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第四章 第四节 硫酸和硝酸的氧化性
一浓硫酸的特性
【课堂导学1】
一、浓硫酸的特性
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。
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C12H22O11浓硫酸――→12C+11H2O。
【归纳总结1】
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
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。
【课堂导学2】
二、硝酸的氧化性
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。
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2】
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。
硅酸盐和硅单质方程式
一硅酸盐
与酸性较硅酸强的酸反应：
(1)与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。
(2)与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3+H2O+CO2===Na2CO3+H2SiO3↓。
二硅单质
常温下，除与F2、HF和强碱溶液反应外，硅不与其他物质(如强酸和强氧化剂)反应。加热时，硅能与O2、Cl2、C发生化合反应。
Si+F2△=====SiF4;
Si+4HF===SiF4↑+2H2↑;
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
Si+O2△=====SiO2;
Si+2Cl2△=====SiCl4;
Si+C△=====SiC
三、氯
(一)氯气
(1)氯气实验室制法：(仪器：分液漏斗，圆底烧瓶)
MnO2 +4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O MnO2 +4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
2、氯气性质：
A、金属和氯气的反应：
(1)铜丝在氯气中剧烈燃烧(棕色烟)：Cu + Cl2
CuCl2 之后加水，可由绿色溶液(浓)得到蓝色溶液(稀)
(2)氯气和金属钠反应：2Na + Cl2 2NaCl
(3)铁在氯气中剧烈燃烧 ：2Fe + 3Cl2 3FeCl3
(4)氢气在氯气中燃烧(苍白色火焰)：H2 + Cl2 2HCl
(5)氟气与氢气反应(黑暗处即可爆炸)：H2+F2=2HF
B、氯气与水反应
(6)氯气溶于水(新制氯水中含H+ 、Cl -、ClO -、OH-、Cl2、HClO、H2O)
Cl2 + H2O = HCl + HClO
Cl2 + H2O = H+ + Cl - + HClO
新制氯水注入盛溴化钠溶液的试管中
(7)Cl2 + 2NaBr = Br2 + 2NaCl
Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-
(8)Cl2 + 2NaI = 2NaCl + I2
Cl2 +2I- =I2 + 2Cl-
(9)次氯酸见光分解(强氧化剂、杀菌消毒，漂白剂)：
2HClO 2HCl + O2↑
C、氯气和碱和的反应：
(10)工业制漂白粉的原理：
2Ca(OH)2 + 2Cl2 =Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O
2Ca(OH)2 +2Cl2 =2Ca2++2ClO-+2Cl -+2H2O
(11)漂白粉长期置露在空气中失效的原理：
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
2HClO HCl + O2↑
Ca2++2ClO- + CO2 + H2O =CaCO3↓+ 2HClO
(12)制漂白液(或氯气尾气处理)： Cl2 +2NaOH = NaCl + NaClO + H2O
硫和氮的化合物：
(1)硫与非金属：S + O2 SO2 H2+ S H2S
(2)硫与金属：Fe + S FeS 2Cu + S Cu2S
(3)二氧化硫与水反应：SO2 + H2O H2SO3
(4)二氧化硫与碱性氧化物反应：SO2 + CaO = CaSO3
(5)二氧化硫与碱反应：SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓ + H2O
(6)二氧化硫与硫化氢气体反应：2H2S +SO2 = 3S↓ + 2H2O
(7)二氧化硫通入氯水中：SO2 + Cl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO4(Cl2可换作Br2、I2) (8)二氧化硫被O2氧化：2SO2 + O2 2SO3
(9)三氧化硫与水反应：SO3 + H2O = H2SO4
(10)三氧化硫与碱反应：SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4↓ + H2O
(12)工业合成氨：N2 + 3H2 2NH3
(13)氨的催化氧化 ：4NH3 +5O2 4NO + 6H2O
(14)NH3在水中的反应：NH3 + H2O NH3? H2O NH4+ + OH-
(15)氨水受热分解：NH3?H2O NH3↑ + H2O
(16)实验室制取氨气：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
(17)碳酸氢铵受热分解 ：NH4HCO3 NH3 ↑+ H2O↑ + CO2↑
(18)用浓盐酸检验氨气(白烟生成)： HCl + NH3 = NH4Cl
(19)氯化铵受热分解：NH4Cl NH3↑ + HCl↑
(20)硫酸铵溶液与氢氧化钠溶液混合加
(NH4)2SO4 +2NaOH2NH3↑+Na2SO4 +2H2O NH4+ + OH - NH3 ↑+ H2O
(21)硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液混合(不加热)(检验NH4+的方法)
NH4NO3 + NaOH = NH3↑+H2O + NaNO3 NH4+ + OH- = NH3↑+H2O
(22)氮气和氧气放电下反应(雷雨发庄稼)
N2 + O2 2NO 2NO + O2 2NO2
(23)二氧化氮溶于水 ：3NO2 + H2O 2HNO3 + NO
3NO2 + H2O 2H++ 2NO3-+NO
(24)NO2 、O2 的混合气通入水中无剩余气体 ： 4NO2 + O2 + 2H2O = 4 HNO3
(25)NO 、O2 的混合气通入水中无剩余气体 ： 4NO + 3O2 + 2H2O = 4 HNO3
(26)NO、NO2的回收：NO2 + NO + 2NaOH = 2Na NO2+ H2O
5、浓硫酸、HNO3与Cu反应：
Al、Fe遇浓HNO3、浓硫酸钝化(常温)
(27)Cu与浓HNO3加热 ：Cu+4HNO3 (浓)= Cu(NO3)2 +2NO2↑+ 2H2O
(28)Cu与稀HNO3反应 ：3Cu+8HNO3 (稀)= 3Cu(NO3)2 +2NO↑+ 4H2O
(29)铜与浓硫酸反应：Cu+2H2SO4 (浓) CuSO4 +2H2O+SO2 ↑
(30)浓硫酸与木炭反应：C+2H2SO4(浓) 2H2O+CO2↑+2SO2↑
(31)浓硝酸与木炭反应：C+4HNO3(浓) 2H2O+CO2↑+4NO2↑
课堂导学1】
一、氨
氨气的物理性质是无色气体，有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水(易液化)。
氨气易溶于水——喷泉实验
操作及现象：
(1)打开止水夹，并挤压
滴管的胶头
(2)烧杯中的溶液由玻璃
管进入烧瓶，形成喷泉，
瓶内液体呈红色
结论：
氨易溶于水，水溶液呈碱性
将分别蘸有浓氨水、浓盐酸的两支玻璃棒渐渐靠近，观察到的现象是有大量白烟产生，这是因为浓氨水挥发产生的氨气与浓盐酸挥发产生的HCl气体在空气中相遇迅速反应生成氯化铵晶体小颗粒，反应的化学方程式是NH3+HCl===NH4Cl。
分子中氮元素的化合价为-3价，在化学反应中氮元素化合价可能的变化是只能升高，不能降低，因此氨具有还原性。请写出氨气与氧气在催化剂作用下生成NO的化学方程式：4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O。
【归纳总结1】
氨气的化学性质
(1)氨与水反应生成一水合氨：NH3+H2O?NH3·H2O。
(2)氨与酸反应生成铵盐：NH3+H+===NH4+。
(3)氨的催化氧化反应：4NH3+5O2催化剂4NO+6H2O。
氨水的性质
(1)氨溶于水，大部分和水反应生成NH3·H2O。NH3·H2O很不稳定，受热易分解为氨气和水，反应的化学方程式是NH3·H2O△=====NH3↑+H2O。
(2)氨水具有弱碱性，电离方程式是NH3·H2O?NH4++OH-，能使酚酞试液变红色(或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色)，能与氯化铝溶液反应，离子方程式是Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+。
【课堂导学2】
二、铵盐及氨气的制取
农业上常用的铵态氮肥，如NH4HCO3、(NH4)2SO4、NH4NO3等都属于铵盐，它们都易溶于水。其化学性质是
(1)铵盐受热易分解
NH4Cl受热分解的化学方程式：NH4Cl△=====NH3↑+HCl↑。
NH4HCO3受热分解的化学方程式：NH4HCO3△=====NH3↑+H2O+CO2↑。
(2)铵盐与碱反应
NH4NO3与NaOH反应的化学方程式：NaOH+NH4NO3△=====NH3↑+NaNO3+H2O。
【归纳总结2】
铵盐的检验方法(有两种)
(1)取少许样品与碱混合于试管中共热，将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则证明样品中含有NH4+。
(2)取少许样品于试管中，放入碱后加热，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若有白烟产生，则证明样品中含有NH4+。
实验室制取氨气
(1)试剂的选择：考虑操作方便、安全，铵盐一般用氯化铵或硫酸铵，碱一般用Ca(OH)2，不用NaOH，因为后者易潮解，成本高。
(2)氨气的发生装置与制取氧气的装置相同。可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸来检验产生的氨气。用碱石灰(CaO和NaOH)干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2(因为可生成CaCl2·8NH3)干燥氨气。
(3)实验室快速制取氨气的方法：用浓氨水和固体NaOH反应或直接加热浓氨水。
结尾：非常感谢大家阅读《高一化学必修一方程式总结（集合3篇）》，更多精彩内容等着大家，欢迎持续关注华南创作网「hnchuangzuo.com」，一起成长！
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