硝酸
物理性質:
1. 純是無色油狀液體, 開蓋時有煙霧, 揮發性酸.
2. M.p. -42℃, b.p. 83℃. 密度: 1.5 g/cm3, 與水任意比互溶.
3. 常見a%=63%-69.2% c=14-16mol/L. 呈棕色(分析原因) 發煙.
化學性質:
1. 強腐蝕性: 能嚴重損傷金屬、橡膠和肌膚, 因此不得用膠塞試劑瓶盛放.
2. 不穩定性: 光或熱
4HNO3 =====4NO2 + O2 + 2H2O
所以, 要避光保存.
3. 強酸性: 在水溶液里完全電離, 具有酸的通性.
4. 強氧化性: 濃度越大, 氧化性越強.
- 與金屬反應:
[實驗] 在兩支試管里分別盛有銅片, 向兩支試管理再分別加入濃和稀.
Cu + 4HNO3(濃) ==Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Ag + 2HNO3(濃) ==AgNO3 + NO2 ↑+H2O
3Ag + 4HNO3(稀) ==3AgNO3 + NO ↑+ 2H2O
能與除金、鉑、鈦等外的大多數金屬反應.
通常濃與金屬反應時生成NO2, 稀(<6mol/L)則生成NO.
鈍化反應: 常溫下濃可使鐵、鋁、鉻(都可呈+3價金屬化合物)表面形成具有保護性的氧化膜而鈍化. 而稀則與它們反應.
Fe + 4HNO3(稀) ==Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
王水: 1體積濃與3體積濃鹽酸的混合溶液.可溶解金、鉑.
Au + HNO3 + 4HCl ==HauCl4 + NO + 2H2O
M + HNO3(12∽14mol/L) ↗NO2為主.
M + HNO3(6∽8mol/L) ↗NO為主
M + HNO3(約2mol/L)↗N2O為主, M較活潑.
M + HNO3(<2mol/L) ↗NH4+為主(M活潑)
M + HNO3還可能有H2產生(M活潑)
- 與非金屬反應: 濃; 需要加熱.
C + 4HNO3(濃) ==CO2 ↑+ 4NO2↑ + 2H2O (實驗演示)
H2S + 8HNO3(濃) ==H2SO4 + 8NO2↑ + 4H2O
3H2S + 2HNO3(稀) ==3S + 2NO + 4H2O (冷)
SO2 + 2HNO3(濃) ==H2SO4 + 2NO2
3SO2 + 2HNO3(稀) + 2H2O ==3H2SO4 + 2NO
H2S、SO2以及S2-、SO32-都不能與共存.
- 與有機物反應: 生成硝基化合物和酯.
1. 的制法:
[設問] 生成的措施有哪些? 對比優缺點.(三種)
1. 實驗室制法: 微熱
NaNO3(s) + H2SO4(濃) ==NaHSO4 + HNO3
[討論] 1. 反應溫度
2. 反應裝置:
3. 收集裝置:
2. 氨氧化法制:
4NH3 + 5O2 ====4NO + 6H2O (氧化爐中)
2NO + O2 ==2NO2 (冷卻器中)
3NO2 + H2O =2HNO3 + NO (吸收塔)
4NO2 + O2 + 2H2O ==4HNO3 (吸收塔)
過程: (1)先將液氨蒸發, 再將氨氣與過量空氣混合后通入裝有鉑、銠合金網的氧化爐中, 在800℃左右氨很快被氧化為NO. 該反應放熱可使鉑銠合金網(催化劑)保持赤熱狀態.
2. (2)由氧化爐里導出的NO和空氣混合氣在冷凝器中冷卻, NO與O2反應生成NO2.
(3) 再將NO2與空氣的混合氣通入吸收塔. 由塔頂噴淋水, 水流在塔內填充物迂回流下. 塔底導入 的NO2和空氣的混合氣, 它們在填充物上迂回向上. 這樣氣流與液流相逆而行使接觸面增大, 便于氣體吸收.
從塔底流出的含量僅達50%, 不能直接用于軍工、染料等工業, 必須將其制成98%以上的濃. 濃縮的方法主要是將稀與濃硫酸或鎂混合后, 在較低溫度下蒸餾而得到濃, 濃硫酸或鎂在處理后再用.
尾氣處理: 燒堿吸收氮的氧化物, 使其轉化為有用的亞鹽(有毒)即”工業鹽”.
NO + NO2 + 2NaOH ==2NaNO2 + H2O
1. 鹽:
特點: 外觀美麗(由金屬離子決定); KNO3無色、Cu(NO3)2.6H2O寶石藍色.
水溶性好
有明顯的氧化性, 穩定性不好.分解有氧氣.
[實驗] 1. KNO3的熱分解:
2. 銅的熱分解并檢驗氣體.
2KNO3 ==2KNO2 + O2
2Cu(NO3)2 ==2CuO + 4NO2 + O2
2AgNO3 ==2Ag + 2NO2 + O2
檢驗方法: 鹽溶液經濃縮后, 加入濃硫酸和銅屑并加熱, 可逸出紅棕色氣體.