1、学年高中化学第四章非金属及其化合物第四节第2课时硫酸和硝酸的氧化性学案新人教版第2课时硫酸和硝酸的氧化性核心素养发展目标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吸水性(1)浓硫酸可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。(2)常用盛有浓硫酸的洗气瓶干燥某些气体(如H2、Cl2、SO2等)，不能干燥碱性气体(如NH3等)和强还原性气体(如H2S等)。2脱水性(1)浓硫酸可使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成从有机物中“
2、脱离”出来，结合生成水分子。(2)浓硫酸脱水性实验如图所示：现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状固体，放出有刺激性气味的气体，品红溶液褪色。结论：浓硫酸具有脱水性，且能氧化碳单质，同时自身被还原为二氧化硫。3强氧化性(1)与金属铜的反应实验现象：a试管中铜丝表面变黑，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；冷却后，将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。铜与浓硫酸反应的化学方程式Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O。(2)与铁、铝的反应常温下，铁、铝表面被浓硫酸氧化为致密的氧化膜而钝化，从而阻止了酸与内层金属的进一步反应，所
3、以常温下可以用铁、铝制容器来盛装浓硫酸。(3)与非金属的反应浓硫酸与木炭反应的化学方程式：C2H2SO4(浓) CO22SO22H2O。浓硫酸的强氧化性(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。但在常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化。(2)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。例1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蓝色胆矾晶体滴加浓硫酸时变为白色固体C浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D常温下，浓硫酸不与铁、铝反应，所以可以用铁、铝制容器盛装浓硫酸答案B解析浓硫酸具有脱水性，使
4、蔗糖中H、O元素以水的形式脱出，而使蔗糖炭化变黑，与吸水性无关，A错误；浓硫酸具有吸水性，能吸收胆矾晶体中的结晶水，可以使蓝色的胆矾晶体失水变为白色晶体，B正确；浓硫酸是一种酸，能和氨气反应，故不能干燥氨气，C错误；由于浓硫酸的氧化性很强，常温下，铁和铝的表面被氧化为致密的氧化膜，D错误。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸的吸水性和脱水性例2(2019兰州市第二片区联考)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12C在反应中，浓硫酸既表现出氧化性，又表现出酸性D每1mol铜参加反应就有2mol浓硫酸被还原，同时生成2molSO
5、2答案C解析Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O，在反应中，浓硫酸既表现出氧化性又表现酸性，A错误；反应中还原剂与氧化剂物质的量之比为11，B错误；每1mol铜参加反应就有1mol浓硫酸被还原，同时生成1molSO2，D错误。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸的强氧化性思维启迪(1)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。(2)浓硫酸与不活泼金属反应时，随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，就不再与不活泼金属反应。(3)浓硫酸与活泼金属(如锌)反应时，开始浓硫酸表现其强氧化性，产生二氧化硫气体；当浓硫酸变为稀硫酸时，则产生的气体为氢
6、气。二、硝酸的性质1硝酸的强氧化性(1)与金属Cu的反应浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)与非金属单质的反应浓硝酸将木炭氧化成二氧化碳的化学方程式：C4HNO3(浓) CO24NO22H2O。浓硝酸将硫氧化成硫酸的化学方程式：S6HNO3(浓)=H2SO46NO22H2O。2不稳定性(1)硝酸不稳定，易分解，其化学方程式：4HNO32H2O4NO2O2。(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。硝酸具有强氧化性(1)能将大多
7、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。硝酸的浓度越大，反应温度越高，其氧化性越强。(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13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。例3(2018咸阳市高一期末)下列关于硝酸的叙述正确的是()A常温下，浓硝酸可以使金属镁钝化B稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气C浓硝酸和
8、稀硝酸都是强氧化剂D室温下，铜能与浓硝酸反应，不能与稀硝酸反应答案C解析常温下，浓硝酸可以使铁、铝金属发生钝化，而镁不能钝化，A错误；稀硝酸具有强氧化性，与活泼金属反应主要还原产物为含氮元素的物质，不能得到氢气，B错误；浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，C正确；室温下，铜与浓硝酸、稀硝酸均反应，只是反应的速度及还原产物不同，D错误。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸的强氧化性例40.3molCu和含1.2molHNO3的浓硝酸，充分反应后，生成NO2的量为()A0.2mol B0.6molC小于0.6mol D大于0.6mol答案C解析因铜与浓硝酸反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H
9、2O，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸与铜反应：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，所以放出的NO2小于0.6mol。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸与铜反应的计算1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)浓硫酸有脱水性，所以可用浓硫酸作干燥剂()(2)1L18.4molL1浓硫酸与足量铜反应，生成9.2mol二氧化硫气体()(3)稀硝酸溶解Fe(OH)2时，生成Fe(NO3)2和H2O()(4)浓硝酸应盛放在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中()(5)与浓硫酸类似，浓硝酸与铜反应时，反应到一定程度，即使二者都有剩余，反应也会停止()(6)蘸有浓氨水的玻璃棒放在某酸浓溶液的瓶口
10、，出现白烟，确认是浓硝酸()(7)常温下，铜与浓硫酸不反应的原因是钝化()(8)碳、铜与浓硝酸反应时，浓硝酸均只表现强氧化性()(9)稀释浓硫酸、浓硝酸时都应将浓硫酸或浓硝酸沿器壁慢慢注入水中，并不断搅拌()(10)浓硫酸、浓硝酸敞口放置于空气中，浓度都变稀，其原理相同()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)【考点】浓硫酸和硝酸【题点】浓硫酸和硝酸的综合2浓硫酸与下列物质作用时，只表现强氧化性的是()A蓝色硫酸铜晶体 B木材炭化C红热木炭 D氧化铝答案C解析浓硫酸具有吸水性，能使蓝色硫酸铜晶体变为白色粉末；浓硫酸使木材炭化表现的是脱水性；浓硫酸与红热的木炭反应生成
11、二氧化碳、二氧化硫和水，浓硫酸只表现其强氧化性，浓硫酸与氧化铝反应表现的是酸性。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸性质的综合3实验室贮存下列物质的溶液时，必须用棕色瓶的是()浓硝酸浓硫酸浓盐酸硝酸银溶液A BC D答案A解析见光易分解的物质保存在棕色瓶，如：浓硝酸、硝酸银、溴化银、氯水等。【考点】硝酸的性质【题点】浓硝酸的不稳定性与保存方法4从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是()A铜和浓硝酸反应B铜和稀硝酸反应C氧化铜和稀硝酸反应D氯化铜溶液和硝酸银溶液反应答案C解析有关反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3
12、Cu(NO3)22NO4H2O；CuO2HNO3(稀)=Cu(NO3)2H2O；CuCl22AgNO3=Cu(NO3)22AgCl；由上述化学方程式可知，制取硝酸铜的最好方法是用氧化铜与硝酸反应，既节约原料(硝酸)，又不污染环境。硝酸银成本太高，不宜用于制取硝酸铜。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸的强氧化性5铜跟1molL1的硝酸反应，若c(NO)下降0.2molL1，则c(H)下降()A0.2molL1 B0.4molL1C0.6molL1 D0.8molL1答案D解析铜跟1molL1的硝酸反应的离子方程式为8H2NO3Cu=3Cu22NO4H2O，消耗的H和NO的物质的量之比为8241，它们
13、浓度的变化量之比是41。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸的强氧化性6(2019兰州市一中期末)向80mL浓硫酸中加入56g铜片，加热一段时间后，至不再反应为止，计算：(1)实验测得反应中共有13.44L标准状况下的SO2生成，被还原的硫酸的物质的量为_mol，反应中转移的电子有_mol。(2)将反应后的混合物加水稀释到100mL并除去不溶物，加入足量锌粉放出标准状况下5.376L氢气，则原浓硫酸的物质的量浓度为_，反应的Zn的质量为_。答案(1)0.61.2(2)18molL154.6g解析(1)Cu与浓硫酸反应方程式为Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O，根据S原子守恒，被还原硫酸
14、的物质的量n(H2SO4)n(SO2)0.6mol，转移电子的物质的量为0.6mol21.2mol。(2)加入足量的锌粉放出氢气，说明与铜反应的硫酸过量，发生反应ZnH2SO4=ZnSO4H2，过量的硫酸n(H2SO4)n(H2)0.24mol，根据(1)与铜反应的硫酸n(H2SO4)2n(SO2)20.6mol1.2mol，即原浓硫酸的物质的量为1.2mol0.24mol1.44mol，即c(H2SO4)18molL1，Zn与反应后溶液发生：ZnCuSO4=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2，消耗Zn的物质的量为n(Zn)n(CuSO4)n(H2SO4)n(SO2)n(H2)(0
15、.60.24) mol0.84mol，即消耗Zn的质量为0.84mol65gmol154.6g。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸的强氧化性题组一硫酸的性质1向浓盐酸中加入浓硫酸时，会有白雾生成。下列叙述与该现象无关的是()A浓硫酸具有脱水性B浓硫酸具有吸水性C浓盐酸具有挥发性D气态溶质的溶解度随温度的升高而降低答案A解析浓硫酸加入浓盐酸中，浓硫酸吸收水分并放出大量的热，使溶液的温度升高，加快了HCl的挥发。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸的吸水性和脱水性2下列气体既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的是()ACl2 BCOCSO2 DNH3答案B解析浓硫酸具有吸水性，常用作气体的干燥剂，但不能干燥碱性
16、气体(如氨气)、某些还原性气体(如硫化氢、碘化氢、溴化氢等)；碱石灰(氧化钙和氢氧化钠的混合物)是一种常用的碱性干燥剂，不能干燥酸性气体(如二氧化碳、二氧化硫、氯气等)。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸的吸水性和脱水性3下列有关H2SO4的叙述正确的是()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浓H2SO4与金属活动性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2，与氢前面的金属反应生成的气体一般为H2C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H2SO4D浓H2SO4是不挥发性强酸，氢硫酸是挥发性弱酸，所以可用浓H2SO4与FeS反
17、应制取H2S气体答案A解析浓H2SO4与Cu片共热，反应的化学方程式为2H2SO4(浓)CuCuSO4SO22H2O，由反应方程式可知，若2molH2SO4参加反应，其中1molH2SO4作氧化剂，使Cu氧化，本身被还原为SO2，另外1molH2SO4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，它把金属氧化的同时本身被还原为硫的低价化合物SO2，即使是遇到活泼金属如Zn、Fe等也是如此，故B项错误；常温下铁或铝不是不与浓H2SO4反应，而是发生钝化，故C项错误；浓H2SO4有强氧化性，H2S有强还原性，前者能把后者氧化，得不到H2S气体，故D项错误。【
18、考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸的强氧化性45mL物质的量浓度为18molL1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应。下列说法正确的是()A有0.09mol的硫酸被还原B有0.045mol的硫酸被还原C充分反应后体系无硫酸剩余D消耗的铜的质量一定小于2.88g答案D解析浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，硫酸逐渐消耗，其浓度也逐渐下降，当硫酸由浓变稀时反应就会停止。因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。据题n(H2SO4)0.005L18molL10.09mol，参加反应的硫酸n(H2SO4)0.09mol，被还原的硫酸小于0.045mol
19、，参加反应的铜小于2.88g。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸与金属反应的典型计算5区别浓硫酸和稀硫酸，既简单又可靠的方法是()A常温下与铜片反应B与石蕊溶液反应C用玻璃棒各蘸少许溶液涂在纸上D加入锌片看是否有气体生成答案C解析常温下浓硫酸和稀硫酸都不能与Cu反应；锌与浓硫酸反应产生SO2，与稀硫酸反应产生H2，可以区别，但不是最简单的方法；C项利用浓硫酸有脱水性而稀硫酸没有脱水性来区分两种溶液，较简单。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸和稀硫酸的比较6实验室常用下图装置进行铜与浓硫酸反应的实验。下列有关实验现象的描述或试剂的选用错误的是()A甲试管内溶液变为蓝色B乙试管中品红溶液红色褪去C
20、棉花上喷入的溶液可能为氢氧化钠溶液D棉花上喷入的溶液可能为饱和碳酸钠溶液答案A解析浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，因为浓硫酸具有强吸水性，甲试管中生成的硫酸铜为白色固体，而不是蓝色溶液；生成的二氧化硫有漂白性使品红溶液褪色；二氧化硫为酸性气体，可用碱性溶液(如氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液等)吸收。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸的强氧化性7如图是硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是()硫酸化学纯 CP 500 mL 品名：硫酸化学式：H2SO4相对分子质量：98密度：1.84 gcm3质量分数：98%A该硫酸试剂的物质的量浓度为18.4molL1B该硫酸与等体积的水混合所得溶液
21、的质量分数小于49%C50mL该H2SO4中加入足量的铜片并加热，被还原的H2SO4的物质的量为0.46molD2.7gAl与足量的该硫酸反应可得到标准状况下的H23.36L答案A解析A项，c18.4molL1；B项，等体积水的质量小于浓H2SO4的质量，故混合所得溶液的质量分数大于49%；C项，由Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O可知，当0.05L18.4molL10.92mol的H2SO4完全参加反应时，被还原的H2SO4为0.46mol，由于反应后期，H2SO4浓度减小，稀H2SO4与Cu不反应，则被还原H2SO4的物质的量小于0.46mol；D项，标准状况下，Al遇浓H2
22、SO4“钝化”。题组二硝酸的性质8下列关于硝酸的说法不正确的是()A浓硝酸是一种易挥发的液体混合物B浓硝酸在空气中敞口放置，因吸收水蒸气而浓度减小C浓硝酸不稳定，易分解生成二氧化氮、氧气和水D常温下，浓硝酸常保存在棕色试剂瓶中答案B解析浓硝酸是一种易挥发的液体混合物，在空气中敞口放置，其浓度会不断减小；浓硝酸不具有吸水性，浓硝酸不稳定，见光易分解生成二氧化氮、氧气和水，所以浓硝酸常保存在棕色试剂瓶中。【考点】硝酸的性质【题点】浓硝酸的不稳定性与保存方法9下列关于硝酸的认识中，正确的是()A浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性B浓硝酸与金属反应不产生氢气，而稀硝酸与金属反应可置换出氢气C因常温下铝和铁不与
23、浓硝酸反应，所以浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中D硝酸与金属反应时，只表现出氧化性答案A解析浓、稀硝酸都有氧化性，与金属反应均不产生氢气；在与金属反应时，硝酸既表现氧化性又表现酸性；浓硝酸可盛放在铝制或铁制容器中，因为铝和铁在冷浓硝酸中钝化。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸的强氧化性10将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是()A反应剧烈程度：两者相同B消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D反应中转移的电子总数：前者多，后者少答案B解析同质量的铜分别和过量浓、稀硝酸反应，浓硝酸反应的更剧烈，A错误；铜和浓、稀硝酸反应的方程式分别为4HNO3(
24、浓)Cu=Cu(NO3)22NO22H2O，8HNO3(稀)3Cu=3Cu(NO3)22NO4H2O。产生红棕色气体，产生无色气体，C错误；由于参加反应的铜的质量相同，且两反应中还原剂都是铜，反应后铜的价态又相同，所以反应中转移的电子总数相等，D错误；1molCu和浓硝酸反应消耗4mol硝酸，1molCu和稀硝酸反应消耗mol硝酸，同质量的铜和过量浓硝酸、稀硝酸反应时，消耗的浓硝酸多，B正确。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸的强氧化性11将2.56g铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当铜反应完毕时，共收集到气体1.12L(标准状况)，则反应中消耗硝酸的物质的量
25、为()A0.05mol B1molC1.05mol D0.13mol答案D解析有关反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O；3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。被还原硝酸的物质的量1.12L22.4Lmol10.05mol，生成硝酸铜的物质的量2.56g64gmol10.04mol，反应共消耗硝酸的物质的量0.05mol0.04mol20.13mol。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸与铜反应的计算12将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显反应，但加入某盐后，发现铜粉质量逐渐减少，该盐是()A硫酸亚铁 B硫酸锌C硝酸钾 D氯化钠答案C解析在酸性溶液中，
26、硝酸盐中NO与H相当于HNO3，具有氧化性，能把铜氧化生成硝酸铜和NO，选项C符合题意。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸盐酸性溶液的强氧化性13把二氧化硫通入硝酸铁溶液中，溶液由黄色变为浅绿色，但立即又变为黄色，此时若滴入氯化钡溶液，则会产生白色沉淀。在上述一系列变化过程中，最终被还原的是()ASO2BNOCFe3DFe2答案B解析有关反应的方程式：SO22Fe32H2O=2Fe24HSO，3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。此时滴入氯化钡溶液，可生成不溶于稀硝酸的硫酸钡白色沉淀。上述反应中Fe3先被SO2还原成Fe2，Fe2又将NO还原为NO。【考点】硝酸的性质【题点】硝酸盐酸性溶液的强氧
27、化性14实验室常用下列装置来进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。(1)判断铜与浓硫酸反应有二氧化硫生成所依据的现象是_。(2)甲装置中发生的主要反应的化学方程式是_。(3)装置乙中试管口放有一团浸有饱和碳酸钠溶液或氢氧化钠溶液的棉花，请写出二氧化硫与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_。(4)该反应中若有3.2g铜参加反应，则被还原硫酸的物质的量为_。(5)含有0.2mol硫酸的浓硫酸，在加热时能否溶解6.4g铜，结论和理由是_。答案(1)乙中品红溶液褪色(2)Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O(3)2OHSO2=SOH2O(4)0.05mol(5)溶解铜的质量小于6.4g，随反应的进行，
28、浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸不再与铜反应解析由Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O可知，被还原硫酸的物质的量3.2 g64 gmol10.05mol，0.2mol硫酸完全反应时需铜的质量0.2mol264gmol16.4g，反应中实际溶解铜的质量小于6.4g，因为随着铜与浓硫酸反应的进行，浓硫酸的浓度减小，变为稀硫酸不再与铜反应，0.2mol硫酸不能完全反应。【考点】浓硫酸的特性【题点】浓硫酸性质的综合15将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的一氧化氮和二氧化氮混合气体在标准状况下的体积为11.2L。(1)一氧化氮的体积为_，二氧化氮的体积为_(结果精确到小数点后一位)。(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamolL1的氢氧化钠溶液，恰好使溶液中铜离子全部转化成沉淀，原硝酸溶液的物质的量浓度为_。答案(1)5.8L5.4L(2) molL1解析有关反应的化学方程式：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO
