1. Физические свойства HNO36
1) Жидкость
2) Желтоватого цвета(т.к. содержит NO2)
3) Без запаха.
4) на воздухе дымит
2. Строение:
O (к этому кислороду стрелочка.Т.к. общая электронная пара азота смещается к
∧ кислороду, как к более электро отрицательному элементу)
|
H--O---N=O
3. Химические свойства а)общие
1. диссоциация:
HNO3⇔ H+ +OH-
2/+основные и амфотерные оксиды⇒ соли(нитраты)+вода
CuO+HNO3-->Cu(NO3)2+H2O
3/.реакции нейтрализации:
HNO3+KOH--->KNO3+H2O
4/+соли более слабых кислот
Na2CO3+2HNO3-->2NaNO3+CO2+H2O
б)специфические
1) Разложение на свету или при нагревании: 4HNO3--->4NO+2h2O+O2
2) ксантопротеиновая реакция:
HNO3+белки---> желтый цвет.
3) окислительные свойства:
Hno3(концентрированная)
+Fe,Al, Cr,Au,Pt--> не реагирует
+ акт.металлы(в ряду напряжения до алюминия): соль+N2O+H2O
+больш-во металлов: соль+NO2+H2O
+неметаллы: кислота+No2+H2O
Hno3(разбавленная)
+металлы до натрия--> не реагирует
+Mg--> соль+NH4NO3+H2O
=больш-во металлов--->соль+NO+H2O
+неметаллы: кислота+No+H2O
Получение:
в лаборатории: NaNO3+H2SO4(к)-->NaHSO4+HNO3
в промышленности: 1. N2+O2--2NO (над стрелкой: 3500°С)
2NO+O2--2NO2
4NO2+2H2o+O2--->4HNO3
В лаборатории N2+3H2--->2NH3
4NH3+5O2-->4NO+6H2O (над стрелкой: Pt, t,P)
2NO+O2--2NO2
4NO2+2H2o+O2--->4HNO3
Примение:
в производстве минеральных удобрений; в военной промышленности (дымящая — в производстве взрывчатых веществ, как окислитель ракетного топлива, разбавленная — в синтезе различных веществ, в том числе отравляющих); крайне редко в фотографии — разбавленная — подкисление некоторых тонирующих растворов; в производстве красителей и лекарств (нитроглицерин) в ювелирном деле — основной определения золота в золотом сплаве;
Алюминий — активный металл, при сплавлении с углеродом дает карбид (метанид):
4Al + 3C = Al4C3.
б) Вследствие достаточно высокой реакционной алюминий на воздухе покры-
вается тончайшей оксидной пленкой, которая предохраняет металл от воздействия агрессивной
среды. Это явление называется пассивацией. Концентрированные растворы серной (и азотной) ки-
слоты также пассивируют алюминий. Оксидную пленку можно снять нагреванием, после чего
алюминий будет взаимодействовать с кислотой:
2Al + 6H2SO4 ⎯⎯→t Al2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O.
в) Алюминий реагирует с растворами не только кислот, но и щелочей:
2Al + 2KOH + 6H2O = 2K[Al(OH)4] + 3H2↑.
В комплексных соединениях для алюминия характерны координационные числа 4 и 6. Не
будет ошибкой, если формула продукта растворения алюминия в щелочи будет записана как
К[Al(OH)4(H2O)2] или К3[Al(OH)6].
г) Так как алюминий активный металл, то восстановление нитрат-иона из разбавленной
азотной кислоты проходит до аммиака, при достаточном количестве азотной кислоты — до солей
аммония (с очень разбавленной — менее 5 % — азотной кислотой алюминий не реагирует):
8Al + 30HNO3 = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O.
Задача 2. Напишите уравнения реакций, с которых можно разделить следующие
смеси с выделением их компонентов в индивидуальном виде:
а) серебро и золото (МГУ, Факультет Фундаментальной Медицины, 1999);
б) железо и медь (МГУ, факультет почвоведения, 1999).
Решение
а) Для разделения смеси серебра и золота нужно воспользоваться таким реагентом, кото-
рый переведет в раствор только один металл. Для растворения золота необходим очень сильный
окислитель (например, «царская водка») или реагент, связывающий ионы золота в прочный комплексный ион (например, кислород в растворах цианидов щелочных металлов). Проще перевести
в раствор серебро, которое в отличие от золота окисляется концентрированной азотной кислотой:
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O.
Из полученного раствора серебро можно осадить на пластинку из более активного металла,
например меди:
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag↓.
Возможен другой путь: раствор выпарить, а остаток прокалить:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑.
б) В электрохимическом ряду напряжений металлов медь находится после водорода, по-
этому она не реагирует с разбавленной соляной кислотой1
.
Подействуем на смесь металлов разбавленной соляной кислотой, медь останется без изме-
нения, а железо растворится:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑.
Обратите внимание, в соляной кислоте (а также в других галогеноводородных кислотах)
железо не окисляется до степени окисления +3, так как протон не достаточно сильный окислитель.
Из полученного раствора железо можно выделить осаждением на более активном металле:
Zn + FeCl2 = ZnCl2 + Fe↓.
Другой вариант разделения исходной смеси базируется на пассивации железа концентри-
рованными растворами серной или азотной кислот.
Задача 3. Как из смеси цинка и алюминия приготовить чистые оксиды Al2O3 и ZnO? Запи-
шите уравнения соответствующих реакций. (МГУ, факультет почвоведения, 1997.)
Решение
Цинк и алюминий — активные металлы, но алюминий в отличие от цинка пассивируется
холодными сильно концентрированными (практически безводными) растворами серной и азотной
кислот. Рассмотрим вариант решения задачи, основанный на этом факте.
Цинк реагирует с концентрированной азотной кислотой:
Zn + 4HNO3 = Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O.
Выпарим воду из раствора и прокалим нитрат цинка:
2Zn(NO3)2 = 2ZnO + 4NO2↑ + O2↑.
Таким образом можно получить чистый оксид цинка.
Алюминий, не прореагировавший с азотной кислотой, прокалим на воздухе. В результате
также образуется чистое вещество:
1 В концентрированной соляной кислоте в присутствии кислорода воздуха возможен сле-
дующий процесс: 2Cu + 8HCl + O2 = 2H2[CuCl4] + 2H2O.Задача 4. Имеется смесь алюминия, кальция и серебра. Как химическим путем выделить
каждый из металлов в индивидуальном виде? (МГУ, факультет почвоведения, 1994.)
Решение
Кальций — щелочноземельный металл, он реагирует с водой:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑.
Отделяем алюминий и серебро, которые не растворяются в воде. К фильтрату добавляем
соляную кислоту:
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O.
Раствор выпариваем, расплав хлорида кальция подвергаем электролизу:
CaCl2 = Ca + Cl2↑.
На смесь серебра и алюминия действуем концентрированной азотной кислотой. Алюминий
пассивируется, а серебро растворяется:
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2↑ + H2O.
Из полученного раствора серебро можно выделить осаждением на пластинке из более ак-
тивного металла, например, меди:
2AgNO3 + Cu = Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Задача 5. При действии на сплав железа с медью избытка соляной кислоты выделилось 224
мл (н. у.) газа. Вычислите массу сплава, если известно, что железа в нем содержалось 20 % по
массе. (Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. Современный курс для посту-
пающих в вузы. Т.1, 2. М.: 1 Федеративная Книготорговая Компания, 1998.))
Решение
С соляной кислотой взаимодействует только железо: