4.4《硫酸、硝酸和氨》PPT课件（新人教版-必修1）

(共62张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中化学》
必修１
第四章 非金属及其化合物
第四节
《硫酸、硝酸和氨 》
教学目标
知识与能力：
１．掌握氨和铵盐的性质、用途；
２．学会氨的实验室制法。
３．巩固稀硫酸的性质；掌握浓硫酸的特性及强氧化性；
４．培养学生的实验观察、分析思维能力。
５．对学生进行“现象与本质”“量变与质变”等辩证唯物主义观点的教育
６．通过实验研究，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实、勇于创新的科学品质
教学重点：
氨和铵盐的化学性质
教学难点：
实验室制氨的化学反应原理
目 录
一、氨
（一）氨的性质
1、物理性质
2、化学性质
（二）氨的实验室制法
（三）氨的用途
二、硫酸和硝酸的氧化性
（一）硫酸的性质
（二）硝酸的性质
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……
游离态
化合态
氮的固定
放电
如：N2+O2 2NO
N2+3H2 2NH3
人工固氮
生物固氮
高能固氮
自然固氮
氮的固定
【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？
----氨气的喷泉实验
实验4—8：
演示实验
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
（2）溶液为什么变为红色？
（3）实验成败的关键是什么？
（1）氨为什么会形成喷泉？
想想看：
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。
氨气溶于水溶液显碱性
氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差；
展示装满氨气的烧瓶
①无色, 有刺激性气味的气体；
你得出什么结论？
②易液化；
冰块
氨气
液氨
1.氨气的物理性质
③极易溶于水(1:700)。
（一）氨的性质
2、氨的化学性质
（1）氨跟水反应——显弱碱性
NH 3·H 2O =NH3↑ +H2O
一水合氨很不稳定
NH 3+H2O NH 3·H 2O
NH 3·H 2O NH4 ++OH-
目录
①NH3极易溶于水。（1 ：700），
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____。
NH3+H2O NH3·H2O 　NH4++OH-
②NH3与水反应后有碱性物质生成。
大部分NH3与水结合成 NH3·H2O，
NH3·H2O可以小部分电离成NH4+和OH-。
红色
变蓝
弱碱性
NH3·H2O = NH3 ↑+ H2O
△
氨水中的分子有：H2O、NH3 和 NH3·H2O
氨水中的离子有：NH4+、H+ 和 OH-
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：氨水是混合物。
所以：液氨是纯净物。
讨论：
氨水的主要成份有哪些？
氨水与液态氨有何区别？
（2）氨跟酸的反应
NH3+HCl=NH4Cl （白烟）
NH3+HNO3=NH4NO3 （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
氨与氯化氢的反应
沾有浓盐酸的玻棒
沾有浓氨水的玻棒
HCl
NH3
现象：产生大量白烟
NH3+HCl＝NH4Cl
NH4Cl
不能
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？
这个反应叫做氨的催化氧化，
它是工业上制硝酸的基础.
高温
4NH3+5O2===4NO+6H2O
催化剂
-3
+2
（3）NH3具有还原性
-3
(1)氮肥
3、氨的用途:
(3)化工原料
(2)致冷剂
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
HNO3+NO
NH3
NO
NO2
生产硝酸原理：
铵盐
物理性质：
铵盐都是晶体
铵盐都易溶于水
铵盐的形成：NH3 + H+=NH4+
铵盐都不稳定，受热易分解
铵盐的化学性质
（1）铵盐受热易分解
NH4Cl = NH3 ↑+ HCl↑

NH4HCO3 = NH3↑ +H2O ↑+CO2↑

(NH4)2CO3 = 2NH3 ↑ + H2O↑ + CO2 ↑

（2）铵盐与碱反应
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。
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
氮 肥
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。
科学视野
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。
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结束
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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。
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？
3、附近居民怎样做才能避免受伤？
液氨气化吸收热量
喷水，使氨气转化为氨水
防化兵在水幕的保护下，一点一点接近氨气罐
用湿毛巾捂住鼻孔呼吸，尽快逃离现场
（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
NH3的实验室制法
（1）原料：NH4Cl Ca（OH）2
（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)
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？
浓氨水
方法二：加热浓氨水制氨气
NH3·H2O == NH3↑+ H2O
←浓氨水
←固体CaO
思考：有什么现象？为什么有此现象？
方法三
1、吸收水分，减少溶剂。
2、增加OH-的浓度。
3、放出热量，升高温度。
氮在自然界中的循环
自然界中氮的循环过程
动物中有机氮
植物中有机氮
大气中的氮
氮的固定（生物固氮、高能固氮、人工固氮）
土壤中的氮
(铵盐→硝酸盐)
细菌分解
动物排泄物及遗体
植物遗体
动物摄取
植物吸收
硝酸盐
思考：
1.能将NH4Cl 、(NH4)2SO4、NaCl、 Na2SO4四种溶液一一区别开来的试剂是（ ）
A NaOH B AgNO3
C BaCl2 D Ba(OH)2
D
思考2 ：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方法，并设计如图所示的装置。在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是：（ ）
（A）Cu与稀盐酸
（B）NaHCO3与NaOH
（C）CaCO3与稀硫酸
（D）NH4HCO3与稀盐酸
D
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。
NH3·H2O＝NH3↑+H2O
△
氨水是弱碱
氨水呈弱碱性。
液氨是弱碱
NH3·H2O是弱碱
练习：1.下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶 的是（ ）
A干燥气体 B 液体
A NO2 水
B SO2 4 mol/L NaOH
C Cl2 饱和食盐水
D HCl 水
A
B
BD
2.A、B、C三种气体，A无色，在一定条件下A能与O2反应生成B，B不溶于水，它能与O2反应生成红棕色气体C；A、C气体均溶与水，其水溶液分别呈碱性与酸性，推断A ，B ，C 。
NH3
NO
NO2
1.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
B、氨水成碱性
C、氨气和酸相遇都能产生白烟
D、在反应NH3+H+=NH4+中，氨失去电子被氧化
B
2.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
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（ ）
A、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
C、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
AC
二、硫酸和硝酸的氧化性
目录
使指示剂变色：
与碱发生中和反应：
与碱性氧化物反应：
与盐反应：
稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红
H+ + OH - = H2O
2 H+ + CuO = Cu2+ + H2O
2 H+ + CO3 2- = H2O + CO2
硫酸、硝酸都是一种酸，HNO3 = H+ + NO3-
硫酸与硝酸都具有酸的通性。
H2SO4=2H++SO42-
与活泼金属反应
二、硫酸和硝酸的氧化性
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。
在水溶液中都电离出氢离子
HA=H++A—
（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
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
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
问题探究
1、下列不能用浓硫酸干燥的气体是 （ ）
①Cl2 ② O2 ③ SO2 ④ H2 ⑤ HCl
⑥NH3 ⑦ CO2
⑥
2)、脱水性
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
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
浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别
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
练习并讨论：
3)与铜反应：强氧化性
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。
+6
0
+2
+4
失去2e-
得到2e-
氧化剂：H2SO4 还原剂：Cu
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
思考并讨论：
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（S、C等）
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。
验证碳和浓硫酸反应的产物
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
5.硫酸的用途：
（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.化学性质：
（1）酸性（略）
（2）氧化性：
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
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。
氧化性：浓硝酸>稀硝酸
目录
②与非金属反应
C +4HNO3 （浓）=2H2O +4NO2 +CO2
结论：硝酸跟非金属反应，生成NO2、 H2O和相应的含氧酸
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。
（3）不稳定性：硝酸不稳定，见光易分解：
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
光
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