第四章非金属及其化合物第四节氨硝酸硫酸1918年，德国化学家哈伯因为在合成氨方面的巨大贡献而获诺贝尔化学奖。1931年，诺贝尔化
学奖再次垂青于与合成氨有关的研究。那么是什么原因使氨具有如此魅力的呢？高温、高压放电自然固氮如：N2+3H22NH3如
：N2+O22NO氮的固定催化剂人工固氮一、氮的固定1.定义：将游离态的氮转变为氮的化合物2.分类：二、氨1.物理性质无色
、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，极易溶于水（1:700）实验4—8：演示实验----氨气的喷泉实验【思考与交流】（1
）氨为什么会形成喷泉？【提示】氨气极易溶于水，使烧瓶内压强减小，瓶内外形成较大的压强差，大气压将水压入烧瓶。（2）含水的胶头滴
管在实验中的作用？【提示】吸收氨气，使瓶内压强减小，引发水上喷。【思考与交流】（3）喷泉实验成功的关键？【提示】a.装置的气密
性好；b.气体的纯度高；c.烧瓶必须干燥。（4）滴有酚酞的溶液变为红色说明什么？【提示】氨气溶于水，溶液显碱性。NH3·H2O
很不稳定，受热就会分解：△NH3·H2O＝NH3↑+H2O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。【学与用】若实验室只有单孔塞，能否用右图装置进行喷泉实验？如能，应如何引发喷泉？【提示】能。用热毛巾捂住烧瓶
一会后，打开止水夹，就会产生喷泉。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NH3+H2O
NH3·H2ONH4++OH-△NH3·H2O====NH3↑+H2O2.化学性质（1）氨跟水的反应所
以，氨水显碱性。一水合氨很不稳定，受热会放出氨气。讨论：氨水的主要成份有哪些？氨水与液态氨有何区别？氨水的成分：分子：NH3·
H2O、NH3、H2O离子：NH4+、OH-、H+(极少量)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。氨水的密
度小于水的密度，氨水的浓度越大，密度越小。NH4Cl氨与氯化氢的反应NH3+HCl＝NH4ClNH3HCl沾有浓盐酸的玻棒沾有浓氨
水的玻棒现象：产生大量白烟与挥发性的酸反应有白烟NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）2N
H3+H2SO4=(NH4)2SO4（2）氨跟酸的反应写出上述反应的离子方程式-3-3催化剂+24NH3+5O2===4NO+
6H2O（3）NH3具有还原性高温这个反应叫做氨的催化氧化，它是工业上制硝酸的基础.NH3NONO2HNO3+NO3
、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：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△△————NH4ClHCl↑
+NH3↑NH4HCO3H2O↑+CO2↑+NH3↑————化学性质①受热易分解稳定、挥发性酸的铵盐不稳定性
酸的铵盐【想一想】加热试管中的氯化铵晶体，没有熔化就直接变成气体，气体在试管上方又变成氯化铵晶体，这个变化是升华过程吗？【提示】
不是。加热氯化铵晶体直接变成气体，是由于氯化铵受热分解成氨气和氯化氢气体；气体在试管上方又变成氯化铵晶体，是由于氨气和氯化氢气体又
反应生成了氯化铵晶体。△△△湿润红色石蕊NH4++OH-NH3↑+H2O(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4
+2NH3↑+2H2O————强碱△——————NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O——样品气体蓝色②与碱反应实
质：应用：鉴别NH4+鉴别方法：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NH4HCO317.7%白色结晶，吸湿性
很强，易潮解，溶于水，弱碱性NH4Cl26.2%白色或淡黄色结晶，有吸湿性，溶于水，酸性.NH4NO335%白色结晶，易潮解，结硬
块，溶于水，微酸性，（NH4)2SO421.2%白色粒状结晶，吸湿性不大，不易结块有机氮肥CO（NH2)246.7%白色或浅黄色针
状结晶或小颗粒，溶于水，中性——防火布科学视野氯化铵的妙用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。△2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑（
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？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CaC
l2.8NH3)NH3·H2O==NH3↑+H2O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？方法二：加热
浓氨水制氨气浓氨水方法三思考：有什么现象？为什么有此现象？←浓氨水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。←固体CaO氮在自然界中的循环自然界中氮的循环过程大气中的氮氮的固定（生物固氮、高能固氮、人工固氮）细菌分解土壤中的氮(
铵盐→硝酸盐)硝酸盐植物吸收植物遗体动物排泄物及遗体动物摄取动物中有机氮植物中有机氮思考：1.能将NH4Cl、(NH4)2S
O4、NaCl、Na2SO4四种溶液一一区别开来的试剂是（）ANaOHBAgNO3CBaCl2D
Ba(OH)2D练习：2.下列组合能形成明显喷泉并充满烧瓶的是（）BDAA干燥气体B液体ANO2水BSO24mol/
LNaOHCCl2饱和食盐水DHCl水B硫酸与硝酸都具有酸的通性。硫酸、硝酸都是一种酸，HNO3=H++NO3-H2SO
4=2H++SO42-二、硫酸和硝酸的氧化性使指示剂变色：稀硫酸与硝酸使紫色石蕊试液变红与碱发生中和反应：H++OH-=
H2O2H++CuO=Cu2++H2O与碱性氧化物反应：与盐反应：2H++CO32-=H2O+CO
2与活泼金属反应思考与交流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、溶解放热量大微热强热H2SO4(浓)+2NaCl==Na2SO4+2HCl↑H2SO4(浓)
+NaCl==NaHSO4+HCl↑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？注：高沸点酸制低沸点酸，难挥发性
酸制易挥发性酸O2、H2、N2、CO2、SO2、HClCl2、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?浓硫酸与木屑、棉花、纸屑反应2)、脱水性浓硫酸
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
现象：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+11H2O2、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+60+2+43)与铜反应：强氧化性失去2e
-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。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+2H2S
O4（浓）==CuSO4+SO2↑+2H2O浓硫酸与碳的反应：△C+2H2SO4（浓）==CO2↑+2SO2↑+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。最高
+6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HNO398%的硝酸—发烟硝酸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+2H2O3Cu+8HNO3(稀）=3Cu(N
O3)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试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式铁粉少量Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2OFe
+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)23Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O铁粉过
量上述两个反应正确吗？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N
O2，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：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5.将32.64g铜与140
mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：(1)NO的体积为____
_L，NO2的体积为_____L。(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液
中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______mol·L-1。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水______g。【解析】（1）设生成NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y则有解x=0.26moly=0.24molV(NO)=0.26mol×22.4L/mol=5.824LV(NO2)=0.24mol×22.4L/mol=5.376L(2)由原子守恒得：n(HNO3)=n(气体)+n(NaOH)所以c(HNO3)=mol·L-1。（3）由得失电子守恒得：0.24mol×1+0.26mol×3=2n(H2O2)解得n(H2O2)=0.51mol,m(H2O2)==57.8g。答案：(1)5.8245.376(2)(3)57.8 |
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