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

Bài 9: Axit nitric và muối nitrat

Bài 1 trang 45 Hóa học lớp 11: Viết công thức electron và công thức cấu tạo của axit nitric. Cho biết nguyên tố nitơ có hoá trị và số oxi hoá bằng bao nhiêu?

Lời giải:

- Công thức electron:

- Công thức cấu tạo:

- Nguyên tố nitơ có hoá trị 4 và số oxi hoá +5

Bài 2 trang 45 Hóa học lớp 11: Lập các phương trình hoá 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 + ? f) Fe3O4 + HNO3 → NO↑ + Fe(NO3)3 + ? Lời giải:

a)

0 5

Ag 2H N O3

+ + đặc → N O⁴ ₂ Ag NO¹ ₃ H O₂

+ +

 + +

0 1

5 4

1 Ag Ag 1e

1 N 1e N

+

+ +

→ + + →

b)

0 5

3Ag 4H N O3

+ + loãng → N O² 3Ag NO¹ ₃ 2H O₂

+ +

 + +

0 1

5 2

3 Ag Ag 1e

1 N 3e N

+

+ +

→ + + → c)

0 5

8Al 30H N O3

+ + →

1

3N O2

+  + 8

3

3 3 2

Al(NO ) 15H O

+ +

0 3

5 1

Al Al 3e

8

3 2 N 2.4e 2N

+

+ +

→ + + → d)

0 5

4Zn 10H N O3

+ + →

3 5

4 3

N H N O

− +

+ 4

2

3 2 2

Zn(NO ) 3H O

+ +

0 2

5 3

Zn Zn 2e

4

1 N 8e N

+

+ −

→ + + → e)

2 5

3Fe O 10H N O3

+ +

+ →

0 3

3 3 2

N O 3Fe(NO ) 5H O

 + + +

2 3

5 2

3 Fe Fe 1e

1 N 3e N

+ +

+ +

→ + + →

f)

8

5 0 3

3

3 4 3 3 3

3Fe O 28H N O N O 9 Fe(NO )

+

+ +

+ →  + + 14H2O

8 3 3

5 2

3 3Fe 3Fe 1e 1

N 3e N

+

+

+ +

→ +

+ →

Bài 3 trang 45 Hóa học lớp 11: Hãy chỉ ra những tính chất hoá học chung và khác biệt giữa axit nitric và axit sunfuric. Viết các phương trình hoá học để minh hoạ?

Lời giải:

- 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↑

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O - Những tính chất chung:

+Với axit H2SO4 loãng và HNO3 đều có tính axit mạnh

Thí dụ:

Đổi màu chất chỉ thị: Quỳ tím chuyển thành màu đỏ Tác dụng với bazơ, oxit bazơ không có tính khử.

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3+ 6H2O Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O

2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑ H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2↑

+ Với axit H2SO4(đặc) và axit HNO3 đều có tính oxi hoá mạnh Thí dụ:

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

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)

Bài 4 trang 45 Hóa học lớp 11: a) Trong các phương trình hoá 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 hoá học của phản ứng nhiệt phân thuỷ ngân(II) nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?

A. 5 B. 7 C. 9 D. 21

Lời giải:

a) Đáp án D

Phương trình của phản ứng nhiệt phân 4Fe(NO3)3 ⎯⎯→^t 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2

Tổng các hệ số = 4 + 2 + 12 + 3 = 21 b) Đáp án A

Phương trình của phản ứng nhiệt phân Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2 ↑ + O2 ↑ Tổng các hệ số = 1 + 1 + 2 + 1 = 5 Lưu ý: Phản ứng nhiệt phân muối nitrat

- Các muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh (K, Na…) bị phân hủy tạo muối nitrit

(NO₂⁻) và O2

- Các muối nitrat của kim loại Mg, Zn, Fe, Cu, Pb…. Bị phân hủy tạo oxit kim loại tương ứng, NO2 và O2

- Muối nitrat của Ag, Au, Hg… bị phân hủy tạo thành kim loại tương ứng, NO2 và O2

Bài 5 trang 45 Hóa học lớp 11: Viết phương trình hóa học của phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau:

NO2 ⎯⎯→⁽¹⁾ HNO3 ⎯⎯→⁽²⁾ Cu(NO3)2 ⎯⎯→⁽³⁾ Cu(OH)2 ⎯⎯→⁽⁴⁾ Cu(NO3)2 ⎯⎯→⁽⁵⁾ CuO ⎯⎯→⁽⁶⁾ Cu ⎯⎯→⁽⁷⁾ CuCl2

Lời giải:

(1) 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

(2) 8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O Hoặc CuO + 2HNO3 → 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 ⎯⎯→^t Cu + H2O

(7) Cu + Cl2 ⎯⎯→^t CuCl2

Bài 6 trang 45 Hóa học lớp 11: Khi hoà tan 30,0 gam hỗn hợp đồng và đồng(II) oxit trong 1,5 lít dung dịch axit nitric 1,00M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lít nitơ monooxit (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 các dung dịch không thay đổi.

Lời giải:

HNO3

n = 1,5. 1,00 = 1,50 (mol) nNO = 6,72 : 22,4 = 0,3(mol)

Phương trình phản ứng:

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

Theo phương trình (1) nCu = ³

2 .nNO = ³

2.0,3 = 0,45 mol Gọi nCuO = x mol

Ta có: mhỗn hợp = mCu + mCuO = 0,45.64 + 80x = 30,00 gam

→ x = 0,015 → nCuO = 0,015 mol → mCuO = 0,015. 80 = 1,2 g

%CuO = 1, 2

30 .100 = 4%

Theo phương trình (1)

Cu ( NO )3 2

n = nCu = 0,45 mol Theo phương trình (2)

Cu ( NO )3 2

n = nCuO = 0,015 mol Tổng

Cu ( NO )3 2

n = 0,45 + 0,015 = 0,465 mol

→ CM Cu( NO )3 2= 0,645

1,5 = 0,31M Theo phương trình (1)

HNO3

n = 4. nNO = 4. 0,3 = 1,2 mol Theo phương trình (2)

HNO3

n = 2. nCuO = 2. 0,015 = 0,03 mol

HNO3

n (dư) = 1,5 - 1,2 – 0,03 = 0,27 mol

→ M HNO3

0, 27

C 0,18M

= 1,5 =

Bài 7 trang 45 Hóa học lớp 11: Để điều chế được 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%.

Lời giải:

Khối lượng HNO3 nguyên chất là: 5.60

100 =3tấn Sơ đồ phản ứng điều chế HNO3 từ NH3

3 2 3

NH NO NO HNO

1 mol 1 mol

17g 63g

x tan 3 tan

→ → →

Theo sơ đồ điều chế

3 3

HNO NH

n =n

→ HNO3

m 3.17

= 63 = 0,809524 tấn

Khối lượng NH3 hao hụt là 3,8% nghĩa là hiệu suất đạt 100 - 3,8 = 96,2%

Vậy khối lương amoniac cầ dùng là: 0,809524

0,962 = 0,8415 tấn