硝酸化學(xué)教案設(shè)計(jì)
物理性質(zhì):
1. 純硝酸是無色油狀液體, 開蓋時(shí)有煙霧, 揮發(fā)性酸.
2. m.p. -42℃, b.p. 83℃. 密度: 1.5 g/cm3, 與水任意比互溶.
3. 常見硝酸a%=63%-69.2% c=14-16mol/l. 呈棕色(分析原因) 發(fā)煙硝酸.
化學(xué)性質(zhì):
1. 強(qiáng)腐蝕性: 能嚴(yán)重?fù)p傷金屬、橡膠和肌膚, 因此不得用膠塞試劑瓶盛放硝酸.
2. 不穩(wěn)定性: 光或熱
4hno3 =====4no2 + o2 + 2h2o
所以, 硝酸要避光保存.
3. 強(qiáng)酸性: 在水溶液里完全電離, 具有酸的通性.
4. 強(qiáng)氧化性: 濃度越大, 氧化性越強(qiáng).
與金屬反應(yīng):
[實(shí)驗(yàn)] 在兩支試管里分別盛有銅片, 向兩支試管理再分別加入濃硝酸和稀硝酸.
cu + 4hno3(濃) ==cu(no3)2 + 2no2 ↑+ 2h2o
3cu + 8hno3(稀) ==3cu(no3)2 + 2no↑ + 4h2o
ag + 2hno3(濃) ==agno3 + no2 ↑+h2o
3ag + 4hno3(稀) ==3agno3 + no ↑+ 2h2o
硝酸能與除金、鉑、鈦等外的大多數(shù)金屬反應(yīng).
通常濃硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)生成no2, 稀硝酸(<6mol/l)則生成no.
鈍化反應(yīng): 常溫下濃硝酸可使鐵、鋁、鉻(都可呈+3價(jià)金屬化合物)表面形成具有保護(hù)性的氧化膜而鈍化. 而稀硝酸則與它們反應(yīng).
fe + 4hno3(稀) ==fe(no3)3 + no + 2h2o
王水: 1體積濃硝酸與3體積濃鹽酸的.混合溶液.可溶解金、鉑.
au + hno3 + 4hcl ==haucl4 + no + 2h2o
m + hno3(12∽14mol/l) ↗no2為主.
m + hno3(6∽8mol/l) ↗no為主
m + hno3(約2mol/l)↗n2o為主, m較活潑.
m + hno3(<2mol/l) ↗nh4+為主(m活潑)
m + hno3還可能有h2產(chǎn)生(m活潑)
與非金屬反應(yīng): 濃硝酸; 需要加熱.
c + 4hno3(濃) ==co2 ↑+ 4no2↑ + 2h2o (實(shí)驗(yàn)演示)
h2s + 8hno3(濃) ==h2so4 + 8no2↑ + 4h2o
3h2s + 2hno3(稀) ==3s + 2no + 4h2o (冷)
so2 + 2hno3(濃) ==h2so4 + 2no2
3so2 + 2hno3(稀) + 2h2o ==3h2so4 + 2no
h2s、so2以及s2-、so32-都不能與硝酸共存.
與有機(jī)物反應(yīng): 生成硝基化合物和硝酸酯.
1. 硝酸的制法: space prefix =o />
[設(shè)問] 生成硝酸的措施有哪些? 對比優(yōu)缺點(diǎn).(三種)
1. 實(shí)驗(yàn)室制法: 微熱
nano3(s) + h2so4(濃) ==nahso4 + hno3
[討論] 1. 反應(yīng)溫度
2. 反應(yīng)裝置:
3. 收集裝置:
2. 氨氧化法制硝酸:
4nh3 + 5o2 ====4no + 6h2o (氧化爐中)
2no + o2 ==2no2 (冷卻器中)
3no2 + h2o =2hno3 + no (吸收塔)
4no2 + o2 + 2h2o ==4hno3 (吸收塔)
過程: (1)先將液氨蒸發(fā), 再將氨氣與過量空氣混合后通入裝有鉑、銠合金網(wǎng)的氧化爐中, 在800℃左右氨很快被氧化為no. 該反應(yīng)放熱可使鉑銠合金網(wǎng)(催化劑)保持赤熱狀態(tài).
（2）由氧化爐里導(dǎo)出的no和空氣混合氣在冷凝器中冷卻, no與o2反應(yīng)生成no2.
(3) 再將no2與空氣的混合氣通入吸收塔. 由塔頂噴淋水, 水流在塔內(nèi)填充物迂回流下. 塔底導(dǎo)入 的no2和空氣的混合氣, 它們在填充物上迂回向上. 這樣氣流與液流相逆而行使接觸面增大, 便于氣體吸收.
從塔底流出的硝酸含量僅達(dá)50%, 不能直接用于軍工、染料等工業(yè), 必須將其制成98%以上的濃硝酸. 濃縮的方法主要是將稀硝酸與濃硫酸或硝酸鎂混合后, 在較低溫度下蒸餾而得到濃硝酸, 濃硫酸或硝酸鎂在處理后再用.
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