高一化学硫酸、硝酸和氨课件新课标人教版1.ppt

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第四节硫酸、硝酸和氨 基础知识梳理一、稀硫酸的性质稀H2SO4作为一种常见酸，具有酸的通性。(1)电离：在水溶液中的电离方程式为：H2SO4===2H＋＋SO42－。(2)性质：具有酸的通性。①使紫色石蕊试液变红色。②与活泼金属反应生成H2：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ ③与碱反应生成盐和水：H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO4↓＋2H2O④与碱性氧化物反应生成盐和水，如：H2SO4＋Na2O===Na2SO4＋H2O⑤与盐反应生成另一种盐和另一种酸：H2SO4＋Na2CO3=Na2SO4＋H2O＋CO2↑ 思考：“实验室制取氢气可以用锌粒和稀硫酸反应而不能用浓硫酸。”从这句话可以得到什么信息暗示？“为什么初中已经讨论了稀硫酸的性质，高中还要讨论硫酸的性质？”试猜测本节讨论内容与初中有何不同？浓硫酸性质与稀硫酸不同，本节讨论的是浓硫酸的特性。 无油液98.3％难强易任意比稀HSO：H+、SO2﹣244浓HSO：H+（少）、SO2﹣（少）、HSO分子（绝大24424多数） 如何除掉氯气中的水分?H2OH2OH2OCl2Cl2Cl2Cl2Cl2H2OCl2浓硫酸 想一想浓硫酸可以干燥哪些气体？H、O、N、CO、CO、CH、22224SO、HCl、Cl22问:浓硫酸敞口放置于空气中,质量有什么变化?如何保存浓硫酸? 探究1：稀硫酸不能与铜发生反应，浓硫酸是否可以与铜发生反应？实验现象：a．试管中铜丝表面有气泡冒出，b.试管中的品红试液褪色，c.试管中的紫色石蕊试液变红色，冷却后，把a试管里的液体慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，溶液变为蓝色。 2）强氧化性+60△+2+42H2SO4（浓）+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑氧化剂：浓H2SO4还原剂：Cu氧化剂与还原剂物质的量之比？1:1思考：实验中盛品红的试管口放一块滴有氢氧化钠溶液的棉花有何作用？吸收多余的二氧化硫，防止污染空气 浓、稀硫酸都是水和硫酸的混合物，为什么稀硫酸不能与铜反应而浓硫酸可以呢？思考：在浓硫酸溶液和稀硫酸溶液中硫酸的存在形式有何不同？浓硫酸和铜反应实质是溶液中的哪种微粒在起作用？稀HSO：H+、SO2﹣244浓HSO：H+（少）、SO2﹣（少）、HSO分子（绝大24424多数） 思考与交流：1、稀硫酸和锌反应、浓硫酸和铜反应都是氧化还原反应，氢离子和硫酸分子哪一个氧化性强？得出该结论的理由是什么？硫酸分子>H+铜是不活泼金属2、已知“常温下可以用铁、铝制容器来盛装冷的浓硫酸”，据此可得出什么结论？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。 探究2•实验：在小烧杯中放入20g蔗糖(C12H22O11)，用1ml水调成糊状再加入15ml浓硫酸，用玻璃体搅拌，观察物质的颜色、体积变化，闻气味并小心触摸烧杯外壁。现象：蔗糖变黑，体积膨胀，放出大量热，放出有刺激性气味的气体。 思考1：蔗糖加少量水后加入浓硫酸，放出大量的热，体现了浓硫酸什么特性？吸水性思考2：蔗糖变黑，体现了浓硫酸什么特性？浓H2SO43）脱水性C12H22O1112C+11H2O思考3：刺激性气味的气体可能是什么气体？试写出碳与浓硫酸反应的化学方程式，标出化合价变化，指出氧化剂和还原剂+60△+4+42H2SO4（浓）+C===CO2↑+2H2O+2SO2↑氧化剂还原剂 如何用实验方法证明木炭与浓硫酸反应的产物？提供以下试剂与装置(装置可多次使用)：按正确的顺序连接下列仪器，并说明你的理由。 检验水检验SO2除去SO2检验CO2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。 拓展浓硫酸还可以与具有还原性的化合物发生氧化还原反应•练习：写出氧化亚铁与浓硫酸反应的化学方程式4H2SO4（浓）+2FeO===Fe2(SO4)3+4H2O+SO2↑ 小结1：浓硫酸有哪些性质浓HSO组成：24+2﹣H(少）、SO4（少酸性）强氧化性吸水性HSO分子（多）脱水性等24 小结2：与稀硫酸相比，浓硫酸反应的哪些特殊性可以体现了浓硫酸的强氧化性？1、与活泼金属不能生成氢气2、可与大多数不活泼金属反应3、常温下与铁、铝钝化4、可与某些非金属单质发生反应5、可与一些还原性化合物发生氧化还原反应 小结3：浓硫酸吸水性与脱水性如何区别吸水性脱水性对游离HO或结晶水有机化合物中的H和O2象按HO的组成脱去有机物中本HSO+xHO=2242的H、O原子，脱去后生成质HSO·xHO+Q242水 小结4：在今后学习、解题中涉及到硫酸的内容应该注意什么？浓度不同溶液组成不同性质不同量变质变引起在今后学习、解题中设计到硫酸的内容一定要注意硫酸的浓度 练习1：18mol/L的浓硫酸10ml，加入足量的铜片加热使其充分反应，能生成二氧化硫多少mol?小于0.09mol 练习2.有哪些方法可以鉴别浓硫酸和稀硫酸?1、利用浓硫酸的脱水性、吸水性2、利用浓硫酸的氧化性3、利用浓硫酸的钝化作用4、利用浓硫酸溶于水放热5、密度、粘稠度等 练习3、用铜和浓硫酸为原料制取硫酸铜，可用下列两种方法：（1）Cu浓硫酸CuSO4（2）CuO2CuO硫酸CuSO4答:第(2)种方法较好.制备相同的CuSO4,(1)中消耗的H2SO4较多,并生成有毒、能污染环境的SO2 玻尔，丹麦科学家，1922年诺贝尔物理学奖得主。二战时，丹麦被德军占领，玻尔被迫离开祖国，为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金奖章溶解在盛有“王水”试剂瓶里。当纳粹分子窜入玻尔实验室，那个试剂瓶就在他们的眼皮底下，他们却一无所知。战争结束后，玻尔从“王水”中把金子还原出来，并重新铸成奖章。 小知识3体积浓盐酸与1体积浓硝酸的混合物叫做王水，它的氧化能力更强，金（Au）和铂（Pt）不溶于硝酸，但溶于王水。帮你(3:1)记忆 二、硝酸的物理性质l纯（浓）硝酸：无色液体l易挥发l蒸汽有刺激性气味l常用的浓硝酸质量分数：物质的量浓度：久置后颜色：黄l质量分数为98%以上的硝酸为“发烟”硝酸l与水以任意比互溶 二、硝酸的化学性质1.硝酸具有酸的通性【思考】A.硝酸为什么具有酸的通性？B.酸有哪些通性？C.硝酸是否同时具有这5条通性？ 【思考】久置的浓硝酸为何略带黄色？2.硝酸有不稳定性【思考】硝酸的分解产物有哪些？写出反应的化学方程式。 △4HNOO↑+2HO+4NO↑3222或光照久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！保存：密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！不能用橡皮塞 四、硝酸的强氧化性1．与金属的反应(1)实验：实验前，准备好与试管配套的、事先已系上塑料袋的、带导管的胶塞。实验时，向盛有铜片的试管中加浓、稀硝酸后，立即塞上上述已准备好的胶塞(如右图所示)，可观察到铜片与浓、稀硝酸反应的现象，生成的气体进入塑料袋。 反应现象反应的化学方程式和离子方程式浓Cu片：有大量气泡产生Cu＋4HNO3==硝溶液颜色：无色变为蓝色红棕色Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O酸气体颜色：Cu＋4H＋＋2NO3－==＋反应剧烈程度：剧烈Cu2＋＋2NO2↑＋2H2OCu触摸容器外壁：很热稀Cu片：有气泡产生硝溶液颜色：无色变为蓝色3Cu＋8HNO3==酸气体颜色：无色变为红棕色3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O缓慢3Cu＋8H＋＋2NO3－==＋反应剧烈程度：3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OCu触摸容器外壁：温热 强氧化性(2)结论：①硝酸具有，氮元素得电子被还原。②浓硝酸的氧化性强于稀HNO3的氧化性。③硝酸越稀还原产物的价态越低，金属与HNO3反应时，浓HNO3被还原为NO2，稀HNO3被还原为NO，同时生成硝酸盐和水，硝酸一部分被还原，另一部分起酸性作用。2．钝化：常温下，浓硝酸能使铁、铝钝化，故可用铁、铝容器运输冷的浓HNO3，这是因为它们的表面被氧化为一层致密的氧化物薄膜阻止酸与内层金属的进一步反应。 重点突破1、硝酸强氧化性的主要表现Ø与指示剂作用：Ø能氧化几乎所有的金属（除Pt、Au外）Pt、Au不溶于硝酸，但可溶于王水王水的配方：v(浓HCl):v(浓HNO3)=3:1Ø与H前金属反应时无H2产生Ø常温下，Al、Fe不溶于浓HNO3Ø能氧化许多无机化合物(Fe2+、I-、S2-、SO2)Ø能氧化许多非金属及有机化合物 重点突破2、一般规律：金属HNO3最高价非金属被还原NO2(浓)HNO3NO(稀)规律：硝酸的浓度越稀，在还原产物中的价态越低 3．与非金属的反应王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3组成的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。 思考1、比较浓、稀硝酸的氧化性2、比较浓硝酸、浓硫酸的氧化性3、向一定量的浓硫酸中加入过量的镁粉，最终有无氢气产生？4、向一定量的浓硝酸中加入过量的镁粉，最终有无氢气产生？5、请写出铁与硝酸反应的化学方程式 五、硫酸和硝酸的用途1．硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。2．硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸，作干燥剂等。 课堂互动讲练浓梳酸的强氧化性1．酸的氧化性和氧化性酸 2.浓硫酸氧化性的表现(1)Fe、Al的钝化常温下，当Fe、Al等较活泼金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。(2)与不活泼金属和非金属的反应由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律： ①反应要加热，否则不反应。②还原产物一般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。③浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。④随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。 下列对浓硫酸的叙述正确的是()A．常温下，浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸B．浓硫酸具有吸水性，能使蔗糖炭化C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性 1．向amL18mol·L－1的浓硫酸中加入足量铜片，并加热，被还原的H2SO4的物质的量为________，起酸性作用的H2SO4的物质的量为________。A．大于9a×10－3mol，小于18a×10－3molB．等于9a×10－3molC．等于18a×10－3molD．小于9a×10－3mol 硝酸的强氧化性硝酸具有强氧化性是由于HNO3中的＋5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是＋5价氮被还原。1．表现(1)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。(2)与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属元素生成酸性氧化物。 (3)金属与HNO3反应一般不生成H2，浓HNO3一般被还原为NO2，稀HNO3一般被还原为NO，极稀HNO3可被还原成NH3，生成NH4NO3。(4)在利用HNO3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如FeO与稀硝酸反应时的方程式应是3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，而不是FeO＋2HNO3(稀)===Fe(NO3)2＋H2O。 (5)硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 (6)浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。(7)注意NO3－在离子共存问题的判断中的特殊性。在水溶液中，NO3－本无氧化性，但当水溶液中有大量H＋存在时，NO3－就表现出强氧化性，如在有H＋、NO3－存在的溶液中就不能存在Fe2＋、S2－、I－、SO32－、Br－等还原性离子。2．规律(1)温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。(2)与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 将32.64g铜与140mL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。 【思路点拨】解答本题应从以下三点考虑。(1)生成NO、NO2得到的电子与Cu失去的电子守恒。(2)HNO3所含氮原子与反应后生成的NaNO3、NO、NO2所含氮原子守恒。(3)NO、NO2全部转化为HNO3，与氧化剂H2O2应符合电子守恒。 2．将过量铁粉放入100mL2mol/L的HNO3溶液中，假设还原产物只有NO且HNO3完全反应，则参加反应的Fe的质量为()A．2.8gB．5.6gC．4.2gD．11.2g 2、下列事实体现了硝酸的什么性质？A.强氧化性B.酸性C.不稳定性D.挥发性（1）硝酸存放在棕色瓶中密封保存(C)D（2）浓硝酸和铜反应(AB)（3）木炭和浓硝酸反应(A)（4）锌和硝酸不产生H2(A)（5）氧化铜溶于硝酸(B)（6）不用硝酸制SO气体(A)2（7）用铁槽存放浓硝酸(A)（8）检验SO42-时不能先用硝酸酸化(A) 3、工业上拟用Cu与适量的硝酸来制备Cu(NO3)2,下面是三位同学提出的三个方案:甲:铜浓硝酸Cu(NO3)2稀硝酸乙:铜Cu(NO3)2空气硝酸丙:铜△CuOCu(NO3)2请问:那一种方案最好?为什么? 8、用铜和稀硝酸在烧瓶中反应制取一氧化氮，反应开始时发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操作应是()A.立C即用向上排空气法收集B.待烧瓶中红棕色气体消失后，用向上排空气法收集C.待烧瓶中红棕色气体消失后，立即用排水法收集D.立即用排水法收集