有关对常见三种浓酸反应变稀
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论文导读::关于浓硫酸随反应进行而变稀的情况。关于浓硝酸随反应进行而变稀的情况。
论文关键词:浓盐酸,浓硫酸,浓硝酸
高中阶段,三种浓酸即浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸随着反应进行,则会逐渐变稀,从而表现出性质及现象结论的差异性,这类题型在相应章节学习及高中复习中频繁出现,近几年高考试题中也有所体现,这也是许多学生解决此类问题中极易忽视、极易出错的知识点,这里有必要将其进行归纳整理,供高中学习及复习中作以参考。
一、关于浓盐酸随反应的进行而变稀的情况
常见反应:实验室制取氯气,即反应为:MnO2 +4HCl(浓)
MnCl2+Cl2+2H2O
反应特点:随反应的进行浓盐酸逐渐变为稀盐酸,二氧化锰不再参于化学反应。
常考知识点及结论:
(1)1molMnO2 与含4molHCl的浓盐酸共热,两者均有剩余,因为MnO2 与稀盐酸
不反应。
(2)1molMnO2 与含4molHCl的浓盐酸共热,所得Cl2小于2mol
(3)1molMnO2 与含4molHCl的浓盐酸共热,则被氧化的HCl小于2mol
例1、1molMnO2 与含4molHCl的浓盐酸共热,在不考虑HCl挥发的情况下,得到标准状况下的氯气其体积为( )
(A)44.8L(B)22.4L (C)小于22.4L(D)大于44.8L
解析:本题从所给出答案来分析,充分考虑了随反应进行,浓盐酸则变为稀盐酸,实际得到氯气应小于1mol浓盐酸,即体积标准状况应小于22.4L ,正确答案应为(C)。
例2、实验室制取氯气
(1)将过量MnO2与20mL12mol/L的盐酸混合加热,充分反应后生成的Cl2明显少于0.06mol,其主要原因是①②
(2)为提高浓盐酸的利用率,你对实验的建议是
解析:20mL 12mol/L的盐酸完全反应理论上产生氯气应为0.06mol,但由于盐酸受热极易挥发,且随反应的不断进行,盐酸的浓度逐渐在变小,当变为稀盐酸后不再与二氧化锰反应,所以产生的氯气小于0.06mol,针对上述原因,可采取:将浓盐酸缓缓滴入、用小火加热等措施,以提高浓盐酸的利用率。
例3、实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制得氯气,下列说法正确的是(气体体积在标准状况下测定)()
(A)若提供0.4molHCl,MnO2不足量,则可制得Cl2 22.4L
(B)若提供0.4molHCl,MnO2过量,则可制得Cl2 22.4L
(C)若有0.4molHCl参与反应,则可制得Cl2 22.4L
(D)若有0.4molHCl被氧化,则可制得Cl2 22.4L
解析:解答本题一方面仍需考虑浓盐酸随反应进行变稀的问题,另一方面要紧扣题中的“参与反应”及“被氧化”等关键词的正确理解,本题正确答案应为(C)。
二、关于浓硫酸随反应进行而变稀的情况
常见的两种类型:
1、不活泼金属与浓硫酸的反应
高中阶段最常见的反应:Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2+2H2O
反应特点:随反应的进行浓硫酸逐渐变为稀硫酸,铜不再参于化学反应。
常考知识点及结论:
(1)1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸共热,两者均有剩余,因为Cu 与稀硫酸不反
应。
(2)1molCu与含2molH2SO4的浓硫酸共热反应,生成SO2,n(SO2)<1mol,即所得二
氧化硫标准状况下的体积V(SO2)<22.4L。
(3)1molCu与含2molH2SO4 的浓硫酸共热反应,则被还原的硫酸n(H2SO4)<1mol。
2、活泼金属与浓硫酸的反应
(1)当活泼金属为锌时
反应:Zn+2H2SO4(浓)
ZnSO4+SO2+2H2OZn+H2SO4=ZnSO4+H2
常考知识点及结论:
①1molZn与含2molH2SO4的浓硫酸共热,随反应进行浓硫酸转化为稀硫酸,稀硫
酸又与锌反应,产生气体为混合物,即二氧化硫和氢气。
② 当锌过量时,涉及的离子反应方程式有两个:
Zn+2H2SO4(浓)
Zn2++SO42-+SO2+2H2O Zn+2H+=Zn2++H2
③实验结论分析中,必须注意有两种气体,一种为无色无味可燃性气体;一种为无
色有刺激性气味,且能使品红褪色的气体。
(2)当活泼金属为可变价态铁时
反应特点:①常温下铁在浓硫酸中则会发生钝化。
②当加热条件下且铁过量时,则有如下三个反应:
2Fe+6H2SO4(浓)
Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4Fe+H2SO4=FeSO4+H2
常考知识点及结论有(即反应产物的判断及产物量值的计算):
①铁与浓硫酸共热且铁过量时,产生混合气体,其成分为二氧化硫与氢气论文开题报告范文。
②当≤时,铁粉少量浓盐酸,最终产生的盐为硫酸铁。
③当≥时,铁粉过量,最终产生的盐为硫酸亚铁。
④当<<时,铁粉部分过量,最终产生的盐为混合物即硫酸铁与硫酸亚铁。
其产物的计算可通过元素守恒及得失电子守恒来求解。
例4、向50ml18mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的硫酸的物质的量为()
(A) 小于0.45mol(B)等于0.45mol
(C) 在0.45mol 与0.90mol之间(D)大于0.90mol
解析:本题属于不活泼金属与浓硫酸的反应,由反应:Cu +H2SO4(浓)
CuSO4+SO2+2H2O,从理论上讲,被还原的硫酸应占参加反应硫酸的,即0.45mol ,但由于随反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,铜与稀硫酸不再反应,所以本题应选(A)。
三、关于浓硝酸随反应进行而变稀的情况
常见反应:Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
3Cu + 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 +2NO+ 4H2O
反应特点:随反应的进行浓硝酸逐渐变为稀硝酸,铜继续参于与稀硝酸的化学反应。
常考知识点及结论:
(1)浓硝酸与常见不活泼金属铜反应时,若铜过量,反应开始时浓硝酸的还原产物为
二氧化氮,但随反应的进行,硝酸则变稀,其还原产物为一氧化氮,最终便得混合气体,在计算中可利用氧化还原反应得失电子守恒规律求解有关铜、硝酸和混合气体之间的量值关系,硝酸与其它金属(过量)反应情况与此类似。
(2)当铜过量时。其离子反应方程式为:
Cu + 4H++2NO3-=Cu2++ 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8H++2NO3-=3Cu2++ 2NO+ 4H2O
(3)考查关 于向过量铜与硝酸反应后的混合液中继续加稀盐酸或稀硫酸后,铜会继续
溶解的问题的解释及有关计算。这类问题的解释及有关计算中始终依据离子反应方程式:3Cu + 8H++2NO3-=3Cu2++ 2NO+ 4H2O来进行,一般不用铜与稀硝酸反应的化学方程式,因为这样就会涉及到循环反应,特别复杂。
(4)考查关于离子共存:NO3-的水溶液无氧化性,当溶液中有大量H+时,则NO3-
表现氧化性,它与Fe2+、S2+、I-、SO32-等不能大量共存。
例5、在某100mL混合酸中c(HNO3)=0.4mol/L 、c(H2SO4)=0.2mol/L,向其中加入
2.56g铜粉,待充分反应后,溶液中c(Cu2+)为( )
(A)0.15mol/L (B)0.30mol/L(C)0.225mol/L (D)无法计算
解析:n(Cu)=0.04mol、n(NO3-)=0.04mol、n(H+)=0.08mol,由反应3Cu + 8H++2NO3-=3Cu2++ 2NO+ 4H2O可知:Cu2+、NO3-均过量,生成n(Cu2+)应以n(H+)为标准进行计算,则n(Cu2+)=0.03mol,所以本题答案应选(B)。
例6、向浓硝酸中加入铜片
(1)开始的反应方程式为
(2)若铜有剩余,则反应将要结束时的反应方程式为
(3)待反应停止后,再加入少量25%的稀硫酸浓盐酸,这时铜片又有气体产生,原因是
(4)若将12.8gCu跟一定量的浓硝酸反应,铜消耗完时共产生气体为5.6L(标准状
况下测得),则所消耗的硝酸的物质的量为 ,所得气体的平均相对分子质量为
解析:开始反应的化学方程式为:Cu+ 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O,加
入稀硫酸后,H+与溶液中的NO3-结合成HNO3,又与过量的铜反应,0.2molCu反应后,生成0.2molCu(NO3)2,5.6L混合气体其物质的量为0.25mol,依氮元素守恒知:所以消耗硝酸的总量为n(HNO3)=0.2mol×2 + 0.25 = 0.65mol,所得气体的平均相对分子质量M= ,设生成NO和NO2的物质的量分别为x、y, 则:x HN(+5)O3xN(+2)O得3x mol电子,yHN(+5)O3yN(+4)O2得y mol电子,所以有,便得,代入得M= =41.2。
例7、向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液中的颜色变化应该是( )
(A)颜色变浅 (B)变为红色 (C)没有变化(D)变为棕黄色
解析:Fe(NO3)2溶液逐渐滴加稀盐酸,则发生下列反应3Fe2++NO3-+ 4H+=3Fe3++NO+2H2O,溶液颜色则变为棕黄色(Fe3+的颜色),所以本题应选(D)