Phản ứng Mg + HNO3 ra N2 thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Mg có lời giải, mời các bạn đón xem:
5Mg + 12HNO3 loãng → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O
1. Phương trình hoá học của phản ứng Mg tác dụng với HNO3 loãng
5Mg + 12HNO3 loãng → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O
Cách lập phương trình hoá học:
Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hoá, từ đó xác định chất oxi hoá – chất khử:
Mg0 + HN+5O3→Mg+2(NO3)2+N02+H2O
Chất khử: Mg; chất oxi hoá: HNO3.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá, quá trình khử
– Quá trình oxi hoá: Mg0→Mg+2+ 2e
– Quá trình khử: 2N+5 + 10e →N02
Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá
Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hoá học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.
5Mg + 12HNO3 loãng → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O
2. Điều kiện để Mg tác dụng với HNO3 loãng
Phản ứng giữa magie và HNO3 loãng diễn ra ngay điều kiện thường.
3. Cách tiến hành thí nghiệm
Nhỏ từ từ dung dịch axit HNO3 loãng vào ống nghiệm đã để sẵn mảnh magie.
4. Hiện tượng phản ứng
Chất rắn màu trắng bạc magie (Mg) tan dần và xuất hiện khí nitơ (N2) làm sủi bọt khí.
5. Mở rộng kiến thức về HNO3
5.1. 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 hợp chất HNO3, nitơ có số oxi hóa cao nhất là +5.
5.2. Tính chất vật lý
– nitric acid tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm.
– nitric acid không bền, khi có ánh sáng phân hủy một phần sinh ra khí NO2. Khí này tan trong dung dịch axit, làm cho dung dịch có màu vàng.
4HNO3 →as 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
– nitric acid tan vô hạn trong nước. Trong phòng thí nghiệm thường có loại HNO3 đặc nồng độ 68%, D = 1,4 g/cm3.
5.3. Tính chất hóa học
a. Tính axit
– nitric acid là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch phân li hoàn toàn:
HNO3→H++NO3−
– Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất của một dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với basic oxide, bazơ, muối của axit yếu hơn.
Thí dụ:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O
b. Tính oxi hóa
– HNO3 có tính oxi hóa mạnh.
– Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO3 đều bị oxi hóa lên trạng thái có mức oxi hóa cao nhất.
Tác dụng với kim loại
– HNO3 oxi hóa hầu hết các kim loại trừ vàng (Au) và platin (Pt).
* Với những 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 những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, … thì HNO3 loãng có thể bị khử đến N2O, N2 hoặc 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 trong dung dịch HNO3 đặc, nguội.
Tác dụng với phi kim
– Khi đun nóng, HNO3 đặc có thể tác dụng với phi kim: C, P, S, …(trừ N2 và halogen).
Thí dụ:
S + 6HNO3 (đ) → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
Tác dụng với hợp chất
– H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO3.
Thí dụ:
3FeO + 10HNO3 (đ) → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
3H2S + 2HNO3 (đ) → 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
– Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc.
5.4. Ứng dụng
– Phần lớn sử dụng để điều chế phân đạm NH4NO3, …
– Ngoài ra, sử dụng sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, …
Xem thêm : Cách Tải Zoom Về Máy Tính Cho Học Sinh, Giáo Viên Từ A-Z
5.5. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm
Axit HNO3 được điều chế bằng cách cho natri nitrate hoặc kali nitrate rắn tác dụng với axit H2SO4 đặc, nóng:
NaNO3 (rắn) + H2SO4 (đặc) HNO3 + NaHSO4
b. Trong công nghiệp
Được điều chế từ NH3 qua ba giai đoạn:
NH3 →(1) NO →(2) NO2 →(3) HNO3.
– Oxi hóa khí amonia bằng oxi không khí
4NH3 + 5O2 →Pt850−900Co 4NO + 6H2O;
– Oxi hóa NO thành NO2 bằng oxi không khí ở điều kiện thường
2NO + O2 → 2NO2
– Chuyển hóa NO2 thành HNO3
4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3
Dung dịch HNO3 thu được thường có nồng độ 52 – 68%. Để có HNO3 có nồng độ cao hơn 68% người ta thường chưng cất axit này với HNO3 đậm đặc.
6. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1: Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Trong các nhóm IIA chỉ có Be không phản ứng với H2O ở nhiệt độ thường.
B. Có thể dùng cát để dập tắt đám cháy Mg.
C. Ca có thể đẩy Fe ra khỏi dung dịch muối
D. Trong số các kim loại kiềm thổ bền, chỉ có kim loại bari có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối.
Hướng dẫn giải
Đáp án D
A. Sai vì Trong nhóm IIA có Be và Mg không phản ứng với H2O ở nhiệt độ thường.
B. Sai vì cát (SiO2) có thể phản ứng với Mg ở nhiệt độ cao, do vậy dùng cát dập tắt sẽ làm đám cháy to hơn.
2Mg + SiO2 →t° Si + 2MgO
C. Ca không thể đẩy Fe ra khỏi dung dịch muối vì Ca phản ứng với nước trong dung dịch.
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
D. Đúng
Câu 2: Cho 2,4 gam Mg vào dung dịch HCl dư đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít H2 (ở đktc). Giá trị của V là
A. 2,24 lít. B. 6,72 lít. C. 3,36 lít. D. 4,48 lít.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Bảo toàn electron:
2nH2 = 2nMg
→nH2 = nMg = 0,1 mol
V = 2,24 lít
Câu 3: Cho 0,88 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm thổ và oxit của nó tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 2,85 gam muối khan. Kim loại kiềm thổ là
A. Ca. B. Mg. C. Ba. D. Sr.
Hướng dẫn giải
Đáp án B
Đặt công thức chung của kim loại và oxit là MOx (0 < x < 1) với số mol là a
Sơ đồ phản ứng: MOx →+HClMCl2 + H2O + H2
mhh = a(M + 16x) = 0,88 (1) và mmuối = a(M + 71) = 2,85 (2)
Chia từng vế của (1) cho (2) ta được:
M+16xM+71 = 0,882,85
→ 1,97M = 62,48 – 45,6x
Vì 0 < x < 1 nên 8,7 < M < 31,7
Vậy M là Be hoặc Mg
Dựa trên 4 đáp án đề bài cho → chọn B.
Câu 4: Trong công nghiệp, Mg được điều chế bằng cách nào dưới đây?
A. Điện phân nóng chảy MgCl2.
B. Điện phân dung dịch MgSO4.
C. Cho kim loại K vào dung dịch Mg(NO3)2.
D. Cho kim loại Fe vào dung dịch MgCl2.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Kim loại kiềm thổ chỉ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogenua
MgCl2 →dpncMg + Cl2
Câu 5: Hòa tan 5,6g Fe bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V làA. 2,24. B. 3,36. C. 4,48. D. 6,72.
Hướng dẫn giải
Đáp án A
Bảo toàn số mol electron
→ 3nFe = 3nNO → nNO = nFe = 0,1 → V = 2,24 lít
Câu 6:Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
Xem thêm : Tampa STD Testing
A. 1,2 lít.
B. 0,6 lít.
C. 0,8 lít.
D. 1,0 lít.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Thể tích dung dịch HNO3 ít nhất → Sau phản ứng thu được Fe2+, Cu2+, NO3−.
Bảo toàn electron ta có:
2nFe+2nCu=3nNO→nNO=2.0,15+2.0,153=0,2 mol→nHNO3=4nNO=0,8 mollít
Câu 7: Cho phản ứng: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O
Trong phương trình phản ứng trên, khi hệ số của Al là 8 thì hệ số của HNO3 là
A. 24.
B. 30.
C. 26.
D. 15.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 +3N2O+15H2O
Câu 8:Cho hỗn hợp Al, Fe vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 6,72 lít NO (là sản phẩm khử duy nhất của N+5 ở đktc). Số mol axit đã phản ứng là
A. 0,3 mol.
B. 0,6 mol.
C. 1,2 mol.
D. 2,4 mol.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
4H++NO3−+3e→NO+2H2O
→nHNO3=4nNO=4.6,7222,4=1,2 mol
Câu 9: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế HNO3 từ
A. NH3 và O2
B. NaNO2 và H2SO4 đặc.
C. NaNO3 rắn và H2SO4 đặc.
D. NaNO2 và HCl đặc.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Để điều chế một lượng nhỏ nitric acid trong phòng thí nghiệm, người ta đun nóng hỗn hợp natri nitrate hoặc kali nitrate rắn với axit H2SO4 đặc:
NaNO3 + H2SO4 đặc →to HNO3 + NaHSO4
Câu 10: Kim loại Fe tác dụng với dung dịch nào sau đây tạo thành muối sắt(III)?
A. H2SO4 loãng.
B. HNO3 đặc, nguội.
C. HNO3 loãng dư.
D. dung dịch CuSO4.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Câu 11: Khi làm thí nghiệm với dung dịch HNO3 đặc thường sinh ra khí nitơ đioxit gây ô nhiễm không khí. Công thức của nitơ đioxit là
A. NH3.
B. NO.
C. NO2.
D. N2O.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Công thức của nitơ đioxit là NO2.
Câu 12:Chất nào sau đây tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO?
A. Fe2O3.
B. FeO.
C. Fe(OH)3.
D. Fe2(SO4)3.
Hướng dẫn giải:
Đáp án B
Chất tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư sinh ra khí NO
→ Chất này đóng vai trò là chất khử.
→ FeO thỏa mãn.
3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:
- 2Mg + O2 → 2MgO
- Mg + Cl2 → MgCl2
- Mg + Br2 → MgBr2
- Mg + I2 → MgI2
- Mg + S → MgS
- Mg + HCl → MgCl2 + H2
- Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + H2
- Mg + 2H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3H2
- Mg + 4HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
- 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
- 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O
- 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
- Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + SO2 + 2H2O
- 3Mg + 4H2SO4 → 3MgSO4 + S + 4H2O
- 4Mg + 5H2SO4 → 4MgSO4 + H2S + 4H2O
- Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
- Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2
- Mg + 2FeCl3 → MgCl2 + 2FeCl2
- Mg + 2Fe(NO3)3 → Mg(NO3)2 + 2Fe(NO3)2
- Mg + 2Fe2(SO4)3 → MgSO4 + 2FeSO4
- 3Mg + 2Fe2(SO4)3 → 3MgSO4 + 2Fe
- 3Mg + 2Fe(NO3)3 → 3Mg(NO3)2 + 2Fe
- 3Mg + 2FeCl3 → 3MgCl2 + 2Fe
- Mg + CuCl2 → MgCl2 + Cu
- Mg + Cu(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Cu
- Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
- Mg + PbSO4 → MgSO4 + Pb
- Mg + Pb(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Pb
- Mg + 2AgNO3 → Mg(NO3)2 + Ag
- Mg + 2ZnSO4 → MgSO4 + Zn
- Mg + Zn(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Zn
- Mg + ZnCl2 → MgCl2 + Zn
- 2Mg + SO2 → 2MgO + S
- 2Mg + CO2 → 2MgO + C
Nguồn: https://blogtinhoc.edu.vn
Danh mục: Giáo Dục