从结构上解释,为什么硝酸为易挥发性酸

从结构上解释，硝酸为易挥发性酸：

1）硝酸的分子量比较小，分子量越小的共价化合物越容易挥发。

2）硝酸是一元酸，只有一个羟基，通过分子间形成氢键的数量大大小于多元酸。

3）硝酸也不会象缺电子的硼酸一样，通过共用电子结成一对。

因此，硝酸在所有含氧酸里边是易挥发性酸。

纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为983％，硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅无色油状腐蚀性液体，有强烈的吸湿性。密度：18，熔点104℃，沸点： 280℃；

硝酸是平面分子，其中心原子N原子为sp2杂化。由于羟基上的氢原子与另外一个氧原子形成了氢键，分子才呈平面结构，而且N的三根键长都不相同。N原子垂直于分子平面的一个p轨道是满的，它与未连接H的两个氧原子上的p轨道共轭，形成大π键。分子内氢键也是硝酸沸点较低的原因。沸点:83℃ (纯酸)(68%aq沸点是1205℃)。

物理性质:

1 纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾, 挥发性酸

2 Mp -42℃, bp 83℃ 密度: 15 g/cm3, 与水任意比互溶

3 常见硝酸a%= 63%-692% c= 14-16mol/L 呈棕色(分析原因) 发烟硝酸

化学性质:

1 强腐蚀性: 能严重损伤金属、橡胶和肌肤, 因此不得用胶塞试剂瓶盛放硝酸

2 不稳定性: 光或热

4HNO3 ===== 4NO2 + O2 + 2H2O

所以, 硝酸要避光保存

3 强酸性: 在水溶液里完全电离, 具有酸的通性

4 强氧化性: 浓度越大, 氧化性越强

与金属反应:

[实验] 在两支试管里分别盛有铜片, 向两支试管理再分别加入浓硝酸和稀硝酸

Cu + 4HNO3(浓) == Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O

3Cu + 8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Ag + 2HNO3(浓) == AgNO3 + NO2 ↑+H2O

3Ag + 4HNO3(稀) == 3AgNO3 + NO ↑+ 2H2O

硝酸能与除金、铂、钛等外的大多数金属反应

通常浓硝酸与金属反应时生成NO2, 稀硝酸(<6mol/L)则生成NO

钝化反应: 常温下浓硝酸可使铁、铝、铬(都可呈+3价金属化合物)表面形成具有保护性的氧化膜而钝化 而稀硝酸则与它们反应

Fe + 4HNO3(稀) == Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

王水: 1体积浓硝酸与3体积浓盐酸的混合溶液可溶解金、铂

Au + HNO3 + 4HCl == HauCl4 + NO + 2H2O

M + HNO3(12∽14mol/L) ↗NO2为主

M + HNO3(6∽8mol/L) ↗NO为主

M + HNO3(约2mol/L)↗N2O为主, M较活泼

M + HNO3(<2mol/L) ↗NH4+为主(M活泼)

M + HNO3还可能有H2产生(M活泼)

与非金属反应: 浓硝酸; 需要加热

C + 4HNO3(浓) == CO2 ↑+ 4NO2↑ + 2H2O (实验演示)

H2S + 8HNO3(浓) == H2SO4 + 8NO2↑ + 4H2O

3H2S + 2HNO3(稀) == 3S + 2NO + 4H2O (冷)

SO2 + 2HNO3(浓) == H2SO4 + 2NO2

3SO2 + 2HNO3(稀) + 2H2O == 3H2SO4 + 2NO

H2S、SO2以及S2-、SO32-都不能与硝酸共存

与有机物反应: 生成硝基化合物和硝酸酯

1 硝酸的制法:

[设问] 生成硝酸的措施有哪些 对比优缺点(三种)

1 实验室制法: 微热

NaNO3(s) + H2SO4(浓) == NaHSO4 + HNO3

[讨论] 1 反应温度

2 反应装置:

3 收集装置:

2 氨氧化法制硝酸:

4NH3 + 5O2 ==== 4NO + 6H2O (氧化炉中)

2NO + O2 == 2NO2 (冷却器中)

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO (吸收塔)

4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 (吸收塔)

过程: (1)先将液氨蒸发, 再将氨气与过量空气混合后通入装有铂、铑合金网的氧化炉中, 在800℃左右氨很快被氧化为NO 该反应放热可使铂铑合金网(催化剂)保持赤热状态

2 (2)由氧化炉里导出的NO和空气混合气在冷凝器中冷却, NO与O2反应生成NO2

(3) 再将NO2与空气的混合气通入吸收塔 由塔顶喷淋水, 水流在塔内填充物迂回流下 塔底导入的NO2和空气的混合气, 它们在填充物上迂回向上 这样气流与液流相逆而行使接触面增大, 便于气体吸收

从塔底流出的硝酸含量仅达50%, 不能直接用于军工、染料等工业, 必须将其制成98%以上的浓硝酸 浓缩的方法主要是将稀硝酸与浓硫酸或硝酸镁混合后, 在较低温度下蒸馏而得到浓硝酸, 浓硫酸或硝酸镁在处理后再用

尾气处理: 烧碱吸收氮的氧化物, 使其转化为有用的亚硝酸盐(有毒)即”工业盐”

NO + NO2 + 2NaOH == 2NaNO2 + H2O

1 硝酸盐:

特点: 外观美丽(由金属离子决定); KNO3无色、Cu(NO3)26H2O宝石蓝色

水溶性好

有明显的氧化性, 稳定性不好分解有氧气

[实验] 1 KNO3的热分解:

2 硝酸铜的热分解并检验气体

2KNO3 == 2KNO2 + O2

2Cu(NO3)2 == 2CuO + 4NO2 + O2

2AgNO3 == 2Ag + 2NO2 + O2

检验方法: 硝酸盐溶液经浓缩后, 加入浓硫酸和铜屑并加热, 可逸出红棕色气体

物理性质

密度:151 g/cm3;(68%的是142g/cm3)

熔点:-42℃

沸点:83℃ (纯酸)(68%aq沸点是1205℃)

性状:纯硝酸是无色发烟液体,易分解出二氧化氮和氧气,因而呈红棕色一般商品带有微**,发烟硝酸是红褐色液体具有刺激性溶解性易溶于水

化学性质

硝酸作为氮的最高价(+5)水化物，具有很强的酸性，一般情况下认为硝酸的水溶液是完全电离的。硝酸可以与醇发生酯化反应，如硝化甘油的制备。只有在与浓硫酸混合时，硝酸才能产生大量NO2+，这是硝化反应能进行的本质。

HNO3 + H2O → H3O+ + NO3- （水中）

HO-NO2 + 2H2SO4 → NO2+ + 2HSO4- + H3O+ （浓硫酸中）

硝酸的水溶液无论浓稀均具强氧化性及腐蚀性，溶液越浓其氧化性越强。硝酸在光照条件下分解成水、NO2和O2，因此硝酸一定要盛放在棕色瓶中，并置于阴凉处保存。硝酸能溶解许多种金属（可以溶解银），生成盐、水、氮氧化物。随着溶液浓度的减小，其还原产物逐渐由高价向低价过渡，从最浓到最稀可生成NO2、NO、N2O、N2、NH4NO3。还原产物一般是混合物，金属与浓硝酸反应多生成NO2，与稀硝酸反应下生成如NO等较低价化合物，只有很稀的冷硝酸才会与金属镁、锰及钙反应生成氢气，其他金属在一般情况下不会与硝酸反应生成氢气。

铁等金属遇冷的浓硝酸可以发生钝化现象，只在表面形成一层致密的氧化膜，不会完全反应掉。浓硝酸和浓盐酸的物质的量按1:3混合，即为王水，能溶解金等稳定金属。

硝酸盐大多易热分解，生成氨气、氮氧化物、金属氧化物（也能生成硝酸盐或金属单质，视金属的稳定性而定）按照金属活动性顺序，从K到Mg，其硝酸盐产物分解为亚硝酸盐和氧气；从Al到Cu，其硝酸盐分解产物为金属氧化物和二氧化氮及氧气；从Ag以后，其硝酸盐分解产物为金属单质·二氧化氮及氧气。硝酸铵(NH4NO3)加热或撞击分解生成一氧化二氮和水。因此被用于国防工业及工程上（硝酸钾就是黑火药的成分之一）。

硝酸具有强氧化性,在常温下能与除金、铂、钛、钌、铑、锇、铱、铌、钽以外的所有金属反应,生成相应的硝酸盐,无论是浓硝酸还是稀硝酸在常温下都能与铜发生反应,这是盐酸与硫酸无法达到的但浓硝酸在常温下会与铁、铝发生钝化反应,使金属表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止硝酸继续氧化金属,浓硝酸与金属反应,一部分硝酸分子被还原为二氧化氮;稀硝酸与金属反应,一部分硝酸分子会被还原为一氧化氮同时生成的还原氢再次被氮元素氧化成水而另一部分硝酸分子将被氧化的金属酸化生成硝酸盐和水注意，当被氧化物的电位势与硝酸还原成二氧化氮的电位势相近或高于时硝酸无论浓稀一律生成一氧化氮。（如果能反应的话）

硝酸与金属反应的规律： ①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可能氧化所有的金属。

②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“钝化”。

③硝酸越浓，其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试液变红，而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色。

④一般来说，活泼金属与HNO3反应不生成H2，浓HNO3的还原产物为NO2，稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时，还原产物复杂，可为NO、N2O、NH4NO3等。

⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。

⑥王水（浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制）具有更强的氧化性，能溶解Au、Pt。

△ ；

P+3HNO3（浓）====H3PO4+NO2↑ 其所生成酸的浓度可由摩尔体积查得：65%硝酸为1457mol/L 对应生成硫酸浓度约为8163%

硝酸与氨作用生成硝酸铵，它也是一种化肥，含氮量比硫酸铵高，对于各种土壤都有较高的肥效。硝酸铵在气候比较潮湿时容易结块，使用时不太方便。有些人看到硝酸铵结块后，就用铁锤来砸碎，这是万万做不得的事情。因为硝酸铵受到冲击就可能发生爆炸。

硝酸溅于皮肤能引起烧伤，并染成**斑点。一般带微**。发烟硝酸是红褐色液体，在空气中猛烈发烟并吸收水分。不稳定，遇光或热分解放出二氧化氮。其水溶液具有导电性。浓硝酸是强氧化剂，能使铝钝化。与许多金属能剧烈反应。浓硝酸和有机物、木屑等相混能引起燃烧。腐蚀性很强，能灼伤皮肤，也能损害粘膜和呼吸道。与蛋白质接触，即生成一种鲜明的黄蛋白酸**物质。硝酸是无机化学工业中三大强酸之一，具有酸类的通性。

炸药和硝酸有密切的关系。最早出现的炸药是黑火药，它的成分中含有硝酸钠（或硝酸钾）。后来，由棉花与浓硝酸和浓硫酸发生反应，生成的硝酸纤维素是比黑火药强得多的炸药。

[编辑本段]工业制法一

（一）制氢气

C+H2O(g)=H2+CO

（二）冷凝分离空气制氮气

（三）制取氨气

N2+3H2=(可逆)2NH3

（四）铂、氧气氧化

4NH3+5O2=(△)4NO+6H2O

（五）氧气进一步氧化

2NO+O2=2NO2

（六）与水反应

3NO2+H2O=2HNO3+NO

（七）原料重利用（五到六步重复）

工业上一般采用蒸馏提纯,再与纯水配制任何比例(一般为65%左右)的市售产品

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