硫酸和硝酸的氧化性课件

1第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸第二课时第二课时 硫酸和硝酸硫酸和硝酸 的氧化性的氧化性2一、硫酸一、硫酸1稀硫酸稀硫酸具有酸的通性具有酸的通性(1)与指示剂作用：能使紫色石蕊试液与指示剂作用：能使紫色石蕊试液 (2)与活泼金属与活泼金属(如如Zn、Fe)反应反应(3)与碱性氧化物与碱性氧化物(如如CuO、Fe2O3)反应反应(4)与碱与碱如如NaOH、Ca(OH)2反应反应(5)与某些盐与某些盐(如如Na2CO3、BaCl2等等)发生复分解反应发生复分解反应变红变红32浓硫酸浓硫酸（三大特性）（三大特性）(1)吸水性吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将 ，密，密度将减小，浓度度将减小，浓度 ，体积增大这是因为浓硫酸具，体积增大这是因为浓硫酸具有有 性，在实验室里常用浓硫酸作性，在实验室里常用浓硫酸作 剂剂减小减小增大增大氢、氧氢、氧吸水吸水干燥干燥 水水（H:O=2:1）(2)脱水性脱水性浓硫酸可以使有机化合物中的浓硫酸可以使有机化合物中的 元素按元素按 的组成从有机物中的组成从有机物中“脱离脱离”出来，结合成水分子出来，结合成水分子4(3)浓硫酸的强氧化性浓硫酸的强氧化性-之一之一与金属反应：加热时，浓与金属反应：加热时，浓H2SO4可以与除金、可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成本身一般被还原成 .如浓硫酸与金属铜的反应：如浓硫酸与金属铜的反应：SO25有气泡冒出有气泡冒出蓝色蓝色无色无色红色红色Cu2H2SO4(浓浓)CuSO4SO22H2O6常温下，常温下，冷的浓冷的浓H2SO4能使能使Fe、Al发生发生 钝化钝化钝化：钝化：常温下，当常温下，当Fe、Al等较活泼金属遇到浓硫酸时，会与浓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“钝化钝化”现象现象2浓浓H2SO4的强氧化性的强氧化性-之二之二7探讨交流：探讨交流：(1)Fe、Al被浓被浓H2SO4钝化是不反应吗？若反应是化钝化是不反应吗？若反应是化学变化吗？学变化吗？提示：提示：(1)是常温下，是常温下，Fe、Al的表面能被浓的表面能被浓H2SO4氧化氧化生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内部金属的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，属于化学变化进一步反应，属于化学变化89在加热时浓硫酸不仅能和活泼性不强在加热时浓硫酸不仅能和活泼性不强的铜发生反应，还能与炭反应的铜发生反应，还能与炭反应。C2H2SO4(浓浓)CO22SO22H2O加热时与木炭反应的化学方程式为：加热时与木炭反应的化学方程式为：浓硫酸的强氧化性浓硫酸的强氧化性-之三之三与非金属反应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。氧化硫。10仪器连接如下仪器连接如下说明：应首先用无水硫酸铜验证水，然后用品说明：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。化，最后才验证二氧化碳。11提示：提示：与金属反应时，浓硫酸既表现氧化性也表现酸与金属反应时，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性；与非金属反应时，浓硫酸仅表现氧化性探讨交流：探讨交流：(2)浓浓H2SO4与金属及非金属的反应中各表现了哪些与金属及非金属的反应中各表现了哪些性质性质12浓硫酸与不活泼金属和非金属的反应的规律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：属发生反应，反应过程中有如下规律：反应要加热，否则不反应；反应要加热，否则不反应；还原产物一般是还原产物一般是SO2.一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，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非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，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，只表现强氧化性而与非金属反应时，只表现强氧化性随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，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（反应就停止（活泼金属呢活泼金属呢？）？）131.1.浓浓H H2 2SOSO4 4与稀与稀H H2 2SOSO4 4性质的比较性质的比较141516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17课堂练习 2浓浓H2SO4的脱水性与吸水性类似，都是将物质的脱水性与吸水性类似，都是将物质中的中的H2O吸出来吸出来()提示：提示：错误，因浓错误，因浓H2SO4的脱水性是将某些有机的脱水性是将某些有机物中的物中的H、O按按H2O的组成脱去，这些的组成脱去，这些H、O在原在原物质中并不是以物质中并不是以H2O的形式存在的形式存在3、浓浓H2SO4具有强氧化性，具有强氧化性，SO2具有具有还原还原性，所性，所以浓以浓H2SO4不能干燥不能干燥SO2气体气体 ()提示：提示：错误，因错误，因正四价的硫和正六价的硫正四价的硫和正六价的硫之间无中间价之间无中间价态，浓态，浓H2SO4与与SO2不不反反应应18课堂练习4在在Cu与浓与浓H2SO4的反应中，浓的反应中，浓H2SO4体现体现了强氧化性和酸性了强氧化性和酸性()提示：正确提示：正确19浓硫酸的强氧化性浓硫酸的强氧化性例例1向向50 mL 18 mol/L的的H2SO4溶液中加入适量的铜片并溶液中加入适量的铜片并加热充分反应后，被还原的加热充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量为的物质的量为 ()A小于小于0.45 mol B等于等于0.45 molC在在0.450.90 mol之间之间 D大于大于0.45 mol考查点一考查点一 浓硫酸的强氧化性浓硫酸的强氧化性20答案答案A21在一定体积的在一定体积的18 mol/L的硫酸中加入过量铜片，加热，被的硫酸中加入过量铜片，加热，被还原的硫酸为还原的硫酸为0.9 mol，则浓硫酸的实际体积为，则浓硫酸的实际体积为 ()A等于等于50 mL B大于大于50 mLC等于等于100 mL D大于大于100 mL22关键一点关键一点 解答本题的主要失误在于一是没有理解题意，没解答本题的主要失误在于一是没有理解题意，没有按有按“被还原的被还原的H2SO4的物质的量的物质的量”这一关键性的指导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，稀硫酸不和铜反应逐渐变稀，稀硫酸不和铜反应23第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸（三）硫酸（三）24第三节 硝酸一、硝酸的物理性质一、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（越浓越易挥发浓越易挥发,浓硝酸和浓浓硝酸和浓HCl一样在空气中亦能形成一样在空气中亦能形成白雾）白雾）。98%以上的浓硝酸叫_。常用浓HNO3的质量分数大约为69%。无色无色易挥发易挥发刺激性刺激性“发烟硝酸发烟硝酸”大大25小节小节:三种常用浓酸物理性质的比三种常用浓酸物理性质的比较较浓硫酸：浓硫酸：质量分数质量分数98.3%，密度，密度1.84g/com3,浓度浓度 18.4mol/L浓硝酸浓硝酸 ：质量分数质量分数 一般一般69%，浓度约，浓度约1314mol/L 挥发的挥发的HNO3在空气中形成白雾在空气中形成白雾 浓盐酸浓盐酸：质量分数质量分数3738%，浓度约，浓度约12mol/L 挥发的挥发的HCl在空气中形成白雾在空气中形成白雾 261、酸的通性、酸的通性2、不稳定（分解）、不稳定（分解）3、有强氧化性、有强氧化性二、化学性质二、化学性质271 1）与指示剂作用）与指示剂作用2 2）与活泼金属反应）与活泼金属反应3 3）与碱性氧化物反应）与碱性氧化物反应4 4）与碱反应）与碱反应5 5）与某些盐反应）与某些盐反应1、具有酸的通性（一元强酸）、具有酸的通性（一元强酸）注意：与注意：与紫色紫色石蕊试剂作用石蕊试剂作用稀硝酸稀硝酸 只变只变红红浓硝酸浓硝酸 先变先变红红 后后褪色褪色强氧化性强氧化性无论浓、稀硝酸均有强氧化性无论浓、稀硝酸均有强氧化性氧化性：浓硝酸稀硝酸氧化性：浓硝酸稀硝酸282、不稳定性：、不稳定性：见光或受热分解见光或受热分解 4HNO3 4NO2 +O2+2H2O或光照或光照密封于棕色瓶中密封于棕色瓶中,并放在阴暗处并放在阴暗处（1 1）保存）保存：（2 2）久置浓硝酸为什么呈黄色？）久置浓硝酸为什么呈黄色？注注：硝酸的浓度越大，越容易分解。硝酸的浓度越大，越容易分解。思考思考答：因为硝酸分解产生的答：因为硝酸分解产生的NO2溶解在硝酸中，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使硝酸呈黄色；向该溶液中通入氧气可去掉黄色色。（。（4NO2+O2+2H2O 4HNO3）293、强氧化性、强氧化性（1）常温下，）常温下，浓硫酸或浓硝酸与浓硫酸或浓硝酸与某些金属某些金属(如如铁、铝铁、铝)接触时，能使金属表面生成一层接触时，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，这一现象叫与浓硫酸反应，这一现象叫钝化钝化现象。现象。30稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性（2）与金属（几乎所有金属，除）与金属（几乎所有金属，除Au、Pt外）外）铂、金溶于王水铂、金溶于王水 王水：王水：浓硝酸和浓盐酸的体积比为浓硝酸和浓盐酸的体积比为 1 3 的混的混合物，有很强的氧化性，能使一些不溶于硝酸合物，有很强的氧化性，能使一些不溶于硝酸的金属（如金、铂）溶解。的金属（如金、铂）溶解。31注意：与金属反应不产生氢气，注意：与金属反应不产生氢气，N元素被还原元素被还原反应规律反应规律M+HNO3 MNO3n+还原产物还原产物+H2O浓硝酸浓硝酸 NO2稀硝酸稀硝酸 NO注意：当反应条件不同、硝酸的浓度不同时，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硝酸还原产物中氮的化合价也是不同的，的，可能是不同的价态，如：可能是不同的价态，如：NO2 HNO2 NO N2O N2 NH3+4 +3 +2 +1 0 -332铜与浓稀硝酸的反应铜与浓稀硝酸的反应.FLV.FLVCu+4H+2NO3 Cu2+2NO2 +2H2OHNO3的作用：的作用：酸性、强氧化性酸性、强氧化性3Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓浓)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，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，最后红棕色又变浅红棕色又变浅333Fe+8HNO3(稀稀)3Fe(NO3)2+2NO+4H2OFe+4HNO3(稀稀)Fe(NO3)3+NO+2H2O注意：注意：与变价金属反应时，均将金属氧化成最高价与变价金属反应时，均将金属氧化成最高价Fe与稀硝酸与稀硝酸特点：不管生成硝酸盐的成分如何，特点：不管生成硝酸盐的成分如何，Fe(NO3)3、Fe(NO3)2还是混合物还是混合物 被还原的硝酸的物质的量一定是被还原的硝酸的物质的量一定是 参加反应硝酸的参加反应硝酸的1434 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？3Cu8H+2NO3-3Cu2+2NO4H2O35C+4HNO3（浓）（浓）2H2O+4NO2+CO2（3 3）.与非金属反应与非金属反应（4）能与还原性物质反应：能与还原性物质反应：如金属单质、非金属单质，如金属单质、非金属单质，Fe2+、I-、S2-、SO32-等等。36S2-Fe2+SO2 I-SFe3+H2SO4I2注意：浓硝酸不能氧化Cl-。37(2)在利用在利用HNO3的酸性时，要注意它的强氧化性的酸性时，要注意它的强氧化性如如FeO与稀硝酸反应的方程式应是与稀硝酸反应的方程式应是3FeO10HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)3NO5H2O而不是而不是FeO2HNO3(稀稀)=Fe(NO3)2H2O.38391、实验室制法、实验室制法NaNO3+H2SO4(浓浓)NaHSO4+HNO32、工业制法、工业制法三、制法三、制法N2 NH3 NO NO2 HNO3H2催化氧化催化氧化O2O2H2O40 四、硝酸的用途四、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、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。油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸等。41C C练习：1 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 。浓硫酸浓硫酸浓硫酸具有吸水性浓硫酸具有吸水性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、Cu CuO Cu(NO3)2 D、Cu和AgNO3溶液反应 稀硝酸浓盐酸、浓硝酸浓盐酸、浓硝酸浓盐酸、浓硝酸都具有易挥发性浓盐酸、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？42亲爱的水：亲爱的水：请允许我这样叫你请允许我这样叫你,其实这么长时间其实这么长时间来来,我一直深爱着你我一直深爱着你.我遇上你时不会像老我遇上你时不会像老刘（硫酸）那样惹你生气，刘（硫酸）那样惹你生气，让你噼里啪啦让你噼里啪啦地从容器中飞溅出来地从容器中飞溅出来。当我见不到你时。当我见不到你时,我我会在空气中寻找你会在空气中寻找你,寻找每一丝你的痕迹寻找每一丝你的痕迹.可我不像老刘，有那么强的占有欲，而且可我不像老刘，有那么强的占有欲，而且不让你和碳待在一起不让你和碳待在一起，我可以挥发出去追，我可以挥发出去追寻你，即使化作寻你，即使化作无数细小的液滴无数细小的液滴。43 我不像老刘说得那么多嘴。他说我我不像老刘说得那么多嘴。他说我欺欺负金属负金属，其实他很虚伪，其实他很虚伪，追不到你时，给追不到你时，给金属穿上一层外衣（氧化膜），金属穿上一层外衣（氧化膜），你若相信你若相信了他，和他在一起，他就变了，他会扒掉了他，和他在一起，他就变了，他会扒掉金属的外衣（金属的外衣（氧化膜氧化膜），然后开始），然后开始冒泡冒泡，欺负她们。欺负她们。水水,你总在我和老刘之间犹豫你总在我和老刘之间犹豫,老刘虽老刘虽袒护他的袒护他的小弟（小弟（SOSO2 2），却欺负其他物质，却欺负其他物质，这是自私的黑社会行为。这是自私的黑社会行为。44 老刘只知占有你，可他何时付出过？高老刘只知占有你，可他何时付出过？高温时，他会让你挥发出去，自己却留在原地，温时，他会让你挥发出去，自己却留在原地，以保安全；而我总是先挥发出去。以保安全；而我总是先挥发出去。我我见光分解，生成物中有你见光分解，生成物中有你，这说明，这说明你是我的一部分。老刘说二氧化氮污染空气，你是我的一部分。老刘说二氧化氮污染空气，到空中拽着你变成我，形成酸雨。他不是也到空中拽着你变成我，形成酸雨。他不是也下酸雨吗？我的酸雨落地后会成为宝贵的氮下酸雨吗？我的酸雨落地后会成为宝贵的氮肥，而他呢？肥，而他呢？选择我吧！选择我吧！硝酸硝酸 45判断正误判断正误1浓浓H2SO4、浓、浓HNO3敞口放置于空气中，浓度都会变小，原敞口放置于空气中，浓度都会变小，原理相同理相同 ()提示：提示：错误，原理不同，浓错误，原理不同，浓H2SO4因其吸水性浓度变小，因其吸水性浓度变小，而浓而浓HNO3是因其挥发性浓度变小是因其挥发性浓度变小2浓浓H2SO4的脱水性与吸水性类似，都是将物质中的的脱水性与吸水性类似，都是将物质中的H2O吸吸出来出来 ()提示：提示：错误，因浓错误，因浓H2SO4的脱水性是将某些有机物中的的脱水性是将某些有机物中的H、O按按H2O的组成脱去，这些的组成脱去，这些H、O在原物质中并不是以在原物质中并不是以H2O的形式存在的形式存在463Cu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47 4王水的氧化性比王水的氧化性比HNO3还强，它由浓盐酸和浓硝酸以还强，它由浓盐酸和浓硝酸以 体积比体积比1 3混合而成混合而成 ()提示：提示：错误，因王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比错误，因王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比3 1混合而成的混合而成的48考查点二硝酸的强氧化性考查点二硝酸的强氧化性49硝酸的强氧化性：硝酸的强氧化性：例例2将将0.1 mol 铜与铜与40 mL 10 mol/L HNO3充分反应后，溶充分反应后，溶液中含液中含a mol H，由此可知，由此可知 ()A生成的气体在标准状况下的体积为生成的气体在标准状况下的体积为4.48 LB生成的气体在标准状况下的体积为生成的气体在标准状况下的体积为1.49 LC被还原的硝酸的物质的量为被还原的硝酸的物质的量为(0.2a)molD反应后溶液中所含反应后溶液中所含NO的物质的量为的物质的量为0.2 mol50答案答案C51关键一点关键一点 解题的关键在于：解题的关键在于：(1)掌握铜与浓掌握铜与浓HNO3反应的特点：反应的特点：“先浓后稀先浓后稀”，(2)掌握金属与硝酸反应的计算规律：掌握金属与硝酸反应的计算规律：参加反应的硝酸等于起酸性作用的硝酸加上起氧化剂参加反应的硝酸等于起酸性作用的硝酸加上起氧化剂作用的硝酸作用的硝酸52铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生当加铜粉放入稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生当加入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气入一种盐后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出该盐是体逸出该盐是 ()AFe2(SO4)3 BNa2CO3CKNO3 DFeSO453答案：答案：C54考查点三有关硝酸的计算考查点三有关硝酸的计算55例例3将将32.64 g铜与铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的溶解，产生的NO和和NO2混合气体在标准状况下的体积为混合气体在标准状况下的体积为11.2 L请回答：请回答：(1)NO的体积为的体积为_L，NO2的体积为的体积为_L.(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol/L的的NaOH溶液，恰好使溶液中的溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为酸溶液的浓度为_mol/L.(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为溶液中全部转化为NaNO3，至少需要，至少需要30%的双氧水的双氧水_g.56解析解析解答本题应从以下三点考虑：解答本题应从以下三点考虑：生成生成NO、NO2得到的电子与得到的电子与Cu失去的电子守恒失去的电子守恒HNO3所含氮原子与反应后生成的所含氮原子与反应后生成的NaNO3、NO、NO2所所含氮原子守恒含氮原子守恒NO、NO2全部转化为全部转化为HNO3，与氧化剂，与氧化剂H2O2应符合电应符合电子守恒子守恒57585960616.4 g铜与过量的硝酸铜与过量的硝酸(8 mol/L 60 mL)充分反应后，硝酸的充分反应后，硝酸的还原产物有还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含，反应后溶液中所含H为为n mol，此时溶液中所含此时溶液中所含NO的物质的量为的物质的量为 ()A0.28 molB0.31 molC(n0.2)mol D(n0.4)mol62答案：答案：C63谢谢大家