二氧化氮和一氧化氮和氫氧化鈉,碳酸鈉反應生什麼啊,網上查的好像不太對?

時間 2021-05-31 04:59:57

1樓:Studio TBsoft

(20181129補充修改)

很多人會被中學化學中的乙個反應誤導:

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

似乎NO2溶於水,一定會生成NO。

實際上,這個反應只有在足量NO2與水反應時才是主要反應,例如,工業氨氧化制硝酸,吸收塔中用水吸收NO2,發生的主要是這個反應。

從反應機理上說,NO2與水的第一步反應是歧化反應:

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

亞硝酸HNO2是不穩定的,濃度稍高即進一步發生分解或者歧化反應:

2HNO2 = NO↑ + NO2↑ + H2O

(可理解為:2HNO2 = N2O3↑ + H2O,N2O3 = NO + NO2)

3HNO2 = HNO3 + 2NO↑ + H2O

反應產物中有NO生成,這就是NO2與水反應生成NO的原因。

但如果用鹼液代替水與NO2反應,HNO2在鹼液中生成穩定的亞硝酸鹽,就不會再進一步分解或者歧化了,因此反應就發生了變化,例如:

2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

有同學套用課本上的3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO這一反應,將NO2與NaOH的反應寫作:

3NO2 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O + NO

這實際上是沒弄清楚NO2與水反應本質導致的錯誤。

同樣,NO2與Na2CO3溶液的反應可以寫作:

2NO2 + Na2CO3 = NaNO3 + NaNO2 + CO2

因為HNO2的酸性比碳酸要強(HNO2的酸性與醋酸基本相當)。

純的NO通常情況下不與水或者鹼液反應,但如果是NO2中混有少量NO,與鹼液會發生反應,例如:

NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O

工業氨氧化制硝酸的尾氣吸收反應就是這個反應,這個反應可看作NO2與NO反應生成了N2O3(亞硝酸酐),再與NaOH反應得到亞硝酸鹽。

少量的NO2,以及少量NO2與更少量NO的混合氣體,都可能完全溶於大量水:

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

NO + NO2 + H2O = 2HNO2(2HNO2 = NO↑ + NO2↑ + H2O的逆反應)

用大試管收集一試管NO2,倒立在水槽中,幾乎不可能剩下1/3體積的氣體,這種型別的錯題在中學化學教學中流傳多年,實在是不應該。即使假定發生的反應只有3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,也不會剩下1/3體積的氣體,因為常溫下沒有純的NO2,只有NO2與N2O4的混合物,而且N2O4是主要成分!

NO2可溶於濃硫酸,在濃硫酸中,NO2同樣發生歧化,並在硫酸給出質子的情況下,生成NO2+(硝基正離子,或者硝鎓離子)和NO+(亞硝基正離子,或者亞硝鎓離子),並可能與HSO4-結合成鹽:

2NO2 + 2H2SO4 = NO2HSO4 + NOHSO4 + H2O

NO2HSO4是硝基硫酸或者硝鎓硫酸氫鹽,NOHSO4是亞硝基硫酸或者亞硝鎓硫酸氫鹽。有機化學硝化反應使用的硝酸—硫酸混酸中含有NO2HSO4,NOHSO4則是鉛室法製備硫酸的重要中間產物。因此不能用濃硫酸乾燥NO2!

NO和NO2的混合氣體也可以溶於濃硫酸,生成NOHSO4:

NO + NO2 + 2H2SO4 = 2NOHSO4 + H2O

常溫下,固體五氧化二氮N2O5實際上也是NO2+與NO3-結合生成的鹽,可寫作NO2NO3,即硝鎓硝酸鹽。

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