《硫酸和硝酸的氧化性》

第四章非金属及其化合物第四节氨硝酸硫酸第二课时硫酸和硝酸的氧化性一、硫酸1．稀硫酸——具有酸的通性(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊试液．(2)与活泼金属(如Zn、Fe)反应．(3)与碱性氧化物(如CuO、Fe2O3)反应．(4)与碱[如NaOH、Ca(OH)2]反应．(5)与某些盐(如Na2CO3、BaCl2等)发生复分解反应．变红2．浓硫酸（三大特性）(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将，密度将减小，浓度，体积增大．这是因为浓硫酸具有性，在实验室里常用浓硫酸作剂．减小增大氢、氧吸水干燥水（H:O=2:1）(2)脱水性浓硫酸可以使有机化合物中的元素按的组成从有机物中“脱离”出来，结合成水分子．(3)浓硫酸的强氧化性-----之一①与金属反应：加热时，浓H2SO4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.如浓硫酸与金属铜的反应：SO2实验操作实验现象a试管中铜丝表面；b试管中的品红溶液逐渐变为；c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为；将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为．实验结论Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为：.有气泡冒出蓝色无色红色Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O②常温下，冷的浓H2SO4能使Fe、Al发生．钝化钝化：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．浓H2SO4的强氧化性---之二探讨交流：(1)Fe、Al被浓H2SO4钝化是不反应吗？若反应是化学变化吗？提示：(1)是．常温下，Fe、Al的表面能被浓H2SO4氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内部金属的进一步反应，属于化学变化．在加热条件下，铁也可以和浓H2SO4反应：2Fe＋6H2SO4(浓)=====△Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O.若铁过量，过量的铁还可以和Fe2(SO4)3、稀H2SO4继续反应．在加热时浓硫酸不仅能和活泼性不强的铜发生反应，还能与炭反应。C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O加热时与木炭反应的化学方程式为：浓硫酸的强氧化性-----之三③与非金属反应我们在做浓硫酸使蔗糖脱水的实验中会闻到一股刺激性的气味，那么它是否真的是二氧化硫呢？我们用下列实验来验证浓硫酸与炭反应是否生成了二氧化碳、水和二氧化硫。仪器连接如下说明：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。提示：与金属反应时，浓硫酸既表现氧化性也表现酸性；与非金属反应时，浓硫酸仅表现氧化性．探讨交流：(2)浓H2SO4与金属及非金属的反应中各表现了哪些性质．浓硫酸与不活泼金属和非金属的反应的规律由于浓硫酸具有强氧化性，故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．（活泼金属呢？）浓H2SO4稀H2SO4主要粒子H2SO4分子H＋、SO2－4吸水性有无脱水性有无氧化性强氧化性：H2SO4分子中＋6价的S表现出来的弱氧化性：H＋与活泼金属反应生成H2，H＋表现出来的与金属反应①加热时与绝大多数金属反应，但无H2生成②常温下使Fe、Al钝化与Fe、Al等活泼金属(H前)反应生成H2酸性与金属反应时都可以生成硫酸盐1.浓H2SO4与稀H2SO4性质的比较2．酸的氧化性和氧化性酸酸的氧化性氧化性酸酸电离出的H＋被还原为H2，是酸的通性指酸根部分的某元素获得电子被还原如H3PO4、H2CO3、稀H2SO4等反应中酸根离子不发生变化如浓硫酸、硝酸、次氯酸等其酸根中的S＋6、N＋5、Cl＋1易获得电子表现出很强的氧化性下列现象体现了硫酸的哪些性质？（1）把浓硫酸滴入放在蒸发皿里的蔗糖上，蔗糖就会炭化变黑（2）把浓硫酸露置在空气里，质量会增加。（3）把锌粒放入稀硫酸里，会产生氢气。（4）把铜片放入浓硫酸里并加热，会产生SO2。（5）利用浓硫酸和食盐固体反应，制HCl气体。脱水性吸水性酸性强氧化性难挥发性1、课堂练习课堂练习•2．浓H2SO4的脱水性与吸水性类似，都是将物质中的H2O吸出来．()•提示：错误，因浓H2SO4的脱水性是将某些有机物中的H、O按H2O的组成脱去，这些H、O在原物质中并不是以H2O的形式存在．3、浓H2SO4具有强氧化性，SO2具有还原性，所以浓H2SO4不能干燥SO2气体()提示：错误，因正四价的硫和正六价的硫之间无中间价态，浓H2SO4与SO2不反应．浓硫酸的强氧化性[例1]向50mL18mol/L的H2SO4溶液中加入适量的铜片并加热．充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量为()A．小于0.45molB．等于0.45molC．在0.45～0.90mol之间D．大于0.45mol考查点一浓硫酸的强氧化性—[解析]浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应．浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，硫酸浓度逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止．因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小．据题，被还原的硫酸物质的量为n(H2SO4)＝12×18mol/L×0.05L＝0.45mol为理论值．[答案]A在一定体积的18mol/L的硫酸中加入过量铜片，加热，被还原的硫酸为0.9mol，则浓硫酸的实际体积为()A．等于50mLB．大于50mLC．等于100mLD．大于100mL[关键一点]解答本题的主要失误在于一是没有理解题意，没有按“被还原的H2SO4的物质的量”这一关键性的指导语去考虑问题，二是没有理解随着反应进行，浓硫酸逐渐变稀，稀硫酸不和铜反应．第四节氨硝酸硫酸（三）HNO3硝酸硝酸第三节硝酸一、硝酸的物理性质纯硝酸是____、______、有______气味的液体，密度为1.5027g/cm3，比水的密度__，沸点为83℃，是一种易挥发性酸（越浓越易挥发,浓硝酸和浓HCl一样在空气中亦能形成白雾）。98%以上的浓硝酸叫___________。常用浓HNO3的质量分数大约为69%。无色易挥发刺激性“发烟硝酸”大小节:三种常用浓酸物理性质的比较浓硫酸：质量分数98.3%，密度1.84g/com3,浓度18.4mol/L浓硝酸：质量分数一般69%，浓度约13~14mol/L挥发的HNO3在空气中形成白雾浓盐酸：质量分数37~38%，浓度约12mol/L挥发的HCl在空气中形成白雾1、酸的通性2、不稳定（分解）3、有强氧化性二、化学性质1）与指示剂作用2）与活泼金属反应3）与碱性氧化物反应4）与碱反应5）与某些盐反应1、具有酸的通性（一元强酸）注意：与紫色石蕊试剂作用稀硝酸只变红浓硝酸先变红后褪色强氧化性无论浓、稀硝酸均有强氧化性氧化性：浓硝酸＞稀硝酸2、不稳定性：见光或受热分解4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O△或光照密封于棕色瓶中,并放在阴暗处（1）保存：（2）久置浓硝酸为什么呈黄色？注：硝酸的浓度越大，越容易分解。思考答：因为硝酸分解产生的NO2溶解在硝酸中，使硝酸呈黄色；向该溶液中通入氧气可去掉黄色。（4NO2+O2+2H2O4HNO3）3、强氧化性（1）常温下，浓硫酸或浓硝酸与某些金属(如铁、铝)接触时，能使金属表面生成一层致密的氧化物，从而阻止内部的金属继续与浓硫酸反应，这一现象叫钝化现象。稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性（2）与金属（几乎所有金属，除Au、Pt外）铂、金溶于王水王水：浓硝酸和浓盐酸的体积比为1∶3的混合物，有很强的氧化性，能使一些不溶于硝酸的金属（如金、铂）溶解。注意：与金属反应不产生氢气，N元素被还原反应规律M+HNO3→M﹙NO3﹚n+还原产物+H2O浓硝酸→NO2稀硝酸→NO注意：当反应条件不同、硝酸的浓度不同时，硝酸还原产物中氮的化合价也是不同的，可能是不同的价态，如：NO2HNO2NON2ON2NH3+4+3+2+10-3铜与浓稀硝酸的反应.FLVCu+4H++2NO3Cu2++2NO2+2H2OHNO3的作用：酸性、强氧化性3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O与稀硝酸反应现象：固体不断溶解，溶液变成蓝色，先产生无色气体，气体然后逐渐变成红棕色，最后红棕色又变浅3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2OFe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O注意：与变价金属反应时，均将金属氧化成最高价Fe与稀硝酸特点：不管生成硝酸盐的成分如何，Fe(NO3)3、Fe(NO3)2还是混合物被还原的硝酸的物质的量一定是参加反应硝酸的1／4思考题在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KNO3，发现铜粉溶解，为什么？3Cu＋8H+＋2NO3-＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2OC+4HNO3（浓）2H2O+4NO2↑+CO2↑（3）.与非金属反应（4）能与还原性物质反应：如金属单质、非金属单质，Fe2+、I-、S2-、SO32-等。△S2-Fe2+SO2I-SFe3+H2SO4I2注意：浓硝酸不能氧化Cl-。36(2)在利用HNO3的酸性时，要注意它的强氧化性如FeO与稀硝酸反应的方程式应是3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O而不是FeO＋2HNO3(稀)===Fe(NO3)2＋H2O.37(3)NO－3在离子共存问题判断中的特殊性①在中性或碱性溶液中，NO－3无强氧化性．②当溶液中有大量H＋存在时，NO－3就表现出强氧化性．如在有大量H＋、NO－3存在的溶液中，不能大量存在Fe2＋、S2－、I－、SO2－3等强还原性离子．(4)硝酸与金属反应时，既表现强氧化性又表现强酸性．(5)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色．1、实验室制法NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3△2、工业制法三、制法N2NH3NONO2HNO3H2催化氧化O2O2H2O四、硝酸的用途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。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。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等。C练习：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。浓硫酸浓硫酸具有吸水性2．从经济效益和环境保护两个方面考虑,大量制取Cu(NO3)2最适宜采取的方法是()A、Cu和浓硝酸反应B、Cu和稀硝酸反应C、CuCuOCu(NO3)2D、Cu和AgNO3溶液反应稀硝酸浓盐酸、浓硝酸浓盐酸、浓硝酸都具有易挥发性3．如何鉴别浓硝酸和稀硝酸？4．探究性问题：为了验证铁钉与浓硝酸在不加热时是否发生钝化，可采取的方法是什么？判断正误1．浓H2SO4、浓HNO3敞口放置于空气中，浓度都会变小，原理相同．()提示：错误，原理不同，浓H2SO4因其吸水性浓度变小，而浓HNO3是因其挥发性浓度变小．2．浓H2SO4的脱水性与吸水性类似，都是将物质中的H2O吸出来．()提示：错误，因浓H2SO4的脱水性是将某些有机物中的H、O按H2O的组成脱去，这些H、O在原物质中并不是以H2O的形式存在．3．Cu与浓HNO3在常温下可剧烈反应，Al的活动性强于Cu，所以Al在常温下与浓HNO3的反应更剧烈()提示：错误，Al在浓HNO3中钝化，不能剧烈反应．4．王水的氧化性比HNO3还强，它由浓盐酸和浓硝酸以体积比1∶3混合而成．()提示：错误，因王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比3∶1混合而成的．考查点二硝酸的强氧化性———————————硝酸的强氧化性：[例2]将0.1mol铜与40mL10mol/LHNO3充分反应后，溶液中含amolH＋，由此可知()A