Giải bài tập trang 45 SGK Hóa học lớp 11: Axit nitric và muối nitrat

Giải bài tập trang 45 SGK Hóa học lớp 11: Axit nitric và muối nitrat

. Tài liệu giúp bạn nắm được kiến thức cơ bản của bài học thông qua việc nhắc lại những kiến thức cơ bản đồng thời hướng dẫn bạn vận dụng những kiến thức đã học đó vào việc giải các bài tập được nêu trong SGK. Mời các bạn tham khảo.

Giải bài tập trang 49, 50 SGK Hóa học lớp 11: Photpho

Giải bài tập trang 53, 54 SGK Hóa học lớp 11: Axit photphoric và muối photphat

Tóm tắt kiến thức cơ bản: Axit nitric và muối nitrat

1. Trong hợp chất HNO₃, nguyên tố nitơ có số oxi hóa cao nhất là +5

2. Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm. Axit HNO₃ tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

3. Axit HNO₃ là một trong các axit mạnh: Làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazơ và oxit bazơ, tác dụng với muối của axit yếu.

Axit HN₃ là chất oxi hóa mạnh: Phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Pt và Au, một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ. Sản phẩm khử sinh ra tùy thuộc nồng độ axit, tính khử của kim loại và nhiệt độ phản ứng.

4. Trong phòng thí nghiệm axit HNO₃ được điều chế bằng cách cho NaNO₃ hoặc KNO₃ tác dụng với axit H₂SO₄ đăc, nóng:

2NaNO₃(tt) + H₂SO₄(đ) →t⁰ Na₂SO₄ + 2HNO₃

Trong công nghiệp được sản xuất theo sơ đồ sau:

5. Tất cả các muối nitrat đều tan nhiều trong nước và là chất điện li mạnh. Các muối nitrat kém bền với nhiệt, chúng bị phân hủy khi đun nóng: Muối nitrat của các kim loại hoạt động mạnh (kali, natri,...) bị phân hủy thành muối nitrit và oxi; muối nitrat của magie, kẽm, sắt, chì, đồng,...bị phân hủy thành oxit kim loại tương ứng, NO₂ và O₂; muối nitrat của bạc, vàng, thủy ngân,... bị phân hủy thành kim loại tương ứng, khí NO₂ và O₂.

Giải bài tập trang 45 SGK Hóa học lớp 11

Bài 1. Viết công thức electron, công thức cấu tạo của axit nitric. Cho biết nguyên tố nitơ có hóa trị và số oxi hóa bao nhiêu?

Trả lời:

Trong HNO₃, nitơ có số oxi hóa +5 và hóa trị là 4

Bài 2. Lập các phương trình hóa 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 + ?
g) Fe₃O₄ + HNO₃ → NO + Fe(NO₃)₃ + ?

Trả lời: Trước hết, căn cứ vào tính chất, điền công thức các chất còn thiếu ở chỗ có dấu (?). Sau đó, cân bằng phương trình hóa học theo phương pháp thăng bằng electron, ta được kết quả sau:

a) Ag + 2HNO₃ (đặc) → NO₂  + AgNO₃ + H₂O
b) 3Ag + 4HNO₃ (loãng) → NO + 3AgNO₃ + 2H₂O
c) 8Al + 30HNO₃ → 3N₂O + 8Al(NO₃)₃ + 15H₂O
d) 4Zn + 10HNO₃ → NH₄NO₃ + 4Zn(NO₃)₂ + 3H₂O
e) 3FeO + 10HNO₃ → NO + 3Fe(NO₃)₃ + 5H₂O
g) 3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → NO + 9Fe(NO₃)₃ + 14H₂O

Bài 3. Hãy chỉ ra những tính chất hóa học chung và khác biệt giữa axit nitric và axit sunfuric. Viết các phương trình hóa học để minh họa.

Trả lời: Axit nitric và axit sunfuric đặc đều có tính oxi hóa mạnh.

Ví dụ: 3FeO + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO ↓ + 5H₂O

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

Tuy nhiên nếu như HNO₃ loãng vẫn có tính oxi hóa thì H₂SO₄ loãng lại không có tính oxi hóa.

Ví dụ:

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO ↓ + 14H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄  → FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Bài 4.

a) Trong phương trình hóa 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 hóa học của phản ứng nhiệt phân thủy ngân (II) nitrat, tổng các hệ số bằng bao nhiêu?

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

Trả lời

a) Chọn D. 21

4Fe(NO₃)₃ →t⁰ 2Fe₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

b) Chọn A. 5

Hg(NO₃)₃ →t⁰ Hg + 2NO₂ + O₂

Bài 5. Viết phương trình hóa học của các phản ứng thực hiện dãy chuyển hóa sau đây:

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

Trả lời: Phương trình hóa học

4NO₂ + 2H₂O → 4HNO₃

CuO + 2HNO₂ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Cu(NO₃)₂  + 2NaOH → Cu(OH)₂ ↓ + 2NaNO₃

Cu(OH)₂ + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂  + 2H₂O

Cu(NO₃)₂  →t⁰ CuO + 2NO₂ ↑ + ½ O₂ ↑

CuO + H₂ →t⁰ Cu + H₂O

Bài 6. Khi hòa tan 30,0 g hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong 1,50 lít dung dịch axit nitric 1,00 M (loãng) thấy thoát ra 6,72 lít nitơ monoaxit (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 dung dịch không thay đổi.

Trả lời:

nNO = 6,72/22,4 = 0,300 (mol)

nHNO₃ = 1,00 x 1,5 = 1,5 (mol)

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

Theo (1) ta tính được nCu = 0,45 mol => mCu = 28,8 gam

nHNO₃ = 1,2 mol

nCu(NO₃)₂ = 0,45 mol

mCuO = 30 gam – 28,8 gam = 1,2 gam => nCuO = 0,015 mol

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O (2)

Theo (2) ta tính được  nHNO₃ là 0,030 mol,

nCu(NO₃)₂ là 0,015 mol

Phần trăm khối lượng CuO: % mCuO  = 1,2/30.100% = 4,0%

Từ (1) và (2) ta tính được số mol HNO₃ dư là 0,27 mol.

Nồng độ mol HNO₃ sau phản ứng: 0,18 M

Nồng độ mol của Cu(NO₃)₂: 0,31 M

Bài 7. Để điều chế 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%.

Trả lời

Tính khối lượng HNO₃ nguyên chất: 3,00 tấn.

Pthh: 4NH₃ + 5O₂  → (850 – 9000C)/Pt

4NO + 6H₂O (1)

2NO + O₂ → 2NO₂ (2)

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃ (3)

Từ các phương trình trên ta có sơ đồ hợp thức: NH₃ → HNO₃ (4)

Theo (4), ta tính được khối lượng NH₃ (hao hụt 3,8%): (3,00.17,0)/63,0 x (100/96,2) = 0,841 (tấn)