Взаимодействие с металлами
Содержание и ход урока.
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний, умений, навыков.
Фронтальный опрос.
Блиц – опрос.
1.Элемент, который находится под порядковым номером 7 –
2.Общее число электронов у атома азота –
3. Число неспаренных электронов атомов элементов подгруппы азота –
4.Степень окисления азота в азотной кислоте -
5. Степень окисления азота в аммиаке –
6.В молекуле азота связь –
7. В молекуле аммиака связь –
8. 3 – 10% - раствор аммиака называется …
9. «Азот – непременная составная часть живых организмов». Речь идет о простом веществе или химическом элементе?
10. в составе воздуха азот - %
11. Аммиак при нормальных условиях – это …
12. Оксид азота (II) образуется в атмосфере …
13. Оксид азота (II) – это …
14. В лаборатории оксид азота (II) получают …
15. В промышленности оксид азота (II) получают …
16. При окислении оксида азота (II) образуется …
17. Оксид азота (IV) – это …
18. Почему вовремя грозы почва обогащается азотом?
19.В лаборатории оксид азота (IV) получают …
20. В промышленности оксид азота (IV) получают …
III. Формирование новых знаний, умений, навыков.
1. HNO3
2. Mr (HNO3) = 63
3. M (HNO3) = 63г/моль
Физические свойства.
Азотная кислота – одноосновная сильная кислота, бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом. Азотную кислоту с концентрацией 97 -99% называют дымящей, с концентрацией 58 – 60% - концентрированной. Плотность азотной кислоты 1,4 г/см3. Азотная кислота – сильный окислитель. Дымящая азотная кислота способна поджечь скипидар, другие органические вещества. Азо́тная кислота́ (HNO3), — сильная одноосновная кислота. Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. В водных растворах она практически полностью диссоциирует на ионы.
Промышленное производство, применение и действие на организм
Азотная кислота является одним из самых крупнотоннажных продуктов химической промышленности.
Производство азотной кислоты
Современный способ её производства основан на каталитическом окислении синтетического аммиака на платинородиевых катализаторах (процесс Оствальда) до смеси оксидов азота (нитрозных газов), с дальнейшим поглощением их водой
4NH3 + 5O2 (Pt) → 4NO + 6H2O
2NO + O2 → 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3.
Впервые азотную кислоту получили алхимики, нагревая смесь селитры и железного купороса:
4KNO3 + 2(FeSO4 · 7H2O) (t°) → Fe2O3 + 2K2SO4 + 2HNO3↑ + NO2↑ + 13H2O
Чистую азотную кислоту получил впервые Иоганн Рудольф Глаубер, действуя на селитру концентрированной серной кислотой:
KNO3 + H2SO4(конц.) (t°) → KHSO4 + HNO3↑
Химические свойства.
А) Общие свойства
1. Действие на индикаторы
2. Диссоциация
HNO3 = H+ + NO3-
3. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами
2HNO3 + BaO = Ba(NO3)3 + H2O
6HNO3 + AI2O3 = 2AI(NO3)3 + 3H2O
4. Взаимодействие с основаниями
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
5. Взаимодействие с солями
2HNO3 + K2CO3 = 2KNO3 + H2O + CO2
Б) Специфические свойства
Взаимодействие с металлами
Концентрированная и разбавленная азотная кислота взаимодействуют
со всеми металлами, расположенными до и после водорода, кроме
золото и платины. При взаимодействии азотной кислоты с металлами
водород не выделяется:
Zn + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2
а в зависимости от концентрации выделяются следующие вещества:
1). 4HNO3(k) + Zn = Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2). 8HNO3(p) + 3Zn = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3). 10HNO3(p) + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
4). 12HNO3(p) + 5Zn = 5Zn(NO3)2 + N2 + 6H2O
5). 10HNO3(p) + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
6). 2HNO3(k) + Ag = AgNO3 + NO2 + H2O
7). 4HNO3(p) + 3Ag = 3AgNO3 + NO + 2H2O
Все приведенные выше уравнения отражают, что в продуктах будет содержаться больше всего NO, но также будут содержаться (только в меньших количествах) и NO2, N2O, N2 и NH4NO3.
Единственная общая закономерность при взаимодействии азотной кислоты с металлами: чем более разбавленная кислота и чем активнее металл, тем глубже восстанавливается азот:
увеличение концентрации кислоты увеличение активности металла
2. Разложение на свету или при нагревании
4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O
3. Взаимодействие с неметаллами
6HNO3(k) + S = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
5HNO3(p) + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
Продукты взаимодействия железа с HNO3 разной концентрации
С золотом и платиной азотная кислота, даже концентрированная не взаимодействует. Железо, алюминий, хром холодной концентрированной азотной кислотой пассивируются. С разбавленной азотной кислотой железо взаимодействует, причем в зависимости от концентрации кислоты образуются не только различные продукты восстановления азота, но и различные продукты окисления железа:
Азотная кислота окисляет неметаллы, при этом азот обычно восстанавливается до NO или NO2:
и сложные вещества, например:
Некоторые органические соединения (например амины и гидразин, скипидар) самовоспламеняются при контакте с концентрированной азотной кислотой.
Получение
а) в промышленности:
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
б) в лаборатории:
NaNO3(тв) + H2SO4(k) = NaHSO4 + HNO3
Применение
- для получения красителей
- для получения лекарственных препаратов
- для получения полимеров
- при производстве фотопленки
- для получения взрывчатых веществ
- для производства минеральных удобрений.