第六章 常見的酸類和堿類(1 / 3)

硝酸鹽大多易熱分解,生成氨氣、氮氧化物、金屬氧化物(也能生成硝酸鹽或金屬單質,視金屬的穩定性而定)。硝酸銨(NH4NO3)加熱或撞擊分解生成一氧化二氮和水,因此被用於國防工業及工程上(硝酸鉀就是黑火藥的成分之一)。

硝酸具有強氧化性,在常溫下能與除金、鉑、鈦、釕、銠、鋨、銥、铌、鉭以外的所有金屬反應,生成相應的硝酸鹽,無論是濃硝酸還是稀硝酸在常溫下都能與銅發生反應,這是鹽酸與硫酸無法達到的。但濃硝酸在常溫下會與鐵、鋁發生鈍化反應,使金屬表麵生成一層致密的氧化物薄膜,阻止硝酸繼續氧化金屬。濃硝酸與金屬反應,一部分硝酸分子被還原為二氧化氮;稀硝酸與金屬反應,一部分硝酸分子會被還原為一氧化氮。同時生成的還原氫再次被氮元素氧化成水。而另一部分硝酸分子將被氧化的金屬酸化生成硝酸鹽和水。注意,當被氧化物的電位勢與硝酸還原成二氧化氮的電位勢相近或高於時硝酸無論濃稀一律生成一氧化氮(如果能反應的話)。

硝酸與金屬反應的特點:

(1)硝酸與金屬反應時,一般沒有H2產生;因為它氧化能力極強,會先將金屬氧化,自身還原為NO、NO2,再與金屬氧化物反應成鹽。

(2)與Cu、Ag等不活潑金屬反應時,濃硝酸的還原產物為NO2,稀硝酸的還原產物為NO;

(3)活潑金屬與稀硝酸反應時可將稀硝酸還原為N2ON2NH3等;

(4)常溫下,Fe、Al、Be在濃硝酸中鈍化。濃硝酸與濃鹽酸以物質的量之比為1∶3的比例混合可產生能溶解鉑和金的強酸——王水,65%以上濃硝酸和非金屬反應會生成相應的酸和二氧化氮,如:

所生成酸的濃度可由摩爾體積查得:65%硝酸為14.57摩爾br升對應生成硫酸濃度約為81.63%。硝酸與氨作用生成硝酸銨,它也是一種化肥,含氮量比硫酸銨高,對於各種土壤都有較高的肥效,硝酸銨在氣候比較潮濕時容易結塊,使用時不太方便,有些人看到硝酸銨結塊後,就用鐵錘來砸碎,這是萬萬做不得的事情,因為硝酸銨受到衝擊就可能發生爆炸。

硝酸濺於皮膚能引起燒傷,並染成黃色斑點。發煙硝酸是紅褐色液體,在空氣中猛烈發煙並吸收水分,不穩定,遇光或熱分解放出二氧化氮,其水溶液具有導電性。濃硝酸是強氧化劑,能使鋁鈍化,與許多金屬能劇烈反應。濃硝酸和有機物、木屑等相混能引起燃燒,腐蝕性很強,能灼傷皮膚,也能損害粘膜和呼吸道,與蛋白質接觸,即生成一種鮮明的黃蛋白酸黃色物質。

炸藥和硝酸有密切的關係。最早出現的炸藥是黑火藥,它的成分中含有硝酸鈉(或硝酸鉀)。後來,由棉花與濃硝酸和濃硫酸發生反應,生成的硝酸纖維素是比黑火藥強得多的炸藥。

硝酸鹽大多易熱分解,生成氨氣、氮氧化物、金屬氧化物(也能生成硝酸鹽或金屬單質,視金屬的穩定性而定)。硝酸銨(NH4NO3)加熱或撞擊分解生成一氧化二氮和水,因此被用於國防工業及工程上(硝酸鉀就是黑火藥的成分之一)。

硝酸具有強氧化性,在常溫下能與除金、鉑、鈦、釕、銠、鋨、銥、铌、鉭以外的所有金屬反應,生成相應的硝酸鹽,無論是濃硝酸還是稀硝酸在常溫下都能與銅發生反應,這是鹽酸與硫酸無法達到的。但濃硝酸在常溫下會與鐵、鋁發生鈍化反應,使金屬表麵生成一層致密的氧化物薄膜,阻止硝酸繼續氧化金屬。濃硝酸與金屬反應,一部分硝酸分子被還原為二氧化氮;稀硝酸與金屬反應,一部分硝酸分子會被還原為一氧化氮。同時生成的還原氫再次被氮元素氧化成水。而另一部分硝酸分子將被氧化的金屬酸化生成硝酸鹽和水。注意,當被氧化物的電位勢與硝酸還原成二氧化氮的電位勢相近或高於時硝酸無論濃稀一律生成一氧化氮(如果能反應的話)。

硝酸與金屬反應的特點:

(1)硝酸與金屬反應時,一般沒有H2產生;因為它氧化能力極強,會先將金屬氧化,自身還原為NO、NO2,再與金屬氧化物反應成鹽。

(2)與Cu、Ag等不活潑金屬反應時,濃硝酸的還原產物為NO2,稀硝酸的還原產物為NO;

(3)活潑金屬與稀硝酸反應時可將稀硝酸還原為N2ON2NH3等;

(4)常溫下,Fe、Al、Be在濃硝酸中鈍化。濃硝酸與濃鹽酸以物質的量之比為1∶3的比例混合可產生能溶解鉑和金的強酸——王水,65%以上濃硝酸和非金屬反應會生成相應的酸和二氧化氮,如:

所生成酸的濃度可由摩爾體積查得:65%硝酸為14.57摩爾br升對應生成硫酸濃度約為81.63%。硝酸與氨作用生成硝酸銨,它也是一種化肥,含氮量比硫酸銨高,對於各種土壤都有較高的肥效,硝酸銨在氣候比較潮濕時容易結塊,使用時不太方便,有些人看到硝酸銨結塊後,就用鐵錘來砸碎,這是萬萬做不得的事情,因為硝酸銨受到衝擊就可能發生爆炸。

硝酸濺於皮膚能引起燒傷,並染成黃色斑點。發煙硝酸是紅褐色液體,在空氣中猛烈發煙並吸收水分,不穩定,遇光或熱分解放出二氧化氮,其水溶液具有導電性。濃硝酸是強氧化劑,能使鋁鈍化,與許多金屬能劇烈反應。濃硝酸和有機物、木屑等相混能引起燃燒,腐蝕性很強,能灼傷皮膚,也能損害粘膜和呼吸道,與蛋白質接觸,即生成一種鮮明的黃蛋白酸黃色物質。

炸藥和硝酸有密切的關係。最早出現的炸藥是黑火藥,它的成分中含有硝酸鈉(或硝酸鉀)。後來,由棉花與濃硝酸和濃硫酸發生反應,生成的硝酸纖維素是比黑火藥強得多的炸藥。

二、硝酸的製備

工業上用二氧化氮與水混合製備硝酸,當二氧化氮溶於水時會與水反應生成硝酸: