Tóm tắt bài giảng:
Hướng dẫn học một số dạng bài tập về Axit nitric và muối nitrat và giải một số bài tập minh họa.
Bài 9 : Axit nitric và muối nitrat Công thức cấu tạo H-O-N=o Trong phân tử này N có 1 cặp electron liên kết cho nhận với nguyên tử oxi theo một mũi tên. Trong phân tử này: Nguyên tử nitơ có hóa trị rv. Nguyên tử nitơ có số oxi hóa bằng +5. Axit nitric là một trong các axit mạnh nhất HNO3->H++ no; Axit nitric là 1 axit có tính oxi hóa mạnh: Dung dịch axit nitric tác dụng với các kim loại phụ thuộc vào: Nồng độ của axit Nhiệt độ của phản ứng. Bản chất của kim loại +5 -3 0 +1 +2 +4 Trong các trường hợp số oxi hóa cùa N [N] trong HNO3 bị khử xuống [N, N, N, N,... N]. Chú ý: khi phản ứng tạo ra NH3 thì không cóídú nay bay ra mà chỉ tạo muối amoni nitrat NH4NO3. Mặt khác, Al và Fe không phản ứng với HNO3 đặc, nguội Với phi kim: Khi đun nóng HNO3 đạc tác dụng với các phi kim tạo ra các hợp chất của phi kim trong đó số oxi hóa của nó cao nhất Thí dự s + 6HN0, —H2SO4 + 6NO2 t + 2H2O Axit nitric được điểu chế Trong phòng thí nghiệm NaNOxr] + H2SO4[d] —HNO3 + NaHSCh Trong công nghiệp: 850o-900°C, Pt 4NH, +5O2 -> 4NO +6H2O . -z-u2 2NO + O2—>2NO2 4NO2 + 02 + 2H2O -> 4HNO3 Tất cả muối nitrat đều tan trong nước, đều là các chất điện li mạnh. Muối nitrat bị nhiệt phần. muối nitrit + 02 muối nitrat oxit kim loại + NO2 + 02 kim loại + NO2 + 02 Chú thích : [1] các kim loại trước Mg Mg Cu các kim loại sau Cu Mặt khác NH4NO3 bị nhiệt phân: NH4NO3 ——> N2O + 2H2O ★ BÀI TẬP: Viết công thức electron, công thức cấu tạo của axit nitric. Cho biết nguyên tố nitơ có hóa trị và số oxi hóa bao nhiêu? Lập các phương trình hóa học: Ag + HNO3 [dặc] > NO2t + ? + ? d] Zn + HNO3 > NH4NO3 + ? + ? Ag + HNƠ3 [loang] > NOT + ? + ? e] FeO + HNƠ3 > NOĨ + Fe[NO3]3 + ? AI + HNO3 > N2ot + ? + ? g] Fe3Ũ4 + HNOs > not + Fe[NO3]3 + ? Hãy chi ra những tính chất hóa học chung và khác biệt giữa axit nitric và axit sunfuric. Viết các phương trình hóa học để minh họa. a] Trong phương trình hóa học của phản ứng nhiệt phân sắt [III] nitrat, tồng các hệ số bằng bao nhiêu? Viết phương trình hóa học cùa các phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau đây: NO, —IlL> HNO, —Cu[NOj]2 —> Cu[OH]? —Cu[NO,]2 Khi hòa tan 30,0ghỗn hợp đồng và đồng [II] oxit trong 1,50 lít dung dịch axit nitric l,00M [loãng] thấy thoát ra 6,72 lít nitơ monooxit [đktc]. Xác định hàm lượng phần trãm của đồng [II] oxit trong hỗn hợp, nồng độ mol của đồng [II] nitrat và axit nitric trong dung dịch sau phản ứng, biết rằng thể tích dung dịch không thay đổi. Để điều chế 5,000 tấn axit nitric nồng độ 60,0% cần dùng bao nhiêu tấn amoniac? Biết rằng sự hao hụt amoniac trong quá trình sàn xuất là 3,8%. ★ HƯỚNG DẪN GIẢI: Công thức cấu tạo của axit nitric là: o H-O-N Ý A, Công thức electron của axit nitric là: ° H : o : N. •O Nguyên tố nitơ có số oxi hóa bằng +5 và có hóa trị IV. Lập các phương trình hóa học: Ag + 2HNO3 [đặc] > NO2f + AgNO3 + H2O 3 Ag + 4HNO3 [loãng] > NO? + 3 AgNO3 + 2 H2O 8A1 + 30HNO3 > 3N2oT + SA1[NO3]3 + 15H2O 4Zn + 10HNO3 > NH.NCb + 4Zn[NO3]2 + 3H2O 3FeO + 10HNCL > 3Fe[NO3]3 + NO? + 5H2O 3Fe3O4 + 28HNO3 > NO? + 9Fe[NO3]3 + 14H2O . 8 +- 3 +3 3Fe > 3Fe +e~ Fe,o, => Tính chất hóa học chung của HNO3 và H2SO4 là: Đều là axit mạnh. HNOỉ và H2SO4 đặc nóng đếu có tính oxi hóa mạnh. Tính chất khác biệt: Axit nitric loãng hay đậm đặc đều có tính oxi hóa mạnh còn H2SO4 đậm đặc khi đun nóng mới có tính oxi hóa mạnh. a. Nhiệt phân sắt [III] nitrat 4Fe[NO3]3 —2Fe2O3 + 12NO2 + 30: Tổng các hệ số bằng 21. Chọn D. b. Hg[NO3]2 > Hg + 2NO2t + o2 Tổng hệ số bằng 5. Chọn A. 5. 4NO2 + 2H2O + o2 > 4HNO3 2HNO3 + CuO > Cu[NO3]2 + H20 Cu[NO3]2 + 2NaOH > Cu[OH]2ị + 2NaNO3 Cu[OH]2 + 2HNOj > Cu[NO3]2 + 2H2O Cu[NO3]2 —CuO + 2NO2T + I o2t CuO + H2 ——> Cu + H2O Cu + Cl2 ——> CuCl2 Phương trình hóa học: 3Cu + 8HNO3 > 3Cu[NO3]2 + 2NOt + 4H2O xmol CuO + 2HNO3 > Cu[NO3]2 + H2O ymol Số mol HNO3: 1 X 1,5 - 1,5 [mol] Số mol khí NO: 6,72 22,4 = 0,3 mol Theo đê' bài sau phản ứng còn lại dung dịch HNO3 nên Cu và CuO đã phản ứng hết Vì vậy: 64x + 80y=30,0 [1] Suy ra 2x -r- =0,3 3 [2] x=0,45mol y=0,015 mol Hàm lượng phần trăm của CuO: 0,015.80.100 30,0 = 4 [%] Số mol Cu[NO3]2 là: X + y = 0,465 mol Nống độ mol/1 của Cu[NO3]2 là: 0,465 1,50 = 0,31 [M] 8x Số mol HNO3 tham gia: -y- + 2y = 1,23 mol Số mol HNO3 còn lại: 1,5-1,23 = 0,27 mol 0,27 Nồng độ mol/1 của dung dịch HNO3 sau phản ứng: = 0,18 [M] Phương trinh phản ứng hóa học: 4NH3 + 5O2 850-900°C > 4Ỉ4° + 6H2° 2NO +Ơ2 > 2NO2 +4 +5 4NO2 +2H2O + O2 > 4HNO3 Nhận thấy theo 3 phương trình trên số mol NH3 bằng số mol HNO3 tạo ra. Số mol HNO3 được điều chế là: 5,OOO.1O6.6O 100.63 = 0,476.105mol Số mol NH3 cần dùng: = 0,495.105mol 0,476.105.100 [100-3,8] Khối lượng NH3 cấn dùng: 0,495.1ũ5.17 106 = 0,841 [tấn]
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
Giải Bài Tập Hóa Học 11 – Bài 9: Axit nitric và muối nitrat giúp HS giải bài tập, cung cấp cho các em một hệ thống kiến thức và hình thành thói quen học tập làm việc khoa học, làm nền tảng cho việc phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động:
Lời giải:
– Công thức electron:
– Công thức cấu tạo:
– Nguyên tố nitơ có hoá trị 4 và số oxi hoá +5
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:
Lời giải:
– Những tính chất khác biệt:
+ Với axit H2SO4 loãng có tính axit, còn H2SO4 đặc mới có tính oxi hoá mạnh, còn axit HNO3 dù là axit đặc hay loãng đề có tính oxi hoá mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử.
+ H2SO4 loãng không tác dụng được với các kim loại đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hoá học như axit HNO3.
Fe + H2SO4 [loãng] → FeSO4 + H2↑
3Cu + 8HNO3 → 3Cu[NO3]2 + 2NO + 4H2O
– Những tính chất chung:
∗ Với axit H2SO4 loãng và HNO3 đều có tính axit mạnh
+ Thí dụ:
Đổi màu chất chỉ thị: Quỳ tím chuyển thành màu hồng
Tác dụng với bazơ, oxit bazơ không có tính khử [các nguyên tố có số oxi hoá cao nhất]:
2Fe[OH]3 + 3H2SO4 → Fe2[SO4]3+ 6H2O
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 hoá mạnh
+ Thí dụ:
Tác dụng được với hầu hết các kim loại [kể cả kim loại đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hoá học] và đưa kim loại lên số oxi hoá cao nhất.
Fe + 4HNO3 → Fe[NO3]3 + NO↑ + 2H2O
Cu + 2H2SO4[đặc] → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Tác dụng với một số phi kim [đưa phi kim lên số oxi hoá cao nhất]
C + 2H2SO4[đặc] → CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO↑
Tác dụng với hợp chất[ có tính khử]
3FeO + 10HNO3 → 3Fe[NO3]3 + NO↑ + 5H2O
2FeO + 4H2SO4[đặc] → Fe2[SO4]3 + SO2↑ + 4H2O
Cả hai axit khi làm đặc nguội đều làm Fe và Al bị thụ động hoá [có thể dùng bình làm bằng nhôm và sắt để đựng axit nitric và axit sunfuaric đặc]
A. 5
B. 7
C. 9
D. 21
b. Trong phương trình hoá học của phản ứng nhiệt phân thuỷ ngân [II] nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?
A. 5
B. 7
C. 9
D. 21
Lời giải:
a. Đáp án D
Phương trình của phản ứng nhiệt phân
4Fe[NO3]3
b. Đáp án A
Phương trình của phản ứng nhiệt phân
Hg[NO3]2 → Hg + 2NO2 ↑ + O2 ↑
Lưu ý: Phản ứng nhiệt phân muối nitrat
– Các muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh [K, Na…] bị phân hủy tạo muối nitrit và O2
– Các muối nitrat của kim loại Mg, Zn, Fe, Cu, Pb…. Bị phân hủy tạo oxit kim loại tương ứng, NO2 và O2
– Muối nitrat của Ag, Au, Hg… bị phân hủy tạo thành kim loại tương ứng, NO2 và O2
Lời giải:
[1] 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 –to→ Cu + H2O
[7] Cu + Cl2 –to→ CuCl2
Lời giải:
nHNO3 = 1,5. 1,00 = 1,50 [mol]
nNO =
PTHH: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu[NO3]2 + 2NO + 4H2O [1]
CuO + 2HNO3 → Cu[NO3]2 + H2O [2]
Theo pt[1] nCu =
Gọi 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 g
[Hoặc mCuO = 30 – 0,45. 64 = 1,2g]
Theo pt[1] nCu[NO3]2 = nCu = 0,45 mol
Theo pt[2] nCu[NO3]2 = nCuO = 0,015 mol
⇒ Tổng nCu[NO3]2 = 0,45 + 0,015 = 0,465[mol]
CMCu[NO3]2 =
Theo pt [1] nHNO3 = 4. nNO = 4. 0,3 = 1,2 mol
Theo pt [2] nHNO3 = 2. nCuO= 2. 0,015 = 0,03 mol
nH2O [dư]= 1,5 – 1,2 – 0,03 = 0,27[mol]
CM HNO3 =
Lời giải:
Khối lượng HNO3 nguyên chất là:
Sơ đồ phản ứng điều chế HNO3 từ NH3
Theo sơ đồ điều chế nHNO3 = nNH3
⇒ mNH3 =
Khối lượng NH3 hao hụt là 3,8% nghĩa là hiệu suất đạt 100 – 3,8 = 96,2%
Vậy khối lương amoniac cầ dùng là: