硫酸和硝酸

硫酸和硝酸（一）硫酸的化学性质2003年1月29日、2月23日，清华大学机电系四年级某学生先后两次用浓硫酸将北京动物园的五只熊烧伤，其中一头黑熊双目失明。这一故意残害动物的事件经媒体披露后，引起了公众的强烈愤慨与惋惜！思考：浓硫酸为何能残害熊？一、硫酸1、硫酸⑴物理性质：纯硫酸是一种_____________，是难挥发性酸，沸点338℃，能跟水以任意比例混溶。常用浓硫酸质量分数为98.3%，密度1.84g/cm3注意：浓H2SO4的稀释把浓硫酸沿着玻璃棒慢慢注入水中，并不断搅拌无色油状液体⑵化学性质：①稀H2SO4具有酸的通性。②浓H2SO4的特性a吸水性：浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，作干燥剂，常用于干燥H2、O2、Cl2、HCl、SO2等气体b脱水性：浓硫酸可将某些有机化合物中的氢、氧按水的比例2︰1脱去并形成水。注意：浓硫酸不能用于干燥还原性气体如H2S、HBr、HI等和碱性气体如NH3。条件：①原物质无H2O分子②必须在同一分内去掉水实验4-9图4-32浓硫酸与铜反应图4-29反应生成硫酸铜溶液浓硫酸与铜反应c强氧化性：▲氧化金属单质：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+H2O△注意:Fe、Al在浓、冷硫酸中钝化▲氧化非金属单质：C+H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+H2O2P+5H2SO4(浓)2H3PO4+5SO2↑+2H2O表面的原子与酸发生反应，产生一层致密的氧化膜，阻止了内部的物质与浓酸继续反应，起到保护作用，叫钝化。浓硫酸与蔗糖反应C12H22O11C+11H2O浓H2SO4C+H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+H2O品红KMnO4石灰水品红硫酸铜证明含SO2除去含SO2证明无SO2证明含CO2证明含H2O验证碳和浓硫酸反应的产物褪色不褪色变浑浊实验装置：验证碳和浓硫酸反应的产物▲氧化某些化合物：H2S+H2SO4(浓)=2SO2↑+2H2O、2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2↑+2H2O▲酸性：浓硫酸中含水量很少，因此硫酸的电离程度很小，c(H+)很小，主要以H2SO4形式存在，所以浓硫酸没有酸的通性，但有强酸性。Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓)＝3CaSO4+2H3PO4H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑H2SO4(浓)+NaNO3NaHSO4+HNO3↑微热微热2.浓硫酸强氧化性的表现(1)与金属的反应(体现酸性和氧化性)。①与较活泼金属反应a.铁、铝钝化：b.其他活泼金属：除铁、铝外的其他活泼金属与浓硫酸反应时，开始产生SO2，后来产生H2。②与较不活泼金属反应金属+浓硫酸高价态硫酸盐+SO2↑+H2Oa.反应需要加热，否则不反应；b.浓硫酸的还原产物是SO2。(2)与非金属反应(只体现强氧化性)。非金属单质+浓硫酸高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O△△⑶硫酸工业（在沸腾炉中进行）4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O2SO3△V2O5（在接触室中进行）SO3+H2O=H2SO4（在吸收塔中进行）⒈工业流程化学工业之母（硫酸）的用途做一做：1、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FeS跟稀硫酸反应可制H2S气体。(6)浓硫酸不能用来干燥H2S气体。(7)利用浓硫酸和NaCl固体反应可制HCl气体。答案：(1)脱水性(2)吸水性(3)酸性(4)酸性和强氧化性(5)强酸性(6)强氧化性(7)难挥发性2、如何鉴别浓硫酸和稀硫酸？【正误立判】1.向紫色石蕊试纸上逐滴滴加浓硫酸，试纸先变红后褪色。()2.浓硫酸具有强氧化性，SO2具有较强的还原性，因此不能用浓硫酸干燥SO2气体。()3.浓硫酸使蔗糖脱水碳化时，有刺激性气味的气体产生。()4.向CuSO4·5H2O的表面上滴加浓硫酸，一会儿后，晶体表面会出现“白斑”。()5.1L18.4mol·L-1的浓硫酸与足量Cu反应，生成9.2mol的SO2气体。()6.浓硫酸和稀硫酸的氧化性原理相同，只是浓度不同造成氧化性不同。()××√√××二、硝酸（一）物理性质：纯硝酸是一种____，____挥发，有_______气味的液体，能跟水以任意比例混溶。常用浓硝酸质量分数为69%，质量分数大于98%的硝酸叫“发烟硝酸”。注意：发烟硝酸是挥发的HNO3与水蒸气形成的小液滴无色易刺激性（二）硝酸的化学性质1.具有酸的通性与酸、碱指示剂作用与金属反应与金属氧化物反应与碱反应与某些盐反应H+HNO3=H++NO3-2.不稳定性解释：硝酸分解产生NO2，NO2溶于硝酸而使硝酸呈现黄色。保存：密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！思考：久置浓硝酸为什么呈黄色？3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3.与金属反应注意：浓度越大，氧化性越强氧化性：浓HNO3稀HNO3⑴大量实验证明：不论浓、稀硝酸都有很强的氧化性，几乎能与所有金属(除Pt、Au等少数金属外)反应，如：Mg、Al、Zn、Fe、Cu等。但Al、Fe在冷、浓硝酸中要发生钝化。（2）Pt、Au不与硝酸反应，但能与王水反应。王水是由浓硝酸和浓盐酸以体积比1：3组成的混合物，具有极强的氧化性，能氧化Pt、Au等极不活泼金属。巧记：王水：“一笑(硝)三言(盐)”可以用铁、铝制的容器盛装浓硫酸或浓硝酸4HNO3(浓)+C=CO2+4NO2+2H2O4.与非金属反应5.与还原性物质[例H2S（S2－）、Fe2+等]稀HNO3与Fe2+反应的离子方程式为：3Fe2++4H++NO3－＝3Fe3++NO↑+2H2O小结：反应规律①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎能氧化所有的金属；②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”；③一般，浓HNO3的还原产物为NO2，稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时，还原产物复杂，可为NO、N2O、NH4NO3等；④非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。（三）硝酸的制取⑴实验室：NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3微热⑵工业——氨的催化氧化法①4NH3＋5O24NO＋6H2O；催化剂△②2NO+O2＝2NO2③3NO2+H2O＝2HNO3+NO(在氧化炉内进行)(在吸收塔中进行)硝酸的用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。四、硫酸盐和硝酸盐⒈硫酸盐名称俗称和成分主要用途硫酸钙生石膏.2CaSO4·H2O制粉笔、石膏绷带硫酸钡BaSO4钡餐造影锌钡白BaSO4＋ZnS白色颜料硫酸亚铁FeSO4·7H2O配制蓝墨水硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O净水剂硫酸铜(蓝矾)CuSO4·5H2O镀铜液，配“波尔多液”硫酸锌ZnSO4·7H2O收敛剂、颜料大苏打或海波Na2S2O3·5H2O冲洗胶卷CaSO4·2H2O熟石膏重晶石绿矾明矾胆矾皓矾⒉硝酸盐多数硝酸盐是无色晶体，极易溶于水。硝酸盐性质不稳定，加热易分解放出O2，所以硝酸盐在高温、酸性条件时是强氧化剂。强调：硝酸盐的分解规律KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg亚硝酸盐+O2金属氧化物+NO2+O2金属单质+NO2+O22KNO32KNO2+O2↑2Cu(NO3)22CuO+4NO2+O2↑2AgNO32Ag+2NO2+O2↑△△△浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸性质对比酸酸的通性H+氧化性强氧化性热稳定性挥发性吸水性脱水性浓盐酸浓硫酸浓硝酸有有有有有有无有有稳定稳定不稳定易挥发难挥发易挥发无有无无有无1.分别将盛有浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸的烧杯露置于空气中，放置一段时间后，质量增大的是，原因是，质量减少的是，原因是。浓H2SO4浓H2SO4吸收空气中的水蒸气浓盐酸、浓硝酸浓盐酸、浓硝酸均具有挥发性练习2.下列试剂不需要保存在棕色试剂瓶内的是()A、浓HNO3B、KMnO4溶液C、新制氯水D、AgNO3溶液B3.一定量的浓硝酸里加入过量铜会发生哪些反应？反应停止后,如果在溶液中再加入足量稀盐酸会出现什么情况？溶液中存在NO3-,它遇到H+后,会继续氧化铜,当然此时NO3-/H+的溶度较稀.一开始是铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O随着反应进行,硝酸由浓变稀,则发生:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O4.下列反应中HNO3既表现氧化性又表现酸性的是(A)C+浓HNO3(B)FeO+稀HNO3(C)Fe2O3+HNO3(D)Cu+浓HNO3BD5.利用下反应制相同质量的硝酸铜时，从理论上看，消耗硝酸质量最多的是(A)Cu+浓HNO3(B)Cu+稀HNO3(C)CuO+HNO3(D)Cu(OH)2+HNO3A6.在稀硫酸中插入一块铜片，加入下列物质后，可使铜片迅速溶解的是（）A稀盐酸B芒硝晶体CKNO3DFeCl2溶液C7.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时，收集到气体为1.12L（标准状况）则所消耗的硝酸的物质的量是（）A0.12molB0.11molC0.10molD0.08molCu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OB0.030.063Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OX4X2XY3/8Y2/3YX+Y=0.032X+2/3Y=0.05X=0.0225Y=0.0075n(HNO3)=4×0.0225+3/8×0.0075=0.11mol1.92g铜粉n(Cu)=0.03mol，气体为1.12Ln(气体)=0.05mol方法一元素守恒法：n(HNO3)=0.05+0.06=0.11mol1.92g铜粉，气体为1.12LCu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2On(HNO3)==n(氧化性)+n(酸性)n(氧化性)=1.12/22.4=0.05moln(酸性)=2×1.92/64=0.06mol方法二