分析反应化合价的变化,硫酸中 6价S被还原成 4,表现出强氧化性,浓硫酸作氧化剂,Cu由0价升高为 2,作还原剂。同时,硫酸还与铜离子生成硫酸铜,作酸表现出酸性。
思考:(1)铜丝表面出现的黑色固体可能是什么物质。
浓硫酸有强氧化性,结合物质的组成看,可能是氧化铜、硫化铜、硫化亚铜等,可用实验进一步证明。
(2)如果将足量的铜与含有2mol H2SO4的浓硫酸在加热条件下反应能否得到1 mol二氧化硫。
随着反应进行,硫酸浓度会降低,变成稀硫酸后,与铜不反应,反应停止。所以硫酸不会完全反应,得不到1mol二氧化硫。(在学习中,要学会动态的思考问题)
(3)将上面的金属Cu换成Zn、Fe、Al等金属,反应的情况会怎样。
如果把铜片换为锌片,常温下就可反应,会得到SO2和H2的混合气体。因为浓硫酸和锌反应生成SO2,随反应进行浓硫酸变成稀,锌和稀硫酸反应生成H2。
从上面的分析还可看出,浓硫酸的氧化性是 6价S表现出来的,所以有强氧化性,稀硫酸的氧化性是 1价H表现出来的,所以氧化性弱,生成的产物也不一样。
Fe、Al在常温下与浓硫酸也能发生氧化还原反应,但它会将表面的金属氧化成致密的氧化膜,隔离了金属与酸,反应会停止。所以将Fe、Al在常温下与浓硫酸反应无明显现象。把金属表面被氧化成致密氧化膜的过程叫钝化,工业上可用铁或铝制容器盛装浓硫酸。
但如果加热或稀释,则钝化作用会消失,金属可以完全反应,以Fe为例。
常见的硫酸盐(1)硫酸钙:自然界中的硫酸钙常含结晶水,俗名石膏,加热可失去大部分结晶水,得到熟石膏。
熟石膏再与水混合成糊状物,又会凝固成为石膏,这种性质用于制作模型和医用石膏绷带。工业上还可调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸铜:白色粉末,结合水变成蓝色晶体,俗名胆矾、蓝矾。