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第第2课时课时硫酸和硝酸的氧化性硫酸和硝酸的氧化性新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、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：能使紫色石蕊试液变与指示剂作用：能使紫色石蕊试液变_。(2)与活泼金属反应，如与活泼金属反应，如Zn、Fe：ZnH2SO4=ZnSO4H2、FeH2SO4=FeSO4H2。红色红色(3)与碱性氧化物反应，如与碱性氧化物反应，如Fe2O3：_。(4)与碱反应，如与碱反应，如Ba(OH)2：H2SO4Ba(OH)2=BaSO42H2O。(5)与某些盐发生复分解反应，如与某些盐发生复分解反应，如Na2CO3：H2SO4Na2CO3=Na2SO4CO2H2O。3H2SO4Fe2O3=Fe2(SO4)33H2O2.浓硫酸浓硫酸(1)物理性质物理性质纯硫酸是一种纯硫酸是一种_色色_体，常用体，常用的浓硫酸的质量分数为的浓硫酸的质量分数为98.3%，其密度为，其密度为1.84 g/cm3，沸点为，沸点为338 ，是难挥发性，是难挥发性酸。浓硫酸易溶于水，能与水以任意比互溶，酸。浓硫酸易溶于水，能与水以任意比互溶，溶解时放出大量的热。溶解时放出大量的热。无无油状液油状液(2)浓硫酸的三大特性浓硫酸的三大特性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_，密度将减小，浓度将密度将减小，浓度将_，体积增大。这是因为，体积增大。这是因为浓硫酸具有浓硫酸具有_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。脱水性脱水性 浓硫酸可以使有机化合物中的氢氧元素按浓硫酸可以使有机化合物中的氢氧元素按_的原子个数比从有机物中脱出。的原子个数比从有机物中脱出。增大增大减小减小吸水吸水干燥干燥21强氧化性强氧化性a常温下：常温下：浓硫酸可将浓硫酸可将_等金属的表面氧化为等金属的表面氧化为致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的致密的氧化物薄膜，阻止了酸与内层金属的进一步反应。进一步反应。b加热时：加热时： 浓浓H2SO4可以与除金、铂之外的所有金属反可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成成SO2。如浓硫酸与金属铜的反应。如浓硫酸与金属铜的反应。铁、铝铁、铝二、硝酸二、硝酸(特性特性)1.强氧化性强氧化性(1)与金属反应与金属反应除金、铂以外的绝大多数金属都能与硝酸除金、铂以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。反应。常温下，冷的浓硝酸能使常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。钝化。与铜反应与铜反应(写出化学方程式写出化学方程式)浓硝酸：浓硝酸：_。稀硝酸：稀硝酸：_。(2)与非金属反应与非金属反应加热时浓硝酸与木炭发生反应：加热时浓硝酸与木炭发生反应：C4HNO3(浓浓) CO24NO22H2O。Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)王水王水组成：组成：_与与_,体积比为体积比为13；性质：能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。性质：能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。2.不稳定性不稳定性(1)化学方程式：化学方程式：_。(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。浓硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。浓硝酸浓硝酸浓盐酸浓盐酸4HNO3 4NO2O22H2O想一想想一想实验室中如何保存浓硝酸？通常用该法保存实验室中如何保存浓硝酸？通常用该法保存的试剂有哪些？的试剂有哪些？提示：提示：实验室中将浓硝酸放在棕色瓶中密闭实验室中将浓硝酸放在棕色瓶中密闭保存。见光易发生分解的通常就放在棕色瓶保存。见光易发生分解的通常就放在棕色瓶中密闭保存，除浓硝酸外，还有氯水、双氧中密闭保存，除浓硝酸外，还有氯水、双氧水、高锰酸钾、硝酸银等。水、高锰酸钾、硝酸银等。三、硫酸与硝酸的用途三、硫酸与硝酸的用途1.都是重要的化工原料，也是化学实验室必都是重要的化工原料，也是化学实验室必备的重要试剂。备的重要试剂。2.硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种及制取各种_等。等。挥发性酸挥发性酸自主体验自主体验1.下列关于浓硫酸的叙述中下列关于浓硫酸的叙述中,正确的是正确的是()A浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体二氧化硫气体C浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体氢气等气体D浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属形成氧化膜而钝化成氧化膜而钝化解析：选解析：选D。浓硫酸使蔗糖炭化体现的是浓。浓硫酸使蔗糖炭化体现的是浓硫酸的脱水性，硫酸的脱水性，A不正确；浓硫酸与铜在加不正确；浓硫酸与铜在加热的条件下才能发生氧化还原反应，热的条件下才能发生氧化还原反应，B不正不正确；浓硫酸具有吸水性，可用来作气体干燥确；浓硫酸具有吸水性，可用来作气体干燥剂，但不能用来干燥氨气，剂，但不能用来干燥氨气，C不正确。不正确。2.(2012伊春高一检测伊春高一检测)下列关于浓硝酸、浓下列关于浓硝酸、浓硫酸和浓盐酸的叙述中，正确的是硫酸和浓盐酸的叙述中，正确的是()A常温下都用铁或铝制容器贮存常温下都用铁或铝制容器贮存B露置在空气中，容器内酸液的质量都减露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻轻C常温下都能与铜较快反应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降露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低低解析：选解析：选D。浓硝酸、浓盐酸易挥发，溶质。浓硝酸、浓盐酸易挥发，溶质减少，浓度降低；浓硫酸易吸水，溶剂增加减少，浓度降低；浓硫酸易吸水，溶剂增加,浓度降低。浓度降低。3.将过量铁粉放入将过量铁粉放入100 mL 2 mol/L的的HNO3溶液中，假设还原产物只有溶液中，假设还原产物只有NO且且HNO3完全完全反应，则参加反应的反应，则参加反应的Fe的质量为的质量为()A2.8 gB5.6 gC4.2 g D11.2 g要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1浓硫酸与浓硫酸与Cu、C反应分别体现反应分别体现其什么性质？其什么性质？提示：提示：与与Cu反应体现强氧化性和酸性，与反应体现强氧化性和酸性，与C反应体现强氧化性。反应体现强氧化性。浓硫酸的强氧化性浓硫酸的强氧化性要点归纳要点归纳1.与金属的反应与金属的反应(体现酸性氧化性体现酸性氧化性)(1)与较活泼金属反应与较活泼金属反应铁、铝钝化：常温下，当铁、铝等较活泼铁、铝钝化：常温下，当铁、铝等较活泼的金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应的金属遇到浓硫酸时，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表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝钝化化”现象。现象。其他活泼金属：除铁、铝外的其他活泼金其他活泼金属：除铁、铝外的其他活泼金属与浓硫酸反应时，开始产生属与浓硫酸反应时，开始产生SO2，后来产，后来产生生H2。(2)与较不活泼金属反应与较不活泼金属反应金属浓硫酸金属浓硫酸 高价态硫酸盐高价态硫酸盐SO2H2O反应需要加热，否则不反应；反应需要加热，否则不反应；浓硫酸的还原产物是浓硫酸的还原产物是SO2。2.与非金属反应与非金属反应(只体现强氧化性只体现强氧化性)非金属单质浓硫酸非金属单质浓硫酸 高价态氧化物或含高价态氧化物或含氧酸氧酸SO2H2O3.与还原性物质反应与还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性，能将还原性物质浓硫酸具有强氧化性，能将还原性物质(如如H2S、HI、HBr)氧化。氧化。特别提醒特别提醒足量的铜与浓硫酸反应时，实际产生的足量的铜与浓硫酸反应时，实际产生的SO2比理论值要小，原因是随着反应的不断进行比理论值要小，原因是随着反应的不断进行,浓硫酸不断被消耗，硫酸的浓度不断减小，浓硫酸不断被消耗，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当硫酸的浓度减小到一定程度时就不再与铜反应。反应。即时应用即时应用A上下移动上下移动中铜丝可控制中铜丝可控制SO2的量的量B中选用品红溶液验证中选用品红溶液验证SO2的生成的生成C中选用中选用NaOH溶液吸收多余的溶液吸收多余的SO2D为确认为确认CuSO4生成，向生成，向中加水，观察中加水，观察颜色颜色解析：选解析：选D。Cu2H2SO4(浓浓) CuSO42H2OSO2，题中当向上移动，题中当向上移动中铜丝时中铜丝时,铜丝与浓硫酸脱离接触，反应停铜丝与浓硫酸脱离接触，反应停止；当止；当向下移动时，铜丝与浓硫酸接触向下移动时，铜丝与浓硫酸接触,生成生成SO2,因此可控制因此可控制SO2的量，故的量，故A正确。正确。SO2可以使可以使品红溶液褪色，加热后又可恢复原色，因此品红溶液褪色，加热后又可恢复原色，因此可用品红溶液检验可用品红溶液检验SO2，故，故B正确。正确。SO2会污染大气造成酸雨，因此不能直接排会污染大气造成酸雨，因此不能直接排放，可用放，可用NaOH溶液吸收，故溶液吸收，故C也正确。反也正确。反应后，中含有大量硫酸，若直接向应后，中含有大量硫酸，若直接向中加中加水，容易使水沸腾而溅出，造成危险，故水，容易使水沸腾而溅出，造成危险，故D不正确。不正确。硝酸的强氧化性硝酸的强氧化性探究导引探究导引2浓、稀硝酸分别与浓、稀硝酸分别与Cu反应时，反应时，其还原产物相同吗？其还原产物相同吗？提示：提示：不同，浓硝酸被还原为不同，浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸，稀硝酸被还原为被还原为NO。1.本质本质HNO3中的中的5价氮元素具有很强的得电子能价氮元素具有很强的得电子能力。力。2.规律规律(1)硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。化性越强。(2)还原剂一般被氧化成最高价态。还原剂一般被氧化成最高价态。3.具体表现具体表现(1)硝酸与金属的反应硝酸与金属的反应除除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。如氧化所有的金属。如3Ag4HNO3(稀稀)=3AgNO3NO2H2O。活泼金属与活泼金属与HNO3反应不生成反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。的浓度不同，还原产物不同。常温下浓硝酸能使常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化。钝化。(2)硝酸与非金属的反应硝酸与非金属的反应反应规律：非金属单质浓硝酸反应规律：非金属单质浓硝酸最高最高价氧化物或其含氧酸价氧化物或其含氧酸NO2H2O。反应举例：反应举例：C4HNO3(浓浓) CO24NO22H2O4.关于硝酸与金属反应的计算关于硝酸与金属反应的计算(1)电子守恒法电子守恒法硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原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得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。子总数。特别提醒特别提醒即时应用即时应用2.将将8 g Fe置于置于40 mL HNO3中微热，生成中微热，生成气体的颜色随反应的进行由深变浅，充分反气体的颜色随反应的进行由深变浅，充分反应后得标准状况下的气体为应后得标准状况下的气体为1.792 L，此时，此时剩余剩余2.4 g固体，求：固体，求：(1)该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的质量比；酸的质量比；(2)求混合气体中求混合气体中NO和和NO2的体积比。的体积比。答案：答案：(1)25(2)31题型探究权威预测题型探究权威预测硫酸根离子的性质硫酸根离子的性质第一份加入第一份加入AgNO3溶液有沉淀生成；溶液有沉淀生成；第二份加足量第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到溶液加热后，收集到气体气体0.04 mol；第三份加足量第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为量为2.33 g。根据上述实验，以下推测正确。根据上述实验，以下推测正确的是的是(双选双选)()【答案答案】AC【名师点睛名师点睛】根据离子的反应特征判断离根据离子的反应特征判断离子的存在，同时注意离子间的物质的量关系子的存在，同时注意离子间的物质的量关系,根据整个溶液是电中性的，利用电荷守恒判根据整个溶液是电中性的，利用电荷守恒判断断K的存在。的存在。实验探究浓硫酸的强氧化性实验探究浓硫酸的强氧化性 (1)浓硫酸与木炭在加热条件下的浓硫酸与木炭在加热条件下的化学方程式为化学方程式为_。(2)已知已知KMnO4酸性溶液可以吸收酸性溶液可以吸收SO2，试，试用下图中各装置设计一个实验，验证上述反用下图中各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向按产物气流从左到右的方向)是是(填装置的编填装置的编号号)：_。编号编号装置装置编号编号装置装置(3)实验时可观察到装置实验时可观察到装置中中A瓶的溶液褪色瓶的溶液褪色,C 瓶 的 溶 液 不 褪 色 。瓶 的 溶 液 不 褪 色 。 A 瓶 溶 液 的 作 用 是瓶 溶 液 的 作 用 是_，B瓶溶液的作用是瓶溶液的作用是_，C瓶溶液的作用是瓶溶液的作用是_。(4)装置装置中所加的固体药品是中所加的固体药品是_，可确认的，可确认的产物是产物是_，确定装置，确定装置在整套装置中位置的理在整套装置中位置的理由 是由 是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(5)装置装置中所盛溶液是中所盛溶液是_，可验证的产物是可验证的产物是_。【解析解析】木炭与浓硫酸加热反应木炭与浓硫酸加热反应,生成水、生成水、CO2和和SO2。CO2和和SO2在化学性质上的相同点都在化学性质上的相同点都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反应，使澄清石灰水变浑浊，会相互干扰鉴别。反应，使澄清石灰水变浑浊，会相互干扰鉴别。CO2和和SO2在化学性质上的明显不同点为在化学性质上的明显不同点为SO2有漂白性，有漂白性，CO2则不然；则不然；SO2有较强的还原性，有较强的还原性，CO2则不然。在则不然。在SO2、CO2混合气体中，首先混合气体中，首先用品红溶液检验用品红溶液检验SO2的存在，然后将的存在，然后将SO2氧化氧化除去，再用澄清石灰水检验除去，再用澄清石灰水检验CO2的存在，是的存在，是一种确认一种确认SO2和和CO2共存的好方案。共存的好方案。由于对由于对CO2、SO2的确认都是在溶液中进行的确认都是在溶液中进行的，所以应在确认的，所以应在确认CO2和和SO2之前先确认之前先确认H2O。与。与H2O发生作用并伴有明显现象的物发生作用并伴有明显现象的物质，中学生应该熟知的是无水质，中学生应该熟知的是无水CuSO4。白色。白色的粉末与的粉末与H2O反应生成蓝色的晶体。反应生成蓝色的晶体。CuSO4与与CO2和和SO2都不发生任何作用。都不发生任何作用。【答案答案】(1)C2H2SO4(浓浓) 2SO2CO22H2O(2)(3)验证产物气流中是否有验证产物气流中是否有SO2将将SO2全部全部氧化吸收氧化吸收确认产物中确认产物中SO2已被已被B瓶溶液全瓶溶液全部除去部除去(4)无水无水CuSO4(或变色硅胶或变色硅胶)水蒸气水蒸气由于由于产物气流通过产物气流通过时会带出水蒸气，所以时会带出水蒸气，所以必须在必须在之前之前(5)澄清石灰水澄清石灰水CO2【规律方法规律方法】本题主要考查实验的总体设本题主要考查实验的总体设计，结合所给试剂的作用，判断各部分装置计，结合所给试剂的作用，判断各部分装置可验证的产物，从而确定各装置间的连接顺可验证的产物，从而确定各装置间的连接顺序。另外，要做好本题必须掌握序。另外，要做好本题必须掌握CO2、SO2及浓硫酸的性质。及浓硫酸的性质。有关有关HNO3反应的计算反应的计算 将将32.64 g铜与铜与140 mL一定浓度的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的硝酸反应，铜完全溶解，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。请回答：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，向溶液中加待产生的气体全部释放后，向溶液中加入入V mL a mol/L的的NaOH溶液，恰好使溶液溶液，恰好使溶液中的中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为的浓度为_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。【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失去的电失去的电子守恒。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所含氮原子守恒。所含氮原子守恒。NO、NO2全部转化为全部转化为HNO3，与氧化剂，与氧化剂H2O2应符合电子守恒。应符合电子守恒。热点示例思维拓展热点示例思维拓展经典案例经典案例铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。反应，产物不同，实验现象也不同。.某课外活动小组为了证某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为应的产物为NO，设计了，设计了如图所示的实验装置，如图所示的实验装置，实验步骤如下：实验步骤如下：检查装置的气密性；检查装置的气密性；向试管中加入一定量向试管中加入一定量CaCO3固体；固体；向试管中倒入过量的稀硝酸，并迅速盖上向试管中倒入过量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞；带铜丝和导管的橡皮塞；待反应完全后，将右边导管插入试管内接待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面；近液面；将铜丝插入到溶液中；将铜丝插入到溶液中；用注射器向大试管内推入氧气用注射器向大试管内推入氧气(或空气或空气)。思考并回答下列问题：思考并回答下列问题：(1)设计步骤设计步骤、的目的是什么？的目的是什么？(2)设计步骤设计步骤的目的是什么？的目的是什么？.分别将等质量的铜片与等体积均过量的分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸，稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈浓硝酸，稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。绿色，后者呈蓝色。思考并回答下列问题：思考并回答下列问题：(3)某同学提出这可能是某同学提出这可能是Cu2浓度差异引起浓度差异引起的，你同意这种看法吗？的，你同意这种看法吗？【答案答案】.(1)生成生成CO2排除试管内的空排除试管内的空气，防止气，防止NO被氧化。被氧化。(2)根据无色气体变为红棕色，证明铜与稀根据无色气体变为红棕色，证明铜与稀硝酸反应生成硝酸反应生成NO。.(3)不同意，原因是铜的质量相等不同意，原因是铜的质量相等,则则Cu2的物质的量相等，而溶液的体积相等，故的物质的量相等，而溶液的体积相等，故Cu2的物质的量浓度相等，所以不可能是的物质的量浓度相等，所以不可能是Cu2浓度差异引起的。浓度差异引起的。
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