2018版高中化学第四章非金属及其化合物第4节氨硝酸硫酸课时2硫酸和硝酸的氧化性学案新人教版.docx

课时2硫酸和硝酸的氧化性1了解硫酸、硝酸的酸性。2了解浓硫酸的三大特性，特别是浓硫酸的强氧化性。(重点)3了解稀硝酸、浓硝酸的氧化性。(重难点)4了解硫酸和硝酸的重要用途。硫酸的性质及用途基础初探1物理性质纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状液体，密度大于水的密度。2稀硫酸的化学性质稀硫酸是强酸，具有酸的通性，写出有关反应的离子方程式：3浓硫酸的特性(1)吸水性：浓H2SO4能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂。(2)脱水性：浓H2SO4能把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去，剩余黑色的炭。如蔗糖的黑色面包实验。(3)强氧化性。与金属反应。a钝化：浓硫酸能使铁、铝等金属表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止浓硫酸与铁、铝继续反应。b能与大部分金属反应。如与铜反应：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。与非金属反应。与碳反应：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。与还原性化合物如H2S、HBr等反应。4用途(1)重要的化工原料，实验室必备的重要试剂。(2)工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。(3)用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸、作干燥剂等。探究升华思考探究浓H2SO4与铜反应的实验实验操作实验现象a试管中铜丝表面有气泡逸出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为红色将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色实验结论Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(1)浸碱棉团作用是什么？【提示】吸收尾气SO2，防止污染大气。(2)过量的铜与一定量的浓硫酸反应时，硫酸能否全部参加反应？【提示】不能。Cu是不活泼金属，只能与浓硫酸反应，与稀硫酸不反应，在过量Cu与一定量浓硫酸反应时，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，反应进行到一定程度时，浓硫酸将变为稀硫酸，反应自动停止，H2SO4不可能全部参加反应。(3)如果用过量的锌代替铜与一定量的浓硫酸反应，生成气体的成分有哪些？请分析思考？【提示】锌首先与浓硫酸发生反应：Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO22H2O，随着反应的进行，硫酸的浓度降低，锌还会与稀硫酸进一步反应，ZnH2SO4(稀)=ZnSO4H2，故生成的气体为SO2和H2的混合气体。认知升华浓硫酸的强氧化性(1)本质：浓硫酸具有强氧化性，是因为H2SO4分子中6价的硫元素具有很强的得电子能力。(2)表现：Fe、Al的钝化常温下，当Fe、Al遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。常温下与活泼金属反应(铁、铝除外)表现强氧化性和酸性，生成硫酸盐和SO2，硫酸变稀后，生成的气体为H2。与不活泼金属和非金属反应a反应需要加热，否则不反应。b还原产物一般是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。c浓硫酸与金属反应时，既表现酸性又表现强氧化性，而与非金属反应时，只表现强氧化性。d随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。与具有还原性的化合物反应，如与H2S、HI、HBr、FeCl2等物质反应。题组冲关题组1浓H2SO4的性质及其应用1在下图所示的实验装置中，从实验开始到过一段时间后，对观察到的现象叙述不正确的是()A中苹果块会干瘪B中胆矾晶体表面有“白斑”C中小试管内有晶体析出D中pH试纸变红【解析】浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。苹果块的水分被浓硫酸吸收变干瘪；胆矾晶体中的结晶水被浓硫酸吸收，表面出现“白斑”；饱和硝酸钾溶液中的溶剂部分被浓硫酸吸收，溶质呈晶体析出；由于浓硫酸的脱水性，试纸会变黑。【答案】D2下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)的对应关系正确的是()A在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大(难挥发性)B在加热条件下铜与浓硫酸反应(强氧化性、酸性)C蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成(吸水性)D浓硫酸可用来干燥某些气体(脱水性)【解析】 在空气中敞口久置浓硫酸，浓硫酸会吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大，表现了其吸水性；浓硫酸使蔗糖炭化，表现了脱水性；浓硫酸可干燥某些气体表现了吸水性。【答案】B题组2浓H2SO4的强氧化性实验探究3某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验： (1)B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请把导管补充完整。(2)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余。该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：_。为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是_。下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是_(填写字母编号)。A铁粉BBaCl2溶液C银粉 DNa2CO3溶液(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是_。待反应结束后，向C中烧杯内加入沸水，D中观察到的现象是_。(4)实验装置C有可能造成环境污染。试用最简单的方法加以解决。(实验用品自选)_。【解析】Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H，而不应证明含SO，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。【答案】(1)(2)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断降低，稀H2SO4与Cu不反应AD(3)红色褪去恢复红色(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口 硝酸的性质及用途基础初探1酸性：硝酸是一元强酸，具有挥发性，具有酸的通性。2强氧化性(1)与金属反应：除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与硝酸反应。常温下，冷的浓硝酸能使Fe、Al钝化。与铜反应(写出化学方程式)：浓硝酸：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。稀硝酸：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)与非金属反应：加热时浓硝酸与木炭发生反应：C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。(3)王水：组成：浓硝酸与浓盐酸，体积比为13。性质：能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。3不稳定性(1)化学方程式：4HNO34NO2O22H2O。(2)实验室中浓硝酸显黄色的原因：浓硝酸分解生成的NO2又溶于硝酸所致。4用途：硝酸用途广泛，是制炸药、染料、塑料的原料，也是化学实验室的必备试剂。探究升华思考探究硝酸的强氧化性实验将铜片置于两支具支试管的底部(见下图)。通过分液漏斗分别加入2 mL浓、稀硝酸。AB问题思考：(1)两支具支试管中观察到的实验现象是否完全相同？反应中浓硝酸、稀硝酸起什么作用？【提示】不相同。加入浓硝酸的具支试管中出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间无色变红棕色。加入稀硝酸的具支试管出现的现象是铜片表面产生气泡，铜片溶解，溶液变蓝，具支试管上部空间气体由无色变红棕色，后又变成无色。两支具支试管中浓、稀硝酸既表现出氧化性，又表现出酸性。(2)如何证明集气瓶里的气体是NO?【提示】向集气瓶中通入少量O2(或空气)，气体颜色由无色变为红棕色，说明集气瓶中收集的气体是NO。(3)A装置中Cu若过量，生成成分有哪些？A装置收集的气体有NO2吗？要收集NO2，用什么方法？【提示】NO2、NO；没有NO2，因为NO2与水反应生成NO；用向上排空气法。(4)NO能用向上排空气法收集吗？为什么？【提示】不能，因为NO易被O2氧化。认知升华硝酸的强氧化性(1)规律：硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。还原剂一般被氧化成最高价态。(2)硝酸的强氧化性的表现硝酸与金属的反应：a除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。b活泼金属与HNO3反应不生成H2，HNO3的浓度不同，还原产物不同。c常温下浓硝酸能使Fe、Al钝化，加热时反应。硝酸与非金属的反应：反应规律：非金属单质浓硝酸最高价氧化物或高价含氧酸NO2H2O。硝酸与还原性化合物的反应：硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如HI、HBr、SO2、Fe2、FeO、Br、I、S2、SO等均能被HNO3氧化。硝酸与铁反应，当硝酸过量时，产物为Fe(NO3)3，当铁过量时为Fe(NO3)2。题组冲关题组1硝酸的性质1下列反应中硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的是() A使石蕊溶液变红B与铜反应放出NO气体，生成Cu(NO3)2C与Na2CO3反应放出CO2气体，生成NaNO3D与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2【解析】A项，HNO3只表现酸性；B项，Cu与稀硝酸反应时，部分起酸的作用生成Cu(NO3)2，部分作氧化剂被还原为NO；C项，2HNO3Na2CO3=CO2H2O2NaNO3，HNO3只表现强酸性；D项，HNO3将S氧化为H2SO4，自身被还原为NO2，在该反应中HNO3只表现强氧化性。【答案】B2下列关于硝酸说法正确的是()A硝酸与金属反应，主要是5价氮得电子B浓HNO3与浓盐酸按31的体积比所得混合物叫王水C硝酸电离出H，能被Zn、Fe等金属还原成H2D常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量红棕色气体【解析】硝酸与金属反应，主要是5价氮得电子，生成氮的低价化合物，一般不生成氢气。浓HNO3与浓盐酸按13的体积比所得混合物叫王水。常温下铁遇到浓硝酸发生钝化，不会生成大量红棕色气体。【答案】A题组2硝酸的有关计算338.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4 mL(标准状况)气体，则反应消耗的硝酸的物质的量可能是()A1.0103molB1.6103molC2.2103mol D2.4103mol【解析】浓硝酸适量，在反应过程中变稀，实际上发生了两个反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。反应消耗的HNO3包括起酸性作用和起氧化性作用的两部分，前者反应后以Cu(NO3)2形式存在，后者被还原后生成NO2、NO气体。从两个方程式看出Cu2HNO3(酸)Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)NO2(或NO)，所以反应消耗的HNO3的物质的量为：21.2103mol1103 mol2.2103mol。【答案】C4将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答： (1)NO的体积为_ L，NO2的体积为_ L。(2)待产生的气体全部逸出后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原HNO3溶液的浓度为_ molL1。【解析】(1)设生成NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y。则有，解得x0.26 mol，y0.24 mol；V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.824 L；V(NO2)0.24 mol22.4 Lmol15.376 L。(2)由原子守恒得：HNO3n(HNO3)n(气体) n(NaOH)所以c(HNO3) molL1。【答案】(1)5.82