⑴ 安息香氧化成二苯乙二酮時,還可用什麼方法為什麼工業生產選硝酸作為
名稱:2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(Oxybenzone)
別名:紫外線吸收劑UV-9,二苯甲酮-3 ,BP-3,防曬劑2號
式:C14H12O3
量:228.24
性狀:淡黃色結晶粉末易溶於乙醇、丙酮等機溶劑溶於水
1、用於塑料、化纖、油漆及石油製品特別適用於淺色透明製品
2、用於油漆各種塑料製品聚氯乙烯、聚酯、丙烯酸、樹脂、聚苯乙烯淺色透明傢具等特別效更良化妝品添加劑用量0.1-0.5%
3、二苯甲酮類紫外線吸收劑聚乙烯等 合塑料優良穩定劑用量0.5~1.5%亦用於油漆、顏料、塗料工業、精白臘及 用化妝品
4、種廣譜紫外線吸收劑,具吸收率高、毒、致畸作用,光、熱穩定性等優點,同吸收 UV-A UV-B ,美 FDA 批准Ⅰ類防曬劑,美歐洲使用頻率較高,廣泛用於防曬膏、霜、蜜、乳液、油等防曬化妝品,作由光敏性變色產品抗變色劑
⑵ 濃硝酸為什麼是強氧化劑
因為濃硝酸中的氮元素是最高價態。
具有強烈氧化性的物質。
在標准電位順序中的位置越靠後,標准電位值越正,在化學反應中越易獲得電子,則這類物質(如分子、原子或離子)就是越強的氧化劑。
如三價鈷鹽、過硫酸鹽、過氧化物、重鉻酸鉀、高錳酸鉀、氧酸鹽、濃硫酸等,都是強氧化劑。
⑶ 什麼是硝酸、他的用途
第三節 硝酸
一、教學目的要求
使學生掌握硝酸的化學性質。
二、教材分析和教學建議
在初中曾經介紹過硝酸具有酸的通性,對於硝酸的氧化性只是簡單提及。本節是在初中的基礎上進一步介紹硝酸的一些性質。教材從硝酸與金屬反應主要不生成氫氣引入,介紹了硝酸的兩種特性——氧化性和不穩定性。
硝酸的氧化性是全章的重點內容,也是教學的難點。教材在處理這部分內容時從實驗入手,通過引導學生觀察銅跟濃硝酸和稀硝酸反應時的不同現象,加深學生對硝酸氧化性的認識及對反應產物的記憶。並且,還從反應中氮元素的化合價變化和電子得失,來簡單分析硝酸與金屬發生的反應,使學生理解反應的實質,同時也復習了氧化還原反應的知識。
在介紹硝酸的不穩定性之後,教材解釋了為什麼濃硝酸有時呈黃色,使學生學會利用所學知識解釋日常見到的現象,使知識學以致用。
本節教學重點:硝酸的氧化性。
本節教學難點:硝酸的氧化性。
教學建議如下:
1.可以與硫酸、鹽酸進行比較,介紹硝酸的物理性質及化學性質。
2.硝酸的氧化性是本節的重點,也是難點。教學中可以先復習濃硫酸的氧化性,然後通過硝酸的實驗,並與濃硫酸的反應比較,使學生認識硝酸的氧化性。
3.通過濃、稀硝酸與銅反應的實驗現象,指導學生歸納兩個反應的化學方程式,並分析歸納出:(1)金屬與硝酸反應一般不產生氫氣;(2)濃硝酸和稀硝酸都有強氧化性;(3)金屬與硝酸反應時主要是HNO3中+5價的N被還原成低價的N;一般來說稀硝酸的還原產物為NO,濃硝酸的還原產物是NO2。
4.關於硝酸與非金屬的反應,教材只介紹了與碳反應的化學方程式,教學中不宜強化其他反應及擴展。
5�做有關硝酸的實驗時,應強調安全,並結合硝酸的氧化性,讓學生認識到注意安全的重要性。
三、演示實驗說明和建議
〔實驗1-7〕
做濃硝酸與銅反應的實驗,可用「氣室」法進行投影演示。方法是:在直徑12 cm的培養皿中加一些水(水層高約0.5 cm),將其放在預熱好的投影儀載物台上,把直徑6 cm的培養皿放在加水的培養皿中;向直徑6 cm的培養皿中加一薄層濃硝酸,然後再放入一小塊銅片,立即用直徑10 cm的培養皿蓋在上面以形成「氣室」(如圖1-6)。
可以看到,銅片與濃硝酸劇烈反應,銅片周圍的溶液很快變成藍色,同時產生氣泡並推動銅片較快地移動,這時逐漸看到「氣室」內產生紅棕色氣體,最後直徑6 cm培養皿中的溶液全部變成藍色。
圖 1-6硝酸與銅反應的投影實驗
四、部分習題參考答案
習題二:1. B 2. D 3. D 4. A 5. C
習題四:14 mol/L, 2.7 mol/L
五、資料
1.硝酸的濃度和氧化能力
當硝酸跟金屬反應時,硝酸被還原的程度取決於酸的濃度和還原劑的強弱。對於同一種還原劑來說,酸愈稀,被還原的程度愈大。例如,銅與濃硝酸的反應中,;而銅與稀硝酸的反應中,。
上述反應中當硝酸的濃度為8 mol/L以上時,還原的主要產物是NO2。這是因為硝酸越濃,氧化性越強,反應過程中生成的低價氮的化合物,在強的氧化氣氛中不能存在,繼續被氧化成高價的氮的化合物——NO2。 當硝酸較稀時,它的氧化性也較弱,氮的低價氧化物能夠存在。所以主要產物是NO。
濃硝酸與金屬反應時,最初可能生成NO,但由於硝酸濃度很大,使平衡強烈地向左移動,主要產物為NO2;當稀硝酸與金屬反應時,由於硝酸濃度小,平衡向右移動,主要產物為NO。
因此,我們不能簡單地就濃、稀硝酸的還原產物,來解釋濃、稀硝酸氧化能力的強弱。
2.硝酸跟金屬反應的一般規律
硝酸與金屬的反應是相當復雜的。在這類氧化還原反應中,包括許多平行反應,因此,可以得到多種還原產物,而且在還原產物之間還進行氧化還原反應。
某些金屬(如鎂、鋅)與小於2 mol/L的硝酸反應時,還會產生一定量的氫氣。
硝酸的還原產物,除取決於硝酸的濃度、還原劑的還原能力外,還與反應溫度和反應中間產物(HNO2、NO2)的催化作用有關,反應雖復雜,但硝酸跟金屬的反應是有規律的。
(1)在金屬活動性順序中,位於氫後面的金屬如銅、汞、銀等,跟濃硝酸反應時,主要得到NO2,跟稀硝酸反應時,主要得到NO。
(2)在常溫下Fe、Co、Ni、Al等金屬在濃硝酸中發生「鈍化」,在金屬表面覆蓋一層緻密的金屬氧化物薄膜,阻止反應進一步發生。這些金屬與稀硝酸作用主要生成N2O(有的認為是NO),這是由於它們的還原性較強,能將硝酸還原成較低價的N2O。如與更稀的硝酸反應則生成氨(鈷在同樣條件下則生成氮氣)。
(3)鎂、鋅等金屬跟不同濃度的硝酸作用能得到氮的不同低價態的還原產物。例如:當硝酸中HNO3的質量分數為9%~33%(密度為1.05 g/cm3~1.20 g/cm3)時,反應按下式進行:
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑
若硝酸更稀,反應會生成氨,氨跟過量的硝酸進一步反應生成硝酸銨。
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(4)Au、Pt、Ir、Rh等重金屬跟濃、稀硝酸都不反應,因為它們特別穩定,不易被氧化。
(5)Sn、Sb、W、V等金屬跟濃硝酸作用,生成金屬氧化物,而不是硝酸鹽(因為這些金屬氧化物不溶於硝酸,反應不再繼續發生)。
3.金屬的鈍化
(1)鈍化現象
如果在室溫時試驗鐵片在硝酸中的反應速率以及與硝酸濃度的關系,我們將會發現鐵的反應速率最初是隨硝酸濃度的增大而增大。當增大到一定程度時,它的反應速率迅速減小,繼續增大硝酸的濃度時,它的反應速率更小,最後不再起反應,即鐵變得「穩定」了,或者像一般所說的,鐵發生「鈍化」了。
不僅鐵,其他一些金屬也可以發生鈍化。例如,Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等,其中最容易鈍化的金屬是Cr、Mo、Al、Ni、Fe。
不僅硝酸,其他強氧化劑如濃硫酸、氯酸、碘酸、重鉻酸鉀、高錳酸鉀等,都可以引起金屬的鈍化。
在個別情況下,少數金屬能在非氧化劑介質中鈍化。例如,鎂在HF中鈍化,鉬和鈮在HCl中鈍化。
一般地說,鈍化後的金屬,在改變外界鈍化條件後,仍能在相當程度上保持鈍化狀態。例如,鐵在濃硝酸中鈍化後,不僅在稀硝酸中保持穩定,而且在水、水蒸氣及其他介質中也能保持穩定。鈍化後的鐵不能從硝酸銅溶液中置換出銅。
有許多因素能夠破壞鈍化狀態,或者阻止金屬鈍態的生成。將溶液加熱或加入活性離子,如Cl-、Br-、 I-等和還原性氣體如氫(特別是在加熱時)都能使鈍態金屬活性化。
使金屬鈍化的方法,除了把金屬浸在濃酸里使它鈍化外,還可以把金屬作為電極(陽極),通過電流使它發生氧化。當電流密度增大到一定程度時,金屬就能被鈍化。
(2)鈍化的機理
現在大都認為,金屬的鈍化是由於金屬和介質作用,生成一層極薄的肉眼看不見的保護膜的結果。這層薄膜通常是氧和金屬的化合物。例如,在有些情況下,鐵氧化後生成結構較復雜的氧化物,其組成為Fe8O11。鈍化後的鐵跟沒有鈍化的鐵有不同的光電發射能力。經過測定,鐵在濃硝酸中的金屬氧化膜的厚度是3 nm~4 nm。這種薄膜將金屬表面和介質完全隔絕,從而使金屬變得穩定。
(3)鈍化的實際應用
鈍化能使金屬變得穩定。從本質上講,這是由於金屬表面上覆蓋了一層氧化膜,因而提高了金屬的抗蝕性能。
為了提高金屬的防護性能,可採用化學方法或電化學方法,使金屬表面覆蓋一層人工氧化膜。這種方法就是通常說的氧化處理或發藍。它在機械製造、儀器製造、武器、飛機及各種金屬日用品中,作為一種防護裝飾性覆蓋層而廣泛地被採用。
4.中國古代科學技術「四大發明」之一——火葯
我國的「四大發明」對我國和世界的經濟和科學文化的發展起了巨大的作用。
我國隋末唐初有個醫學家孫思邈,在他所著的《丹經內伏硫磺法》一書中,寫了使硫磺伏火的方法:取用硝石、硫磺各二兩研細,再加上三個炭化皂角子,這樣就能燒起焰火。這大概就是我國最早配製火葯的方子了。許多事實都證明,在唐朝(公元618—907年),我們的祖先已發明火葯了。
火葯常用於采礦、水利工程、修築鐵路、公路,也用於農田基本建設及軍事工業,還用來製造我們日常生活中喜聞樂見的焰火和鞭炮。
火葯在軍事上的應用最初是在宋初。馮義升、岳義方等人用火葯製成了火葯箭,並加上引線,點燃引線後,用弓射向敵陣,以燃燒攻擊敵方,這屬小型的火葯武器。大型的火葯武器當時叫火炮,是將火葯包做成便於發射的形狀,點燃引線後,由拋射機拋向敵方,其威力比火葯箭強。
火葯用做武器,最早的確實記載見於宋初曾公亮等編寫的一本軍事書《武經總要》(公元1044年),不僅寫了火葯箭的製法,還記下了當時的三種火葯配方。
北宋末年,人們創造了「霹靂炮」。公元1126年,金兵進攻開封時,李剛就下令用霹靂炮擊退金兵。隨後又出現鐵火炮。到元代已出現用銅和鐵鑄的筒式大炮,當時是威力最大的火葯武器,被尊稱為「銅將軍」。現保存在歷史博物館的最早的「銅將軍」是公元1332年造的,它是已發現的世界上最古老的銅炮。
早在唐朝,我國與阿拉伯、波斯等國家通過海上貿易,往來頻繁,硝石隨同醫葯及煉丹術由我國傳到外國。當時,埃及人把硝石叫做「中國雪」,波斯人把硝石稱為「中國鹽」,但他們僅知道用硝石來煉丹、治病和做玻璃。直至公元1225—1248年,我國的火葯才由商人傳入阿拉伯國家。歐洲人在13世紀後期通過翻譯阿拉伯人的書籍才知道了火葯。隨後,火葯武器也經阿拉伯國家而傳入歐洲。
5.硝酸工業製法的發展
硝酸的工業製法有三種。
第一種是早在17世紀就使用的硝石法。它是利用鈉硝石跟濃硫酸共熱而得硝酸。
NaNO3+H2SO4(濃)NaHSO4+HNO3↑
由於硝酸較易揮發,所以,反應產生的是硝酸蒸氣,經冷凝後即為液體。反應生成的酸式硫酸鹽,在高溫條件下可進一步與鈉硝石反應,生成硫酸正鹽和硝酸。但硝酸在高溫時會分解,所以硝石法一般控制在第一步反應。此法產量低,消耗硫酸多,又受到硝石產量的限制,已逐步被淘汰。
第二種是電弧法。它是利用電弧使空氣中的氮氣和氧氣直接化合而成NO。
N2(g)+O2(g)2NO(g)
這是可逆反應,而且這兩種單質互相化合時是吸熱的,因此高溫對於NO的生成有利。不過,即使在3 000 ℃,平衡混合物中也僅含有5%的一氧化氮。
工業上用強大的電源產生的電弧做加熱器,溫度可達4 000 ℃左右。當空氣流迅速通過電弧時,空氣受到強熱,於是就生成少量的一氧化氮。立刻將混合氣體冷卻到1 200 ℃以下,以後再進一步冷卻,混合氣體中的NO與O2化合而成NO2,最後用水吸收而成硝酸。因為電弧法耗費大量的電能,同時NO的產率低,當氨氧化法問世後,它也逐漸被淘汰了。
第三種是氨的催化氧化法。按生產流程和操作條件不同,可分為常壓法、加壓法和綜合法。這種方法成本低,產率高,消耗電能少。
常壓法是在常壓下進行的,加壓法是在加壓(600 kPa~900 kPa)下進行的。綜合法是既有常壓過程,又有加壓過程,氨的氧化在常壓下進行,一氧化氮的氧化和二氧化氮的吸收在加壓(600 kPa~900 kPa)下進行。
常壓法生產的硝酸中HNO3的質量分數較小,一般為47%~50%。它的生產設備所需的不銹鋼數量較多,但操作方便,鉑催化劑損失小,消耗電能較小。加壓法生產的硝酸中HNO3的質量分數較大,一般為58%~60%,可以節省吸收塔數目,因而所需不銹鋼數量較少,但操作復雜,消耗電能較大,鉑催化劑損失也較大。綜合法則兼有二者的優點。
6.合成硝酸
(1)氨和氧的反應與O2作用時,NH3被氧化成N2、N2O、NO,都是極完全的反應。由於催化劑(Pt-Rh)的選擇性,使主要產物為NO。NH3和O2在Pt-Rh網上停留時間為10-4 s,有98%~99%的NH3轉化為NO。若用Fe2O3或CoO或CoO(85%)和Al2O5(15%)作催化劑,NO的產率依次為89.9%、95.0%、96.0%。
4NH3+5O2=4NO+6H2O(g)
4NH3+3O2=2N2+6H2O(g)
氧化反應中NH3和O2的物質的量之比為1∶1.25,實際原料氣中含NH3量為10%~11%(體積分數),其中NH3和O2的物質的量之比為1∶(1.7~1.9)。(NH3和O2反應生成HNO3所需NH3和O2的物質的量之比為1∶2,所缺的O2,在NO2和H2O反應時加入)
7.硝酸鹽熱分解
溫度不很高時,硝酸鹽熱分解的產物主要有三種類型:按電極電位順序,鎂以前金屬硝酸鹽分解為亞硝酸鹽和氧,鎂和銅之間金屬硝酸鹽分解為氧化物、二氧化氮和氧,銅以後金屬硝酸鹽分解為金屬、二氧化氮和氧。
1.硝酸鋰(鋰比鎂活潑)熱分解生成氧化鋰
2LiNO3=Li2O+2NO2+O2
鈉、鉀硝酸鹽在高溫(1 100 ℃)下分解為氧化物
2MNO3=M2O+N2+O2(M=Na、K)
NaNO3、KNO3分解溫度分別為>255 ℃、>340 ℃,NaNO2、KNO2分解溫度分別為>320 ℃、>350 ℃。
2.硝酸亞鐵熱分解生成氧化鐵
2Fe(NO3)2=Fe2O3+4NO2+O2
與此類似的是Mn(NO3)2、Sn(NO3)2、Pb(NO3)2,熱分解生成的氧化物依次為:Mn3O4、SnO2、Pb3O4。
⑷ 二苯乙二酮的制備中為什麼工業生產選用硝酸作為氧化劑
名稱:2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮(Oxybenzone)
別名:紫外線吸收劑UV-9,二苯甲酮-3 ,BP-3,防曬劑2號
分子式:C14H12O3
分子量:228.24
性狀:淡黃色結晶粉末,易溶於乙醇、丙酮等有機溶劑,不溶於水。
1、用於塑料、化纖、油漆及石油製品中,特別適用於淺色透明製品
2、可用於油漆和各種塑料製品,對聚氯乙烯、聚酯、丙烯酸、樹脂、聚苯乙烯和淺色透明傢具等特別有效,更是良好的化妝品添加劑。用量0.1-0.5%。
3、二苯甲酮類紫外線吸收劑,是聚乙烯等 合成塑料的優良穩定劑,用量為0.5~1.5%,亦可用於油漆、顏料、塗料工業、精白臘及 日用化妝品中。
4、是一種廣譜紫外線吸收劑,具有吸收率高、無毒、無致畸作用,對光、熱穩定性好等優點,它同時可以吸收 UV-A 和 UV-B ,是美國 FDA 批準的Ⅰ類防曬劑,在美國和歐洲使用頻率較高,廣泛用於防曬膏、霜、蜜、乳液、油等防曬化妝品中,也可作為由光敏性而變色的產品的抗變色劑
⑸ 硝酸的作用.....
1.用途極廣的重要化工原料,主要用於製造硝酸銨、硝酸銨鈣、硝酸磷肥、氮磷鉀等復合肥料。有機工業用於製造四硝基甲烷、硝基己烷、l-硝基丙烷、2,4-二硝基苯氧乙醇等硝基化合物。染料工業用於對硝基苯甲醚、4,4』-二硝基二苯醚、對硝基苯酚、2,5-二氯硝基苯等染料中間體的合成。塗料工業用於製造硝基清漆和硝基瓷漆。醫葯工業用於製造硝基苯乙酮。硝酸作為氧化劑可氧化醇、苯胺及其他化學品。並已經用於火箭的推進劑。硝酸也是製造鈣、銅、銀、鈷和鍶等的硝酸鹽的原料。
2.硝酸屬於強氧化性酸,對大多數金屬有腐蝕作用。硝酸用於清洗碳素鋼、不銹鋼、銅、黃銅、碳素鋼不銹鋼組成的設備,可除去水垢、鐵銹,對
α-Fe2O3和磁性Fe3O4有良好的溶解力。
在生物法污水處理過程中,可用作微生物養分中的氮源等。此外,硝酸廣泛用於化肥、化纖、醫葯、染料、橡膠等的製造,在國防工業、冶金工業、印染工業以及其他工業部門中,也是不可缺少的重要的分析化學試劑。
3.用作蝕刻劑及強酸性清洗腐蝕劑,可與冰醋酸、雙氧水等配合使用。
4.用作分析試劑,如作溶劑,氧化劑。還用於有機合成,製取各類硝基化合物。
5.硝酸是最重要的基本化工原料之一,是一種用途極廣的化工產品。在水處理領域,硝酸可用作碳素鋼、不銹鋼設備的清洗除銹劑,用在污水、廢水的氧化還原處理過程中;在污水的生物法處理過程中,可用作微生物養分中的氮
(N)源等。
⑹ 為什麼選擇硝酸
硝酸是一種強氧化性、腐蝕性的強酸。硝酸易溶於水,常溫下其溶液無色透明。其不同濃度水溶液性質有別,市售濃硝酸為恆沸混合物,質量分數為69.2%(約16mol/L),質量分數足夠大(市售濃度為95%以上)的,稱為發煙硝酸。硝酸易見光分解,應在棕色瓶中於陰暗處避光保存,也可保存在磨砂外層塑料瓶中(不太建議),嚴禁與還原劑接觸。硝酸在工業上主要以氨氧化法生產,用以製造化肥、炸葯、硝酸鹽等;在有機化學中,濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑。化學式是HNO3,濃硝酸與濃鹽酸按體積比1:3混合可以製成具有強腐蝕性的王水。硝酸的酸酐是五氧化二氮(N2O5)。
⑺ 科學實驗中用什麼做氧化劑
常見的是氧氣和氯氣
而有的物質根據濃度不同氧化性大小也不同
濃硝酸與銅反應生成NO2
稀硝酸與銅反應生成NO
NO2中N+4 NO中n=1
說明濃硝酸的氧化性更強
工業生產硫酸時氧化劑就是O2
實驗中Fe在O2中燃燒氧化劑就是O2
其他的也有~看什麼反應而定的不是氧化劑就是O2
o2隻是很多種里的常見一種
⑻ 硝酸,次氯酸鈉,kmno4通常做氧化劑為什麼
這個實際上說到一個化合價偏向問題,硝酸中的N元素、高錳酸鉀中Mn都已經是最高價,只能降低,而次氯酸鈉中,氯元素在負一價比較穩定,有降低的趨勢,所以三者氧化性都很強
⑼ 27,為什麼還有「做氧化劑的硝酸」不應該全參與反應嗎
在硝酸參加的反應中,有的反應硝酸有兩個作用,一個是氧化劑,另一個是酸。比如:稀硝酸和銅反應:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
8個硝酸分子中有2個是氧化劑,有6個起的是酸的作用,化合價沒有變化。