幻灯片 1第四节 氨 硝酸 硫酸(一)
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幻灯片 2----
幻灯片 3 氮元素是一切动植物的生长都需要的营养元素。大气中含有大量的氮气,但是不能被多数生物直接吸收,多数生物只能吸收含氮元素的化合物。
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幻灯片 4 氮的固定(fixation of nitrogen):
将空气中游离的氮转变为氮的化合物的方法叫做氮的固定。
氮的固定
合成氨
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幻灯片 5一、氨(NH3):(ammonia)
合成氨是人类发展史上的一项重大突破,解决了因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题。
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幻灯片 6对合成氨研究有贡献的三位科学家
哈伯(1868—1934),德国化学家,合成氨工业的奠基人。1918年哈伯由于对合成氨研究作出过重大贡献,而获诺贝尔化学奖。
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幻灯片 71900年,法国化学家勒沙特列在研究平衡移动原理的基础上通过计算,认为N2、H2在高压条件下可以直接化合生成氨,接着,他用实验来验证。但在实验过程中发生了爆炸,他也没有调查事故发生的原因,而是觉得这个实验有危险,于是放弃了研究。勒沙特列的合成氨实验就这样夭折了。
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幻灯片 8后来查明是由于他所用混合气体中含有O2,实验中H2和O2化合发生了爆炸。
稍后,德国化学家耐斯特通过理论计算,认为合成氨是不可能的。因此人工合成氨的研究又一次止步。后来才发现,是能斯特计算时误用了一个热力学数据,以至得到错误结论。
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幻灯片 9 在合成氨研究屡屡受挫的情况下,德国另一位化学家哈伯知难而进,对合成氨进行了全面系统地研究和实验,终于在1908年7月在实验室里用N2和H2在600℃、200个大气压下合成氨,产率虽只有2%,但却是科学上的一项重大突破。
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幻灯片 10
当哈伯的合成氨工艺流程公众于世后,立即引起了德国当时的统治者们的注意,德国统治者为了达到吞并欧洲称霸世界的野心,同时也利用哈伯想成为百万富翁的贪婪心理,请哈伯出任德国威廉研究所所长,继续他的研究。从1911年到1913年短短两年时间内,哈伯不仅提高了合成氨的产率,而且合成了1000吨液氨,并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。
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幻灯片 11 到了1913年第一次世界大战时,哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂,为侵略者制造了数百万吨炸药,从而导致并蔓延了这场秧祸全球的世界大战,这也是第一次世界大战德国为什么能坚持这么久的谜底。
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幻灯片 12 当事实真相大白于天下时,哈伯受到了各国科学家的猛烈抨击,尤其是当他获得1918年诺贝尔化学奖时,更激起了世界人民的愤怒。
人工合成氨实验的成功令人欢心鼓舞,它对工农业生产、国防科技的重大意义是不言而喻的。但三位科学家留给后人的思考也是深刻的—科学必须造福于民!
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幻灯片 131、氨气制法:
1)工业制法:
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幻灯片 142)氨气的实验室制法:
(1)原料:用NH4Cl与Ca(OH)2混和 加热制得
(2)原理:
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幻灯片 15(3)制取装置:
固固加热装置
(5)验满:
(4)收集装置:
⑹环保措施:
⑺干燥装置
棉花的作用:
防止空气对流
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幻灯片 16方法二:加热浓氨水制氨气
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幻灯片 17实验:
一支干燥的充满NH3的圆底烧瓶,用带有玻璃管和滴管(滴管预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。
倒置烧瓶,使玻璃管插入盛有水的烧杯里(水中滴有酚酞溶液)。
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幻灯片 18【操作方法】:
打开止水夹,轻轻挤压胶头滴管,使少量的水进入烧瓶。观察并描述现象。
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幻灯片 19烧杯中的水进入烧瓶中,形成红色的喷泉。
——“喷泉实验”
【实验现象】 :
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幻灯片 20①烧瓶里为什么会形成喷泉?
②胶头滴管的作用是什么?
③烧瓶中的溶液为什么变成红色?
①烧瓶内外产生压强差。
②引发“喷泉”实验
③水溶液呈碱性,有OH-离子存在。
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幻灯片 21一、氨(NH3):
1.氨的物理性质:
颜色:
气味:
状态:
密度:
无色
有刺激性气味
气体
比空气的密度小
水溶性:极易溶于水(1:700)
氨易液化.
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幻灯片 22氨的溶解更主要的是化学反应。
氨溶于水时,大部分氨与水结合,
形成一水合氨(NH3·H2O)。
⑴氨与水反应:
2.氨气的化学性质:
一水合氨
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幻灯片 23NH3·H2O可以部分电离形成NH4+和OH-,所以氨水显弱碱性。
【小结】:氨水的成分
分子:NH3、H2O、NH3·H2O
离子:NH4+、OH-等
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幻灯片 24NH3·H2O不稳定,受热时容易分解为NH3和H2O。不加热不分解.
现象:溶液红色褪色,冷却后恢复红色。
【探究实验】:
将氨的酚酞溶液倒入栓有小气球的试管中,加热。
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幻灯片 25 取两支玻璃棒,分别蘸取浓氨水和浓盐酸后,再将两支玻璃棒靠近,观察现象。
现象:产生大量的白烟。
【探究实验】:
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幻灯片 27⑵氨与酸反应:
NH3+HCl==NH4Cl (白烟)
——此反应可检验NH3或HCl
【知识延伸】:
挥发性酸(HCl、HNO3等)遇氨气均有白烟生成;
难挥发性酸H2SO4无此现象。
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幻灯片 28NH3+HCl==NH4Cl;
NH3+HNO3== NH4NO3;
2NH3+ H2SO4== (NH4)2SO4;
不能用浓硫酸干燥.
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幻灯片 29⑶氨与氧气反应:
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幻灯片 30⑶氨与氧气反应:
——工业制硝酸的基础。
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幻灯片 312NO + O2=== 2NO2
3NO2 +H2O ===2HNO3 +NO
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幻灯片 323.氨的用途:
氨
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幻灯片 33氨的用途
制硝酸
制纯碱
制尿素
做致冷剂
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幻灯片 34----
幻灯片 352)氨气的实验室制法:
(1)原料:用NH4Cl与Ca(OH)2混和 加热制得
(2)原理:
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幻灯片 36(3)制取装置:
固固加热装置
(5)验满:
(4)收集装置:
⑹环保措施:
⑺干燥装置
棉花的作用:
防止空气对流
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幻灯片 37(5)验满:
a:湿润的红色石蕊试纸变蓝(唯一的一种碱性气体)
(4)收集装置:向下排空气法
b:蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口产生白烟。
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幻灯片 38⑹环保措施:
浓硫酸吸收多余的氨气.
⑺干燥装置
水——装置:倒扣漏斗
用碱石灰干燥。
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幻灯片 394、铵盐
1)铵盐的涵义:
由铵根离子(NH4+)与酸根离子构成的化合物叫铵盐.
物理性质:铵盐都易溶于水
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幻灯片 402)铵盐的化学性质:
①铵盐受热易分解:
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幻灯片 41②铵盐与碱反应
【结论】:
铵盐的通性—
均能与碱共热产生氨气。
实质:
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幻灯片 42如何用实验方法证明某白色固体是铵盐?
试剂及操作:
滴加NaOH溶液,再加热,并将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口。
实验现象:
产生无色刺激性气味气体,能使湿润红色石蕊试纸变蓝。
铵盐(NH4+)的检验:
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幻灯片 43如果只提供如图2的装置,
请说明引发喷泉的方法。
打开夹子,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即发生喷泉。
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幻灯片 445.若该实验在标况下完成,烧瓶的容积为VL,喷泉实验后溶液充满整个烧瓶,所得溶液中溶质的物质的量浓度为多少?
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幻灯片 456. 下图装置难以形成喷泉,试分析其原因。如果要使该装置也能形成喷泉(在不改变气体成分的前提下),你认为要采取什么措施?
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