O2===2NO2
3.装置中NaOH溶液的作用是什么？写出NO2与NaOH溶液反应的化学方程式。
答：吸收氮氧化物，以防污染环境；2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。
深度思考
2.试着写出少量/过量Fe粉分别于稀硝酸反应的方程式。
Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O （ Fe少量）
3Fe+ 8HNO3(稀) == 3Fe(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （ Fe过量）
1.①将足量的铜加入一定体积的浓HNO3中，最终得到气体的成分是什么？为什么？
答：NO2和NO的混合气体；原因是Cu与浓HNO3反应生成NO2，随着反应的进行，HNO3的浓度变小，Cu再与稀HNO3反应生成NO。
Fe + 4H+ + NO3- == Fe3+ + NO↑ + 2H2O （ Fe少量）
3Fe + 8H+ + 2NO3- == Fe2+ + 2NO↑ + 4H2O （ Fe少量）
②将足量的铜加入一定体积的浓HNO3中，反应停止后，如果在溶液中再加入足量稀硫酸会出现什么情况
答：溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜。
练习应用
下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 (　　)
① ② ③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
D
练习应用
【思考】在pH=1 溶液中，能大量共存的离子组是（ ）
A. NH4+、I- 、NO3-、Br- B. S2-、Na+ 、SO32 - 、NO3-
C. Cu2+、NO3-、Na+ 、Cl- D. Fe2+ 、K+ 、NO3- 、SO42–
在酸性溶液中(H+)，NO3-具有强氧化性，与S2-、SO32- 、I- 、Fe2+、Br- 等不能共存。
C
思考讨论
硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸，如下图所示：
N2
H2
O2
O2
H2O
NH3
NO
NO2
HNO3
(1) 写出每一步反应的化学方程式。
(2) 请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况，以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。