重难点04 浓硫酸、浓硝酸的性质与反应计算-2020-2021学年高一化学期末复习重难点探究（人教版2019必修第二册）

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2020-2021 学年高一化学期末复习重难点探究
重难点 04 浓硫酸、浓硝酸的性质与反应计算
方法探究
一、浓硫酸的物理性质与特性
1．浓硫酸的物理性质
纯净的浓硫酸是一种无色黏稠、油状的液体，溶于水时放出大量的热，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯壁
慢慢注入水中，并不断用玻璃棒搅拌。
2．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。
特别提醒：不是所有气体都能用浓硫酸进行干燥。浓硫酸呈酸性，能与碱性气体如氨气发生化学反应，因
此不能用浓硫酸干燥氨气。浓硫酸具有强氧化性，能与还原性气体如 H2S等发生氧化还原反应，因此不能
用浓硫酸干燥 H2S等还原性气体。实际使用中，浓硫酸常用来干燥 CO、H2、O2、N2等中性气体及
HCl、CO2、SO2等酸性气体。
（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
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。如与铜反应的实验如
下表所示：
实验操作
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；
将a试管里的溶液慢慢倒入水中，溶液变为蓝色。
实验结论 Cu 和浓 H2SO4反应的化学方程式为 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
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。如：
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
特别提醒： 1．浓硫酸与稀硫酸氧化性的区别：浓硫酸具有强氧化性，原因是 H2SO4―→SO2；稀硫酸具有
弱氧化性，原因是 2H+―→H2。
2．足量的铜与浓硫酸反应时，实际产生的 SO2比理论值要小，原因是随着反应的进行，硫酸的浓度不断减
小，当硫酸的浓度减小到一定程度时就不再与铜反应。
3．常温下，铁、铝遇到浓硫酸时并不是不反应，而是发生钝化，表面形成致密氧化膜阻止浓硫酸与金属
的接触。
二、硝酸的强氧化性及其特性
1．规律
(1)硝酸的浓度越大．反应温度越高，其氧化性越强。
(2)浓硝酸的还原产物是 NO2，稀硝酸的还原产物是 NO，一般来讲，硝酸的浓度越稀，其还原产物的价态
越低。
2．具体表现
(1)硝酸与金属的反应。
①除 Au、Pt 等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属，如 3Ag+4HNO4(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O；
②活泼金属与硝酸反应不生成 H2，硝酸的浓度不同，还原产物不同；
③常温下浓硝酸能使 Fe、Al 钝化。
(2)硝酸与非金属的反应。
①反应规律：非金属单质+浓硝酸―→最高价氧化物或其含氧酸+NO2↑+H2O；
②实例：C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(3)硝酸与还原性化合物的反应。
硝酸的强氧化性还表现在可以氧化具有还原性的化合物或离子，如
HI、HBr、SO2、Fe2+、FeO、Br−、I−、S2−、 等均能被 HNO3氧化。
三、硝酸与金属反应的有关计算方法
1．从反应的本质看：金属与硝酸反应的实质是金属与 H+和 的共同作用。
例如：铜与稀硝酸反应的实质是：3Cu +8H++2 ===3Cu2+ +4H2O +2NO↑。
Fe2+与稀硝酸反应的实质是：3Fe2+ +4H+ + ===3Fe3+ +2H2O+NO↑。
2．从硝酸在反应中的作用看：参加反应的硝酸一部分显酸性，生成硝酸盐，另一部分作氧化剂，一般转
化为氮的氧化物(NO 或NO2)，根据氮元素守恒解题。
3．从守恒的角度看：
(1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，一般情况下金属失去的电子被 +5 价的氮得到，转化为
NO 或 NO2 (也可能会转化为 N2O、N2和NH3)，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数，由此可
求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。
(2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以 的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中 N的
物质的量与反应消耗的 HNO3中N的物质的量相等。
4．从反应始态和最终状态看：终态法的运用使许多复杂问题简单化，在化学计算中具有非常重要的地位。
典例剖析
（2021·吉林长春市·长春十一高高一月考）用 18.4mol/L 的浓硫酸 20mL 和铜共热一段时间后，待反应混合
物冷却，滤去多余的铜，将滤液加水定容到100mL，所得 离子浓度为 2.68mol/L，则下列说法不正确
的是
A．溶解的铜的质量为 6.4g B．生成的 SO2在标况下为 2.24L
C．反应中消耗的硫酸为 0.1mol D．反应后 c(CuSO4)为1.0mol/L
【答案】C
【分析】
20mL18.4mol/L 的浓硫酸中 n( )=0.02L×18.4mol/L=0.368mol，，反应后 n( )=0.1L×2.68mol•L-
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