微专题25 盐酸、硫酸、硝酸浓度的变化对化学性质的影响-备战2022年高考化学考点微专题（原卷版）.doc

微专题25 盐酸、硫酸、硝酸浓度的变化对化学性质的影响浓盐酸、浓硝酸和浓硫酸的对比浓盐酸浓硫酸浓硝酸颜色状态等无色有刺激性气味的液体无色黏稠，油状液体无色有刺激性气味液体，如长时间放置或光照会变黄个性对比有挥发性，在空气里会生成白雾，有刺激性气味不挥发，有吸水性(可做干燥剂)，有脱水性(化学性质，使有机物炭化)有挥发性，在空气里会生成白雾，有刺激性气味腐蚀性有腐蚀性，对活泼金属腐蚀性强强腐蚀性强腐蚀性一、盐酸盐酸是氢氯酸的俗称，是氯化氢(HCl)气体的水溶液，1体积的水大约能溶解500体积的HCl。盐酸为无色透明的一元强酸，盐酸具有极强的挥发性，因此打开盛有浓盐酸的容器后能在其上方看到白雾，实际为氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐酸小液滴。浓盐酸有刺激性气味和强腐蚀性。易溶于水、乙醇、乙醚和油等。浓盐酸为含38%氯化氢的水溶液，相对密度1.19，3.6%的盐酸，pH值为0.1。1稀盐酸具有酸的通性。2盐酸溶液中的H+具有氧化性，能与金属活动性顺序表(H)前的金属反应生成H2,Cl-具有还原性，随着盐酸浓度的增大，还原性逐渐增强。如：二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气。3当盐酸与某些物质反应，体现出其酸的通性时，其浓度变化对化学性质的影响一般遵循浓度对化学反应速率的影响，当盐酸的浓度增大时，其化学反应速率加快；当盐酸的浓度减小时，其化学反应速率减慢。4当二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气时，随着反应的进行，盐酸的浓度会逐渐减小，盐酸的还原性会逐渐减弱，直至反应停止。5盐酸具有很强的挥发性，当盐酸敞口放置或密封不严时，均会造成溶液浓度减小或溶质减少。6盐酸还能参与许多有机反应，如酚醛树酯的制备；氯化氢与烯烃或炔烃发生加成，氯化氢还能与醇反应生成卤代烃等等。二、硫酸纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%，其密度为1.84g·cm-3，其物质的量浓度为18.4mol·L-1。98.3%时，熔点：10；沸点：338。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该"酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅"。由于浓硫酸中含有大量未电离的硫酸分子(强酸溶液中的酸分子不一定全部电离成离子，酸的强弱是相对的)，所以浓硫酸具有吸水性、脱水性(俗称炭化，即腐蚀性)和强氧化性等特殊性质；而在稀硫酸中，硫酸分子已经完全电离，所以不具有浓硫酸的特殊化学性质。发烟硫酸是无色或棕色油状稠厚的发烟液体(棕色是因为其中含有少量铁离子)，具有强烈刺激性臭味，吸水性很强，与水可以任何比例混合，并放出大量稀释热。所以进行稀释浓硫酸的操作时，应将浓硫酸沿容器壁慢慢注入水中，并不断用玻璃棒搅拌。浓硫酸，俗称坏水，化学分子式为HSO，是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。坏水指质量分数大于或等于70%的硫酸溶液。浓硫酸在浓度高时具有强氧化性，这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性，强氧化性，强腐蚀性，难挥发性，酸性，吸水性等。硫酸的浓稀概念有一个大概的标准：最高的发烟硫酸密度约为2，含游离的SO3约60%。一般来说密度为1.84g/mL的硫酸叫浓硫酸(注：一般认为浓度70%以上硫酸的叫浓硫酸)其中折合含SO3的量达到82%，它的浓度为18 mol/L，中等浓度的是指密度在1.5到1.8左右，它们的浓度分别是在9.2mol/L到16mol/L。那么稀硫酸是指密度在1.5g/mL以下，浓度在9.2mol/L以下。1强腐蚀性浓硫酸具有很强的腐蚀性，若实验时是不小心溅到皮肤或衣服上，应立即用大量水冲洗，尽量减少浓硫酸在皮肤上停留的时间，就算其溶于水会有热量放出，但是大量事实证明，冲洗时流水会带走热量，产生的热对人体几乎无影响(切记不可用布擦，因为浓硫酸有强脱水性，接触皮肤后会使之炭化，用布会擦就会擦掉皮肤组织。但若需在试卷上作答，则以课本内容为准)，然后涂上3%5%的碳酸氢钠溶液(切不可用氢氧化钠等强碱)。严重的应立即送往医院。若实验时滴落在桌面上，则用布擦干即可。2吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量将增加，密度将减小，浓度降低，体积变大，这是因为浓硫酸具有吸水性，能吸附空气中的水。（1）常做干燥剂浓硫酸常做为洗气装置，浓硫酸熟知的除了能够吸收空气中的水外，还可以干燥中性和酸性气体。例如中性气体:CO、氧气、氮气和所有的稀有气体酸性气体：HCI气体、二氧化碳、二氧化硫（2）浓硫酸不能用作碱性气体(例如氨气)的洗气装置，因为浓硫酸与氨气反应。浓硫酸还不可干燥溴化氢、碘化氢，硫化氢等还原性气体。（3）需要特别注意的是，硫酸不能干燥二氧化氮，因为NO2溶于浓硫酸生成亚硝基硫酸等一些物质注：向五水硫酸铜中滴加浓硫酸，固体颜色会由蓝色变成白色，五水硫酸铜失去了结晶水，发生了化学变化；而对浓硫酸来说是体现了浓硫酸的吸水性。此项应特别注意，CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O是化学变化。 3脱水性脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。脱水性是浓硫酸的化学特性，物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(21)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭(炭化)，并会产生二氧化硫，故实验一定要在通风良好的情况下进行，否则有一定危险。浓硫酸反应过程分两步，先是蔗糖C12H22O11在浓硫酸作催化剂作用下脱水，生成碳和水(试验后蔗糖会变黑，黑的的就是碳颗粒):C12H22O11 硫酸 12C+11H2O;第二步，脱水反应产生的大量热让浓硫酸和C发生反应:C+2H2SO4CO2+2SO2+2H2O。利用脱水性，能够催化一些有机反应。乙烯实验室制法(浓硫酸作催化剂，脱水剂) CH3CH2OH CH2CH2 + H2O4强氧化性（1）金属反应常温下，浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。主要原因是硫酸分子与这些金属原子化合，生成致密的氧化物薄膜，防止氢离子或硫酸分子继续与金属反应，如铁一般认为生成Fe3O4。加热时，浓硫酸可以与除铱，钌，金，铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2。Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2+ 2H2O2Fe + 6 H2SO4 (浓) Fe2(SO4)3+ 3 SO2 + 6 H2OZn+2 H2SO4 (浓) ZnSO4 + SO2+2 H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。（2）热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。C + 2 H2SO4 (浓) CO2 + 2 SO2 + 2 H2OS + 2 H2SO4 (浓) 3 SO2 + 2 H2O 2P + 5 H2SO4 (浓) H3PO4 + 5 SO2 + 2 H2O（3）跟其他还原性物质反应浓硫酸具有强氧化性，实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸做干燥剂。H2S + H2SO4 (浓) =S + SO2 + 2 H2O2HBr + H2SO4 (浓) = Br2 + SO2 + 2 H2O2HI + H2SO4 (浓) = I2 + SO2 + 2 H2O5难挥发性(高沸点)制氯化氢、硝酸等(原理：利用难挥发性酸制易挥发性酸) 如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体。2NaCl(固)+ H2SO4 (浓) Na2SO4+2HClNa2SO3+ H2SO4 =Na2SO4+H2O+ SO2再如，利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。利用了浓硫酸的吸水性，吸收了浓盐酸中的水。6酸性制化肥，如氮肥、磷肥等。2NH3+ H2SO4 =(NH4)2SO4NH3+ H2SO4 =NH4HSO4Ca3(PO4)2+2 H2SO4 =2CaSO4+Ca(H2PO4)2三、硝酸硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性、挥发性、不稳定的强酸。化学式：HNO3。熔点：-42，沸点：78，易溶于水，常温下纯硝酸溶液无色透明。硝酸不稳定，遇光或热会分解而放出二氧化氮，分解产生的二氧化氮溶于硝酸，从而使外观带有浅黄色 ，应在棕色瓶中于阴暗处避光保存，也可保存在磨砂外层塑料瓶中(不太建议)，严禁与还原剂接触。浓硝酸是强氧化剂，遇有机物、木屑等能引起燃烧。含有痕量氧化物的浓硝酸几乎能与除铝和含铬特殊钢之外的所有金属发生反应，而铝和含铬特殊钢与浓硝酸发生钝化；与乙醇、松节油、焦炭，有机碎渣的反应非常剧烈。硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造化肥、炸药、硝酸盐等；在有机化学中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。浓盐酸和浓硝酸按体积比3:1混合可以制成具有强腐蚀性的王水。硝酸的酸酐是五氧化二氮(N2O5)。【专题精练】一、盐酸浓度的变化对化学性质的影响1为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的CO2体积与反应时间的关系图(0t1、t1t2、t2t3的时间间隔相等)。下列说法正确的是A0t1时间段，CO2的化学反应速率v(mol·L1·min1)Bt1t2与0t1比较，反应速率加快的原因可能是产生的CO2气体增多C根据(V3V2)(V2V1)，推测反应速率减慢的原因可能是盐酸浓度减小Dt4在后，收集到的气体的体积不再增加说明碳酸钙消耗完全220时，PbCl2(s)在不同浓度盐酸中的最大溶解量(单位：g·L1)如图所示。下列叙述正确的是（ ）A盐酸浓度越小，Ksp(PbCl2)越小B当盐酸浓度大于1mol·L1时，PbCl2(s)与盐酸因发生化学反应而溶解Cx、y两点对应的溶液中c(Pb2)相等D当盐酸浓度为1 mol·L1时，溶液中c(Pb2)一定最小3请分析下列氧化还原反应，该反应为实验室用MnO2和浓盐酸(注意不是稀盐酸)反应制备Cl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O用单线桥法表示出电子转移方向和数量_。该反应的氧化剂是_。HCl在该反应中体现的化学性质有_、_。实验测定，当MnO2足量时，无论如何控制条件，用含146gHCl的浓盐酸参与反应，得到的氯气始终小于71g，产生该现象的一个原因是HCl易挥发，另一个原因可能是_二、硫酸浓度的变化对化学性质的影响1下列实验中浓硫酸表现脱水性的是：浓硫酸敞口久置于空气中增重；浓硫酸干燥氢气；浓硫酸使白纸变黑；浓硫酸使铁、铝等金属钝化；蔗糖中加入浓硫酸制“黑面包”ABCD2下列关于硫酸的叙述中正确的是()A浓硫酸、稀硫酸都难挥发B浓硫酸、稀硫酸都能氧化金属锌，且反应实质相同C浓硫酸、稀硫酸在加热时都能与铜反应D浓硫酸、稀硫酸在常温下都能用铁制容器贮存3下列用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作中错误的是A分别取10mL溶液，质量大的是浓硫酸，质量小的是稀硫酸B观察液体流动性，流动性好的是稀硫酸，油状黏稠的是浓硫酸C把CuSO45H2O晶体投入溶液中，逐渐变为白色粉末的是浓硫酸，晶体溶解的是稀硫酸D将铝片分别投入溶液，快速放出气体的是浓硫酸，放出气体慢的是稀硫酸4下列关于硫酸、硝酸说法正确的是A纯锌与稀硫酸反应制氢气比粗锌慢，因为粗锌中含有比锌活泼的金属杂质B为增大铜与硝酸制取 NO 的反应速率，将稀硝酸改用浓硝酸C实验室用 75%的硫酸与亚硫酸钠制 SO2，比用 98%的浓硫酸速率快，因为 75%的硫酸 H+浓度大D铝片与稀硫酸反应，开始很缓慢，一段时间后反应速率加快，因为生成的Al3+有催化作用5已知锌跟浓硫酸反应生成SO2，跟稀硫酸反应生成H2。使一定量的锌与100mL18.5mol·L1浓硫酸充分反应，锌完全溶解，同时收集到标准状况下的气体A33.6L。将反应后的溶液稀释到1L，测得溶液中氢离子的浓度为0.1mol·L1。（1）写出锌跟浓硫酸反应的化学方程式：_。（2）反应过程中消耗的H2SO4的物质的量是_。（3）气体A的成分是_，各成分的体积比是_。（4）反应过程中消耗的锌的质量是_。三、硝酸浓度的变化对化学性质的影响1下列关于硝酸的说法中正确的是A稀硝酸能与Fe发生反应，浓硝酸不能B浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂C稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸D稀硝酸与Cu反应生成NO，而浓硝酸与Cu反应生成NO2，稀硝酸得电子更多，故稀硝酸的氧化性大于浓硝酸2以下关于铜跟浓、稀硝酸反应的说法中错误的是A1 mol浓硝酸被还原转移1 mol电子，而1 mol稀硝酸被还原转移3 mol电子，故氧化性稀硝酸强于浓硝酸BCu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈，故氧化性浓硝酸强于稀硝酸CCu与浓、稀硝酸反应都不需加热D生成等量的硝酸铜，消耗浓硝酸的量多3久置的浓硝酸呈黄色的原因是A浓硝酸本身有颜色B浓硝酸具有挥发性C浓硝酸与氧气反应生成有色物质D浓硝酸见光分解产生二氧化氮气体溶解在里面4下列关于浓硫酸和浓硝酸的说法正确的是A浓硫酸和浓硝酸都能用来直接跟锌粒反应制氢气B浓硫酸和浓硝酸加水稀释后都能与金属铜反应C浓硫酸和浓硝酸都能与单质碳反应D浓硫酸和浓硝酸在高温下都能用金属铝制容器盛放519.2g 铜和适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，收集到 NO、NO2 气体共 11.2L（标准状况），反应消耗的硝酸是_；气体体积分别为_.6某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铁、铜反应的实验中的有关问题。（1）在常温下，分别向盛有等量铁片的四支试管中加入等体积的浓硫酸 稀硫酸 浓硝酸 稀硝酸，能观察到发生明显反应的是（填序号，下同）_，无明显反应现象的是_。（2）分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸 稀硫酸 浓硝酸 稀硝酸，能观察到随即发生剧烈反应的是_，开始不反应，加热后发生反应的是_，加热也不发生反应的是_。能缓慢发生反应或微热时能发生反应的是_，反应的离子方程式为：_;先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入下图装置中，一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中，可观察到的现象包括_。a通入X气体后先产生白色沉淀后溶解b通入X气体后溶液中无明显现象c通入Y气体后有沉淀产生 d通入Y气体后沉淀溶解e通入Y气体后溶液中无明显现象（3）若将（2）的Ba（OH)2换为氢硫酸，则通入X气体后的现象为_，反应的化学方程式为_。【实验探究】1化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究【提出问题】金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响？【作出猜想】a可能与金属本身的性质有关b可能与盐酸的浓度有关【设计探究】实验所用金属均已用砂纸打磨实验（1）为探究猜想a，小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片，然后分别加入等质量、等浓度的稀盐酸，观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡，放铁片的试管中只产生少量气泡写出锌与盐酸发生反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2从实验现象可判断：金属活动性ZnFe（填“”、“=”或“”）【得出结论】金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关，金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是金属活动性越强，反应越剧烈实验（2）为探究猜想b，小组同学设计如上图的装置进行实验，其中注射器的作用是通过注射器往右移动的体积测得生成氢气的体积所用药品、实验数据如表：实验编号选用金属（均取2g）盐酸质量分数（均取50mL）每分钟产生氢气的体积/mL1分钟1-2分钟2-3分钟3-4分钟4-5分钟前5分钟共收集气体锌片15%2.916.911.99.27.648.5锌片5%1.68.45.94.83.724.4【得出结论】金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是其他条件相同时，盐酸浓度越大，反应越剧烈【反思评价】根据表中实验数据分析，请解释锌与盐酸发生反应由慢到快、再由快到慢的原因是锌与稀盐酸反应放热，随着反应的进行，温度升高，所以速度越来越快，一段时间后，盐酸被消耗，盐酸浓度变小，反应速率减慢【拓展延伸】通过以上探究，你认为金属与盐酸反应的剧烈程度还可能与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究（只要求提出一种影响快慢的相关假设因素及实验方案）【假设】金属与盐酸反应的剧烈程度与金属表面积大小有关【实验方案】分别取等质量的锌片和锌粉于试管中，分别加入等体积等浓度的稀盐酸，观察产生气泡的快慢（假设与方案要对应合理即可）分析 【设计探究】金属与酸的反应为置换反应，写出反应的化学方程式；根据现象得出结论；得出结论：根据金属的活动性顺序，分析金属的活动性与反应的剧烈程度的关系；实验（2）根据注射器的作用是量取生成气体的体积解答；得出结论：根据表中信息结合浓度对反应的影响分析解答；【反思评价】根据表中信反应的剧烈程度与酸的浓度有关，结合反应的过程进行分析；根据控制变量法结合影响反应速率的因素进行设计实验2.浓度对硫酸吸水性的影响实验浓硫酸的吸水性是指浓硫酸能够吸收空气中或一些结晶水合物中的水分子。对于硫酸具有吸水性的最小浓度的确定通过以下实验进行研究。在试管中加入0.5 g胆矾(最好是颗粒状)，然后分别加入3 mL不同浓度的硫酸，30 min后若胆矾的颜色由蓝色变为白色，说明硫酸具有吸水性。实验结果见表1。表1 硫酸吸水性实验结果实验结果表明，浓度大于11 mol·L-1(68%)的硫酸均具有吸水性，若用是否具有吸水性作为浓稀硫酸的判断标准，浓度大于11 mol·L-1都为浓硫酸。3.浓度对硫酸脱水性的影响实验浓硫酸的脱水性是指浓硫酸能将有机化合物中的氢元素和氧元素按照21(水的组成比例)脱去。对于硫酸具有脱水性的最小浓度通过硫酸使火柴梗或蔗糖脱水的实验进行研究。在各试管中放入1根折断成4截的去掉火柴头的火柴梗，然后分别加入1 mL不同浓度的硫酸，振荡，观察实验现象，若火柴梗 变黑，说明硫酸具有脱水性。实验结果见表2。表2 硫酸脱水性实验结果实验表明，浓度大于6 mol·L-1(45.3%)的硫酸均具有脱水性，若用是否具有脱水性作为浓稀硫酸的判断标准，浓度大于6 mol·L-1的硫酸都是浓硫酸。值得注意的是,实验过程中还发现把火柴梗放在5 mol·L-1的硫酸中，2天后火柴梗仍可变黄发黑。