新课标同步导学高一化学课件：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 57页

第 2 课时　硫酸和硝酸的氧化性 老师说，浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸就在这三瓶中，到底怎么区分啊？ 1 ．了解浓硫酸的强氧化性。 2 ．了解浓、稀硝酸的氧化性。 3 ．了解硫酸和硝酸的重要用途。 1 ． 酸的通性 (1) 电离方程式为： __________________ 。 (2) 硫酸具有酸的通性可与 __________ 作用， 也可与 __________________________ 及某些盐 反应。 酸碱指示剂 H 2 SO 4 ===2H ＋ ＋ SO 活泼金属、碱、碱性氧化物 2 ． 浓硫酸的特性 (1) 吸水性：浓 H 2 SO 4 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 ______ 。 (2) 脱水性：浓 H 2 SO 4 能把有机物中的 _______ 元 素按 __________ 脱去，剩余黑色的炭。 (3) 强氧化性 ①与金属的反应：除 _______ 以外的绝大多数金 属都能与浓 H 2 SO 4 作用，如与铜反应。 干燥剂 氢、氧 水的组成比 Au 、 Pt 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 _____ 有气泡逸出 无色 红色 蓝色 实验结论 Cu 和浓 H 2 SO 4 反应的化学方程式为： __________________________________ ②常温下，冷的浓 H 2 SO 4 能使 Fe 、 Al 发生 ____ 。 ③与非金属反应 加热时与木炭反应的化学方程式为： _____________________________________ 。 钝化 与 Fe 、 Al 的反应情况 常温下将 Al 、 Fe 钝化，加热时能继续氧化 发生置换反应 氧化性的强弱情况 氧化性强 氧化性弱 [ 温馨提示 ] 　足量的活泼金属 Zn 与浓 H 2 SO 4 反应时，开始阶段浓 H 2 SO 4 体现其强氧化性，产生 SO 2 气体，随着反应的进行浓硫酸变为稀 H 2 SO 4 时， Zn 与稀 H 2 SO 4 反应产生 H 2 。 1 ．鉴别稀硫酸和浓硫酸最简单的方法是 ( 　　 ) A ．加酚酞试液 B ．与铜片反应 C ．加 BaCl 2 溶液和硝酸 D ．用玻璃棒各蘸一点滴在纸上 解析： 　稀硫酸和浓硫酸都不能使酚酞试液变色，与 BaCl 2 溶液和硝酸反应都生成白色沉淀，故 A 、 C 两项不正确；稀硫酸与铜片不反应，浓硫酸与铜片加热时可反应，但不符合 “ 简单 ” 的要求，故 B 项也不正确；用玻璃棒各蘸一点滴在纸上，稀硫酸无明显变化，浓硫酸很快使纸变黑，该法最简单，故 D 项正确。 答案： 　 D 1 ． 硝酸 硝酸是一元强酸，具有酸的通性，但硝酸与 金属反应一般不产生 ___ 。 (1) 强氧化性 ①与金属的反应 浓 HNO 3 与 Cu 反应的化学方程式为： ________________________________________ 。 4HNO 3 ( 浓 ) ＋ Cu===Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑＋ 2H 2 O H 2 稀 HNO 3 与 Cu 反应的化学方程式为： __________________________________________ 。 ②与非金属反应 浓 HNO 3 与木炭加热时的化学方程式为： ________________________________________ 。 ③常温下，冷的浓硝酸能使 _______ 钝化。 8HNO 3 ( 稀 ) ＋ 3Cu===3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑＋ 2H 2 O 铁、铝 ④王水是 ______ 和 _______ 的混合物，体积比 为 _____ ，能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。 (2) 不稳定性 浓硝酸在受热或光照条件下易分解，反应方 程式为： _________________________________ ， 生成的 ____ 又溶于 HNO 3 ，使 HNO 3 常显黄色。 浓硝酸 浓盐酸 1 ∶ 3 NO 2 2 ． 硫酸和硝酸的用途 (1) 硫酸和硝酸都是重要的 ________ ，也是化 学实验室里必备的重要试剂。工业上可用于 制 _________________ 、染料、盐类等。 (2) 硫酸还用于精炼 _____ 、金属加工前的酸洗 及制取各种 _______ 酸，做干燥剂等。 化工原料 化肥、农药、炸药 石油 挥发性 硝酸具有强氧化性是由于 HNO 3 中的＋ 5 价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是＋ 5 价氮被还原。 1 ． 表现 (1) 浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。 (2) 与非金属单质 C 、 S 、 P 等在加热条件下反应，非金属元素生成酸性氧化物。 如浓 HNO 3 与木炭加热时的化学方程式为： (3) 金属与 HNO 3 反应一般不生成 H 2 ，浓 HNO 3 一般被还原为 NO 2 ，稀 HNO 3 一般被还原为 NO ，极稀 HNO 3 可被还原成 NH 3 ，生成 NH 4 NO 3 。 (4) 在利用 HNO 3 的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如 FeO 与稀硝酸反应时的方程式应是 3FeO ＋ 10HNO 3 ( 稀 )===3Fe(NO 3 ) 3 ＋ NO ↑＋ 5H 2 O ，而不是发生复分解反应生成 Fe(NO 3 ) 2 。 (5) 硝酸与铁反应时，产物符合以下规律 (6) 浓 HNO 3 与过量 Cu 反应的情况 可利用电子守恒和氮原子守恒求解有关 Cu 、 HNO 3 和混合气体之间的量的关系。 2 ． 规律 (1) 温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。 (2) 与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。 [ 温馨提示 ] 　 HNO 3 的强氧化性是考查的重点和热点，在有些题目中隐蔽性较强，在遇到 NO 时，应联想到是否可能考查 HNO 3 的氧化性，然后分析溶液中是否含大量 H ＋ ，若含大量 H ＋ 则表现强氧化性，若在中性或碱性环境中不用考虑 HNO 3 的强氧化性。 2 ．关于硝酸的说法正确的是 ( 　　 ) A ．硝酸与金属反应时，主要是＋ 5 价的氮得电子 B ．浓 HNO 3 与浓 HCl 按 3 ∶ 1 的体积比所得的混合物叫王水 C ．硝酸电离出的 H ＋ 能被 Zn 、 Fe 等金属还原成 H 2 D ．常温下，向浓 HNO 3 中投入 Fe 片，会产生大量的红棕色气体 答案： 　 A 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 、 H 2 S 等气体 解析： 　氨气能与浓 H 2 SO 4 作用生成 (NH 4 ) 2 SO 4 ， A 错误；由 S 与浓 H 2 SO 4 发生反应的方程式可知：浓 H 2 SO 4 全部被还原为 SO 2 ，浓硫酸只表现出强氧化性， B 错误；铜与浓 H 2 SO 4 发生反应时，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，而铜与稀 H 2 SO 4 不发生反应，故产生的气体小于 22.4 L ， C 错误。 答案： 　 D [ 思考感悟 ] 　浓硫酸除具有酸的通性外，还具有 “ 三大特性 ” ：吸水性、脱水性和强氧化性。 解析： 　判断某些酸在化学反应中是否表现了酸性，只要看该酸是否提供酸根离子生成了盐，如果生成了该酸对应的盐，则表现了酸性。而判断是否表现了强氧化性则需从中心原子的化合价是否降低的角度加以分析。 A 、 B 中硫元素的化合价不变，浓硫酸只表现出酸性； C 中硫元素的化合价全部降低，浓硫酸只表现出强氧化性；而 D 中有一部分硫元素的化合价降低，一部分硫元素的化合价不变，所以浓硫酸在反应中既表现出酸性又表现出强氧化性。 答案： 　 D 足量铜与一定浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和 NO 2 、 N 2 O 4 、 NO 的混合气体，这些气体与 1.68 L O 2 ( 标准状况 ) 混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入 5 mol·L － 1 NaOH 溶液至 Cu 2 ＋ 恰好完全沉淀，则消耗 NaOH 溶液的体积是 ( 　　 ) A ． 60 mL 　　 B ． 45 mL C ． 30 mL D ． 15 mL 解析： 　 答案： 　 A [ 思考感悟 ] 　金属与 HNO 3 的反应运用 “ 守恒法 ” 求解，一般类型有： (1) 电子守恒 金属失电子数＝生成气体时 HNO 3 得电子数。 (2) 物料守恒 消耗 HNO 3 的量＝盐中 NO 的量 ( 表现酸性的 HNO 3 ) ＋气体中的 N 原子 ( 被还原的 HNO 3 ) 的量。 2 ．有某硫酸和硝酸的混合溶液 20 mL ，其中含有硫酸的浓度为 2 mol·L － 1 ，含有硝酸的浓度为 1 mol·L － 1 ，现向其中加入 0.96 g 铜粉，充分反应后 ( 假设只生成 NO 气体 ) ，最多可收集到标准状况下的气体的体积为 ( 　　 ) A ． 89.6 mL B ． 112 mL C ． 168 mL D ． 224 mL 解析： 　铜粉溶解于稀硝酸的离子方程式为： 3Cu 　＋ 8H ＋ ＋　 2NO===3Cu 2 ＋ ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 0.015 mol 0.1 mol 0.02 mol 经比较可知 Cu 的量不足，所以可由 Cu 的量求得 生成 NO 为 0.01 mol ，即标准状况下气体的体积为 224 mL 。 答案： 　 D 热点实验　铜与浓硫酸的反应 [ 探究举例 ] 　某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应，用图所示装置进行有关实验。请回答： (1) 装置 A 中发生反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ 。 (2) 装置 D 中试管口放置的棉花中应浸一种液体 , 这种液体是 ________ ，其作用是 ________________________________________________________________________ 。 (3) 装置 B 的作用是贮存多余的气体。当 D 处有明显的现象后，关闭旋塞 K ，移去酒精灯，但由于余热的作用， A 处仍有气体产生，此时 B 中现象是 ______________________________ __________________________ 。 B 中应放置的液体是 ________( 填字母 ) 。 a ．水　　　 b ．酸性 KMnO 4 溶液 c ．浓溴水 d ．饱和 NaHSO 3 溶液 (4) 实验中，取一定质量的铜片和一定体积 18 mol·L － 1 浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余，其原因是 ____________________ ________________________________ 。 1 ． ( 原创题 ) 下列说法中，正确的是 ( 　　 ) A ．浓硫酸稀释时，应将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中，并不断用玻璃棒搅拌 B ．浓硫酸不分解，不挥发，所以可以敞口放置于空气中 C ．浓硫酸具有氧化性，稀硫酸无氧化性 D ．可以用铁罐或铝槽车来运输冷的浓硫酸 解析： A 中，因浓硫酸稀释时放热，故应将浓硫酸向水中慢慢倒入并用玻璃棒不断搅拌； B 中，浓硫酸易吸收空气中的水蒸气，导致浓度变稀； C 中，稀硫酸可以电离出 H ＋ ，而 H ＋ 具有弱的氧化性，如 Zn ＋ H 2 SO 4 ===ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ 反应中，稀硫酸作氧化剂， D 中，因 Fe 、 Al 遇冷的浓硫酸钝化，故 D 正确。 答案： D 2 ．下列关于硝酸的认识中，正确的是 ( 　　 ) A ．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B ．浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气 C ．因常温下铝和铁不与浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中 D ．硝酸与金属反应时，只表现出氧化性 解析： 浓、稀硝酸都有氧化性，可与除 Au 、 Pt 之外的所有金属反应，且不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。 答案： A 3 ．将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是 ( 　　 ) A ．反应生成气体的物质的量相等 B ．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C ．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D ．反应中转移的电子总数：前者多，后者少 解析： 　由反应： Cu ＋ 4HNO 3 ( 浓 )===Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 )===3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 可知：当铜质量相同，硝酸过量 时，生成气体的物质的量前者多，消耗 n(HNO 3 ) 前者多，反应中转移电子总数相等。 答案： 　 B 答案： 　 D 5 ．根据下图所示装置，回答下列问题。 (1) 开始加热后，产生的现象是： a 处 ______________ ； b 处 __________________ 。 (2) 停止反应后，用酒精灯在 b 处微微加热，产生的现象是 ______________________________ _____________________________________ 。 (3) 写出 a 处发生反应的化学方程式： _________________________________ 。 (4) 蘸有 Na 2 CO 3 溶液的棉花的作用是 _________________________________ 。 解析： (1) 浓 H 2 SO 4 与铜片反应生成 SO 2 气体， SO 2 能使品红褪色，生成的 CuSO 4 使溶液变蓝色。 (2) 被 SO 2 漂白的品红试纸加热时会重新变红。 (4)SO 2 有毒，不能直接排放在空气中，用 Na 2 CO 3 溶液可以吸收多余的 SO 2 。 练规范、练技能、练速度