Hướng dẫn giải bài tập SGK Hoá học lớp 11 bài 9: Axit nitric và muối nitrat

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)