硝酸的物理性质 和化学性质

一
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[沸点低→易挥发→酸雾]
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.
二
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.
氧化性：王水HNO3+HCI＞浓HNO3＞稀HNO3。
a)
与金属反应:
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
能氧化活泼金属，且无H2放出
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)
b)
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.
c)
与有机物反应:
生成硝基化合物和硝酸酯.
三
硝酸的制法:
1.
实验室制法:
微热
NaNO3(s)
+
H2SO4(浓)
==
NaHSO4
+
HNO3
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)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.
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