浓硫酸和金属反应却不放出氢气
同学们都知道把金属锌粒投入稀硫酸中,产生大量的气泡,这就是锌和稀硫酸作用放出来的氢气。如果把金属投入浓硫酸或硝酸中,是不是也放出氢气呢?实验证明,金属和浓硫酸或硝酸作用不会产生氢气。金属和浓硫酸在加热时发生反应,放出有刺激性气味的二氧化硫气体;金属和硝酸反应情况比较复杂,金属和浓硝酸反应一般放出棕色、有刺激性气味的二氧化氮气体。为什么浓硫酸或硝酸和金属反应没有氢气放出呢?要搞清楚这个问题,首先分析位于金属活动性顺序表氢以前的活动金属和稀硫酸、或盐酸反应的本质。以锌为例,锌和稀硫酸或盐酸之间的反应,实质上是锌原子与氢离子之间电子转移所引起的氧化—还原反应。
Zn+2H-─→Zn2++H2↑
在这个反应中:Zn-2e═══Zn2+
2H++2e═══2H 2H═══H2↑
由于活动金属容易失去电子,稀硫酸或盐酸电离产生的H+可以获得电子,变为氢原子,每2个氢原子结合成1个H2,所以活动金属和酸发生置换反应,放出氢气。而金属和浓硫酸或硝酸反应时,由于浓硫酸分子中的S6+和硝酸分子中的N5+,比H+的氧化能力强些,使H+不可能获得电子变为氢原子,结合成氢分子。反应时是S6+或N5+氧化金属原子,生成金属的硫酸盐或硝酸盐,同时生成S6+或N5+的还原产物和水。如:
这样的反应不属于置换反应,反应产物中没有H2。同学们在写金属和浓硫酸或硝酸反应的化学方程式的时候,记住不能在产物中写H2。另外,也要记得在实验室制氢气时,所用的酸只能用稀硫酸或稀盐酸,决不能用浓硫酸或硝酸。
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