ЕГЭОГЭЕНТ
РУҚА
Задания № 11, 12 · ОГЭ

Окислительные свойства азотной кислоты

Как разбавленная и концентрированная HNO₃ окисляет металлы и неметаллы
6 мин чтенияСложность: Обновлено 29 сентября 2026

Азотная кислота \(\mathrm{HNO_3}\) проявляет сильные окислительные свойства: в окислительно-восстановительных реакциях азот со степенью окисления \(+5\) принимает электроны и восстанавливается до соединений азота с меньшей степенью окисления. Поэтому при взаимодействии с металлами и неметаллами обычно выделяется не водород, а оксиды азота или другие продукты восстановления азотной кислоты.

Роль азотной кислоты в ОВР

В молекуле \(\mathrm{HNO_3}\) азот имеет максимальную для азота степень окисления \(+5\). Это позволяет азотной кислоте быть окислителем. Восстановитель отдаёт электроны, а азот в составе нитрат-иона \(\mathrm{NO_3^-}\) принимает их.

D
Окислительные свойства азотной кислоты

Окислительные свойства \(\mathrm{HNO_3}\) — это способность азота в степени окисления \(+5\) принимать электроны у другого вещества и восстанавливаться до \(\mathrm{NO_2}\), \(\mathrm{NO}\), \(\mathrm{N_2O}\), \(\mathrm{N_2}\) или \(\mathrm{NH_4NO_3}\) в зависимости от концентрации кислоты и условий.

\[\mathrm{N^{+5} + 1e^- \rightarrow N^{+4}}\quad(\mathrm{NO_2})\]
\[\mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}\quad(\mathrm{NO})\]

Концентрированная кислота обычно восстанавливается до бурого газа \(\mathrm{NO_2}\). Разбавленная чаще даёт бесцветный \(\mathrm{NO}\), который на воздухе быстро окисляется до бурого \(\mathrm{NO_2}\). При очень разбавленной кислоте и взаимодействии с активными металлами возможны более глубокие продукты восстановления: \(\mathrm{N_2O}\), \(\mathrm{N_2}\) или ион аммония \(\mathrm{NH_4^+}\).

T
Главное правило

Чем более концентрирована азотная кислота, тем обычно выше степень окисления продукта восстановления азота: концентрированная кислота даёт \(\mathrm{NO_2}\), разбавленная — преимущественно \(\mathrm{NO}\). Однако результат зависит также от активности металла, температуры и количества кислоты.

Взаимодействие с металлами

Большинство металлов реагирует с азотной кислотой с образованием нитрата металла, воды и продукта восстановления азота. В отличие от неокисляющих кислот, водород обычно не выделяется: его образование термодинамически невыгодно, потому что \(\mathrm{HNO_3}\) сама является окислителем.

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OРазбавленная азотная кислота: образуется бесцветный оксид азота(II) NO, который на воздухе окисляется до NO₂.
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2OКонцентрированная азотная кислота: образуется бурый оксид азота(IV) NO₂.

В обоих уравнениях медь окисляется от \(0\) до \(+2\), а азот восстанавливается от \(+5\) до \(+2\) или \(+4\). Суммарные коэффициенты находят методом электронного баланса.

УсловияОсновной продукт восстановленияНаблюдение
Концентрированная \(\mathrm{HNO_3}\)\(\mathrm{NO_2}\)Бурый газ с резким запахом
Разбавленная \(\mathrm{HNO_3}\)\(\mathrm{NO}\)Бесцветный газ, буреет на воздухе
Очень разбавленная кислота; активный металл\(\mathrm{N_2O}\), \(\mathrm{N_2}\) или \(\mathrm{NH_4NO_3}\)Продукт зависит от металла и условий

Концентрированная азотная кислота пассивирует алюминий, железо и хром при обычной температуре: на поверхности образуется плотная защитная плёнка. Поэтому холодная концентрированная \(\mathrm{HNO_3}\) обычно не реагирует с этими металлами. При нагревании пассивация может нарушаться.

!
Частая ошибка

Нельзя автоматически записывать для металла и азотной кислоты реакцию с выделением \(\mathrm{H_2}\). Для разбавленной и концентрированной \(\mathrm{HNO_3}\) сначала определяют продукт восстановления азота. В школьных уравнениях чаще всего это \(\mathrm{NO}\) или \(\mathrm{NO_2}\).

Микро-проверка

Какой газ обычно образуется при реакции меди с концентрированной азотной кислотой?

Взаимодействие с неметаллами

Азотная кислота окисляет многие неметаллы: углерод, серу, фосфор и другие восстановители. Неметалл обычно превращается в соответствующую кислую или оксокислоту, а азотная кислота восстанавливается до \(\mathrm{NO_2}\) или \(\mathrm{NO}\). Выбор продукта зависит от концентрации кислоты.

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2OОкисление углерода концентрированной азотной кислотой.
S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2OОкисление серы концентрированной азотной кислотой.
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2OОкисление фосфора концентрированной азотной кислотой.

В этих реакциях углерод повышает степень окисления от \(0\) до \(+4\), сера — от \(0\) до \(+6\), фосфор — от \(0\) до \(+5\). Поэтому неметаллы являются восстановителями, а азотная кислота — окислителем.

Как быстро определить продукты

Сначала установите, что окисляется неметалл, а азот восстанавливается. Затем проверьте среду: для концентрированной кислоты выбирайте \(\mathrm{NO_2}\), для разбавленной — чаще \(\mathrm{NO}\). После этого расставьте коэффициенты электронным балансом и проверьте атомы водорода и кислорода.

Разбор реакции по электронному балансу

Рассмотрим реакцию меди с разбавленной азотной кислотой. Нужно определить коэффициенты и объяснить, почему образуется именно \(\mathrm{NO}\).

№
Пример

Составьте уравнение реакции \(\mathrm{Cu}\) с разбавленной \(\mathrm{HNO_3}\).

1
Медь окисляется: степень окисления увеличивается от \(0\) до \(+2\).
\(\displaystyle \mathrm{Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{2+}}\)
2
Азот в нитрат-ионе восстанавливается от \(+5\) до \(+2\) в \(\mathrm{NO}\).
\(\displaystyle \mathrm{N^{+5} + 3e^- \rightarrow N^{+2}}\)
3
Уравниваем число электронов: НОК для 2 и 3 равен 6. Ставим 3 перед медью и 2 перед \(\mathrm{NO}\).
\(\displaystyle 3\mathrm{Cu} + 2\mathrm{NO_3^-} \rightarrow 3\mathrm{Cu^{2+}} + 2\mathrm{NO}\)
4
Переходим к молекулярному уравнению и уравниваем водород и кислород водой.
\(\displaystyle \mathrm{3Cu + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O}\)

Проверка: слева 3 атома меди, 8 атомов азота, 8 атомов водорода и 24 атома кислорода; справа те же количества. Электронный баланс также сходится: медь отдаёт \(3\cdot2=6\) электронов, два атома азота принимают \(2\cdot3=6\) электронов.

Алгоритм решения экзаменационных заданий

  1. Определите, какое вещество является восстановителем: обычно металл или неметалл.
  2. Запишите степени окисления изменяющихся элементов.
  3. По концентрации кислоты предположите продукт восстановления азота: \(\mathrm{NO_2}\) для концентрированной или \(\mathrm{NO}\) для разбавленной.
  4. Составьте электронный баланс и расставьте коэффициенты.
  5. Дополните уравнение водой, проверьте атомы и заряды.
Запомнить

Медь не вытесняет водород из азотной кислоты. С разбавленной \(\mathrm{HNO_3}\) медь даёт \(\mathrm{NO}\), с концентрированной — \(\mathrm{NO_2}\). Холодная концентрированная кислота пассивирует \(\mathrm{Al}\), \(\mathrm{Fe}\) и \(\mathrm{Cr}\).

Q
Быстрый тест по теме

Быстрая проверка

~ 2 мин4 вопроса
Вопрос 1 / 4
Вопрос 1 из 4 · продукты восстановления
Какой газ обычно образуется при реакции цинка с концентрированной \(\mathrm{HNO_3}\)?
Главное за минуту

Главное

  • Азот в \(\mathrm{HNO_3}\) имеет степень окисления \(+5\) и принимает электроны, поэтому кислота — сильный окислитель.
  • С металлами азотная кислота обычно образует нитрат металла, воду и оксид азота; водород обычно не выделяется.
  • Концентрированная кислота чаще даёт \(\mathrm{NO_2}\), разбавленная — \(\mathrm{NO}\); для очень разбавленной кислоты возможны более глубокие продукты восстановления.
  • Концентрированная холодная \(\mathrm{HNO_3}\) пассивирует алюминий, железо и хром.
  • При реакциях с углеродом, серой и фосфором неметаллы окисляются до высших оксидов или соответствующих кислот.