题目

硝酸的性质怎样?

提问时间：2021-03-29

答案

硝酸(HNO3)是一种强酸,常温下为无色液体.易溶於水,有强氧化性和腐蚀性.其不同浓度水溶液性质有别,高浓度（≥98%）硝酸因溶有二氧化氮而显棕红色,在空气中可挥发出HNO3,故称发烟硝酸.硝酸是一种重要的化工原料.
硝酸的酸酐是五氧化二氮(N2O5).
硝酸是平面分子,其中心原子N原子为sp2杂化.由於羟基上的氢原子与另外一个氧原子形成了氢键,分子才呈平面结构,而且N的三根键长都不相同.N原子垂直於分子平面的一个p轨道是满的,它与未连接H的两个氧原子上的p轨道共轭,形成大∏键.分子内氢键也是硝酸沸点较低的原因.
硝酸去掉一个氢原子的结构是硝酸根,一般带一个负电荷（硝酸根离子）.硝酸根具有对称的平面等边三角形结构,4个原子形成大键,多出来的1个电子在离域∏键里.
硝酸去掉一个羟基的结构是硝基,一般带一个正电荷.硝基的正离子叫硝醯正离子.
[编辑] 物理性质
纯硝酸为无色、容易挥发的液体,沸点约为83℃,凝固点约为-42℃,密度为1.51g/ml.可以与水以任意比混溶.浓硝酸因溶有NO2而显棕红色,也会挥发出棕红色的NO2.一般的浓硝酸指的是16mol/L的HNO3水溶液,密度为1.42g/ml.
[编辑] 化学性质
硝酸作为氮的最高价(+5)水化物,具有很强的酸性,一般情况下认为硝酸的水溶液是完全电离的.硝酸可以与醇发生酯化反应,如硝化甘油的制备.只有在与浓硫酸混合时,硝酸才能电离出NO2+,这是硝化反应能进行的本质.
HNO3 + H2O → H3O+ + NO3- （水中）
HO-NO2 + 2H2SO4 →
NO2+ + 2HSO4- + H3O+ （浓硫酸中）
硝酸的水溶液无论浓稀均具强氧化性及腐蚀性,溶液越浓其氧化性越强.硝酸在光照条件下分解成水、NO2和O2,因此硝酸一定要盛放在棕色瓶中,并置於阴凉处保存.硝酸能溶解许多种金属（可以溶解银）,生成盐、水、氮氧化物.随著溶液浓度的减小,其还原产物逐渐由高价向低价过渡,从最浓到最稀可生成NO2、NO、N2O、N2、NH4NO3.还原产物一般是混合物,金属与浓硝酸反应多生成NO2,与稀硝酸反应下生成如NO等较低价化合物.除了镁、锰及钙在与冷、稀硝酸反应会生成氢气外,一般情况下不会生成氢气.
铁等金属遇冷的浓硝酸可以发生钝化现象,只在表面形成一层致密的氧化膜,不会完全反应掉.浓硝酸和浓盐酸的物质的量按1:3混合,即为王水,能溶解金等稳定金属.
硝酸盐大多易热分解,生成氧气、氮氧化物、金属氧化物（也能生成硝酸盐或金属单质,视金属的稳定性而定）.硝酸铵(NH4NO3)受敲击即生成一氧化二氮和水.因此被用於国防工业及工程上（硝酸钾就是黑火药的成分之一）.
[编辑] 制备
工业上用二氧化氮与水混合制备硝酸：
3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
2NO + O2 → 2NO2 （在空气中很快进行）
反覆把生成的气体通入水中,即可得到较纯的硝酸.其原料二氧化氮是由氨氧化而得,因此硝酸工业与制氨工业有不可割裂的联系.
[编辑] 工业用途
硝酸是在工业上和实验室中都很常用的一种酸.
作为硝酸盐和硝酸酯的必需原料,硝酸被用来制取一系列硝酸盐类氮肥,如硝酸铵、硝酸钾等；也用来制取硝酸酯类或含硝基的炸药,如三硝基甲苯(TNT)、硝化甘油.
由於它同时具有氧化性和酸性,硝酸也被用来精炼金属：即先把不纯的金属氧化成硝酸盐,排除杂质后再还原.
[编辑] 人体影响
硝酸不论浓稀溶液都有氧化性和腐蚀性,因此对人很危险,仅溅到皮肤上也会引起严重烧伤.皮肤接触硝酸后会慢慢变黄,最后变黄的表皮会起皮脱落.