Giải bài tập Hóa 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat

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)