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发现之旅

你知道三大强酸吗？对，它们是盐酸（HCl）、硫酸（H₂SO₄）和硝酸这三种无机酸。相信前两者对于大家来说一定不会陌生，今天，向大家介绍的便是酸家族中的重要一员——硝酸（HNO₃）。

细心的同学也许会问，硝酸不是由氢、氧、氮三种元素组成的吗？为什么不像磷酸（H₃PO₄）一样叫做氮酸而叫硝酸呢？这里还有一定的历史渊源。因为硝酸最初是由硝石（NaNO₃）制成的，中文沿袭原料之名而称硝酸，而外文里则称为氮酸。

深入思考

不知道同学们有没有注意这样一个问题：在上图中展示给同学们的盛装硝酸的试剂瓶是棕色的。而在实验室我们最常见的试剂瓶都是无色的，例如：盛装氢氧化钠和盛装盐酸的试剂瓶都是无色的。那为什么装硝酸要用棕色的试剂瓶呢？
原来硝酸见光易分解产生NO₂，NO₂溶于水显黄色。所以我们在实验室中常用的硝酸是略带黄色的。且硝酸的浓度越大越易分解，而且温度越高分解越快，光越强分解越快。为了防止硝酸的分解，必须把它盛在棕色瓶里密封存放在黑暗而且温度较低的地方。

硝酸见光易分解

    98％以上的浓硝酸在空气中由于挥发出HNO₃而产生“发烟”现象，所以通常98％以上的浓硝酸又叫做发烟硝酸。
    硝酸在化学性质上，除了具有酸的通性外，还具有本身的特性：氧化性。
    我们在学习酸的通性时知道：酸能和金属发生反应，生成一种金属盐和氢气。但是我们今天要学习的硝酸却是一个例外，它与金属也能反应，但是产生的气体不是氢气。想知道它们反应生成的是什么吗？那就继续往下看吧！
    首先我们来看一个实验：浓硝酸和稀硝酸分别与铜的反应。

浓硝酸与铜的反应

从实验中可以看出，浓硝酸与铜在常温下就能剧烈反应，生成一中种红棕色的气体。这也说明了浓硝酸与铜反应产生的气体是NO₂，而不是氢气。再来看看稀硝酸与铜反应产生了什么！
在常温下，稀硝酸与铜在并不发生反应。（见下图右边试管）

稀硝酸与铜的反应

但是将试管放在酒精灯上加热后，会发现稀硝酸与铜也能发生反应。（见下图）且产生的气体为无色。把橡胶塞拿开，会发现试管中的气体变成了红棕色。因此也说明了试管中产生的是NO，而不是氢气。

所以浓硝酸和稀硝酸与铜反应的化学方程式分别是：

硝酸是一种强氧化剂，几乎能与所有的金属(除金、铂等少数金属外)发生氧化还原反应。从上面的反应可以看出，硝酸与金属反应时，主要是HNO₃中+5价的氮得到电子，被还原成较低价的氮而形成氮的氧化物(NO₂ 、NO)，而不像盐酸与较活泼金属反应那样放出氢气。
有些金属如铝、铁等在冷的浓硝酸中会发生钝化现象，这是因为浓硝酸把它们的表面氧化成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。

铝与硝酸的反应

硝酸还能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应。例如，硝酸能与碳反应：

[注意]：因为硝酸具有强氧化性，对皮肤、衣物、纸张等都有腐蚀作用，所以使用硝酸(特别是浓硝酸)时，一定要格外小心，注意安全。万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打水或肥皂洗涤。

学有所用

钝化现象

    如果在室温时试验铁片在硝酸中的反应速率以及与硝酸浓度的关系，我们将会发现铁的反应速率最初是随硝酸浓度的增大而增大。当增大到一定程度时，它的反应速率迅速减小，继续增大硝酸的浓度时，它的反应速率更小，最后不再起反应，即铁变得“稳定”了，或者像一般所说的，铁发生“钝化”了。
    不仅铁，其他一些金属也可以发生钝化。例如，Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等，其中最容易钝化的金属是Cr、Mo、Al、Ni、Fe。
    不仅硝酸，其他强氧化剂如浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾等，都可以引起金属的钝化。
    在个别情况下，少数金属能在非氧化剂介质中钝化。例如，镁在HF中钝化，钼和铌在HCl中钝化。
    一般地说，钝化后的金属，在改变外界钝化条件后，仍能在相当程度上保持钝化状态。例如，铁在浓硝酸中钝化后，不仅在稀硝酸中保持稳定，而且在水、水蒸气及其他介质中也能保持稳定。钝化后的铁不能从硝酸铜溶液中置换出铜。
    钝化能使金属变得稳定。从本质上讲，这是由于金属表面上覆盖了一层氧化膜，因而提高了金属的抗蚀性能。
    为了提高金属的防护性能，可采用化学方法或电化学方法，使金属表面覆盖一层人工氧化膜。这种方法就是通常说的氧化处理或发蓝。它在机械制造、仪器制造、武器、飞机及各种金属日用品中，作为一种防护装饰性覆盖层而广泛地被采用。

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1. 下列反应中， HNO₃既显氧化性，又显酸性的是（   ）
    A．Cu和HNO₃        B．CuO和HNO₃
    C．H₂S和HNO₃       D．FeO和HNO₃

2. 稀硫酸中加入铜片，无现象，再加入下列某物质后，见铜片逐渐溶解，溶液呈蓝色。该物质为（   ）
    A．NaCl            B．KNO₃
    C．Cu(OH)₂         D．Fe

3. 将 1.92 g 铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时，收集到的气体为 1.12 L (标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是（   ）
    A．0.12 mol         B．0.11 mol
    C．0.10 mol         D．0.08 mol

4.某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2：1时，其还原产物是（  ）
    A．NO₂         B．NO
    C．N₂O         D．N₂