Bài 9 Axit nitric và muối nitrat A AXIT NITRIC I Cấu tạo phân tử Công thức cấu tạo của HNO3 Chú ý Mũi tên trong công thức cấu tạo trên cho biết cặp electron liên kết chỉ do nguyên tử N cung cấp Trong[.]
Bài 9: Axit nitric muối nitrat A AXIT NITRIC I Cấu tạo phân tử - Công thức cấu tạo HNO3: Chú ý: Mũi tên công thức cấu tạo cho biết cặp electron liên kết nguyên tử N cung cấp - Trong hợp chất HNO3, nitơ có số oxi hóa cao +5 II Tính chất vật lý - Axit nitric tinh khiết chất lỏng khơng màu, bốc khói mạnh khơng khí ẩm - Axit nitric khơng bền, có ánh sáng phân hủy phần sinh khí NO2 Khí tan dung dịch axit, làm cho dung dịch có màu vàng as → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O 4HNO3 ⎯⎯ - Axit nitric tan vô hạn nước Trong phịng thí nghiệm thường có loại HNO3 đặc nồng độ 68%, D = 1,4 g/cm3 III Tính chất hóa học Tính axit - Axit nitric số axit mạnh nhất, dung dịch phân li hoàn toàn: HNO3 → H + + NO3− - Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối axit yếu Thí dụ: CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O Tính oxi hóa - HNO3 có tính oxi hóa mạnh - Kim loại hay phi kim gặp axit HNO3 bị oxi hóa lên trạng thái có mức oxi hóa cao a) Tác dụng với kim loại - HNO3 oxi hóa hầu hết kim loại trừ vàng (Au) platin (Pt) * Với kim loại có tính khử yếu: Cu, Ag, Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O * Khi tác dụng với kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, HNO3 lỗng bị khử đến N2O, N2 NH4NO3 8Al + 30HNO3 (loãng) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 4Zn + 10HNO3 (loãng) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O * Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc, nguội b) Tác dụng với phi kim - Khi đun nóng, HNO3 đặc tác dụng với phi kim: C, P, S, …(trừ N2 halogen) Thí dụ: S + 6HNO3 (đ) → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O c) Tác dụng với hợp chất - H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … tác dụng với HNO3 Thí dụ: 3FeO + 10HNO3 (đ) → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O 3H2S + 2HNO3 (đ) → 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O - Nhiều hợp chất hữu giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy 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 Trong phòng thí nghiệm Axit HNO3 điều chế cách cho natri nitrat kali nitrat rắn tác dụng với axit H2SO4 đặc, nóng: t → HNO3 + NaHSO4 NaNO3 (rắn) + H2SO4 (đặc) ⎯⎯ o Hình 1: Điều chế axit nitric phịng thí nghiệm Trong cơng nghiệp - Được điều chế từ NH3 qua ba giai đoạn: (2) (3) (1) → NO2 ⎯⎯ → HNO3 NH3 ⎯⎯ → NO ⎯⎯ a) Oxi hóa khí amoniac oxi khơng khí 850 −900 C → 4NO + 6H2O; 4NH3 + 5O2 ⎯⎯⎯⎯ Pt o H b) Oxi hóa NO thành NO2 oxi khơng khí điều kiện thường 2NO + O2 → 2NO2 c) Chuyển hóa NO2 thành HNO3 4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3 Dung dịch HNO3 thu thường có nồng độ 52 – 68% Để có HNO3 có nồng độ cao 68% người ta thường chưng cất axit với HNO3 đậm đặc B MUỐI NITRAT - Muối axit nitric gọi nitrat Thí dụ: natri nitrat NaNO3, bạc nitrat AgNO3,… I Tính chất vật lý - Tất muối nitrat dễ tan nước, chất điện li mạnh dung dịch phân li hoàn toàn thành ion Thí dụ: Ca(NO3)2 → Ca2+ + NO3− - Ion NO3− không màu, màu số muối nitrat màu cation kim loại II Tính chất hóa học Nhiệt phân muối nitrat a) Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh (kali, natri,…) t → Muối nitrit + O2↑ Muối nitrat ⎯⎯ Thí dụ: o t → 2NaNO2 + O2↑ 2NaNO3 ⎯⎯ b) Muối nitrat Mg, Zn, Fe, Pb, Cu,… o t → Oxit kim loại + NO2↑ + O2↑ Muối nitrat ⎯⎯ Thí dụ: o t → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ 2Cu(NO3)2 ⎯⎯ o t → 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑ 4Fe(NO3)2 ⎯⎯ c) Muối nitrat kim loại Ag, Au, Hg,… o t → Kim loại + NO2↑ + O2↑ Muối nitrat ⎯⎯ Thí dụ: o t → 2Ag + 2NO2↑ + O2↑ 2AgNO3 ⎯⎯ Nhận biết ion nitrat o - Trong mơi trường trung tính NO3− khơng có tính oxi hóa - Trong mơi trường axit, ion NO3− thể tính oxi hóa giống HNO3 ⇒ Thuốc thử dùng để nhận biết ion NO3− vụn đồng dung dịch H 2SO4 lỗng, đun nóng Hiện tượng: dung dịch có màu xanh, khí khơng màu hóa nâu đỏ khơng khí 3Cu + 8H+ + NO3− → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 2NO + O2 (khơng khí) → 2NO2 (màu nâu đỏ) III Ứng dụng - Các muối nitrat sử dụng chủ yếu làm phân bón hóa học (phân đạm) nơng nghiệp NH4NO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 Hình 2: Một số loại phân đạm - KNO3 sử dụng để chế thuốc nổ đen (thuốc nổ khói) Thuốc nổ đen chứa 75% KNO3, 10%S 15% C C Chu trình nitơ tự nhiên Nguyên tố nitơ cần cho sống Trái Đất Trong tự nhiên, ln ln diễn q trình chuyển hóa nitơ từ dạng sang dạng khác theo chu trình tuần hồn khép kín Hình 3: Chu trình nitơ tự nhiên ... số muối nitrat màu cation kim loại II Tính chất hóa học Nhiệt phân muối nitrat a) Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh (kali, natri,…) t → Muối nitrit + O2↑ Muối nitrat ⎯⎯ Thí dụ: o t → 2NaNO2 +. .. 2NaNO3 ⎯⎯ b) Muối nitrat Mg, Zn, Fe, Pb, Cu,… o t → Oxit kim loại + NO2↑ + O2↑ Muối nitrat ⎯⎯ Thí dụ: o t → 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ 2Cu(NO3)2 ⎯⎯ o t → 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑ 4Fe(NO3)2 ⎯⎯ c) Muối nitrat kim... + 6HNO3 (đ) → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O c) Tác dụng với hợp chất - H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … tác dụng với HNO3 Thí dụ: 3FeO + 10HNO3 (đ) → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O 3H2S + 2HNO3 (đ) → 3S↓ +