硫酸和硝酸
【学习目标】
1．以稀硫酸、硝酸为例复习酸的通性；
2．理解浓硫酸的吸水性、脱水性以及氧化性等三大特性；
3．理解硝酸的强氧化性及硫酸和硝酸的用途。
重点：浓硫酸、硝酸的化学性质
难点：浓硫酸和硝酸的氧化性
【要点梳理】
要点一、稀硫酸
要点诠释：
+ 2-，由于硫酸是强电解质，在水中完全电离，所以在稀硫酸中=2H+SO稀硫酸中存在着电离方程式：HSO424+2-和HO。浓硫酸（质量分数为、SO98%存在的微粒是H）中，几乎不含水，所以在浓硫酸中几乎不存在硫24+2-+的性离子，几乎全以硫酸分子形式存在。所以如果说稀硫酸体现的是H和SOH酸的电离，也就几乎不存在4质（只要是酸都能电离出氢离子，所以稀硫酸体现的是酸的通性。），那么浓硫酸则体现出硫酸分子的性质，也就是具有特性。
稀硫酸具有酸的通性：
（1）指示剂变色：石蕊变红；酚酞不变色。
（2）与金属反应：Fe+HSO==FeSO+H↑；2Al + 3HSO ==Al(SO) + 3H↑2244442223（3）与碱的反应：2NaOH+HSO==NaSO+2HO 22244（4）与碱性氧化物反应：CuO +HSO == CuSO +HO 2424（5）与某些盐的反应：BaCl+HSO==BaSO↓+ 2HCl 4242要点二、浓硫酸
（一）物理性质
）纯硫酸：无色、粘稠的油状液体、难挥发（13 1.84g/cm98%的浓硫酸的密度为（2）（3）沸点高：沸点338℃，高沸点酸能用于制备低沸点酸
（4）硫酸与水任意比例混溶；
浓硫酸的稀释（酸入水）：将液体沿器壁或沿玻璃棒慢慢加入水中，并不断搅拌使其混合均匀。（二）浓硫酸的特性
浓硫酸的特性有：吸水性、脱水性和强氧化性。
要点诠释：
1．吸水性与脱水性的区别
浓硫酸吸水是把物质本身中含有的自由HO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212C+11HO。所以，二者的本质区别是物质中CHO2氢元素和氧元素按原子
个数比∶1的形式脱去，2121122有没有现成的水分子。注意：在浓硫酸作用下，结晶水合物失去结晶水属于浓硫酸的吸水性。
利用浓硫酸的吸水性，常用浓硫酸作干燥剂，浓硫酸可以干燥H、Cl、O、SO、N、CO、CO、CH等4222222气体，但是它不能用来干燥碱性气体（如NH）和强还原性气体（如HBr、HI、HS）。232．强氧化性：在浓硫酸中主要是以硫酸分子的形式存在，体现的是硫酸分子的性质。在硫酸分子中，存在+6价硫，很容易得电子被还原，所以具有很强的氧化性。浓硫酸能将大多数金属（如Cu）或非金属（如C）氧化：
（1）Fe、Al的钝化
常温下，当Fe、Al等金属遇到浓硫酸时，会与浓硫酸发生反应，表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象。
（2）与不活泼金属和非金属的反应
由于浓硫酸具有强氧化性，故存在与稀硫酸不同的化学性质，能够与不活泼金属或非金属发生反应，反应过程中有如下规律：
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①反应要加热，否则不反应；
SO。一般金属被氧化为高价态的硫酸盐，非金属被氧化为高价态氧化物或含氧酸。②还原产物一般是2③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。如：
↑浓+ 2H)
O +SOCuSO Cu+2HSO(24224△O
+2H+SO↑2Ag+2HSO (浓)AgSO224422
↑浓C+2HSO(O+2SO) CO↑+2H22224△O
)+2H3SO↑S+2H SO (浓2224
④浓硫酸氧化含低价非金属元素的化合物
O ↑+2H浓)=S↓+SO HS+HSO (22224△4SO)↑(浓+4HO
H 或S+3HSO22422
2HI+HSO (浓)=I+SO↑+2HO 222242HBr+HSO (浓)=Br+SO↑+2HO
24222⑤随着反应的进行，浓硫酸浓度变小，一旦变为稀硫酸，反应就停止。
（三）硫酸的用途
硫酸是重要的化工原料，也是化学实验室必备的重要试剂。在工业上可用来制造化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、干燥剂或制取各种挥发性酸等等。
要点三、硝酸
（一）硝酸的物理性质
无色，易挥发，具有刺激性气味的液体，易溶于水。浓硝酸常因为溶解有NO而呈黄色。质量分数为69%2的硝酸为常用浓硝酸。98%以上的硝酸称之为发烟硝酸。
（二）硝酸的化学性质
1．硝酸具有酸的通性
①与金属反应：一般不生成氢气
②与碱性氧化物反应：如CuO、NaO、FeO等322③与碱反应：Cu(OH)、NaOH等2④与盐反应：NaHCO、NaCO等323⑤与指示剂反应：浓硝酸可使石蕊先变红后褪色
要点诠释：
在利用HNO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：
33FeO+10HNO(稀)=3Fe(NO)+NO↑+5HO，而不是FeO+2HNO (稀)=Fe(NO)+HO。233233322．不稳定性：硝酸是不稳定性酸，受热或者光照易分解，所以实验室中常用棕色瓶储存硝酸。
4HNOO↑+ 4NO↑+ 2HO
22323．硝酸的强氧化性
要点诠释：
由于HNO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3原，故硝酸具有强氧化性。硝酸的强氧化性规律：①温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。②与硝酸反应时，还原剂一般被氧化成最高价态。
（1）浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后褪色。
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等在加热条件下反应，非金属元素被氧化成酸性氧化物。如：、S、P （2）与非金属单质C ，+4NO↑+2H C+4HNO (浓O)
CO↑2232△。+6NO↑+2HOS+6HNO (浓)HSO24322
HNO，极稀HNO一般被还原为NO，浓HNO一般被还原为NO，稀（3）金属与HNO反
应一般不生成H323233 NO等。NH，生成NH可被还原成334O ↑+4H==3Cu(NO)+2NO
3Cu+8HNO（稀）2332O +2H)+2NO↑Cu+4HNO （浓）==Cu(NO 22233要点诠释：，但随着反应的进行，硝酸变稀，NO反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为浓硝酸
与Cu2可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守的混合气体，NO与NO其还原产物将为NO，最终应得到2和混合气体之间的量的关系。Cu、HNO恒规律求解有关3）钝化：常温时，冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜，阻止酸与金属的进一步反应，4（制的Fe我们可以用Al或利用金属Al和Fe的这种性质，这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现，容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。）硝酸与铁反应时，产物符合以下规律（5 但当水溶液中有大量NONO在离子共存问题的判断中的特殊性。在水溶液中，（6）－－本无氧化性，
注意3322+2++－－－－－－等Br、、IH存在的溶液中就不能存在、NOFe、、SHSO存在时，NO就表现出强氧化性，如在有333还原性离子。（三）氧化性酸和酸的氧化性的区别
?56?SN易获得电子，表现出、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，由于其中其中，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，氢硫酸、很强的氧化性；而氢碘酸、碳酸、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。++，从这一点看，酸都具有在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H在一定条件下可获得电子形成，HH 2+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。氧化性，这是H 【典型例题】类型一、硫酸的性质）HSO的叙述正确的是（ 1 例、下列对浓42 SOA．常温下，浓HSO与铁、铝不反应，所以铁制、铝制容器能盛装浓H 4422B．浓HSO具有吸水性，能使蔗糖炭化42 HSO和铜片的反应中，HSO既表现强酸性又表现强氧化性C．浓4422D．浓硫酸是一种干燥剂，能够干
燥氨气、氢气等气体
C
【答案】
与铁、铝接触，能使铁、铝表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续SO【解析】常温下浓H42使蔗糖炭是从蔗糖的分子中夺取与水分子组成相当的氢和氧，浓HSO跟浓硫酸反应，这就是金属的钝化现象。42△CuSO+SO↑+2HOSO铜与浓化，表现为脱水性。HSO在加热情况下发生反应：Cu+2H (浓，)可见，2 mol2422442
浓HSO中，1 mol是作为氧化剂，还有1 mol起酸的作用。由于NH是一种碱性气体，HSO易
与NH反应：342243HSO+2NH==(NH)SO，所以浓硫酸不能用于干燥氨气。443224【总结升华】在氧化还原反应中，若HSO全部被还原（生成SO），则HSO只表现出强氧化性，如浓HSO4224242与C单质反应；若HSO只有部分被还原，还有一部分转化为硫酸盐和水，则HSO体现强氧化
性和酸性，如42242－的性质或难挥SO表现出酸性、HSO在与Cu的反应中，H既体现氧化性又体现酸性。在复分解反应中，SO42244发性。
举一反三：
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）】在常温下，下列操作不能区别浓硫酸和稀硫酸的是（【变式1 B．分别加入蔗糖A．分
别加入铁片
D．分别加入硫酸铜晶体C．分别加入铜片
C
【答案】）括号中)对应关系正确的是（(【变式2】下列事实与浓硫酸表现出的性质) (脱水性A．在空气中敞口久置的浓硫酸，溶液质量增大) (氧化性、酸性B．在加热条件下铜与浓硫酸反应) (吸水性C．蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成) (不挥发性D．浓硫酸可用来干燥某些气体B
【答案】中，表现出的是浓中，表现出的是浓硫酸的脱水性；DA中，表现出的是浓硫酸的吸水性；C【解析】在硫酸的吸水性。。例2、（1）浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为________
）试用图表中各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气2 （
瓶溶B瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是________，（3）实验时可观察到装置①中A瓶
的溶液褪色，C 。液的作用是________，C瓶溶液的作用是________
，确定装置②在整套装置中位置的理）装置②中所加的固体药品是________，可确定的产物是________ （4 。由是________ 。，可验证的产物是________ （5）装置③中所盛溶液是________△O +2H+CO↑2SO 【答案】（1）C+2HSO (浓)↑22224
③2 （）④②①
瓶溶液全部吸收（3）验证产物气流中有SO，将SO全部氧化吸收，确定产物中的SO已被
B 222（4）无水CuSO ，水蒸气，由于产物气流通过①、③时会带出水蒸气，所以②必须在
①、③之前4（CO）澄清石灰水52在化学性质上的相同点都是酸性氧、SOOSO和H。其中COCO【解析】木炭与浓硫酸加热反应生成、22222在化学性质上的明和CO化物，都跟澄清石灰水中的Ca(OH)反应，使澄清石灰水变浑浊，这会干扰鉴别。SO222的存在，和CO混合气体中，首先用品红检验SO都没有。在显不同点是SO有漂白性和强还原性，而COSO22222、共存的好方案。由于对CO的存在，是一种确认然后将SO氧化除去，再用澄清石灰水检验COSO和CO22222与水发生作用并伴有明显现象的物和SO的确认都是在水溶液中进行的，所以应在确认COSO之前确认HO。2222晶体。OO反应生成蓝色的CuSO·5HH，白色的质，中学阶段熟知的是无水CuSOCuSO粉末与24424从而确【总结升华】本题主要考查实验的总体设计，结合所给试剂的作用，判断各部分装置可验证的产物，CO性质的异同点，确定检验的方法和顺序。和定各装置间的连接顺序，另外知识性的问题是要区分SO22硝酸的性质类型二、
例3、将相同质量的铜分别和过量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（）
A ．反应快慢：两者相同．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
B ．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深C
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D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
【答案】B
【解析】比较反应Cu+4HNO (浓)==Cu(NO)+2NO↑+2HO和3Cu+8HNO (稀)==3Cu(NO)+2NO↑+4HO232232332可知，当Cu的质量相同、HNO过量时，两个反应中，转移的电子数目相同，消耗的HNO前者多，生成气体33的颜色前者深。浓HNO的氧化性比稀HNO强，浓HNO与铜反应的速率比稀HNO快得多。3333【总结升华】金属与硝酸的反应是一个非常重要的考点，考查角度有HNO体现的性质、氧化还原反应方程3式的配平及电子转移分析、产生的气体的体积和硝酸的物质的量浓度的计算等（依据原子守恒、电子守恒）。
举一反三：
【变式1】下列对于硝酸的认识，正确的是（）
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜和稀硝酸反应属于置换反应
C．在铜和浓硝酸的反应中，硝酸只体现了氧化性，没有体现酸性
D．可用铝或铁制容器盛装稀硝酸
【答案】A
【变式2】在下列反应中，HNO既表现出氧化性，又表现出酸性的是（）3A．HS＋2HNOS ↓＋2NO↑十2HO 2322B．CuO＋2HNOCu（NO）十HO 22334NO↑十O ↑十2H C．4HNOO
2232D．3Cu＋8HNO3Cu（NO）＋2NO↑十4HO 2332【答案】D 【解析】A表现了HNO的氧化性；B表现了HNO的酸性；C主要表现HNO的不稳定性。
333【变式3】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．氧化铜和硝酸反应D．氯化铜和硝酸银反应
【答案】C
【解析】由方程式可得关系式为：
A项，Cu～4HNO（浓）～Cu（NO）～2NO 2233B项，Cu～HNO（稀）～Cu（NO）～NO 233C 项，CuO～2HNO～Cu（NO）～HO
2332由以上关系式可以看出：C．既节约原料，同时又不产生有毒气体。D．成本太高亦不可采用。故C为最好的办法。
类型三、计算题
例4、19.2mg铜跟适量浓硝酸反应后,铜完全溶解,共收集到11.2mL标况下气体,则反应消耗的硝酸可能为（）
33－－0.5×10 mol B．A．0.8×10mol
33－－mol
．1.1×10 D C．1.2×10mol
【答案】D
【解析】适量的浓硝酸，生成的产物就不一定全部是NO，随反应的进行，硝酸的浓度将下降，变成稀硝酸，2就会生成NO。但我们完全不必追算到底生成的是单一气体还是混和气体，利用守恒法巧解如下：
根据N原子守恒,有如下物料守恒式:n(HNO) ＝n(HNO)氧＋n（HNO）酸＝n(气) ＋2n[Cu(NO)] 23333333－－－mol10/64) ＝1.1×10。(11.2×＝10＋/22.4)2×(19.2×【总结升华】本题只考虑11.2mL 气体为NO和NO的中的一种或两种，不考虑的NO部分变成NO。4222举一反三：
【变式1】用热的稀硝酸与足量的铁粉反应，反应后溶液只有Fe(NO)，并放出NO气体4.48L（标准状况下）232页 5 第
则反应中被氧化的铁粉质量是（）
A．5.6g B．11.2g C．22.4g D．44.8g
【答案】D
【解析】运用电子得失守恒计算。在此反应中，有关元素价态变化是：
，气体，得到的电子为：4.48L NO 生成2这些电子均源于，需0.8molFe参加反应
1－的HNO充分反应，完全溶解后放出的气体与标准状况下的某铜、银合金与足量的a mol·L【变式2】将7 g3氧气0.56 L混合，通入水中恰好完全吸收，则此合金中铜的质量是（）A．1.6 g B．2.4 g C．3.2 g D．4.8 g
【答案】A
【解析】根据题意可以发现：铜、银合金被硝酸氧化，所失去的电子被硝酸获得，生成的还原产物（气体)与0.56 L氧气混合，通入水中恰好完全吸收，产物必然是硝酸。所以，铜银合金失去的电子相当于被氧气获得。0.56 L氧气的物质的量为0.025 mol。
1－=1.6 g。64 g·mol解得n (Cu)=0.025 mol，即铜的质量为0.025 mol×【变式3】在浓硝酸中放入铜片，试回答：
（1）开始反应的化学方程式为
________ ，
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是
________ 。
（3）待反应停止后，再加入少量质量分数为25％的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是________
（4）若将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6 L（标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是________，所得气体的平均相对分子质量为________。
【答案】（1）Cu+4HNO (浓)==Cu(NO)+2NO↑+2HO 溶液逐渐变蓝，有红棕色气体逸出22332（2）3Cu+8HNO (稀)==3Cu(NO)+2NO↑+4HO
2332+－与原溶液中的NO构成强氧化性的条件，又能与过量的Cu反应，反应方程式如）加入稀HSO 后，H（3342（2）
（4）0.65 mol 41.2
【解析】第（2）题中随着反应的进行，硝酸浓度不断减小，故反应后阶段发生的是铜与稀HNO 的反应。35.6L??0.25mol n(NO x)，故根据N原子守恒消耗n (HNO第（4）题中，)=2n (Cu)+n (NO)=2x3?122.4L?mol12.8g+0.25 mol=0.65 mol。（提示：根据N原子守恒列出关系式）×?164g?mol设产生NO的物质的量为x，则NO的物质的量为（0.25 mol－x）。根据得失电子守恒，得下列方程：2解得：x=0.175 mol。
故所得气体的平均相对分子质量为41.2。
+－，，而稀硫酸能电离出HCu反应的溶液中含NO【总结升华】尽管稀硫酸不与Cu反应，但在稀硝酸与3这相当于溶液中仍有“稀硝酸”。又会使一部分Cu溶解。所以在进行此类题的有关计算时，应按离子方程式+2+－+2NO↑+4HO+2NO==3Cu进行计算。与之类似地随着反应的进行Cu3Cu+8H与浓硫酸反应一段时间会停23止；Zn与浓硫酸反应开始生成SO后来生成H。第（2）题Cu与浓HNO反应开始生成NO，后来生成NO。2322
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