蔗糖的黑面包反应。在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,水加适量,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,反应放热,还能闻到刺激性气体。
C12H22O11==
浓硫酸
==12C+11H2O
加热
同时进行碳与浓硫酸反应: C+2H2SO4(浓)==2.强氧化性 (1)与金属反应
①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成二氧化硫。 Cu+2H2SO4(浓)==
加热
==CO2↑+2SO2↑+2H2O
==CuSO4+SO2↑+2H2O ==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
2Fe+6H2SO4(浓)==
(2)与非金属反应
加热
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为二氧化硫。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。 C+2H2SO4(浓)= S+H2SO4(浓)==
加热
=CO2↑+2SO2↑+2H2O
加热
加热
==3SO2↑+2H2O
==2H3PO4+5SO2↑+2H2O
2P+5H2SO4(浓)==
(3)与其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。
H2S+H2SO4(浓)==S↓+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4(浓)==Br2↑+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(浓)==I2↓+SO2↑+2H2O
工业制法
方法一
生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。
1. 制取二氧化硫(沸腾炉)
燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫S+O2==4FeS2+11O2==2SO2+O2==
高温
点燃
==SO2
=8SO2+2Fe2O3
==2SO3(可逆反应)
2. 接触氧化为三氧化硫(接触室)
五氧化二钒催化并加热
3. 用98.3%硫酸吸收(吸收塔) SO3+H2SO4==H2S2O7(焦硫酸)
29
4. 加水
H2S2O7+H2O==2H2SO4 5. 提纯
可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%~98%的商品硫酸。 注:1. 沸腾炉中的气体净化后通入接触室是为了防止杂质使催化剂中毒 2. 热交换器的作用:给气体预热和排除多余的热量
3. 吸收塔用98.3%硫酸吸收是为了防止形成酸雾影响SO3 的吸收
氮
氮是一种化学元素,它的化学符号是N,它的原子序数是7。氮是空气中最多的元素,
在自然界中存在十分广泛,在生物体内亦有极大作用,是组成氨基酸的基本元素之一。
元素固定
由于氮是一种重要肥料,所以把氮气转化为氮的化合物的方法叫做氮的固定。主要用于农业上。又分生物、自然、人工固氮3种。
氨(Ammonia,即阿摩尼亚),或称―氨气‖,氮和氢的化合物,分子式为NH?,是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨,水溶液又称氨水。降温加压可变成液体,液氨是一种制冷剂。氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要,它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。
浓盐酸检验氨气:HCl+NH3==NH4Cl 【产生白烟】 铵盐受热分解:NH4HCO3=加热=NH3↑+H2O+CO2↑
实验室制取氨气:2NH4Cl+Ca(OH)2=加热=CaCl2+2NH3↑+H2O
自然界生成
一氧化氮的生成:N2 + O2=闪电=2NO 二氧化氮的生成:2NO+ O2=2NO2
生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸:3NO2+ H2O=2HNO3+ NO
硝酸:
纯硝酸为无色透明液体,浓硝酸为淡黄色液体(溶有二氧化氮),正常情况下为无色透明液体。有窒息性刺激气味。
2NO + O2 = 2NO2(工业上制时要不停通入氧气) 3NO2 + H2O = 2HNO3+ NO (NO循环氧化吸收) 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 4NO2+O2+2H2O=4HNO3
3Cu+8 HNO3 ==3 Cu(NO3)2+2NO↑+4 H2O C+4HNO3(浓)==加热==CO2↑4NO2↑+2H2O
30
硝酸的实验室制法
原料:浓硫酸,硝酸钠
设备:烧瓶,玻璃管,烧杯,橡皮塞,加热设备(酒精灯,煤气灯等) 原理:NaNO3+ H2SO4= △=NaHSO4+ HNO3 (原理:高沸点酸制低沸点酸)
典型反应
浓硝酸:
Zn+ 4HNO3====Zn(NO3)2+ 2NO2↑+ 2H2O P+ 5HNO3==== H3PO4+ 5NO2↑+ H2O 稀硝酸:
3Zn+ 8HNO3==== 3Zn(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O[2]
3P+5HNO3+2H2O====3H3PO4+5NO↑
硝酸的分解:4HNO3(光/△)=4NO2↑+O2↑+2H2O 纯硝酸可以发生自偶电离:2HNO3<==>H2O+NO2+NO3
31

