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1、谈谈稀硝酸与浓硝酸的氧化性河北省宣化县第一中学 栾春武在中学教科书中有这样两个化学方程式：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O可见，浓硝酸的还原产物是 NO2，稀硝酸的还原产物是 NO。不少同学认为这两个反应的反应物相同，只是硝酸的浓度不同，反应的结果：第一个反应中Error!被还原成了Error!；而第二个反应中Error!被还原成了Error!。由此得出稀硝酸的氧化性比浓硝酸的氧化性强的错误结论。一般说来，硝酸氧化性的强弱并不是根据硝酸（实际是Error!）被还原的产物的化合价
2、改变的大小来决定的，而是由硝酸的浓度来决定的，硝酸越浓，它的氧化能力就越强。例如：（1）稀硝酸与硫化物反应时，只能将 S2 离子氧化成单质硫，而浓硝酸与硫化物反应时，能将 S2 离子进一步氧化成 SO42 离子。3CdS + 8HNO3(稀) = 3Cd (NO3)2 + 2NO+ 4H2O + 3SPbS + 8HNO3(浓) = PbSO4 + 8NO2+ 4H2O（2）稀硝酸只能把砷氧化成亚砷酸，而浓硝酸则进一步把亚砷酸氧化成砷酸。As + HNO3(稀) + H 2O = H3AsO3 + NOH3AsO3 + 2HNO3(浓) = H3AsO4 + 2NO2+ H2O（3）稀硝酸只能
3、将氢碘酸氧化成单质碘，而浓硝酸则能把氢碘酸氧化成碘酸。6HI + 2HNO3(稀) = 3I2 + 2NO+ 4H2O HI + 6HNO3(浓) = HIO3+ 6NO2+ 3H2O（4）铂、金等贵金属不易被浓硝酸氧化，但 1 体积浓硝酸和 3 体积浓盐酸组成的混合物溶液（俗称王水）却能溶解铂和金。Au + 4Cl + NO3 + 4H+ = AuCl 4 + NO+ 2H2O3Pt + 18Cl + 4NO3 + 16H+ = 3PtCl 62 + 4NO+ 8H2O虽然铂、金不易被浓硝酸氧化，但当有 Cl 离子存在时，和产物 Au3+离子（或 Pt4+离子）结合，生成了络离子AuCl 4
4、 （或PtCl 62 ），从而降低了 Au3+离子（或 Pt4+离子）的浓度，金属就被继续氧化了。（5）当硝酸与金属活动性顺序表中排在氢以前的活泼金属如镁、锌、铁等反应时，除可生成 NO2 或 NO 外，在更稀的硝酸中还可产生 N2O、N 2、NH 3 等。例如：4Mg + 10HNO3(1 molL1 ) = 4Mg (NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O4Mg + 10HNO3(2 molL1 ) = 4Mg (NO3)2 + N2O+ 5H2O3Mg + 8HNO3(6 molL1 ) = 3Mg (NO3)2 + 2NO+ 4H2OMg + 4HNO3(16 molL1 ) =
5、Mg (NO3)2 + 2NO2+ 2H2O可见，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀被还原的程度越大。浓硝酸（1216 molL 1）被还原的主要产物是 NO2，稀硝酸（68 molL1 ）被还原的产物主要是 NO；再稀如 2 molL1 的硝酸还原产物主要是 N2O，而更稀的硝酸（ 1 molL1 ）则被还原成NH3（NH 3 与 HNO3 反应生成 NH4NO3）。（6）铁、铝在冷的浓硝酸中发生钝化现象。总之，硝酸的强氧化性来自硝酸根中的Error!元素，而不是硝酸电离出来的 H+，这种氧化性的强弱还跟温度（温度越高氧化性越强）、酸度（如硝酸根在中性或弱酸性溶液中难以表现出氧化性，如硝酸亚铁中
6、的 Fe2+与 NO3 可以稳定存在，但加盐酸时，Fe 2+却被NO3 氧化成了 Fe3+）等有关。物质氧化性的强弱是指氧化其它物质的能力，浓硝酸与铜反应比稀硝酸与铜反应剧烈的多，说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸的氧化能力强。而不能从其本身被还原的程度大小来比较例如：【例题】（2009 年北京高考 27 题）某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行试验（夹持仪器的装置已略去）。实验表明浓硝酸能将 NO 氧化成 NO2，而稀硝酸不能氧化 NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mo/L 稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与 N
7、O 反应，能与 NO2 反应2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置、中盛放的药品依次是 （2 ）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后 （3 ）装置中发生反应的化学方程式是 （4 ）装置的作用是 ，发生反应的化学方程式是 （5 ）该小组得出的结论以据的试验现象是 （6 ）试验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下 4 个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）a.
8、加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化【解析】本题主要考查 HNO3 的性质、化学基本实验设计和评价能力。（1）根据装置特点和实验目的，装置是收集 NO，装置中盛放 NaOH 溶液吸收 NO2，因为要验证稀 HNO3 不能氧化 NO，所以装置中应该盛放稀硝酸。（2 ）由于装置中残存的空气能氧化 NO 而对实验产生干扰，所以滴加浓 HNO3 之前需要通入一段时间 CO2 赶走装置中的空气，同时也需将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的 NO 气体逸出。（3 ）C
9、u 与浓 HNO3 反应生成 Cu(NO3)2、NO 2、H 2O：Cu + 4HNO3(浓)Cu(NO 3)2 + 2NO2 +2 H2O。（4 ）装置中盛放 H2O，使 NO2 与 H2O 反应生成 NO：3NO 2 + H2O = 2HNO3 + NO。（5 ）NO 通过稀 HNO3 溶液后，若无红棕色 NO2 产生，说明稀 HNO3 不能氧化 NO，所以盛放稀 HNO3 装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置中盛放的是浓HNO3，若浓 HNO3 能氧化 NO 则装置液面的上方会产生红棕色气体。（6 ）要证明是 Cu(NO3)2 浓度过高或是溶解了 NO2 导致装置中溶液呈绿色，可设
10、计将溶解的 NO2 赶走（a 、c 方案）再观察颜色变化。也可在 Cu(NO3)2 的浓溶液中通入 NO2进行比较观察反应后的颜色变化（d 方案），确定是否是因为溶有 NO2 引起的。方案 b 由于 Cu(NO3)2 和溶解在其中的 NO2 浓度均可发生变化，故无法确定是哪一种因素引起的。答案 ： （1）3 mol/L 稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入 CO2 一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu + 4HNO 3（浓） = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O（4）将 NO2 转化为 NO 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO（5）装置 中
11、液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色（6）a c d【练习 1】在 100 mL 浓 HNO3 中，加入足量的铜片产生 a L 气体，用排水法收集后得到 b L 气体（气体的体积都是在标准状况下测定的），则原浓硝酸的物质的量浓度是多少？解析：依题意，a L 气体是 NO2 和 NO 的混合气体，b L 气体全为 NO 气体。该题若根据化学方程式列式计算就显得很复杂，我们可作如下分析：起氧化剂作用的 HNO3 的物质的量 ，根据电子守恒，Cu 所失去的电子的物质的量恰好为 HNO3 生成 b L NO 气体时所得电子的物质的量，即 Cu 失电子 3，反应的 Cu 的物质的量
12、mol。则起酸性作用的HNO3 为 mol2 mol，所以 HNO3 的物质的量为 mol + mol mol，浓度为 molL1 .答案： molL 1点拨：铜与浓硝酸的反应要考虑反应过程中硝酸浓度的变化，开始生成 NO2，后来生成 NO，最后得到的是 NO2 和 NO 的混合物。类似这样的反应还有： 锌与浓硫酸的反应，开始生成 SO2，随着反应的不断进行，浓硫酸变稀，反应产物还有 H2；足量的二氧化锰和浓盐酸共热，开始生成 Cl2，随着反应的不断进行，浓盐酸变稀，产生的 Cl2 越来越少，虽然还有 HCl，由于浓度变小，反应不再进行。【练习 2】在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀 HNO3
13、，充分反应后剩余金属 m1 g,再向其中加入一定量的稀 H2SO4 充分振荡后，剩余金属 m2 g,则 m1 和 m2 的关系是A. m1 一定大于 m2 B. m1 可能等于 m2 C. m1 一定等于 m2 D. m1 可能大于 m2解析：铁与铜的混合物与一定量的稀 HNO3 反应，当金属剩余时，硝酸耗尽，但生成物中含有 Fe(NO3)2 和 Cu(NO3)2。若再加入稀 H2SO4，则又继续发生 3Cu + 8H+ + 2NO3 = 3Cu2+ + 2NO+ 4H2O 或 Fe + 4H+ + NO3 = Fe3+ + NO+ 2H2O，使金属的质量减少。A 选项符合题意。答案：A点拨：解答该题要注意，剩余的金属成分不可能只有铁，因为 Fe + Cu2+= Fe2+ + Cu。当剩余金属只有铜时，加稀 H2SO4，认为 Cu 与稀 H2SO4 不反应，若为 Fe、Cu 混合物时，Fe 溶解，而错选 B、D，因为这样是忽略了 NO3 在酸性条件下具有强氧化性的缘故。
