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2013-2014学年高一化学必修1课件:硫酸和硝酸的氧化性


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路漫漫其修远兮 吾将上下而求索

第四章 非金属及其化合物

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第四章
非金属及其化合物<

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第四章 非金属及其化合物

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第四章
第四节 氨 硝酸 硫酸(共 2 课时)

第四章 第四节 第2课时

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第四节
第 2 课时 硫酸和硝酸的氧化性

第四章 第四节 第2课时

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新情境·激趣入题

新考题·随堂自测 方法警示探究
新知识·预习探究

新提升·达标作业 新思维·名师讲堂

第四章 第四节 第2课时

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新情境· 激趣入题

第四章 第四节 第2课时

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某大学的一名学生先后两次用氢氧化钠溶液、 浓硫酸将动 物园的五只熊烧伤,其中一只黑熊双目失明,这一故意残害动 物的事件经媒体披露后,引起了公众的强烈愤慨。浓硫酸有哪 些重要性质?为什么能伤害黑熊呢?

第四章 第四节 第2课时

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玻尔是丹麦著名的物理学家,曾获得诺贝尔奖。第二次世 界大战中,玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他 一定要返回祖国的决心,他将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液 里,装于玻璃瓶中,然后将它放在柜台上。后来,纳粹分子闯 进玻尔的住宅,那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下,他们却一 无所知。这是一个多么聪明的办法啊!战争结束后,玻尔又从 溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更 加灿烂夺目,因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和其本人无 穷的智慧。
第四章 第四节 第2课时

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那么,玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解的呢?原来他用的溶 液叫王水。王水是由浓硝酸和浓盐酸按 1:3 的体积比配制成 的混合溶液。你知道其中的硝酸具有怎样的化学性质吗?

第四章 第四节 第2课时

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新知识· 预习探究

第四章 第四节 第2课时

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●学习目标 1.了解稀硫酸的通性。 2.了解浓硫酸的三大特性,特别是强氧化性。 3.了解硫酸的重要用途。

第四章 第四节 第2课时

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●新知预习 一、硫酸 1.酸的通性 1 (1)电离方程式:□________________________ 2 (2)硫酸具有酸的通性可与酸碱指示剂作用,也可与 □ 3 4 ________、□________、□________及某些盐反应。

第四章 第四节 第2课时

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2.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 5 固体中的结晶水,故常用作□________。 6 (2)脱水性: H2SO4 能把有机物中的□________元素按 浓 水的组成比脱去,剩余黑色的炭。

第四章 第四节 第2课时

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(3)强氧化性 7 ①与金属的反应:除□________以外的绝大多数金属都 能与浓 H2SO4 作用,如与铜反应。

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实验 操作

第四章 第四节 第2课时

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8 a 试管中铜丝表面□________。 9 b 试管中的品红溶液逐渐变为□________。 现象 10 c 试管中的紫色石蕊溶液逐渐变为□______。 11 将 a 试管里的溶液慢慢倒入水中, 溶液变为□ ___。 12 Cu 和浓 H2SO4 反应的化学方程式为:□ ____________________

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13 ②常温下,冷的浓 H2SO4 能使 Fe、Al 发生□______。 ③与非金属反应 加热时与木炭反应的化学方程式为: 14 □___________________________________。

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二、硝酸 1.硝酸是一元强酸,具有酸的通性,但与金属反应不产 15 生□________。 2.强氧化性 (1)与金属的反应 浓 HNO3 与 Cu 反应的化学方程式为: 16 □______________________________________。

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稀 HNO3 与 Cu 反应的化学方程式为: 17 □______________________________________。 18 (2)常温下,冷的浓硝酸能使□________钝化。 19 20 (3)王水是□________和□________的混合物,体积比 21 为□________,能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。

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3.不稳定性 浓硝酸在受热或光照条件下易分解,反应方程式为: 22 □______________________________, 生成的 NO2 又溶 于 HNO3,使 HNO3 常显黄色。

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三、硫酸和硝酸的用途 23 1.硫酸和硝酸都是重要的□________,也是化学实验 室里必备的重要试剂。工业上可用于制化肥、农药、炸药、 染料、盐类等。 2.硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种 24 □________酸,做干燥剂等。

第四章 第四节 第2课时

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参考答案: 1 □H2SO4===2H


2 2 3 4 +SO4-□活泼金属□碱□碱性氧化

5 6 9 物□干燥剂□氢、 □Au、 □有气泡逸出□无色 氧 7 Pt 8 红色 11 □ 蓝色 13 □钝化

10 □

△ 12 Cu+2H2SO4(浓)===== CuSO4 +SO2↑ □

+2H2O

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△ 14 C + 2H2SO4( 浓 ) ===== CO2↑ + 2SO4↑ + 2H2O □

15 □ H2

16 17 □ 4HNO3( 浓 ) + Cu===Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O □ 8HNO3(稀)+3Cu===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 19 □浓硝酸 20 □浓盐酸 21 □ 1:3 18 □铁、铝

光照或Δ 22 4HNO3 ===== □

4NO2↑+O2+2H2O

23 24 □化工原料 □挥发性

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●自主探究 1.浓硫酸吸水性和脱水性有何区别?
提示:浓硫酸吸水是把物质本身中有自由的 H2O 分子或 结晶水吸收。浓硫酸脱水是把本身不含水的有机物中的氢元 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现成的水分子。

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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)。

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2.浓硝酸与浓盐酸长时间敞口放置在空气中,浓度如何 变化?
提示:两种物质都具有很强的挥发性,如果敞口放置在 空气中,由于硝酸和氯化氢的挥发,使溶液的浓度都减小。 由于它们的挥发性,在实验室中都必须密封保存。

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新思维· 名师讲堂

第四章 第四节 第2课时

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H2SO4 的性质
●思维导图

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●细品教材 1.硫酸、硝酸、盐酸(教材 P100 思考与交流) (1)组成上的特点 三者都是酸,在水溶液中均电离出 H+,硫酸和硝酸是含 氧酸,盐酸是无氧酸;硫酸是二元强酸,硝酸和盐酸是一元 强酸。

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(2)电离方程式 H2SO4===2H++SO2- 4 HNO3===H++NO- 3 HCl===H++Cl- (3)制 H2 时酸的选择 制 H2 时不用浓硫酸或硝酸,因为浓硫酸和硝酸具有强氧 化性,与金属反应都不生成氢气,而是生成其对应的氧化物。 例如:Zn+2H2SO4(浓)===ZnSO4+SO2↑+2H2O。

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2.浓硫酸 (1)物理性质 纯硫酸是无色、黏稠的油状液体,不容易挥发,常用的 浓硫酸中 H2SO4 的质量分数是 98%,密度为 1.84 g· -3。 cm

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(2)三大特性 ①吸水性:浓硫酸具有强烈的吸水能力,能吸收空气中 的水分,甚至能吸收结晶水合物中的水,故浓硫酸常用作干 燥剂,但不能干燥 NH3。 ②脱水性:浓硫酸具有很强的腐蚀性,能按水的组成脱 去纸、棉布、木条等有机物中的氢、氧元素,如浓硫酸使蔗 糖脱水炭化:

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实验 操作

现象 1:蔗糖逐渐变黑。原因是浓硫酸具有脱水性: 现象 及原 因分 析 浓硫酸 C12H22O11 ――→ 12C+11H2O 现象 2:蔗糖体积膨胀,形成黑色疏松多孔的海绵状的炭, 并放出有刺激性气味的气体。原因是浓硫酸具有强氧化性, 把炭氧化成 CO2,并有 SO2 气体放出

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③强氧化性 a.Cu 与浓硫酸的反应(教材 P101 实验 4-9)

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实验步骤 ①如图所示将仪器组装 好,检验装置的气密性, 并按要求加入各种试 剂,观察铜丝在浓硫酸 中的现象

实验现象

实验结论及化学方程式

加热前,铜丝在浓硫酸 常温下,铜与浓硫酸不 中无明显现象 反应

加热后, 试管中的品红 b ②点燃酒精灯,加热 a 溶液逐渐变为无色,c 试 在加热条件下,铜与浓 试管,同时观察 3 支试 管中的紫色石蕊溶液逐 硫酸反应,生成硫酸铜 管中的现象 渐变为红色, 试管中液 和二氧化硫 a 体变蓝

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③向上拉铜丝, 冷却后, 将 试管里的液体慢慢倒入盛 大试管中的 有少量水的另一大试管中, 溶液呈蓝色 观察溶液的颜色

Cu+2H2SO4 (浓) △ =====CuSO4+ SO2↑+2H2O

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b.浓硫酸分子中 S 的化合价为+6 价,易得电子,所以表 现强氧化性,可以氧化大多数金属和部分非金属单质。 △ Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O △ C+2H2SO4(浓)=====CO2↑+2SO2↑+2H2O △ S+2H2SO4(浓)=====3SO2↑+2H2O 思考:下面的反应,表现了浓硫酸的什么性质?

第四章 第四节 第2课时

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铜与浓硫酸反应: △ Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O (浓硫酸作用:氧化性、酸性) 灼热木炭与浓硫酸反应: △ C+2H2SO4(浓)=====CO2↑+2SO2↑+2H2O (浓硫酸作用:氧化性)

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溴化氢被浓硫酸氧化: 2HBr+H2SO4(浓)===SO2↑+Br2+2H2O (浓硫酸作用:氧化性) 硫化氢被浓硫酸氧化: H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O (浓硫酸作用:氧化性) 以上反应中,浓硫酸一般被还原为 SO2。

第四章 第四节 第2课时

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温馨提示:①在实验过程中会看到铜表面有黑色物质, 那是因为铜先被氧化成氧化铜的缘故。 ②在试管 c 上方放一浸有碱液的棉团是为了防止多余的 SO2 污染空气。 ③当足量的铜与浓硫酸反应时,随着反应进行,浓硫酸 逐渐变稀,Cu 与稀硫酸不反应,一旦变为稀硫酸,反应就会 停止,所以还会有硫酸剩余。

第四章 第四节 第2课时

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例如: 50 mL 18 mol· 1H2SO4 中加入足量的铜片并加 向 L 热充分反应后,被还原的 H2SO4 的物质的量是小于 0.45 mol, 而不是 0.45 mol。 常温下,还要注意:浓 H2SO4 能使 Fe、Al 钝化,其原因 是在其表面生成了一层致密的氧化膜而阻止了反应继续进 行。



第四章 第四节 第2课时

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3.浓 H2SO4 和稀 H2SO4 的鉴别 ①观察状态,浓硫酸为油状黏稠液体,而稀硫酸为均一 透明液体。 ②利用密度,用手掂掂试剂瓶的分量,相同体积时,浓 硫酸的质量大。 ③取少量蒸馏水,向其中加入少量硫酸,如能放出大量 的热,则为浓硫酸,反之则为稀硫酸。

第四章 第四节 第2课时

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④取少量液体,分别加入铁片,产生气泡的为稀硫酸, 不产生气泡的为浓硫酸。 ⑤用玻璃棒蘸取试样在纸上写字,使纸炭化变黑的溶液 为浓硫酸,不能使其炭化的为稀硫酸。 ⑥取少量试样,投入胆矾,蓝色晶体变白的为浓硫酸, 晶体溶解的为稀硫酸。

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⑦取少量试样,分别投入一小块铜片,稍加热,产生刺 激性气味气体且溶液变蓝的为浓硫酸,无明显现象的为稀硫 酸。 ⑧滴入石蕊溶液并微热,浓硫酸先变红然后红色消失, 稀硫酸只变红色。

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●典例剖析 【例 1】 (2013· 经典习题选萃)在下图所示的实验装置中, )

实验开始一段时间后,对看到的现象叙述不正确的是(

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A.①中苹果块会干瘪 B.②中胆矾晶体表面有“白斑” C.③中小试管内有晶体析出 D.④中 pH 试纸变红

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【解析】

浓硫酸具有吸水性,能够吸收空气中的水蒸

气。苹果块中散发的水分、胆矾风化产生的水、饱和 KNO3 溶液挥发产生的水分都被浓硫酸吸收,从而导致苹果块变干 瘪、胆矾表面失水而出现不带结晶水的无水 CuSO4 ,饱和 KNO3 溶液失水而有晶体析出,浓硫酸中不能电离出 H+,因 此 pH 试纸不会变红。但会被炭化而变黑。
【答案】 D

第四章 第四节 第2课时

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【例 2】 正确的是( )

(2013· 试题调研)下列有关浓 H2SO4 的叙述中,

A.浓 H2SO4 与铜片共热的反应中,浓 H2SO4 既表现出 强氧化性,又表现出酸性 B. H2SO4 与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成 浓 的气体一般为 SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般为 H2

第四章 第四节 第2课时

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C.常温下,铁或铝不与浓 H2SO4 反应,所以可用铁或 铝制的容器贮存浓 H2SO4 D.浓 H2SO4 是难挥发性强酸,氢硫酸是挥发性弱酸, 所以可用浓 H2SO4 与 FeS 反应制取 H2S 气体

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【解析】

浓 H2SO4 与 Cu 片共热,反应的化学方程式

△ 为 2H2SO4(浓)+Cu=====CuSO4+SO2↑+2H2O,由反应式 可知,若 2 mol H2SO4 参加反应,其中 1 mol H2SO4 作氧化剂 被还原为 SO2,另外 1 mol H2SO4 起酸的作用,故 A 项正确; 在浓硫酸中存在的是 H2SO4 分子,其分子中+6 价的硫易得 到电子。H2SO4 把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化 合物 SO2,即使遇到活泼金属如 Zn、Fe 等也是如此,故 B 项错误;

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常温下铁或铝不是不与浓 H2SO4 反应, 而是反应的结果是铁、 铝表面形成一薄层致密的氧化物保护膜,从而阻止了内部金 属继续与浓 H2SO4 反应, C 项错误; H2SO4 有强氧化性, 故 浓 H2S 有强还原性,前者能把后者氧化,因此,得不到 H2S 气 体,故 D 项错误。
【答案】

A

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●活学巧练 1.(2012· 洛阳高一检测)下列关于浓硫酸的叙述正确的是 ( ) A.浓硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化 B.浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体 D.浓硫酸在常温下能够使铁、铝钝化
【答案】 D

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【点拨】

A 项,浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水炭化;

B 项,浓硫酸与 Cu 在加热条件下才能反应;C 项,H2SO4 与 NH3 反应,因此浓硫酸不能干燥 NH3;D 项,浓硫酸具有强氧 化性,Al、Fe 在冷的浓硫酸中发生钝化。故只有 D 项正确。

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2.(2013· 试题调研)m g 铜与足量的浓 H2SO4 共热时完全 反应, 在标准状况下生成 n L 气体, 则被还原的浓硫酸是( 2×98m A. g 64 m C. mol 22.4 m B. mol 64 98n D. g 22.4 )

【答案】

BD

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【点拨】 从选项中可以看出答案是以“mol”和“g”两种形 式出现的。另外,在题目中不仅指出已知反应物的量,同时还 给出生成物的体积,故解题时这一方面也要考虑到。 △ Cu+2H2SO4=====CuSO4+SO2↑+2H2O 64 mg 98 g(被还原) x

98m x= g(选项中没有) 64

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△ Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O 64 g mg 1 mol(被还原) x

m x= mol(选项 B) 64

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△ Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O 1 mol(被还原) 22.4 L y nL n L×1 mol n y= = mol(选项中没有) 22.4 L 22.4 △ Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O 98 g(被还原) 22.4 L yg nL

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98 g×nL 98 n y= = g(选项 D) 22.4 L 22.4 此题的答案是 B、D。解此题时易忽略的是被还原的问法。

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硝酸的强氧化性
●思维导图

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●细品教材 1.硝酸的物理性质 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体,能 与水以任意比例互溶,浓硝酸的质量分数为 69%,发烟硝酸 的浓度为 98%。

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2.硝酸的化学性质 (1)酸性 硝酸是一元强酸,具有酸的通性,但硝酸与金属反应一 般不生成 H2。 (2)不稳定性(见光、受热易分解) 光或热 4HNO3 ===== 4NO2↑+O2↑+H2O 注意:硝酸应在棕色瓶内保存。

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(3)强氧化性 硝酸具有强氧化性是由于 HNO3 中的+5 价氮元素有很 强的得电子能力,在硝酸参与的氧化还原反应中,几乎全部 是+5 价氮被还原。 ①与金属的反应 HNO3 能氧化除 Au、Pt 以外的大多数金属。生成盐和水 及 HNO3 的还原产物。如: Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

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3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②常温下浓硝酸可以使 Fe、Al 钝化(类似浓硫酸) 硝酸与金属的反应中,生成盐和水,体现了 HNO3 的酸 性,生成 NOx 或 NH+等,体现了其氧化性。 4

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③与非金属反应 浓硝酸在加热条件下能氧化 C、S、P 等非金属单质: △ C+4HNO3(浓)=====2H2O+4NO2↑+CO2↑ △ S+6HNO3(浓)=====H2SO4+6NO2↑+2H2O △ P+5HNO3(浓)=====H3PO4+5NO2↑+H2O

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温馨提示: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。 如浓 HNO3 与木炭加热时的化学方程式为: △ C+4HNO3(浓)=====2H2O+4NO2↑+CO2↑

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③金属与 HNO3 反应一般不生成 H2,浓 HNO3 一般被还 原为 NO2, HNO3 一般被还原为 NO, 稀 极稀 HNO3 可被还原 成 NH3,生成 NH4NO3。 ④在利用 HNO3 的酸性时,要注意考虑它的强氧化性。 如 FeO 与稀硝酸反应时的方程式应是 3FeO+10HNO3(稀) ===3Fe(NO3)3 +NO↑+5H2O,而不是发生复分解反应生成 Fe(NO3)2。

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⑤规律 温度越高,硝酸越浓,其氧化性越强。 与硝酸反应时,还原剂一般被氧化成最高价态。

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3.浓硫酸、硝酸与金属反应的计算 (1)反应通式 M+H2SO4(浓)―→M(SO4)n+还原产物+H2O M+HNO3―→M(NO3)n+还原产物+H2O (2)还原产物 浓 HNO3―→NO2;稀 HNO3―→NO; 浓 H2SO4―→SO2

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(3)溶液中的酸 ①起氧化作用的酸转化为气体(NO、NO2、SO2)时,气体 的物质的量等于被还原的酸的物质的量。 ②起酸性作用的酸转移到生成物盐中,其物质的量可以 根据金属阳离子的物质的量求出。 ③没有参加反应的酸,可根据溶液中的 H 的物质的量求 出。


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(4)常用方法 ①电子守恒法 硝酸与金属的反应属于氧化还原反应,N 原子得到的电 子数等于金属原子失去的电子数。 ②原子守恒法 硝酸与金属反应后,一部分以 NO3 的形式存在,一部分 转化为还原产物(NO、NO2 等),这两部分中氮原子的物质的 量与反应消耗的 HNO3 中氮原子的物质的量相等。


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4.氧化性酸和酸的氧化性有何区别? 所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸,如浓硫 酸、硝酸等,由于其中 S 、N 易获得电子,表现出很强的氧化 性;而氢碘酸、氢硫酸、碳酸、磷酸等酸根部分不能或不易 获得电子,所以它们是非氧化性酸,其中,氢碘酸、氢硫酸 的酸根部分易失电子,在氧化还原反应中作为还原剂,故又 可以叫做还原性酸。
+6 +5

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在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出 H , 在一定 H 条件下可获得电子,形成 H2,从这一点看,酸都具有氧化性, 这是 H+的氧化性,它和氧化性酸中心元素处于高价态易获得 电子具有的氧化性是不同的。





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●典例剖析 【例 3】 (2013· 经典习题选萃)足量铜与一定量浓硝酸反

应, 得到硝酸铜溶液和 NO2、 的混合气体, NO 这些气体与 1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成 硝酸。 若向所得硝酸铜溶液中加入 5 mol· -1 NaOH 溶液至 Cu2 L


恰好完全沉淀,则消耗 NaOH 溶液的体积是( A. 60 mL C.30 mL B.45 mL D.15 mL

)

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【解析】

由题意分析反应过程中的转化关系:

Cu O2?H2O? HNO3――→NO2、NO ――→ HNO3 4e- 由此可知 Cu 失去的电子全部转移给了 O,2Cu――→O2, 1.68 L×2 2 则 n(Cu) = 2n(O2) = -1 = 0.15 mol 。 根 据 Cu 22.4 L· mol


2×0.15 mol ―→2NaOH 得 n(NaOH)=2n(Cu), V(NaOH)= 故 - 5 mol· 1 L

=0.06 L=60 mL。
【答案】 A
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【例 4】

(2013· 试题调研)在浓硝酸中放入铜片:

(1)反应开始时的化学方程式为________________, 实验现 象为:___________________________________。 (2) 若 铜 有 剩 余 , 则 反 应 将 要 结 束 时 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________。 (3)待反应停止后,再加入少量 25%的稀硫酸,这时铜片 上又有气泡产生,其原因是______________________。

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【解析】 随着反应的进行,硝酸的浓度不断减小,反应 结束前实质上是铜与稀硝酸反应。反应停止后再加稀 H2SO4, 则溶液中的 NO-在酸性条件下,又相当于稀 HNO3 与铜反应。 3

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【答案】 (1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 溶液逐渐变蓝,有红棕色气体逸出 (2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)加入稀 H2SO4 后, +与原溶液中的 NO-结合成 HNO3, H 3 又能与过量的 Cu 反应,发生反应的化学方程式为 3Cu+ 8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

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●活学巧练 3. (2013· 试题调研)下列有关硝酸的说法中正确的是( A.硝酸的酸酐是 NO2 B.硝酸具有强氧化性和不稳定性 C.硝酸通常略显黄色,是因为在其中溶解了 Fe3+的缘故 D.稀硝酸与铜反应,氮元素化合价由+5 价降为+2 价; 浓硝酸与铜反应,氮元素化合价由+5 价降为+4 价。由前后 降价的多少可知,稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
【答案】 B
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)

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【点拨】 酸酐中中心原子的化合价和酸中中心原子的化 合价相同,所以硝酸的酸酐是 N2O5,而不是 NO2。硝酸呈黄 色是因为硝酸分解生成的二氧化氮溶解其中造成的。判断氧化 性强弱,应该依据得电子能力,或使相同的还原剂被氧化所升 高的价态,如 Fe 和氯气、硫的反应,而不是看自身降低的价 态。

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4.(2013· 经典习题选萃)38.4 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( A.1.0×10-3mol C.2.2×10-3mol )

B.1.6×10-3mol D.2.4×10-3mol

【答案】

C

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【点拨】 ?氧化性 ? ――→ n?NOx?=n?HNO3?还原 HNO3 ―→? 酸性 ?――→ 2×n[Cu?NO ? ]=n?HNO ?未还原 3 2 3 ? 浓硝酸适量, 在反应过程中变稀, 实际上发生了两个反应: Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O, 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,

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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: Cu+ 2HNO3(酸 )~ Cu(NO3)2 ,HNO3(氧化剂)~ NO2(或 38.4×10 3g NO),所以反应消耗的 HNO3 的物质的量为: ×2 64 g· -1 mol 22.4×10-3L -3 + mol + 1×10 - 3 mol = 2.2×10 - 3 -1 = 1.2×10 22.4 L· mol mol。


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新考题· 随堂自测

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1.(2012· 延边高一检测)在 2 mol· -1 的硫酸和 2 mol· -1 L L 的硝酸混合溶液 10 mL 中,加入 0.96 g 铜粉,充分反应后,最 多可收集到标准状况下的气体的体积为( A. 89.6 mL C.168 mL B.112 mL D.224 mL )

【答案】

D

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【点拨】

n(H )=0.01 L×(2 mol· 1×2+2 mol· 1)= L L







- 0.06 mol,n(NO3 )=0.01 L×2 mol· -1=0.02 mol,n(Cu)= L

0.96 g -1=0.015 mol。根据 64 g· mol 3Cu+ 8H




2NO3 ===3Cu2 +2NO↑+4H2O





0.015 mol 0.06 mol 0.02 mol 2 推出 Cu 完全反应, 、 3 相对过量, H NO 所以 n(NO)= n(Cu) 3
+ -

2 = ×0.015 mol=0.01 mol。 3 即 V(NO)=0.01 mol×22.4 L· -1=0.224 L。 mol
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2.(2013· 试题调研)硫酸厂有一辆已存放过浓硫酸的铁槽 车。某新工人违反规程,边吸烟边用水冲洗,结果发生了爆炸 事故。下列引起爆炸的原因中正确的是( A.浓硫酸遇明火爆炸 B.铁与水反应产生的氢气接触空气遇明火爆炸 C.浓硫酸遇水发热爆炸 D.稀释后的硫酸与铁反应产生的氢气接触空气遇明火爆 炸
【答案】 D
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)

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【点拨】 浓硫酸加水稀释后变成稀硫酸,稀硫酸与铁反 应产生氢气,氢气遇明火发生爆炸。

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3.(2013· 试题调研)用以下三种途径制取相同质量的硝酸 铜:①铜与浓硝酸反应;②铜与稀硝酸反应;③铜与氧气反应 生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应。下列叙述不正确的是 ( ) A.对环境造成的危害:③最小 B.所消耗的硝酸的物质的量:①>②>③ C.三种途径所消耗的铜的质量相同 D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜最佳方案是 ①

【答案】

D
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【点拨】

铜与浓、稀硝酸反应时,硝酸既体现氧化性,

又体现酸性,而与氧化铜反应,硝酸只体现酸性,所以在上述 三个反应中,③消耗的硝酸最少。硝酸的浓度越大,还原产物 的价态越高, 被还原消耗的硝酸越多, 对环境的污染就越严重。

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4.(2013· 经典习题选萃)硫酸的性质有:A.高沸点;B.强酸 性;C.吸水性;D.脱水性;E.强氧化性。在下列硫酸的用途或 化学反应中,硫酸可能表现上述的一个或者多个性质,试用字 母填空: (1)实验室制取氢气______________; (2)实验室干燥氯气______________; (3)浓硫酸与金属铜的反应________________; (4)实际生产中,浓硫酸可用铁槽车或铝槽车运输 ________________________________________________;
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(5)浓硫酸使蔗糖炭化变黑,且有刺激性气味的气体产生 __________________; (6)浓硫酸露置在空气中浓度变小______________; (7)浓硫酸与食盐反应制取氯化氢气体____________。

【答案】 (7)A

(1)B

(2)C

(3)BE

(4)E

(5)DE

(6)C

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【点拨】

(1)与金属反应产生氢气体现了浓硫酸的酸性。

(2)利用浓硫酸的吸水性常作为干燥剂使用。 (3)铜与浓硫酸反应时,一部分浓硫酸作氧化剂,被还原为 SO2 气体;另一部分浓硫酸起酸的作用,生成铜盐。 (4)常温下,铝铁遇浓硫酸钝化,表面形成一层致密的氧化 物薄膜,阻止了内部金属与酸的反应。 (5)浓硫酸使蔗糖脱水炭化的同时, 生成的单质碳在该环境 下与浓硫酸继续发生氧化还原反应,生成具有刺激性气味的 SO2 气体。
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(6)浓硫酸具有吸水性, 露置在空气中易吸收空气中的水分 而导致浓度减小。 (7)利用浓硫酸的难挥发性来制取挥发性酸。

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5.(2013· 经典习题选萃)在盛有一定量浓硝酸的试管中加 入 6.4 g 铜片发生反应。请回答: (1)开始阶段,观察到的现象为__________________ 反应的化学方程式是____________________________。 (2)反应结束后,铜片有剩余,再加入少量 20%的稀硫酸, 这时铜片上又有气泡产生,反应的离子方程式是________。 (3)若 6.4 g 铜片消耗完时,共产生气体 2.8 L(标准状况)。 求整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量。

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【答案】 (1)铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生 红棕色的气体 Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)3Cu+8H++2NO-===3Cu2++2NO↑+4H2O 3 (3)0.325 mol

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【点拨】 因为浓硝酸的氧化性很强,可以将铜氧化,同 时它本身被还原为红棕色的 NO2 气体, 所以现象是铜片逐渐溶 解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体。 (2)反应后的溶液中有 NO-,加入稀硫酸后,NO-与 H+又 3 3 构成了强氧化性环境,NO3 会继续氧化铜单质。


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(3)成盐的硝酸的物质的量 n(HNO3)=2n(Cu)=0.2 mol 被还原的硝酸的物质的量 2.8 L n(HNO3)= =0.125 mol 22.4 L/mol 故整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量为: 0.2 mol+0.125 mol=0.325 mol。

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