Hóa 11 Nitric acid và muối nitrate

Nitric acid và muối nitrate là những hợp chất quan trọng trong hóa học vô cơ, thường gặp trong các phản ứng oxi hóa – khử và điều chế muối. Bài viết giúp bạn tìm hiểu tính chất hóa học, cách điều chế, phản ứng đặc trưng và ứng dụng thực tiễn của HNO₃ và các muối nitrate như NaNO3, KNO3, AgNO3,… phù hợp cho học sinh ôn thi và người học chuyên sâu.

A. Tóm tắt lý thuyết Hóa 11

I.  Nitric acid (HNO₃, M = 63)

1. Tính chất vật lý

Nitric acid tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Acid HNO₃ tan tốt trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

Nitric acid kém bền. Trong điều kiện thường, có ánh sáng, dung dịch acid đặc bị phân hủy 1 phần giải phóng khí nitrogen dioxide, khí này lại tan trong dung dịch acid làm cho dung dịch có màu vàng => Bảo quản dung dịch HNO₃ trong bình tối màu

2. Tính chất hóa học:

a. Acid HNO₃ là một trong các axit mạnh:

• Làm quỳ tím hóa đỏ,
• Tác dụng với base và oxide base,
• Tác dụng với muối của acid yếu.
• Tác dụng với kim loại (không giải phóng khí H₂)

VD: CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Ba(OH)₂ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

b. Axit HNO₃ là chất oxi hóa mạnh (vì N có số oxi hóa là +5)

• Phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au:
• $M+HN{O}_3\to M(N{O}_3{)}_n+[\begin{array}{l}N{O}_2\\ NO\\ N_2\\ N{H}_{4}N{O}_3\end{array}+H_{2}O$

Lưu ý

HNO₃ đặc sản phẩm khử là NO₂

HNO₃ loãng: 

Kim loại có tính khử trung bình, yếu (Fe, Cu, Ag,...) sản phẩm khử là NO

Kim loại có tính khử mạnh như (Mg, Al,Zn,...) sản phẩm khử là NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃

HNO₃ đặc nguội không tác dụng với Al, Fe, Cr

Thí dụ: Cu + 4HNO₃ đặc → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

• Một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

(Một số hợp chất hữu cơ bốc cháy khi gặp HNO₃ đặc)

Thí dụ: 

C + 4HNO₃ (đ) $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$  CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

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

3. Điều chế Nitric acid

a. Trong phòng thí nghiệm

Acid HNO₃ được điều chế bằng cách cho NaNO₃ hoặc KNO₃ tác dụng với acid H₂SO₄ đặc, nóng:

2NaNO_{3(tinh thể)} + H₂SO₄(đ) $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$  Na₂SO₄ + 2HNO₃

b. Trong công nghiệp

Được sản xuất theo sơ đồ sau

N₂ $\stackrel{+H_2,xt,t^{\circ },p}{\to }$ NH₃ $\underset{t^{\circ },xt}{\overset{+O_2}{\to }}$ NO $\stackrel{+O_2}{\to }$ NO₂ $\stackrel{+O_2+H_{2}O}{\to }$ HNO₃

4. Ứng dụng 

Nitric acid là một trong những hóa chất cơ bản và quan trọng. Phần lớn acid này được dùng để sản xuất phân đạm. Ngoài ra nó được dùng để sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm.

II. Muối nitrate

Công thức tổng quát: M(NO₃)_n

1. Tính chất vật lý

Tất cả các muối nitrate đều tan nhiều trong nước và là chất điện li mạnh.

M(NO₃)_n → Mⁿ⁺ + nNO₃^-

2. Tính chất hóa học

Các muối nitrate kém bền với nhiệt, chúng bị phân hủy khi đun nóng

a. Muối nitrate có các tính chất hóa học chung của muối

• Tác dụng với acid: 

AgNO₃ + HCl → AgCl + HNO₃

• Tác dụng với dung dịch base

Mg(NO₃)₂ + 2NaOH → Mg(OH)₂ + 2NaNO₃

• Tác dụng với dung dịch muối:

Mg(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → MgCO₃ + 2NaNO₃ 

• Tác dụng với với kim loại

Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

b. Muối nitrate dễ bị nhiệt phân

• Muối nitrate của các kim loại hoạt động mạnh đứng trước Mg (potassium, sodium,…) bị phân hủy thành muối nitrite và oxide

Thí dụ: 2KNO₃ $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$ 2KNO₂ + O₂

• Muối nitrate của kim loại từ Mg đến Cu bị phân hủy thành oxide kim loại tương ứng, NO₂ và O₂

Thí dụ: 2Cu(NO₃)₂ $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$ 2CuO + 4NO₂ + O₂

• Muối nitrat của kim loại kém hoạt động (Sau Cu) bị phân hủy thành kim loại tương ứng, khí NO₂ và O₂.

Thí dụ: 2AgNO₃ $\stackrel{t^{\circ }}{\to }$ 2Ag + 2NO₂ + O₂

Lưu ý: Một số muối nhiệt phân không theo quy luật trên như Fe(NO₃)₂, NH₄NO₃

c. Tính oxi hóa trong môi trường acid

Nếu muối nitrate tồn tại trong môi trường acid có tính oxi hóa mạnh như HNO₃

Thí dụ: 3Cu + 8HCl + 2KNO₃ → 3CuCl₂ + 2KCl + 2NO + 4H₂O 

B. Bài tập trắc nghiệm hóa 11 bài 9

Câu 1: Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế HNO₃ từ

A. NH₃ và O₂

B. NaNO₂ và H₂SO₄ đặc.

C. NaNO₃ và H₂SO₄ đặc.

D. NaNO₂ và HCl đặc.

Câu 2: Trong các phản ứng sau, phản ứng nào HNO₃ không đóng vai trò chất oxi hóa?

A. ZnS + HNO_{3(đặc nóng)}

B. Fe₂O₃ + HNO_{3(đặc nóng)}

C. FeSO₄ + HNO_3(loãng)

D. Cu + HNO_{3(đặc nóng)}

Câu 3: Chỉ sử dụng dung dịch HNO₃ loãng, có thể nhận biết được bao nhiêu chất rắn riêng biệt sau: MgCO₃, Fe₃O₄, CuO, Al₂O₃?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Câu 4: HNO₃ phản ứng với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây?

A. NH_3, 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 5: Khi nhiệt phân, nhóm các muối nitrat cho sản phẩm kim loại, khí NO₂, O₂ là

A. Cu(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂.

B. Ca(NO₃)₂, Hg(NO₃)₂, AgNO₃.

C. Zn(NO₃)₂, AgNO₃, LiNO₃.

D. Hg(NO₃)₂, AgNO₃.

Câu 6. 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 7. Nhiệt phân hoàn toàn Fe(NO₃)₂ trong không khí thu được sản phẩm gồm

A. FeO, NO₂, O₂.

B. Fe₂O₃, NO₂.

C. Fe, NO₂, O₂.

D. Fe₂O₃, NO₂, O₂.

Để xem trọn bộ câu hỏi trắc nghiệm Hóa 11 bài 9 cùng đáp án tại: Trắc nghiệm Hóa học lớp 11: Nitric acid và muối nitrate