Hoàn thành PTHH sau: Mg + HNO3?

Câu hỏi: Hoàn thành PTHH sau: Mg + HNO₃?

Lời giải: 

Phương trình hóa học như sau:

10HNO3	+	4Mg	→	3H2O	+	4Mg(NO3)2	+	NH4NO3
axit nitric		magie		nước		magie nitrat		amoni nitrat
63		24		18		148		80
(dung dịch)		(rắn)		(lỏng)		(rắn)		(khí)

- Điều kiện xảy ra phản ứng: không có

- Cách thực hiện: bỏ từ từ Mg vào dung dịch HNO₃

- Hiện tượng nhận biết: Có khí thoát ra có mùi khai (NH₄NO₃)

Cùng Top lời giải tìm hiểu các phản ứng đặc trưng về axit HNO₃ nhé.

I. Axit nitric HNO₃ là gì?

   Axit nitric HNO₃ là hợp chất vô cơ có công thức hóa học HNO₃. Axit nitric HNO₃ thường được xem làm một dung dịch nitrat hidro hay còn được gọi là axit nitric khan. Loại axit này được hình thành trong tự nhiên, do trong những cơn mưa do sấm và sét tạo thành.

   Nếu một dung dịch có hơn 86% axit nitric, nó được gọi là axit nitric bốc khói. Axit nitric bốc khói có đặc trưng axit nitric bốc khói trắng và axit nitric bốc khói đỏ, tùy thuộc vào số lượng nitơ đioxit hiện diện.

II. Tính chất vật lí

- Axit tinh khiết là chất lỏng; không màu; bốc khói mạnh trong không khí ẩm.

- Kém bền. Bị phân hủy chậm ngay trong điều kiện thường tạo dung dịch có màu vàng:

 4HNO₃ → 4NO₂ + 2H₂O + O₂

=> phải đựng dung dịch HNO₃ trong bình tối màu.

- Tan tốt trong nước.

III. Tính chất hóa học của Axit Nitric HNO₃

    Axit nitric là một dung dịch nitrat hidro và là một axit khan, một monoaxit mạnh với tính oxy hóa mạnh. Nó có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ và có hằng số cân bằng axit (pKa) là −2. Bên cạnh đó thì axit nitric cũng là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên khi ở trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành một proton hydrat (ion hidroni) và các ion nitrat NO₃⁻.

HNO₃ + H₂O → H₃O⁺ + NO₃^-

1. Axit nitric là một axit mạnh

- HNO₃ có khả năng làm giấy quỳ chuyển thành màu đỏ.

- Tác dụng với oxit bazo, bazo mà khi ở trong oxit, bazo tương ứng, kim loại đã đạt hóa trị cao nhất để tạo thành muối và nước:

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Mg(OH)₂ + 2HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

- Tác dụng với muối mà khi ở trong muối đó, kim loại đã đạt hóa trị cao nhất để tạo thành muối mới và axit mới:

CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃­)₂ + CO₂ + H₂O

2. Tính oxi hóa mạnh

a. Tác dụng với kim loại:

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

- Chú ý: Sản phẩm khử của N⁺⁵ là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của HNO₃.

- Nếu dung dịch đặc → NO₂.

- Nếu dung dịch loãng → NO (dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu).

VD:

Cu + 4HNO_{3 đặc, nóng} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Fe + 4HNO_{3 loãng} → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

8Na + 10HNO_{3 loãng} → 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Lưu 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 hóa với Al, Fe, Cr.

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

C + 4HNO_{3 đặc, nóng} → CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

S + 4HNO_{3 đặc, nóng} → SO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

P + 5HNO_{3 đặc, nóng} → H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

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

4HNO_{3 đặc, nóng} + FeO → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

4HNO_{3 đặc, nóng} + FeCO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

IV. Ứng dụng của axit nitric

+ HNO₃ được dùng để điều chế thuốc nổ

+ HNO₃ được dùng trong sản xuất phân bón

+ HNO₃ được dùng trong điều chế các muối nitrat trong phòng thí nghiệm

+ HNO₃ được dùng phổ biến trong ngành xi mạ, luyện kim

+ HNO₃ được dùng trong nhà máy để tẩy rửa các đường ống, tẩy rửa bề mặt kim loại

+ HNO₃ được dùng để chế tạo thuốc nhuộm vải, len, sợi,…

+ HNO₃ được dùng trong xỷ lý nước để loại bỏ một số tạp chất, cân bằng lại độ tiêu chuẩn của nước.

+ HNO₃ được dùng làm chất khử màu và để phân biệt một số chất.

+ Ngoài ra còn dùng để điều chế và sản xuất ra các hóa chất khác.

V. Điều chế HNO₃

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:

    - Điện phân các muối nitrat của kim loại đứng sau H⁺ của nước (sau Al).

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.