为什么浓硝酸被还原为NO2而稀硝酸被还原为NO

为什么浓硝酸被还原为NO 2而稀硝酸被还原为NO

中学化学教材中有以下两条化学方程式:

图示

很多学生对这两条化学方程式有困惑:为什么明明浓硝酸氧化性强于稀硝酸,但在反应中浓硝酸从图示被还原为图示,稀硝酸从图示被还原为图示,前者得电子数会少于后者呢?

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硝酸与金属的反应,还原产物的价态与硝酸的浓度或密度有密不可分的联系。图74是不同密度的硝酸与铁反应的还原产物。(https://www.daowen.com)

图示

图74 不同密度的硝酸与铁反应的还原产物

物质氧化能力的强弱,并不是指氧化剂本身被还原的程度,而是指氧化剂使其他物质的氧化数升高的能力。例如,浓硝酸能将非金属单质S、P、C氧化成相应的最高价含氧酸,而稀硝酸很难发生相应的反应,说明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。通俗地说,判断氧化性强弱在于对“对手”的影响,而不是自身的变化。当浓硝酸和稀硝酸面对相同“对手”铜时,可以理解为硝酸越稀,溶液中NO-3离子数目越少,被还原时,每个NO-3从相同的还原剂处获得较多电子的机会增多,因此被还原为更低价态。

这里所说的能力,不能简单地认为是电子得失个数的数值,应该是电子得失的能力。能力的判断,应从反应的条件或反应剧烈程度角度分析,也可以用电极电势的数值比较它们之间的相对强弱。

此外,还可以从平衡移动角度解释上述问题。在溶液中存在下列平衡:

图示

浓硝酸参与反应时,最初可能生成NO,但由于硝酸浓度很大,使平衡向逆反应方向移动,最终的主要产物是NO2;当稀硝酸参与反应时,由于硝酸浓度小,平衡向正反应方向移动,主要产物是NO。