第2课时 硫酸和硝酸的氧化性
[学习目标定位]1.通过浓硫酸、硝酸分别与不活泼金属、非金属的反应，认识浓硫酸、硝酸的强氧化性。2.通过比较浓硫酸与稀硫酸，浓硝酸与稀硝酸性质的差异，认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
一 浓硫酸的特性
1.将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量的变化是增大，变化的原因是浓硫酸能吸收空气中的水蒸气。若将一瓶浓盐酸(或浓硝酸)敞口放置在空气中，其质量的变化是减小，原因是浓盐酸(或浓硝酸)易挥发，溶质减少。
2.将一定量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸，观察到的现象是白色蔗糖变黑、体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状的炭，并放出有刺激性气味的气体，发生反应的化学方程式是浓硫酸C12H22O11――→12C＋11H2O。
3.按表中图示装置完成实验，将有关反应现象及实验结论填入表中：
实验操作 a试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出； 实验现象 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 归纳总结 浓硫酸的特性
(1)吸水性：浓硫酸可以吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂。
(2)脱水性：浓硫酸可以使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“脱离”出来，结合生成水分子。 (3)强氧化性
△Cu和浓H2SO4反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O ①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，本身一般被还原为SO2。 ②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。
③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为SO2。
1.浓硫酸具有A.强酸性，B.强氧化性，C.高沸点、难挥发性，D.脱水性，E.吸水性等性质。以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质？请将答案的字母分别填入括号中。 (1)用NaCl固体和浓H2SO4在加热条件下制氯化氢气体() (2)用磷矿物[主要成分是Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸() (3)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体() (4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸() (5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末() (6)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体() (7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑() 答案 (1)C(2)A(3)E(4)B(5)E(6)B (7)AD
解析 (1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性，氯化氢气体易挥发。(2)磷酸是高沸点的中强酸，利用强酸与弱酸盐反应制弱酸的原理制磷酸。(3)浓硫酸吸收混在上述气体中的杂质水蒸气。(4)常温下，浓硫酸和铝、铁反应，在金属表面生成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属和浓硫酸继续反应。(5)浓硫酸吸收胆矾晶体中的结晶水，使之变成无水硫酸铜白色粉末。(6)浓硫酸具有强氧化性，而HBr、HI、H2S具有强还原性。(7)浓硫酸既具有酸的通性，可使酸碱指示剂变色，又具有脱水性，可使有机物炭化。
2.实验证明铜在低温下不能和O2发生反应，也不能和稀硫酸共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀硫酸中并不断地通入空气来制取CuSO4溶液的。铜屑在此状态下发生的一系列化学反应的方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 利用铜和浓H2SO4在加热条件下也能制备CuSO4溶液，其化学方程式为
________________________________________________________________________。 以上两种方法哪种好？________，原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 △△
答案 2Cu＋O2=====2CuO、CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2OCu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O
第一种方法好 ①制得相同质量的产品，第一种方法消耗的硫酸少，②第二种方法生成SO2，会造成大气污染，③第一种方法节约能源
解析 在稀硫酸存在的条件下，Cu与O2反应后的生成物迅速溶解在热的稀硫酸中生成CuSO4；第二种方法是在加热条件下铜与浓硫酸反应，浓H2SO4会被还原为SO2，其利用率降低且生成的气体有毒。
二 硝酸的氧化性
1.硝酸中氮元素的化合价为＋5价，根据在化学反应中氮元素化合价可能的变化，分析判断硝酸具有强氧化性。能与大多数金属反应，写出下列反应的化学方程式： (1)浓硝酸与铜反应，被还原为NO2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 (2)稀硝酸与铜反应，被还原为NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 2.硝酸能与非金属单质反应，写出下列反应的化学方程式：
△
(1)浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳：C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。 (2)浓硝酸将硫氧化成硫酸：S＋6HNO3(浓)===H2SO4＋6NO2↑＋2H2O。 归纳总结 硝酸具有强氧化性
(1)能将大多数金属(如铜等)氧化成高价态金属的硝酸盐，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO。 (2)常温下，浓硝酸能使铁(铝)发生钝化，这是因为浓硝酸将铁、铝容器表面氧化，形成致密的氧化物薄膜。若在加热条件下，可破坏氧化膜，从而使反应继续进行。
(3)王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比1∶3的混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解。
(4)浓HNO3与非金属反应，还原产物一般是NO2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物或相应的最高价含氧酸。
3.物质氧化性、还原性的强弱，不仅与物质的结构有关，还与物质的浓度和反应温度有关。下列各组物质在反应中的产物与物质的浓度有关的是()
①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与HCl溶液 A.①③ C.①② 答案 A
解析 本题考查物质氧化性和还原性的影响因素。铜与浓硝酸反应生成NO2，与稀硝酸反应生成NO，硝酸氧化性的强弱与浓度有关；铜与氯化铁溶液反应，与浓度和温度无关，产物
B.③④ D.①③④
唯一；锌与硫酸反应：稀硫酸生成氢气，浓硫酸则生成二氧化硫，硫酸氧化性的强弱与其浓度有关；铁与盐酸反应只生成氯化亚铁和氢气。
4.在下列反应中，HNO3既表现出氧化性，又表现出酸性的是() A.H2S＋2HNO3===S↓＋2NO2↑＋2H2O B.CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O △
C.4HNO3=====4NO2↑＋O2↑＋2H2O
D.3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 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，又表现还原性；D中HNO3既表现氧化性，又表现酸性。
1.关于浓硫酸与Cu反应的叙述正确的是() A.在反应中，浓硫酸只表现出氧化性
B.该反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为1∶2 C.在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性
D.每1 mol铜参加反应就有2 mol浓硫酸被还原，同时生成2 mol SO2 答案 C
△
解析 该反应的化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O，分析反应前后元素化合价的变化可知，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性，该反应为氧化还原反应，在该反应中，每2 mol H2SO4参加反应只有1 mol H2SO4被还原，因此还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1。
2.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.与金属反应时，稀硝酸可能被还原为更低价态，则稀硝酸氧化性强于浓硝酸 C.硝酸电离出H离子，能被Zn、Fe等金属还原成H2 D.常温下，向浓HNO3中投入Fe片，会产生大量红棕色气体 答案 A
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比稀HNO3氧化性强，根据Cu与浓HNO3和稀HNO3的反应剧烈程度可以证明；常温下铁遇到浓硝酸发生钝化，不会生成大量红棕色气体。
＋
3.下列对于硝酸的认识，不正确的是() A.浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 B.铜与硝酸的反应属于置换反应 C.金属与硝酸反应不能制取氢气 D.可用铁或铝制容器盛装冷的浓硝酸 答案 B
解析 硝酸是氧化性酸，且浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，A正确；铜与浓、稀硝酸反应的还原产物分别是NO2和NO，没有单质生成，故不属于置换反应，B错误；硝酸是氧化性酸，金属与硝酸反应均不产生H2，而生成水，C正确；铁或铝遇冷浓硝酸钝化，故可用铁或铝制容器盛装冷的浓硝酸，D正确。
4.各取0.1 mol Cu分别投入足量的下列酸中(必要时可加热)：①浓硫酸、②浓硝酸、③稀硫酸、④稀硝酸，充分反应后在相同条件下得到的气体体积由大到小的顺序是() A.②>④>①>③ C.①>②>④>③ 答案 B
解析 由于Cu的物质的量一定，则与足量的不同酸反应时失电子总量相等。产生1 mol气体得电子数：浓硫酸→SO2,2 mol电子；浓硝酸→NO2,1 mol电子；Cu与稀硫酸不反应；稀硝酸→NO,3 mol电子，则产生气体体积由大到小的顺序为②>①>④>③。
5.某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该装置略去)，试回答下列问题：
B.②>①>④>③ D.③>④>①>②
(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)丙同学在安装好装置后，必须首先进行的一步操作是
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