項(xiàng)目一：工業(yè)硝酸品質(zhì)檢驗(yàn)

1、產(chǎn)品檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)一 工業(yè)濃硝酸的檢驗(yàn)1一.產(chǎn)品簡介1、性狀 硝酸，化學(xué)式HNO3，相對(duì)分子質(zhì)量63.02，是工業(yè)上三大強(qiáng)酸之一。濃硝酸為淡黃色透明液體,密度1.5027g/ cm2（25），沸點(diǎn)83.4 ，常溫下能分解出 NO2,具有強(qiáng)烈的腐蝕性,會(huì)灼燒皮膚和衣物.濃硝酸為強(qiáng)氧化劑，能與多數(shù)金屬、非金屬及有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。2、生產(chǎn)工藝 (1)稀硝酸濃縮法 氨在鉑催化下氧化為一氧化氮，再以空氣氧化及水吸收制得稀硝酸（50%左右）。在在濃硫酸存在下，將稀硝酸濃縮制得濃硝酸。2 （2）直接合成法 氨氧化得到的NO，在空氣氨化的基礎(chǔ)上用濃硝酸氧化，并冷卻制得液態(tài) 。后者與水混合在5MPa下通入純氧，

2、合成濃硝酸。3.主要用途 濃硝酸是重要的化工原料，主要用于火藥、炸藥、染料、涂料、醫(yī)藥等有機(jī)合成工業(yè)。濃硝酸和 還用作火箭高能燃料中的氧化劑。4.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T337.1-2002)項(xiàng)目指標(biāo)98酸97酸硝酸 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 9897亞硝酸 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 0.51硫酸 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 0.080.1灼燒殘?jiān)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 0.020.023二、實(shí)訓(xùn)要求了解濃硝酸產(chǎn)品的定性鑒定方法。掌握用安瓿球稱取揮發(fā)性液體試樣、返滴定的操作和結(jié)果計(jì)算。掌握酸堿滴定中使用甲基橙和甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑時(shí)的終點(diǎn)觀察技巧。掌握高錳酸鉀返滴定法測(cè)定樣品中亞硝酸的操作過程和結(jié)果計(jì)算。了解樣品灼燒殘?jiān)臏y(cè)定過程和

3、水浴、砂浴、高溫爐的使用方法。 4三、定性鑒定1、試劑 硫酸；硫酸亞鐵溶液（80g/L)；銅絲或銅屑。2、鑒定外觀應(yīng)為無色或淡黃色透明液體。樣品溶液呈強(qiáng)酸性。取少許樣品于試管中，加少量水稀釋，加入與樣品水溶液等體積的硫酸，混合、冷卻后，沿壁管加入硫酸亞鐵溶液使成兩液層，在接界上出現(xiàn)棕色環(huán)（ ）取少許樣品，加硫酸與銅絲(或鐵屑)，加熱即發(fā)生紅棕色蒸氣（NO2）5任務(wù)一:檢驗(yàn)硝酸產(chǎn)品成分制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案實(shí)施硝酸樣品成分檢驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)步驟1步驟2步驟36步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案定性鑒定：利用產(chǎn)品主成分與某種試劑所發(fā)生的特征化學(xué)反應(yīng)，觀察反應(yīng)的外部特征進(jìn)行定性鑒定。定性分析的任務(wù)：試樣的

4、外表觀察和準(zhǔn)備、初步試驗(yàn)、陽離子分析、陰離子的分析、分析結(jié)果的判斷。定性鑒定定性分析的任務(wù)7步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案初步試驗(yàn)：它包括焰色試驗(yàn)、灼燒試驗(yàn)和研究試劑的作用。1有些元素可以使無色火焰呈現(xiàn)出具有特征的顏色，這些性質(zhì)對(duì)于分析單一化合物很有幫助。如Na、K、Sr、Ca、Ba等元素。2灼燒試驗(yàn)雖然不能對(duì)試樣組成作出準(zhǔn)確的判斷，但是如能把這些結(jié)果同其他試驗(yàn)結(jié)果聯(lián)系起來，卻可能有很大的參考價(jià)值。3研究各種溶劑對(duì)試樣的作用，是初步試驗(yàn)中最重要的內(nèi)容。它不僅可以提供給我們很多關(guān)于試樣組成的資料，而且還使我們知道該用什么溶劑來制備分析試液。通常用的試劑有水、HCl、HNO3、王水等。溶解后，應(yīng)

5、注意溶液的顏色，有無氣體放出，有無沉淀產(chǎn)生等。 8步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案陽離子檢驗(yàn)：陽離子分析可按系統(tǒng)分析法或分別分析法進(jìn)行。究竟采取哪一種方法更為有利，這同試樣的外表觀察及初步試驗(yàn)的結(jié)果有關(guān)。如果所得初步結(jié)果已經(jīng)把可能存在的離子范圍劃得很小，那么顯然采用分別分析方法更為快速簡捷；相反，試樣的萬分復(fù)雜，那么采用系統(tǒng)分析法也是很合適的。在化學(xué)分析中，直接檢出的是溶液中的離子。常見的陽離子有二十幾種。Ag+、Hg22+、Hg2+、Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+、AsIII，V、Sb(III，V)、Sn(II，IV)、Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co

6、2+、Ni2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+。9步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案陽離子的硫化氫系統(tǒng)分組方案組別組試劑組內(nèi)離子組的其他名稱I稀HClAg+，Hg22+，Pb2+鹽酸組,銀組IIH2S（0.3mol/L HCl）IIA(硫化稀不溶于Na2S)Pb2+、Bi3+、Cu2+、Cd2+IIB(硫化物溶于Na2S)Hg2+、AsIII，V、SbIII，V、SnII，IV硫化氫組,銅錫組IIA-銅組IIB-錫組III(NH4)2S(NH3+NH4Cl)Al3+、Cr3+、Fe3+Fe2+、Mn2+、Zn2+、Co2+、Ni2+硫化銨組,鐵組IV(NH4)2C

7、O3(NH3+NH4Cl)Ba2+、Sr2+、Ca2+碳酸銨組,鈣組VMg2+、K+、Na+、NH4+可溶組,鈉組10步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案陰離子檢驗(yàn)：一般將陽離子分析放在陰離子分析之前進(jìn)行。因此，在分析陰離子時(shí)有可能充分利用陽離子分析中已經(jīng)得出的結(jié)論，對(duì)各種陰離子存在的可能性作一些推斷。根據(jù)以上推斷，再加上分析陰離子的初步試驗(yàn)，那么最后必須鑒定的，可能只剩下為數(shù)不多的幾種陰離子了。于是就可以根據(jù)這些陰離子進(jìn)行分別分析。采用分別分析方法鑒定陰離子，并不是要針對(duì)所研究的全部陰離子一一去進(jìn)行，那也是相當(dāng)麻煩的。為了縮小鑒定的范圍，使目標(biāo)集中，在鑒定前要作一些初步試驗(yàn)，借以弄清哪些陰離子有

8、存在的可能，哪些沒有，從而把目標(biāo)縮小到為數(shù)很少的幾種陰離子范圍內(nèi)。這類試驗(yàn)中的某項(xiàng)如果得出否定結(jié)果，往往可以排除一批陰離子存在的可能性，所以這類初步試驗(yàn)通常也稱為消去試驗(yàn)。11步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案陰離子的初步試驗(yàn)一般包括分組試驗(yàn)、揮發(fā)試驗(yàn)、氧化還原性試驗(yàn)等項(xiàng)目。用系統(tǒng)分析法分析陽離子時(shí),要按照一定的順序加入若干種試劑,將離子一組一組在沉淀出來。這些分組用的試劑稱為組試劑。每組分出后,繼續(xù)進(jìn)行組內(nèi)的分離,直到彼此不再干擾鑒定為止。在分析實(shí)際樣品時(shí)，不一定每組離子都有，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某組離子整不存在時(shí)，這一組離子的分析就可以省去，從而大大簡化了分析手續(xù)。 12步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案1

9、分組試驗(yàn)。組試劑可以起到查明該組是否存在的作用，常把陰離子分為3組。陰離子的分組組別組試劑組的特征各組中所包括的陰離子IBaCl2（中性或弱堿性）鋇鹽難溶于水SO42-、SO32-、S2O32-、Si2O32- CO32-、PO43-IIAgNO3（硝酸存在下）銀鹽難溶于水和稀硝酸Cl-、Br-、I-、S2-III鋇鹽和銀鹽溶于水NO3-、NO2-、Ac-13步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案當(dāng)試液中存在第一組陽離子時(shí)，應(yīng)改用Ba( NO3)2由上表可以看出,在我們研究的13種陰離子范圍內(nèi),屬于第一組的都是2價(jià)以上的含氧酸根離子,屬于第二組的都是簡單陰離子,屬于第三組的都是一價(jià)含氧酸根離子。在分

10、析未知物時(shí)，分別創(chuàng)造出加入組試劑所需要的條件，然后加入組試劑。如有沉淀，則該組離子有存在的可能性。如無沉淀，則該組離子整組都被排除。 14步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案2揮發(fā)性試驗(yàn)。在酸性溶液中具有揮發(fā)性的陰離子有CO32-、SO32-、S2O32-、NO2- 、S2-等。由它們生成的氣體各自具有如下的特征：CO2-由CO32-生成，無色無臭，使Ba(OH)2或Ca(OH)2溶液變渾。SO2-由SO32或S2O32-生成，無色,有燃燒硫磺的刺激性氣味,具有還原性,可使K2Cr2O7溶液變綠(Cr2O72-還原為Cr3+)NO2-由NO2-生成，紅棕色氣體,有氧化性,能將I-氧化為I2 。H2

11、S-由S2-生成，無色、有臭雞蛋氣味，可使醋酸鉛試紙變黑。15步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案3氧化性和還原性試驗(yàn)。在我們所研究的13種陰離子中，按照初步試驗(yàn)的條件，具有氧化性的陰離子只有NO2-，它能在稀硫酸酸性溶液中將I-氧化為I2 。還原性陰離子可用酸性高錳酸鉀的酸性碘淀粉溶液檢驗(yàn)。13種陰離子在各項(xiàng)初步試驗(yàn)中所得的結(jié)果列入下表。 16步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案無機(jī)化工產(chǎn)品品質(zhì)檢驗(yàn)精品課程組17無機(jī)化工產(chǎn)品品質(zhì)檢驗(yàn)精品課程組步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案檢測(cè)硝酸產(chǎn)品主含量思維導(dǎo)圖18步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案硝酸物理性質(zhì)：（1） 純硝酸是無色油狀液體，開蓋時(shí)有煙霧，揮發(fā)性酸

12、沸點(diǎn)低易揮發(fā)酸霧 。（2） M.p. -42，b.p. 83，密度: 1.5 g/cm3，與水任意比互溶.。（3） 常見硝酸a%= 63%-69.2% c= 14-16mol/L. 呈棕色(分析原因) 發(fā)煙硝酸。硝酸化學(xué)性質(zhì)：（1） 強(qiáng)腐蝕性: 能嚴(yán)重?fù)p傷金屬、橡膠和肌膚, 因此不得用膠塞試劑瓶盛放硝酸. （2） 不穩(wěn)定性: 光或熱 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O 所以, 硝酸要避光保存. 19步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案（3） 強(qiáng)酸性: 在水溶液里完全電離, 具有酸的通性. （4） 強(qiáng)氧化性: 濃度越大, 氧化性越強(qiáng). 氧化性：王水HNO3+HCI濃HNO3稀HNO3。

13、 a) 與金屬反應(yīng): Cu + 4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+ 2NO+ 4H2O Ag + 2HNO3(濃) = AgNO3 + NO2 +H2O 3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2O 20步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案能氧化活潑金屬，且無H2放出 硝酸能與除金、鉑、鈦等外的大多數(shù)金屬反應(yīng). 通常濃硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)生成NO2, 稀硝酸(6mol/L)則生成NO. 鈍化反應(yīng): 常溫下濃硝酸可使鐵、鋁、鉻(都可呈+3價(jià)金屬化合物)表面形成具有保護(hù)性的氧化膜而鈍化. 而稀

14、硝酸則與它們反應(yīng). Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 王水: 1體積濃硝酸與3體積濃鹽酸的混合溶液.可溶解金、鉑. 21步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O M + HNO3(1214mol/L) NO2為主. M + HNO3(68mol/L) NO為主 M + HNO3(約2mol/L)N2O為主, M較活潑. M + HNO3(2mol/L) NH4+為主(M活潑) M + HNO3還可能有H2產(chǎn)生(M活潑) 22步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案b) 與非金屬反應(yīng): 濃硝酸; 需

15、要加熱. C + 4HNO3(濃) = CO2 + 4NO2 + 2H2O (實(shí)驗(yàn)演示) H2S + 8HNO3(濃) = H2SO4 + 8NO2 + 4H2O 3H2S + 2HNO3(稀) = 3S + 2NO + 4H2O (冷) SO2 + 2HNO3(濃) = H2SO4 + 2NO2 3SO2 + 2HNO3(稀) + 2H2O = 3H2SO4 + 2NO H2S、SO2以及S2-、SO32-都不能與硝酸共存。c) 與有機(jī)物反應(yīng): 生成硝基化合物和硝酸酯。 23步驟1:制定硝酸樣品成分檢驗(yàn)方案（1）棕色環(huán)反應(yīng)，及銅片反應(yīng)。用硫酸亞鐵溶液和少量待鑒定溶液充分混合，到入試管，再將少

16、量濃硫酸沿試管壁緩緩到入，使?jié)饬蛩崤c混合溶液分層，然后把試管靜置幾分鐘，若分層處有紅棕色的環(huán)產(chǎn)生，就說明有硝酸根離子存在，因?yàn)橄跛岣x子有強(qiáng)氧化性，生成的紅棕色的環(huán)是硫酸亞硝基鐵，這個(gè)試驗(yàn)叫棕色環(huán)試驗(yàn)。NO3-+3Fe2+4H+=NO+3Fe3+2H2O、Fe2+NO=Fe(NO)2+Fe(NO)2+亞硝基合鐵（）離子為棕色。亞硝酸根離子干擾反應(yīng)，所以要增加銅片反應(yīng)。（2）濃溶液加濃硫酸和銅片共熱有紅棕色氣體產(chǎn)生。 24步驟2:實(shí)施硝酸樣品成分檢驗(yàn) 實(shí)訓(xùn)-檢驗(yàn)硝酸產(chǎn)品成分3、試劑清單：硫酸亞鐵溶液（80g/L）、銅絲、pH試紙、濃硫酸、硝酸樣品 2、儀器清單：1實(shí)訓(xùn)目標(biāo)：檢驗(yàn)硝酸其主成分是否與

17、產(chǎn)品名稱相符25步驟2:實(shí)施硝酸樣品成分檢驗(yàn)4鑒定方法：硝酸樣品樣品外觀應(yīng)為無色或淡黃色透明液體玻璃棒沾一滴11樣品溶液于pH試紙上，顯強(qiáng)酸性。取少許樣品于試管中，加少量水稀釋，加入與樣品水溶液等體積的硫酸，混合、冷卻后，沿管壁加入硫酸亞鐵溶液分為兩層，在相界面出現(xiàn)棕色環(huán)。取少許樣品，加濃硫酸與銅片，加熱出現(xiàn)紅棕色蒸氣。26步驟2:實(shí)施硝酸樣品成分檢驗(yàn)5、注意事項(xiàng)：（1）硝酸、濃硫酸使用注意安全，沾到皮膚上立即用大量水清晰。（2）棕色環(huán)反應(yīng)要靜置23分鐘。（3）銅片反應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。6、鑒定結(jié)果 ：27步驟3:結(jié)果評(píng)價(jià)硝酸定性鑒定有四項(xiàng)鑒定操作，做兩項(xiàng)行不行？為什么？硝酸溶液為無色或淡黃色液

18、體。氫離子可通過測(cè)定溶液pH鑒定。硝酸根離子通過棕色環(huán)反應(yīng)鑒定，但亞硝酸根也有會(huì)出現(xiàn)棕色環(huán)，所以增加銅片反應(yīng)。28步驟3:結(jié)果評(píng)價(jià)硝酸定性鑒定實(shí)施過程中未出現(xiàn)棕色環(huán)？原因：可能是硫酸亞鐵溶液已經(jīng)被氧化。29任務(wù)二.亞硝酸含量測(cè)定(一).產(chǎn)品的簡介（1）性狀亞硝酸，化學(xué)式HNO2，相對(duì)分子量47.013，無色且有刺激性性。它是N(III)對(duì)應(yīng)的含氧酸，是一種中強(qiáng)酸，電離平衡常數(shù)Ka=6.0E-4，只能存在于很稀的冷溶液中，溶液濃縮或加熱時(shí)，就分解成H2O和N2O3，后者又會(huì)分解成NO2和NO。還是一種無機(jī)中強(qiáng)酸，是區(qū)分伯、仲、叔脂肪胺或芳香胺的鑒定試劑。亞硝酸中的氮處于中間價(jià)態(tài)，既具有氧化性又具

19、有還原性，而且氧化性比還原性突出的多。2制備方法（1）用亞硝酸鈉制取，化學(xué)式NaNO2。亞硝酸僅存在于稀的水溶液中，是一種弱酸,不穩(wěn)定，易分解成NO2和NO，也能發(fā)生如下歧化反應(yīng)：3HNO2=HNO3+2NO+H2O30(2)在亞硝酸中氮原子的氧化數(shù)是+3,是一種中間氧化態(tài)，因此，亞硝酸既具有氧化性，又具有還原性，而氧化性比還原性更為突出。例如，它在水溶液中能將I-離子氧化為單質(zhì)碘將二氧化氮和氧化氮的混合物溶解在接近零度的水中，即生成亞硝酸的水溶液:NO2+NO+H2O=2HNO2(3)在亞硝酸鹽溶液中加入酸，也可得到亞硝酸的溶液：NaNO2+HCl=HNO2+NaCl3.主要用途亞硝酸在工業(yè)上用于有機(jī)合成，使胺類轉(zhuǎn)變成重氮化合物，從而制備偶氮染料。亞硝酸有順式和反式之分，其中反式亞硝酸比順式亞硝酸更穩(wěn)定。31(二)含量測(cè)定（1）方法提要用過量的高錳酸樣鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液氧化樣品中的亞硝酸，再加入過量的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的硫酸亞鐵銨。（2）試劑高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液C=(1/5KMnO4)=0.1moL;硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液40g/L:硫酸溶液（1+8）（3）操作a.用被測(cè)樣品清洗量筒后，注入樣品，使用密度計(jì)測(cè)定密度b.在500mL具塞錐形瓶中，加入100m