HNO3 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào?

HNO3 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào?
1. HNO3 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất nào?
Hãy tìm đáp án đúng cho câu hỏi: HNO3 chỉ thể hiện tính oxi hóa khi tác
dụng với các chất thuộc dãy nào dưới đây? A. Mg, H2S, C, Fe3O4, Fe(OH)2. B. Na2SO3, P, CuO, CaCO3, Ag. C. Al, FeCO3, HI, CaO, FeO. D. Cu, C, Fe2O3, Fe(OH)2, SO2. => Đán án: A
Hướng dẫn giải chi tiết: A đúng B loại CuO, CaCO3 C loại CaO D loại Fe2O3
2. Tính chất hóa học của axit nitric
2.1 Axit nitric thể hiện tính axit
Axit nitric (HNO3) là một axit mạnh có tính chất axit bình thường. Khi tiếp xúc
với quỳ tím, nó tạo ra một phản ứng oxi hóa, làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
Axit nitric cũng có khả năng tác dụng với các bazơ, oxit bazơ và muối
cacbonat để tạo thành các muối nitrat, như các phản ứng bạn đã đề cập:
- Phản ứng với oxit đồng (II) (CuO): 2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
- Phản ứng với hidroxit magiê (Mg(OH)2):
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
- Phản ứng với muối cacbonat bari (BaCO3):
2HNO3 + BaCO3 → Ba(NO3)2 + H2O + CO2
Trong các phản ứng này, axit nitric tác dụng với các chất bazơ để tạo ra các
muối nitrat, cùng với việc tạo ra nước và trong trường hợp của phản ứng thứ ba, còn sinh ra khí CO2.
2.2 Tính oxi hóa của HNO3
Axit nitric tác dụng với kim loại
Axit nitric có tác dụng với hầu hết các kim loại, tạo thành muối nitrat và nước.
Quá trình tác dụng phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ axit nitric.
Khi tác dụng với kim loại trong môi trường axit nitric đặc, ta có phản ứng sau:
- Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)
- Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
- Kim loại + HNO3loãng lạnh → muối nitrat + H2
- Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
Tuy nhiên, có một số kim loại như vàng (Au) và platinum (Pt) không tác dụng
với axit nitric, do chúng không bị oxy hóa bởi axit này.
Các kim loại như nhôm (Al), sắt (Fe) và crom (Cr) thụ động với axit nitric đặc
nguội, tức là chúng không tác dụng với axit này vì tạo ra một lớp oxit bảo vệ
bề mặt kim loại khỏi quá trình oxy hóa tiếp. Tác dụng với phi kim
Axit nitric tác dụng với các nguyên tố phi kim (ngoại trừ silic và halogen) khác
nhau tạo thành các sản phẩm khác nhau. Quá trình tác dụng phụ thuộc vào
nồng độ và điều kiện của axit nitric.
Khi tác dụng với các nguyên tố á kim (phi kim), axit nitric đặc tạo thành nito
dioxit (NO2), nước (H2O) và khí carbon dioxide (CO2), như sau:
C + 4HNO3 đặc → 4NO2(g) + 2H2O(l) + CO2(g)
Đây là một phản ứng oxi hóa, trong đó cacbon (C) trong phi kim bị oxy hóa
thành CO2 và axit nitric bị khử thành nito dioxit (NO2).
Khi tác dụng với axit nitric loãng, các nguyên tố phi kim (á kim) tạo thành oxit
nito (NO), nước (H2O) và oxit của phi kim đó, như là oxit cacbon (CO) hoặc
oxit lưu huỳnh (SO2), tùy thuộc vào nguyên tố cụ thể:
Nguyên tố + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O + oxit của phi kim Ví dụ:
C + 2HNO3(loãng) → CO2 + 2NO + H2O
Trong trường hợp này, cacbon (C) tác dụng với axit nitric loãng tạo ra khí
carbon dioxide (CO2), khí nitơ monoxit (NO), nước (H2O) và oxit cacbon (CO) là oxit của phi kim.
Điều quan trọng là lưu ý rằng silic (Si) và halogen (F, Cl, Br, I) không tạo ra
các sản phẩm tương tự khi tác dụng với axit nitric.
Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
Axit nitric tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối có chứa kim loại ở hóa trị
chưa cao nhất của nó để tạo thành muối nitrat, oxit nitơ, nước và các sản phẩm khác.
Khi tác dụng với oxit bazơ như FeO (oxit sắt (II)), axit nitric tạo thành muối
nitrat (Fe(NO3)3), oxit nitơ (NO2), nước (H2O) và có thể có một số khí nitơ
monoxit (NO) được sinh ra, như sau:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Khi tác dụng với muối chứa kim loại ở hóa trị chưa cao nhất như FeCO3
(cacbonat sắt (II)), axit nitric tạo thành muối nitrat (Fe(NO3)3), oxit nitơ (NO2),
nước (H2O) và khí carbon dioxide (CO2) được phát sinh, như sau:
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
Trong cả hai trường hợp, axit nitric hoạt động như một chất oxi hóa, oxi hóa
kim loại trong oxit bazơ hoặc muối có chứa kim loại từ hóa trị thấp hơn lên hóa trị cao hơn.
Tác dụng với hợp chất
Phản ứng giữa H2S và HNO3:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S ↓+ 2NO + 4H2O
Trong phản ứng này, H2S (hiđro sunfit) tác dụng với HNO3 (axit nitric) để tạo
ra lưu huỳnh (S), nitric oxit (NO) và nước. Điều kiện phản ứng là HNO3 có nồng độ trên 5%.
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ
Axit nitric có tính oxi hóa mạnh và khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ.
Nó có thể gây tổn thương nghiêm trọng khi tiếp xúc với cơ thể người.
Axit nitric có khả năng oxi hóa các liên kết hóa học trong các hợp chất hữu cơ,
gây ra phản ứng oxi hóa cháy hoặc phá vỡ các mạch phân tử. Điều này có
thể dẫn đến tổn thương cho da, mắt, hô hấp và tiêu hóa.
Khi tiếp xúc với da, axit nitric có thể gây ra bỏng da nghiêm trọng, với các
triệu chứng như đau, viêm nổi, loét và thậm chí là tổn thương sâu. Nếu tiếp
xúc với mắt, axit nitric có thể gây cháy nặng và gây tổn thương lâu dài cho thị lực.
Ngoài ra, hít phải hơi axit nitric hoặc nuốt phải axit nitric có thể gây tổn
thương đến đường hô hấp và đường tiêu hóa. Các triệu chứng có thể bao
gồm khó thở, ho, đau ngực, nôn mửa và viêm loét trong dạ dày và ruột.
Vì tính chất nguy hiểm của axit nitric, việc tiếp xúc trực tiếp với nó nên được
tránh, và nếu xảy ra sự tiếp xúc, cần ngay lập tức rửa sạch bằng nước và tìm sự trợ giúp y tế.
3. Cân bằng phản ứng oxi hoá - khử dạng ion có sự tham gia của HNO3 hoặc NO3-
Nguyên tắc của phương pháp cân bằng electron trong phản ứng oxi-hoá là
tổng số electron mà chất khử nhường ra phải bằng tổng số electron mà chất
oxi hoá nhận vào. Quá trình này được thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Xác định chất oxi hoá và chất khử trong phản ứng. Chất oxi hoá là
chất mất electron và chất khử là chất nhận electron.
Bước 2: Viết quá trình cho chất oxi hoá nhận electron. Đây là quá trình trong
đó chất oxi hoá nhận electron để giảm số oxi hoá.
Bước 3: Nhân hệ số cho cả hai quá trình nhường và nhận electron sao cho
số electron nhường ra của chất khử bằng số electron nhận vào của chất oxi
hoá. Điều này đảm bảo tính cân bằng electron trong phản ứng.
Bước 4: Đặt các hệ số đã tìm được vào phản ứng và cân bằng các nguyên tố
theo thứ tự: kim loại, phi kim, hiđro và oxi. Nếu phản ứng diễn ra trong môi
trường axit, bazơ hoặc trung tính, ta cần cân bằng thêm điện tích hai vế của phản ứng.
Ngoài ra, khi có chất kết tủa (không tan), chất khí (chất dễ bay hơi), chất ít
điện li (H2O), chúng cần được viết dạng phân tử trong quá trình cân bằng phản ứng.
Phương pháp cân bằng electron trong phản ứng oxi-hoá giúp đảm bảo tính
cân bằng electron và cân bằng nguyên tố trong phản ứng hóa học. 4. Bài tập vận dụng
Câu 1. Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế HNO3 từ A. NH3 và O2 B. NaNO2 và H2SO4 đặc. C. NaNO3và H2SO4 đặc. D. NaNO2 và HCl đặc. Xem đáp án:
Đáp án C là đúng. Để điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm, người ta sử
dụng NaNO3 (nitrat natri) và H2SO4 (axit sunfuric đặc). Phản ứng xảy ra như sau:
H2SO4 + NaNO3 → NaHSO4 + HNO3
Trong phản ứng này, H2SO4 tác dụng với NaNO3 để tạo ra muối NaHSO4
(sunfat natri) và axit nitric (HNO3).
Câu 2. Kim loại nào sau đây không phản ứng với HNO3 đặc nguội? A. Fe B. Cu C. Zn D. Ag Xem đáp án: A
Có một số kim loại bị thụ động hóa trong HNO3 đặc nguội là Fe, Al, Cr
HNO3 không tác dụng được với 1 số kim loại như Au, Pt
Câu 3. Chỉ sử dụng dung dịch HNO3 loãng, có thể nhận biết được bao nhiêu
chất rắn riêng biệt sau: MgCO3, Fe3O4, CuO, Al2O3? A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Xem đáp án: D
Bằng cách sử dụng dung dịch HNO3 loãng, ta có thể nhận biết được cả 4
chất rắn riêng biệt: MgCO3, Fe3O4, CuO, và Al2O3.
Các phản ứng xảy ra khi tác dụng dung dịch HNO3 loãng với các chất rắn là như sau:
- MgCO3: Chất rắn tan dần trong dung dịch HNO3, tạo ra khí CO2 thoát ra.
MgCO3 + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + CO2 ↑ + H2O
- Fe3O4: Chất rắn tan dần trong dung dịch HNO3, tạo ra khí NO và dung dịch màu vàng nâu.
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 (màu nâu) + NO + 14H2O
2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu đỏ)
- CuO: Chất rắn tan dần trong dung dịch HNO3, tạo ra dung dịch màu xanh.
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 (màu xanh) + H2O
- Al2O3: Chất rắn tan dần trong dung dịch HNO3, tạo ra dung dịch không màu.
Al2O3 + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 (không màu) + 3H2O
Từ các phản ứng trên, ta có thể nhận biết được cả 4 chất rắn riêng biệt sử
dụng dung dịch HNO3 loãng.
Document Outline

• HNO3 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất n
  • 1. HNO3 thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chấ
  • 2. Tính chất hóa học của axit nitric
    • 2.1 Axit nitric thể hiện tính axit
    • 2.2 Tính oxi hóa của HNO3
  • 3. Cân bằng phản ứng oxi hoá - khử dạng ion có sự
  • 4. Bài tập vận dụng