硝酸
[硝酸]
(1)物理性质:
①纯硝酸是无色、易挥发(沸点为83℃)、有刺激性气味的液体.打开盛浓硝酸的试剂瓶盖,有白雾产生.(与盐酸相同)
②质量分数为98%以上的浓硝酸挥发出来的HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象”.因此,质量分数为98%以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸.
(2)化学性质:
①具有酸的一些通性.例如: CaCO3 2HNO3(稀)=Ca(NO3)2 CO2↑ H2O
(实验室制CO2气体时,若无稀盐酸可用稀硝酸代替)
②不稳定性.HNO3见光或受热发生分解,HNO3越浓,越易分解.硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色.有关反应的化学方程式为:
4HNO32H2O 4NO2↑ O2↑
③强氧化性:不论是稀HNO3还是浓HNO3,都具有极强的氧化性.HNO3浓度越大,氧化性越强.其氧化性表现在以下几方面:
a.几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应.当HNO3与金属反应时,HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱.对于同一金属单质而言,HNO3的浓度越小,HNO3被还原的程度越大,氮元素的化合价降低越多.一般反应规律为:
金属 HNO3(浓) → 硝酸盐 NO2↑ H2O
金属 HNO3(稀) → 硝酸盐 NO↑ H2O
较活泼的金属(如Mg、Zn等) HNO3(极稀) → 硝酸盐 H2O N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为:
3Cu 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 2NO↑ 4H2O
该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO气体.
Cu 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 2NO2↑ 2H2O
该反应较剧烈,反应过程中有红棕色气体产生.此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体.
b.常温下,浓HNO3能将金属Fe、A1钝化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜.因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,但要注意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应.(与浓硫酸相似)
c.浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水.王水溶解金属的能力更强,能溶解金属Pt、Au.
d.能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物.例如:
C 4HNO3(浓) = CO2↑ 4NO2↑ 2H2O
e.能氧化某些具有还原性的物质,如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2+等.应注意的是,NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性.例如,在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+;又如,向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸,则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应.
f.能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等.因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤.
(3)保存方法.硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有强氧化性而腐蚀橡胶,因此,实验室保存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方.
(4)用途.硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等.
*[亚硝酸盐]
(1)亚硝酸钠的性质:亚硝酸钠(NaNO2)是无色或浅黄色晶体,外观类似食盐,有咸味,易溶于水,有毒.既具有氧化性又具有还原性.
(2)亚硝酸钠的存在:①长时间加热煮沸或反复加热沸腾的水,由于水中NO3-浓度增大,饮用后部分NO3-在人体内被还原为NO㈠②腐烂的蔬菜中;⑧腌制的食品如酸菜、肉制品中.
(3)亚硝酸盐的用途:①用于印染、漂白等行业;②在某些食品如腊肉、香肠中用作防腐剂和增色剂;⑧用作混凝土的掺合剂等.
(4)亚硝酸盐对人体的危害.亚硝酸盐是一种潜在的致癌物质,过量或长期食用对人体会造成危害.若误食亚硝酸盐或食用含有过量的亚硝酸盐的食物,会出现嘴唇、指甲、皮肤发紫以及头晕、呕吐、腹泻等症状,严重时可致人死亡.所以,国家对食品中的亚硝酸盐的含量有严格的限制.