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1、第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸德国物理化学德国物理化学家。是合成氨法家。是合成氨法的的发发明者。因明者。因发发明用氮气和明用氮气和氢氢气气直接合成氨的方直接合成氨的方法法,获获19181918年年诺诺贝贝尔尔化学化学奖奖金金 19181918年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖哈伯,F.Fritz Haber 1868193419311931年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖柏吉斯柏吉斯,F,F Friedrich Friedrich BergiusBergius 188418841949 1949 德国燃料化学家德国燃料化学家.博施(Carl lBosch)，德国化学工程专家。将哈伯的合成氨研究成
2、果付诸实施于大规模的工业化生产，发展了哈伯的研究成果。他用了5年的时间，进行了上万次的试验，才确定了适合于合成氨用的催化剂。他研制建造了能耐高温和高压并能长期使用和操作简便的合成氨装置。一、氮的存在一、氮的存在 1定义：将游离的氮（定义：将游离的氮（N2）转变为氮的化合物的过程转变为氮的化合物的过程2方法：方法：二、氮的固定二、氮的固定制制取氨取氨气：气：N2+3H22NH3高温高压 催化剂 1、物理性质、物理性质氨气是氨气是色具有色具有味的味的气体；密度比空气气体；密度比空气；由于存在氢；由于存在氢键，氨气容易键，氨气容易；液态液态的氨常用的氨常用作作剂。剂。强烈刺激性臭强烈刺激性臭轻轻三三
3、、氨、氨液化液化致冷致冷无无喷泉实验喷泉实验烧杯里的液体由玻璃管进入烧瓶，形成美烧杯里的液体由玻璃管进入烧瓶，形成美丽的喷泉；烧瓶中的液体呈丽的喷泉；烧瓶中的液体呈？。氨气极易溶于水（氨气极易溶于水（1 700）。使烧瓶内。使烧瓶内气压急剧下降。气压急剧下降。氨气水溶液呈氨气水溶液呈？。红色红色碱性碱性气体气体A A溶液溶液B B指示指示剂剂喷喷泉泉HClHClH H2 2O O石蕊石蕊红红色色HClHClH H2 2O OAgNOAgNO3 3白色白色NHNH3 3H H2 2O O酚酚酞酞红红色色NHNH3 3H H2 2O OFeClFeCl3 3红红褐色褐色ClCl2 2NaOHNaO
4、HKI-KI-淀粉淀粉蓝蓝色色H H2 2S SNaOHNaOHCOCO2 2NaOHNaOH澄清石灰水澄清石灰水白色白色思考：下列气体和液体也能形成喷泉，为什么？思考：下列气体和液体也能形成喷泉，为什么？(1)、氨气与水的反应：、氨气与水的反应：NHNH3 3+H+H2 2O O NHNH3 3HH2 2O O NHNH4 4+OH+OH-思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？思考：氨水中存在哪些分子、哪些离子？分子：分子：NH3、H2O、NH3H2O(主要主要)离子：离子：NH4+、OH-、微量微量H+3、氨气的化学性质氨水的性质氨水的性质弱电解质弱电解质:易挥发，不稳定，易分解易挥发，不稳
5、定，易分解NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-NH3H2O=NH3+H2O保存：棕色试剂瓶、密封保存：棕色试剂瓶、密封NHNH3 3与与酸酸的反应的反应NH3+HCl=NH4Cl （白烟）（白烟）现象：产生大量白烟现象：产生大量白烟【实验实验】用玻璃棒蘸浓氨水，与蘸有浓盐酸用玻璃棒蘸浓氨水，与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近，有何现象？为什么？的玻璃棒靠近，有何现象？为什么？NH3+HNO3=NH4NO3 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO44NH4NH3 3+5O+5O2 2 =4NO+6H=4NO+6H2 2O O催化剂催化剂(3)(3)NHNH3 3的还原性的还原性-3-3铵盐受热易分
6、解铵盐受热易分解NH4Cl=NH3+HClNH4HCO3=NH3+CO2+H2O一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质一切铵盐的共同性质，实验室可利用这个性质来检验来检验NHNH4 4的存在。的存在。铵盐与碱反应放出氨气铵盐与碱反应放出氨气（NH4)2SO4+2NaOH=2NH3+Na2SO4+2H2O实质：实质：NH4+OH-=NH3+H2O2、铵盐、铵盐铵盐都易溶于水铵盐都易溶于水（3 3）装置：）装置：固固+固加热型固加热型（4 4）收集：）收集：向下排空气法向下排空气法（5 5）验满：）验满：湿润的红色石蕊试纸变蓝；湿润的红色石蕊试纸变蓝；(常见唯一的碱性气体常见唯一的碱性气体)(与
7、氧气的制取装置相同与氧气的制取装置相同)（6 6）尾气吸收：）尾气吸收：稀硫酸溶液稀硫酸溶液（1 1）试剂：）试剂：氯化铵晶体、消石灰固体氯化铵晶体、消石灰固体（2 2）原理：）原理：2NH2NH4 4Cl+Ca(OH)Cl+Ca(OH)2 2=CaCl=CaCl2 2+2H+2H2 2O+2NHO+2NH3 33.3.氨的实验室制法氨的实验室制法 棉花的作用：棉花的作用：防止空气对流，提高集气的速度和纯度。防止空气对流，提高集气的速度和纯度。干燥氨气的常用试剂：干燥氨气的常用试剂：CaOCaO、碱石灰等碱性干燥剂碱石灰等碱性干燥剂注意：无水注意：无水CaClCaCl2 2不能干燥不能干燥NH
8、NH3 3（形成形成CaClCaCl2 2 8NH8NH3 3)实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：实验室中还可以用哪些方法快速制氨气：加热浓氨水法加热浓氨水法浓氨水加生石灰法浓氨水加生石灰法（生石灰吸水、溶解时放热）（生石灰吸水、溶解时放热）CaO浓氨水浓氨水氨的用途氨的用途制氮肥制氮肥铵盐铵盐制硝酸制硝酸纯碱纯碱有机合成有机合成工业原料工业原料致冷剂致冷剂氨的用途氨的用途 氨是制硝酸的重要氨是制硝酸的重要原料，原料，如果以氨气、空如果以氨气、空气、水为原料，如何实气、水为原料，如何实现由氨到硝酸的转化？现由氨到硝酸的转化？短短十几分钟，整个天空被浓浓的短短十几分钟，整个天空被浓浓的白雾笼罩
9、，处处弥漫着刺鼻的气味，村民们携白雾笼罩，处处弥漫着刺鼻的气味，村民们携家带口惊慌失措向村外狂奔。家带口惊慌失措向村外狂奔。“白烟白烟”过后，过后，有有2020人中毒，人中毒，1515人被冻僵，其中人被冻僵，其中4 4人死亡。同人死亡。同时大片的庄稼、蔬菜被熏死时大片的庄稼、蔬菜被熏死 假如你正处在液假如你正处在液氨泄漏的现场，你将氨泄漏的现场，你将如何去做？如何去做？假如你正处在液氨泄漏的假如你正处在液氨泄漏的现场，你将如何去做？现场，你将如何去做？求助求助:自自救救互互救救逃逃生生 刺激性气味气体刺激性气味气体 液氨气化时吸收大量热液氨气化时吸收大量热极易溶于水极易溶于水 比空气密度小比空
10、气密度小易液化易液化氨水溶液显碱性氨水溶液显碱性依据性质依据性质 处理方法处理方法 报警报警:110 119:110 119 闭眼闭眼 戴眼罩戴眼罩 防毒面具防毒面具 低头弯腰低头弯腰 低处跑低处跑 披棉被披棉被 穿棉衣穿棉衣 捂湿毛巾捂湿毛巾 喷水喷水 捂酸毛巾捂酸毛巾 喷酸喷酸 二、硫酸和硝酸的氧化性二、硫酸和硝酸的氧化性酸的通性：酸的通性：1 1）与指示剂作用）与指示剂作用2 2）与活泼金属反应）与活泼金属反应3 3）与碱性氧化物反应）与碱性氧化物反应4 4）与碱反应）与碱反应5 5）与某些盐反应）与某些盐反应浓硫酸浓硫酸浓浓H2SO4的物理性质的物理性质A.色态：无色、粘稠的油状液体色
11、态：无色、粘稠的油状液体B.沸点：约沸点：约338难挥发酸（高沸点酸）难挥发酸（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，溶解放出大量热。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。浓浓H H2 2SOSO4 4的特性的特性吸水性吸水性浓硫酸能够吸收现成的由水分子组成的水浓硫酸能够吸收现成的由水分子组成的水物质本身含水。物质本身含水。应用：做干燥剂应用：做干燥剂不能干燥不能干燥碱性气体：碱性气体：NHNH3 3还原性气体：还原性气体：H H2 2S S脱水性脱
12、水性（蔗糖炭化实验）（蔗糖炭化实验）将有机物中将有机物中H、O原子按原子按2：1的比例脱的比例脱去去物质本身不含水物质本身不含水强氧化性强氧化性A.与金属单质反应与金属单质反应(实验实验4-9)a)加热时，绝大多数金属（加热时，绝大多数金属（Au、Pt除外）除外）能被浓硫酸氧化。但是不放出能被浓硫酸氧化。但是不放出H2放出放出SO2Cu2H2SO4（浓）（浓）=CuSO4SO22H2O浓硫酸表现强氧化性、酸性浓硫酸表现强氧化性、酸性b)在常温下，使铝、铁等金属钝化。在常温下，使铝、铁等金属钝化。钝化是因为形成了致密、坚固的氧化物薄膜，钝化是因为形成了致密、坚固的氧化物薄膜，应用：常温下，用应用
13、：常温下，用Fe、Al制容器来盛装浓硫酸。制容器来盛装浓硫酸。B.与非金属单质反应与非金属单质反应 2H2SO4(浓浓)+C =2H2O+2SO2+CO2 硫酸的用途硫酸的用途浓硝酸浓硝酸(1)不稳定性：不稳定性：4HNO3O2+2H2O+4NO2或或光照光照密封于棕色瓶中密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！并放在阴暗处！保存：保存：久置浓硝酸为什么呈黄色？久置浓硝酸为什么呈黄色？久置硝酸分解产生的久置硝酸分解产生的NONO2 2溶于溶液中溶于溶液中,使得溶液变黄！使得溶液变黄！(2)强氧化性强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性Cu+4HNO3(浓浓)Cu(NO3)2+2NO
14、2+2H2OA.A.与金属（除与金属（除AuAu、PtPt外）反应外）反应:Cu+4H+2NO3Cu2+2NO2+2H2OHNO3的作用：的作用：酸性、氧化性酸性、氧化性3Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O 能与还原性物质反应：如金属单质、非金能与还原性物质反应：如金属单质、非金属单质，属单质，离子如：离子如：Fe2+、I-、S2-、SO32-等。等。注意：注意：与金属反应与金属反应不产生氢气，不产生氢气，N元素被还原元素被还原其反应规律：其反应规律：（3）Cu分别与浓、稀硝酸反应分别与浓、稀硝酸反应（2 2）硝酸的强氧化性）硝酸的强氧化性金属金属稀硝酸稀硝酸浓硝酸浓硝酸高价金属离子高价金属离子+NO2高价金属离子高价金属离子+NO8H+2NO3-+3Cu 3Cu2+2NO2 +4H2OC+4HNO32H2O+4NO2+CO2B.B.与非金属反应与非金属反应硝酸的用途硝酸的用途是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。