硝酸化學教案設計

硝酸化學教案設計

　　物理性質:

　　1. 純硝酸是無色油狀液體, 開蓋時有煙霧, 揮發性酸.

　　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) 發煙硝酸.

　　化學性質:

　　1. 強腐蝕性: 能嚴重損傷金屬、橡膠和肌膚, 因此不得用膠塞試劑瓶盛放硝酸.

　　2. 不穩定性: 光或熱

　　4hno3 =====4no2 + o2 + 2h2o

　　所以, 硝酸要避光儲存.

　　3. 強酸性: 在水溶液裡完全電離, 具有酸的通性.

　　4. 強氧化性: 濃度越大, 氧化性越強.

　　與金屬反應:

　　[實驗] 在兩支試管裡分別盛有銅片, 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、鈦等外的大多數金屬反應.

　　通常濃硝酸與金屬反應時生成no2, 稀硝酸(<6mol/l)則生成no.

　　鈍化反應: 常溫下濃硝酸可使鐵、鋁、鉻(都可呈+3價金屬化合物)表面形成具有保護性的氧化膜而鈍化. 而稀硝酸則與它們反應.

　　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產生(m活潑)

　　與非金屬反應: 濃硝酸; 需要加熱.

　　c + 4hno3(濃) ==co2 ↑+ 4no2↑ + 2h2o (實驗演示)

　　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.

　　與有機物反應: 生成硝基化合物和硝酸酯.

　　1. 硝酸的製法: space prefix =o />

　　[設問] 生成硝酸的措施有哪些? 對比優缺點.(三種)

　　1. 實驗室製法: 微熱

　　nano3(s) + h2so4(濃) ==nahso4 + hno3

　　[討論] 1. 反應溫度

　　2. 反應裝置:

　　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, 再將氨氣與過量空氣混合後通入裝有鉑、銠合金網的氧化爐中, 在800℃左右氨很快被氧化為no. 該反應放熱可使鉑銠合金網(催化劑)保持赤熱狀態.

　　（2）由氧化爐裡匯出的no和空氣混合氣在冷凝器中冷卻, no與o2反應生成no2.

　　(3) 再將no2與空氣的混合氣通入吸收塔. 由塔頂噴淋水, 水流在塔內填充物迂迴流下. 塔底匯入 的no2和空氣的混合氣, 它們在填充物上迂迴向上. 這樣氣流與液流相逆而行使接觸面增大, 便於氣體吸收.

　　從塔底流出的硝酸含量僅達50%, 不能直接用於軍工、染料等工業, 必須將其製成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後, 在較低溫度下蒸餾而得到濃硝酸, 濃硫酸或硝酸鎂在處理後再用.