Lý thuyết Hóa 11 Bài 9 Kết nối tri thức, Chân trời sáng tạo, Cánh diều

Haylamdo biên soạn và sưu tầm tóm tắt Lý thuyết Hóa học 11 Bài 9 Kết nối tri thức, Chân trời sáng tạo, Cánh diều hay, ngắn gọn giúp học sinh lớp 11 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn tập để học tốt Hóa học 11 Bài 9.

Lý thuyết Hóa học 11 Bài 9 (sách mới cả ba sách)

Lời giải sgk Hóa học 11 Bài 9:

• (Kết nối tri thức) Giải Hóa 11 Bài 9: Ôn tập chương 2

  Xem lời giải

• (Cánh diều) Giải Hóa 11 Bài 9: Phương pháp tách biệt và tinh chế hợp chất hữu cơ

  Xem lời giải

• (Chân trời sáng tạo) Giải Hóa 11 Bài 9: Phương pháp tách và tinh chế hợp chất hữu cơ

  Xem lời giải

Lưu trữ: Lý thuyết Hóa 11 Bài 9: Axit nitric và muối nitrat (sách cũ)

A. Axit nitric

I. Cấu tạo phân tử:

    CTPT: HNO₃

II. Tính chất vật lý

    - Là chất lỏng không màu, D = 1,53g/cm³.

    - Bốc khói mạnh trong không khí ẩm.

    - Axit nitric không bền, khi có ánh sáng phân hủy một phần.

4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O

    - Axit nitric tan vô hạn trong nước.

III. Tính chất hóa học

1. Tính axit

    Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

    - Dung dịch axit HNO₃ có đầy đủ tính chất của môt dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn.

2. Tính oxi hóa

    Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO₃ đều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.

    - 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, ...

    Ví dụ:

Cu + 4HNO₃(đ) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃(l) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

    * Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...

    - HNO₃ đặc bị khử đến NO₂.

    Ví dụ:

Mg + 4HNO₃(đ) → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

    - HNO₃ loãng bị khử đến N₂O hoặc N₂.

8Al + 30HNO₃(l) → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

    - HNO₃ rất loãng bị khử đến NH₃(NH₄NO₃).

4Zn + 10HNO₃ (rất loãng) → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

    * Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO₃ đặc nguội.

    - Với phi kim:

    Khi đun nóng HNO₃ đặc có thể tác dụng với phi: C, P, S, …(trừ N₂ và halogen).

S + 6HNO₃(đ) → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

    - Với hợp chất:

    - H₂S, HI, SO₂, FeO, muối sắt (II), … có thể tác dụng với HNO₃ nguyên tố bị oxi hoá trong hợp chất chuyển lên mức oxi hoá cao hơn.

    Ví 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.

IV. Ứng dụng

    - Phần lớn sử dụng để điều chế phân đạm NH₄NO₃, …

    - Ngoài ra sử dụng sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, …

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

    Axit HNO₃ được điều chế bằng cách cho natri nitrat hoặc kali nitrat rắn tác dụng với axit H₂SO₄ đặc, nóng:

    - Điện phân các muối nitrat của kim loại đứng sau H⁺ của nước (sau Al).

2. Trong công nghiệp

    Được điều chế từ NH₃ qua các giai đoạn:

NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃

    GĐ 1: oxi hóa khí amoniac bằng oxi không khí ở nhiệt độ 850 − 900^oC, có mặt chất xúc tác là platin:

    GĐ 2: Oxi hóa NO thành NO₂. Hỗn hợp chứa NO được làm nguội và cho hóa hợp với oxi không khí tạo thành khí nitơ đioxit:

2NO + O₂ → 2NO₂

    GĐ 3: Chuyển hóa NO₂ thành HNO₃. Cho hỗn hợp nitơ đioxit vừa tạo thành và oxi tác dụng với nước, sẽ thu được dung dịch axit nitric:

4NO₂ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃

    Dung dịch HNO₃ thu được thường có nồng độ từ 52% đến 68%. Để có axit nitric với nồng độ cao hơn 68%, người ta chưng cất dung dịch HNO₃ này với H₂SO₄ đậm đặc trong các thiết bị đặc biệt.

B. Muối nitrat

I. Tính chất vật lý

    - Dễ tan trong nước, là chất điện ly mạnh trong dung dịch phân ly hoàn toàn thành các ion.

Ca(NO₃)₂ → Ca²⁺ + 2NO₃^-

    - Ion NO₃^- không màu, màu của 1 số muối nitrat là do màu của cation kim loại.

II. Tính chất hóa học

    Các muối nitrat của kim loại kiềm và kiềm thổ có môi trường trung tính, muối của kim loại khác có môi trường axit (pH < 7).

    a. Nhiệt phân muối Nitrat

    Muối nitrat của các kim loại hoạt động (trước Mg):

    Muối nitrat của kim loại từ Mg → Cu:

    Muối của những kim loại kém hoạt động (sau Cu):

    b. Ion NO₃^- trong H⁺(axit):

NO₃^- + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O

Ví dụ: 3Cu + 2NO₃^- + 8H⁺ → 3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O

3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ → 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O

    c. Ion NO₃^- trong OH^-(kiềm): OXH được các kim loại lưỡng tính:

8Al + 3NO₃^- + 5OH^- + 2H₂O → 8AlO₂^- + 3NH₃↑

    d. Nhận biết ion nitrat (NO₃^-)

    Trong môi trường axit, ion NO₃^- thể hiện tính oxi hóa giống như HNO₃. Do đó thuốc thử dùng để nhận biết ion NO₃^- là hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H₂SO₄ loãng, đun nóng.

    Hiện tượng: dung dịch có màu xanh, khí không màu hóa nâu đỏ trong không khí.

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu²⁺ (dd màu xanh) + 2NO↑ + 4H₂O

2NO + O₂ (không khí) → 2NO₂ (màu nâu đỏ)

III. Ứng dụng

    - Các muối nitrat được sử dụng chủ yếu làm phân bón hóa học (phân đạm) trong nông nghiệp như NH₄NO₃, NaNO₃, KNO₃, Ca(NO₃)₂.

    - KNO₃ còn được sử dụng để chế thuốc nổ đen.

C. Chu trình của Nitơ trong tự nhiên

    Nguyên tố nitơ rất cần cho sự sống trên Trái Đất. Trong tự nhiên luôn luôn diễn ra các quá trình chuyển hóa nitơ từ dạng này sang dạng khác theo một chu trình tuần hoàn khép kín.