人教版高中化学必修1全册教案-4.4.2

1、第2课时 硫酸和硝酸的氧化性课前自主学习(学生用书P102) 一硫酸1.浓H2SO4可做枯燥剂,说明其具有吸水性浓H2SO4可脱去有机物中H和O,说明其具有脱水性2.写出以下几个反响方程式二硝酸1.HNO3也可与Cu等不活泼金属反响,写出Cu与稀HNO3和Cu与浓HNO3反响的化学方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O以上两个反响表达了HNO3的氧化性酸性2.王水是浓硝酸和浓盐酸按1比3的体积比混合得到的混合物,它可以溶解金铂等不溶于HNO3的金属诱思探究:硫酸厂有一辆已存放过浓H2SO4的铁槽车,某个

2、新工人违反规定,边吸烟边用水冲洗,结果发生了爆炸,试分析原因提示:浓H2SO4把铁槽内外表氧化,使其形成一层氧化膜,阻止了酸与内层金属的进一步反响但浓H2SO4用水一稀释,Fe既可与稀H2SO4反响产生大量H2,而H2和空气中O2混合遇明火后会发生爆炸课堂深化探究(学生用书P102) 一浓H2SO4的脱水性和吸水性的比较作用类型吸水作用脱水作用硫酸规格浓硫酸浓硫酸作用对象以H2O分子形式存在的水,其中包括结晶水合物中的水一般为含氢氧元素的有机物HO原子按2:1的个数比脱去变化类型复杂的物理化学变化化学变化能量变化放热放热现象一般无明显现象蔗糖等碳水化合物脱水变成黑色固体二浓硫酸的强氧化性1.与

3、金属铁的反响加热条件下,铁也可以和浓硫酸反响:假设铁过量,过量的铁会和Fe2(SO4)3稀H2SO4继续反响2.和非金属反响热的浓H2SO4也可将硫磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被复原为SO2,在这类反响中浓H2SO4只表现氧化性3.跟其他复原性物质反响浓H2SO4具有强氧化性,实验室制取H2SHBrHI等复原性气体,不能选用浓H2SO4,也不能选用浓硫酸作枯燥剂H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2+2H2O2HI+H2SO4(浓)=I2+SO2+2H2O特别提示:能用浓硫酸枯燥的气体:H2O2CO2SO2Cl2HCl;不

4、能用浓硫酸枯燥的气体:NH3H2SHBrHI;浓硫酸不仅可以吸收空气中的水,还可吸收混在气体中的水蒸气结晶水合物中的局部结晶水三硝酸的强氧化性硝酸无论是浓是稀都具有很强的氧化性,而且浓度越大氧化性越强发生氧化复原反响时,硝酸越浓,生成的复原产物中N的价态越高,硝酸越稀,复原产物中N的价态越低一般情况是浓硝酸被复原成NO2,稀硝酸被复原成NO硝酸的氧化性很强,几乎可以氧化所有的金属和非金属1.与非金属反响浓HNO3与非金属反响,复原产物一般是NO2,而非金属一般被氧化成最高价氧化物,如果此最高价氧化物易溶于水,那么生成相应的最高价含氧酸2.与其他复原剂反响四NO2NOO2与H2O反响生成物的计算

5、当有气体剩余时,尤其是原混合气体中NONO2O2都有的情况下,假设直接根据化学方程式计算,往往比较困难而对上述反响稍加分析,不难发现,当原混合气体中氮氧原子数之比等于25(即硝酐中氮氧原子数之比)时,恰好完全反响生成硝酸,无气体剩余;当大于此比值时,余气为NO;当小于此比值时,余气为O2被吸收的氮氧原子数之比都等于2:5气体组成NO原子数之比在水中充分反应后的结果余气有关计算a mol N O2b mol O2A:(2a+2b)=2:5无生成HNO3 a mola:(2a+2b)2:5NO设余x mol NO,则:(a-x):(2a+2b-x)=2:5A:(2a+2b)2:5NO设余x mol

6、 NO,则:(a-x):(a+2b-x)=2:5a:(a+2b)2:5NO设余x mol NO,则:(a+b-x):(a+2b+2c-x)=2:5(a+b):(a+2b+2c)2:5O2设余x mol O2,则:(a+b):(a+2b+2c-2x)=2:5假设将上表中气体的物质的量数据,换为同温同压下的体积数据,剩余气体的判断及其体积的计算仍同上法五稀酸和浓酸确实定硫酸硝酸和盐酸被称为常用的三大强酸,在学习和实验中,常需要一定浓度的稀酸,那么多大浓度的酸才算稀酸呢?一般认为:当物质的量浓度小于其最大浓度的一半时,便是稀酸(见下表)名称密度(g/cm3)质量分数最大浓度(mol/L)稀酸浓度(m

7、ol/L)盐酸1.1938%12小于6硫酸1.8498.3%18小于9硝酸1.5069%16小于8由于这三种酸的最大浓度不同,分子在其中的存在形式也就不完全相同,例如在浓H2SO4中由于水太少,H2SO4主要以分子的形式存在,故在书写离子方程式时浓H2SO4应写成分子式,而浓HNO3和浓盐酸那么应写成离子的形式典 例 剖 析(学生用书P103)知识点一 浓H2SO4的性质例1 向50 mL 18 molL-1的硫酸中参加足量的铜片并加热,充分反响后,被复原的H2SO4的物质的量为( )A.小于0.45 molB.等于0.45 molC.在0.45 mol和0.90 mol之间D.大于0.90

8、mol 解析 在Cu与浓H2SO4反响中当有1 molCu参加反响时,消耗的H2SO4为2 mol,其中1 mol硫酸被复原,1 mol硫酸起到酸的作用,根据题给数据,消耗的H2SO4,理论计算为0.9 mol,其中一半被复原为0.45 mol,但在实际反响中,由于硫酸被消耗,同时生成了水,使硫酸浓度减小,当由浓硫酸变为稀硫酸时,不再与铜反响,通过分析可知,实际反响中被复原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol答案 A知识点二 浓HNO3的氧化性例2 向以下溶液中滴加稀HCl,有颜色变化的是( )A.Fe(NO3)3B.CuCl2C.FeCl2D.Fe(NO3)2答案 D知识点三 HNO3

9、与金属反响的计算硝酸与金属反响时:1.金属的复原能力不同,硝酸被复原的价态不同;2.同种金属与不同浓度的硝酸反响,硝酸越稀,被复原的价态越低;3.有些反响起始时硝酸浓度较大,被复原放出NO2气体,随着反响的进行,硝酸的浓度逐渐减小,渐渐地放出NO气体因此,有些金属与硝酸的反响过程中,硝酸被复原的产物可能不止一种如:一定量浓HNO3与足量的铜反响,反响的HNO3的物质的量n(HNO3)与反响的铜的物质的量n(Cu)及气体(NO2和NO)物质的量n(气体)之间的关系为:n(HNO3)=2n(Cu)+n(气体)例3 铁和铜的混合物中参加缺乏量的硝酸,反响后剩余金属m1g;再向其中参加一定量稀硫酸,充

10、分振荡后,剩余金属m2g,那么m1m2之间的关系正确的选项是( )A.m1一定大于m2B.m1可能等于m2C.m1一定等于m2D.m1可能大于m2 解析 题中已给出HNO3缺乏量,剩余金属可能是Cu或Fe和Cu的混合物,到此,有同学就会认为,再向其中参加稀硫酸时,剩余金属能不能溶解就该分两种情况:当只剩余Cu时,Cu与稀硫酸不反响当剩余Fe和Cu时,Fe会和硫酸反响,故得答案,m1m2,即BD答案 A课内针对性训练(学生用书P104)1.右图小试管中盛有几毫升水,与大试管连通的U型细玻璃管内放有少量水(已染成红色)如沿小试管壁小心地慢慢注入3 mL浓硫酸,静置片刻后,U型细玻璃管中可观察到的液

11、面现象是( )A.左高右低B.左低右高C.左右一样高D.来回振动答案:B解析:浓H2SO4参加水中放出大量的热,大试管中的空气受热膨胀,使U型管中的液面左低右高2.某溶液中投入铝片可放出氢气,那么该溶液可能存在的离子组是( )答案:CD解析:与铝片反响产生H2的溶液可以是酸溶液,也可以是碱溶液在A中如果是酸溶液,溶液中含有H+, 与Al片反响不产生H2,如果是碱溶液,OH-与Fe2+不能共存;在B中Ba2+与 不共存;在C中酸溶液,该离子组可以共存,符合题意;在D中碱溶液,该离子组可以共存,符合题意3.铜粉放入稀硫酸溶液中,加热后无明显现象发生当参加一种盐后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有

12、气体逸出该盐是( )A.Fe2(SO4)3B.Na2CO3C.KNO3D.FeSO4答案:C4.“绿色化学的主要内容之一是指从技术经济上设计可行的化学反响,使原子充分利用,不产生污染物以下化学反响符合“绿色化学理念的是( )A.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2OB.制CuSO4:2Cu+O2=2CuO;CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2OC.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2OD.制Cu(NO3)2:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O答案:B解析:A中产生了有毒气体SO2;C中产生

13、了有毒气体NO2;D中产生有毒气体NOSO2,NO2,NO排入空气中都会造成污染5.以下溶液与浓氨水相接近,不会产生白烟的是( )A.浓盐酸B.浓硝酸C.液氯D.浓硫酸答案:D解析:A挥发出HCl气体与氨气反响生成NH4Cl固体;B挥发出HNO3气体与氨气反响生成NH4NO3固体;C挥发出Cl2气体与氨气反响生成NH4Cl固体,3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2;而D不是挥发性酸,应选D课后优化训练(学生用书P104)根底强化1.将以下溶液置于敞口容器,溶液质量不会减少的是( )A.浓H2SO4B.浓盐酸C.浓硝酸D.稀硫酸答案:A解析:BC中溶质会挥发;稀硫酸中水会挥发;浓H2SO4会吸

14、收空气中的水蒸气2.有三瓶无色溶液分别是Na2CO3溶液,BaCl2溶液,NaCl溶液,用一种试剂鉴别,该试剂是( )A.盐酸B.硫酸C.Ba(OH)2溶液D.NH4Cl溶液答案:B解析:H2SO4可与Na2CO3溶液反响产生气体,与BaCl2溶液反响产生沉淀,与NaCl溶液不反响,没有明显现象,应选B3.以下离子能共存的是( )答案:B解析:A中Fe2+会被HNO3氧化为Fe3+;C中产生BaSO4;D中会产生NH3气体应选B4.假设将浓H2SO4慢慢滴入浓盐酸中,可产生的实验现象是( )A.产生黄绿色气体B.冒白雾,混合物温度降低C.冒白雾,混合物温度升高D.液体四溅,冒白烟答案:C解析:

15、浓H2SO4溶于水时放热,温度升高,盐酸易挥发,会产生白雾5.以下块状金属在常温下能全部溶于足量浓硝酸的是( )A.Pt B.Ag C.Al D.Fe答案:B解析:Pt与浓HNO3不反响,常温下Fe,Al遇浓HNO3发生钝化,只有Ag与浓HNO3发生反响,能全部溶解6.为除去镀在铝外表的铜镀层,可选用的试剂是( )A.稀HNO3B.浓HNO3C.浓H2SO4D.浓HCl答案:B解析:稀HNO3与铜和铝都能反响;浓HNO3只与铜反响,与Al常温下发生钝化,内层Al不再反响,故可用浓HNO3除去铜镀层;浓H2SO4常温下与铜不反响,加热条件下与铜铝均反响;浓HCl与铜不反响不能除去铜镀层7.在以下

16、反响中,HNO3既表现出氧化性,又表现出酸性的是( )答案:D解析:A中HNO3只表现氧化性;B中HNO3只表现酸性;C中HNO3既表现氧化性,又表现复原性8.1 L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1 molL-1和0.4 molL-1假设向该混合液中参加足量的铜粉,那么最多能溶解铜粉的质量为( )A.2.4 gB.3.2 gC.6.4 gD.9.6 g答案:D能力提升1.以下可用浓H2SO4枯燥的气体有( )H2 SO2 H2S Cl2 NH3 HCl CO2 HBr COA.B.C.D.全部答案:B解析:浓H2SO4不能枯燥碱性气体如NH3,也不能枯燥复原性气体如H2S,H

17、Br等2.6.4 g的铜完全溶于18.4 molL-1H2SO4的热溶液中,需硫酸溶液的体积为( )A.等于10.9 mLB.大于10.9 mLC.小于10.9 mLD.无法确定答案:B解析:由化学方程式 与6.4 g(即0.1 mol)的铜恰好反响的H2SO4为0.2 mol,所需H2SO4溶液的体积为 如果6.4 g铜与10.9 mL的浓H2SO4反响由于有水生成且浓H2SO4不断消耗,使H2SO4浓度降低,稀H2SO4不与Cu反响,使反响停止,Cu不能全部溶解,因此H2SO4体积要大于10.9 mL3.铁屑溶于过量的稀硫酸,过滤后向滤液中参加适量硝酸,再参加过量的氨水,有红褐色沉淀生成过

18、滤,加热沉淀物至质量不再发生变化,得到红棕色的残渣上述沉淀和残渣分别为( )A.Fe(OH)3;Fe2O3B.Fe(OH)2;FeOC.Fe(OH)2;Fe(OH)3;Fe3O4D.Fe2O3;Fe(OH)3答案:A解析:铁屑溶于稀H2SO4生成Fe2+,参加稀HNO3后,Fe2+被氧化为Fe3+,加NH3H2O后生成Fe(OH)3,红褐色沉淀为红棕色,应选A4.有ABCD四种化合物,分别由 组成,它们具有以下性质:A不溶于水和盐酸;B不溶于水但溶于盐酸,并放出无气味的气体;C的水溶液呈碱性,与硫酸反响生成A;D可溶于水,与H2SO4作用时放出气体E,E可使品红溶液褪色 (1)化学式分别为:A_B_C_D_E_(2)有关反响的化学方程式:B和盐酸反响:_ ;C和硫酸反响:_ ;D与硫酸反响:_ BaSO4BaCO3 Ba(OH)2Na2SO3SO2BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2+H2OBa(OH)2+H2SO4=BaSO4+2H2ONa2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O解析:由知A不溶于水和盐酸,A为BaSO4;B不溶于水能溶于盐酸放出无色无味的气体,B