2015-2016学年《硫酸和硝酸的氧化性》导学案

1、第2课时硫酸和硝酸的氧化性1.了解硫酸、硝酸作为酸的通性。2.掌握浓硫酸的性质(吸水性、脱水性和强氧化性)。3.掌握硫酸根离子的检验方法。4.掌握硝酸的化学性质。5.了解氮的化合物的转化及硝酸的用途。一、稀硫酸具有酸的通性1.电离方程式为H2SO42H+SO42-。2.硫酸具有酸的通性,可与酸碱指示剂作用,也可与活泼金属、碱、碱性氧化物及某些盐反应。二、浓硫酸1.吸水性(1)原理:浓硫酸具有吸收气体、液体中的水分子,以及固体中的结晶水等的性质。(2)应用:常用作干燥剂。可以干燥H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl等气体,但不能干燥碱性气体(如NH3)和具有还原性的气体(如H2S、HBr、

2、HI)。2.脱水性浓硫酸能把有机物中的氢、氧元素按21比例脱去,留下黑色的炭。如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀形成疏松多孔的海绵状固体,并放出有刺激性气味的气体。3.强氧化性(1)与金属的反应:除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓H2SO4作用,如与铜反应。实验操作:实验现象:试管a中铜丝表面有气泡产生。试管b中的品红溶液逐渐褪色。试管c中的石蕊试液逐渐变为红色。实验结论:浓硫酸可以与铜发生氧化还原反应,反应除生成CuSO4外,还生成SO2和H2O,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2。 (2)与非金属(如C)的反应加热时与木炭反应的化学方

3、程式为C+2H2SO4(浓)CO2+2H2O+2SO2。 三、硝酸的化学性质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)与金属反应浓HNO3与Cu反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。 稀HNO3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HNO3与木炭加热时的化学方程式为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HNO3和浓HCl的混合物,体积比为1

4、3,能使不溶于硝酸的金、铂等溶解。3.不稳定性浓硝酸在受热或光照条件下易分解:4HNO34NO2+O2+2H2O生成的NO2又溶于浓HNO3,故浓HNO3常显黄色。1.若将足量的锌粉与浓H2SO4在加热条件下发生反应,反应最终生成气体的成分是什么?2.实验室中应用什么试剂瓶保存浓HNO3?3.将Fe或Al放入冷的浓硫酸或浓硝酸中均未观察到明显现象,因此可证明Fe、Al与这两种酸不反应,这种说法正确吗?为什么?探究1:浓H2SO4的性质实验根据下图所示的装置回答下列问题:(1)上述装置中,在反应前可以用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性,如观察不到明显的现象,还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气

5、?。 (2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式:。 (3)A中加入的试剂是无水CuSO4,其作用是。 B中加入的试剂是,其作用是检验SO2。 C中加入的试剂是酸性KMnO4溶液,其作用是除尽气体。 D中加入的试剂是澄清石灰水,其作用是。 (4)实验时,C中应观察到的现象是。 1.SO2是一种还原性较强的气体,但可以用浓硫酸干燥,试从氧化还原的角度进行分析。2.C、Cu分别与浓硫酸反应时,浓硫酸各表现出什么性质?下列现象体现了硫酸的哪些主要性质?在表格空白处填写硫酸的性质。现象性质浓硫酸滴在白纸上,过一会儿,白

6、纸变黑敞口放置浓硫酸时,质量增加锌粒投入稀硫酸中,有气泡产生把铜片放入浓硫酸里加热,有气体产生浓硫酸不能用来干燥H2S气体利用铁跟稀硫酸反应可制H2探究2:HNO3的强氧化性及有关计算38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 L(标准状况下)NO2和NO的混合气体,反应消耗的硝酸可能是()。A.1.0 molB.1.6 molC.2.2 molD.2.4 mol1.硝酸的浓度不同,与金属反应时其还原产物是否相同?2.少量铜粉投入一定量稀H2SO4中有什么现象?若再向该稀H2SO4中滴入一定量NaNO3溶液,又有何现象?将过量铁粉放入100 mL 2 mol·L

7、-1HNO3溶液中, 假设还原产物只有NO且HNO3完全反应,则参加反应的Fe的质量为()。A.2.8 gB.5.6 gC.4.2 gD.11.2 g1.下列关于硝酸的叙述正确的是()。A.稀硝酸是弱酸,浓硝酸是强酸B.铜与浓硝酸和稀硝酸都能反应生成NO2C.浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂D.稀硝酸与活泼金属反应放出氢气,而浓硝酸则会使金属钝化2.下列关于浓HNO3与浓H2SO4的叙述中正确的是()。 A.都具有吸水性B.露置于空气中都能形成白雾C.露置于空气中,溶液浓度均降低D.在空气中长期露置,溶液质量均减轻3.下列反应中硫酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是()。A.2H2SO4(浓)+CuC

8、uSO4+2H2O+SO2B.2H2SO4(浓)+CCO2+2H2O+2SO2C.H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HClD.H2SO4+Na2SO3Na2SO4+H2O+SO24.100 mL 2 mol·L-1稀硝酸与1.92 g铜充分反应后:(1)产生的气体是,在标准状况下的体积为L,反应过程中转移的电子数为NA。 (2)若溶液的体积不变,则反应后溶液中的H+物质的量浓度为mol·L-1,NO3-物质的量浓度为mol·L-1。 参考答案知识体系梳理酸碱指示剂碱性NH3氢、氧21变黑刺激性有气泡产生褪色红色Cu+2H2SO4(浓)Cu

9、SO4+2H2O+SO2C+2H2SO4(浓)CO2+2H2O+2SO2Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2OC+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O13基础学习交流1.SO2和H2。2.带玻璃塞的棕色细口玻璃瓶。3.这种说法不正确,并非不发生反应,而是在金属表面生成一层致密的氧化膜,从而阻止了内部金属跟酸继续反应,故现象不明显。也正因为如此,常温下可用铝质槽车装运浓硫酸或浓HNO3。重点难点探究探究1:互动探究(1)反应前点燃酒精灯,微热烧瓶,在瓶B、C、D中出现气泡,再熄灭酒精灯,瓶B、C、D中导管的液面

10、上升且在长时间内不下降,则证明该装置不漏气(2)2H2SO4(浓)+CCO2+2SO2+2H2O(3)检验H2O;品红溶液;SO2;检验CO2(4)导管口有气泡冒出,溶液紫色不褪尽【解析】检查装置气密性的方法通常有三种:(1)手握加热法:适用于容积较小,带有导管的实验装置;(2)加水液封法:适用于启普发生器及简易装置类的检查;(3)直接加热法:适用于多仪器的复杂的连续的系列装置,而且此类装置宜用分段检查法进行检查。浓H2SO4与木炭粉在加热条件下反应生成SO2、CO2和水蒸气。用无水CuSO4检验水蒸气,品红检验SO2,石灰水检验CO2。且检验水蒸气,一定要在检验SO2、CO2之前,否则,无法

11、得出正确的结论,因为当气体通过溶液时会带出水蒸气。SO2应在CO2之前检验,并在检验CO2之前除去SO2,因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊。探究拓展1.SO2中S为+4价,H2SO4中S为+6价,二者为相邻价态,故浓硫酸不能氧化SO2。2.浓硫酸与碳反应表现强氧化性;与铜反应表现强氧化性和酸性。探究体验脱水性;吸水性;酸性;酸性和强氧化性;强氧化性;强酸性探究2:互动探究C【解析】38.4 g铜的物质的量为38.4 g64 g·mol-1=0.6 mol。22.4 L(标准状况下)NO2和NO的混合气体的物质的量为1 mol,硝酸反应后有2个去向:Cu(NO3)20.6 mol含N原

12、子1.2 molNOx(NO2和NO)1 mol含N原子1 mol共含N原子2.2 mol。探究拓展1.不相同,硝酸浓度越低,与金属反应时还原产物中氮元素的价态就越低。如浓HNO3、稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2、NO。2.铜不与稀H2SO4反应,故开始无现象。当加入NaNO3溶液后,由于溶液中同时有H+和NO3-,所以会立即看到有气泡产生。溶液表面气体由无色变为红棕色,铜粉逐渐溶解,溶液变蓝色。探究体验C【解析】Fe先与稀HNO3反应,生成的Fe3+再与Fe反应:2Fe3+Fe3Fe2+,总化学方程式为3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO+4H2O,参加反应的HNO

13、3的总量为0.1×2=0.2 mol,则参加反应的Fe的质量为38×0.2×56=4.2 g。基础智能检测1.C2.C3.A全新视角拓展4.(1)NO;0.448;0.06(2)1.2;1.8【解析】(1)首先分析Cu和稀HNO3的过量问题:n(HNO3)=0.1 L×2 mol·L-1=0.2 mol,n(Cu)=1.92 g64 g·mol-1=0.03 mol,故铜不足,则产生的n(NO)=2×0.03mol3=0.02 mol,即标准状况下V(NO)=0.02 mol×22.4 L·mol-1=0.448 L。转移的电子数n(e-)=n(Cu)×2=0.03 mol×2=0.06