A. Kiến thức trọng tâm:
1. Trong hợp chất HNO3, nguyên tố nitơ có số oxi hóa cao nhất là +5
2. Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Axit HNO3 tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.
3. - Axit HNO3 là một trong các axit mạnh: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazơ và oxit bazơ, tác dụng với muối của axit yếu.
- Axit HNO3 là chất oxi hóa mạnh: phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au, một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ. Sản phẩm khử sinh ra tùy thuộc nồng độ axit, tính khử của kim loại và nhiệt độ phản ứng.
4. Trong phòng thí nghiệm axit HNO3 được điều chế bằng cách cho NaNO3 hoặc KNO3 tác dụng với axit H2SO4 đăc, nóng:
2NaNO3(tt) + H2SO4(đ) \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] Na2SO4 + 2HNO3
Trong công nghiệp được sản xuất theo sơ đồ sau:
N2 \[\underset{+{{H}_{2}}}{\overset{xt,{{t}^{0}},p}{\mathop{\to }}}\,\] NH3 \[\underset{+{{O}_{2}}}{\overset{xt,{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}}\,\] NO \[\overset{{{O}_{2}}}{\mathop{\to }}\,\] NO2 \[\overset{+{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O}{\mathop{\to }}\,\] HNO3
5. Tất cả các muối nitrat đều tan nhiều trong nước và là chất điện li mạnh. Các muối nitrat kém bền với nhiệt, chúng bị phân hủy khi đun nóng: muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh (kali, natri,…) bị phân hủy thành muối nitrit và oxi; muối nitrat của magie, kẽm, sắt, chì, đồng,… bị phân hủy thành oxit kim loại tương ứng, NO2 và O2; muối nitrat của bạc, vàng, thủy ngân,… bị phân hủy thành kim loại tương ứng, khí NO2 và O2.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1.(Trang 45 SGK)
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 ?
Hướng dẫn giải
Công thức eletron của axit nitric:
Công thức cấu tạo của axit nitric
=>Trong phân tử HNO3, nitơ có số oxi hóa +5 và hóa trị là 4.
Câu 2.(Trang 45 SGK)
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 + ?
Hướng dẫn giải
a) Ag + 2HNO3 (đặc) → NO2 ↑ + AgNO3 + H2O
b) Ag + 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.(Trang 45 SGK)
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.
Hướng dẫn giải
- Những tính chất chung:
- Với axit H2SO4 loãng và HNO3 đều có tính axit mạnh
+ Làm quỳ tím đổi sang màu đỏ
+ Tác dụng với bazơ, oxit bazơ không có tính khử (các nguyên tố có số oxi hoá cao nhất):
2Fe(OH)2 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3+ 6H2O
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(HNO3)3 + 3H2O
HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2↑
- Với axit H2SO4(đặc) và axit HNO3 đều có tính oxi hoá mạnh
+ 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 + 2H2SO4(đặc) → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
+ Tác dụng với một số phi kim (đưa phi kim lên số oxi hoá cao nhất)
C + 2H2SO4(đặc) → CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2HNO3 → H2SO4 + 2NO↑
+ Tác dụng với hợp chất( có tính khử)
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
2Fe(OH)2 + 4H2SO4(đặc) → Fe2(SO4)3 + SO2↑ + H2O
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)
- Những tính chất khác biệt:
- Với axit H2SO4 loãng có tính axit, còn H2SO4 đặc mới có tính oxi hoá mạnh, còn axit HNO3 dù là axit đặc hay loãng đề có tính oxi hoá mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử.
- 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↑
Cu + H2SO4 (loãng) : không có phản ứng
Câu 4.(Trang 45 SGK)
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
Hướng dẫn giải
a) 4Fe(NO3)3 \[\overset{{{t}^{0}}}{\mathop{\to }}\,\] 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
Vậy tổng hệ số là 4 + 2 + 12 + 3 = 21
Đáp án D
b) Hg(NO3)3 
Hg + 2NO2 + O2
Vậy tổng hệ số là 1 + 1 + 2 + 1 = 5
Đáp án A
Câu 5.(Trang 45 SGK)
Viết phương trình hóa học của các phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau đây:
Hướng dẫn giải
Đáp án tham khảo
(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 →(to) 2CuO + 4NO2↑ + O2↑
(6) CuO + H2 →(to) Cu + H2O
(7) Cu + 2HCl → CuCl2 + H2
Câu 6.(Trang 45 SGK)
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.
Hướng dẫn giải
nNO = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)
nHNO3 = 1,00 x 1,5 = 1,5 (mol)
PTHH: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
Từ (1) => 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)
Từ (2) => nHNO3 là 0,030 mol, nCu(NO3)2 = 0,015 mol
Phần trăm khối lượng CuO:
% mCuO = 1,2301,230 . 100% = 4,0 %
Từ (1) và (2) =>nHNO3 dư = 0,27 mol.
CM HNO3 sau phản ứng = 0,18 M
CM Cu(NO3)2 = 0,31 M
Câu 7.(Trang 45 SGK)
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 xuẩ là 3,8 %.
Hướng dẫn giải
Tính khối lượng HNO3 nguyên chất: 3,00 tấn.
Pthh: 4NH3 + 5O2 → (850 – 9000C)/Pt
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)