高中化學(xué)《氨 硝酸 硫酸》學(xué)案6 （人教版必修1）

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111 第四節(jié) 硫酸、硝酸和氨 要點精講 一、硫酸和硝酸的氧化性 （一）硫酸 1.硫酸的物理性質(zhì)： 純硫酸是無色油狀液體，難揮發(fā)，易吸水，能與水任意比互溶，溶于水放出大量熱。 2.硫酸的化學(xué)性質(zhì)： 1）稀硫酸具有酸的通性。 ①能與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣； ②能與金屬氧化物反應(yīng)生成鹽和水； ③能和堿反應(yīng)生成鹽和水； ④能使酸堿指示劑變色； ⑤能和某些鹽反應(yīng)。 2）濃硫酸的特性： ①吸水性：將物質(zhì)中含有的水分子奪去。 如：使藍色的膽礬晶體變?yōu)榘咨腆w。 ②脫水性：將別的物質(zhì)中的H、O按原子個數(shù)比2:1脫出生成水。 濃H2SO4 如： 濃H2SO4 HCOOH CO + H2O C12H22O11 12C + 11H2O ③強氧化性： a) 活潑性在H以后的金屬反應(yīng)：（條件：Δ） Cu + 2H2SO4(濃）== CuSO4 + SO2 ↑ +2H2O b) 與非金屬反應(yīng)：（條件：Δ） C + 2H2SO4(濃）== CO2 ↑+ 2SO2↑ + 2H2O c) 冷的濃H2SO4使Fe、Cr、Al等金屬表面生成 一層致密的氧化物薄膜而發(fā)生“鈍化”； d) 與其他還原性物質(zhì)反應(yīng)： 2HBr + H2SO4(濃）== Br2 + SO2↑ + 2H2O H2S + H2SO4(濃）== S + SO2↑ + 2H2O “黑面包實驗”中，硫酸體現(xiàn)出的性質(zhì)：脫水性（使蔗糖炭化）、強氧化性（有刺激性氣味氣體產(chǎn)生）。 （二）硝酸 1．物理性質(zhì)：無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體。 2．化學(xué)性質(zhì)——特性 （1）不穩(wěn)定性——保存硝酸裝在棕色瓶，放在冷暗處。 4HNO32H2O + 4NO2? + O2? （2）強氧化性 ①與金屬（除Au、Pt）反應(yīng)： Cu +4HNO3（濃）==Cu(NO3)2 +2NO2? +2H2O 3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 + 2NO? + 4H2O 常溫下，濃硝酸、濃硫酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化，保護內(nèi)部的金屬不再跟硝酸反應(yīng)，所以可以用鋁質(zhì)或鐵質(zhì)容器盛濃硝酸。 ②與非金屬反應(yīng)——非金屬主要生成高價的含氧酸 4HNO3 +C2H2O + 4NO2 ?+ CO2? 6HNO3 + SH2SO4 + 6NO2 ?+2H2O 二、氨 1．氨 （1）物理性質(zhì)：無色、有刺激性氣味氣體；易液化，液氨作致冷劑；極易溶于水（1:700）。 （2）化學(xué)性質(zhì)： ①與水的反應(yīng)： NH3 +H2O NH3H2O NH4+ + OH-（一水合氨的水溶液即氨水，顯弱堿性） NH3H2O NH3? + H2O（一水合氨不穩(wěn)定） ②與酸的反應(yīng)： NH3 + HCl ==NH4Cl；2NH3 + H2SO4 == (NH4)2SO4 ③與O2的反應(yīng)——氨的催化氧化（接觸氧化） 4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O 2．銨態(tài)氮肥——銨鹽 （1）物理性質(zhì)：銨鹽都是晶體，都易溶于水。 （2）化學(xué)性質(zhì)： ①受熱分解： NH4Cl NH3 ?+ HCl?； NH4HCO3 NH3 ?+ H2O + CO2? ②與堿的反應(yīng)：制NH3和檢驗NH4+ (NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3?+2H2O NH4NO3 + NaOHNaNO3+ NH3?+H2O 2NH4Cl+Ca(OH)2NH3↑+CaCl2+2H2O（實驗室制取氨氣的反應(yīng)原理） ③NH4+的檢驗方法：加濃堿液，加熱，放出可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體。 NH4++OH-NH3↑+H2O 注意： （1）①硝酸與任何金屬反應(yīng)無H2生成；②常溫下，F(xiàn)e、Al遇濃硝酸鈍化，但在加熱條件下，F(xiàn)e、Al能溶解在硝酸中；③除Au、Pt外，硝酸能溶解大部分金屬。 （2）比較濃H2ＳＯ4與硝酸的氧化性，例如：與Cu反應(yīng)的條件，濃度對氧化性的影響(稀HNO3能與Cu反應(yīng)而稀H2ＳＯ4不能)。同時指出，盡管HNO3濃度越稀，被還原程度愈大，但濃HNO3的氧化性比稀HNO3的要強，因為氧化性強弱是指氧化其他物質(zhì)的能力，而不是指本身被還原的程度，即不能以還原產(chǎn)物中氮的價態(tài)作衡量氧化性強弱的標準。 典型題解析 一、硫酸和硝酸的氧化性 例1．為檢驗濃硫酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生SO2和CO2氣體，設(shè)計了如圖所示實驗裝置，a、b、c為止水夾，B是用于儲氣的氣囊，D中放有用I2和淀粉的藍色溶液浸濕的脫脂棉。 請回答下列問題： (1)實驗前欲檢查裝置A的氣密性，可以采取的操作是 ； (2)此實驗成敗的關(guān)鍵在于控制反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速率不能過快，由此設(shè)計了虛框部分的裝置，則正確的操作順序是 (用操作編號填寫)； ①向A裝置中加入濃硫酸，加熱，使A中產(chǎn)生的氣體進入氣囊B，當(dāng)氣囊中充入一定量氣體時，停止加熱； ②待裝置A冷卻，且氣囊B的體積不再變化后，關(guān)閉止水夾a，打開止水夾b，慢慢擠壓氣囊，使氣囊B中氣體慢慢進入裝置C中，待達到實驗?zāi)康暮?，關(guān)閉止水夾b； ③打開止水夾a和c，關(guān)閉止水夾b； (3)實驗時，裝置C中的現(xiàn)象為_____________； (4)當(dāng)D中產(chǎn)生__________(多選不得分)現(xiàn)象時，可以說明使E中澄清石灰水變渾的是CO2，而不是SO2； A.進氣口一端脫脂棉藍色變淺，出氣口一端脫脂棉藍色不變 B.脫脂棉上藍色均變淺 C.脫脂棉上藍色褪去 則裝置D的作用為 。 【分析】 (1)常出現(xiàn)的問題是不管分液漏斗的活塞，止水夾a、b、c是關(guān)還是開，只說加熱燒瓶時，C廣口瓶中怎樣怎樣。 (4)據(jù)題意知，裝置C用于檢驗SO2的存在，則D為除去SO2并檢驗已除凈，為裝置E檢驗CO2的存在做好準備。 【答案】 (1)關(guān)閉分液漏斗的活塞，打開止水夾a和b，關(guān)閉止水夾c，用手捂熱(或微熱)圓底燒瓶A，若C中有氣泡冒出，移開手掌(或熱源)后，C處導(dǎo)管內(nèi)有水上升，則證明A裝置的氣密性良好(答案合理均給分) (2)③①② (3)品紅溶液褪色 (4)A 除去SO2并檢驗SO2已被除凈 二、氨 例2．某無色混合氣體可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某幾種氣體組成。在恒溫恒壓條件下，將此混合氣體通過濃H2SO4時，總體積基本不變；通過過量的澄清石灰水，未見變渾濁，但混合氣體的總體積減小，把剩余氣體導(dǎo)出后，在O2中能夠點燃，燃燒產(chǎn)物不能使CuSO4粉末變色。則原混合氣體的成分是 A.CH4和NH3 B.HCl、H2和CO C.HCl和CO D.HCl、CO和CO2 【分析】 本題旨在考查常見氣體的檢驗和實驗分析的能力。物質(zhì)的鑒別與檢驗是中學(xué)化學(xué)實驗的重點之一，它滲透于化學(xué)分析的全過程中，也是歷年高考的熱點考點。解題的常見錯誤有：忽視石灰水是“過量”的，不能對CO2的存在與否做出正確判斷，錯選D；對“燃燒產(chǎn)物不能使CuSO4粉末變色”不能做出合理的判斷，誤選B。 混合氣體通過濃H2SO4后總體積不變，則無NH3。又據(jù)氣體通過過量石灰水的現(xiàn)象，可斷定有HCl存在，由石灰水過量，但仍未見渾濁，從而排除CO2。又據(jù)燃燒產(chǎn)物分析出混合氣體中含CO，不含H2和CH4。故選C。 【答案】 C 例4．都能用下圖裝置進行噴泉實驗的一組氣體是（ ） A.HCl和CO2 B.NH3和CO C.SO2和CO2 D.NO2和NO 【分析】本題考查對噴泉實驗形成的根本原因的認識。根據(jù)物理知識，產(chǎn)生一定的壓強差就能形成噴泉；根據(jù)化學(xué)知識，氣體在NaOH溶液中溶解或反應(yīng)可使氣體大量減少，從而使圓底燒瓶內(nèi)氣壓變小。 首先要明確在裝置中可以形成“噴泉”的原因。只要從滴管擠入的液體或溶液，能將燒瓶內(nèi)的氣體大量溶解或與之反應(yīng)，使燒瓶內(nèi)氣體大量地減少，造成燒瓶內(nèi)處于低壓狀態(tài)，此時，打開止水夾，燒杯內(nèi)的液體或溶液將受大氣壓的影響迅速涌入燒瓶內(nèi)，形成美麗的噴泉。 NaOH溶液可以吸收酸性氣體，而產(chǎn)生噴泉，HCl、CO2、SO2和NO2均為酸性氣體，易被NaOH溶液吸收（反應(yīng)）；而NH3雖然不能與NaOH反應(yīng)，但其在水溶液中的溶解度很大，也能被NaOH溶液吸收。CO、NO都不能與NaOH溶液、H2O發(fā)生反應(yīng)，也都不能溶于水。 NaOH＋HCl====NaCl＋H2O 2NaOH＋CO2====Na2CO3＋H2O NaOH＋CO2====NaHCO3 2NaOH＋SO2====Na2SO3＋H2O NaOH＋SO2====NaHSO3 2NaOH＋2NO2====NaNO3＋NaNO2＋H2O 由此進行組合，可知答案。 【答案】AC 例4．用加熱方法可分離的一組是（ ） A. 氯化銨和消石灰 B. 碳銨和過氧化鈉 C. 碘和食鹽 D. 氯化銨和氯化鋇 【分析】A選項中氯化銨和消石灰[Ca(OH)2]在加熱時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：2NH4Cl+Ca(OH)2NH3↑+CaCl2+2H2O，因此不能實現(xiàn)分離的目的；B選項中碳銨[NH4HCO3]加熱分解，生成的CO2、H2O都能和過氧化鈉反應(yīng)，因此也不能分離；C中利用碘受熱易升華的性質(zhì)，能與食鹽分離；D中氯化銨分解產(chǎn)生氨氣和氯化氫氣體，氯化鋇不分解，而氨氣和氯化氫有可重新化合成氯化銨，能實現(xiàn)分離。 【答案】CD 例5．1.92gCu投入到一定量濃HNO3中，銅完全溶解，生成的氣休顏色由深變成淺（不考慮2NO2 N2O4），共收集到672mL氣體（標況），通入一定體積的O2恰好使氣體完全溶于水，求通入O2的體積（標況）。 Cu 【分析】該題若按常規(guī)方法做還相當(dāng)復(fù)雜，我們可換一種視角去觀察，不追究具體過程，只關(guān)注起始和終了的狀態(tài)。 HNO3 NO2、NO O2 HNO3總結(jié)果消耗，根據(jù)電子守恒得 Cu失電子數(shù)==O2得電子數(shù) 2=4 V=336(mL) 【答案】應(yīng)通入O2336 mL 111