化学复习知识点深度剖析 专题四第四节 氨硝酸硫酸.docx

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化学复习知识点深度剖析专题四第四节氨硝酸硫酸

2013化学复习知识点深度剖析专题四第四节氨硝酸硫酸

考纲解读

考纲内容

要求

名师解读

硫酸的性质

Ⅰ

①以硫及其化合物的相互转化关系为基础综合考查元素及化合物知识；②浓硫酸氧化性的考查；③以硫及其他元素形成的化合物为命题点，设计框图，综合考查推理能力、分析、综合等诸种思维能力。

④以硝酸的氧化性为载体，考查氧化还原反应的计算一直是

炙手可热的考点，考生在这几个方面尤其要加强。

硝酸的性质

Ⅱ

氨和铵盐的性质

Ⅱ

基础巩固

一、氨及铵盐

1．NH3的物理性质：

颜色：

______，气味：

________气味，密度：

________，溶解性：

____________，1体积水可溶解______体积NH3，易______，常用作________。

2．NH3的化学性质：

（1）与H2O反应：

氨气溶于水形成的水溶液称为______，大部分与水结合成________，部分电离显______，化学方程式为NH3+H2O

NH3·H2O

NH4++H2O。

（2）与酸反应：

与HCl、H2SO4、HNO3反应的化学方程式分别为：

__________________；________________________；___________________________。

（3）与氧气反应：

化学方程式为：

___________________________________。

3．铵盐：

（1）物理性质：

铵盐是由__________和__________构成的化合物，铵盐都溶于水，呈白色或无色晶体。

碳铵指________________，氯铵指________________，硫铵（肥田粉）是指________________，硝铵指________________。

（2）化学性质：

①受热分解：

如NH4Cl、NH4HCO3受热分解，化学方程式分别为____________________________________；____________________________________。

②与碱反应，如NH4Cl与Ca（OH）2反应，产生NH3，化学方程式为

______________________________________________________。

【思考交流1】固态NH4Cl受热变成气体，气体遇冷又变为固态NH4Cl；固态碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成固态碘，这两种现象的本质是否相同？

提示：

不相同，NH4Cl固体受热分解成NH3和HCl，发生了化学变化；固态碘受热升华成为碘蒸气，是物理变化。

二、硝酸

1．硝酸的物理性质

色味态：

_______________________；挥发性：

_______；水溶性：

_____________________；发烟硝酸：

_________________________________。

2．硝酸的化学性质

（1）强酸性

稀硝酸能使紫色石蕊试液变成___色，浓硝酸能使石蕊试液先变成___色，微热后____。

（2）不稳定性：

浓硝酸显黄色，是因为__________________________________________，说明浓硝酸具有_______性，化学方程式为______________________________。

【思考交流2】如何除去浓HNO3的黄色？

提示：

浓硝酸常呈黄色是因为HNO3分解生成NO2溶于HNO3中，去掉黄色的方法是通入少量O2（空气），使其发生反应：

4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。

（3）强氧化性

①与金属的反应

a．除Pt、Au外，大部分金属均能与HNO3反应。

b．Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为：

____________________________________________________________；

____________________________________________________________。

c．Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4发生_____，故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。

②与非金属反应

与浓HNO3反应时，非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸，如碳与浓HNO3反应的化学方程式为_______________________________________________。

③与某些还原性化合物或离子的反应，例如：

H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。

④王水

王水由______与______按体积比1∶3混合所得，具有更强的氧化性，能使Au、Pt溶解。

三、硫酸的性质

1．物理性质：

沸点____，难____，水中溶解性：

________；浓硫酸溶解时可放出大量的热。

2．稀H2SO4的性质：

硫酸是强电解质，在水溶液中发生电离的方程式为____________________，其具有酸的通性，能与__________、________、________、________等物质发生反应。

3．浓H2SO4的特性：

浓H2SO4中存在的主要是________，因而浓H2SO4具有一些特殊的性质。

（1）吸水性：

利用浓H2SO4的吸水性，其常用作________。

（2）脱水性：

浓H2SO4能够将有机物里的氢、氧元素按原子个数________的比例脱去。

（3）强氧化性：

①常温下，铁、铝遇浓H2SO4发生“钝化”。

原因：

________________________________。

所以常温下可用铝槽车装运浓硫酸。

②能氧化不活泼的金属，如与Cu反应的化学方程式为：

____________________________。

③能氧化非金属单质，如与C反应的化学方程式为：

______________________________。

【思考交流3】如何稀释浓硫酸？

提示：

稀释浓H2SO4时应将浓H2SO4沿器壁缓缓地加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，使热量不断地散发。

自我校对

探究实验

拓展实验：

铜与硝酸的反应及浓、稀硝酸氧化性比较

【原理】浓、稀硝酸能氧化Au、Pt以外的所有金属，与金属反应不产生氢气。

反应中硝酸的作用：

一方面被还原成NO2或NO，作氧化剂，另一方面生成Cu（NO3）2，表现出酸性。

常温下，浓HNO3使铁、铝钝化，钝化是化学变化。

这是因为浓硝酸将它们的表面氧化成一层薄而致密的氧化物薄膜，阻止了进一步反应。

所以常温下能用铝槽车装运浓硝酸。

钝化的条件：

冷的、浓的强氧化性酸（如浓HNO3、浓H2SO4），铝，铁。

浓HNO3与浓HCl按体积比1∶3混合形成王水，能溶解Au、Pt。

【准备】浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳

【操作】按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。

实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。

由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

练一练：

（1）实验应避免有害气体排放到空气中。

装置③、④、⑥中盛放的药品依次是

________________________________________________________________________。

滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后________

_____________________________________________。

（3）装置①中发生反应的化学方程式是________________________________________。

（4）装置②的作用是______________，发生反应的化学方程式是__________________。

（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是_____________________________________

_______________________________________。

（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。

甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。

同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。

这些方案中可行的是（选填序号字母）（）

a．加热该绿色溶液，观察颜色变化

b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化

c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化

d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

色

（6）acd

重点突破

一.直击考点：

考点一氨水成分与性质、氨的实验室制法

这个考点主要出现在选择题和实验填空题中，做这类题需要我们掌握下列知识：

氨水成分与性质

氨气与水反应，生成氨水，呈弱碱性：

NH3+H2O

NH3·H2O

NH4＋+OH－。

（1）NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3的存在。

（2）氨水中存在着NH3、H2O、NH3·H2O三种分子和NH4＋、OH－、H＋三种离子，氨水中的阴离子全是OH－，可看作碱溶液，是混合物。

但在求氨水的质量分数、物质的量浓度时溶质为NH3。

（3）氨水溶液浓度越大，密度越小。

（4）NH3·H2O很不稳定，受热就会分解生成氨和水：

NH3·H2O

NH3↑+H2O。

氨水应密封保存，放在阴暗处。

由于氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装，一般盛装在玻璃容器或橡胶袋或陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里。

（5）NH4＋和OH－在溶液中不能大量共存，两者反应生成NH3·H2O，注意防止把NH3·H2O写成NH4OH。

氨的实验室制法

（1）反应原理：

2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O。

（2）发生装置：

固固加热反应装置，与制取氧气的装置相同。

（3）干燥：

用碱石灰干燥。

（4）收集方法：

由于氨易溶于水，密度比空气小，所以用向下排空气法收集。

（5）检验：

a．用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）。

b．用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（白烟）。

（6）棉花团的作用：

为了防止试管内的NH3与试管外的空气形成对流，以期在较短时间内收集到较为纯净的氨。

特别提醒：

①实验中棉花团的作用：

制NH3时，棉花团能防止NH3与空气对流，提高NH3的纯度和收集速度；用KMnO4制O2时，棉花团可防止KMnO4颗粒随气流进入导气管；制C2H2时：

棉花团防止反应产生的泡沫随气流进入集气瓶。

②制氨所用铵盐不能用硝铵、碳铵：

因为加热过程中NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，容易发生危险；碳铵受热极易分解产生CO2，使生成的NH3中混有较多CO2杂质。

③不宜用NaOH、KOH代替Ca（OH）2：

a．NaOH、KOH具有吸湿性，易结块，不利于产生NH3；b．NaOH、KOH在高温下能腐蚀试管。

④干燥剂不能选用酸性干燥剂（浓H2SO4、P2O5）、无水氯化钙等：

它们均能与NH3发生反应，CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3，通常选用碱石灰作干燥剂。

⑤由于氨水加热会分解产生氨气，所以实验室也可用加热浓氨水的方法来制取氨气，还可利用氧化钙与水反应且放热或氢氧化钠溶于水剧烈放热，将氨水滴入这两种物质中而产生氨气，可用如图所示装置。

⑥实验室制氨的反应是离子反应，但非水溶液中的反应不能写成离子方程式。

【例1】为了更简便地制取干燥的NH3，下列方法中适合的是（）

A．NH4Cl与浓H2SO4混合共热，生成的气体用碱石灰进行干燥

B．N2+3H2

2NH3，用烧碱进行干燥

C．加热浓氨水，气体用碱石灰干燥

D．加热NH4HCO3，气体用P2O5干燥

考点二喷泉实验

这个考点主要出现在选择题和实验填空题中，做这类题需要我们掌握下列知识：

（1）实验原理：

由于氨极易溶于水，挤压滴管胶头，少量水即可溶解大量氨（1∶700），使烧瓶内压强迅速减小，外界大气压将烧杯中的水压入上面的烧瓶，形成美丽的喷泉。

计算：

当气体在水中的溶解度大于17时，该气体即能形成喷泉。

故NH3、HCl、HBr、HI、SO2等气体均能溶于水产生喷泉现象。

（2）实验现象：

产生红色喷泉（氨溶于水后形成碱性溶液，酚酞遇碱显红色）。

（3）实验关健：

①氨应充满；②氨和烧瓶应干燥；③装置不能漏气。

【例2】大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。

制取氨气并完成喷泉实验。

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：

_____________________________________。

（2）收集氨气应使用_______法，要得到干燥的氨气可选用______________作干燥剂。

（3）用图Ⅰ装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是____________________________，该实验的原理是____________________________________。

（4）如果只提供如图Ⅱ的装置，请说明引发喷泉的方法：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

考点三浓硫酸的特性

这个考点主要出现在选择题和实验填空题中，做这类题需要我们掌握浓硫酸的下列性质：

①吸水性

浓硫酸不仅可以吸收空气中的水，还可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的部分结晶水。

能干燥的气体：

H2、O2、CO2、SO2、Cl2、HCl。

不能干燥的气体：

NH3、H2S、HBr、HI。

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，结合成水分子。

③强氧化性

和金属反应：

加热时，浓H2SO4可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成SO2。

铜与浓硫酸加热反应：

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O，

【例3】某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）

实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端浸入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录：

根据上述材料回答下列问题

（1）D、E两容器中CCl4的作用是_____________。

（2）加热过程中，观察到A容器中出现大量白色烟雾，随着反应的进行，容器下部有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_________，分析可能的原因__________________________。

（3）对A容器中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C容器中品红溶液褪色，但始终未见D装置中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。

你的猜想是：

_____________________。

设计实验验证你的猜想___________________________。

（4）实验结束后，为了减少环境污染，将各容器的SO2可采取的操作是

_______________________________________________

考点四接触法制硫酸

这类试题主要考查接触法制硫酸的化工原理，主要出现在选择题和实验填空题，试题需要我们认识接触法制硫酸的化学原理：

【例4】在硫酸的工业制法中，下列生产操作及生产操作的主要原因二者都正确的是（）

A．从沸腾炉中出来的炉气须净化，因为炉气中的杂质会与SO2发生反应

B．硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的不能燃烧

C．SO3用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以便SO3吸收完全

D．SO2氧化成SO3时需要使用催化剂，这样可以提高SO2的转化率

考点五硝酸的化学性质

这类试题主要考查硝酸的化学性质尤其是硝酸的强氧化性，还有硝酸根离子的性质。

（1）酸的通性：

HNO3=H++NO3-

与酸碱指示剂作用：

稀硝酸使石蕊试液变红色，浓硝酸使石蕊试液先变红（H+作用），后褪色（强氧化作用，即漂白作用）。

用此实验可以证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。

使指示剂先变色后褪色的物质

①浓HNO3遇石蕊先变红后褪色②氯水遇石蕊先变红后褪色

③Na2O2遇酚酞先变红后褪色

（2）不稳定性

4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O

①浓硝酸一般呈黄色，是由于硝酸分解产生的部分NO2溶于硝酸的缘故。

②硝酸浓度越大越易分解，因此浓硝酸应放入棕色瓶中（避光）、阴凉处保存（避免受热分解），用玻璃塞而不能用橡皮塞（酸会腐蚀橡皮塞）。

（3）强氧化性

硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀硝酸还是浓硝酸都有强氧化性，几乎能跟所有的金属（除金、铂等少数金属外）发生氧化还原反应，还能与非金属反应。

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O（实验室制NO）

Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O（实验室制NO2）

常温下，浓HNO3可使Fe、Al钝化：

即在Fe、Al的表面形成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。

浓硝酸和碳反应：

C+HNO3（浓）

CO2↑+4NO2↑+2H2O

【例5】下图为某实验者设计的验证银元完全溶解于一定量的浓硝酸，生成的NO2气体中含有NO的实验装置图。

常温时，NO2与N2O4混合存在；在低于0℃时，几乎只有无色N2O4晶体存在。

⑴反应前先打开A部分的活塞k1，持续通一段时间N2，其理由是___________________

__________________________________________________。

　　⑵若装置中缺B部分，其后果是_______________________________________________。

⑶反应结束后，打开D部分的活塞k2，并通入氧气，D瓶内气体由无色变为红棕色；若通入的是热氧气，则瓶内气体的颜色比以前更深，其原因是

______________________________________________________________________________。

⑷C部分装置的作用是______________；E部分中a仪器所起的作用是________________。

二.走出误区：

误区一氧化性酸和酸的氧化性有何区别

【例1】向50mL18mol·L-1的硫酸溶液中加入足量的铜片并加热。

充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（）

A．等于0.90molB．在0.45mol和0.90mol之间

C．等于0.45molD．小于0.45mol

错解：

C

原因：

根据化学方程式：

Cu＋2H2SO4浓

CuSO4＋2H2O＋SO2↑，可知2个硫酸分子中只有1个体现氧化性被还原，即被还原的H2SO4占总共消耗的H2SO4的一半，由于Cu足量，所以硫酸全部反应，则被还原的H2SO4的物质的量＝0.050L×18mol·L-1÷2＝0.45mol，故选C。

正解：

D

原因：

浓硫酸是氧化性酸，稀硫酸是非氧化性酸，而在金属活动性顺序表中铜在氢的后面，因此只有浓硫酸才可以与铜在加热条件下反应，而稀硫酸不能反应。

随着反应的进行硫酸的浓度越来越小，最后必然有一部分硫酸不能反应，所以小于0.45mol，答案选D。

误区二浓硝酸、稀硝酸被还原的产物一定是NO2、NO吗？

而且能说明稀硝酸比浓硝酸的氧化性强？

硝酸的还原产物问题较为复杂，可以肯定的是，硝酸与还原剂反应时，主要是HNO3中＋5价的氮得到电子，被还原成较低价的氮而形成氮的氧化物，甚至是N2或NH4NO3等。

在没有指明或不需要讨论的情况下，一般认为浓硝酸还原产物是NO2、稀硝酸还原产物是NO。

①Cu＋4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

②3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O

反应①比反应②剧烈得多，说明浓硝酸比稀硝酸的氧化性强。

红热的木炭在发烟硝酸中剧烈反应，而稀硝酸不能与红热的木炭发生反应，说明发烟硝酸比稀硝酸的氧化性强。

同时，浓硝酸生成NO2，稀硝酸生成NO，正是因为浓硝酸进一步将NO氧化到NO2造成的结果。

一般规律：

硝酸浓度越大氧化性越强，还原产物中N的化合价越高。

【例2】将硫化氢通入四种不同浓度的硝酸溶液中，发生如下反应：

①3H2S+2HNO3=3S↓+2NO↑+4H2O

②4H2S+2HNO3=4S↓+NH4NO3+3H2O

③H2S+2HNO3=S↓+2NO2↑+2H2O

④5H2S+2HNO3=5S↓+N2↑+6H2O

根据上述反应判断HNO3浓度由小到大顺序是（）

A．④②①③B．③①④②

C．②④①③D．①④②③

错解：

B

原因：

相同物质的量的硝酸得电子越多氧化性越强。

氧化性越强则硝酸浓度越大。

选B。

正解：

C

原因：

氧化性越强则硝酸浓度越大是正确的，但是并不是得电子越多氧化性就越强，而是看还原产物中N的化合价。

正确答案是C。

误区三误认为铝、铁跟冷的浓硝酸、浓硫酸不发生化学反应

铝、铁跟冷的浓硝酸、浓硫酸能发生氧化还原反应，氧化产物是金属氧化物。

这时的氧化物结构紧凑，质地致密，薄而均匀、牢固地附着于金属体的表面，渗透性极差，以致浓硝酸、浓硫酸不能透过，阻止了反应的进一步进行，这种现象，化学上称为钝化。

也就是说，钝化是铝、铁跟冷的浓硝酸、浓硫酸发生氧化还原反应的结果。

【例3】铁片投入下列溶液后，金属片质量增加的是（）

A．冷的浓HNO3B．Cu（NO3）2溶液

C．稀HNO3D．Fe（NO3）3溶液

错解：

B

原因：

铁和冷的浓HNO3不反应，质量不变，排除A；CD中只有铁的溶解，没有固体析出，所以CD错误。

铁置换出铜质量增加，质量减少，所以B正确。

答案选B。

正解：

AB

原因：

钝化不是不反应而是在金属表面生成氧化膜，很显然金属的质量要增加。

正确答案是AB。

误区四误认为浓、稀硝酸滴到酸碱指示剂上的颜色变化相同

酸的通性之一是酸能跟酸碱指示剂起反应。

紫色的石蕊试液遇酸显红色，橙色的甲基橙试液遇酸显红色，无色酚酞试液遇酸不变色。

但是，酸的通性是一般酸的性质，个别酸不能表现出酸的通性中的一项或几项，如硅酸因溶解度太小而不能使石蕊变红。

硝酸是一种强酸，有酸的通性，但硝酸又是一种强氧化性酸，并且浓度越大，氧化性越强。

在稀硝酸中滴入少量的紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液，溶液显红色，且该红色能稳定存在；在浓硝酸中滴入少量的紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液，溶液立即显红色，一段时间后，因浓硝酸的强氧化性将酸碱指示剂氧化而使溶液的颜色渐渐变浅直到变为无色。

【例4】取三张蓝色石蕊试纸放在表面皿上，然后按顺序分别滴加65%的浓硝酸、98%的浓硫酸和新制的氯水，三张试纸最后呈现的颜色是（）

A．白、红、白　　　B．红、黑、白　　C．红、红、红　　　D．白、黑、白

错解：

B

原因：

浓硝酸显酸性，使蓝色石蕊试纸变红，浓硫酸有脱水性，使试纸炭化发黑，新制氯水有漂白性，使使蓝色石蕊试纸变白，所以B正确