新建31.docx
- 文档编号:12911083
- 上传时间:2023-04-22
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:219.44KB
新建31.docx
《新建31.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新建31.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
新建31
第二课时 硫酸和硝酸的氧化性
[学习目标] 1.能运用氧化还原反应知识理解浓硫酸和硝酸的氧化性。
(重难点) 2.了解硫酸、硝酸在相关反应中体现的性质,了解硝酸的保存方法。
(重点)
一、硫酸的性质
1.稀硫酸——具有酸的通性
(1)电离方程式为:
H2SO4===2H++SO
。
(2)硫酸具有酸的通性可与酸、碱指示剂作用,也可与碱、碱性氧化物、活泼金属及某些盐反应。
2.浓硫酸的特性
(1)吸水性:
浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水,故常用做干燥剂。
(2)脱水性:
浓硫酸能把有机物中的氧、氢元素按1∶2脱去,留下黑色的炭。
如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成海绵状固体,并放出有刺激性气味的气体。
(3)强氧化性
①与金属的反应:
浓硫酸能与绝大多数金属作用,如与铜反应。
实验操作
实验现象
a试管中铜丝表面有气泡。
b试管中的品红溶液逐渐变为无色。
c试管中的紫色石蕊溶液逐渐变红。
将a试管里的溶液慢慢倒入水中,
溶液变蓝色。
实验结论
Cu和浓硫酸反应的化学方程式为:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
②常温下,冷的浓硫酸能使Fe、Al发生钝化。
③与非金属反应
加热时浓硫酸与木炭反应的化学方程式为:
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
1.结合蔗糖与浓H2SO4作用的现象,该过程体现了浓H2SO4的哪些性质?
【提示】 脱水性和强氧化性
二、硝酸的性质
1.硝酸是一元强酸,具有酸的通性,但硝酸与金属反应一般不产生H2。
2.强氧化性
(1)与金属的反应
浓硝酸与Cu反应的化学方程式为:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
稀硝酸与Cu反应的化学方程式为:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(2)与非金属反应
浓硝酸与木炭加热时可反应的化学方程式为:
C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(3)常温下,冷的浓硝酸能使铁、铝钝化。
(4)王水是浓盐酸和浓硝酸的混合物,体积比为3∶1,能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。
2.浓HNO3与过量的Cu反应过程中,生成的气体有哪些?
【提示】 NO2和NO,开始生成NO2,后期生成NO。
1.判断
(1)活泼金属与所有稀酸均生成H2。
( )
(2)不活泼金属与酸一定不能反应。
( )
(3)浓H2SO4和浓HNO3均可用铁、铝器具盛放的原因是二者与Fe、Al不反应。
( )
(4)常温下,Cu与浓H2SO4不反应的原因是钝化。
( )
(5)浓H2SO4与足量的Zn反应生成的气体只有SO2。
( )
(6)C、Cu与浓HNO3反应时,浓HNO3均只表现强氧化性。
( )
【答案】
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2.下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
A.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应,所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸
B.浓硫酸具有吸水性,故能使蔗糖碳化
C.浓硫酸和铜片加热既表现出酸性,又表现出氧化性
D.浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时,浓硫酸表现出强氧化性
【答案】 C
3.写出下列离子方程式
(1)稀H2SO4与Zn反应_________________
(2)稀H2SO4与CuO反应_________________
(3)浓HNO3与Cu反应__________________
(4)稀HNO3与Cu反应__________________
【答案】
(1)Zn+2H+===H2↑+Zn2+
(2)CuO+2H+===Cu2++H2O
(3)Cu+4H++2NO
===Cu2++2NO2↑+2H2O
(4)3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
学生分组探究一 浓H2SO4的特性
第1步探究——问题引入,自主探究
1.浓H2SO4使蔗糖变黑,体现浓H2SO4的什么性?
【提示】 脱水性。
2.浓H2SO4使蓝矾变成白色粉末,体现了浓H2SO4的什么性?
【提示】 吸水性。
3.浓H2SO4与过量的Zn充分反应,发生反应有哪些?
写出化学方程式。
【提示】 Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O,
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.浓硫酸吸水性和脱水性的区别
浓硫酸吸水是把物质中含有的H2O分子或结晶水吸收。
浓硫酸脱水是把有机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2∶1的形式脱去。
所以,二者的本质区别是物质中有没有水分子。
浓硫酸能够吸收空气中的水分和其他物质表面的水分,因此浓硫酸常用作干燥剂。
但是它不能用来干燥碱性气体(如NH3)和强还原性气体(如H2S)。
2.浓硫酸特性的体现
(1)与金属的反应
②较不活泼金属:
金属+浓硫酸
高价态硫酸盐+SO2↑+H2O(体现强氧化性和酸性)
注意:
反应条件为加热,浓硫酸的还原产物是SO2。
(2)与非金属反应
非金属单质+浓硫酸
高价态氧化物或含氧酸+SO2↑+H2O(体现强氧化性)
(3)与还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,能将还原性物质(如H2S、HI)氧化(体现强氧化性)。
浓H2SO4与稀H2SO4的本质区别
①浓硫酸具有强氧化性,主要是构成酸根的中心原子
易获得电子,显示出与稀硫酸不同的强氧化性。
而稀硫酸具有的氧化性是电离出的H+得到电子,如氧化较活泼的金属Zn、Fe等。
②浓硫酸溶于水放出大量的热,因此稀释浓硫酸时,应把浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌。
第3步例证——典例印证,思维深化
某小组同学为探究铜跟浓硫酸的反应情况,并收集一瓶反应产生的气体,设计了如图所示装置。
实验中他们取6.4g铜片与12mL18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热,直到反应完毕仍发现烧瓶中有铜剩余。
(1)为防止空气污染,请补画如图虚框中的实验装置,并注明所需要的试剂名称。
(2)写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式:
_________________。
(3)该小组认为铜片未完全溶解,则瓶中可能还有一定量的硫酸剩余,其原因是:
________________________。
(4)为证明反应结束后的烧瓶中确有余酸,可选用下列药品中的________(填序号)。
A.铁粉 B.BaCl2溶液
C.银粉D.Na2CO3溶液
【解析】 Cu与浓H2SO4在加热条件下,随着反应的进行,浓H2SO4逐渐变稀,Cu不再反应,稀H2SO4和Cu均剩余。
若加活泼金属或碳酸盐,稀H2SO4可以反应生成H2或CO2气体。
【答案】
(1)
(2)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)反应过程中H2SO4被不断消耗,且生成的水逐渐增多使浓硫酸浓度变稀,至一定浓度时就不再与铜片反应
(4)AD
第4步运用——精选习题,落实强化
1.用来鉴别浓硫酸和稀硫酸的操作不正确的是( )
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CuSO4·5H2O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
【解析】 硫酸浓度越大密度越大,故等体积的浓硫酸和稀硫酸相比,浓硫酸的质量大于稀硫酸,A项正确。
浓硫酸是黏稠的液体,流动性不如稀硫酸,B项正确。
浓硫酸有吸水性,能吸收结晶水合物中的结晶水,故胆矾投入浓硫酸会变为白色粉末,投入稀硫酸中胆矾晶体溶解,C项正确。
常温下浓硫酸使铝片钝化无气体放出,铝片投入稀硫酸中有气体(氢气)放出,D项不正确。
【答案】 D
2.下列叙述正确的是( )
A.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氢气、氧气、氨气等气体,但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体
B.浓硫酸与单质碳反应的化学方程式为:
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O,在此反应中,浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性
C.把足量铜粉投入到含H2SO42mol的浓硫酸中,得到气体体积标准状况下为22.4L
D.常温下能够用铁、铝等容器盛放浓硫酸,是因为浓硫酸的强氧化性使其钝化
【解析】 A项,浓硫酸具有吸水性,但由于其具有强氧化性和酸性,故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(如NH3);B项,浓硫酸与S、C等非金属单质作用时,由于没有盐生成,故只显强氧化性;C项,Cu与浓硫酸反应时,浓硫酸浓度逐渐降低,当稀到一定程度变为稀硫酸时,反应自行停止,故产生的SO2不足22.4L;D项正确。
【答案】 D
3.(2015·南通高一检测)下列事实与原因(括号中)对应关系正确的是( )
A.在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大(浓硫酸具有难挥发性)
B.向某样品溶液中先滴加过量的稀盐酸无现象,再滴加BaCl2溶液后出现白色沉淀(样品溶液中含有SO
)
C.蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(浓硫酸具有吸水性)
D.浓硫酸可与铜反应(只显示浓硫酸的强氧化性)
【解析】 A项原因是浓H2SO4具有吸水性;C项原因是浓H2SO4具有脱水性;D项原因是浓H2SO4的酸性和强氧化性。
【答案】 B
氧化性酸和酸的氧化性的认识误区
(1)氧化性酸是指如浓硫酸、硝酸等,由于其中
、
易获得电子,表现出很强的氧化性;而盐酸、稀硫酸、碳酸等酸根部分不能或不易获得电子,它们是非氧化性酸;在水溶液中任何酸都能电离出H+,酸都具有氧化性。
(2)对于氧化性酸随着浓度的不同,氧化性也不同,如除活泼金属外,浓硫酸参与反应后的混合物中都有过量H2SO4,因为浓度变稀后的稀H2SO4不具备浓H2SO4相应性质。
学生分组探究二 硝酸的氧化性
第1步探究——问题引入,自主探究
1.浓HNO3中加入紫色石蕊试液,溶液先变红又褪色,这表现了HNO3的什么性质?
【提示】 酸性和强氧化性。
2.浓HNO3被金属还原的产物中有哪些价态的氮?
【提示】
O2,
2O3,
O,
2O,
2,
H
。
第2步阐述——要点归纳,深化知识
1.硝酸氧化性的体现
(1)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色。
(2)与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应,非金属元素生成酸性氧化物或最高价含氧酸,反应后仍有过量稀硝酸。
如:
C+4HNO3(浓)
2H2O+4NO2↑+CO2↑。
(3)金属与硝酸反应一般不生成H2,浓硝酸一般先被还原为NO2,浓度变稀后稀硝酸一般被还原为NO气体,红棕色逐渐变淡。
(4)低价金属氧化物或盐与硝酸发生氧化还原反应,如FeO与稀硝酸反应3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O,而不是发生复分解反应生成Fe(NO3)2。
(5)酸性溶液中含有NO
或向含有NO
的硝酸盐溶液中加入酸,溶液中(H++NO
)具有强氧化性,能够氧化强还原性离子Fe2+、I-、S2-、SO
等而不能大量共存。
(6)硝酸与铁反应时,产物符合以下规律:
Fe过量
Fe不足
Fe与HNO3两者恰好完全反应
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3
Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或两者混合物
2.规律
(1)温度越高,硝酸越浓,其氧化性越强。
(2)与硝酸反应时,还原剂一般被氧化成最高价态。
第3步运用——精选习题,落实强化
1.(2015·衡水高一检测)关于硝酸的说法正确的是( )
A.常温下,向浓硝酸中投入Fe片,会产生大量的红棕色气体
B.与金属反应时,稀硝酸可能被还原为更低价态,则稀硝酸氧化性强于浓硝酸
C.硝酸电离出的H+,能被Zn、Fe等金属还原成H2
D.硝酸与金属反应时,是+5价的氮得电子
【解析】 A项,常温下,浓HNO3与Fe发生“钝化”反应;B项,浓HNO3比稀HNO3氧化性强;C项,HNO3中H+不能被Zn、Fe还原为H2。
【答案】 D
2.对于硫酸和硝酸的比较中,下列叙述不正确的是( )
A.冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装
B.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性
C.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
D.硫酸和硝酸都是重要的化工原料
【解析】 本题考查浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸的化学性质和用途,应注意浓硝酸没有脱水性而是具有挥发性。
【答案】 B
3.从防止污染和减少用酸量的角度分析,下列制取Cu(NO3)2的方法中最好的是( )
A.Cu
Cu(NO3)2
B.Cu
Cu(NO3)2
C.Cu
CuO
Cu(NO3)2
D.Cu
CuSO4
Cu(NO3)2
【解析】 铜和浓硝酸反应生成NO2气体,铜和稀硝酸反应生成NO气体,NO2和NO都会造成大气污染;NO2和NO的产生也造成了硝酸利用率降低。
铜和浓硫酸反应会产生SO2气体,SO2是一种常见的大气污染物,同时SO2的生成造成硫酸利用率降低。
故C选项最为合理。
【答案】 C
4.(2015·天水高一检测)将1.92g铜粉与一定量的浓硝酸反应,当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况),则所消耗的硝酸的物质的量是( )
A.0.12mol B.0.11mol
C.0.09molD.0.08mol
【解析】 由Cu分别与浓HNO3、稀HNO3反应的化学方程式可知:
无论生成物是NO2还是NO,被还原HNO3的物质的量等于生成气体的总物质的量。
所以反应中消耗的n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2×
+
=0.11mol。
【答案】 B
HNO3性质的认识误区
(1)硝酸与金属反应时,一般既表现强氧化性,又表现酸性,参加反应的硝酸部分被还原,还有一部分仍以NO
形式存在。
(2)浓硝酸与金属反应的过程中,浓度逐渐减小,还原产物有可能是NO2和NO的混合物。
(3)在应用硝酸的氧化性分析离子是否共存时,要注意溶液中H+和NO
的组合,它们相当于HNO3,能够氧化具有强还原性的离子,而单纯的NO
不能氧化这些离子。
(4)与金属反应时硝酸的还原产物的规律是:
浓硝酸→NO2,稀硝酸→NO。
但随着金属活动性顺序的增强以及硝酸浓度的降低,硝酸的还原产物会发生变化,一般说来,氮元素的价态随之降低。
1.掌握浓硫酸的“三大”性质——吸水性、脱水性、强氧化性。
2.掌握硝酸的性质:
(1)化学性质:
不稳定性、强氧化性。
(2)特性:
浓、稀硝酸均具有强氧化性。
3.钝化的条件:
浓硫酸和浓硝酸在常温下,均能使铁、铝钝化。
4.必记的5个化学方程式:
(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(3)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(4)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(5)C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
技巧方法——硝酸与金属反应的有关守恒法计算
1.电子守恒法
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总数。
如6.4gCu与足量稀HNO3反应生成NO的物质的量为
mol×2×
=0.067mol。
2.原子守恒法
硝酸与金属反应时,反应前HNO3中的NO
一部分仍以NO
的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。
即:
n(消耗HNO3)=n(金属阳离子结合的NO
)+n(NOx)
将8gFe置于40mLHNO3中微热,生成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1.792L,此时剩余2.4g固体,求:
(1)该反应中被还原的硝酸和未被还原的硝酸的质量比;
(2)求混合气体中NO和NO2的体积比。
【解析】
(1)根据元素守恒,被还原的硝酸物质的量为:
n(HNO3)=n(NO、NO2)=
=0.08mol
未被还原的硝酸物质的量为:
n(HNO3)=2n(Fe)=
×2=0.2mol
被还原的HNO3和未被还原的HNO3的物质的量之比为:
0.08∶0.2=2∶5
(2)n(Fe)=
=0.1mol
n(NO)+n(NO2)=0.08mol
据电子守恒:
2n(Fe)=3n(NO)+n(NO2)
所以:
n(NO)=0.06mol
n(NO2)=0.02mol
所以:
n(NO)/n(NO2)=3∶1
则V(NO)/V(NO2)=3∶1
【答案】
(1)2∶5
(2)3∶1
——[体验训练]—————————————————
1.38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4mL(标准状况)气体,则反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )
A.1.0×10-3mol B.1.6×10-3mol
C.2.2×10-3molD.2.4×10-3mol
【解析】 n(HNO3)=
×2mol+
mol=2.2×10-3mol。
【答案】 C
2.14g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应,将放出的气体与1.12L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是( )
A.9.6g B.6.4g
C.4.8gD.3.2g
【解析】 Cu、Ag合金与HNO3反应过程如下:
Cu、Ag与HNO3反应是氧化还原反应,Cu、Ag失电子,HNO3得电子,生成NO2或NO。
由于NO2、NO、O2都被水吸收生成HNO3,即NO2、NO又将电子转移给O2,所以在整个反应过程中,相当于Cu、Ag失的电子给0.05molO2,0.05molO2得电子物质的量=0.05mol×4=0.2mol。
设Cu为xmol、Ag为ymol,则有:
解之得,
所以铜的质量为:
m(Cu)=0.05mol×64g·mol-1=3.2g。
【答案】 D
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 新建 31
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)