Окислительные свойства азотной кислоты

Окислительные свойства азотной кислоты

Первое самое интересное свойство: взаимодействие с металлами.

Водород при взаимодействии с металлами никогда не выделяется

Два нюанса:

1. Алюминий, железо и хром с концентрированной азотной кислотой в нормальных условиях не реагируют, из-за пассивации. Нужно нагреть.

2. С платиной и золотом концентрированная азотная кислота не реагирует вообще.

Разбавленная

Концентрированная

4Ba + 10HNO3(разб.) → 4Ba(NO3)2 + 3H2O + NH4NO3

8Li + 10HNO3(разб.) → 8LiNO3 + 3H2O + NH4NO3

8Al + 30HNO3(разб.) → 8Al(NO3)3 + 9H2O + 3NH4NO3

4Ba+10HNO3(конц.)→4Ba(NO3)2 + 5H2O + N2O↑

8Li + 10HNO3(конц.) → 8LiNO3 + 5H2O + N2O↑

8Al+30HNO3(конц.)→ t 8Al(NO3)3+ 15H2O + 3N2O↑

Остальные металлы восстанавливают азотную кислоту до +2 или +4, с образованием продуктов соответственно: NO или NO2.

Разбавленная

Концентрированная

3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO

Fe + 4HNO3(разб.) → Fe(NO3)3 + 2H2O + NO↑

3Ag + 4HNO3(разб.) → 3AgNO3 + 2H2O + NO↑

Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

Fe + 6HNO3(конц.) → t Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2↑

Ag + 2HNO3(конц.) → AgNO3 + H2O + NO2↑

(обратите внимание, что железо окисляется до высшей степени окисления)

Азотная кислота окисляет неметаллы до высших оксидов.

Так как неметаллы – не такие сильные восстановители, как активные металлы, азот может восстановиться только до +4, образовав NO2 или NO соответственно.

При окислении неметаллов концентрированной азотной кислотой образуется бурый газ (NO2), а если кислота разбавленная, то образуется NO. Схемы реакций следующие:

неметалл + HNO3(разб.) → соединение неметалла в высшей степени окисления + NO

неметалл + HNO3(конц.) → соединение неметалла в высшей степени окисления + NO2

Разбавленная

Концентрированная

3C + 4HNO3(разб.) → 3CO2↑ + 2H2O + 4NO↑

3P + 5HNO3(разб.) + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO↑

B + HNO3(разб.) + H2O → H3BO3 + NO↑

S + 2HNO3(разб.) → H2SO4 + 2NO↑

C + 4HNO3(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 4NO2↑

P + 5HNO3(конц.) → H3PO4 + H2O + 5NO2↑

B + 3HNO3(конц.) → H3BO3 + 3NO2↑

S + 6HNO3(конц.) → H2SO4 + 2H2O + 6NO2↑

(угольная кислота не образуется, так как она не стабильна)

Олимпиады: Химия 7 - 11 классы

Содержимое разработки

Окислительные свойства азотной кислоты

Первое самое интересное свойство: взаимодействие с металлами.

 

Водород при взаимодействии с металлами никогда не выделяется

Два нюанса:

 

1. Алюминийжелезо и хром с концентрированной азотной кислотой в нормальных условиях не реагируют, из-за пассивации. Нужно нагреть.

2. С платиной и золотом концентрированная азотная кислота не реагирует вообще.

Разбавленная

Концентрированная

4Ba + 10HNO3(разб.) → 4Ba(NO3)2 + 3H2O + NH4NO3

8Li + 10HNO3(разб.) → 8LiNO3 + 3H2O + NH4NO3

8Al + 30HNO3(разб.) → 8Al(NO3)3 + 9H2O + 3NH4NO3


4Ba+10HNO3(конц.)→4Ba(NO3)2 + 5H2O + N2O↑

8Li + 10HNO3(конц.) → 8LiNO3 + 5H2O + N2O↑

8Al+30HNO3(конц.) t 8Al(NO3)3+ 15H2O + 3N2O↑

Остальные металлы восстанавливают азотную кислоту до +2 или +4, с образованием продуктов соответственно: NO или NO2.

Разбавленная

Концентрированная

3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO

Fe + 4HNO3(разб.) → Fe(NO3)3 + 2H2O + NO↑

3Ag + 4HNO3(разб.) → 3AgNO3 + 2H2O + NO↑


Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

Fe + 6HNO3(конц.)  t Fe(NO3)3 + 3H2O + 3NO2

Ag + 2HNO3(конц.) → AgNO3 + H2O + NO2

(обратите внимание, что железо окисляется до высшей степени окисления)

Азотная кислота окисляет неметаллы до высших оксидов.

Так как неметаллы – не такие сильные восстановители, как активные металлы, азот может восстановиться только до +4, образовав NO2 или NO соответственно.


При окислении неметаллов концентрированной азотной кислотой образуется бурый газ (NO2), а если кислота разбавленная, то образуется NO. Схемы реакций следующие:

неметалл + HNO3(разб.) → соединение неметалла в высшей степени окисления + NO

неметалл + HNO3(конц.) → соединение неметалла в высшей степени окисления + NO2

 

Разбавленная

Концентрированная

3C + 4HNO3(разб.) → 3CO2↑ + 2H2O + 4NO↑

3P + 5HNO3(разб.) + 2H2O → 3H3PO4 + 5NO↑

B + HNO3(разб.) + H2O → H3BO3 + NO↑

S + 2HNO3(разб.) → H2SO4 + 2NO↑


C + 4HNO3(конц.) → CO2↑ + 2H2O + 4NO2

P + 5HNO3(конц.) → H3PO4 + H2O + 5NO2

B + 3HNO3(конц.) → H3BO3 + 3NO2

S + 6HNO3(конц.) → H2SO4 + 2H2O + 6NO2


(угольная кислота не образуется, так как она не стабильна)


Сера в степени окисления -2 окисляется без нагревания до простого вещества, при нагревании до серной кислоты (сульфат иона). 

  • концентрированная азотная кислота окисляет сероводород. Окисление идет глубже при нагревании:

2HNO3(конц.) + H2S → S↓ + 2NO2 + 2H2O

H2S + 8HNO3(конц.) → H2SO4 + 8NO2↑ + 4H2O

  • концентрированная азотная кислота окисляет сульфиды до сульфатов ( при нагревании, холодная может дать S:

CuS + 8HNO3(конц.) → CuSO4 + 4H2O + 8NO2

ZnS+ 10HNO3(конц.) → Zn(NO3)2 + 4H2O + 8NO2↑ + H2 SO4

или ZnS + 8HNO3  = 8 NO2 + ZnSO4 +4H2O

Al2S3 + 12 HNO3 = 2 Al(NO3)3 + 6 NO2 + 3 S + 6 H2

FeS2 + 8 HNO3 = Fe(NO3)3 + 5NO + 2H2SO4  + 2H2

 CaS + 4HNO3(конц.) → Ca(NO3)2 + S↓ + 2NO2↑ + 2H2O

Разбавленная азотная кислота доводит серу до нуля

5К2S + 12HNO3→ 10КNO3 + 5S↓ + N2↑ + 6H2O

  • азотная кислота настолько сурова, что может окислить даже ГАЛОГЕН. Только один – иод. Разбавленная восстанавливается глубже: до +2, концентрированная до +4. А вот иод окисляется не до высшей степени окисления +7 (слишком круто), а до +5, образуя иодноватую кислоту HIO3:

10HNO3(конц.) + I2 (t)→ 2HIO3 + 10NO2↑ + 4H2O

10HNO3(разб.) + 3I2 (t)→ 6HIO3 + 10NO↑ + 2H2O

  • концентрированная азотная кислота реагирует с хлоридами и фторидами. Только следует понимать, что с фторидами и хлоридами протекает обычная реакция ионного обмена с вытеснением галогеноводорода и образованием нитрата:

NaCl(тв.) + HNO3(конц.) → HCl↑ + NaNO3

NaF(тв.) + HNO3(конц.) → HF↑ + NaNO3

А вот с бромидами и иодидами (и с бромоводородами, и с иодоводородами) протекает ОВР. В обоих случаях образуется свободный галоген, а азот восстанавливается до NO2:

8HNO3(конц.) + 6KBr(тв.) → 3Br2 + 4H2O + 6KNO3 + 2NO2

4HNO3(конц.) + 2NaI(тв.) → 2NaNO3 + 2NO2↑ + 2H2O + I2

Образовавшийся иод окисляется дальше до иодноватой кислоты, поэтому можно записать сразу:7HNO3(конц.) + NaINaNO3 + 6NO2↑ + 3H2O + HIO3

То же самое происходит при взаимодействии с иодо- и бромоводородами:

2HNO3(конц.) + 2HBr → Br2 + 2NO2↑ + 2H2O

6HNO3(конц.) + HI → HIO3 + 6NO2↑ + 3H2O

Нитраты термически неустойчивы


2KNO3   →  2KNO2   +   O2  

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

2AgNO3   →  2Ag   +   2NO2    +   O2


4Fe(NO3)2   →   2Fe2O3   +   8NO2   +   O2

NH4NO3 = N2O+2H2O

NH4NO2 = N2+ 2H2O



Получите свидетельство о публикации сразу после загрузки работы



Получите бесплатно свидетельство о публикации сразу после добавления разработки


Комплекты учителю



Качественные видеоуроки, тесты и практикумы для вашей удобной работы


Подробнее

Вебинары для учителей



Бесплатное участие и возможность получить свидетельство об участии в вебинаре.


Подробнее