Азотная кислота, нитраты и окисление металлов
Рассмотрим специфические свойства HNO₃ и наблюдения её реакции с медью. Свяжем промышленное получение кислоты, нитратные удобрения и экологический контроль.
Чему научимся
- Отличать HNO₃ от неокисляющих кислот
- Уравнивать реакцию Cu с концентрированной HNO₃
- Объяснять роль нитратов и риски избытка
Разбираемся в теме
Общие и специфические свойства
Чистая HNO₃ — бесцветная жидкость, хорошо смешивающаяся с водой; растворённый NO₂ может придавать ей желтоватый цвет. Это сильная одноосновная кислота, с NaOH дающая NaNO₃ и H₂O. Азот +5 принимает электроны, поэтому кислота окисляет многие металлы. В обычных школьных реакциях Cu с HNO₃ не выделяет H₂; азотные продукты зависят от металла и концентрации.
В видеозаписи учитель наблюдает Cu с концентрированной кислотой: Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O. Газ NO₂ бурый и токсичный. Для разбавленной кислоты в выбранной модели 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O; бесцветный NO на воздухе окисляется до NO₂. Концентрированная HNO₃ при обычной температуре может пассивировать Fe и Al.
Получение и соли
Промышленная цепочка включает каталитическое окисление 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O, затем 2NO + O₂ → 2NO₂ и поглощение с дальнейшим окислением, суммарно 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃. Реальные установки контролируют температуру и отвод токсичных газов; это технологические стадии, а не инструкция опыта.
Нитраты содержат NO₃⁻ и многие растворимы в воде. Некоторые используются как удобрения, но избыточное внесение увеличивает загрязнение почв и вод; содержание азота рассчитывают по формуле. При нагревании нитраты могут разлагаться с продуктами, зависящими от катиона; например 2NaNO₃ → 2NaNO₂ + O₂, а 2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂.
Разобранные примеры
Проверь электронный баланс реакции Cu с концентрированной HNO₃ до NO₂.
- Cu 0 → +2 отдаёт 2e⁻.
- Каждый N +5 → +4 в NO₂ принимает 1e⁻, поэтому два N принимают 2e⁻.
- Два других нитратных компонента входят в Cu(NO₃)₂: итог Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.
Ответ. Баланс по электронам и атомам объясняет четыре формулы HNO₃ на один Cu в выбранных условиях.
Попробуй самостоятельно
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Самопроверка
Закрепление материала
Мини-тест
Выберите ответ на каждый вопрос. Объяснения откроются после проверки.
Открываем мини-тест…
Словарь урока
- Нитрат
- Соль азотной кислоты с анионом NO₃⁻ и азотом в степени +5.
- Оксиды азота
- Соединения N с O, свойства и воздействие которых различаются по составу.
- Минеральное удобрение
- Материал с питательными элементами для растений, применение которого требует расчёта и контроля.
Связь с программой
Тема: свойства элементов и соединений. Раздел: Неметаллы и металлы.
- ФРП ООО «Химия», базовый уровень, 8–9 классы ↗Единое содержание общего образованияПроверенная копия программы ↗Страницы PDF: 10, 11, 41, 42
Содержание базового курса сверено с программой 12 октября 2026 г. Источники программы описывают содержание школьного курса химии; объяснения, примеры и задания — авторские материалы Умблика. Последовательность школьных занятий и актуальные требования уточняет учитель в рабочей программе.
Твой маршрут
Химия