硝酸的性质及应用

1．硝酸的物理性质

硝酸是无色、易挥发的液体，有刺激性气味，能与水以任意比例混溶。

2．硝酸的化学性质

(1)不稳定性

①反应：4HNO₃$ \stackrel {\Delta} {=} $2H₂O＋4NO₂↑＋O₂↑。

②市售浓硝酸呈黄色的原因是：硝酸分解生成的NO₂溶解在硝酸里。消除黄色的方法是：向浓硝酸里通入空气(或O₂)。

③硝酸保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处，不能用橡胶塞。

(2)强氧化性

不论浓、稀硝酸都有强氧化性，而且浓度越大氧化性越强。

①与金属反应。

稀硝酸与铜反应的化学方程式：3Cu＋8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O。

浓硝酸与铜反应的化学方程式：Cu＋4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O。

【注意】硝酸与金属反应的规律 

A.与金属反应时，盐酸或稀硫酸中起氧化作用的是H^＋，所以能放出H₂，而硝酸中＋5价氮氧化性远大于H^＋，所以硝酸与金属反应不放出H₂。

B.金属与硝酸反应，金属一般被氧化为高价金属硝酸盐。若金属过量且有变价时，将生成低价金属硝酸盐。如：

Fe(少量)＋4HNO₃(稀)=Fe(NO₃)₃＋NO↑＋2H₂O

3Fe(过量)＋8HNO₃(稀)=3Fe(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O

C.金属与浓硝酸反应时，先放出NO₂气体，随着硝酸的浓度变小，会放出NO气体，因此过量的Cu与浓硝酸反应时，放出的气体是NO₂与NO的混合气体。

②与非金属反应。

如浓硝酸与木炭反应的化学方程式：C＋4HNO₃(浓)$ \stackrel {\Delta} {=} $CO₂↑＋4NO₂↑＋2H₂O。

③与还原性化合物反应。

硝酸可氧化H₂S、SO₂、Na₂SO₃、HI、Fe^2＋等还原性物质。

如稀硝酸与FeSO₄溶液反应的离子方程式：3Fe^2＋＋4H^＋＋NO₃^－=3Fe^3＋＋NO↑＋2H₂O。

[注意]

　①硝酸浓度越大，其还原产物的价态越高。还原产物一般为HNO₃(浓)→NO₂，HNO₃(稀)→NO。

②浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红，后褪色，该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。

③常温下，铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”，并非不反应，故浓硝酸可以用铁桶盛放。

3．硝酸工业制法的反应原理

(1)NH₃在催化剂作用下与O₂反应生成NO

4NH₃＋5O₂$ \stackrel {催化剂} {=} $4NO＋6H₂O。

(2)NO进一步氧化生成NO₂

2NO＋O₂=2NO₂。

(3)用水吸收NO₂生成HNO₃

3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO。

4. 金属与硝酸反应计算题的一般方法

(1)思维模型

(2)计算技巧