硝酸的性质及用途

文/陈宇航

硝酸的性质及用途

一、硝酸的性质及用途

1、物理性质

纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体,密度比水大,能以任意比溶解于水。低沸点(83 ℃),易挥发。质量分数为69%的硝酸为浓硝酸。质量分数为98%以上的硝酸为发烟硝酸。

2、化学性质

(1)酸性:硝酸是一元强酸,具有酸的通性。

①使指示剂变色:稀硝酸使紫色石蕊试液变红

②与碱发生中和反应:

$\ce{HNO3 +NaOH\xlongequal[]{\quad}NaNO3 +H2O}$

③与碱性氧化物反应:

$\ce{2HNO3 +CuO\xlongequal[]{\quad} Cu(NO3)2 +H2O}$

④与某些盐反应:

$\ce{2HNO3 +Na2CO3\xlongequal[]{\quad} 2NaNO3 +H2O +CO2↑}$

(2)不稳定性:硝酸在受热或见光的条件下易发生分解,且越浓越易分解。

$\ce{4HNO3 \xlongequal[\displaystyle{}或光照]{\displaystyle{}△} 2H2O +4NO2↑ +O2↑}$

(3)强氧化性

① 与金属反应:硝酸具有强的氧化性,几乎可以使所有金属(金、铂除外)氧化而生成硝酸盐。硝酸与金属反应不放出氢气,一般情况下,浓硝酸被还原为$\ce{NO2}$,稀硝酸被还原为$\ce{NO}$。

$\ce{Cu +4HNO3}$(浓)$\xlongequal[]{\quad}$$\ce{Cu(NO3)2 +2NO2↑ +2H2O}$

$\ce{3Cu +8HNO3}$(稀)$\xlongequal[]{\quad}$$\ce{3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O}$

② 钝化:常温下,冷的浓硝酸使铁、铝钝化。

③ 与非金属反应:加热条件下,浓硝酸能将S、C等非金属单质氧化到最高价态。

$\ce{S +6HNO3}$(浓)$\xlongequal[]{\displaystyle{}△}$$\ce{H2SO4 +6NO2↑+2H2O}$

$\ce{C +4HNO3}$(浓)$\xlongequal[]{\displaystyle{}△}$$\ce{CO2↑+4NO2↑+2H2O}$

④ 与还原性物质反应:如$\ce{H2S}$、$\ce{HBr}$、$\ce{HI}$、$\ce{SO2}$、$\ce{Na2SO3}$等。

3、用途

硝酸是重要的化工原料,在工业上可用于制氮肥、农药、炸药和染料等,也是化学实验室中必备的重要试剂。

4、保存

硝酸在受热或见光的条件下易发生分解,且越浓越易分解。所以硝酸要放在棕色试剂瓶中,避光、低温保存。

二、硝酸的相关例题

关于硝酸的说法中正确的是___

A.硝酸电离出的$\ce{H+}$,能被$\ce{Zn}$还原成$\ce{H2}$

B.常温下,向浓$\ce{HNO3}$中投入$\ce{Fe}$片,会产生大量的红棕色气体

C.向装有$\ce{Fe(NO3)2}$溶液的试管中加入稀$\ce{H2SO4}$,可在管口观察到红棕色气体

D.过量的$\ce{Fe}$粉中加入稀$\ce{HNO3}$,充分反应后,滴入$\ce{KSCN}$溶液,溶液呈红色

答案:C

解析:硝酸具有强氧化性,与$\ce{Zn}$反应生成氮氧化物,而不生成氢气,A错误;常温下,铁在浓硝酸中钝化,阻止反应进一步进行,不会产生大量的红棕色气体,B错误;$\ce{NO^-_3}$在酸性条件下,有强氧化性,能将$\ce{Fe^2+}$氧化,自身被还原为$\ce{NO}$,$\ce{NO}$在试管口遇空气生成红棕色的$\ce{NO2}$,C正确;$\ce{Fe}$与稀$\ce{HNO3}$反应生成$\ce{Fe^3+}$,但$\ce{Fe}$粉过量,会将$\ce{Fe^3+}$还原为$\ce{Fe^2+}$,所以滴入$\ce{KSCN}$溶液,溶液不会呈红色,D错误。