2018学年高一化学必修一第四章第4.2节硫酸和硝酸的氧化性模块讲义 人教课标版

硫酸和硝酸的氧化性知识精讲一、硫酸1．物理性质纯净的浓硫酸是一种液体，密度水的密度。

2．稀硫酸的化学性质稀硫酸是强酸，具有酸的通性，相关反应的离子方程式如下3．浓硫酸的特性 (1)吸水性：浓硫酸能够吸收气体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作__________。

(2)脱水性：浓硫酸能把物质中的__________元素按水的组成比脱去，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硫酸作用，如与铜反应。

实验操作a试管中铜丝表面_______。

b试管中的品红溶液逐渐变为______。

实验现象 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和浓硫酸反应的化学方程式：______________________________②常温下，冷的浓硫酸能使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：___________________。

4．用途 (1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。

(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。

(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。

二、硝酸1．酸性硝酸是一元强酸，具有酸的通性，但硝酸与金属反应一般不产生_______。

2．强氧化性 (1)与金属的反应。

浓硝酸与Cu反应的化学方程式为：____________________________。

稀硝酸与Cu反应的化学方程式为：____________________________。

(2)与非金属反应。

浓硝酸与木炭加热时的反应方程式为：____________________________。

(3)常温下，冷的浓硝酸能使_______钝化。

(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。

【答案】一、1. 无色黏稠、油状 大于2. (1)干燥剂(2)氢、氧 (3)①Au、Pt 有气泡逸出 无色 红色 蓝色△Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O②钝化△③C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O二、1．H2 2．(1)4HNO3(浓)+Cu===Cu(NO3)2+2NO2↑+ 2H2O 8HNO3(稀)+3Cu===3Cu(NO3)2 + 2NO↑+4H2O△ (2) C+4HNO3(浓) 2H2O+4NO2↑+CO2↑(3) 铁、铝(4) 浓硝酸 浓盐酸 1∶3 例题精讲 一、浓硫酸的强氧化性 1．本质 浓硫酸具有强氧化性，是因为 H2SO4 分子中+6 价的硫元素具有很强的得电子能力。

2．表现 (1)Fe、Al 的钝化 常温下，Fe、Al 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)常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和 SO2，硫酸变稀 后，生成的气体为 H2。

(3)与不活泼金属和非金属反应 ①反应需要加热，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。

(4)与具有还原性的化合物反应，如与 H2S、HI、HBr、FeCl2 等物质反应。

二、硝酸的强氧化性 1．规律 (1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。

(2)还原剂一般被氧化成最高价态。

2．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。

②活泼金属与 HNO3 反应不生成 H2，HNO3 的浓度不同，还原产物不同。

③常温下浓硝酸能使 Fe、Al 钝化，加热时反应。

(2)硝酸与非金属的反应：反应规律：非金属单质+浓硝酸―→最高价氧化物或高价含氧酸+NO2↑+H2O。

(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。

(4)硝酸与铁反应，当硝酸过量时，产物为 Fe(NO3)3，当铁过量时为 Fe(NO3)2。

三、硝酸与金属反应的有关计算方法1．从反应的本质看：金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO 3的共同作用。

例如：铜与稀硝酸反应的实质是：3Cu +8H++2 NO3 ===3Cu2+ +4H2O +2NO↑。

Fe2+与稀硝酸反应的实质是：3Fe2++4H++NO 3===3Fe3++2H2O+NO↑。

2．从硝酸在反应中的作用看：参加反应的硝酸一部分显酸性，生成硝酸盐，另一部分作氧化剂，一般转化为氮的氧化物(NO 或 NO2)，根据氮元素守恒解题。

3．从守恒的角度看：(1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，一般情况下金属失去的电子被+5 价的氮得到，转化为 NO 或 NO2 (也可能会转化为 N2O、N2 和 NH3)，N 原子得到的电子数等于金 属原子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。

(2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO 3的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中 N 的物质的量与反应消耗的 HNO3 中 N 的物质的量相等。

4．从反应始态和最终状态看：终态法的运用使许多复杂问题简单化，在化学计算中具有非常重要的地位。

典例 1 某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：(1)B 是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请在图上把导管补充完整。

(2)实验中他们取 6.4 g 铜片和 12 mL 18 mol·L−1 浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后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。

①写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：__________________；②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是__________________；③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是：________(填编号)。

A．铁粉B．BaCl2 溶液C．银粉D．Na2CO3 溶液(3)装置 C 中试管 D 内盛装的是品红溶液，当 B 中气体收集满后，有可能观察到的现象是_____________ ， 待 反 应 结 束 后 ， 向 C 中 烧 杯 内 加 入 沸 水 ， D 中 观 察 到 的 现 象 是_____________。

(4)实验装置 C 有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决，__________________(实验用品自选)。

【答案】(1)△ (2)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑ ②随着反应进行，硫酸被消耗，产物有水生成，所以浓硫酸 变成稀硫酸，反应停止 ③AD (3)红色褪去 恢复红色 (4)用浸有 NaOH 的溶液的棉花团塞在试管口(合理均可)△ Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑的定量关系可知，0.1 mol 铜与含 2.16 mol 硫酸的浓硫酸反应，最 后发现烧瓶中还有铜片剩余，说明一定剩余酸，这是因为浓硫酸随着反应进行，浓度变小成为稀硫酸，不再和铜发生反应，所以有一定量的余酸但未能使用铜片完全溶解；③根据反应后必有硫酸铜产生，所以要证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，只有证明氢离子，A．铁粉与氢离子反应产生气泡，正确；B．BaCl2 溶液只能与硫酸根产生沉淀，无论硫酸是否过量，都会发生沉淀反应，因此不能证明硫酸是否过量，错误；C．银粉不反应，无现象，不能证明硫酸是否过量，错误；D．Na2CO3 溶液与氢离子反应产生气泡，正确。

(3)装置 C 中试管 D 内盛装的是品红溶液，当 B 中气体收集满后，SO2 进入品红溶液，使品红溶液褪色； 待反应结束后，向 C 中烧杯内加入沸水，升高温度，无色物质不稳定，受热分解，SO2 逸出，品红溶液又 变为红色。

(4)实验装置 C 有可能造成环境污染，由于 SO2 是酸性氧化物，可以与碱发生反应产生盐和水，因此可以 用浸有 NaOH 的溶液的棉花团塞在试管口。

典例 2 下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是 A．使石蕊溶液变红 B．与铜反应放出 NO 气体，生成 Cu(NO3)2 C．与 Na2CO3 反应放出 CO2 气体，生成 NaNO3 D．与 S 单质混合共热时生成 H2SO4 和 NO2【答案】B 【解析】A 项，HNO3 只表现酸性；B 项，Cu 与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成 Cu(NO3)2，部分作 氧化剂被还原为 NO；C 项，2HNO3+Na2CO3===CO2↑+H2O+2NaNO3，HNO3 只表现强酸性；D 项，HNO3 将 S 氧化为 H2SO4，自身被还原为 NO2，在该反应中 HNO3 只表现强氧化性典例 3 38.4 mg 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到 22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是A．1.0×10−3 molB．1.6×10−3 molC．2.2×10−3 molD．2.4×10−3 mol【答案】C同步练习 1．区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是A．与铜片反应 B．与石蕊溶液反应 C．用玻璃棒各蘸少许涂在纸上 D．加入锌片看是否有气体生成 2．下列现象和用途中，浓硫酸表现脱水性的是 A．实验室制取氯气时浓硫酸作干燥剂 B．浓硫酸加到蔗糖中，蔗糖变黑 C．浓硫酸加到胆矾上，蓝色晶体变为白色粉末 D．浓硫酸在常温下使 Fe、Al 钝化 3．下列关于浓 HNO3 和浓 H2SO4 的叙述中正确的是 A．常温下都可用铝制容器贮存 B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻 C．常温下都能与铜较快反应 D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都增大 4．在下列反应中，HNO3 既表现出氧化性，又表现出酸性的是 A．H2S+2HNO3===S↓+2NO2↑+2H2O B．CuO+2HNO3===Cu(NO3)2+H2O△ C．4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2OD．3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 5．浓硫酸和 2 mol·L−1 的稀硫酸，在实验室中敞口放置。

它们的质量和放置天数的关系如图。