请谈一谈硝酸的氧化性?

题目

请谈一谈硝酸的氧化性?

答案

硝酸中氮元素的化合价为+5价（是氮元素的最高价态,有很强的得电子能力）它在一定条件下与其他物质相遇时氮元素的化合价降低而表现出氧化性,由此硝酸能与多种金属、非金属单质以及某些还原性的化合物发生氧化还原反应,表现出强氧化性,是一种氧化性酸,硝酸中+5价氮元素的氧化性比+1价氢元素的氧化性强,因此在与金属反应时氮元素的化合价降低做氧化剂,氢元素不变价,产物中不能有氢气生成.
硝酸是一种很强的氧化剂,不论稀硝酸还是浓硝酸都有氧化性.硝酸越浓氧化性越强.同浓度的硝酸温度越高氧化性越强.硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属,还能氧化许多非金属（如碳、硫、磷）,及具有还原性的物质（如H2S、Na2SO3、SO2、HBr、HI、Fe2+、Sn2+,松节油、锯未等）.如：铜、汞、银等不活泼金属与浓硝酸剧烈反应,一般认为生成硝酸盐和二氧化氮而与稀硝酸反应通常需加热,产生金属硝酸盐和一氧化氮,在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性.
Cu+4HNO3（浓）= Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O ①
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O ②
上述两反应均可用离子方程式表示为：
Cu+4H++2NO3－=Cu2++2NO2↑+2H2O
3Cu+4H++2NO3－=2Cu2++2NO↑+4H2O
值得注意的是切不可以还原产物的价态来判断硝酸氧化性的强弱,必须肯定浓硝酸氧化性强于稀硝酸氧化性.同时必须切实知道反应中作为氧化剂的硝酸的物质的量等于产生气体（氮的氧化物）的物质的量,即使产生NO2和NO的混合气体亦是如此.反应①可用作实验室制取NO2­气体,用平底烧瓶分液漏斗、双孔塞组合实验装置,由于反应剧烈,可控制滴加浓硝酸的速率控制产生NO2的速率,只能用向上排空气法收集NO2气体,多余的NO2气体可用碱液吸收.该制取应在通风橱中进行.反应②可作为实验室制取NO的反应,装置选择固+液 △ 气的装置,只能用排水法收集.铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象,即浓硝酸将它们表面氧化成一层薄而致密的氧化物薄膜、阻止了进一步反应的缘故.铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：
Fe+6HNO3（浓） Fe (NO3)3+3NO2↑+3H2O
过量的铁在稀硝酸中发生反应为：
3Fe+8HNO3（稀）=3Fe (NO3)2+2NO↑+4H2O
活泼金属跟稀硝酸反应,由于金属的强还原性,还原产物较为复杂.
例如：4Mg+10HNO3（稀）=4Mg (NO3)2+NH4NO3+3H2O.
王水（浓硝酸和浓盐酸体积比）能使Pt、Au溶解.碳、硫、磷等非金属单质在热而浓的硝酸中剧烈反应.
硝酸的氧化能力的强弱是比较复杂的,这不仅与酸浓度、温度有关,还与还原剂的相对强弱等有关,因此,反应后的产物也各不相同,一般情况下浓硝酸被还原为NO2、稀HNO3被还原为NO、极稀硝酸被还原为N2O或NH4NO3.
一定量的浓硝酸与足量的铜片反应时,还原产物开始是二氧化氮,随着反应的进行,硝酸的浓度变小,后来会生成一氧化氮.
下列情况要注意隐含硝酸的存在：
（1）在强酸性溶液中,若存在大量NO3－ ,则该溶液与铝反应不生成氢气.在分析溶液中离子能否大量共存时,要注意溶液若为强酸性,NO3－与、I－、S2-、SO32-、Fe2+等离子不能大量共存.
（2）在稀硫酸中加入铜粉无明显现象,再加入硝酸钾则会发现铜粉逐渐溶解,溶液变蓝色,并有无色气体生成.原因是：原溶液中有硫酸电离出来的 H+ ,与硝酸钾电离出来的NO3－组成了稀硝酸,与铜粉发生了下列反应：3Cu ＋8HNO3 ＝ 3Cu(NO3)2 ＋2NO↑＋4H2O.
（3）铁屑溶解在过量的盐酸里后,再加入硝酸锌,会发现溶液的颜色由浅绿色变为棕黄色.这是由于铁屑溶于过量的盐酸里后,生成了FeCl2,溶液为浅绿色,由于盐酸过量,溶液中还含有大量的 H+,当加入硝酸锌后,硝酸锌电离出来的 NO3－与 H++组成了硝酸,将 Fe2+ 氧化为 Fe3+ ,使溶液呈棕黄色.
（4）在硝酸亚铁溶液里加入盐酸,会发现溶液的浅绿色变为棕黄色.原因并非是盐酸氧化了硝酸亚铁,而是溶液中的NO3－与H+组成了硝酸,将Fe2+氧化为Fe3+.
（5）检验未知溶液中是否含有SO42-时,若先加入 Ba(NO3)2 溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸充分振荡,仍有白色沉淀,不能确定原溶液中含有SO42.原因是：若原溶液中含有SO32-与硝酸钡溶液反应生成 BaSO3 沉淀,当加入稀盐酸时,H+、NO3－可组成硝酸,将 BaSO3 氧化为 BaSO4 ,也会产生上述现象.
（6）铜粉与一定量的稀硫酸和稀硝酸的混合液反应时,有隐蔽硝酸的存在,计算时应充分注意