Tính chất hoá học của axit Nitric HNO3, ví dụ và bài tập vận dụng

Tính chất hoá học của axit Nitric HNO3. Axit Nitric HNO₃ là là một trong những axit rất quen thuộc mà các em học trong chương trình THCS và THPT, đây là một axit cơ bản và quan trọng mà các em cần nắm vững kiến thức.

Vậy HNO₃ – axit nitric và các hợp chất muối nitrat có những tính chất hoá học và tính chất vật lý đặc trưng gì, bài viết dưới đây chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết về tính chất hoá học của axit nitric và mối nitrat.

This post: Tính chất hoá học của axit Nitric HNO3, ví dụ và bài tập vận dụng – hoá lớp 11

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. Ngay ở điều kiện thường, khi có ảnh sáng, dung dịch axit nitric bị phân hủy một phần giải phóng nitơ đioxit. Khí này tan trong dung dịch axit làm dung dịch có màu vàng.

+ Axit nitric tan trong nước ở bất kì tỉ lệ nào. Trong phòng thí nghiệm thường có loại HNO₃ nồng độ 68%, D=1,40 g/cm³

Về tính chất hoá học của Axit nitric:

Tác dụng với Bazơ
Tác dụng với Oxit bazơ
Tác dụng với Muối
Tác dụng với Kim loại
Tác dụng với phi kim

Dưới đây, chúng ta cùng tìm hiểu chi tiết về tính chất hoá học của axit nitric.

THPT Sóc Trăngdn5

II. Tính chất hoá học của Axit Nitric

1. Axit Nitric thể hiện tính axit

* HNO₃ là một axit mạnh (do HNO₃ phân ly thành H⁺ và NO₃^–)

a) Axit Nitric làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

b) Axit Nitric tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã 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 đã 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 đã 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 hoá

* HNO₃ có số oxi hoá là +5 (có tính oxi hoá mạnh) nên tuỳ vào nồng độ của HNO₃ và khả năng khử của chất tham gia có thể bị khử thành: $small overset{0}{N}_{2},overset{+1}N_{2}O,overset{+2}NO,overset{+4}NO_{2},overset{-3}NH_{4}overset{+5}NO_{3}$

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 là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit, thông thường thì:

Dung dịch HNO₃ đặc tác dụng với kim loại → NO_2;
Dung dịch HNO₃ loãng tác dụng với kim loại khử yếu (như: Cu, Pb, Ag,..) → NO;
Dung dịch HNO₃ loãng tác dụng với kim loại mạnh (như: Al, Mg, Zn,…) thì N bị khử xuống mức càng sâu → (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

Lưu ý: Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO₃ mà sau phản ứng còn dư kim loại → trong dung dịch Fe thu được chỉ ở dạng muối Fe²⁺.

b) Tác dụng với phi kim → NO₂ + H₂O + oxit của phi kim.

• HNO₃ + C

C + 4HNO₃ → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

• HNO₃ + S

S + 4HNO₃ → SO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

• HNO₃ + P

P + 5HNO₃ → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

c) Axit Nitric tác dụng với các chất khử khác (oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại chưa 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 gây cười, khí vui
N₂ không duy trì sự sống, sự cháy
Khí NO₂ có màu nâu đỏ
NH₄NO₃ không sinh ra ở dạng khí, khi cho kiềm vào kim loại thấy có mùi khai
HNO₃đặc nguội thụ động (không phản ứng) với Al, Fe, Cr.

III. Bài tập về Axit nitric

* Bài 1 trang 45 SGK Hóa 11: Viết công thức electron và công thức cấu tạo của axit nitric. Cho biết nguyên tố nitơ có hoá trị và số oxi hoá bằng bao nhiêu?

* Lời giải Bài 1 trang 45 SGK Hóa 11:

– Công thức electron của axit nitric:– Công thức cấu tạo của axit nitric:– Nguyên tố nitơ có hoá trị 4 và số oxi hoá +5.

* Bài 2 trang 45 sgk hoá 11: Lập các phương trình hoá học

a) Ag + HNO_{3, đặc} → NO₂↑ + ? + ?

b) Ag + HNO_{3, 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 hoá 11:

– Ta có các PTPƯ sau (cân bằng PTPƯ bằng phương pháp Electron):

a) Ag + 2HNO_{3, đặc} → NO₂↑ + AgNO₃ + H₂O

small left.egin{matrix} overset{0}{Ag} ightarrowoverset{+1}{Ag}+1e overset{+5}{N}+1e ightarrowoverset{+4}{N} end{matrix} ight|egin{matrix} 1 1 end{matrix}

b) 3Ag + 4HNO_{3, loãng} → NO↑ + 3AgNO₃ + 2H₂O

small small left.egin{matrix} overset{0}{Ag} ightarrowoverset{+1}{Ag}+1e overset{+5}{N}+3e ightarrowoverset{+2}{N} end{matrix} ight|egin{matrix} 3 1 end{matrix}

c) 8Al + 30HNO₃ → 3N₂O↑ + 8Al(NO₃)₃ + 15H₂O

small small left.egin{matrix} overset{0}{Al}-3e ightarrowoverset{+3}{Al} overset{+5}{2N}+2.4e ightarrowoverset{+1}{2N} end{matrix} ight|egin{matrix} 8 3 end{matrix}

d) 4Zn + 10HNO₃ → NH₄NO₃↑ + 4Zn(NO₃)₂ + 3H₂O

small small small left.egin{matrix} overset{0}{Zn}-2e ightarrowoverset{+2}{Zn} overset{+5}{N}+8e ightarrowoverset{-3}{N} end{matrix} ight|egin{matrix} 4 1 end{matrix}

e) 3FeO + 10HNO₃ → NO↑ + 3Fe(NO₃)₃ + 5H₂O

f) 3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → NO↑ + 9Fe(NO₃)₃ + 14H₂O

* Bài 3 trang 45 SGK Hóa 11: Hãy chỉ ra những tính chất hoá học chung và khác biệt giữa axit nitric và axit sunfuric. Viết các phương trình hoá học để minh hoạ?

* Lời giải Bài 3 trang 45 SGK Hóa 11:

• Những tính chất khác biệt giữa axit nitric và axit sunfuric

– Axit H₂SO₄ loãng có tính axit, chỉ H₂SO₄ đặc mới có tính oxi hoá mạnh. Còn axit HNO₃ dù là axit đặc hay loãng đều có tính oxi hoá mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử.

– Axit 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 của axit sunfuric và axit nitric:

+ Với axit H₂SO₄ loãng và HNO₃ đều có tính axit mạnh như:

– 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):

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

2HNO₃ + CaCO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑

H₂SO₄ + Na₂SO₃ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑

+ Với axit H₂SO_4(đặc) và axit HNO₃ đều có tính oxi hoá mạnh như:

– 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 + 2H₂SO_4(đặc) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

– Tác dụng với một số phi kim (đưa phi kim lên số oxi hoá cao nhất)

C + 2H₂SO_4(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).

* Bài 4 trang 45 SGK Hóa 11: a) Trong các phương trình hoá học của phản ứng nhiệt phân sắt (III) nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?

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 Bài 4 trang 45 SGK Hóa 11:

a) Đáp án: D. 21

– Phương trình của phản ứng nhiệt phân

4Fe(NO₃)₃ $small xrightarrow[]{t^0}$ 2Fe₂O₃ + 12NO₂+ 3O₂

b) Đáp án: A. 5

– 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

* Bài 5 trang 45 sgk hoá 11: Viết phương trình hóa học của phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau:

NO₂ → HNO₃ → Cu(NO₃)₂→ Cu(OH)₂ → Cu(NO₃)₂ → CuO → Cu → CuCl₂

* Lời giải bài 5 trang 45 sgk hoá 11:

– Ta có các PTPƯ sau:

(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 $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ Cu + H₂O

(7) Cu + Cl₂ $small overset{t^{0}}{ ightarrow}$ CuCl₂

* Bài tập 6 trang 45 sgk hoá 11: Khi hoà tan 30,0g hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong 1,5 lít dung dịch axit nitric 1,00M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lit nitơ monooxit (đktc). Xác định hàm lượng 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 rằng thể tích các dung dịch không thay đổi.

* Lời giải bài tập 6 trang 45 sgk hoá 11:

– Theo bài ra, ta có: n_HNO3 = 1,5. 1,00 = 1,5 (mol)

n_NO = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

– PTPƯ: 3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O (1)

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O (2)

– Theo PTPƯ (1) n_Cu = (3/2).n_NO = (3/2). 0,3 = 0,45 mol

– Gọi số mol CuO tham gia phản ứng là x (n_CuO = x mol)

Ta có: m_{hỗn hợp} = m_Cu + m_CuO = 0,45. 64 + 80x = 30,00

⇒ x = 0,015 ⇒ n_CuO = 0,015 mol ⇒ m_CuO = 0,015. 80 = 1,2 g

(Hoặc m_CuO = 30 – 0,45. 64 = 1,2g)

%CuO= (1,2/30). 100% = 4%

Theo PTPƯ (1) n_Cu(NO3)2 = n_Cu = 0,45 mol

Theo PTPƯ (2) n_Cu(NO3)2 = n_CuO = 0,015 mol

Vậy tổng số mol: n_Cu(NO3)2 = 0,45 + 0,015 = 0,465(mol)

C_{M Cu(NO3)2} = 0,465/1,5 = 0,31(M)

Theo PTPƯ (1): n_HNO3 = 4. n_NO = 4. 0,3 = 1,2 mol

Theo PTPƯ (2): n_HNO3 = 2. n_CuO= 2. 0,015 = 0,03 mol

n_HNO3 _(dư)= 1,5 – 1,2 – 0,03 = 0,27(mol)

C_{M HNO3} = 0,27/1,5 = 0,18(M)

* Bài tập 7 trang 45 sgk hoá 11: Để điều chế được 5,000 tấn axit nitric nồng độ 60,0% cần dùng bao nhiêu tấn amoniac? Biết rằng sự hao hụt amoniac trong quá trình sản xuất là 3,8%.

* Lời giải bài tập 7 trang 45 sgk hoá 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 n_HNO3 = n_NH3

⇒ m_NH3 = (3.17)/63 =17/21 = 0,809524 (tấn).

– Khối lượng NH₃ hao hụt là 3,8% nghĩa là hiệu suất đạt 100 – 3,8 = 96,2%

⇒ Vậy khối lượng amoniac cầ dùng là: 0,809534/(96,2%) = 0,809534.(100/96,2) = 0,8415 (tấn).

Axit Nitric là một axit quan trọng, các phản ứng của axit này với các kim loại ở những điều kiện khác nhau cũng tạo ra những sản phẩm khác, vì vậy mà các em cần tập trung cao nhất để ghi nhớ.

Hy vọng với phần nội dụng hệ thống lại Dẫn xuất Halogen của Hiđrocacbon tính chất hóa học, tính chất vật lý của dẫn xuất Halogen ở trên hữu ích cho các em, mọi thắc mắc và góp ý các em hãy để lại bình luận dưới bài viết. Chúc các em học tốt!

Bản quyền bài viết thuộc trường Mầm Non Ánh Dương. Mọi hành vi sao chép đều là gian lận.
Nguồn chia sẻ: Trường Mầm Non Ánh Dương (mamnonanhduongvt.edu.vn)

Source: Mamnonanhduongvt.edu.vn
Category: Giáo dục