Giải Hoá học 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat trang 45 SGK

Giải Hoá học 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat trang 45 SGK giúp các em ôn tập sâu kiến thức thông qua hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo khoa bằng các phương pháp giải hay, ngắn gọn. Hỗ trợ các em học tập tốt môn Hoá lớp 11.

Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 9

Giải bài 1 trang 45 SGK Hóa 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

Giải bài 2 SGK Hóa 11 trang 45

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:

Giải bài 3 SGK trang 45 Hóa 11

Hãy chỉ ra những tính chất hoá học chung và khác biệt giữa axit nitric và axit sunfuaric. 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 hồng

Tác dụng với bazơ, oxit bazơ không có tính khử (các nguyên tố có số oxi hoá cao nhất):

  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 H₂SO_4(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 + 2H₂SO_4(đặc) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Tác dụng với một số phi kim (đưa phi kim lên số oxi hoá cao nhất)

    C + 2H₂SO_4(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)

Giải bài 4 trang 45 Hóa 11 SGK

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  2Fe₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

b. Đáp án A

Phương trình của phản ứng nhiệt phân

Hg(NO₃)₂ → Hg + 2NO₂ ↑ + O₂ ↑

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 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

Giải bài 5 Hóa 11 SGK trang 45

Viết phương trình hóa học của phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau:

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 -^to→ Cu + H₂O

(7) Cu + Cl₂ -^to→ CuCl₂

Giải bài 6 Hóa lớp 11 SGK trang 45

Khi hoà tan 30,0g hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong 1,5 lít dung dịch axit nitric 1,00M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lit 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:

n_HNO3 = 1,5. 1,00 = 1,50 (mol)

n_NO =  = 0,3(mol)

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

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O (2)

Theo pt(1) n_Cu =  . n_NO =  . 0,3 = 0,45 mol

Gọi n_CuO = x mol

Ta có: m_{hỗn hợp} = m_Cu + m_CuO = 0,45. 64 + 80x = 30,00

⇒ x = 0,015 ⇒ n_CuO = 0,015 mol ⇒ m_CuO = 0,015. 80 = 1,2 g

(Hoặc m_CuO = 30 - 0,45. 64 = 1,2g)

Theo pt(1) n_Cu(NO3)2 = n_Cu = 0,45 mol

Theo pt(2) n_Cu(NO3)2 = n_CuO = 0,015 mol

⇒ Tổng n_Cu(NO3)2 = 0,45 + 0,015 = 0,465(mol)

Giải bài 7 Hóa lớp 11 trang 45 SGK

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:

Lý thuyết Hóa 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat

A. Axit nitric

I. Cấu tạo phân tử:

   CTPT: HNO₃ 

II. Tính chất vật lý

    - Là chất lỏng không màu, D = 1,53g/cm³.

    - Bốc khói mạnh trong không khí ẩm.

    - Axit nitric không bền, khi có ánh sáng phân hủy một phần.

4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O

    - Axit nitric tan vô hạn trong nước.

III. Tính chất hóa học

1. Tính axit

    Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

    - Dung dịch axit HNO₃ có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.

2. Tính oxi hóa

    Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO₃ đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.

    - Với kim loại: HNO₃ oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ vàng (Au) và platin(Pt))

    * Với những kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, ...

 Ví dụ:

Cu + 4HNO₃(đ) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

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

    * Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...

    - HNO₃ đặc bị khử đến NO₂.

    Ví dụ:

Mg + 4HNO₃(đ) → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

    - HNO₃ loãng bị khử đến N₂O hoặc N₂.

8Al + 30HNO₃(l) → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

    - HNO₃ rất loãng bị khử đến NH₃(NH₄NO₃).

4Zn + 10HNO₃ (rất loãng) → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

    * Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội.

    - Với phi kim:

    Khi đun nóng HNO₃ đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N₂ và halogen).

S + 6HNO₃(đ) → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

    - Với hợp chất:

    - H₂S, HI, SO₂, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO₃ nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.

    Ví dụ:

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

3H₂S + 2HNO₃(đ) → 3S + 2NO + 4H₂O

    - Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO₃ đặc.

IV. Ứng dụng

    - Phần lớn sử dụng để điều chế phân đạm NH₄NO₃, …

    - Ngoài ra sử dụng sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, …

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

    Axit HNO₃ được điều chế bằng cách cho natri nitrat hoặc kali nitrat rắn tác dụng với axit H₂SO₄ đặc, nóng:

2. Trong công nghiệp

    Được điều chế từ NH₃ qua các giai đoạn:

NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃

    GĐ 1: oxi hóa khí amoniac bằng oxi không khí ở nhiệt độ 850 − 900^oC, có mặt chất xúc tác là platin:

 GĐ 2: Oxi hóa NO thành NO₂. Hỗn hợp chứa NO được làm nguội và cho hóa hợp với oxi không khí tạo thành khí nitơ đioxit:

2NO + O₂ → 2NO₂

    GĐ 3: Chuyển hóa NO₂ thành HNO₃. Cho hỗn hợp nitơ đioxit vừa tạo thành và oxi tác dụng với nước, sẽ thu được dung dịch axit nitric:

4NO₂ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃

    Dung dịch HNO₃ thu được thường có nồng độ từ 52% đến 68%. Để có axit nitric với nồng độ cao hơn 68%, người ta chưng cất dung dịch HNO₃ này với H₂SO₄ đậm đặc trong các thiết bị đặc biệt.

B. Muối nitrat

I. Tính chất vật lý

    - Dễ tan trong nước, là chất điện ly mạnh trong dung dịch phân ly hoàn toàn thành các ion.

Ca(NO₃)₂ → Ca²⁺ + 2NO₃^-

    - Ion NO₃^- không màu, màu của 1 số muối nitrat là do màu của cation kim loại.

II. Tính chất hóa học

    Các muối nitrat của kim loại kiềm và kiềm thổ có môi trường trung tính, muối của kim loại khác có môi trường axit (pH < 7).

3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ → 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O

    c. Ion NO₃^- trong OH^-(kiềm): OXH được các kim loại lưỡng tính:

8Al + 3NO₃^- + 5OH^- + 2H₂O → 8AlO₂^- + 3NH₃↑

    d. Nhận biết ion nitrat (NO₃^-)

    Trong môi trường axit, ion NO₃^- thể hiện tính oxi hóa giống như HNO₃. Do đó thuốc thử dùng để nhận biết ion NO₃^- là hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H₂SO₄ loãng, đun nóng.

    Hiện tượng: dung dịch có màu xanh, khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí.

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ (dd màu xanh) + 2NO↑ + 4H₂O

2NO + O₂ (không khí) → 2NO₂ (màu nâu đỏ)

III. Ứng dụng

    - Các muối nitrat được sử dụng chủ yếu làm phân bón hóa học (phân đạm) trong nông nghiệp như NH₄NO₃, NaNO₃, KNO₃, Ca(NO₃)₂.

    - KNO₃ còn được sử dụng để chế thuốc nổ đen.

C. Chu trình của Nitơ trong tự nhiên

 Nguyên tố nitơ rất cần cho sự sống trên Trái Đất. Trong tự nhiên luôn luôn diễn ra các quá trình chuyển hóa nitơ từ dạng này sang dạng khác theo một chu trình tuần hoàn khép kín.

►►CLICK NGAY vào nút TẢI VỀ dưới đây để tải về Giải Hoá học 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat trang 45 SGK file PDF hoàn toàn miễn phí!