2013年高中化学 第四章 第四节第2课时硫酸和硝酸的氧化性 新人教版必修1.ppt

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1、第第2课时硫酸和硝酸的氧化性课时硫酸和硝酸的氧化性新新知知初初探探自自学学导导引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)与指示与指示剂剂作用：能使紫色石蕊作用：能使紫色石蕊试试液液变变_。(2)与活与活泼泼金属反金属反应应，如，如Zn、Fe：ZnH2SO4=ZnSO4H2、FeH2SO4=FeSO4H2。红红色色(3)与碱性氧化物反与碱性氧化物反应应，如，如Fe2O3：_。(4)与碱反与碱反应应，如，如Ba(OH)2：H2SO4Ba(OH)2=BaSO42H2O。(5)与某些与某些盐发盐发生复分解反生复分解反应应，如，如Na2CO3：H2SO4Na2CO

2、3=Na2SO4CO2H2O。3H2SO4Fe2O3=Fe2(SO4)33H2O2.浓浓硫酸硫酸(1)物理性物理性质质纯纯硫硫酸酸是是一一种种_色色_体体，常常用用的的浓浓硫硫酸酸的的质质量量分分数数为为98.3%，其其密密度度为为1.84 g/cm3，沸沸点点为为338，是是难难挥挥发发性性酸酸。浓浓硫硫酸酸易易溶溶于于水水，能能与与水水以以任任意意比比互互溶溶，溶溶解解时时放出大量的放出大量的热热。无无油状液油状液(2)浓浓硫酸的三大特性硫酸的三大特性吸水性吸水性将一瓶将一瓶浓浓硫酸敞口放置在空气中，其硫酸敞口放置在空气中，其质质量将量将_，密度将减小，密度将减小，浓浓度将度将_，体体积积

3、增大。增大。这这是因是因为浓为浓硫酸具有硫酸具有_性，性，在在实验实验室里常用室里常用浓浓硫酸作硫酸作_剂剂。脱水性脱水性 浓浓硫酸可以使有机化合物中的硫酸可以使有机化合物中的氢氢氧元素按氧元素按_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强强氧化性氧化性a常温下：常温下：浓浓硫硫酸酸可可将将_等等金金属属的的表表面面氧氧化化为为致致密密的的氧氧化化物物薄薄膜膜，阻阻止止了了酸酸与与内内层层金金属属的的进进一步反一步反应应。b加加热时热时：浓浓H2SO4可以与除金、可以与除金、铂铂之外的所有金属反之外的所有金属反应应，生成高价金属硫酸，生成高价

4、金属硫酸盐盐，本身一般被，本身一般被还还原原成成SO2。如。如浓浓硫酸与金属硫酸与金属铜铜的反的反应应。铁铁、铝铝二、硝酸二、硝酸(特性特性)1.强强氧化性氧化性(1)与金属反与金属反应应除除金金、铂铂以以外外的的绝绝大大多多数数金金属属都都能能与与硝硝酸酸反反应应。常温下，冷的常温下，冷的浓浓硝酸能使硝酸能使Fe、Al钝钝化。化。与与铜铜反反应应(写出化学方程式写出化学方程式)浓浓硝硝酸酸：_。稀稀硝硝酸酸：_。(2)与非金属反与非金属反应应加加热时浓热时浓硝酸与木炭硝酸与木炭发发生反生反应应：C4HNO3(浓浓)CO24NO22H2O。Cu4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)22NO22H2

5、O3Cu8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)王水王水组组成：成：_与与_,体体积积比比为为13；性性质质：能能使使一一些些不不溶溶于于硝硝酸酸的的金金属属如如金金、铂铂等溶解。等溶解。2.不不稳稳定性定性(1)化学方程式：化学方程式：_。(2)实验实验室中室中浓浓硝酸硝酸显显黄色的原因：黄色的原因：浓浓硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。硝酸分解生成的二氧化氮又溶于硝酸所致。浓浓硝酸硝酸浓盐浓盐酸酸4HNO3 4NO2O22H2O想一想想一想实实验验室室中中如如何何保保存存浓浓硝硝酸酸？通通常常用用该该法法保保存存的的试剂试剂有哪些？有哪些？提示：提示：实验实验室中将室

6、中将浓浓硝酸放在棕色瓶中密硝酸放在棕色瓶中密闭闭保存。保存。见见光易光易发发生分解的通常就放在棕色瓶生分解的通常就放在棕色瓶中密中密闭闭保存，除保存，除浓浓硝酸外，硝酸外，还还有有氯氯水、双氧水、双氧水、高水、高锰锰酸酸钾钾、硝酸、硝酸银银等。等。三、硫酸与硝酸的用途三、硫酸与硝酸的用途1.都都是是重重要要的的化化工工原原料料，也也是是化化学学实实验验室室必必备备的重要的重要试剂试剂。2.硫硫酸酸还还用用于于精精炼炼石石油油、金金属属加加工工前前的的酸酸洗洗及制取各种及制取各种_等。等。挥发挥发性酸性酸自主体验自主体验1.下列关于下列关于浓浓硫酸的叙述中硫酸的叙述中,正确的是正确的是()A浓浓

7、硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B浓浓硫硫酸酸在在常常温温下下可可迅迅速速与与铜铜片片反反应应放放出出二氧化硫气体二氧化硫气体C浓浓硫硫酸酸是是一一种种干干燥燥剂剂，能能够够干干燥燥氨氨气气、氢氢气等气体气等气体D浓浓硫硫酸酸在在常常温温下下能能够够使使铁铁、铝铝等等金金属属形形成氧化膜而成氧化膜而钝钝化化解解析析：选选D。浓浓硫硫酸酸使使蔗蔗糖糖炭炭化化体体现现的的是是浓浓硫硫酸酸的的脱脱水水性性，A不不正正确确；浓浓硫硫酸酸与与铜铜在在加加热热的的条条件件下下才才能能发发生生氧氧化化还还原原反反应应，B不不正正确确；浓浓硫硫酸酸具具有有吸吸水水性性，可可用用

8、来来作作气气体体干干燥燥剂剂，但不能用来干燥氨气，但不能用来干燥氨气，C不正确。不正确。2.(2012伊伊春春高高一一检检测测)下下列列关关于于浓浓硝硝酸酸、浓浓硫酸和硫酸和浓盐浓盐酸的叙述中，正确的是酸的叙述中，正确的是()A常温下都用常温下都用铁铁或或铝铝制容器制容器贮贮存存B露露置置在在空空气气中中，容容器器内内酸酸液液的的质质量量都都减减轻轻C常温下都能与常温下都能与铜较铜较快反快反应应D露露置置在在空空气气中中，容容器器内内酸酸液液的的浓浓度度都都降降低低解解析析：选选D。浓浓硝硝酸酸、浓浓盐盐酸酸易易挥挥发发，溶溶质质减减少少，浓浓度度降降低低；浓浓硫硫酸酸易易吸吸水水，溶溶剂剂增

9、增加加,浓浓度降低。度降低。3.将将过过量量铁铁粉粉放放入入100 mL 2 mol/L的的HNO3溶溶液液中中，假假设设还还原原产产物物只只有有NO且且HNO3完完全全反反应应，则则参加反参加反应应的的Fe的的质质量量为为()A2.8 gB5.6 gC4.2 g D11.2 g要要点点突突破破讲讲练练互互动动探探究究导导引引1浓浓硫硫酸酸与与Cu、C反反应应分分别别体体现现其什么性其什么性质质？提提示示：与与Cu反反应应体体现现强强氧氧化化性性和和酸酸性性，与与C反反应应体体现现强强氧化性。氧化性。要点一要点一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.与金属的反与金属的反应应(体体

10、现现酸性氧化性酸性氧化性)(1)与与较较活活泼泼金属反金属反应应铁铁、铝铝钝钝化化：常常温温下下，当当铁铁、铝铝等等较较活活泼泼的的金金属属遇遇到到浓浓硫硫酸酸时时，会会与与浓浓硫硫酸酸发发生生反反应应,表表面面生生成成一一层层致致密密的的氧氧化化物物薄薄膜膜而而出出现现“钝钝化化”现现象。象。其他活其他活泼泼金属：除金属：除铁铁、铝铝外的其他活外的其他活泼泼金金属与属与浓浓硫酸反硫酸反应时应时，开始，开始产产生生SO2，后来，后来产产生生H2。(2)与与较较不活不活泼泼金属反金属反应应金金属属浓浓硫硫酸酸 高高价价态态硫硫酸酸盐盐SO2H2O反反应应需要加需要加热热，否，否则则不反不反应应；

11、浓浓硫酸的硫酸的还还原原产产物是物是SO2。2.与非金属反与非金属反应应(只体只体现现强强氧化性氧化性)非非金金属属单单质质浓浓硫硫酸酸 高高价价态态氧氧化化物物或或含含氧酸氧酸SO2H2O3.与与还还原性物原性物质质反反应应浓浓硫酸具有硫酸具有强强氧化性，能将氧化性，能将还还原性物原性物质质(如如H2S、HI、HBr)氧化。氧化。特特别别提醒提醒足量的足量的铜铜与与浓浓硫酸反硫酸反应时应时，实际产实际产生的生的SO2比理比理论值论值要小，原因是随着反要小，原因是随着反应应的不断的不断进进行行,浓浓硫酸不断被消耗，硫酸的硫酸不断被消耗，硫酸的浓浓度不断减小，度不断减小，当硫酸的当硫酸的浓浓度减

12、小到一定程度度减小到一定程度时时就不再与就不再与铜铜反反应应。即时应用即时应用A上下移上下移动动中中铜丝铜丝可控制可控制SO2的量的量B中中选选用品用品红红溶液溶液验证验证SO2的生成的生成C中中选选用用NaOH溶液吸收多余的溶液吸收多余的SO2D为为确确认认CuSO4生生成成，向向中中加加水水，观观察察颜颜色色解析：解析：选选D。Cu2H2SO4(浓浓)CuSO42H2OSO2，题题中当向上移中当向上移动动中中铜丝铜丝时时,铜丝铜丝与与浓浓硫酸脱离接触，反硫酸脱离接触，反应应停止；当停止；当向下移向下移动时动时，铜丝铜丝与与浓浓硫酸接触硫酸接触,生成生成SO2,因此可控制因此可控制SO2的量

13、，故的量，故A正确。正确。SO2可以使可以使品品红红溶液褪色，加溶液褪色，加热热后又可恢复原色，因此后又可恢复原色，因此可用品可用品红红溶液溶液检验检验SO2，故，故B正确。正确。SO2会会污污染大气造成酸雨，因此不能直接排染大气造成酸雨，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。反应应后，后，中含有大量硫酸，若直接向中含有大量硫酸，若直接向中加中加水，容易使水沸水，容易使水沸腾腾而而溅溅出，造成危出，造成危险险，故，故D不正确。不正确。要点二要点二硝酸的强氧化性硝酸的强氧化性探探究究导导引引2浓浓、稀稀硝硝酸酸分分别别与与Cu反反应应时时，其其还还原原

14、产产物相同物相同吗吗？提提示示：不不同同，浓浓硝硝酸酸被被还还原原为为NO2，稀稀硝硝酸酸被被还还原原为为NO。1.本本质质HNO3中中的的5价价氮氮元元素素具具有有很很强强的的得得电电子子能能力。力。2.规规律律(1)硝硝酸酸的的浓浓度度越越大大，反反应应温温度度越越高高，其其氧氧化化性越性越强强。(2)还还原原剂剂一般被氧化成最高价一般被氧化成最高价态态。3.具体表具体表现现(1)硝酸与金属的反硝酸与金属的反应应除除Au、Pt等等少少数数金金属属外外，硝硝酸酸几几乎乎可可以以氧氧化所有的金属。如化所有的金属。如3Ag4HNO3(稀稀)=3AgNO3NO2H2O。活活泼泼金属与金属与HNO3

15、反反应应不生成不生成H2，HNO3的的浓浓度不同，度不同，还还原原产产物不同。物不同。常温下常温下浓浓硝酸能使硝酸能使Fe、Al钝钝化。化。(2)硝酸与非金属的反硝酸与非金属的反应应反反应应规规律律：非非金金属属单单质质浓浓硝硝酸酸最最高高价氧化物或其含氧酸价氧化物或其含氧酸NO2H2O。反反应举应举例：例：C4HNO3(浓浓)CO24NO22H2O4.关于硝酸与金属反关于硝酸与金属反应应的的计计算算(1)电电子守恒法子守恒法硝酸与金属反硝酸与金属反应应属于氧化属于氧化还还原反原反应应，氮原，氮原子得到的子得到的电电子子总总数等于金属原子失去的数等于金属原子失去的电电子子总总数。数。特别提醒特

16、别提醒即时应用即时应用2.将将8 g Fe置置于于40 mL HNO3中中微微热热，生生成成气气体体的的颜颜色色随随反反应应的的进进行行由由深深变变浅浅，充充分分反反应应后后得得标标准准状状况况下下的的气气体体为为1.792 L，此此时时剩剩余余2.4 g固体，求：固体，求：(1)该该反反应应中中被被还还原原的的硝硝酸酸和和未未被被还还原原的的硝硝酸酸的的质质量比；量比；(2)求混合气体中求混合气体中NO和和NO2的体的体积积比。比。答案：答案：(1)25(2)31题题型型探探究究权权威威预预测测题型题型1 1硫酸根离子的性硫酸根离子的性质质例例例例1 1第一份加入第一份加入AgNO3溶液有沉

17、淀生成；溶液有沉淀生成；第第二二份份加加足足量量NaOH溶溶液液加加热热后后，收收集集到到气体气体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，经经足量足量盐盐酸洗酸洗涤涤、干燥后，沉淀、干燥后，沉淀质质量量为为2.33 g。根据上述。根据上述实验实验，以下推，以下推测测正确正确的是的是(双双选选)()【答案答案】AC【名名师师点睛点睛】根据离子的反根据离子的反应应特征判断离特征判断离子的存在，同子的存在，同时时注意离子注意离子间间的物的物质质的量关系的量关系,根据整个溶液是根据整个溶液是电电中性的，利用中性的，利用电电荷守恒判荷守恒判断

18、断K的存在。的存在。题型题型2 2实验探究浓硫酸的强氧化性实验探究浓硫酸的强氧化性例例例例2 2 (1)浓浓硫酸与木炭在加硫酸与木炭在加热热条件下的化条件下的化学方程式学方程式为为_。(2)已知已知KMnO4酸性溶液可以吸收酸性溶液可以吸收SO2，试试用用下下图图中各装置中各装置设计设计一个一个实验实验，验证验证上述反上述反应应所所产产生的各种生的各种产产物。物。这这些装置的些装置的连连接接顺顺序序(按按产产物气流从左到右的方向物气流从左到右的方向)是是(填装置的填装置的编编号号)：_。编编号号装置装置编编号号装置装置(3)实验时实验时可可观观察到装置察到装置中中A瓶的溶液褪色瓶的溶液褪色,C

19、瓶瓶的的溶溶液液不不褪褪色色。A瓶瓶溶溶液液的的作作用用是是_，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)装装置置中中所所加加的的固固体体药药品品是是_，可可确确认认的的产产物物是是_，确确定定装装置置在在整整套套装装置置中中位位置置的的理理由由是是_。(5)装装置置中中所所盛盛溶溶液液是是_，可可验证验证的的产产物是物是_。【解析解析】木炭与木炭与浓浓硫酸加硫酸加热热反反应应,生成水、生成水、CO2和和SO2。CO2和和SO2在化学性在化学性质质上的相同点都是上的相同点都是酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的酸性氧化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)2反反应应，使澄

20、清石灰水，使澄清石灰水变浑浊变浑浊，会相互干，会相互干扰鉴别扰鉴别。CO2和和SO2在化学性在化学性质质上的明上的明显显不同点不同点为为SO2有有漂白性，漂白性，CO2则则不然；不然；SO2有有较较强强的的还还原性，原性，CO2则则不然。在不然。在SO2、CO2混合气体中，首先混合气体中，首先用品用品红红溶液溶液检验检验SO2的存在，然后将的存在，然后将SO2氧化氧化除除去去，再再用用澄澄清清石石灰灰水水检检验验CO2的的存存在在，是是一种确一种确认认SO2和和CO2共存的好方案。共存的好方案。由于由于对对CO2、SO2的确的确认认都是在溶液中都是在溶液中进进行行的，所以的，所以应应在确在确认

21、认CO2和和SO2之前先确之前先确认认H2O。与。与H2O发发生作用并伴有明生作用并伴有明显现显现象的物象的物质质，中学生，中学生应该应该熟知的是无水熟知的是无水CuSO4。白色。白色的粉末与的粉末与H2O反反应应生成生成蓝蓝色的晶体。色的晶体。CuSO4与与CO2和和SO2都不都不发发生任何作用。生任何作用。【答答案案】(1)C2H2SO4(浓浓)2SO2CO22H2O(2)(3)验验证证产产物物气气流流中中是是否否有有SO2将将SO2全全部部氧氧化化吸吸收收确确认认产产物物中中SO2已已被被B瓶瓶溶溶液液全全部除去部除去(4)无无水水CuSO4(或或变变色色硅硅胶胶)水水蒸蒸气气由由于于产

22、产物物气气流流通通过过时时会会带带出出水水蒸蒸气气，所所以以必必须须在在之前之前(5)澄清石灰水澄清石灰水CO2【规规律律方方法法】本本题题主主要要考考查查实实验验的的总总体体设设计计，结结合合所所给给试试剂剂的的作作用用，判判断断各各部部分分装装置置可可验验证证的的产产物物，从从而而确确定定各各装装置置间间的的连连接接顺顺序序。另另外外，要要做做好好本本题题必必须须掌掌握握CO2、SO2及及浓浓硫酸的性硫酸的性质质。题型题型3 3有关有关HNO3反应的计算反应的计算例例例例3 3 将将32.64 g铜铜与与140 mL一一定定浓浓度度的的硝硝酸酸反反应应，铜铜完完全全溶溶解解，产产生生的的N

23、O和和NO2混混合合气气体体在在标标准准状状况况下下的的体体积积为为11.2 L。请请回回答：答：(1)NO的体的体积为积为_L，NO2的体的体积为积为_L。(2)待待产产生生的的气气体体全全部部释释放放后后，向向溶溶液液中中加加入入V mL a mol/L的的NaOH溶溶液液，恰恰好好使使溶溶液液中中的的Cu2全全部部转转化化成成沉沉淀淀，则则原原硝硝酸酸溶溶液液的的浓浓度度为为_mol/L。(3)欲使欲使铜铜与硝酸反与硝酸反应应生成的气体在生成的气体在NaOH溶溶液中全部液中全部转转化化为为NaNO3，至少需要，至少需要30%的双的双氧水氧水_g。【解析解析】解答本解答本题应题应从以下三点

24、考从以下三点考虑虑：生生成成NO、NO2得得到到的的电电子子与与Cu失失去去的的电电子子守恒。守恒。HNO3所所含含氮氮原原子子与与反反应应后后生生成成的的NaNO3、NO、NO2所含氮原子守恒。所含氮原子守恒。NO、NO2全部全部转转化化为为HNO3，与氧化，与氧化剂剂H2O2应应符合符合电电子守恒。子守恒。热点示例思维拓展热点示例思维拓展经经典典案案例例铜铜与与浓浓硝硝酸酸反反应应和和铜铜与与稀稀硝硝酸酸反反应应，产产物不同，物不同，实验现实验现象也不同。象也不同。.某某课课外活外活动动小小组为组为了了证证明并明并观观察到察到铜铜与稀硝酸反与稀硝酸反应应的的产产物物为为NO，设计设计了了如

25、如图图所示的所示的实验实验装置，装置，实验实验步步骤骤如下：如下：检查检查装置的气密性；装置的气密性；向向试试管中加入一定量管中加入一定量CaCO3固体；固体；向向试试管中倒入管中倒入过过量的稀硝酸，并迅速盖上量的稀硝酸，并迅速盖上带铜丝带铜丝和和导导管的橡皮塞；管的橡皮塞；待待反反应应完完全全后后，将将右右边边导导管管插插入入试试管管内内接接近液面；近液面；将将铜丝铜丝插入到溶液中；插入到溶液中；用注射器向大用注射器向大试试管内推入氧气管内推入氧气(或空气或空气)。思考并回答下列思考并回答下列问题问题：(1)设计设计步步骤骤、的目的是什么？的目的是什么？(2)设计设计步步骤骤的目的是什么？的

26、目的是什么？.分分别别将将等等质质量量的的铜铜片片与与等等体体积积均均过过量量的的浓浓硝硝酸酸，稀稀硝硝酸酸反反应应，所所得得到到的的溶溶液液前前者者呈呈绿绿色，后者呈色，后者呈蓝蓝色。色。思考并回答下列思考并回答下列问题问题：(3)某同学提出某同学提出这这可能是可能是Cu2浓浓度差异引起度差异引起的，你同意的，你同意这这种看法种看法吗吗？【答案答案】.(1)生成生成CO2排除排除试试管内的空管内的空气，防止气，防止NO被氧化。被氧化。(2)根根据据无无色色气气体体变变为为红红棕棕色色，证证明明铜铜与与稀稀硝硝酸反酸反应应生成生成NO。.(3)不同意，原因是不同意，原因是铜铜的的质质量相等量相等,则则Cu2的物的物质质的量相等，而溶液的体的量相等，而溶液的体积积相等，故相等，故Cu2的物的物质质的量的量浓浓度相等，所以不可能是度相等，所以不可能是Cu2浓浓度差异引起的。度差异引起的。