硝酸的氧化性
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硝酸的性质与其浓度的关系1.浓、稀硝酸分别和紫色石蕊试液作用时,稀HNO3显酸性,可使紫色石蕊试液变成红色;浓HNO3显酸性,使紫色石蕊试液变成红色,同时又显示氧化性,微热时石蕊试液将褪色。
2.浓硝酸和稀硝酸发生氧化还原反应时被还原的产物不同。
浓HNO3被还原后生成NO2,稀HNO3被还原后生成NO。
并且HNO3越稀,被还原的程度越大。
如:4Zn+10HNO3(极稀)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O。
3.浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱不同。
硝酸浓度越大,其氧化性越强。
浓HNO3和稀HNO3都属于氧化性酸,浓HNO3的氧化性比稀HNO3强。
如:3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2OH2S+8HNO3(浓)=H2SO4+8NO2↑+4H2O4.硝酸与金属、低价金属氧化物,低价金属氢氧化物反应时,硝酸既显氧化性又显酸性。
如:3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+NO↑+5H2O硝酸与非金属单质反应时,硝酸只显氧化性,将非金属氧化成最高价含氧酸。
如:3P+5HNO3+2H2O3H3PO4+5NO↑5.浓硝酸和稀硝酸与铁、铝的作用不同。
Fe和Al在冷的浓HNO3中表面钝化而不反应。
Fe和Al在稀HNO3中会溶解。
如:Fe(不足)+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2OFe(过量)+ 8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 6.浓硝酸在反应过程中,还原产物可能发生变化。
在浓HNO3参加的反应中,先有NO2生成,随着反应的进行,HNO3变稀后,又会有NO生成。
规律总结:浓硝酸中的硝酸根被还原得到二氧化氮,氮元素由+5价变为+4价(中间浓度,极小可能氮元素由+5价变为+3价,生成N2O3)稀硝酸中硝酸根被还原为一氧化氮,氮元素由+5价变为+2价(中间浓度,极小可能氮元素由+5价变为+1价,生成N2O)较稀的硝酸中硝酸根被还原为氮气,氮元素由+5价变为0价极稀的硝酸中硝酸根被还原为铵根离子,氮元素由+5价变为-3价当浓硝酸与金属作用时,硝酸本身浓度的因素占主要地位,第一步的还原产物主要是亚硝酸,亚硝酸是不稳定的化合物,它分解为NO2和NO:2HNO2=NO2+NO+H2O而NO2、NO和HNO3之间又有如下的平衡:3NO2+H2O=2HNO3+NO在浓硝酸中,平衡向左移动,因此还原产物主要是NO2。在反应过程中,尽管有NO 生成,但它在浓硝酸中不能存在,继续被氧化成NO2。关于稀硝酸浓度(约为8~10N)与金属反应的还原产物,从下面的化学平衡方程式可以看出3NO2+H2O=2HNO3+NO在稀硝酸中,平衡向右移动,因此还原产物主要是NO。至于在更稀的硝酸中,还原产物有N2O、N2、NH3,有人曾作过这样的解释:金属活动性顺序表中氢以上的金属在稀硝酸中的第一步反应,是能置换出氢的,但随着即与硝酸发生第二步反应,将硝酸还原成一系列的还原产物。HNO3+2H=HNO2+H2O2HNO3+8H=H2N2O2(连二亚硝酸)+4H2OHNO3+6H=NH2OH+2H2OHNO3+8H=NH3+3H2O这些还原产物,除本身分解成为简单的化合物外,相互之间又发生反应,生成一系列不同价态的氮的化合物。这第三步反应,有两类:(1)还原产物本身的分解反应:3HNO2=HNO3+2NO+H2O2HNO2=N2O3+H2OH2N2O2=N2O+H2O(2)还原产物相互的反应:HNO2+NH3=N2+2H2OHNO2+NH2OH=N2O+2H2OHNO2+HNO3=2NO2+H2O总之,硝酸与金属的反应比较复杂,对反应机理还不能得到一致的说法。二、金属镁与不同浓度的硝酸反应时,有哪些产物?根据实验结果,金属镁与不同浓度的硝酸反应时,有下列几种情况:(1)当硝酸浓度大于10N时Mg+4HNO3=Mg(NO3)2+2H2O+2NO2↑(2)当硝酸浓度为6.6~10N时11Mg+28HNO3=11Mg(NO3)2+NH4NO3+NO2↑+NO↑+N2↑+12H2O (3)当硝酸浓度在0.1~6.6N时12Mg+30HNO3=12Mg(NO3)2+N H4NO3+NO2↑+HO↑+N2↑+H2+12H2O (4)当硝酸浓度小于0.1N时10Mg+24HNO3=10Mg(NO3)2+NH4NO3+N2↑+H2↑+3H2O三、金属铝与不同浓度的硝酸反应时,有哪些产物?根据实验结果,金属铝与不同浓度的硝酸反应时,有下列几种情况:(1)当硝酸浓度大于8N时Al+6HNO3=Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O(2)当硝酸浓度为3~4N时15Al+56HNO3=15Al(NO3)3+NH4NO3+NO2↑+2NO↑+3N2↑+26H2O (3)当硝酸浓度在1~3N时8Al+30HNO3=8Al(NO3)3+NH4NO3+NO2↑+NO↑+N2↑+H2↑+12H2O (4)当硝酸浓度小于1N时14Al+46HNO3=14Al(NO3)3+2N2↑+11H2↑+12H2O资料拓展:当量浓度(N)溶液的浓度用1升溶液中所含溶质的克当量数来表示的叫当量浓度,用符号N表示。
工业硝酸标准一、技术要求1.外观:工业硝酸应为无色或淡黄色透明液体,无悬浮物和沉淀。
2.硝酸含量:工业硝酸的硝酸含量应符合标准要求,一般含量范围为65%~70%。
3.密度:工业硝酸的密度应符合标准要求,一般密度为1.42~1.43 g/cm³。
4.硫酸含量:工业硝酸中的硫酸含量应符合标准要求,一般含量范围为0.1%~0.3%。
5.氧化性:工业硝酸的氧化性应符合标准要求,一般氧化性为0.1~0.3 g/L。
6.透明度:工业硝酸的透明度应符合标准要求,一般透明度为≥15 cm。
7.酸度:工业硝酸的酸度应符合标准要求,一般酸度为≤0.2%。
8.铁含量:工业硝酸的铁含量应符合标准要求,一般铁含量为≤0.003%。
9.砷含量:工业硝酸的砷含量应符合标准要求,一般砷含量为≤0.00001%。
10.重金属含量:工业硝酸的重金属含量应符合标准要求,一般重金属含量为≤0.0001%。
二、试验方法1.外观:用目测观察工业硝酸的颜色和透明度,应符合技术要求中的规定。
2.硝酸含量:采用滴定法测定工业硝酸中的硝酸含量,将已知浓度的氢氧化钠溶液滴加入适量工业硝酸中,用酸碱滴定仪滴定至终点,计算硝酸含量。
3.密度:采用密度计法测定工业硝酸的密度,将工业硝酸倒入干燥洁净的量筒中,将密度计放入量筒中,轻轻搅拌量筒内的工业硝酸,待密度计稳定后读出密度值。
4.硫酸含量:采用滴定法测定工业硝酸中的硫酸含量,将已知浓度的氯化钡溶液滴加入适量工业硝酸中,生成硫酸钡沉淀,过滤后,将滤液移入容量瓶中,用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定至终点,计算硫酸含量。
5.氧化性:采用氧化还原滴定法测定工业硝酸的氧化性,将适量工业硝酸加入已知浓度的碘化钾溶液中,用已知浓度的硫代硫酸钠溶液滴定至终点,计算氧化性。
6.透明度:采用透明度仪测定工业硝酸的透明度,将适量工业硝酸倒入透明度仪的样品池中,开启仪器进行测量,读取并记录数据。
7.酸度:采用酸碱滴定法测定工业硝酸的酸度,将已知浓度的氢氧化钠溶液滴加入适量工业硝酸中,用酸碱滴定仪滴定至终点,计算酸度。
硝酸使石蕊褪色的原理
硝酸使石蕊褪色的原理是由于硝酸具有强氧化性质。
这种强氧化性质与石蕊中的一些有机化合物发生反应,导致有机化合物分解或改变,从而使石蕊的颜色褪色。
以下将从两个方面来详细说明硝酸引起石蕊褪色的原理。
1. 硝酸的氧化性质导致石蕊有机化合物分解
硝酸(HNO3)具有强氧化性质,它能够使有机物发生氧化反应,从而破坏有机物的结构。
石蕊中含有一些有机物质,例如类黄酮、花色素等,这些有机物是石蕊呈现出鲜艳颜色的原因。
当硝酸与石蕊接触时,硝酸分子中的氧原子能够与石蕊中的有机物发生氧化反应。
这些反应会导致石蕊中的有机物分解,从而使石蕊的颜色褪色。
2. 硝酸的酸性导致石蕊有机物质结构改变
硝酸是一种强酸,其在水中能够完全离解产生氢离子(H+),这使得溶液呈酸性。
酸性条件下,石蕊中的有机物质会发生化学反应,从而导致有机物质的结构改变,并影响其颜色。
例如,酸性条件下,花色素分子中的某些官能团可能会发生质子化反应,导致花色素分子的结构发生改变,从而改变了石蕊的颜色。
总结起来,硝酸使石蕊褪色的主要原理是硝酸的氧化性质和酸性条件导致石蕊中的有机物质分解或结构改变。
这些反应导致石蕊颜色的改变,使其褪色。
需要注意的是,不同种类的石蕊含有不同的有机成分,并且其对硝酸的反应性也可能有
所不同。
因此,石蕊褪色的速度和程度可能会因石蕊的种类和具体条件而有所差异。