7.融化奖章的王水
金、铂的化学性质不活泼,不易被硫酸、硝酸等溶液氧化,但有一种溶液却可以氧化它,你知道这是什么溶液吗?
化学课上,老师讲了一个非常有意思的故事:
第二次世界大战中,德国法西斯占领了丹麦,下达了逮捕著名科学家、诺贝尔奖获得者玻尔的命令。玻尔被迫离开自己的祖国,为了表示他一定要返回祖国的决心和防止诺贝尔金质奖章落入法西斯手中,他机智地将金质奖章溶解在一种特殊的液体中,在纳粹分子的眼皮底下巧妙地珍藏了好几年,直至战争结束,玻尔重返家园,从溶液中还原提取出金,并重新铸成奖章。
突然,老师停住了,问同学们:“你们知道这是什么溶液吗?”只见有的同学摇头,有的同学思索,这时酷爱化学的丰丰站起来说:“是王水。”“嗯,回答得非常正确。”原来,丰丰以前从表哥那里听说过王水的“威力”。
【拓展知识】
金的化学性质不活泼,它不受空气和水的作用,也不溶于一般的化学溶剂中,但能溶解于王水中(王水,即1体积的浓硝酸和3体积的浓盐酸的混合酸),反应方程式如下:
au+4hcl+hno3=haucl4+no↑+2h2o,
au+6hcl+hno3=3hcl+aucl3+no↑+2h2o
【拓展知识】
王水是浓hno3与浓hcl的混合物。实验室用浓hno3与浓盐酸体积比为1∶3配制王水。王水的氧化能力极强,称之为酸中之王。一些不溶于硝酸的金属都可以被王水溶解。尽管在配制王水时取用了两种浓酸,然而在其混合酸中,硝酸的浓度显然仅为原浓度的1\/4(即已成为稀硝酸)。为什么王水的氧化能力却比浓硝酸要强得多呢?这是因为在王水中存在如下反应:hno3+3hcl=2h2o+cl2+nocl,因而在王水中含有硝酸、氯分子和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂,同时还有高浓度的氯离子。
王水的氧化能力比硝酸强,金和铂等惰性金属不溶于单独的浓硝酸,而能溶解于王水,其原因主要是在王水中的氯化亚硝酰(nocl)等具有比浓硝酸更强的氧化能力,可使金和铂等惰性金属失去电子而被氧化:
au+cl2+nocl=aucl3+no↑
3pt+4cl2+4nocl=3ptcl4+4no↑
同时高浓度的氯离子与其金属离子可形成稳定的络离子,如〔aucl4〕-或〔ptcl6〕2-:
aucl3+hcl=h〔aucl4〕
ptcl4+2hcl=h2〔ptcl6〕
从而使金或铂的标准电极电位减小,有利于反应向金属溶解的方向进行。总反应的化学方程式可表示为:
au+hno3+4hcl=h〔aucl4〕+no↑+2h2o
3pt+4hno3+18hcl=3h2〔ptcl6〕+4no+8h2o