Để điều Chế HNO3 Trong Phòng Thí Nghiệm, Các Hóa Chất Cần Sử ...

Câu hỏi: Để điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm, các hóa chất cần sử dụng là

A. NaNO3 tinh thể và dd HCl đặc

B. NaNO3 tinh thể và H2SO4 đặc

C. dd NaNO3 và dd HCl đặc

D. dd NaNO3 và dd H2SO4 đặc

Lời giải

Đáp án: B. NaNO3 tinh thể và H2SO4 đặc

Để điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm, các hóa chất cần sử dụng là NaNO3 tinh thể và H2SO4 đặc.

Giải thích

Phương trình điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm:

NaNO3tinh thể + H2SO4đặc t°→NaHSO4 + HNO3

Cùng Top lời giải tìm hiểu tính chất hóa học của HNO3 và tham khảo một số dạng bài tập hay về HNO3 nhé!

Tính chất hóa học của HNO3

*. HNO­3­ là một axit mạnh

- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

- Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:

2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O

- Tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:

2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O

- Tác dụng với muối (trong muối kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối mới + axit mới:

2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO­3­)2 + CO2 + H2O

*. HNO3 là chất oxi hóa mạnh

- Tác dụng với kim loại:

+ HNO3 phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối nitrat + H2­O và sản phẩm khử của N+5 (NO2, NO, N2O, N2 và NH4NO3).

M + HNO3 → M(NO3)n + H2O + NO2 (NO, N2O, N2, NH4NO3)

+ Sản phẩm khử của N+5 là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit. Thông thường thì dung dịch đặc → NO2, dung dịch loãng → NO; dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu.

Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

8Na + 10HNO3 → 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O

Chú ý: Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO3 mà sau phản ứng còn dư kim loại → trong dung dịch Fe thu được chỉ ở dạng muối Fe2+. HNO3 đặc nguội thụ động với Al, Fe, Cr.

- Tác dụng với phi kim → NO2 + H2O + oxit của phi kim.

C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O

S + 4HNO3 → SO2 + 4NO2 + 2H2O

P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O

- Tác dụng với các chất khử khác (oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại chưa có hóa trị cao nhất...).

4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

Các dạng bài tập về HNO3

Dạng 1: Kim loại tác dụng axit nitric

Phương pháp giải: Kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3 giải phóng hỗn hợp nhiều sản phẩm.

Bước 1: Nếu tạo ra hỗn hợp khí, thiết lập biểu thức tính M trung bình của hh từ đó rút ra tỉ lệ số mol (hay tỉ lệ thể tích) giữa các khí sản phẩm.

Bước 2: Viết phương trình cho nhận electron của các chất oxi hóa khử.

Bước 3: Sử dụng bảo toàn electron tìm số mol các chất chưa biết.

Bước 4: Tính toán theo yêu cầu bài toán.

Ví dụ:

Cho m (g) hỗn hợp Fe và Cu tác dụng hết với 100 ml dung dịch HNO3 2,4 M có nung nóng thu được dung dịch A và một khí màu nâu đỏ. Cô cạn dung dịch A thu được 10,48 g hỗn hợp 2 muối khan.

a. Tính m (g)?

b. Cho 2 muối trong dung dịch A tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH. Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH dùng cho phản ứng?

Hướng dẫn:

nHNO3 = 0,1.2,4 = 0,24 mol;

2H+ + NO3- + e → NO2 + H2O

a. nNO3- tạo muối = 0,12 mol

mmuối = m + mNO3- = m + 0,12.62 ⇒ m = 10,48 – 7,44 = 3,04 gam

b. Ta có nN+ = nNO3- tạo muối = 0,12 mol ⇒ CM(NaOH) = 0,12/0,2 = 0,6 M

Dạng 2: Oxit, bazo tác dụng axit nitric

Phương pháp giải:

- Sử dụng phương pháp quy đổi hỗn hợp các oxit kim loại về nguyên tố đơn giản.

- Sử dụng kết hợp với bảo toàn electron và bảo toan nguyên tố để giải toán

+ Đối với oxit sắt: nếu trong một hỗn hợp nFeO = nFe2O3 thì coi hỗn hợp FeO, Fe2O3 là Fe3O4

+ Nếu một bài toán có nhiều quá trình oxi hóa khử chúng ta chỉ cần để ý đến số oxi hóa của nguyên tố đó trước và sau phản ứng, sau đó dùng định luật bảo toàn e áp dụng chung cho cả bài toán.

Ví dụ:

Bài 1: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 46,4 gam hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư, thoát ra 8,96 lít (đktc) NO (sản phẩm khử duy nhất) và dd Y chứa m1 gam muối nitrat.

a. Tính giá trị của m, m1 ?

b. Số mol của HNO3 đã phản ứng là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Fe + O2 → X + HNO3 → Fe3+ + NO

Trong quá trình phản ứng xảy ra sự trao đổi e của Fe, N, O

a. Bảo toàn e ta có: m/56.3=(46,4-m)/32.4 + 0,4.3 ⇒ m = 39,2 gam

Khối lượng muối thu được: m = mFe(NO3)3 = 0,7.242 = 169,4 gam

b. Số mol HNO3 phản ứng: n = nNO3- tạo muối + nNO = 0,7.3 + 0,4 = 2,5 mol

Bài 2: Nung 2,23 gam hh X gồm (Fe, Cu, Ag) trong oxi một thời gian thu được 2,71 gam hh Y. Hoà tan Y bằng dung dịch HNO3 dư, thu được 0,672 lít khí NO (sp khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối. Tính khối lượng muối tạo thành và mol HNO3 phản ứng?

Hướng dẫn:

Số mol NO3- tạo muối là: nNO3- tạo muối = 3.nNO = 0,03.3 = 0,09 mol

Khối lượng muối tạo thành: m = mX + mNO3- tạo muối = 2,23 + 0,09.62 = 7,81 gam

Số mol oxi tham gia phản ứng: nO2 = (2,71-2,23)/32 = 0,015 mol ⇒ nO = 0,03 mol

Số mol HNO3 đã phản ứng là: n = 4.nNO + 2.nO = 0,18 mol

Dạng 3: Nhiệt phân muối nitrat

Phương pháp giải:

Các muối nitrat đều dễ bị nhiệt phân.

- Nếu muối nitrat của kim loại đứng trước Mg → muối nitrit và O2

- Nếu muối của kim loại trung bình (từ Mg đến Cu) → oxit kim loại + NO2 + O2

- Nếu muối nitrat của kim loại sau Cu → kim loại + NO2 + O2

*Một số phản ứng đặc biệt:

2Fe(NO3)3 → Fe2O3 + 6NO2 + 3/2O2

NH4NO3 → N2O + 2H2O

NH4NO2 → N2 + 2H2O

Lưu ý:

- Khối lượng chất rắn giảm bằng khối lượng khí đã sinh ra.

- Khí sinh ra sau phản ứng thường được dẫn qua nước. Khi đó có phương trình phản ứng:

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

Ví dụ:

Khi nhiệt phân hoàn toàn muối nitrat của kim loại hóa trị 1 thu được 32,4 gam kim loại và 10,08 lít khí (đktc). Xác định công thức và tính khối lượng muối ban đầu.

Hướng dẫn:

Gọi kim loại cần tìm là M ⇒ muối nitrat là: MNO3

MNO3 → M + NO2 + 1/2 O2

x x x x/2

x + x/2 = 1,5x = 10,08/22,4 = 0,45 ⇒ x = 0,3

M = 32,4/0,3 = 108 ⇒ M là Ag

mcr = 67,3 – (0,8.46 + 0,2.32) = 24,1 gam