純硝酸化學教案
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物理性質:
1.純硝酸是無色油狀液體,開蓋時有煙霧,揮發性酸.
2.M.p.-42℃,b.p.83℃.密度:1.5g/cm3,與水任意比互溶.
3.常見硝酸a%=63%-69.2%c=14-16mol/L.呈棕色(分析原因)發煙硝酸.
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硝酸.
2.不穩定性:光或熱
4HNO3=====4NO2+O2+2H2O
所以,硝酸要避光保存.
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硝酸和稀硝酸.
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
硝酸能與除金、鉑、鈦等外的大多數金屬反應.
通常濃硝酸與金屬反應時生成NO2,稀硝酸(<6mol/L)則生成NO.
鈍化反應:常溫下濃硝酸可使鐵、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.而稀硝酸則與它們反應.
Fe+4HNO3(稀)==Fe(NO3)3+NO+2H2O
王水:1體積濃硝酸與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:濃硝酸;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-都不能與硝酸共存.
與有機物反應:生成硝基化合物和硝酸酯.
1.硝酸的制法:
[設問]生成硝酸的措施有哪些?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.氨氧化法制硝酸:
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.
從塔底流出的硝酸含量僅達50%,不能直接用于軍工、染料等工業,必須將其制成98%以上的濃硝酸.濃縮的方法主要是將稀硝酸與濃硫酸或硝酸鎂混合后,在較低溫度下蒸餾而得到濃硝酸,濃硫酸或硝酸鎂在處理后再用.
尾氣處理:燒堿吸收氮的氧化物,使其轉化為有用的亞硝酸鹽(有毒)即”工業鹽”.
NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O
1.硝酸鹽:
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.硝酸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:硝酸鹽溶液經濃縮后,加入濃硫酸和銅屑并加熱,可逸出紅棕色氣體.
