化学自习室移动版

当化学反应进行时，反应物不断被消耗，随反应的进行，反应物浓度不断改变，发生反应情况就会各不相同，现小结如下，并结合有关化学方程式以及相对应的试题解析理解不同反应情况的本质原因。

1．酸的浓度不同，产物可能不同。

如过量的金属与浓酸反应的情况。

①在一定量浓HNO₃中投入过量的铜，开始生成的气体是NO₂，随着反应不断进行，HNO₃浓度变稀，后来生成的气体是NO。

Cu+4HNO₃(浓)==Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O

3Cu+8HNO₃(稀)==3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O

体验：1.92g铜投入一定量浓HNO₃中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672mL气体(标准状况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的O₂，恰好使气体完全溶于水中，则通入O₂的体积为(  )

A．504mL   B．168mL   C．336mL    D．224mL

解析：生成气体颜色越来越浅，说明气体产物中既有NO₂，又有NO，通入O₂后恰好使气体完全溶于水中，说明NO₂、NO的混合气体完全反应后又生成硝酸。反应前后最终N元素的化合价没有发生改变，改变的是Cu和O₂中O元素的化合价，则铜失去的电子等于氧气得到的电子，即n(Cu)×2=n(O₂)×4，因n(Cu) =0.03mol，故n(O₂)=0.015mol，标准状况下O₂的体积为336mL。选C。

②在一定量热浓H₂SO₄中投入过量的锌，开始生成的气体是SO₂，随着反应不断进行，H₂SO₄浓度变稀，后来生成的气体是H₂。

Zn+2H₂SO₄(浓)ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O    Zn+H₂SO₄==ZnSO₄+H₂↑

体验：将一定量的锌与100mL18.5mol·L^-1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液中c(H⁺)=0.1mol·L^-1，则下列叙述中错误的是(  )

A．反应中消耗的Zn的质量为97.5 g

B．气体A中SO₂和H₂的体积比为1∶4

C．反应中被还原的元素只有一种

D．反应中共转移电子3mol

解析：生成的33.6L(即1.5mol)气体可能是SO₂和H₂的混合气体，反应中共转移电子3mol，由电子守恒知消耗的Zn为1.5mol(97.5g)；n(H₂SO₄)=1.85mol，反应后剩余H₂SO₄为0.05mol，生成的ZnSO₄为1.5mol，则生成的SO₂为0.3mol，生成的H₂为1.2mol，A中SO₂与H₂的体积比为1∶4；显然，被还原的元素有S、H两种。选C。

思考：过量的铁、铝分别遇冷浓硫酸或冷浓硝酸均发生钝化，常温下发生钝化的原因是什么？加热时分别会发生什么反应？符合什么共性规律？铁、铝过量时分别发生什么反应？会发生完全一样的反应吗？为什么？

常温下钝化原因：冷浓硫酸或冷浓硝酸具有强氧化性，遇铁、铝时发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜，阻碍了反应继续进行。加热后均发生氧化还原反应，符合浓硫酸或浓硝酸与金属反应生成相应的铁盐、气体及水的规律。Fe过量产生Fe²⁺盐，过量Fe、Al与浓H₂SO₄反应生成的气体先是SO₂后是H₂，过量Fe、Al与浓HNO₃反应生成的气体先是NO₂后是NO。

有关化学方程式如下：

2Fe+6H₂SO₄(浓)Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O

2Al+6H₂SO₄(浓)Al₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O

Fe过量：Fe+Fe₂(SO₄)₃==3FeSO₄    Fe+H₂SO₄(稀)== FeSO₄+H₂↑

Al过量：2Al+3H₂SO₄(稀)== Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

Fe+6HNO₃(浓)Fe(NO₃)₃+3NO₂↑+3H₂O

Al+6HNO₃(浓)Al(NO₃)₃+3NO₂↑+3H₂O

Fe过量：Fe+4HNO₃(稀)== Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

Fe+2Fe(NO₃)₃==3Fe(NO₃)₂

Al过量： Al+4HNO₃(稀)==Al(NO₃)₃+NO↑+2H₂O

2．酸的浓度不同，反应形式可能不同。

①过氧化钠和稀盐酸发生复分解反应：

2Na₂O₂+4HCl(稀)==4NaCl+O₂↑+2H₂O

过氧化钠和浓盐酸发生氧化还原反应：

Na₂O₂+4HCl(浓)==2NaCl+Cl₂↑+2H₂O

②次氯酸钠和稀盐酸发生复分解反应：NaClO+HCl(稀)==HClO+NaCl

次氯酸钠和浓盐酸发生氧化还原反应：

NaClO+2HCl(浓)== NaCl+Cl₂↑+H₂O

③硫化钠和稀硫酸发生复分解反应：Na₂S+H₂SO₄(稀)==Na₂SO₄+H₂S↑

硫化钠和浓硫酸发生氧化还原反应：

Na₂S+2H₂SO₄(浓)==Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+2H₂O

体验：实验室常用强氧化剂（如KMnO₄、KClO₃、MnO₂、NaClO等）氧化浓盐酸的方法来制备氯气。某研究性学习小组欲探究用Na₂O₂与浓盐酸制备并检验氯气。供选用的实验试剂及装置如下（部分导管、蒸馏水略）：

(1)写出用Na₂O₂与浓盐酸制备氯气的化学方程式_____________________。

(2)下列装置组合最合理的是__________ (填序号，需考虑实验结束撤除装置时残留有害气体的处理)。

(3)尾气经处理后仍有较多气体排出，其主要原因是(请用化学方程式表示之)                                          。

(4)某小组成员建议用双氧水代替过氧化钠进行实验更好，请你给出两条合适的理由：①             ；②               。

(5)你是否同意将Na₂O₂与浓盐酸的反应作为实验室制备氯气的方法之一？(填“是”或“否”)；理由是。

解析：这是利用Na₂O₂的强氧化性来氧化浓盐酸制取Cl₂，但由于Na₂O₂与水、稀盐酸均可反应生成O₂，所以Na₂O₂的利用率降低，且Cl₂中混有O₂难以分离。制备Cl₂时反应生成气体量多而快，烧瓶内气体的压强大，分液漏斗内的液体不易流入烧瓶内，最好能外加调压装置，所以选择④、⑥中带有恒压漏斗的装置作反应装置好，且该装置还可防止浓盐酸的挥发；净化装置可选用盛放水的洗气瓶⑤，该装置能观察导管是否发生堵塞现象；检验Cl₂可用盛放石蕊试液的⑧；Cl₂尾气处理可用盛放NaOH溶液的洗气瓶①。制备Cl₂，用H₂O₂代替Na₂O₂进行实验更好，一是原料的利用率提高，二是产生等量的Cl₂，H₂O₂消耗盐酸的量减少，并且H₂O₂价格便宜。

答案：(1)Na₂O₂+4HCl(浓)==2NaCl+Cl₂↑+2H₂O (2)D

(3)2Na₂O₂+2H₂O==4NaOH+O₂↑或4Na₂O₂+4HCl(稀)==4NaCl+2H₂O+O₂↑

(4)①Na₂O₂能与水反应，会使原料的利用率降低。②双氧水比Na₂O₂更经济。 ③产生等量的Cl₂，用双氧水消耗的盐酸的量少。④Na₂O₂能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应。⑤Na₂O₂能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl₂。(以上任两点即可) (5)否，产物不纯且难以分离。

3．酸的浓度不同，反应有可能不再发生。

①过量MnO₂投入一定量热浓盐酸中，随反应的进行，浓盐酸变稀，稀盐酸的还原性减弱，不再与MnO₂发生氧化还原反应。

MnO₂+4HCl(浓)MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，MnO₂与HCl(稀)不反应。

②过量铜投入一定量热浓硫酸中，随着反应不断进行，浓硫酸变稀，稀硫

酸不具有强氧化性，Cu与稀硫酸将不再发生反应。

Cu+2H₂SO₄(浓)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，Cu与H₂SO₄(稀)不反应。

体验：在化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的情况，下列反应中属于这种情况的是( )

①过量的锌与浓硫酸反应

②过量的氢气与少量的N₂在工业生产条件下反应

③过量的浓盐酸与碳酸钙反应

④过量的乙酸和少量乙醇在浓硫酸、加热条件下反应

⑤过量的二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应

⑥过量的铜与浓硫酸在加热条件下反应

A．②③④⑥　　　B．②④⑤⑥    C．①②④⑤　　　D．③④⑤⑥

解析：②④为可逆反应，不能完全反应；①先生成SO₂，再生成H₂，一定会将H₂SO₄消耗完；③CaCO₃会完全反应；⑤、⑥考虑酸的浓度降到一定程度便不再发生反应。选B。

4．酸的浓度不同，有些本来不能发生的反应有可能发生。

如：稀H₂SO₄溅在衣服上，水分蒸发后，变成浓H₂SO₄，也就能使布料脱水炭化。

又如：稀H₂SO₄与NaCl不反应，但与NaCl可发生复分解反应：

H₂SO₄(浓)+NaCl==NaHSO₄+HCl↑