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實驗:硝酸在無機化學反應中的性質探究

來自維基學院

硝酸是一種無機化合物,化學式為HNO3,濃硝酸是其65~68%的水溶液,為無色液體。硝酸在無機化學反應中主要呈現強酸性和強氧化性。

試劑 純度 外觀
硝酸 AR 無色液體
氯化亞銅 AR 灰白色至淺綠色固體
AR 帶有黃色光澤的紅色固體
氧化鋅 AR 白色固體
氫氧化鈣 AR 白色粉末
碳酸鈣 AR或LR 白色粉末或塊狀固體

性質探究

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硝酸和銅的反應

硝酸和銅的反應

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在試管或錐形瓶中加入銅絲或銅片,加入濃硝酸,反應迅速進行,放出紅棕色的二氧化氮氣體,並放出大量熱。反應生成硝酸銅。

Cu + 4 HNO3(濃) → Cu(NO3)2 + 2 NO2↑ + 2 H2O

同樣的反應在試管中進行,使用1 mol/L的稀硝酸[1],塞上插有導管的橡皮塞,觀察到有無色的氣泡生成。將塞子拔出,試管上方的無色氣體變紅,並放出熱。這證明生成的NO被空氣氧化為NO2

3 Cu + 8 HNO3(稀) → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO↑ + 4 H2O

硝酸和低價金屬化合物的反應

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在試管中加入少量氯化亞銅,加入水,無明顯現象。再逐滴加入硝酸,並震盪試管,發現氯化亞銅逐漸溶解,形成藍色溶液。

硝酸和氧化物、氫氧化物及弱酸鹽的反應

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在3隻試管中分別加入氧化鋅、氫氧化鈣和碳酸鈣,加入1 mol/L硝酸,發現三種固體均溶解,形成無色溶液:

ZnO + 2 HNO3 → Zn(NO3)2 + H2O
Ca(OH)2 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O
CaCO3 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2

注意事項

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硝酸具有強腐蝕性,操作時應佩戴防護用品(如手套等)並在通風櫥內進行。

參考文獻

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  1. 陸軍. 硫酸和硝酸與銅反應時濃稀界限的實驗探究[J]. 教育與裝備研究, 2005(9):12-13.