Phản ứng Zn + HNO3 loãng → Zn(NO3)2 + NO↑ + H2O
1. Phương trình phản ứng Zn tác dụng HNO3 loãng
3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
2. Điều kiện phản ứng giữa Zn và dung dịch HNO3 loãng
Không có
3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
3.1. Bản chất của Zn (Kẽm)
– Trong phản ứng trên Zn là chất khử.
– Zn là kim loại hoạt động có tính khử mạnh tác dụng được với các axit.
3.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
– Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
– Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
4. Cách thực hiện phản ứng Zn và dung dịch HNO3 loãng
Cho mẫu kẽm bỏ vào ống nghiệm, sau đó cho vài giọt dung dịch HNO3 vào ống nghiệm đã để sẵn kẽm.
5. Hiện tượng xảy ra phản ứng Zn và dung dịch HNO3 loãng
Mẩu kẽm tan dần, xuất hiện khí không màu NO hóa nâu trong không khí.
6. Tính chất của kẽm
6.1. Nhận biết
Kim loại kẽm tan trong dung dịch NaOH, sinh ra khí không màu.
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
6.2.Tính chất hóa học
Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn2+ + 2e
a. Tác dụng với phi kim
Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim.
2Zn + O2 → 2ZnO
Zn + Cl2 → ZnCl2
b. Tác dụng với axit
- Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
- Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Zn + 4HNO3 đ → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
c. Tác dụng với H2O
Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.
d. Tác dụng với bazơ
Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2….
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
6.3. Điều chế Zn
Kẽm là nguyên tố được sử dụng phổ biến thứ 4, sau sắt, đồng, nhôm. Khoảng 70% lượng kẽm hiện nay đến từ việc khai thác quặng kẽm, phần còn lại sẽ từ hoạt động tái chế. 95% kẽm khai thác từ quặng sulfit. Trên thế giới các mỏ quặng kẽm tập trung nhiều tại Trung Quốc, Peru và Australia.
Quặng kẽm sẽ được nghiền nhỏ và trải qua nhiều công đoạn xử lý, tinh chế để thu được kim loại kẽm tinh khiết:
Chuyển kẽm sulfit thành kẽm oxit: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2.
Khử kẽm oxit với cacbon hoặc CO ở 950 °C tạo kim loại kẽm ở dạng hơi. Hơi kẽm được thu hồi trong bình ngưng tụ:
2 ZnO + C → 2 Zn + CO2
2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO2.
Ngoài ra có thể khử ZnO bằng phương pháp sử dụng dung dịch H2SO4 sau đó điện phân thu kẽm kim loại:
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
2 ZnSO4 + 2 H2O → 2 Zn + 2 H2SO4 + O2
7. Tính chất hóa học của HNO3
– Axit nitric là một dung dịch nitrat hydro có công thức hóa học HNO3 . Đây là một axit khan, là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ, có hằng số cân bằng axit (pKa) = −2.
– Axit nitric là một monoproton chỉ có một sự phân ly nên trong dung dịch, nó bị điện ly hoàn toàn thành các ion nitrat NO3− và một proton hydrat, hay còn gọi là ion hiđroni.
H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
– Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ.
– Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
– Axit nitric tác dụng với kim loại: Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước .
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)
Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
– Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.
– Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
– Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
– Tác dụng với hợp chất:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3Skết tủa + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4 kết tủa + 8NO2 + 4H2O
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không tác dụng với HNO3.
– Tác dụng với nhiều hợp chất hữu cơ: Axit nitric có khả năng phá hủy nhiều hợp chất hữu cơ, nên sẽ rất nguy hiểm nếu để axit này tiếp xúc với cơ thể người.
8. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Sắt tây là sắt được phủ lên bề mặt bởi kim loại nào sau đây?
A. Zn
B. Ni
C. Sn
D. Cr
Lời giải:
Câu 2. Hợp chất nào sau đây không có tính lưỡng tính?
A. ZnO
B. Zn(OH)2
C. ZnSO4
D. Zn(HCO3)2
Lời giải:
Câu 3. Cho 32 gam hỗn hợp MgO, Fe2O3, CuO tác dụng vừa đủ với 300ml H2SO4 2M. Khối lượng muối thu được là:
A. 60 gam
B. 85 gam
C. 80 gam
D. 90 gam
Lời giải:
Oxit + H2SO4→ Muối + H2O
0,6 mol 0,6 mol
BTKL: 32+ 0,6.98 = mmuối + 0,6.18
mmuối = 80 gam
Câu 4. Hợp kim của Cu-Ni (25% Ni) được gọi là:
A. Đồng thau
B. Đồng thanh
C. Đồng bạch
D. Đuy ra
Lời giải:
Câu 5. X là hợp chất của Zn được dùng trong y học với tác dụng làm thuốc giảm đau dây thần kinh, chữa bệnh eczema, bệnh ngứa,…Chất X là:
A. ZnO
B. ZnSO4
C. Zn(OH)2
D. Zn(NO3)2
Lời giải:
Câu 6. Cho hỗn hợp X gồm FeO và ZnO vào dung dịch H2SO4 đặc thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH loãng (dư) vào Y thu được kết tủa là
A. Fe(OH)3 và Zn(OH)2.
B. Fe(OH)3.
C. Fe(OH)2 và Zn(OH)2.
D. Fe(OH)2.
Lời giải:
FeO + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
Fe2(SO4)3 + NaOH→ Fe(OH)3 + Na2SO4
ZnSO4 + NaOH → Zn(OH)2 ↓+ Na2SO4
2NaOH + Zn(OH)2↓ → Na2ZnO2 (dd)+ 2H2O
Câu 7. Cho dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch chứa AlCl3 và ZnCl2 thu được kết tủa Z. Nung Z được chất rắn R. Cho luồng hiđro đi qua R nung nóng sẽ thu được chất rắn nào trong số các chất sau?
A. Zn và Al2O3.
B. Al và Zn.
C. Al2O3.
D. Al và ZnO.
Lời giải:
Phương trình phản ứng hóa học
AlCl3 + 3NH3 + 6H2O → Al(OH)3 + 3NH4Cl
ZnCl2 + 2NH3+ 2H2O → Zn(OH)2 + 2NH4Cl
Zn(OH)2 + NH3 dư → [Zn(NH3)6](OH)2
Câu 8. Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4. Sau khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là
A. 9,27%.
B. 85,30%.
C. 90,27%.
D. 14,7%.
Lời giải:
Gọi x, y là số mol của Zn và Fe
Phương trình phản ứng
Zn + CuSO4 → ZnSO4+ Cu (1)
x x (mol)
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (2)
y y (mol)
nCu = x + y mol
Vì khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng bằng nhau nên mZn + mFe = mCu
Do đó 65x + 56y = 64.(x+y)
⇔ x = 8y
Phần trăm khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là
%mZn = 65x65x+56y .100 =65.8y/(65x + 56y).100 = 90,27%
Câu 9. Khi cho sắt tác dụng với H2SO4 đặc nóng thì ta thu được muối sắt (III) sunfat, khí SO2 và H2O. Phương trình phản ứng thể hiện quá trình trên là:
A. 2Fe + 4H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3+ SO2 + H2O
B. 2Fe + 6H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + H2O
C. 4Fe + 3H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + 5SO2 + H2O
D. 2Fe + 6H2SO4 (đặc) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Lời giải:
Câu 10. Hòa tan hoàn toàn 9 gam một kim loại M cần dùng 400 ml dung dịch HCl 2,5M. Kim loại M là kim loại nào sau đây? (biết hóa trị của kim loại trong khoảng từ I đến III).
A. Ca
B. Mg
C. Al
D. Fe
Lời giải:
nHCl= 1 mol
Gọi kim loại M có hóa trị n (n = 1, 2, 3)
2M + 2nHCl → 2MCln + nH2
1/n ← 1 mol
=>M = 9/1n = 9n
Ta có bảng sau:
| n | 1 | 2 | 3 |
| M | 9 | 18 | 27 (nhận) |
Vậy kim loại cần tìm là Al
Câu 11. Trộn 200 ml dung dịch NaOH 1M với 150ml dung dich H2SO4 1M. Hỏi sau khi phản ứng kết thúc khối lượng muối thu được là bao nhiêu?
A. 19,1 gam
B. 38,2 gam
C. 28,65 gam
D. 9,55 gam
Lời giải:
Ta có: nNaOH = 0,2 × 1 = 0,2(mol); nH2SO4= 0,15 mol
Phản ứng: NaOH + H2SO4 → NaHSO4 + H2O
(mol) 0,15 ← 0,15 → 0,15
NaOH + NaHSO4 → Na2SO4 + H2O
(mol) 0,05 → 0,05
⇒ nNaHSO4 dư = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol)
⇒ mmuối = mNaHSO4 + mNaSO4 = 120 × 0,1 + 142 × 0,05 =19,1(gam)
Câu 12. Khi pha loãng H2SO4 cần làm như sau:
A. Cho từ từ H2SO4 đặc vào nước và khuấy đều
B. Cho từ từ nước vào H2SO4 đặc và khuấy đều
C. Cho nước và axit đồng thời
D. Lấy 2 phần nước pha với một phần axit.
Lời giải:
Xem thêm các phương trình hóa học khác:
Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2 + H2O
Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2O + N2 + H2O
Zn + HCl → ZnCl2 + H2
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết tại Giải Bài Tập. Mời các bạn cùng xem các nội dung giải trí học tập và các kiến thức thú vị khác tại đây.
