重要硝酸盐的性质及用途

背景及概述^[1]

硝酸盐是硝酸的盐类，离子型化合物，一般呈晶体。几乎所有金属硝酸盐都溶于水，常温下较稳定，高温下固态硝酸盐会分解而显氧化性，遇有机物燃烧，甚至爆炸。金属阳离子性质不同，热分解的情况也不同，最活泼金属，即电位序在镁以前的金属(主要是碱金属和碱土金属)硝酸盐分解成亚硝酸盐和氧气；电位序在镁和铜之间的金属硝酸盐分解为相应的金属氧化物、二氧化氮和氧气；电位序在铜以后的金属硝酸盐分解产生相应的单质、二氧化氮和氧气。实际上硝酸盐分解都经过亚硝酸盐和氧化物过程，但各种金属的亚硝酸盐和氧化物的稳定性不同，故有的又分解为金属氧化物，有的又分解为金属单质，有的只能为亚硝酸盐，这3种情况的一个共同点，就是都有氧气发生。硝酸盐高温时是氧化剂，它用于制焰火及黑火药就是根据这个性质。黑火药是硝酸钾(68%)、硫(15%)及碳(17%)的混合物，是我国在7世纪时发明的。但硝酸盐的水溶液几乎没有氧化性，硝酸盐可用“棕色环试验”法来鉴定。金属溶于硝酸或金属氧化物与硝酸反应都可制得相应的硝酸盐，硝酸盐所含氮易被植物吸收，是重要的氮肥，如硝酸钠和硝酸钙等，硝酸钾、硝酸铵既能做肥料，也能制炸药。

重要硝酸盐性质及用途^[2]

硝酸钾：KNO3，无色或白色结晶，溶于水，不溶于无水乙醇。比重2.1，熔点336℃，分解温度400℃，与有机物和可燃物混合受加热、摩擦、冲击易着火，能爆炸。浸过硝酸钾的麻袋会自燃。为一级无机氧化剂。用作黑火药、烟花、医药、分析试剂、氧化剂等。

硝酸钠：NaNO3，白色半透明结晶，略有潮解性，能溶于水和醇。比重2.26，熔点308℃，分解温度380℃，加热分解放出氧，反应剧烈时能爆炸。与有机物、可燃物混合时加热或点火能引起强烈燃烧。为一级无机氧化剂。用于制造染料、玻璃、搪瓷、医药等。

硝酸铵：NH4NO3，白色结晶，有潮解性，易溶于水、乙醇。比重1.73，熔点169.6℃，分解温度210℃，与有机物、可燃物混合受加热、冲击、摩擦能爆炸。本身受急剧加热(300℃)或撞击也有爆炸危险。为一级有机氧化剂用于制造炸药、肥料、试剂等。

硝酸铅：Pb(NO3)2，白色结晶，能溶于水，微溶于乙醇。比重4.53，熔点470℃，熔点时分解。有毒，与有机物、还原剂及硫、磷等易燃物混合，稍经摩擦即有引起燃烧或爆炸危险。浸透了碱性硝酸铅的纸，干燥后能自燃。为二级无机氧化剂。用于作媒染剂、烟花，制造铅盐等。

硝酸汞：Hg(NO3)2，无色或白色透明结晶，有潮解性，易溶于水。比重4.39，熔点79℃，分解温度180℃，受热分解放出有毒的蒸气。与有机物、还原剂、易燃物硫、磷等混合有燃烧或爆炸危险。其为二级无机氧化剂，用于有机合成，制造药品、雷汞。

制备^[3]

硝酸盐包括多种，以硝酸钾制备为例：

方法1：氯化钾在浓度为65％的硝酸中于75°C下反应，生成硝酸钾、氯气、亚硝酰氯。用硝酸氧化亚硝酰氯时，逸出氯气和二氧化氮，后者用空气氧化，并用水吸收，复得硝酸。

方法2：溶剂萃取法　在5～10°C，氯化钾溶于浓度60％～70％硝酸中，用有机溶剂萃取，分离得硝酸钾和盐酸。

方法3：中和法　用氢氧化钾或碳酸钾中和硝酸，经蒸发结晶制得硝酸钾；或用氢氧化钾或碳酸钾溶液吸收硝酸生产中的尾气并加工制得硝酸钾。

主要参考资料

[1] 中国中学教学百科全书·化学卷

[2] 中国消防辞典

[3] 中国大百科全书（化工卷）