第四节硫酸的性质

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清华大学机电系四年级学生刘海洋先后两次用火碱、浓硫酸将北京动物园的五只熊某某,其中一头黑熊双目失明。这一故意残伤动物的事件经媒体披露后,引起了公众的强烈愤慨!同时,“高材生为何会犯如此低级错误?一个‘好学生’为什么没有成为一名好公民”的疑问也引发了社会各界广泛地讨论与深入地思考。

稀硫酸

?

实验室里用金属与酸反应制取氢气时,往往用稀硫酸或盐酸,而不用浓硫酸或硝酸,这是为什么?

酸的通性

硫酸和硝酸的氧化性

<一>、浓硫酸

一.物理性质

纯硫酸是一种 色 状 体。

常用浓硫酸的质量分数为 ,

硫酸是一种高沸点 挥发的

酸, 溶于水,能以 与

水混溶。

98.3%

任意比

实验室制HCl,用浓硫酸与固体食盐共热,利用浓硫酸的 难挥发性

二、浓硫酸的特性

1)吸水性(干燥剂)

问:浓硫酸敞口放置于空气中,质量有什么变化?

想一想浓硫酸可以干燥哪些气体?

nH2O+ H2SO4= H2SO4XXXXXnH2O

若是浓HCl呢?

实验:白糖变成“黑面包”

现 象:

(2)脱水性(炭化)

“黑面包”现象的本质:

浓H2SO4与蔗糖(C12H22O11)作用,按水分子的组成脱去蔗糖分子中的H,O,生成C和H2O。

浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别?

?

对 象

本 质

吸 水

脱 水

游离H2O

有机化合物中

的H和O

H2SO4+XH2O=H2SO4XXXXXxH2O+Q

按H2O的组成脱去有机物中的H、O原子,脱去后生成水

现象:

Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O

(3)强氧化性

a. Cu与浓硫酸的反应

1.常温下金属Cu和浓硫酸没有现象。

2.加热条件下浓硫酸可以和Cu发生反应,

  反应后溶液稀释呈蓝色。

3、铜片由红色变成黑色,并生成气泡,

  使品红溶液退色,并使紫色石蕊变红。             

结论:浓硫酸有氧化性和酸性

加热时,铝、铁易被浓硫酸氧化

2Fe + 6H2SO4(浓) == Fe2(SO4)3 + 3SO2 ↑ + 6H2O

加热时,浓H2SO4能与大多数金属反应(Au、Pt除外),生成高价金属硫酸盐,同时生成SO2气体(注意:不生成H2)和水。但常温下,却可以使铝、铁钝化(铝铁容器盛装浓硫酸)

工业上用铝槽车盛放、运输冷的浓硫酸或浓硝酸

由于具有强氧化性,常温下,浓硫酸或浓硝酸能使Fe、Al表面形成致密的氧化膜,阻止酸与内层金属进一步反应,称为钝化。

钝化反应

(3)强氧化性

XXXXX 浓H2SO4全部被还原,显氧化性

b. 非金属与浓硫酸的反应(如:C、P、S )

2NaI+H2SO4(浓)===Na2SO4+I2+SO2↑+2H2O

H2S+H2SO4(浓)==S↓+SO2 ↑ +2H2O

c. 某些还原性化合物与浓硫酸的反应(如:NaI、H2S等)

注意:有浓硫酸参与的反应都没有离子存在,所以没有离子方程式。

稀硫酸与浓硫酸的氧化性相比有何差别?

讨论

稀硫酸——弱氧化性—H2SO4分子中H+体现—可与活泼金属反应,生成H2(非氧化性酸)

浓硫酸—强氧化性——H2SO4分子中S体现—加热时可与绝大多数金属、非金属及某些还原性化合物反应,通常生成SO2

量变引起质变

练习:将足量的Zn放入浓硫酸中,将会发生什么反应?会产生H2吗?

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

制过磷酸钙:

检验水

检验SO2

除去SO2

检验CO2

先验证哪一种气体?再验证哪一种气体? 最后呢?

玻尔巧藏诺贝尔金某某 丹麦有位叫玻尔的科学家,37岁时他获得了1922年的诺贝尔奖。第二次世界大战期间,玻尔被迫离开即将被德军占领的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心,他决定将诺贝尔奖章留在实验室。玻尔把金某某溶解在盛有王水试剂瓶里。后来,纳粹分子窜入玻尔实验室,那个试剂瓶就在他们的眼皮底下,他们却一无所知。战争结束后,玻尔 从王水中把金还原出来,并重新铸成奖章。而玻尔配制王水的主要组成之一是“硝酸”。

大多数金属(Pt、Au除外)都能被硝酸氧化

1、与金属反应:

三、硝酸的强氧化性(随浓度增大而增强)

[演示]浓硝酸与Cu反应

无色变为绿色

有大量气泡产生

红棕色

剧烈

很热

NO2

H2O

Cu(NO3)2

[演示]稀硝酸与Cu反应

有气泡产生

无色变为蓝色

无色

缓慢

温热

Cu(NO3)2

NO

H20

1、与金属反应:

Cu +4HN03(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H20

3Cu +8HN03(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H20

除金、铂等少数金属外,硝酸几乎能与所有金属反应,常温使铝铁钝化;当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1:3混合时,就配制成玻尔的“王水”溶液,王水的氧化性比浓硝酸强,可以溶解金、铂等不溶于硝酸的金属。

资料卡片:

王水:

VHNO3:VHCl = 1:3

组成的混合物

2、与非金属反应:

C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O

S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O

3、不稳定性

4HNO3 == 2H2O+ 4NO2↑+ O2↑

光照

保存:

密封于棕色瓶中,并放在阴暗处!

[小结] 反应规律:

除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可能氧化所有的金属。

常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“纯化”

硝酸越浓,其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试液变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。

一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,可为NO、N2O、NH4NO3等。

非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。

王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。

反应物或条件不同,硝酸产物发生变化:NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3。

如:

4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N20+5H2O

硝酸用途 :硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等;在实验室里,它是一种重要的化学试剂。

在实验室中常用浓硫酸作气体的干燥剂。下列气体中,哪些不能用浓硫酸干燥?

(1) O2 (2) HCl (3) HBr (4) HI (5) SO2 (6) H2S (7) NH3

不能干燥溴化氢、碘化氢、硫化氢和氨气,因为:

2NH3 + H2SO4 (浓)= (NH4)2 SO4

1、将下列现象中硫酸表现出来的性质写在空白处:

(1)敞口放置浓硫酸时,质量增加.

(2)把CuSO4?5H2O 晶体放入浓硫酸中,变白色

(3)锌粒放入稀硫酸中,有气体放出.

(4)把木屑放入浓硫酸中,变黑.

练 习

吸水性

吸水性

酸性、氧化性

脱水性

2.向50mL 18mol/L的硫酸溶液中加入足量铜片并加热,充分反应后,被还原的硫酸的物质的量为( )

A、小于0.45mol B、等于0.45mol

C、大于0.90mol D、在0.45mol和0.90mol之间

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