由于HNO3中的+5价氮元素有很强的得电子能力,在硝酸参与的氧化还原反应中,几乎全部是+5价氮被还原,故硝酸具有强氧化性。硝酸的强氧化性规律:①温度越高,硝酸越浓,其氧化性越强。 ②与硝酸反应时,还原剂一般被氧化成最高价态。
(1)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色。
(2)与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应,非金属元素被氧化成酸性氧化物。如:
C+4HNO3 (浓)==CO2↑+4NO2↑+2H2O,
S+6HNO3 (浓) H2SO4+6NO2↑+2H2O。
(3)金属与HNO3反应一般不生成H2,浓HNO3一般被还原为NO2,稀HNO3一般被还原为NO,极稀HNO3可被还原成NH3,生成NH4NO3等。
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
要点诠释:
浓硝酸与Cu反应时,若Cu过量,反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2,但随着反应的进行,硝酸变稀,其还原产物将为NO,最终应得到NO2与NO的混合气体,可利用氧化还原反应过程中化合价升降总数相等的守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。
(4)钝化:常温时,冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜,阻止酸与金属的进一步反应,这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现,利用金属Al和Fe的这种性质,我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。
(5)硝酸与铁反应时,产物符合以下规律
(6)注意NO3-在离子共存问题的判断中的特殊性。在水溶液中,NO3-本无氧化性,但当水溶液中有大量H+存在时,NO3-就表现出强氧化性,如在有H+、NO3-存在的溶液中就不能存在Fe2+、S2-、I-、SO32-、Br-等还原性离子。
(三)氧化性酸和酸的氧化性的区别
所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸,如浓硫酸、硝酸等,由于其中、易获得电子,表现出很强的氧化性;而氢碘酸、氢硫酸、碳酸、磷酸等酸根部分不能或不易获得电子,所以它们是非氧化性酸,其中,氢碘酸、氢硫酸的酸根部分易失电子,在氧化还原反应中作为还原剂。故又可以叫做还原性酸。
在水溶液中任何酸都能不同程度地电离出H+,H+在一定条件下可获得电子形成H2,从这一点看,酸都具有氧化性,这是H+的氧化性,它和氧化性酸中心元素处于高价态易获得电子具有的氧化性是不同的。
类型一、硫酸的性质
例1、下列对浓H2SO4的叙述正确的是( )。
A.常温下,浓H2SO4与铁、铝不反应,所以铁制、铝制容器能盛装浓H2SO4
B.浓H2SO4具有吸水性,能使蔗糖炭化
C.浓H2SO4和铜片的反应中,H2SO4既表现强酸性又表现强氧化性
D.浓硫酸是一种干燥剂,能够干燥氨气、氢气等气体
【答案】C
【解析】常温下浓H2SO4与铁、铝接触,能使铁、铝表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续跟浓硫酸反应,这就是金属的钝化现象。浓H2SO4是从蔗糖的分子中夺取与水分子组成相当的氢和氧,使蔗糖炭化,表现为脱水性。铜与浓H2SO4在加热情况下发生反应:Cu+2H2SO4 (浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,可见,2 mol浓H2SO4中,1 mol是作为氧化剂,还有1 mol起酸的作用。由于NH3是一种碱性气体,H2SO4易与NH3反应:H2SO4+2NH3==(NH4)2SO4,所以浓硫酸不能用于干燥氨气。
【总结升华】在氧化还原反应中,若H2SO4全部被还原(生成SO2),则H2SO4只表现出强氧化性,如浓H2SO4与C单质反应;若H2SO4只有部分被还原,还有一部分转化为硫酸盐和水,则H2SO4体现强氧化性和酸性,