Lý thuyết Axit nitric và muối nitrat (mới 2023 + Bài Tập)

Chào các bạn! Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về lý thuyết về axit nitric và muối nitrat. Hai loại hợp chất này thường được học trong môn Hóa 11. Bên cạnh đó, chúng ta cũng sẽ cùng làm các bài tập liên quan để nắm vững kiến thức.

Có thể bạn quan tâm

Axit Nitric

I. Cấu tạo phân tử

Công thức cấu tạo của axit nitric là HNO3. Trong công thức này, mũi tên cho biết cặp electron liên kết chỉ do nguyên tử N cung cấp. Nitơ trong axit nitric có số oxi hóa cao nhất là +5.

Bạn đang xem: Lý thuyết Axit nitric và muối nitrat (mới 2023 + Bài Tập) – Hóa học 11

II. Tính chất vật lý

Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Axit nitric không bền, khi tiếp xúc với ánh sáng sẽ phân hủy và sinh ra khí NO2. Khí này tan trong dung dịch axit, làm cho dung dịch có màu vàng. Axit nitric cũng tan vô hạn trong nước. Trong phòng thí nghiệm, ta thường dùng loại axit nitric đặc nồng độ 68%, có khối lượng riêng là 1,4 g/cm3.

III. Tính chất hóa học

1. Tính axit

Axit nitric là một trong những axit mạnh nhất. Khi hòa tan hoàn toàn trong dung dịch, axit nitric phân li thành h+ và NO3-. Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của một dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn. Ví dụ:

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O

NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O

2. Tính oxi hóa

Axit nitric có tính oxi hóa mạnh. Khi tiếp xúc với axit HNO3, hầu hết các kim loại và phi kim đều bị oxi hóa lên trạng thái có mức oxi hóa cao nhất.

a) Tác dụng với kim loại

HNO3 có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại, trừ vàng (Au) và platin (Pt).

Với những kim loại có tính khử yếu như Cu, Ag:

Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn như Mg, Zn, Al, axit nitric loãng có thể bị khử đến N2O, N2 hoặc NH4NO3.

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

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

Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch axit nitric đặc, nguội.

b) Tác dụng với phi kim

Khi đun nóng, axit nitric đặc có thể tác dụng với phi kim như C, P, S (trừ N2 và halogen).

Ví dụ:

S + 6HNO3 (đ) → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O

c) Tác dụng với hợp chất

Axit nitric có thể tác dụng với nhiều hợp chất như H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), và nhiều hợp chất hữu cơ khác như giấy, vải, dầu thông,…

IV. Ứng dụng

Axit nitric được sử dụng chủ yếu để điều chế phân đạm NH4NO3 và có nhiều ứng dụng khác như sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, v.v…

V. Điều chế

Trong phòng thí nghiệm

Axit HNO3 được điều chế bằng cách cho natri nitrat hoặc kali nitrat rắn tác dụng với axit H2SO4 đặc, nóng:

NaNO3 (rắn) + H2SO4 (đặc) → t°HNO3 + NaHSO4

Hình 1: Điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm

Trong công nghiệp

Axit nitric được điều chế từ NH3 qua ba giai đoạn:

NH3 → 1NO → 2NO2 → 3HNO3.

a) Oxi hóa khí amoniac bằng oxi không khí:

4NH3 + 5O2 → Pt850-900°C 4NO + 6H2O; ∆H < 0

b) Oxi hóa NO thành NO2 bằng oxi không khí ở điều kiện thường:

2NO + O2 → 2NO2

c) Chuyển hóa NO2 thành HNO3:

4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3

Dung dịch HNO3 thu được thường có nồng độ 52 – 68%. Để có HNO3 có nồng độ cao hơn 68%, ta thường chưng cất axit này với HNO3 đậm đặc.

Muối Nitrat

Muối nitrat là các hợp chất được hình thành từ axit nitric và kim loại, gọi là nitrat. Ví dụ: natri nitrat NaNO3, bạc nitrat AgNO3,…

I. Tính chất vật lý

Tất cả các muối nitrat đều dễ tan trong nước và là chất điện li mạnh trong dung dịch, phân li hoàn toàn thành các ion. Màu của một số muối nitrat phụ thuộc vào màu của cation kim loại.

II. Tính chất hóa học

1. Nhiệt phân muối nitrat

a) Muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh như kali, natri:

Muối nitrat → t°Muối nitrit + O2↑

Ví dụ:

2NaNO3 → t°2NaNO2 + O2↑

b) Muối nitrat của Mg, Zn, Fe, Pb, Cu:

Muối nitrat → t°Oxit kim loại + NO2↑ + O2↑

Ví dụ:

2Cu(NO3)2 → t°2CuO + 4NO2↑ + O2↑

4Fe(NO3)2 → t°2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑

c) Muối nitrat của những kim loại Ag, Au, Hg:

Muối nitrat → t°Kim loại + NO2↑ + O2↑

Ví dụ:

2AgNO3 → t°2Ag + 2NO2↑ + O2↑

2. Nhận biết ion nitrat

Trong môi trường trung tính không có tính oxi hóa.
Trong môi trường axit, ion nitrat có tính oxi hóa giống như axit nitric. Một cách nhận biết ion nitrat là sử dụng một ít vụn đồng và dung dịch H2SO4 loãng, đun nóng. Khi đó, dung dịch sẽ có màu xanh và khí không màu sẽ chuyển thành màu nâu đỏ trong không khí.

3Cu + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O

2NO + O2 (không khí) → 2NO2 (màu nâu đỏ)

III. Ứng dụng

Các muối nitrat được sử dụng chủ yếu làm phân bón hóa học (phân đạm) trong nông nghiệp như NH4NO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2. Ngoài ra, KNO3 còn được sử dụng để chế thuốc nổ đen (thuốc nổ khói). Thuốc nổ đen chứa 75% KNO3, 10% S và 15% C.

Các bạn đã nắm vững kiến thức về axit nitric và muối nitrat chưa? Hãy thử làm các bài tập dưới đây để kiểm tra hiểu biết của mình nhé!

Bài tập

Câu 1: Hòa tan 1,12 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,2M, thu được dung dịch X và khí H2. Cho dung dịch AgNO3 dư vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là:
A. 7,36.
B. 10,23.
C. 9,15.
D. 8,61.
Câu 2: Dãy gồm các chất không bị hòa tan trong dung dịch HNO3 đặc nguội là:
A. Al, Zn, Cu.
B. Al, Cr, Fe.
C. Zn, Cu, Fe.
D. Al, Fe, Mg.
Câu 3: Cho Cu tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 và H2SO4 loãng giải phóng khí X (không màu, dễ hoá nâu trong không khí). Khí X là:
A. NO.
B. NO2.
C. N2O.
D. NH3.
Câu 4: Cho 19,2 gam Cu vào 500 ml dung dịch NaNO3 1M, sau đó thêm 500 ml dung dịch HCl 2M đến phản ứng hoàn toàn thu được khí NO và dung dịch X. Phải thêm bao nhiêu lít dung dịch NaOH 0,4M để kết tủa hết ion Cu2+ trong dung dịch X?
A. 1 lít.
B. 1,25 lít.
C. 1,5 lít.
D. 2 lít.
Câu 5: HNO3 phản ứng với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây?
A. NH3, Al2O3, Cu2S, BaSO4.
B. Cu(OH)2, BaCO3, Au, Fe2O3.
C. CuS, Pt, SO2, Ag.
D. Fe(NO3)2, S, NH4HCO3, Mg(OH)2.
Câu 6: Khi hòa tan hoàn toàn một lượng CuO có màu đen vào dung dịch HNO3 thì dung dịch thu được có màu:
A. Xanh.
B. Vàng.
C. Da cam.
D. Không màu.
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,03 mol Cu và 0,09 mol Mg vào dung dịch chứa 0,07 mol KNO3 và 0,16 mol H2SO4 loãng thì thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối sunfat trung hòa và 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm các oxit của nitơ có tỉ khối so với H2 là x. Giá trị của x là:
A. 19,5.
B. 20,1.
C. 18,2.
D. 19,6.
Câu 8: Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO?
A. Fe2O3.
B. FeO.
C. Fe(OH)3.
D. Fe2(SO4)3.
Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 26,52 gam Al2O3 bằng một lượng vừa đủ dung dịch HNO3, thu được 247 gam dung dịch X. Làm lạnh X đến 20oC thì có m gam tinh thể Al(NO3)3.9H2O tách ra. Biết ở 20oC, cứ 100 gam H2O hòa tan được tối đa 75,44 gam Al(NO3)3. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 90.
B. 14.
C. 19.
D. 33.
Câu 10: Cho hỗn hợp X gồm a mol Fe và 0,21 mol Mg vào dung dịch Y chứa Cu(NO3)2 và AgNO3 (tỉ lệ mol tương ứng 3:2). Sau khi các phản ứng kết thúc, thu được dung dịch Z và 27,84 gam chất rắn T gồm ba kim loại. Hòa tan toàn bộ T trong lượng dư dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được 0,33 mol SO2 (sản phẩm khử duy nhất của H2SO4). Giá trị của a là:
A. 0,09.
B. 0,08.
C. 0,12.
D. 0,06.

Hy vọng rằng bài viết này đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về lý thuyết axit nitric và muối nitrat. Hãy cùng ôn tập bằng cách làm các bài tập để củng cố kiến thức nhé!

Ảnh 1

Ảnh 2

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu hóa