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浓酸不足时几个反应的特点
学习生活网  http://www.lnzhx.com/  李乃柱 张文

        盐酸、硫酸和硝酸是中学化学中常见的三种酸,它们的性质有共性,又存在许多差异,且各自在浓、稀时性质也不同,反应中还存在着量的关系。下面着重分析当它们作为浓酸反应且量不足时的反应特点。


一、浓盐酸

1. 浓盐酸与金属的反应

盐酸是一种非氧化性酸,无论浓、稀与金属活动性顺序表中氢前的金属反应时都是置换出氢气。

例1.  写出Fe、Na分别与少量浓盐酸反应的化学方程式。

解析: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑;

      2 Na +2HCl = 2NaCl +H2    HCl反应完后, 2 Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑。

特别注意: (1) 无论浓、稀盐酸与铁反应,均只生成Fe2+,不会生成Fe3+

(2)钠与盐酸反应,不能认为钠先与水反应,后再与HCl反应。这是不少学生易犯的错误。

2. 浓盐酸与强氧化性物质的反应

 浓盐酸与KMnO4、K2Cr2O7、MnO2、PbO2等强氧化性物质反应时,浓盐酸表现出还原性,Clˉ被氧化成Cl2

例2.  将0.1mol的MnO2与过量的10 mol/L 的浓盐酸反应,与将40 mL 10 mol/L 的浓盐酸与过量的MnO2反应,在其他条件相同的情况下,两者产生的Cl2相比

A. 一样多     B. 前者较后者多        C. 后者较前者多        D. 无法比较

解析:由反应MnO2 + 4HCl(浓)            MnCl2 + Cl2↑+2H2O ,0.1mol MnO2 与足量浓盐酸反应,放出Cl2 0.1mol,而40 mL 10 mol/L(即0.4mol)浓盐酸若全反应                                                                                                                                                                    生成Cl2 才是 0.1mol,而实际上浓盐酸随反应进行而不断变稀,稀盐酸与MnO2不能反应,所以产生的Cl2 要小于 0.1mol。故应选B。

特别注意:当浓盐酸不足时,浓盐酸随反应进行而不断变稀,稀盐酸与MnO2不能反应。            

二、浓硫酸

浓硫酸与稀硫酸性质有很大差别,稀硫酸是非氧化性酸,而浓硫酸是氧化性酸。与金属反应时,稀硫酸反应后放出 H2 ,而浓硫酸反应后放出SO2气体。

1. 浓硫酸与Cu等不活泼金属的反应

Cu、Ag等不活泼金属与稀硫酸不反应,而与浓硫酸能反应。

例3. 向50 mL 18 mol/LH2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量是

A. 小于0.45mol   B. 等于0.45mol   C. 在0.45mol 和0.90mol之间 D. 大于0.90mol

解析:由Cu + 2H2SO4(浓)         CuSO4 +SO2↑+ 2H2O可知,如果H2SO4完全反应,被还原的硫酸为硫酸总量的一半,为0.45mol。但 Cu与H2SO4反应的前提条件是浓H2SO4 ,稀H2SO4不与Cu反应。反应开始时H2SO4是浓的,但随着反应的进行,H2SO4被消耗变稀,反应不再进行。所以被还原的H2SO4应小于0.45mol。选A。

特别注意:在浓硫酸不足时,随反应进行,浓硫酸变成稀硫酸,而Cu与稀硫酸不反应。

2. 浓硫酸与Zn等较活泼金属的反应

金属活动性顺序表中排在氢前的金属,与稀硫酸反应可以置换出H2 。而与浓硫酸反应不产生H2 ,而是产生SO2气体。

例4. 在含2 mol H2SO4 的浓硫酸中加入足量的Zn粉,使其充分反应,则下列推断中正确的是

A. 放出的气体是H2 ,其物质的量为2mol

B. 放出的气体是SO2 ,其物质的量为1mol

C. 放出的气体中除SO2外还有H2

D. 反应结束时转移电子的物质的量为4 mol

解析:反应开始时是浓H2SO4 ,与Zn反应放出 SO2 气体: Zn + 2 H2SO4(浓)= ZnSO4 +  SO2 ↑+ 2 H2O,随反应进行,硫酸变稀,稀硫酸与Zn反应放出H2:Zn + H2SO4 = ZnSO4+ H2↑。用极值法可求得转移的电子数:当只发生第一个反应时,转移电子为2mol;当只发生第二个反应时,转移电子为4 mol。故转移的电子数应在2 mol ~ 4 mol之间。答案选C。

特别注意:当浓硫酸不足时,与Zn反应先放出SO2气体,后硫酸变稀,反应放出H2

三、浓硝酸

硝酸是一种氧化性酸,无论浓、稀都有强氧化性,与金属反应均不放H2

1. 浓硝酸与Cu等不活泼金属的反应

浓稀硝酸都能与Cu等不活泼金属反应,但硝酸的还原产物不同。

例5. 将12. 8 g 铜跟一定量的浓硝酸反应,铜刚好耗完,共产生气体5.6L (标准状况)。则所得气体的平均相对分子质量为__________。(不考虑NO2向N2O4的转化)

解析:从题意看Cu先与浓硝酸反应放出NO2气体,随反应进行,浓硝酸变成稀硝酸,Cu与稀硝酸反应放出NO。NO2和NO共5.6L ,即0.25mol。设产生NO2的物质的量为x ,则NO的物质的量为(0.25mol-x)。根据电子守恒得: x×1 + (0.25mol-x)×3 = 12. 8 g / 64 g﹒mol-1×2 , 解得:x =0.175mol 。        = ( 0.175mol× 46 g﹒mol-1 + 0.075mol × 30 g﹒mol-1) / 0.25mol = 41.2 g﹒mol-1。所以所得气体的平均相对分子质量为41.2 。

特别注意:浓硝酸不足时,Cu先与浓硝酸反应放出NO2气体,随反应进行,浓硝酸变成稀硝酸,而Cu与稀硝酸反应放出NO。

2. 浓硝酸与变价金属Fe等的反应


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