硝酸
物理性质:
1. 纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾, 挥发性酸.
2. m.p. -42℃, b.p. 83℃. 密度: 1.5 g/cm3, 与水任意比互溶.
3. 常见硝酸a%=63%-69.2% c=14-16mol/l. 呈棕色(分析原因) 发烟硝酸.
化学性质:
1. 强腐蚀性: 能严重损伤金属、橡胶和肌肤, 因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸.
2. 不稳定性: 光或热
4hno3 =====4no2 + o2 + 2h2o
所以, 硝酸要避光保存.
3. 强酸性: 在水溶液里完全电离, 具有酸的通性.
4. 强氧化性: 浓度越大, 氧化性越强.
与金属反应:
[实验] 在两支试管里分别盛有铜片, 向两支试管理再分别加入浓硝酸和稀硝酸.
cu + 4hno3(浓) ==cu(no3)2 + 2no2 ↑+ 2h2o
3cu + 8hno3(稀) ==3cu(no3)2 + 2no↑ + 4h2o
ag + 2hno3(浓) ==agno3 + no2 ↑+h2o
3ag + 4hno3(稀) ==3agno3 + no ↑+ 2h2o
硝酸能与除金、铂、钛等外的大多数金属反应.
通常浓硝酸与金属反应时生成no2, 稀硝酸(<6mol/l)则生成no.
钝化反应: 常温下浓硝酸可使铁、铝、铬(都可呈+3价金属化合物)表面形成具有保护性的氧化膜而钝化. 而稀硝酸则与它们反应.
fe + 4hno3(稀) ==fe(no3)3 + no + 2h2o
王水: 1体积浓硝酸与3体积浓盐酸的混合溶液.可溶解金、铂.
au + hno3 + 4hcl ==haucl4 + no + 2h2o
m + hno3(12∽14mol/l) ↗no2为主.
m + hno3(6∽8mol/l) ↗no为主
m + hno3(约2mol/l)↗n2o为主, m较活泼.
m + hno3(<2mol/l) ↗nh4+为主(m活泼)
m + hno3还可能有h2产生(m活泼)
与非金属反应: 浓硝酸; 需要加热.
c + 4hno3(浓) ==co2 ↑+ 4no2↑ + 2h2o (实验演示)
h2s + 8hno3(浓) ==h2so4 + 8no2↑ + 4h2o
3h2s + 2hno3(稀) ==3s + 2no + 4h2o (冷)
so2 + 2hno3(浓) ==h2so4 + 2no2
3so2 + 2hno3(稀) + 2h2o ==3h2so4 + 2no
h2s、so2以及s2-、so32-都不能与硝酸共存.
与有机物反应: 生成硝基化合物和硝酸酯.
1. 硝酸的制法: space prefix =o />
[设问] 生成硝酸的措施有哪些? 对比优缺点.(三种)
1. 实验室制法: 微热
nano3(s) + h2so4(浓) ==nahso4 + hno3
[讨论] 1. 反应温度
2. 反应装置:
3. 收集装置:
2. 氨氧化法制硝酸:
4nh3 + 5o2 ====4no + 6h2o (氧化炉中)
2no + o2 ==2no2 (冷却器中)
3no2 + h2o =2hno3 + no (吸收塔)
4no2 + o2 + 2h2o ==4hno3 (吸收塔)
过程: (1)先将液氨蒸发, 再将氨气与过量空气混合后通入装有铂、铑合金网的氧化炉中, 在800℃左右氨很快被氧化为no. 该反应放热可使铂铑合金网(催化剂)保持赤热状态.
2. (2)由氧化炉里导出的no和空气混合气在冷凝器中冷却, no与o2反应生成no2.
(3) 再将no2与空气的混合气通入吸收塔. 由塔顶喷淋水, 水流在塔内填充物迂回流下. 塔底导入 的no2和空气的混合气, 它们在填充物上迂回向上. 这样气流与液流相逆而行使接触面增大, 便于气体吸收.
从塔底流出的硝酸含量仅达50%, 不能直接用于军工、染料等工业, 必须将其制成98%以上的浓硝酸. 浓缩的方法主要是将稀硝酸与浓硫酸或硝酸镁混合后, 在较低温度下蒸馏而得到浓硝酸, 浓硫酸或硝酸镁在处理后再用.
硝酸
尾气处理: 烧碱吸收氮的氧化物, 使其转化为有用的亚硝酸盐(有毒)即”工业盐”.
no + no2 + 2naoh ==2nano2 + h2o
1. 硝酸盐:
特点: 外观美丽(由金属离子); kno3无色、cu(no3)2.6h2o宝石蓝色.
水溶性好
有明显的氧化性, 稳定性不好.分解有氧气.
[实验] 1. kno3的热分解:
2. 硝酸铜的热分解并检验气体.
2kno3 ==2kno2 + o2
2cu(no3)2 ==2cuo + 4no2 + o2
2agno3 ==2ag + 2no2 + o2
检验方法: 硝酸盐溶液经浓缩后, 加入浓硫酸和铜屑并加热, 可逸出红棕色气体.