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

•第2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：：Zn＋＋H2SO4===ZnSO4＋＋H2↑、、Fe＋＋H2SO4===FeSO4＋＋H2↑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：：H2SO4＋＋Ba(OH)2===BaSO4↓↓＋＋2H2O5)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：：H2SO4＋＋Na2CO3===Na2SO4＋＋CO2↑＋＋H2O3H2SO4＋＋Fe2O3===Fe2(SO4)3＋＋3H2O2.浓硫酸浓硫酸(1)物理性质物理性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，，溶溶解时放出大量的热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①①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_______，体积增大这是因为浓硫酸具有，体积增大这是因为浓硫酸具有______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②②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2∶∶1③③强氧化性强氧化性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①①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应②②常温下，冷的浓硝酸能使常温下，冷的浓硝酸能使Fe、、Al钝化与铜反应与铜反应(写出化学方程式写出化学方程式)浓浓硝硝酸酸：：_________________________________________________________________稀稀硝硝酸酸：：________________________________________________________________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：C＋＋4HNO3(浓浓) CO2↑＋＋4NO2↑＋＋2H2OCu＋＋4HNO3(浓浓)===Cu(NO3)2＋＋2NO2↑↑＋＋2H2O3Cu＋＋8HNO3(稀稀)===3Cu(NO3)2＋＋2NO↑↑＋＋4H2O(3)王水王水①①组组成成：：________与与________,体体积积比比为为1∶∶3；；②②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 4NO2↑↑＋＋O2↑↑＋＋2H2O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的重要试剂备的重要试剂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、、氢气等气体氢气等气体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钝化成氧化膜而钝化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，，可可用用来来作作气气体体干干燥燥剂，但不能用来干燥氨气，剂，但不能用来干燥氨气，C不正确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．常温下都能与铜较快反应．常温下都能与铜较快反应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，，溶溶剂剂增增加加,浓度降低浓度降低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完完全全反应，则参加反应的反应，则参加反应的Fe的质量为的质量为(　　　　)A．．2.8 g　　　　　　　　　　　　　　　　B．．5.6 gC．．4.2 g D．．11.2 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质？其什么性质？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反应体现强氧化性反应体现强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①①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””现象。

现象②②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H22)与较不活泼金属反应与较不活泼金属反应金金属属＋＋浓浓硫硫酸酸 高高价价态态硫硫酸酸盐盐＋＋SO2↑↑＋＋H2O①①反应需要加热，否则不反应；反应需要加热，否则不反应；②②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＋SO2↑↑＋＋H2O3.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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A．上下移动．上下移动①①中铜丝可控制中铜丝可控制SO2的量的量B．．②②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．．③③中选用中选用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①①中中加加水水，，观观察察颜色颜色解析：选解析：选DCu＋＋2H2SO4(浓浓) CuSO4＋＋2H2O＋＋SO2↑，题中当向上移动，题中当向上移动①①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SO2可以可以使品红溶液褪色，加热后又可恢复原色，因使品红溶液褪色，加热后又可恢复原色，因此可用品红溶液检验此可用品红溶液检验SO2，故，故B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，应后，①①中含有大量硫酸，若直接向中含有大量硫酸，若直接向①①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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，，其还原产物相同吗？其还原产物相同吗？提提示示：：不不同同，，浓浓硝硝酸酸被被还还原原为为NO2，，稀稀硝硝酸酸被还原为被还原为NO1.本质本质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2.规律规律(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①①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化所有的金属如氧化所有的金属如3Ag＋＋4HNO3(稀稀)===3AgNO3＋＋NO↑↑＋＋2H2O②②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③③常温下浓硝酸能使常温下浓硝酸能使Fe、、Al钝化2)硝酸与非金属的反应硝酸与非金属的反应①①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＋NO2↑↑＋＋H2O。

②②反应举例：反应举例：C＋＋4HNO3(浓浓) CO2↑＋＋4NO2↑＋＋2H2O4.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•特别提醒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，，此此时时剩余剩余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质量比；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)2∶∶5　　(2)3∶∶1题题型型探探究究权权威威预预测测题题型型1 1硫酸根离子的性质硫酸根离子的性质例例例例1 1①①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；②②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；；③③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题题型型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①①②②装置装置编号编号③③④④装置装置(3)实验时可观察到装置实验时可观察到装置①①中中A瓶的溶液褪色瓶的溶液褪色,C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瓶瓶溶溶液液的的作作用用是是_____________________，，C瓶溶液的作用是瓶溶液的作用是____________________(4)装装置置②②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②②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③③中中所所盛盛溶溶液液是是______________________________________________________，，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SO2CO2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【【答答案案】】　　(1)C＋＋2H2SO4(浓浓) 2SO2↑↑＋＋CO2↑↑＋＋2H2O(2)④④　　②②　　①①　　③③(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　　由由于于产产物物气气流流通通过过①③①③时时会会带带出出水水蒸蒸气气，，所所以以②②必须在必须在①③①③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及浓硫酸的性质及浓硫酸的性质题题型型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NO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度为浓度为________mol/L3)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溶溶液中全部转化为液中全部转化为NaNO3，至少需要，至少需要30%的双的双氧水氧水________g【【解析解析】】　解答本题应从以下三点考虑：　解答本题应从以下三点考虑：①①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②②HNO3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③③NO、、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ⅠⅠ.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：①①检查装置的气密性；检查装置的气密性；②②向试管中加入一定量向试管中加入一定量CaCO3固体；固体；③③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；④④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；⑤⑤将铜丝插入到溶液中；将铜丝插入到溶液中；⑥⑥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②②、、③③的目的是什么？的目的是什么？(2)设计步骤设计步骤⑥⑥的目的是什么？的目的是什么？ⅡⅡ.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】】　　ⅠⅠ.(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应生成酸反应生成NOⅡⅡ.(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。