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第四章非金属及其化合物第四节氨硝酸硫酸第2课时硫酸和硝酸的氧化性1激趣入题2新知预习3预习自测4课堂探究5核心素养6课堂达标7课时作业激趣入题常温下，浓硝酸或浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化，保护内部的金属不再与酸反应，所以可以用铝质或铁质容器盛放浓硝酸。为什么常温下浓硫酸或浓硝酸使铝、铁钝化，让我们走进教材，学习硫酸和硝酸的氧化性。常温下铁铝在浓硫酸或浓硝酸中钝化新知预习一、硫酸1．稀硫酸——具有酸的通性：(1)电离方程式为：___________________________。(2)硫酸具有酸的通性，可与酸碱指示剂作用，也可与______、______________、活泼金属及某些盐反应。2．浓硫酸的特性：(1)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，故常用作干燥剂。(2)脱水性：浓硫酸能把有机物中的__________元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。H2SO4===2H＋＋SO2－4碱碱性氧化物氢、氧(3)强氧化性。①与金属的反应。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________实验结论化学方程式：__________________________________________有气泡逸出无色红色蓝色Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O②常温下，浓硫酸能使Fe、Al发生钝化。③与非金属反应。加热时与木炭反应的化学方程式：___________________________________________。C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O3．硫酸的用途：(1)制造化肥、医药、农药。(2)金属矿石的处理、金属材料表面的清洗。(3)制取硫酸盐，制取难挥发性酸。(4)化学试剂。点拨：常用的干燥剂：浓硫酸(不能干燥NH3、HI、H2S等)；碱石灰(不能干燥酸性气体和Cl2等)；CaCl2(不能干燥NH3)。二、硝酸的性质HNO3===H＋＋NO－3Fe、Al1∶3写出下列有关反应的化学方程式：(1)Cu与浓硝酸反应：____________________________________________。(2)Cu与稀硝酸反应：____________________________________________。(3)加热时与木炭反应的化学方程式：C＋4HNO3=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(4)硝酸分解的化学方程式：4HNO3=====光照或加热4NO2↑＋O2↑＋2H2O。点拨：硝酸的浓度越大氧化性越强，与还原产物的价态(或转移电子的多少)无关。Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O预习自测1．关于硝酸的说法正确的是()A．硝酸电离出的H＋，能被Zn、Fe等金属还原成H2B．浓硝酸与浓盐酸按3∶1的体积比所得的混合物叫王水C．硝酸与金属反应时，主要是＋5价的氮元素得电子D．常温下，向浓硝酸中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体2．下列关于硫酸的叙述正确的是()A．稀硫酸具有强氧化性B．常温下，浓硫酸可用铁罐贮存C．稀硫酸能使蔗糖脱水D．SO2溶于水，可得到稀硫酸CB3．浓硫酸在使下列物质的转化中，既表现出氧化性，又表现出酸性的是()A．Cu→CuSO4B．C→CO2C．蔗糖变黑D．Fe2O3→Fe2(SO4)34．(2019·广安高一检测)常温下，能被浓硝酸钝化的金属是()A．MgB．FeC．CuD．AgAB5．对于下列事实的解释错误的是()A．在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性B．浓硫酸能够干燥氯气、氢气等气体，说明浓硫酸具有吸水性C．常温下，浓硝酸可以用铁罐贮存，说明铁与浓硝酸不反应D．氨水可使酚酞试剂变为红色，说明氨水显碱性6．取三张蓝色石蕊试纸湿润后贴在玻璃片上，然后按顺序分别滴加69%的浓硝酸、98%的硫酸、新制氯水，三张试纸最终变成()A．白、红、白B．红、黑、白C．红、红、红D．白、黑、白CD课堂探究问题探究：1.浓硫酸是常用的干燥剂。根据浓硫酸的性质分析哪些气体不可以用浓硫酸干燥？2．钝化是化学变化吗？常见的钝化有哪些？探究提示：1.由于浓硫酸具有酸性和强氧化性，因此碱性气体及还原性气体一般不能用浓硫酸干燥。如NH3、H2S、HI、HBr等，但具有还原性的H2、CO、SO2等可以用浓硫酸来干燥。2．钝化属于化学变化，其实质是常温下金属被氧化成致密的氧化物薄膜覆盖在金属表面，隔离金属与酸。常见的钝化有常温下Fe、Al与浓硝酸、浓硫酸分别发生钝化。知识点1浓硫酸的强氧化性知识归纳总结：浓硫酸的强氧化性反应物变化或反应表现性质常温下，铁、铝遇到浓硫酸时发生钝化铁、铝加热时，反应生成硫酸盐和SO2强氧化性活泼金属其他与浓硫酸反应时，开始产生SO2，后来产生H2较不活泼金属金属＋浓硫酸――→△高价态硫酸盐＋SO2↑＋H2O强氧化性和酸性非金属非金属单质＋浓硫酸――→△高价态氧化物或含氧酸＋SO2↑＋H2O还原性物质能将还原性物质(如H2S、HI)氧化，如H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O强氧化性点拨：(1)浓硫酸与稀硫酸氧化性的区别。浓硫酸具有强氧化性，原因是H2S＋6O4―→S＋4O2稀硫酸具有弱氧化性，原因是2H＋1―→H02(2)足量的铜与浓硫酸反应时，实际产生的SO2比理论值要小，原因是随着反应的进行，硫酸的浓度不断减小，当硫酸的浓度减小到一定程度时就不再与铜反应。(3)常温下，铁、铝遇到浓硫酸时并不是不反应，而是发生钝化，表面形成致密氧化膜阻止浓硫酸与金属的接触。(2019·玉林高一检测)用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是()A．上下移动①中铜丝可控制SO2的量B．②中选用品红溶液验证SO2的生成C．③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2D．为确认CuSO4生成，向①中加水，观察颜色典例1D解析：上下移动铜丝可以控制铜与浓硫酸的接触面积的大小，从而可以控制反应生成SO2的量，A正确；SO2可使品红溶液褪色(化合作用)，因此②中品红溶液可以验证SO2的生成，B正确；SO2有毒，能与NaOH溶液反应，因此③中NaOH溶液可以吸收多余的SO2，C正确；反应后溶液呈黑色，且不能直接向浓硫酸中加水，应取铜与浓硫酸反应后①中溶液，加入水中，边加边搅拌，溶液显蓝色即可证明有CuSO4生成，D错误。〔变式训练1〕(2019·秦皇岛高一检测)下列叙述正确的是()A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为S＋2H2SO4(浓)=====△3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了其强氧化性又表现了其酸性C．把足量铜粉投入含有2molH2SO4的浓硫酸中，反应后得到标准状况下气体体积为22.4LD．常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化D解析：不能用浓硫酸干燥NH3，A不正确；浓硫酸与S反应时，只表现其强氧化性，B不正确；Cu与浓硫酸反应时，浓硫酸浓度逐渐降低，当成为稀硫酸时，反应停止，参加反应的H2SO4少于2mol，故C项产生的SO2的标准状况下小于22.4L。问题探究：1.根据浓硝酸的性质思考，在实验室中浓硝酸应怎样保存？中学常见试剂中利用此方法保存的药品还有哪些？2．久置的浓硝酸常显黄色，其原因是什么？如何去除久置浓硝酸中的黄色？探究提示：1.浓硝酸不稳定，见光易分解，因此浓硝酸需盛放于棕色细口瓶中以避光保存。中学常见试剂还需避光保存的有氯水、溴水、AgNO3溶液等。2．浓硝酸具有不稳定性，分解后产生NO2，NO2溶于硝酸后而显黄色。去除的方法是向浓硝酸中通入O2或空气。知识点2硝酸的强氧化性知识归纳总结：1．规律：(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。(2)浓硝酸的还原产物是NO2，稀硝酸的还原产物是NO，一般来讲，硝酸的浓度越稀，其还原产物的价态越低。2．具体表现：(1)硝酸与金属的反应。①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O；②活泼金属与硝酸反应不生成H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；③常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。(2)硝酸与非金属的反应。①反应规律：非金属单质＋浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸＋NO2↑＋H2O；②实例：C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)硝酸与还原性化合物的反应。硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2＋、FeO、Br－、I－、S2－、SO2－3等均能被HNO3氧化。3．硝酸与金属反应的计算：(1)电子守恒法：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。(2)原子守恒法：硝酸与金属反应时，反应前硝酸中的NO－3一部分仍以NO－3的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的硝酸中N的物质的量相等。(3)利用离子方程式计算：硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用硝酸与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO－3与硫酸电离出的H＋仍能继续与金属反应。如金属铜与混酸的反应方程式为3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(2019·淄博高一检测)下列实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是()典例2DA．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应解析：图①中产生的红棕色气体应为NO2和O2的混合气体，原因是灼热的碎玻璃促进了硝酸的分解，A项正确；图②中的气体可能是红热的木炭促进了硝酸分解生成的，也可能是木炭与浓硝酸反应生成的，B项正确；图③中，由于红热的木炭没有插入浓硝酸中，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体NO2为还原产物，C项正确；图③中气体产物中的二氧化碳也可能是试管中的O2与红热的木炭反应生成的，D项错误。〔变式训练2〕(2019·济南高一检测)如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L－1的HNO3，加热充分反应后，下列粒子在体系中一定大量存在的是()①NO－3②Fe3＋③H＋④NO⑤NO2A．①B．①⑤C．②④⑤D．①②③⑤B解析：开始反应生成NO2，随反应的进行，硝酸浓度会变低，铁与稀硝酸反应生成NO，硝酸过量时生成三价铁离子，铁过量时，生成亚铁离子。若铁粉过量，体系中大量存在NO－3、Fe2＋、NO2、NO；若HNO3过量，体系中大量存在NO－3、Fe3＋、H＋、NO2，一定大量存在的是NO－3、NO2。核心素养蔗糖与浓H2SO4混合发生的变化——“黑面包”实验蔗糖被浓H2SO4脱水炭化，放出大量的热。C12H22O11――→浓H2SO412C＋11H2O该热量对C和浓H2SO4加热，C和浓H2SO4发生氧化还原反应：C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O该反应生成的气体使炭膨化。总之，蔗糖与浓H2SO4混合发生的变化，一是能量变化，二是物质变化，物质变化又包括化学变化和物理变化，伴随的现象是白色固体渐渐变为黑色、蓬松多孔、体积较大的固体，同时能闻到刺激性气味。〔即时训练〕(2019·黄山高一检测)某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸时，设计了如下方案：操作结论甲投入火柴梗变黑者为浓硫酸乙常温下加入金属铁片产生刺激性气味的气体者为浓硫酸丙分别加入盛水的试管