内容正文:
第五章 化工生产中的重要非金属材料
第二节 氮及其化合物
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1、物理性质:
无色、易挥发、有刺激性气味的液体,能与水以任意比互溶。
温馨提示:
(1)常用浓硝酸的质量分数约为69%(约15mol/L)
(2)质量分数为98%以上的浓硝酸在空气里由于挥发出来的硝酸遇到空气里的水蒸气生成了极微小的硝酸液滴而产生“发烟”现象,通常叫做发烟硝酸。
四、硝酸
2、硝酸的化学性质
(1)酸的通性
①与指示剂反应:
稀HNO3使紫色石蕊试液由紫色变成红色;
浓HNO3使紫色石蕊试液先变红(H+)后褪色(强氧化性)
②与碱反应:
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
③与碱性氧化物反应:
2HNO3+CaO=Ca(NO3)2+H2O
④与弱酸盐反应:
2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2↑
四、硝酸
2、硝酸的化学性质
(2)不稳定性
贮存:一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并避光放置于阴凉处
4HNO3 ==== 4NO2↑+O2↑+2H2O
受热
或光照
原因分析:
硝酸分解产生的NO2溶于在其中
工业盐酸中因含有Fe3+而呈黄色
四、硝酸
2、硝酸的化学性质
(3)强氧化性
①与金属反应
实验5−8:在橡胶塞侧面挖一个凹槽,并嵌入下端卷成螺旋状的铜丝。向两支具支试管中分别加入2mL浓硝酸和稀硝酸,用橡胶塞塞住试管口,使铜丝与硝酸接触,观察并比较实验现象。向上拉铜丝,终止反应。
四、硝酸
浓硝酸 稀硝酸
实验
现象
结论
反应剧烈,有红棕色气体生成,溶液呈绿色
反应缓慢,有气泡产生,在接近试管口处观察到浅红棕色气体,试管中溶液呈蓝色
反应生成NO2
反应生成NO
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
四、硝酸
①与金属反应——与Cu的反应
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
离子方程式:
Cu+4H++2NO3−=Cu2++2NO2↑+2H2O
3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O
四、硝酸
Fe+6HNO3(浓)==2Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
∆
常温下,Fe、Al的表面会被浓硝酸氧化,生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应(浓硝酸可用铝槽车运输)。加热时,浓硝酸会破坏氧化层继续发生反应。
①与金属反应——与Fe的反应
思考:随着反应的进行浓硝酸变稀,又会发生怎样的反应呢?
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
四、硝酸
①与金属反应——与Fe的反应
Fe+6HNO3(浓)==2Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
∆
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
思考:与稀硝酸反应当Fe过量时,又有何反应发生?
Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
两式加
得总式
3Fe(过)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
四、硝酸
①与金属反应——与Fe的反应
Fe+6HNO3(浓)==2Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
∆
Fe(少量)+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe+HNO3(浓)→钝化(常温下)
四、硝酸
浓硝酸与浓盐酸以1:3的体积比混合,所得混合物称为王水,它能溶解一些不溶于硝酸的金属,如金、铂等
Au+HNO3+4HCl=NO↑+2H2O+HAuCl4
四氯合金酸
3Pt+4HNO3+18HCl=4NO↑+8H2O+3H2PtCl6
六氯合铂酸
①与金属反应——与Pt、Au的反应
四、硝酸
小结:硝酸与金属反应的规律
(1)可与绝大多数金属反应 (除Pt、Au外);
(2)金属与HNO3反应时,金属被氧化成高价硝酸盐,一般情况下:浓HNO3 → NO2 ,稀HNO3 → NO;
(4)常温下浓硝酸使铁、铝等金属钝化,加热可反应
(3)硝酸浓度越高,氧化性越强 (浓>稀);
(5)铁与稀硝酸反应,产物与两者的量有关:
若Fe少量 → Fe(NO3)3;若Fe过量 → Fe(NO3)2
四、硝酸
(3)强氧化性
②与非金属反应: