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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 + 2NO2f + 2H03Cu + 8HN0 3（稀）=3Cu（NO 3）2 + 2N0 f + 4H0可见，浓硝酸的还原产物是NO?,稀硝酸的还原产物是 NO。不少同学认为这两个反应+5+4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 N 被还原成了 N ；而第二+5 +2 个反应中 N 被还原成了 N 。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。+5一般说来，硝酸氧化性的强弱并不是根据硝酸（实际是N）被还原的产物的化合价改变的
2、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 + 8HNO 3（稀） = 3Cd （NO 3）2 + 2NO f +4H2O + 3S JPbS + 8HNO3（浓）=PbSO4 + 8NO2f + 4H0（ 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 + HNO 3（稀） + H20 = H3ASO3 + NO fH3ASO3 + 2HNO 3（浓）=H3ASO4 + 2NO2 f + HO（
3、3）稀硝酸只能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 + 2HNO 3（稀） = 3I2+ 2NOf + 4H2OHI + 6HNO 3（浓） = HIO3+ 6NO2f + 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 + NOf + 2H2O +23Pt + 18Cl + 4NO3 + 16H+= 3PtCl 62 + 4NOf + 8H2O虽然铂、金不易被浓硝酸氧化， 但当有C离子存在时，和产物Au3+离子（或Pt4+离子）
4、结合，生成了络离子AuCI 4（或PtClq），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NO?或NO夕卜，在更稀的硝酸中还可产生20、N2、NH3等。例如：14Mg + 10HNO 3（1 mol L- ） = 4Mg （NO 3）2 + NH4NO3 + 3H?014Mg + 10HNO 3（2 mol L- ） = 4Mg （NO 3）2 + N?OT + 5H2O3Mg + 8HN0 3（6 mol L1） = 3Mg （NO 3）2 + 2N0 f + 4H0Mg +
5、4HN0 3(16 mol L1) =Mg (NO 3)2 + 2NO2T + 2HO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 mol L 一1)1被还原的主要产物是 N02,稀硝酸(68 mol L )被还原的产物主要是 NO ;再稀如2 mol L 的硝酸还原产物主要是 20，而更稀的硝酸(1 mol L)则被还原成NH3 (NH3与HNO3 反应生成NH4NO3)。(6)铁、铝在冷的浓硝酸中发生钝化现象。+5总之，硝酸的强氧化性来自硝酸根中的N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
6、以表现出氧化性，如硝酸亚铁中的Fe2 NO3可以稳定存在，但加盐酸时，Fe2+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NO?反应2NO2 + 2NaOH = NaNOs + 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. 加热该绿色
8、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) Cu 与浓 HNO3
9、反应生成 Cu(NO3)2、NO2、出0:Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO 3)2 + 2NO2f +2 HO。(4) 装置中盛放 出0，使NO2与 出0反应生成NO: 3NO2 + H2O = 2HNO 3 + NO。(5) NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色 NO?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 N02导致装置中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO?赶走(a、c方案)再观察颜色变化。也可在
10、Cu(NO 3)2的浓溶液中通入 N02 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 N02引起的。方案b由于 CU(NO 3)2和溶解在其中的NO?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C02一段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3) Cu + 4HNO3 (浓)=Cu(NO 3)2 + 2NO2? + 2H0(4) 将 N02 转化为 NO 3NO2+ H2O = 2HNO3 + NO(5) 装置中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
11、】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NO?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X3,反应的Cu的物质的量x = mol。则起酸性作用的 HNO3为 molX2 = mol，所以 HNO3的物质的量为 mol + mol = mol，浓度为
12、mol 答案：mol L t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HCI，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,充分反应后剩余金属mi 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mi和m2的关系是A. m 1 一定大于 m? B.
13、mi可能等于 m? C. mi 一定等于 m? D. mi可能大于 m?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 + + 2NO = 3Cu2+3+.+ 2NO f + 4HO或Fe + 4H + NO3 = Fe + NO f + 2HO，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 + Cu 2+= 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。
