Giáo Dục

Hóa học 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat

Giải Hóa 11 Bài 9 giúp các em học sinh lớp 11 nắm vững được kiến thức tính chất vật lý, tính chất hóa học và ứng dụng của Axit nitric và muối nitrat. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Hóa 11 chương 2 trang 45.

Giải bài tập Hóa 11 bài 9 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Lý thuyết Axit nitric và muối nitrat

I. Tính chất vật lý

– Là chất lỏng không màu, D = 1,53g/cm3.

– Bốc khói mạnh trong không khí ẩm.

– Axit nitric không bền, khi có ánh sáng phân hủy một phần.

4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O

– Axit nitric tan vô hạn trong nước.

II. Tính chất hóa học

1. Tính axit

Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:

HNO3 → H+ + NO3

– Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.

2. Tính oxi hóa

Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.

– Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))

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

Ví dụ:

Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

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

* Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, …

– HNO3 đặc bị khử đến NO2.

Ví dụ:

Mg + 4HNO3(đ) → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

– HNO3 loãng bị khử đến N2O hoặc N2.

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

– HNO3 rất loãng bị khử đến NH3(NH4NO3).

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

* Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội.

– Với phi kim:

Khi đun nóng HNO3 đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N2 và halogen).

S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

– Với hợp chất:

– H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.

Ví dụ:

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

3H2S + 2HNO3(đ) → 3S + 2NO + 4H2O

– Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.

III. Ứng dụng

– Phần lớn sử dụng để điều chế phân đạm NH4NO3, …

– Ngoài ra sử dụng sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, …

Giải bài tập SGK Hóa 11 trang 45

Câu 1

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?

Gợi ý đáp án

Trong HNO3, nitơ có số oxi hóa +5 và hóa trị là 4

Câu 2

Lập các 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 + ?

g) Fe3O4 + HNO3 → NO + Fe(NO3)3 + ?

Gợi ý đáp án

Trước hết, căn cứ vào tính chất, điền công thức các chất còn thiếu ở chỗ có dấu (?). Sau đó, cân bằng phương trình hóa học theo phương pháp thăng bằng electron, ta được kết quả sau:

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

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

Câu 3

Hãy chỉ 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.

Gợi ý đáp án

Axit nitric và axit sunfuric đặc đều có tính oxi hóa mạnh.

Ví dụ:

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

2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

Tuy nhiên nếu như HNO3 loãng vẫn có tính oxi hóa thì H2SO4 loãng lại không có tính oxi hóa.

Ví dụ:

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

Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O

Câu 4

a) Trong phương trình hóa 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 hóa học của phản ứng nhiệt phân thủy ngân (II) nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?

A. 5

B. 7

C. 9

D. 21

Gợi ý đáp án

a) Chọn D. 21

4Fe(NO3)3 overset{t^{circ } }{rightarrow} 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2

b) Chọn A. 5

Hg(NO3)3 overset{t^{circ } }{rightarrow} Hg + 2NO2 + O2

Câu 5

Viết phương trình hóa học của các phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau đây:

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

Gợi ý đáp án

Phương trình hóa học

4NO2 + 2H2O → 4HNO3

CuO + 2HNO2 → Cu(NO3)2 + H2O

Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaNO3

Cu(OH)2 + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O

Cu(NO3)2 overset{t^{circ } }{rightarrow} CuO + 2NO2↑ + ½ O2

CuO + H2 overset{t^{circ } }{rightarrow} Cu + H2O

Câu 6

Khi hòa tan 30,0 g hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong 1,50 lít dung dịch axit nitric 1,00 M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lít nitơ monoaxit (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 dung dịch không thay đổi.

Gợi ý đáp án

nNO = 6,72/22,4 = 0,300 (mol)

nHNO3 = 1,00 x 1,5 = 1,5 (mol)

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

Theo (1) ta tính được nCu = 0,45 mol => mCu = 28,8 gam

nHNO3 = 1,2 mol

nCu(NO3)2 = 0,45 mol

mCuO = 30 gam – 28,8 gam = 1,2 gam => nCuO = 0,015 mol

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O (2)

Theo (2) ta tính được nHNO3 là 0,030 mol,

nCu(NO3)2 là 0,015 mol

Phần trăm khối lượng CuO: % mCuO = 1,2/30.100% = 4,0%

Từ (1) và (2) ta tính được số mol HNO3 dư là 0,27 mol.

Nồng độ mol HNO3 sau phản ứng: 0,18 M

Nồng độ mol của Cu(NO3)2: 0,31 M

Câu 7

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 sản xuất là 3,8%.

Gợi ý đáp án

Tính khối lượng HNO3 nguyên chất: 3,00 tấn.

Pthh: 4NH3 + 5O2 xrightarrow[pt]{850-900^{o} C} 4NO + 6H2O (1)

2NO + O2 → 2NO2 (2)

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 (3)

Từ các phương trình trên ta có sơ đồ hợp thức: NH3 → HNO3 (4)

Theo (4), ta tính được khối lượng NH3 (hao hụt 3,8%): (3,00.17,0)/63,0 x (100/96,2) = 0,841 (tấn)

Giải Hóa 11 Bài 9 giúp các em học sinh lớp 11 nắm vững được kiến thức tính chất vật lý, tính chất hóa học và ứng dụng của Axit nitric và muối nitrat. Đồng thời giải nhanh được các bài tập Hóa 11 chương 2 trang 45.

Giải bài tập Hóa 11 bài 9 trước khi đến lớp các em nhanh chóng nắm vững kiến thức hôm sau ở trên lớp sẽ học gì, hiểu sơ qua về nội dung học. Đồng thời giúp thầy cô tham khảo, nhanh chóng soạn giáo án cho học sinh của mình. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn cùng tham khảo tại đây.

Lý thuyết Axit nitric và muối nitrat

I. Tính chất vật lý

– Là chất lỏng không màu, D = 1,53g/cm3.

– Bốc khói mạnh trong không khí ẩm.

– Axit nitric không bền, khi có ánh sáng phân hủy một phần.

4HNO3 → 4NO2 + O2 + 2H2O

– Axit nitric tan vô hạn trong nước.

II. Tính chất hóa học

1. Tính axit

Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:

HNO3 → H+ + NO3

– Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.

2. Tính oxi hóa

Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.

– Với kim loại: HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))

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

Ví dụ:

Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

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

* Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, …

– HNO3 đặc bị khử đến NO2.

Ví dụ:

Mg + 4HNO3(đ) → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

– HNO3 loãng bị khử đến N2O hoặc N2.

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

– HNO3 rất loãng bị khử đến NH3(NH4NO3).

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

* Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc nguội.

– Với phi kim:

Khi đun nóng HNO3 đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N2 và halogen).

S + 6HNO3(đ) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

– Với hợp chất:

– H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO3 nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.

Ví dụ:

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

3H2S + 2HNO3(đ) → 3S + 2NO + 4H2O

– Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.

III. Ứng dụng

– Phần lớn sử dụng để điều chế phân đạm NH4NO3, …

– Ngoài ra sử dụng sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, …

Giải bài tập SGK Hóa 11 trang 45

Câu 1

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?

Gợi ý đáp án

Trong HNO3, nitơ có số oxi hóa +5 và hóa trị là 4

Câu 2

Lập các 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 + ?

g) Fe3O4 + HNO3 → NO + Fe(NO3)3 + ?

Gợi ý đáp án

Trước hết, căn cứ vào tính chất, điền công thức các chất còn thiếu ở chỗ có dấu (?). Sau đó, cân bằng phương trình hóa học theo phương pháp thăng bằng electron, ta được kết quả sau:

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

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

Câu 3

Hãy chỉ 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.

Gợi ý đáp án

Axit nitric và axit sunfuric đặc đều có tính oxi hóa mạnh.

Ví dụ:

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

2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O

Tuy nhiên nếu như HNO3 loãng vẫn có tính oxi hóa thì H2SO4 loãng lại không có tính oxi hóa.

Ví dụ:

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

Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O

Câu 4

a) Trong phương trình hóa 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 hóa học của phản ứng nhiệt phân thủy ngân (II) nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?

A. 5

B. 7

C. 9

D. 21

Gợi ý đáp án

a) Chọn D. 21

4Fe(NO3)3 overset{t^{circ } }{rightarrow} 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2

b) Chọn A. 5

Hg(NO3)3 overset{t^{circ } }{rightarrow} Hg + 2NO2 + O2

Câu 5

Viết phương trình hóa học của các phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau đây:

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

Gợi ý đáp án

Phương trình hóa học

4NO2 + 2H2O → 4HNO3

CuO + 2HNO2 → Cu(NO3)2 + H2O

Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2NaNO3

Cu(OH)2 + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O

Cu(NO3)2 overset{t^{circ } }{rightarrow} CuO + 2NO2↑ + ½ O2

CuO + H2 overset{t^{circ } }{rightarrow} Cu + H2O

Câu 6

Khi hòa tan 30,0 g hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong 1,50 lít dung dịch axit nitric 1,00 M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lít nitơ monoaxit (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 dung dịch không thay đổi.

Gợi ý đáp án

nNO = 6,72/22,4 = 0,300 (mol)

nHNO3 = 1,00 x 1,5 = 1,5 (mol)

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

Theo (1) ta tính được nCu = 0,45 mol => mCu = 28,8 gam

nHNO3 = 1,2 mol

nCu(NO3)2 = 0,45 mol

mCuO = 30 gam – 28,8 gam = 1,2 gam => nCuO = 0,015 mol

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O (2)

Theo (2) ta tính được nHNO3 là 0,030 mol,

nCu(NO3)2 là 0,015 mol

Phần trăm khối lượng CuO: % mCuO = 1,2/30.100% = 4,0%

Từ (1) và (2) ta tính được số mol HNO3 dư là 0,27 mol.

Nồng độ mol HNO3 sau phản ứng: 0,18 M

Nồng độ mol của Cu(NO3)2: 0,31 M

Câu 7

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 sản xuất là 3,8%.

Gợi ý đáp án

Tính khối lượng HNO3 nguyên chất: 3,00 tấn.

Pthh: 4NH3 + 5O2 xrightarrow[pt]{850-900^{o} C} 4NO + 6H2O (1)

2NO + O2 → 2NO2 (2)

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 (3)

Từ các phương trình trên ta có sơ đồ hợp thức: NH3 → HNO3 (4)

Theo (4), ta tính được khối lượng NH3 (hao hụt 3,8%): (3,00.17,0)/63,0 x (100/96,2) = 0,841 (tấn)

Back to top button