第五章化工生产中的重要非金属元素
第二节氮及其化合物
第4课时硝酸
运输硝酸的铝槽车发生泄露事故,造成大量红棕色烟雾,现场可闻到刺鼻的气味。消防人员运来纯碱进行处理,以便防止其扩散并污染黄河。思考:为什么可以用纯碱处理泄漏出来的硝酸?运输浓硝酸的铝槽车泄露情景导入
无色、易挥发、有刺激性气味的液体1.物理性质纯硝酸是色、易、有气味的液体,比水重(ρ=1.5027g/cm3),沸点是83℃,与水以任意比例互溶。常用浓硝酸的质量分数约为69%,98%以上的硝酸叫。无挥发刺激性发烟硝酸一、硝酸浓硝酸与水混溶时与硫酸相似会释放出大量的热,所以需要不断搅拌,并且只能是把浓硝酸加入水中。
①浓硝酸见光或受热时发生反应4HNO3(浓)====4NO2↑+O2↑+2H2O△或光照②贮存(1)HNO3的不稳定性一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中,并避光放置于阴凉处2.化学性质?久置的浓硝酸由于溶了NO2而呈黄色。
(3)HNO3的强氧化性【实验5-8】如图5-14所示,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。①与Cu反应
稀硝酸浓硝酸实验现象反应缓慢,有少量气泡产生,__________,试管口有红棕色气体产生反应剧烈,有__________产生,__________,液面上有________气体产生实验结论铜与稀硝酸常温下缓慢反应生成_____气体铜与浓硝酸常温下剧烈反应生成_____气体溶液变蓝大量气泡溶液变绿红棕色NONO2①与Cu反应Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O浓硝酸的还原产物为NO2,稀硝酸的还原产物为NO。硝酸的浓度不同,浓度越大,氧化性越强,与金属反应的产物也不同。
②常温下浓硝酸能使Fe、Al发生钝化加热时:Al+6HNO3(浓)===Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O△Fe+6HNO3(浓)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O△(3)HNO3的强氧化性C+4HNO3(浓)===2H2O+4NO2↑+CO2↑△③与非金属反应S+6HNO3(浓)===H2SO4+6NO2↑+2H2O△?
常温时,冷的浓硝酸、浓硫酸可使铝、铁表面生成致密的氧化膜,阻止酸与金属的进一步反应,这种现象叫钝化。钝化其实也是硝酸强氧化性的表现,利用金属Al和Fe的这种性质,我们可以用Al或Fe制的容器来盛装浓硫酸或浓硝酸。钝化
【小结】浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸都是强氧化剂,这种氧化性都不是由H+表现出来的,所以不会产生H2,浓硫酸一般生成,浓硝酸一般生成,稀硝酸生成,像这样的酸称为氧化性酸。SO2NO2NO③稀硫酸在反应中体现了酸的氧化性,即H+的氧化性,但是稀硫酸不为氧化性酸。①浓硝酸会缓慢地使石蕊试纸褪色。②浓、稀硝酸都有强的氧化性,浓度越大,氧化性越强。
3体积浓盐酸与1体积浓硝酸的混合物叫做王水,它的氧化能力更强,可以把不溶于硝酸的金(Au)和铂(Pt)溶解。帮你记忆V(浓HCl):V(浓HNO3)=3:1王水
劳厄和弗兰克,曾获得1914年和1925年的物理学奖,德国纳粹政府要没收他们的诺贝尔奖牌,他们辗转来到丹麦,请求丹麦同行、1922年物理学奖得主玻尔帮忙保存。1940年,纳粹德国占领丹麦,受人之托的玻尔急得团团转。同在实验室工作的一位匈牙利化学家赫维西(1943年化学奖得主)帮他想了个好主意:将奖牌放入“王水”中,纯金奖牌便溶解了。玻尔于是将溶液瓶放在实验室架子上,来搜查的纳粹士兵果然没有发现这一秘密。战争结束后,溶液瓶里的黄金被还原后送到斯德哥尔摩,按当年的模子重新铸造,于1949年完璧归赵。科学史话
硝酸是重要的化工原料,用于制化肥、农药、炸药、染料等。工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,如下图所示:N2H2O2O2H2ONH3NONO2HNO3(1)写出每一步反应的化学方程式。(2)请分析上述反应中的物质类别和氮元素化合价的变化情况,以及每一步反应中含氮物质发生的是氧化反应还是还原反应。
写出有关化学方程式:N2→NH3:________________________________。NH3→NO:_______________