Fe(NO3)2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O được chúng tôi biên soạn nhằm hướng dẫn bạn đọc, viết và cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử Fe(NO3)2 tác dụng với HNO3.
1. Phương trình phản ứng hóa học:
Fe(NO3)2 + 2HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O
– Hiện tượng nhận biết phản ứng.
Hiện tượng nhận biết phản ứng trên khi hòa tan chất rắn Fe(NO3)2 vào dung dịch có khí màu nâu bay ra.
– Điều kiện phản ứng
Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường
2. Tìm hiểu về Fe(NO3)2:
2.1. Ý tưởng:
– Định nghĩa: Sắt(II) nitrat là hợp chất có công thức hóa học Fe(NO3)2. Do các gốc nitrat và Fe2+ tạo thành. ion
– Công thức phân tử: Fe(NO3)2
2.2. Tính chất vật lý:
Tính chất vật lý: Tan tốt trong nước tạo thành dung dịch không màu.
– Nhận biết: Dùng dung dịch HCl thấy có khí màu nâu không màu bay ra ngoài không khí.
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ KHÔNG + 2H2O
2.3. Tính chất hóa học:
Tính chất hóa học đầy đủ của muối.
– Có tính khử và tính oxi hóa:
Khử: Fe2+ → Fe3+ + 1e
Sự oxi hóa: Fe2+ + 1e → Fe
Một. Tính chất hóa học của muối:
– Phản ứng với dung dịch kiềm
Fe(NO3)2 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + Fe(OH)2
b. Tính khử:
– Thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa
Fe(NO3)2 + 2HNO3 → H2O + NO2 + Fe(NO3)3
AgNO3 + Fe(NO3)2 → Ag + Fe(NO3)3
3Fe(NO3)2 + 4HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
c. oxy hóa:
– Thể hiện tính khử khi phản ứng với chất khử mạnh:
FeCl2 + Mg → MgCl2 + Fe
3. Tìm hiểu về HNO3:
3.1. Nêu khái niệm HNO3?
Axit nitric có công thức hóa học là HNO3, được gọi là dung dịch hydro nitrat, còn được gọi là axit nitric khan. Đây là loại axit được hình thành ở trạng thái tự nhiên, sinh ra từ những cơn mưa khiến gián hình thành.
3.2. Tính chất vật lý của axit nitric:
– Axit nitric tồn tại ở thể lỏng hoặc khí, không màu, tan nhanh trong nước (C, 65%). Hợp chất này trong tự nhiên sẽ có màu vàng nhạt do tích tụ oxit nitơ.
HNO3 là một axit có tính ăn mòn cao, dễ cháy và cực độc.
– Axit nitric nồng độ 86% khi tiếp xúc với không khí sẽ tạo ra khói trắng.
– Tỷ trọng axit nitric tinh khiết: 1511 kg/m3
– Nhiệt độ đông đặc biệt: -41 độ C
– Nhiệt độ: 83 độ C
– Dưới tác dụng của ánh sáng, axit nitric bị phân hủy tạo thành khí nitơ đioxit NO2 (nhiệt độ thường).
4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2
– Nên bảo quản HNO3 trong lọ thủy tinh tối màu, tránh ánh sáng và bảo quản ở nhiệt độ dưới 0 độ C.
Axit nitric có thể hòa tan nitơ đioxit thành dung dịch màu vàng hoặc đỏ ở nhiệt độ cao. Điều này ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất vật lý của chất, đặc biệt là áp suất hơi bên trên chất lỏng, màu sắc của dung dịch, nhiệt độ đun nóng, v.v., phụ thuộc vào nhiệt độ của NO2.
– Khi chưng cất hỗn hợp HNO3 và H2O ta thu được dd HNO3 có nhiệt độ 68% và bay hơi ở 120,5 độ C, 1 atm.
3.3. Tính chất hóa học của HNO3:
Axit nitric là dung dịch của hiđro nitrat có công thức hóa học là HNO3. Đây là một axit khan, là một axit đơn chức mạnh, có tính oxi 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 phân ly nên trong dung dịch nó bị điện phân hoàn toàn thành ion nitrat NO3− và một proton ngậm nước hay còn gọi là ion hydroni.
H3O+ HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
Axit nitric có tính axit nên làm quỳ tím hóa đỏ.
– Phản ứng với bazơ, oxit bazơ, muối cacbonat tạo thành 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 phản ứng với kim loại: Phản ứng 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 → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 đặc nguội → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 để nguội → Mg(NO3)2 + H2(khí)HNO3 Hóa chất
Nhôm, sắt, crom được thụ động hóa bằng axit nitric đặc biệt dưới dạng các lớp oxit kim loại để bảo vệ chúng khỏi bị oxy hóa thêm.
– Phản ứng với phi kim (nguyên tố kim loại, trừ silic và halogen) tạo thành nitơ oxit nếu đặc biệt là axit nitric, và oxit nitơ với axit chồi và nước, oxit của phi kim.
C + 4HNO3 rắn → 4NO2 + 2H2O + CO2
P rắn + 5HNO3 → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 → 3CO2 + 4NO + 2H2O
– Phản ứng với oxit bazơ, bazơ, muối mà kim loại trong hợp chất này không có 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%) → 3H2S + 2NO + 4H2O
PbS đậm đặc + 8HNO3 → PbSO4 + 8NO2 + 4H2O kết tủa
Ag3PO4 tan trong HNO3, HgS không phản ứng 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 loại axit này tiếp xúc với cơ thể con người.
3.4. Điều chế axit nitric – HNO3:
Một. Điều chế axit nitric – HNO3 trong phòng thí nghiệm:
Muối natri nitrat kết tinh được phản ứng với axit sunfuric đặc biệt, chưng cất hỗn hợp này ở nhiệt độ hơi axit nitric là 83°C cho đến khi còn lại một chất kết tinh màu trắng. Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tạo ra một lượng nhỏ axit.
H2SO4 đậm đặc + NaNO3 (tinh thể) → HNO3 + NaHSO4
Axit nitric khói đỏ thu được có thể được chuyển đổi thành axit nitric trắng. Khi tiến hành thí nghiệm, các dụng cụ phải bằng thủy tinh, đặc biệt là bình cổ đựng axit nitric khan nguyên khối.
b. Điều chế axit nitric – HNO3 trong công nghiệp:
Axit nitric theo từng giai đoạn có thể cô đặc tới 68% axit bằng hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nhiệt độ cao hơn thì chưng cất với axit sunfuric H2SO4. H2SO4 đóng vai trò là chất khử sẽ tái hấp thu nước.
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Pt, 850oC)
2NO + O2 → NO2
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
Dung dịch axit nitric công nghiệp thường có nhiệt độ 52% và 68%. Việc sản xuất axit nitric được thực hiện nhờ công nghệ Ostwald do Wilhelm Ostwald phát minh.
3.5. Nêu ứng dụng của axit nitric – HNO3 trong thực tế?
Một. Trong phòng thí nghiệm:
Các hợp chất axit nitric chủ yếu được sử dụng làm thuốc thử liên quan đến clorit. Mẫu được phản ứng với HNO3, sau đó thêm dung dịch bạc nitrat vào hỗn hợp để tìm thấy phần màu trắng của bạc clorua.
Ngoài ra axit nitric còn được dùng để điều chế muối nitrat.
b. Trọng lượng công nghiệp:
– Axit nitric 68% dùng để chế tạo thuốc nổ bao gồm trinitrotoluene (TNT), nitroglycerin, cyclotrimethylenetrinitramine (RDX), phân đạm như amoni nitrat NH4NO3 và các muối nitrat như Ca(CO3)2, KNO3,…
– HNO3 ở nhiệt độ 0,5 – 2% được dùng làm chất nền. Xác định xem kim loại có mặt trong dung dịch hay không. Nó được gọi là kỹ thuật ICP-AES và ICP-MS. Để có kết quả phân tích chính xác nên dùng HNO3 tinh khiết.
– HNO3 phản ứng được với hầu hết các hợp chất hữu cơ nên được dùng nhiều trong luyện kim, luyện kim, xi mạ. Khi cho axit nitric phản ứng với axit clorua, thu được dung dịch nước cường toan và bạch kim.
Axit nitric cũng được sử dụng trong sản xuất chất hữu cơ, sơn, bột màu và vải.
HNO3 còn được dùng làm chất tẩy trắng để phân biệt morphine với heroin.
– Hợp chất HNO3 được dùng để sản xuất nitrobenzene – tiền chất của anilin và các sản phẩm đầu ra – ứng dụng chính trong sản xuất sợi aramid, bọt polyurethane và dược phẩm.
Axit nitric cũng được sử dụng làm chất trung gian trong sản xuất các chất liên kết toluene diisocyanate, chất nhũ hóa, chất bịt kín và chất phục hồi.
– Trong các nhà máy sữa, người ta sử dụng HNO3 làm chất tẩy rửa đường ống và bề mặt kim loại.
Axit nitric cũng được sử dụng để loại bỏ tạp chất và cân bằng lại nước về mức tiêu chuẩn.
– Một trong những ứng dụng khác của IWFNA là làm chất oxy hóa trong chất đẩy tên lửa.
4. Bài tập liên quan:
Câu 1. Phản ứng nào sau đây chỉ tạo ra muối sắt (II)?
A. Cho Fe phản ứng với dung dịch HNO3 dư.
B. Cho Fe phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng.
C. Cho Fe phản ứng với Cl2, đun nóng.
D. Cho Fe phản ứng với bột S, đun nóng.
TRẢ LỜI DỄ DÀNG
Giải thích:
Dư Fe+ 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 4H2O
2Fe + 6H2SO4 đặc nóng dư → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Fe + S → FeS
Vì S là chất oxi hóa ái nên nó chỉ đẩy Fe thành Fe(II).
Câu 2. Cho hỗn hợp gồm Fe và Cu dư vào dung dịch HNO3, có khí NO thoát ra. Muối thu được trong dung dịch nào sau đây?
A. Fe(NO3)3
B. Fe(NO3)2
C. Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2
D. Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2
ĐÁP ÁN C
Câu 3. Cho biết phản ứng nào sau đây không tạo ra muối sắt (III)?
A. Fe2O3 phản ứng với dung dịch HCl đặc
B. Fe(OH)3 phản ứng với H2SO4 . giải pháp
C. Fe dư phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nguội
D. FeO phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư).
ĐÁP ÁN C
Giải thích:
Vì dung dịch có Cu dư sẽ không có Fe(III) nên phản ứng cho ra hỗn hợp Fe(II) là Fe(NO3)2 và Cu(NO3)2.
