化学自习室移动版

一、为什么浓硝酸跟金属反应的还原产物为NO₂,稀硝酸的还原产物主要是NO,更稀的硝酸的还原产物有N₂O、N_2、NH₃ 等?

当浓硝酸与金属作用时,硝酸本身浓度的因素占主要地位,第一步的还原产物主要是亚硝酸,亚硝酸是不稳定的化合物,它分解为NO₂ 和NO:

2HNO₂＝NO₂+NO+H₂O

而NO_2、NO 和HNO₃ 之间又有如下的平衡:3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO

在浓硝酸中,平衡向左移动,因此还原产物主要是NO_2，在反应过程中,尽管有NO 生成,但它在浓硝酸中不能存在,继续被氧化成NO₂

关于稀硝酸浓度(约为8~10N)与金属反应的还原产物,从下面的化学平衡方程式可以看出

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO

在稀硝酸中,平衡向右移动,因此还原产物主要是NO

至于在更稀的硝酸中,还原产物有N₂O、N_2、NH₃,有人曾作过这样的解释:金属活动性顺序表中氢以上的金属在稀硝酸中的第一步反应,是能置换出氢的,但随着即与硝酸发生第二步反应,将硝酸还原成一系列的还原产物。

HNO₃+2H＝HNO₂+H₂O

2HNO₃+8H＝H₂N₂O₂(连二亚硝酸)+4H₂O

HNO₃+6H＝NH₂OH+2H₂O

HNO₃+8H＝NH₃+3H₂O

这些还原产物,除本身分解成为简单的化合物外,相互之间又发生反应,生成一系列不同价态的氮的化合物?这第三步反应,有两类:

(1)还原产物本身的分解反应:

3HNO₂＝HNO₃+2NO+H₂O

2HNO₂＝N₂O₃+H₂O

H₂N₂O₂＝N₂O+H₂O

(2)还原产物相互的反应:

HNO₂+NH₃＝N₂+2H₂O

HNO₂+NH₂OH＝N₂O+2H₂O

HNO₂+HNO₃＝2NO₂+H₂O

总之,硝酸与金属的反应比较复杂,对反应机理还不能得到一致的说法。

二、属镁与不同浓度的硝酸反应时,有哪些产物?

根据实验结果,金属镁与不同浓度的硝酸反应时,有下列几种情况:

(1)当硝酸浓度大于10N 时

Mg+4HNO₃＝Mg(NO₃)₂+2H₂O+2NO₂↑

(2)当硝酸浓度为6.6~10N 时

11Mg+28HNO₃＝11Mg(NO₃)₂+NH₄NO₃+NO₂↑+NO↑+N₂↑+12H₂O

(3)当硝酸浓度在0.1~6.6N 时

12Mg+30HNO₃＝12Mg(NO₃)₂+NH₄NO₃+NO₂↑+HO↑+N₂↑+H₂+12H₂O

(4)当硝酸浓度小于0.1N 时

10Mg+24HNO₃＝10Mg(NO₃)₂+NH₄NO₃+N₂↑+H₂↑+3H₂O

三、金属铝与不同浓度的硝酸反应时,有哪些产物?

根据实验结果,金属铝与不同浓度的硝酸反应时,有下列几种情况:

(1)当硝酸浓度大于8N 时

Al+6HNO₃＝Al(NO₃)₃+3NO₂↑+3H₂O

(2)当硝酸浓度为3~4N 时

15Al+56HNO₃＝15Al(NO₃)₃+NH₄NO₃+NO₂↑+2NO↑+3N₂↑+26H₂O

(3)当硝酸浓度在1~3N 时

8Al+30HNO₃＝8Al(NO₃)₃+NH₄NO₃+NO₂↑+NO↑+N₂↑+H₂↑+12H₂O

(4)当硝酸浓度小于1N 时

14Al+46HNO₃＝14Al(NO₃)₃+2N₂↑+11H₂↑+12H₂O