Axit nitric HNO3 là một trong những axit quen thuộc mà các em được học trong chương trình THCS và THPT, đây là một axit cơ bản và quan trọng mà các em cần phải nắm vững.
Vì thế HNO3 – axit nitric và tính chất vật lý hóa học cụ thể của các hợp chất muối nitrat là gì chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết ở bài sau Tính chất hóa học của axit nitric và mối nitrat.
Bạn đang xem: Tính chất hóa học của axit nitric
> Tính chất hóa học của muối nitrat – Hóa học 11 bài 9
I. Tính chất vật lý của axit nitric
+ axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, D=1,53 g/cm3
+ Axit nitric kém bền hơn. Ngay ở điều kiện thường, khi có ánh sáng, dung dịch axit nitric bị phân hủy một phần giải phóng nitơ đioxit. Khí này tan trong dung dịch axit tạo dung dịch có màu vàng.
+ Axit nitric tan được trong nước Dẫu sao thì. Trong phòng thí nghiệm thường có loại dung dịch HNO3 nồng độ 68%, D=1,40 g/cm3
Về tính chất hóa học của axit nitric:
Hiệu ứng với căn cứPhản ứng với oxit bazơTác dụng với muốiTác dụng với kim loạiTác dụng với phi kim loại
Dưới đây chúng tôi thảo luận chi tiết về các tính chất hóa học của axit nitric.
II. Tính chất hóa học của axit nitric
1. Axit nitric thể hiện tính axit
* HNO3 là axit mạnh (vì HNO3 phân li thành H+ và NO3-)
a) Axit nitric làm quỳ tím hóa đỏ.
b) Axit nitric phản ứng với oxit bazơ (trong đó kim loại đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:
• HNO3 + CuO
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
c) Axit nitric tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đạt hóa trị cao nhất) → Muối + H2O:
• HNO3 + NaOH
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
• HNO3 + KOH
HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
• HNO3 + Mg(OH)2
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
d) Axit nitric tác dụng với muối (trong muối kim loại đạt hóa trị cao nhất) → muối mới + axit mới:
• HNO3 + CaCO3
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O
2. Axit nitric thể hiện tính oxi hóa
* HNO3 có số oxi hóa +5 (có tính oxi hóa mạnh) nên tùy nồng độ HNO3 và khả năng khử của các chất phản ứng có thể khử thành:
a) Axit nitric tác dụng với kim loại:
– HNO3 phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối nitrat + H2O và sản phẩm khử của N+5 (NO2, NO, N2O, N2 và NH4NO3).
PTPƯ: M + HNO3 → M(NO3)n + H2O + NO2 (NO, N2O, N2, NH4NO3)
– Sản phẩm khử của N+5 phụ thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit, thường là:
Dung dịch HNO3 đặc phản ứng với kim loại → NO2; Dung dịch HNO3 loãng phản ứng với các kim loại có tính khử yếu (ví dụ: Cu, Pb, Ag,..) → NO; Dung dịch HNO3 loãng phản ứng với các kim loại mạnh (như: Al, Mg, Zn, ..) thì N bị khử sâu hơn → (N2, N2O, NH4NO3).
Ví dụ: HNO3 tác dụng với kim loại
• HNO3 + Cu
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
• HNO3 + Fe
Fe + 4HNO3 (loãng) → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
• HNO3 + Na
8Na + 10HNO3 → 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O
Xin lưu ý: Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO3, sau phản ứng còn kim loại dư → trong dung dịch Fe chỉ tồn tại dưới dạng muối Fe2+.
b) Phản ứng với phi kim → NO2 + H2O + oxit của phi kim.
• HNO3 + C
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
• HNO3 + SĨ
S + 4HNO3 → SO2 + 4NO2 + 2H2O
• HNO3 + P
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
c) Axit nitric phản ứng với các chất khử khác (oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại không có hóa trị cao nhất).
4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2↑ + 2H2O
4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2↑ + 2H2O + CO2↑
> Lưu ý:
Khí N2O là khí cười, khí hạnh phúc N2 không duy trì sự sống Khí NO2 cháy có màu đỏ nâu NH4NO3 không sinh ra ở dạng khí, khi cho kiềm vào kim loại có mùi hắc, HNO3 đặc nguội thụ động ( không phản ứng) với Al , Fe, Cr.
III. Bài Tập Axit Nitric
* Bài 1 trang 45 SGK Hóa học 11: Viết electron và công thức cấu tạo của axit nitric. Hóa trị và số oxi hóa của nguyên tố nitơ là gì?
* Lời giải Bài 1 trang 45 SGK Hóa học 11:
– Công thức electron của axit nitric:
Công thức cấu tạo của axit nitric là:
Nguyên tố nitơ có hóa trị 4 và số oxi hóa +5.
* Bài 2 trang 45 sgk 11: Lập phương trình hóa học
a) Ag + HNO3 đặc → NO2↑ + ? + ?
b) Ag + HNO3 loãng → NO↑ + ? + ?
c) Al + HNO3 → N2O↑ + ? + ?
d) Zn + HNO3 → NH4NO3↑ + ? + ?
e) FeO + HNO3 → NO↑ + Fe(NO3)3 + ?
f) Fe3O4 + HNO3 → NO↑ + Fe(NO3)3 + ?
* Lời giải Bài 2 trang 45 SGK Hóa 11:
– Chúng tôi có các PTPO sau (Cân bằng phương pháp điện tử):
a) Ag + 2HNO3 đặc → NO2↑ + AgNO3 + H2O
b) 3Ag + 4HNO3 loãng → NO↑ + 3AgNO3 + 2H2O
c) 8Al + 30HNO3 → 3N2O↑ + 8Al(NO3)3 + 15H2O
d) 4Zn + 10HNO3 → NH4NO3↑ + 4Zn(NO3)2 + 3H2O
e) 3FeO + 10HNO3 → NO↑ + 3Fe(NO3)3 + 5H2O
f) 3Fe3O4 + 28HNO3 → NO↑ + 9Fe(NO3)3 + 14H2O
* Bài 3 trang 45 SGK Hóa học 11: Chỉ ra tính chất hóa học chung và khác nhau giữa axit nitric và axit sunfuric. Viết các phương trình hóa học để minh họa?
* Lời giải bài 3 trang 45 SGK Hóa 11:
• Tính chất khác nhau giữa axit nitric và axit sunfuric là gì?
– Axit H2SO4 loãng có tính axit, chỉ H2SO4 đặc mới có tính oxi hóa mạnh. Còn axit HNO3 dù là axit đặc hay loãng thì khi tác dụng với chất có tính khử đều có tính oxi hóa mạnh.
– Axit H2SO4 loãng không phản ứng với các kim loại sau hiđro trong dãy phản ứng hóa học như axit HNO3.
Fe + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2↑
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
• Tính chất chung của axit sunfuric và axit nitric:
+ Với axit loãng thì H2SO4 và HNO3 đều có axit mạnh như:
– Đổi màu chất chỉ thị: quỳ chuyển sang màu hồng
– Phản ứng với bazơ, không khử oxit bazơ (nguyên tố có số oxi hóa cao nhất):
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2↑
+ Với axit H2SO4 (đặc) và axit HNO3 đều có tính oxi hóa mạnh như:
– Tác dụng được với hầu hết các kim loại (kể cả kim loại đứng sau hiđro trong dãy phản ứng hóa học) và đưa kim loại lên số oxi hóa cao nhất.
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Cu + 2H2SO4(rắn) → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
– Phản ứng với một số phi kim (đưa phi kim lên số oxi hóa cao nhất)
C + 2H2SO4(đậm đặc) → CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO↑
– Phản ứng với hợp chất (tính khử)
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
2FeO + 4H2SO4(rắn) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 4H2O
– Cả hai axit khi cô đặc đều thụ động hóa Fe và Al (có thể dùng bình nhôm, sắt để đựng axit nitric và axit sunfuric đặc).
* Bài 4 trang 45 SGK Hóa học 11: Một) Trong phương trình hóa học nhiệt phân sắt(III) nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?
A. 5 B. 7 C. 9 D. 21
b) Trong phương trình hóa học nhiệt phân thủy ngân(II) nitrat, tổng các hệ số là bao nhiêu?
A. 5 B. 7 C. 9 D. 21
* Lời giải Bài 4 trang 45 SGK Hóa học 11:
Một) Đáp án: D. 21
– So sánh phản ứng nhiệt phân
4Fe(NO3)3
2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
b) Trả lời: A. 5
– So sánh phản ứng nhiệt phân
Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2 + O2
* Xin lưu ý: Phản ứng nhiệt phân muối nitrat
– Các muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh (K, Na…) bị phân hủy tạo thành muối nitrit và O2
– Các muối nitrat của các kim loại Mg, Zn, Fe, Cu, Pb…. Bị phân hủy tạo thành oxit kim loại lần lượt là NO2 và O2
– Các muối nitrat của Ag, Au, Hg… bị phân hủy tạo thành kim loại lần lượt là NO2 và O2.
* Bài 5 trang 45 sgk 11: Viết phương trình hóa học của phản ứng sau:
NO2 → HNO3 → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2 → Cu(NO3)2 → CuO → Cu → CuCl2
* Lời giải bài 5 trang 45 SGK hóa 11:
– Ta có các PTPU sau:
(Đầu tiên). 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
(2). 8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Hoặc CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
(3). Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaNO3
(4). Cu(OH)2 + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O
(5). 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
(6) CuO + H2 Cu + H2O
(7) Cu + Cl2 CuCl2
* Bài tập 6 trang 45 SGK lớp 11: Khi hòa tan 30,0g hỗn hợp gồm đồng và đồng(II) oxit trong 1,5 lít dung dịch axit nitric 1,00M (loãng) thì thoát ra 6,72 lít khí nitơ monoxit. Xác định thành phần phần trăm của đồng(II) oxit trong hỗn hợp, nồng độ mol của đồng(II) nitrat và axit nitric trong dung dịch sau phản ứng, biết thể tích của các dung dịch không đổi.
* Giải bài tập 6 trang 45 SGK hóa 11:
– Theo đề bài ta có: nHNO3 = 1,5. 1,00 = 1,5 (mol)
nNO = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)
– PTFE: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O (2)
– Theo PTPU (1) nCu = (3/2).nNO = (3/2). 0,3 = 0,45 mol
– Gọi số mol CuO tham gia phản ứng là x (nCuO = x mol)
Ta có: mhỗn hợp = mCu + mCuO = 0,45. 64 + 80x = 30,00
⇒ x = 0,015 ⇒ nCuO = 0,015 mol ⇒ mCuO = 0,015. 80 = 1,2 gam
(Hay mCuO = 30 – 0,45.64 = 1,2g)
%CuO= (1,2/30). 100% = 4%
Theo PTPU (1) nCu(NO3)2 = nCu = 0,45 mol
Theo PTPU (2) nCu(NO3)2 = nCuO = 0,015 mol
Vậy tổng số mol: nCu(NO3)2 = 0,45 + 0,015 = 0,465(mol)
CM Cu(NO3)2 = 0,465/1,5 = 0,31(M)
Theo PTPƯ (1): nHNO3 = 4. nNO = 4. 0,3 = 1,2 mol
Theo PTPƯ (2): nHNO3 = 2. nCuO= 2. 0,015 = 0,03 mol
nHNO3 (dư)= 1,5 – 1,2 – 0,03 = 0,27(mol)
CM HNO3 = 0,27/1,5 = 0,18(M)
* Bài tập 7 trang 45 SGK lớp 11: Cần bao nhiêu tấn amoniac để điều chế 5.000 tấn axit nitric 60,0%? Biết rằng lượng amoniac bị hao hụt trong quá trình sản xuất là 3,8%.
* Giải bài 7 trang 45 SGK 11:
– Theo bài ra khối lượng HNO3 nguyên chất là: 5.(60/100) = 5 (tấn).
Sơ đồ phản ứng điều chế HNO3 từ NH3
NH3 → NO → NO2 → HNO3
1(mol) 1(mol)
17(g) 63(g)
x(tấn) 3(tấn)
Theo sơ đồ điều chế thì nHNO3 = nNH3
⇒ mNH3 = (3,17)/63 = 17/21 = 0,809524 (tấn).
– Độ hao hụt khối lượng NH3 là 3,8% tức hiệu suất là 100 – 3,8 = 96,2%
⇒ Khối lượng amoniac cần dùng là: 0,809534/(96,2%) = 0,809534.(100/96,2) = 0,8415 (tấn).
Xem thêm: Vẽ Chân Dung Chữ Thập Trong Word 2021 Ai Cũng Nên Biết, Ứng Dụng Chữ Thập
Axit nitric là một axit quan trọng, các phản ứng của axit này với kim loại ở các điều kiện khác nhau cũng tạo ra các sản phẩm khác nên trẻ cần có nồng độ cao nhất để ghi nhớ.
Hy vọng một lần nữa với nội dung hệ thống Dẫn xuất halogen của Hiđrocacbon tính chất hóa học, tính chất vật lí của dẫn xuất halogen Trên đây là hữu ích cho bạn, nếu có bất kỳ thắc mắc và góp ý nào, vui lòng để lại bình luận bên dưới bài viết. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!
