4、回顾浓硫酸的氧化性(表现在哪些方面,写出有关化学方程式)
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浓硫酸强氧化性的体现
高浓硫酸的强氧化性是指它的氧化能力能够很容易的将低氧化性物质
转化为高氧化性物质。
其形成的中间产物也可以用来反应,从而实现
物质的氧化反应。
以下是高浓硫酸强氧化性的表现:
一、氧化铁和锰:高浓硫酸能够把低氧化性的Fe 和Mn转变成氧化性
的Fe2+ 和Mn6+,实现氧化反应。
二、氧化有机物:高浓硫酸能够把油、汽油、醇、醚、脂类等有机物
转化为硫脱氧物和其它有机物,以实现物质的氧化反应,脂类物质及
其它低氧化性物质可以被完全氧化消耗掉,从而达到净化水体的目的。
三、氧化长链烃:高浓硫酸能够氧化烷类烃为短链醛,氧化芳烃为羧
酸和羧酯。
四、发生氯效应:硫酸钠能够很容易的被氧化剂兑换,形成溴和氯分子,变得更加有毒,这一特性使得它在水的处理过程中被大量使用。
五、氧化硫:高浓硫酸能够把低氧化性的硫转化为高氧化性的硫酸根,实现物质的氧化反应。
六、氧化氮:高浓硫酸能够把低氧化性的氨氮转化为水溶的硝酸根,
实现物质的氧化反应。
七、氧化碳:高浓的硫酸法很容易把低氧化性的有机物质氧化成水溶
性的碳酸根。
以上列举的就是高浓硫酸的强氧化性的表现。
它可以有效的将低氧化
性的物质转变成高氧化性的物质,并且在水的环境处理过程中得到了
广泛的应用。
但是高浓硫酸本身也是毒性极强的物质,所以在使用的
过程中,必须格外重视安全防护,以防造成对身体及环境的不良影响。
浓硫酸的强氧化性知识及化学考试易丢分小细节1.与金属的反应(1)Fe、Al的钝化常温下,当Fe、Al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)与氢之前的活泼金属反应:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O规律:①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;②浓硫酸一旦变稀,就发生:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应:Cu+2H2SO4( 浓) CuSO 4+SO2↑+2H2O规律:①反应需加热,否则不反应;②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO 2;③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;④随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。
2.与非金属反应C+2H2SO4( 浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O规律:(1)反应要加热,否则不反应;(2)氧化产物是含氧酸或非金属氧化物,还原产物为SO 2;(3)浓硫酸只表现氧化性;(4)随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
(5)不能氧化H 2、N 2、O 2、Si、Cl 2、F 2、Br 2等。
3.与还原性化合物的反应常见的还原性物质FeSO 4、Na 2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。
4.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,这是因为石蕊被浓HNO3氧化。
【特别提醒】浓H2SO4强氧化性的理解(1)浓H 2SO4与稀H 2SO4氧化性的区别(2)常温下,Fe、Al遇浓H 2SO4“钝化”①“钝化”不是不反应,而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。
②加热条件下,Fe、Al与浓硫酸反应而不会“钝化”。
(2)检验单质与浓H2SO4反应气体产物的实验设计①若为Zn与浓H2SO4反应,则Zn与浓H2SO4反应的最终产物为ZnSO4、SO2、H2、H2O。
可以依次通过CuSO4、品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、浓H2SO4(或碱石灰)、灼热CuO、CuSO4、碱石灰实现对H2O、SO2、H2的检验。
浓硫酸的强氧化性方程式
1 硫酸的强氧化性研究
硫酸是一氧化碳的重要衍生物,表现出较强的氧化性。
自20世纪60年代以来,研究人员就发现,沸石催化剂在酸性硫酸存在下温和反应,并生成氧化态的成分。
因此,研究人员将关注重点放在硫酸的强氧化性上。
2 浓硫酸的氧化反应
对于溶液中的浓硫酸,氧化反应将以比较简单的方式进行,如下所示:
$$SO_{3(aq)} + H_{2}O_{(l)} --> SO_{4^2- (aq)} + 2H^+ $$上述氧化过程由氢离子催化,产物为硫酸根离子,也称为亚硫酸根,其具有较强的氧化性。
通过添加更多的氢离子可以加速上述氧化反应,因此研究人员得以推断,硫酸氧化反应将和浓度有关。
3 加剧硫酸的氧化能力
实验中,研究人员发现,在浓硫酸中加入含氧催化剂如Fe,Mn,Cu,Cr等即可加剧硫酸的氧化能力。
发现加入这些含氧催化剂,可以提高杂化物氧化反应的速度,扩大浓硫酸能够氧化介质的范围。
4 硫酸氧化反应的应用
由于硫酸具有较强的氧化性,因此在工业生产中应用广泛,如氧
化溶剂、硫化氢合成、硬脂酸衍生物等。
此外,硫酸也可用于农药中,学术界也进行了较多研究,把它应用在生物强氧化反应中。
总之,硫酸具有较强的氧化性,可用于行业生产和学术研究。
在
进行研究时,需要注意控制它的强氧化性,以免造成不必要的污染。
浓硫酸的氧化性浓度的差异尽管可以制出浓纯净的硫酸,并且室温下是无限稳定的(所谓的分解成恒沸物的反应发生在接近沸点的高温之下),但是纯硫酸凝固点过高(.4k),所以为了方便运输通常制成98%硫酸,故一般所说的“高浓度硫酸”指的便是浓度为98%的硫酸。
另外,硫酸在不同的浓度下有不同的应用,以下为一些常见的浓度级别:硫酸一般会被做成其他形态。
比如,将高浓度的so灌入硫酸可以做成发烟硫酸(hso)。
有关发烟硫酸的浓度,人们通常以so的百分比作准或者就是hso的百分比作准,两者均可。
通常所称的“发烟硫酸”的浓度为45%(不含%hso)或65%(含.6% hso)。
%氢铵发烟硫酸为液态,熔点为36℃。
极性与导电性氢铵硫酸就是一种极性非常小的液体,其磁导率系数大约为。
因为它分子与分子之间能互相质子化对方,导致它极高的导电性,这个过程被称作质子自搬迁。
出现的过程就是:2hso====hso+ hso腐蚀性氢铵硫酸冷却至℃水解释出部分三氧化硫,直到酸的浓度降至98.3%年才,这时硫酸为恒沸溶液,沸点为°c。
浓硫酸硫酸彰显酸性就是得出质子的能力,氢铵硫酸仍然具备很强的酸性,98%硫酸与氢铵硫酸的酸性基本上没差别,而熔化三氧化硫的发烟硫酸就是一种超酸体系,酸性优于氢铵硫酸,但是广为存有一种误区,即为稀硫酸的酸性优于浓硫酸,这种见解就是错误的。
的确,稀硫酸第一步电离全然,产生大量的水合氢离子ho;但是浓硫酸和水一样,自身自偶电离可以产生一部分硫酸再分氢离子hso,正是这一部分硫酸再分质子,引致氢铵硫酸具备非常弱的酸性,虽然太少,但是酸性却必须比水合质子弱得多,所以氢铵硫酸的哈米特酸度函数低超过-12.0。
在硫酸溶剂体系中,hso经常起酸的作用,能质子化很多物质产生离子型化合物:nacl+ hso==nahso+hcl(不冷却都能够很快反应)kno+ hso→k+hso+hnohno+ hso→no+ho+2hsochcooh+ hso→chc(oh)+hsohsof+ hso→hso+sof(氟磺酸酸性更弱)上述与hno的反应所产生的no,有助于芳香烃的硝化反应。
浓硫酸的强氧化性
浓硫酸的强氧化性主要表现在以下方面:
(1)跟金属反应
①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化.主要原因是硫酸分子与这些金属原子化合,生成致密的氧化物薄膜,防止氢离子或硫酸分子继续与金属反应,如铁一般认为生成Fe3O4
②加热时,浓硫酸可以与除金、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.
Cu+2H2SO4(浓)==△==CuSO4+SO2↑+2H2O
2Fe+6H2SO4(浓)==△==Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
Zn+2H2SO4(浓)==△==ZnSO4+SO2↑+2H2O
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性.
(2)跟非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2.在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性.
C+2H2SO4(浓)==△==CO2↑+2SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)==△==3SO2↑+2H2O
2P+5H2SO4(浓)==△==2H3PO4+5SO2↑+2H2O
(3)跟其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸.
H2S+H2SO4(浓)==△==S↓+SO2↑+2H2O
2HBr+H2SO4(浓)==△==Br2↑+SO2↑+2H2O
2HI+H2SO4(浓)==△==I2↑+SO2↑+2H2O。
浓硫酸的强氧化性知识点总结1.与金属的反应(1)Fe、Al的钝化常温下,当Fe、Al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)与氢之前的活泼金属反应:Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O规律:①浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;②浓硫酸一旦变稀,就发生:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
(3)与氢之后的不活泼金属(除Au、Pt外)反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O规律:①反应需加热,否则不反应;②氧化产物是硫酸盐,金属显高价,还原产物为SO2;③浓硫酸既表现氧化性,又表现酸性;④随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就会停止。
2.与非金属反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O规律:(1)反应要加热,否则不反应;(2)氧化产物是含氧酸或非金属氧化物,还原产物为SO2;(3)浓硫酸只表现氧化性;(4)随反应进行,硫酸浓度变小,一旦变为稀硫酸,反应就停止。
(5)不能氧化H2、N2、O2、Si、Cl2、F2、Br2等。
3.与还原性化合物的反应常见的还原性物质FeSO4、Na2S、H2S、HBr、HI等均能被浓H2SO4氧化。
4.浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,这是因为石蕊被浓HNO3氧化。
【特别提醒】浓H2SO4强氧化性的理解(1)浓H2SO4与稀H2SO4氧化性的区别(2)常温下,Fe、Al遇浓H2SO4“钝化”①“钝化”不是不反应,而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。
②加热条件下,Fe、Al与浓硫酸反应而不会“钝化”。
(2)检验单质与浓H2SO4反应气体产物的实验设计①若为Zn与浓H2SO4反应,则Zn与浓H2SO4反应的最终产物为ZnSO4、SO2、H2、H2O。
可以依次通过CuSO4、品红溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、浓H2SO4(或碱石灰)、灼热CuO、CuSO4、碱石灰实现对H2O、SO2、H2的检验。
第2课时 硫酸和硝酸的氧化性[学习目标定位] 1.通过浓硫酸、硝酸分别与不活泼金属、非金属的反应,认识浓硫酸、硝酸的强氧化性。
2.通过比较浓硫酸与稀硫酸,浓硝酸与稀硝酸性质的差异,认识浓度、反应条件对反应产物的影响。
一 浓硫酸的特性1.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。
2.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C 12H 22O 11――→浓硫酸12C +11H 2O 。
3.按表中图示装置完成实验,将有关反应现象及实验结论填入表中: 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H 2SO 4反应的化学方程式为Cu +2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4+SO 2↑+2H 2O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。
1.浓硫酸具有A.强酸性,B.强氧化性,C.高沸点、难挥发性,D.脱水性,E.吸水性等性质。
以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将答案的字母分别填入括号中。
(1)用NaCl固体和浓H2SO4在加热条件下制氯化氢气体()(2)用磷矿物[主要成分是Ca3(PO4)2]和硫酸反应制磷酸()(3)浓硫酸干燥H2、O2、Cl2、HCl和SO2等气体()(4)常温下可以用铁或铝的容器贮存浓硫酸()(5)胆矾放在盛浓硫酸的干燥器中变成白色粉末()(6)不能用浓硫酸干燥HBr、HI和H2S等气体()(7)浓硫酸使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑()答案(1)C(2)A(3)E(4)B(5)E(6)B(7)AD解析(1)浓硫酸具有高沸点、难挥发性,氯化氢气体易挥发。
浓硫酸氧化还原产物浓硫酸是一种具有强氧化性的化学物质,其可以被用于氧化还原反应中,产生各种不同的产物。
在这篇文章中,我们将讨论浓硫酸在不同条件下氧化还原反应所产生的产物,以及这些产物在生产和实验室中的应用。
1.硫酸的氧化作用浓硫酸可以用于氧化许多有机化合物和无机化合物,其中最常见的是炭、石墨和葡萄糖等。
浓硫酸氧化这些物质的反应式如下:(1)C(炭)+ 2H2SO4 → CO2 + 2SO2 + 2H2O(2)C6H12O6(葡萄糖)+ 6H2SO4 → 6CO2 + 12SO2 + 18H2O 这些反应都产生二氧化碳和二氧化硫作为主要产物。
氧气也可能参与反应,产生更多的氧化产物。
例如,将石墨或炭加入到浓硫酸和氧气的气氛中,可以产生一种红色气体——四氧化三硫(SO3)。
2.硫酸的还原作用与氧化作用相反,浓硫酸也可以作为强还原剂,还原一些金属和卤素化合物。
(1)FeSO4(硫酸亚铁)+ H2SO4 + H2O2 → Fe2(SO4)3(硫酸三铁)+ 2H2O(2)NaClO(次氯酸钠)+ H2SO4 → NaHSO4(硫酸氢钠)+ HClO (次氯酸)这些反应都产生硫酸及其盐类作为副产物。
在实验室中,硫酸还会被用作还原剂,以还原一些金属离子和氧化物。
例如,将硫酸和铜粉反应,可以得到纯铜金属。
3.硫酸的氧化还原反应在一些反应中,硫酸既充当氧化剂又充当还原剂,通常称为“自氧化还原反应”。
这种反应在化学科学中很常见,可以用于杂质分离、金属提纯和化学分析等领域。
例如,将硫酸和铁粉混合,反应生成三氧化二铁和硫酸作为主要产物:Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑6FeSO4 + 3H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + 3H2O + SO2↑在工业生产中,浓硫酸可以用于氧化有害废气和有机物,以减少对环境的污染。
此外,还可以将浓硫酸用于提取金属和制备化学反应物。
总之,浓硫酸可以作为氧化剂和还原剂进行氧化还原反应,在不同的条件下可以产生多种产物,这些产物在实验室和工业中有广泛应用。
氧化剂和还原剂思考过程2 浓硫酸的氧化性1.浓硫酸的氧化性含义:浓硫酸是强氧化性酸,其氧化性是指H2SO4分子中+6价的硫元素表现的一种很强的得电子的能力。
稀硫酸或中的硫元素虽然也是+6价,但没有强氧化性。
稀硫酸盐中的SO-24硫酸也有氧化性,是其中的H+所表现的。
浓硫酸分子中+6价的硫元素得电子的能力远强于其中的+1价的氢。
思考:用什么事实证明浓硫酸的氧化性大于稀硫酸?2.浓硫酸的强氧化性表现:浓硫酸能够跟一些非金属单质和绝大多数金属单质发生氧化还原反应。
反应时,浓硫酸一般被还原成SO2,非金属单质一般被氧化成最高价含氧酸或最高价氧化物,金属单质则被氧化成最高价的硫酸盐。
写出铜和碳单质分别和浓硫酸反应化学方程式,并标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂和还原剂。
氧化剂:H2SO4还原剂:Cu氧化剂:H2SO4还原剂:C3.浓硫酸的贮存:常温下,浓硫酸跟铁和铝接触时,使金属表面生成了一薄层致密而坚固的氧化物(氧化铁、氧化铝)薄膜,该薄膜阻止了内部的金属继续跟硫酸发生反应。
我们说铁和铝被浓硫酸钝化了。
为此,冷的浓硫酸可以用铁质或铝质容器贮存。
氧化剂和还原剂思考过程3 铁及其重要化合物的氧化性和还原性1.铁和铁的化合物的存在(1)铁元素在自然界中的含量和存在形态:铁元素在地壳中的质量分数为 4.65%,处于第四位,仅次于氧、硅和铝。
在自然界里有两种存在形态——游离态和化合态。
游离态的铁例如存在于陨石中,而更多的是化合态,以+2价和+3价的化合态存在。
(2)铁的化合物在自然界中主要以矿石的形式存在,如黄铁矿(主要成分是FeS)、赤铁矿(主要成分Fe2O3)、磁铁矿(主要成分Fe3O4)。
2.铁的重要化学性质(1)铁与活泼非金属单质反应铁丝在氯气中燃烧的现象是铁丝剧烈燃烧,产生棕黄色的烟,反应的方程式为2Fe+3Cl2FeCl3;铁丝在氧气中燃烧的现象是火星四射,发出耀眼的光,生成黑色的四氧化三铁,方程式为3Fe +2O2Fe3O4。
有机化学浓硫酸氧化原理
有机化学中,浓硫酸可以用作氧化剂,将有机物氧化为更高氧化态的化合物。
其氧化原理主要是通过硫酸分子中的正电荷和氧原子的强氧化能力来实现的。
具体来说,浓硫酸中的硫酸分子具有强烈的正电荷,可以与有机物中的负电荷发生强烈的相互作用,从而使有机物分子中的电子云向硫酸分子中转移,使有机物分子中的碳原子、氢原子等被氧化。
此外,浓硫酸中的氧原子也具有较强的氧化能力,可以与有机物分子中的碳、氢等原子发生氧化反应,使其被氧化为更高氧化态的化合物。
需要注意的是,浓硫酸氧化反应通常需要高温和较长时间的反应条件,同时反应过程中也可能伴随着剧烈的放热反应。
此外,浓硫酸氧化反应还具有较高的选择性,可以选择性地氧化有机物分子中的特定官能团,从而实现有机合成中的多种目的。