四、二氧化硫和浓硫酸的性质

1．二氧化硫。

• (1)具有酸性氧化物的通性。如与少量NaOH溶液发生反应SO2+NaOH= NaHSO3；与过量NaOH溶液发生反应SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O。

• (2)具有还原性，能被C2、Br2、I2、O2、FeCl3、KMnO4等氧化剂氧化。

• ① 与卤水反应：SO2+X2+2H2O==2HX+H2SO3(X为Cl、Br、I)。

• ② 与O2反应：2SO2+O2=催化剂，加热=2SO3。

• ③与FeCl3溶液反应：SO2+ 2FeCl3+ 2H2O == H2SO4+ 2FeCl2+2HCI(溶液由棕黄色变为浅绿色)。

• (3)具有氧化性。如与H2S发生反应SO2+2H2S==3S +2H2O。

• (4)具有漂白性。使品红溶液褪色，原理是SO2+有色物质— →无色物质— 加热或见光→有色物质+SO2。

2．浓硫酸的特性。

• (1)在一定条件下，浓硫酸能氧化除Pt、Au以外的几乎所有金属，其还原产物是SOz，而不是Hz。

• (2)在常温下，Fe、A1遇浓硫酸发生钝化。钝化并不是不反应，而是浓硫酸使铁、铝表面形成一层致密的氧化物薄膜，阻止了浓硫酸与内层金属继续反应。钝化体现了浓硫酸的强氧化性。

• (3)浓硫酸使蓝矾(CuSO ·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性。

• (4)浓硫酸与金属单质反应时，体现了浓硫酸的氧化性和酸性；而与碳等非金属单质反应时，只体现浓硫酸的强氧化性。

例题5：下列叙述正确的是( )。

• A．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有还原性的气体，如HI、H2S等

• B．浓硫酸与硫单质可发生反应2H2SO4 (浓)+S3=△=3SO2↑+2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现强氧化性，又表现酸性

• C．把足量铜粉投入到含2 mol H2SO4 的浓硫酸中，加热充分反应，得到气体的体积(在标准状况下)为22.4 L

• D．在常温下能够用铁、铝容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸能氧化铁、铝使其钝化

• 答案：D

• 解析：A项，浓硫酸不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(如NH3)；B项，浓硫酸与金属单质反应时，生成相应的盐和SO2，此时浓硫酸表现酸性和强氧化性，而与S、C等非金属单质反应时，由于没有盐生成，故只表现强氧化性。C项，浓硫酸与Cu反应时，浓硫酸的浓度逐渐降低，最终变为稀硫酸，反应自行停止，故产生的SO2在标准状况下的体积少于22.4 L

五、氨气的还原性

1．原理。在NH3中，氮元素显一3价，在适当的条件下，NH3与氧化剂相遇，可以发生氧化还原反应，使NH3中的氮元素化合价升高。

2．实验探究。

• (1)氨气的催化氧化(实验装置如下图所示)。

• (2)装置的作用或现象。① 提供氨气和氧气。② 铂铑合金丝作催化剂，使氨气催化氧化。③ 吸收

  剩余的氨气和生成的水蒸气。④观察到无色的气体变成红棕色。

• (3)氨被氯气氧化。发生反应2NH3+3Cl2=△=N2+ 6HCl，8NH3+ 3Cl2=△=N2++ 6NH4Cl。

• (4)氨被氧化铜氧化。发生反应2NH3+3CuO=△=3Cu+ N2+ 3H2O。

例题6：已知氨可以与灼热的氧化铜反应，得到氮气和金属铜，用下图所示的装置可以实现该反应。

请回答下列问题：

• (1)A中加入的物质是 ______，发生反应的化学方程式是 ______。

• (2)B中加入的物质是 ______，其作用是______ 。

• (3)在C中观察到的现象是______ ，发生反应的化学方程式是______ 。

• (4)在D中观察到的现象是______ ，D中收集到的物质是______ ，检验该物质的实验方法和出现的实验现象分别是______ ，______ 。

• 答案：：(1)NH4Cl、Ca(OH) 2固体 2NH4Cl+Ca(OH)2== CaC12+2NH3↑+2H2O

• (2)碱石灰(或CaO) 除去NH3中混有的水蒸气

• (3)黑色粉末逐渐变为红色 2NH3+3CuO ==N2+3H2O+3Cu

• (4)出现无色液体 氨水 用红色石蕊试纸检验试纸变蓝

• 解析：you题信息可知，A装置提供NH3且是“固体”+“固体”加热制备气体，则A中应加入NH4Cl、Ca(OH) 2固体，两者发生反应 2NH4Cl+Ca(OH)2== CaC12+2NH3↑+2H2O生成NH3

B装置是干燥装置，以除去NH3中的水蒸气，应加入碱石灰或CaO等碱性固体干燥剂。C装置中氨气被CuO氧化，现象为黑色粉末逐渐变为红色。反应生成的N2、水蒸气及未反应的NH3均会进入D试管中，因为水蒸气在冰水中会转化为液态水，氨气又极易溶于水，则D中收集到的是氨水。E装置收集到的是N2。

六、硝酸与金属单质的反应及相关计算

1．硝酸与金属单质反应的规律。

• 硝酸与金属单质反应时，一部分被还原，一部分转化成硝酸盐，故硝酸既表现氧化性又表现酸性，一般不生成H2。

• (1)浓硝酸与铜的反应。随硝酸浓度的降低，还原产物会由NO 变成NO。但由氮原子守恒可知，无论是生成NO2，还是生成NO，被还原的HNO3的物质的量与生成的气体的物质的量一定相等。而未被还原的NO3-与Cu 2+结合成Cu(NO3) 2

• (2)稀硝酸与铁的反应。

• ①Fe(少量)+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+ NO ↑+ 2H2O。

• ② 3Fe(过量)+8HNO (稀) 3Fe(NO3)2+2NO十+4H2O。

• Fe少量时先发生反应① ，若Fe剩余再发生反应③ Fe+2Fe(NO3)2==3Fe(NO3)3，合并① ③ 即可得反应② 。所以，无论发生反应① ，还是发生反应② ，被还原的HNO3的量皆占参与反应的HNO3的量的1/4 。

2．硝酸与金属单质反应的有关计算方法。

• (1)原子守恒法。硝酸与金属单质反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO3-的形式存在于溶液中；一部分HNO3作氧化剂转化为还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。

• (2)电子守恒法。硝酸与金属单质的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属原子失去电子的物质的量。

• (3)根据离子方程式计算法。金属单质与硫酸、硝酸的混合酸反应时，由于生成的硝酸盐中的NO3-在H2SO4提供H+的条件下，能继续与金属反应，所以，此类题目应根据离子方程式，先作过量判断，然后再根据量少的物质进行计算。

例题7：在标准状况下，将1.92 g铜粉投入到一定量的浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体的颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后，共收集到由NO和NO2组成的混合气体1.12L，则混合气体中NO的体积为( )。

• A. 112 mL B. 1 008 mL

• C. 224 mL D. 448 mL

• 答案：A

• 解析：由题意可得n(混合气)=0.05mol，n(Cu)=0.03mol。设NO的物质的量为n1 mol则NO2的物质的量为(0.05一n1 )mol，根据得失电子相等得3n1+(0.05一n1 )×1=0.03×2，解得n1=0.005。则 V(NO)=0．005 mol×22.4 L/mol=0.112L =112 mL。

课后习题巩固