Bài 1 (45). 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?
Lời giải
- Công thức electron:
- Công thức cấu tạo:
- N trong HNO3 có mức oxi hóa +5; hóa trị IV.
Bài 2 (45). 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 + ?
Lời giải
|
a. Ag + HNO3 → NO2 + AgNO3 + H2O |
|
0 +1 +5 -2 +4 -2 +1 +5 -2 +1 -2 |
Lập các phương trình hóa học:
Ag0 → Ag+ + 1e x 1
N+5 + 1e → N+4 x 1
Ag0 + N+5 → Ag+ + N+4
|
b. Ag + HNO3 → NO + AgNO3 + H2O |
|
0 +1 +5 -2 +2 -2 +1 +5 -2 +1 -2 |
Ag + 2HNO3 → NO2 + AgNO3 + H2O
Ag0 → Ag+ + 1e x 3
N+5 + 3e → N+2 x 1
3Ag0 + N+5 → 3Ag+ + N+2
|
c. Al + HNO3 → N2O + Al(NO3)3 + H2O |
|
0 +1 +5 -2 +1 -2 +3 +5 -2 +1 -2 |
3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O
Al0 → Al+3 + 3e x 8
2N+5 + 8e → 2N+1 x 3
8Al0 + 6N+5 → 8Al+3 + 6N+1
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
|
d. Zn + HNO3 → NH4NO3 + Zn(NO3)2 + H2O |
|
0 +1 +5 -2 -3 +1 +5 -2 +2 +5 -2 +1 -2 |
Zn0 → Zn+2 + 2e x 4
N+5 + 8e → N-3 x 1
4Zn0 + N+5 → 4Zn+2 + N-3
|
e. FeO + HNO3 → NO + Fe(NO3)3 + H2O |
|
+2 -2 +1 +5 -2 +2 -2 +3 +5 -2 +1 -2 |
4Al + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Fe+2 → Fe+3 + 1e x 3
N+5 + 3e → N+2 x 1
3Fe+2 + N+5 → 3Fe+3 + N+2
|
g. Fe3O4 + HNO3 → NO + Fe(NO3)3 + H2O |
|
+8/3 -2 +1 +5 -2 +2 -2 +3 +5 -2 +1 -2 |
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
3Fe+8/3 → 3Fe+3 + 1e x 3
N+5 + 3e → N+2 x 1
9Fe+8/3 + N+5 → 9Fe+3 + N+2
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Bài 3 (45). 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?
Lời giải
a. Tính chất hóa học chung của HNO3 và H2SO4:
- Đều là axit mạnh:
+ Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
+ Tác dụng với bazơ → muối + H2O.
+ Tác dụng với oxit bazơ → muối + H2O.
+ Tác dụng với muối → muối mới + axit mới.
- H2SO4 đặc và HNO3 đều có tính oxi hóa mạnh:
+ Tác dụng với hầu hết kim loại → Muối + H2O + sản phẩm khử của S+6 (hoặc N+5).
+ Tác dụng với nhiều phi kim → H2O + axit của phi kim + NO2 hoặc SO2.
+ Tác dụng với nhiều hợp chất có tính khử.
- HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội đều làm thụ động Al, Fe, Cr.
b. Điểm khác biệt trong tính chất hóa học của HNO3 và H2SO4:
- Chỉ H2SO4 loãng mới tác dụng được với kim loại giải phóng khí H2 và tạo thành muối trong đó kim loại có hóa trị thấp.
- Chỉ H2SO4 loãng mới tác dụng được với các oxit kim loại, bazơ và muối (trong đó kim loại chưa đạt mức hóa trị cao nhất) mà phản ứng không phải là phản ứng oxi hóa – khử.
Bài 4 (45).
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 nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu:
A. 5 B. 7 C. 9 D. 21
Lời giải
a. Phản ứng nhiệt phân Fe(NO3)3:
4Fe(NO3)3 → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
Tổng hệ số các chất là:
D. 21
b. Phản ứng nhiệt phân Hg(NO3)2:
Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2 + O2
Tổng hệ số các chất là:
A. 5
Bài 5 (45). 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
Lời giải
Viết phương trình phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hóa:
1. 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
2. 2HNO3 + CuO → 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 → Cu + H2O
7. Cu + Cl2 → CuCl2
Bài 6 (45). Khi hòa tan 30 gam hỗn hợp Cu và CuO trong 1,5 lit dung dịch HNO3 1M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lit khí nitơ monooxit (đktc). Xác định hàm lượng % 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.
Lời giải
- Số mol các chất:
nHNO3 = 1,5.1 = 1,5mol
nNO = 6,72:22,4 = 0,3mol
- Các phương trình phản ứng:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O (2)
- Theo (1) có: nCu = 1,5nNO = 0,45mol → mCu = 0,45.64 = 28,8 gam → mCuO = 30 – 28,8 = 1,2 gam → %mCuO = 4%
- Số mol CuO: nCuO = = 0,015.
- Theo (1) và (2) ta có:
nCu(NO3)2 = nCu + nCuO = 0,465mol → CCu(NO3)2 = = 0,31M
nHNO3 phản ứng = 4nNO + 2nCuO = 4.0,3 + 2.0,015 = 1,23mol
→ nHNO3 dư = 1,5 – 1,23 = 0,27mol → CHNO3 dư = = 0,18M
Bài 7 (45). Để điều chế 5,00 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
- Khối lượng HNO3 nguyên chất: mHNO3 = 5.60% = 3 tấn.
Sơ đồ điều chế HNO3 từ NH3:
NH3 → NO → NO2 → HNO3
Theo sơ đồ: 17 tấn 63 tấn
Theo bài: 51/63 tấn ← 3 tấn
- Vì HNO3 bị hao hụt 3,8% (H = 96,2%) nên lượng NH3 thực tế cần dùng là:
mNH3 = 51.100/63.(100-3,8) = 0,8415 tấn.