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高中化学-高一化学教案硝酸

时间:2023-01-10 11:08:15 作者:优美文章达人 字数:12288字

硝酸

物理性质 : <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

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

4HNO 3 ===== 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

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 .

  1. 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 + 4HNO 3 ( ) == Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

3Cu + 8HNO 3 ( ) == 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O

Ag + 2HNO 3 ( ) == AgNO 3 + NO 2 +H 2 O

3Ag + 4HNO 3 ( ) == 3AgNO 3 + NO + 2H 2 O

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 NO 2 , 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 + 4HNO 3 ( ) == Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O

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 + HNO 3 + 4HCl == HauCl 4 + NO + 2H 2 O

M + HNO 3 (12 14mol/L) NO 2 为主 .

M + HNO 3 (6 8mol/L) NO 为主

M + HNO 3 ( 2mol/L) N 2 O 为主 , M 较活泼 .

M + HNO 3 (<2mol/L) NH 4 + 为主 (M 活泼 )

M + HNO 3 还可能有 H 2 产生 (M 活泼 )

  1. 与非金属反应 : 浓硝酸 ; 需要加热 .

C + 4HNO 3 ( ) == CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O ( 实验演示 )

H 2 S + 8HNO 3 ( ) == H 2 SO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O

3H 2 S + 2HNO 3 ( ) == 3S + 2NO + 4H 2 O ( )

SO 2 + 2HNO 3 ( ) == H 2 SO 4 + 2NO 2

3SO 2 + 2HNO 3 ( ) + 2H 2 O == 3H 2 SO 4 + 2NO

H 2 S SO 2 以及 S 2- SO 3 2- 都不能与硝酸共存 .

  1. 与有机物反应 : 生成硝基化合物和硝酸酯 .

1. 硝酸的制法 :

[ 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

NaNO 3 (s) + H 2 SO 4 ( ) == NaHSO 4 + HNO 3

[ 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 :

4NH 3 + 5O 2 ==== 4NO + 6H 2 O ( 氧化炉中 )

2NO + O 2 == 2NO 2 ( 冷却器中 )

3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO ( 吸收塔 )

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O == 4HNO 3 ( 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 , 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 O 2 反应生成 NO 2 .

(3) 再将 NO 2 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 NO 2 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 .

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 + NO 2 + 2NaOH == 2NaNO 2 + H 2 O

1. 硝酸盐 :

特点 : 外观美丽 ( 由金属离子决定 ); KNO 3 无色、 Cu(NO 3 ) 2 . 6H 2 O 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. KNO 3 的热分解 :

2. 硝酸铜的热分解并检验气体 .

2KNO 3 == 2KNO 2 + O 2

2Cu(NO 3 ) 2 == 2CuO + 4NO 2 + O 2

2AgNO 3 == 2Ag + 2NO 2 + O 2

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 .