知识讲解-硫酸和硝酸(基础).docx

硫酸和硝酸【学习目标】1 .以稀硫酸、硝酸为例复习酸的通性；2 .理解浓硫酸的吸水性、脱水性以及氧化性等三大特性；3 .理解硝酸的强氧化性及硫酸和硝酸的用途。重点：浓硫酸、硝酸的化学性质难点:浓硫酸和硝酸的氧化性【要点梳理】要点一、稀硫酸要点诠释：稀硫酸中存在着电离方程式：H2SO4=2H+SO42,由于硫酸是强电解质，在水中完全电离，所以在稀硫酸中存在的微粒是H+、SC1；'和H2。浓硫酸(质量分数为98%)中，几乎不含水，所以在浓硫酸中几乎不存在硫酸的电离，也就几乎不存在H+和SO离子，几乎全以硫酸分子形式存在。所以如果说稀硫酸表达的是H+的性质(只要是酸都能电离出氢离子，所以稀硫酸表达的是酸的通性。)，那么浓硫酸那么表达出硫酸分子的性质，也就是具有特性。稀硫酸具有酸的通性：(1)指示剂变色：石蕊变红；酚猷不变色。(2)与金属反响：Fe+H2SO4=FeSO4+H2t；2A1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2t(3)与碱的反响：2NaOH+H2S4=Na2SO4+2H2O(4)与碱性氧化物反响：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O(5)与某些盐的反响：BaCl2+H2SO4=BaSO4I+2HC1要点二、浓硫酸(一)物理性质(1)纯硫酸：无色、粘稠的油状液体、难挥发(2)98%的浓硫酸的密度为1.84gcm3(3)沸点高：沸点338C,高沸点酸能用于制备低沸点酸(4)硫酸与水任意比例混溶；浓硫酸的稀释(酸入水)：将液体沿器壁或沿玻璃棒慢慢参加水中，并不断搅拌使其混合均匀。(二)浓硫酸的特性浓硫酸的特性有：吸水性、脱水性和强氧化性。要点诠释：1 .吸水性与脱水性的区别浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由H2O分子或结晶水吸收。浓硫酸脱水是把本身不含水的有浓硫酸机物中的氢元素和氧元素按原子个数比2：1的形式脱去，Ci2H22Oh=12C+IlH2Oo所以，二者的本质区别是物质中有没有现成的水分子。注意：在浓硫酸作用下，结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作枯燥剂，浓硫酸可以枯燥H2、CI2、02、SO2、N2、CO2、co、CH4等气体，但是它不能用来枯燥碱性气体(如N%)和强复原性气体(如HBr、HkH2SJo2.强氧化性：在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，表达的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被复原，所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属(如CU)或非金属(如C)氧化：Fe.Al的钝化常温下，当FesAl等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反响，外表生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。(2)与不活泼金属和非金属的反响由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反响,反响过程中有如下规律：反响要加热，否那么不反响；复原产物般是SO2。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。浓硫酸与金属反响时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反响时，只表现强氧化性。如：ACu+2H2SO4（浓）=CuSO4+2H2O+SO2t2Ag+2H2SO4（i）=Ag2SO4+SO2t+2H2OAC+2H2SO4（浓）=CO2t+2H2O÷2SO2tS+2H2SO4（浓）=3SO2t+2H2O浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物H2S+H2SO4（浓）=SI+SO2t+2H2O或H2S+3H2SO4（）=4SO2t+4H2O2HI+H2SO4（浓）=I2+SO2t+2H2O2HB+H2SO4（）=B2+SO2t÷2H2O随着反响的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反响就停止。（三）硫酸的用途硫酸是重要的化工原料，也是化学实验室必备的重要试剂。在工业上可用来制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、枯燥剂或制取各种挥发性酸等等。要点三、硝酸（一）硝酸的物理性质无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO?而呈黄色。质量分数为69%的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。（二）硝酸的化学性质1 .硝酸具有酸的通性与金属反响：一般不生成氢气与碱性氧化物反响：如CU0、Na2O>Fe2O3等与碱反响：Cu（OH）2>NaOH等与盐反响：NaHCo3、Na2CO3等与指示剂反响：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色要点诠释：在利用HNo3的酸性时，要注意考虑它的强氧化性。如Feo与稀硝酸反响时的方程式应是：3FeO+10HNCh（稀）=3Fe（NO3）3+NOt+5+0,而不是FeO+2HNO3（）=Fe（NO3）2+H2Oo2 .不稳定性：硝酸是不稳定性酸，受热或者光照易分解，所以实验室中常用棕色瓶储存硝酸。4HNO3=O2t+4NO2t+2H2O3 .硝酸的强氧化性要点诠释：由于HNo3中的+5价氮元素有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化复原反响中，几乎全部是+5价氮被复原，故硝酸具有强氧化性。硝酸的强氧化性规律：温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。与硝酸反响时，复原剂一般被氧化成最高价态。（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等在加热条件下反响，非金属元素被氧化成酸性氧化物。如：C+4HNO3（浓Yo2t+4NO2t+2H2O,S+6HNO3（浓）=H2SO4+6NO2I+2H2O<,13）金属与HNO3反响一般不生成H2，浓HNO3一般被复原为N02，稀HNo3一般被复原为NO,极稀HNO3可被复原成NH3，生成NH4NO3等。3Cu÷8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOt+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2t+2H2O浓硝酸与CU反响时，假设CU过量，反响开始时浓硝酸的复原产物为NO?,但随着反响的进行，硝酸变稀，其复原产物将为NO,最终应得到NO2与No的混合气体，可利用氧化复原反响过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNo3和混合气体之间的量的关系。(4)钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁外表生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反响，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，利用金属Al和Fe的这种性质，我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。【典型例题】类型一、硫酸的性质例1、以下关于浓H2SO4的表达正确的选项是()oA.常温下，浓H2SO4与铁、铝不反响，所以铁制、铝制容器能盛装浓H2SO4B.浓H2SO4具有吸水性，能使蔗糖炭化C.浓H2SO4和铜片的反响中，H2SO4既表现强酸性又表现强氧化性D.浓硫酸是一种枯燥剂，能够枯燥氨气、氢气等气体【答案】C【解析】常温下浓H2SO4与铁、铝接触，能使铁、铝外表生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续跟浓硫酸反响，这就是金属的钝化现象。浓H2SO4是从蔗糖的分子中夺取与水分子组成相当的氢和氧，使蔗糖炭化，表现为脱水性。铜与浓H2SO4在加热情况下发生反响：Cu+2H2SO4()=CuSO4+SO2t+2H2O,可见，2mol浓H2SO4中，1mol是作为氧化剂，还有1mol起酸的作用。由于N%是一种碱性气体，H2SO4易与NE反响：H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4,所以浓硫酸不能用于枯燥氨气。【总结升华】在氧化复原反响中，假设H2SO4全部被夏原(生成S02)，那么H2SO4只表现出强氧化性,如浓H2SO4与C单质反响；假设H2SO4只有局部被复原，还有一局部转化为硫酸盐和水，那么H2SO4表达强氧化性和酸性，如在与CU的反响中，H2SO4既表达氧化性又表达酸性。在复分解反响中，H2SO4表现出酸性、SC2一的性质或难挥发性。举一反三：【变式1】下面的反响中，浓硫酸既表现出强氧化性又表现出酸性的是()ojA. 2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCltB. Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2t+H2OC. C+2H2SO4()=CO2t+2SO2t+2H2OD.2FeO+4H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+SO2t+4H2O【答案】D【变式2】在常温下，以下操作不能区别浓硫酸和稀硫酸的是()。A.分别参加铁片B.分别参加蔗糖C,分别参加铜片D.分别参加硫酸铜晶体【答案】C例2、(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反响的化学方程式为。(2)试用图表中各装置设计一个实验，验证上述反响所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填装置的编号)：-ff。编号破破酸化的玳KMDo,灌液品红溶液(3)实验时可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是,B瓶溶液的作用是,C瓶溶液的作用是o(4)装置中所加的固体药品是,可确定的产物是,确定装置在整套装置中位置的理由是O(5)装置中所盛溶液是,可验证的产物是o【答案】(1)C+2H2SO4()=2SO2t+CO2t+2H2O(2)©(3)验证产物气流中有SO2,将SCh全部氧化吸收，确定产物中的SOz已被B瓶溶液全部吸收(4)无水CUSO4，水蒸气，由于产物气流通过、时会带出水蒸气，所以必须在、之前(5)澄清石灰水CO2【解析】木炭与浓硫酸加热反响生成Co2、SCh和HzO。其中CO2、SCh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Ca(OH)2反响，使澄清石灰水变浑浊，这会干扰鉴别。SO2和COz在化学性质上的明显不同点是SO2有漂白性和强复原性，而COz都没有。在SCh和CO2混合气体中，首先用品红检验SCh的存在，然后将SO2氧化除去，再用澄清石灰水检验COz的存在，是一种确认SO?和Co2共存的好方案。由于对CO2、SO2确实认都是在水溶液中进行的，所以应在确认CO2和SO2之前确认H20。与水发生作用并伴有明显现象的物质，中学阶段熟知的是无水CUSO4,白色的CUSo4粉末与H2O反响生成蓝色的CuSO45H2O晶体。【总结升华】此题主要考查实验的总体设计，结合所给试剂的作用，判断各局部装置可验证的产物，从而确定各装置间的连接顺序，另外知识性的问题是要区分SO2和CO2性质的异同点，确定检验的方法和顺序。类型二、硝酸的性质例3、将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反响，以下表达正确的选项是()。A.反响快慢：两者相同B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C.反响生成气体的颜色：前者浅，后者深D.反响中转移的电子总数：前者多，后者少【答案】B【解析】比拟反响Cu+4HN3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2t+2H2O和3Cu+8HNC>3(稀)=3CU(NO3)2+2No1+4H2。可知，当CU的质量相同、HNC)3过量时，两个反响中，转移的电子数目相同，消耗的HNC)3前者多，生成气体的颜色前者深。浓HNO3的氧化性比稀HNO3强，浓HNO3与铜反响的速率比稀HNO3快得多。【总结升华】金属与硝酸的反响是一个非常重要的考点，考查角度有HNo3表达的性质、氧化复原反响方程式的配平及电子转移分析、产生的气体的体积和硝酸的物质的量浓度的计算等(依据原子守恒、电子守恒)。举一反三：【变式1】以下对于硝酸的认识，正确的选项是()oA.浓硝酸和稀硝酸都具有