Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O | Mg ra Mg(NO3)2

Phản ứng Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + NO + H₂O

1. Phương trình phản ứng Mg tác dụng HNO₃ loãng

2. Cân bằng phương trình Mg + HNO₃→ Mg(NO₃)₂ + NO + H₂O bằng phương pháp cân bằng electron

Mg⁰ + HN⁺⁵O₃ → Mg⁺²(NO₃)₂ + N⁺²O ↑ + H₂O

3Mg + 2HNO₃ → 3Mg(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Sau đó thêm 6 gốc NO_3^- (trong đó N không thay đổi số oxi hóa) nghĩa là tất cả có 8HNO₃

Cuối cùng ta có:

3Mg + 8HNO₃ → 3Mg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Các bước cân bằng phản ứng oxi hoá - khử theo phương pháp thăng bằng electron

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố thay đổi số oxi hoá.

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

+ Dấu "+e" đặt bên có số oxi hoá lớn.

+ Số e = số oxi hoá lớn - số oxi hoá bé.

+ Nhân cả quá trình với chỉ số của nguyên tố thay đổi số oxi hoá nếu chỉ số khác 1 (với các đơn chất có thể chấp nhận giữ nguyên chỉ số).

Bước 3. Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số e cho bằng tổng số e nhận:

+ Tìm bội chung nhỏ nhất của số e nhường và nhận.

+ Lấy bội chung nhỏ nhất chia cho số e ở từng quá trình được hệ số.

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng và kiểm tra lại.

3. Phương trình ion thu gọn của Mg + HNO₃ loãng

Phương trình ion:

3Mg + 8H⁺ + 5NO_3^- → 3Mg²⁺ + 3NO_3^- + 2NO + 4H₂O

Phương trình ion thu gọn:

4. Điều kiện phản ứng Mg tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng

Điều kiện: Không có

5. Cách tiến hành phản ứng cho Mg tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng

Cho miếng Mg tác dụng với dung dịch axit nitric HNO₃ loãng.

6. Hiện tượng hóa học

Hiện tượng sau phản ứng thoát ra khí không màu NO hóa nâu trong không khí.

7. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

7.1. Bản chất của Mg (Magie)

- Trong phản ứng trên Mg là chất khử.

- Mg là chất khử mạnh tác dụng với axit HCl, HNO₃, H₂SO₄,..

7.2. 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.

8. Thông tin thêm: Axit Nitric tác dụng với kim loại

Axit nitric tác dụng với kim loại trừ Au và Pt tạo muối và nhiều sản phẩm oxi hóa khác nhau như NO₂, NO, N₂O ,N₂, NH₄NO₃

Sản phẩm khử của N⁺⁵ sinh ra tùy thuộc vào độ mạnh yếu của kim loại và nồng độ của dung dịch axit, thông thường thì:

Dung dịch HNO₃ đặc tác dụng với kim loại → NO₂;

Dung dịch HNO₃ loãng tác dụng với kim loại khử yếu (như: Cu, Pb, Ag,..) → NO;

Dung dịch HNO₃ loãng tác dụng với kim loại mạnh (như: Al, Mg, Zn,...) thì N bị khử xuống mức

càng sâu → (N₂, N₂O, NH₄NO₃).

Cách phân biệt các khí sản phẩm sinh ra

N₂O là khí gây cười

N₂ không duy trì sự sống, sự cháy

NO₂ có màu nâu đỏ

NO khí không màu nhưng bị oxit hóa thành NO₂ màu nâu đỏ

NH₄NO₃ không sinh ra ở dạng khí, khi cho kiềm vào kim loại thấy có mùi khai amoniac NH₃

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃ + H₂O

9. Mở rộng kiến thức về Mg

9.1. Tính chất vật lí và nhận biết

Tính chất vật lí:

- Magiê là kim loại tương đối cứng, màu trắng bạc, nhẹ.

- Mg có khối lượng riêng là 1,737 (g/cm³); có nhiệt độ nóng chảy là 648⁰C và sôi ở 1095⁰C.

Nhận biết:

Đốt cháy các hợp chất của Canxi, cho ngọn lửa màu da cam.

9.2. Tính chất hóa học

Magie là chất khử mạnh:

Mg → Mg²⁺ + 2e

a. Tác dụng với phi kim

Lưu ý:

Do Mg có ái lực lớn với oxi: 2Mg + CO₂ → MgO. Vì vậy không dùng tuyết cacbonic để dập tắt đám cháy Mg.

b. Tác dụng với axit

- Với dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng:

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂

- Với dung dịch HNO₃:

4Mg + 10 HNO₃ → 4 Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3 H₂O

c. Tác dụng với nước

Ở nhiệt độ thường, Mg hầu như không tác dụng với nước. Mg phản ứng chậm với nước nóng (do tạo thành hidroxit khó tan).

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂

9.3. Trạng thái tự nhiên

- ²⁴Mg là đồng vị ổn định có ứng dụng trong địa chất học, tương tự như ²⁶Al. ²⁴Mg là sản phẩm phân rã của ²⁶Al, có chu kỳ bán rã 717.000 năm.

- Magiê được tìm thấy trong hơn 60 khoáng chất, nhưng chỉ có đôlômit, magnesit, bruxit, cacnalit, bột tan, và ôlivin là có giá trị thương mại.

9.4. Điều chế

Điện phân nóng chảy muối magie clorua.

9.5. Ứng dụng

Magie giúp giảm đau nửa đầu.

Magie giúp giảm huyết áp.

Magie giúp ngăn ngừa bệnh tiểu đường.

Magie giúp điều trị táo bón.

Magie được sử dụng để điều trị viêm loét dạ dày.

10. 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 + HNO_{3 đặc} → muối nitrat + NO + H₂O ( t^o)

Kim loại + HNO_{3 loãng} → muối nitrat + NO + H₂O

Kim loại + HNO_{3 loãng lạnh} → muối nitrat + H₂

Mg(rắn) + 2HNO_{3 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 + 4HNO_{3 đặc} → 4NO₂ + 2H₂O + CO₂

P + 5HNO_{3 đặc} → 5NO₂ + H₂O + H₃PO₄

3C + 4HNO_{3 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%) → 3S_{kết tủa} + 2NO + 4H₂O

PbS + 8HNO_{3 đặc} → PbSO_{4 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.

11. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Nhận định nào sau đây là sai?

A. HNO₃ phản ứng với tất cả bazơ.

B. HNO₃ (loãng, đặc, nóng) phản ứng với hầu hết kim loại trừ Au, Pt.

C. Tất cả các muối amoni khi nhiệt phân đều tạo khí amoniac.

D. Hỗn hợp muối nitrat và hợp chất hữu cơ nóng chảy có thể bốc cháy.

Lời giải:

Câu 2. Nhận định nào sau đây đúng về tính chất hóa học axit nitric?

A. HNO₃ là axit yếu nhưng có tính oxi hóa rất mạnh.

B. HNO₃ là axit mạnh vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.

C. HNO₃ là axit mạnh có tính oxi hóa mạnh ở mọi nồng độ.

D. HNO₃ là axit mạnh, tính oxi hóa mạnh oxi hóa được cả kim loại vàng.

Lời giải:

Câu 3. Hòa tan hoàn toàn 3,6 gam Mg vào dung dịch HNO₃ loãng sau phản ứng thu được khí không màu hóa nâu trong không khí (sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí thu được ở đktc là:

Lời giải:

Câu 4. Chọn phát biểu đúng:

A. Dung dịch K₂CO₃ có tính kiềm mạnh, đổi màu quỳ tím thành xanh

B. Dung dịch K₂CO₃ có môi trường trung tính có K₂CO₃ là muối axit.

C. Dung dịch chứa K₂CO₃ có môi trường axit do K₂CO₃ là muối của axit yếu.

D. K₂CO₃ dễ bị phân hủy khi đun nóng.

Lời giải:

Câu 5. Dãy chất nào dưới đây không phản ứng với HNO₃ đặc nguội

A. Zn, Al, Cu

B. Cu, Fe, Al

C. Fe, Cr, Al

D. Ag, Cu, Fe

Lời giải:

Câu 6. Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 9,75 gam FeCl₃. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,68 gam chất rắn. Giá trị của m là :

A. 2,88.

B. 2,16.

C. 4,32.

D. 1,04.

Lời giải:

Câu 7. Trong một cốc nước có chứa 0,03 mol Na⁺; 0,01 mol Ca²⁺; 0,01 mol Mg²⁺; 0,04 mol HCO_3^-; 0,01 mol Cl^-; 0,01 mol SO₄^2-. Nước trong cốc thuộc loại

A. Nước cứng có tính cứng tạm thời

B. Nước cứng có tính cứng toàn phần

C. Nước cứng có tính cứng vĩnh cửu

D. Nước mềm

Lời giải:

Câu 8. Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B thuộc phân nhóm chính nhóm II, ở 2 chu kỳ liên tiếp. Cho 2,56 gam X tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng muối khan thu được là

A. 6,02 gam

B. 6,11 gam

C. 9,66 gam

D. 3,01 gam

Lời giải:

Câu 9. Cho 0,896 lít CO₂ hấp thụ hết vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)₂ 0,12M thu được m gam kết tủa. Giá trị m là:

A. 1,182.

B. 0,788.

C. 2,36.

D. 3,94

Lời giải:

Câu 10. Cho các phát biểu sau:

(a). Trong phân tử HNO₃ nguyên tử N có hoá trị V, số oxi hoá +5

(b để làm khô khí NH₃ có lẫn hơi nước ta dẫn khí qua bình đựng vôi sống (CaO)

(c) HNO₃ tinh khiết là chất lỏng, không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm

(d) dung dịch HNO₃ để lâu thường ngả sang màu nâu là do dung dịch HNO₃ có hoà tan một lượng nhỏ khí NO₂

Số phát biểu đúng:

A. 1

B. 3

C. 4

D. 2

Lời giải:

Câu 11. Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Fe₃O₄, Fe₂O₃, Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, FeCO₃ lần lượt phản ứng với HNO₃ đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá - khử là

A. 8.

B. 5.

C. 7.

D. 6.

Lời giải:

Câu 12. Cho 1,38 g hổn hợp Al, Fe tác dụng với dung dịch hổn hợp H₂SO₄ đặc và HNO₃ đặc, đun nóng thu được hổn hợp khí gồm 0,063 mol NO₂ và 0,021 mol SO₂. Nếu cho hổn hợp kim loại trên tác dụng với dung dịch HCl có dư thì số mol khí H₂ sinh ra là bao nhiêu?

A. 0,035 mol

B. 0,045 mol

C. 0,04 mol

D. 0,042 mol

Lời giải:

Câu 13. Các tính chất hoá học của HNO₃ là:

A. tính axit mạnh, tính oxi hóa mạnh và tính khử mạnh.

B. tính axit mạnh, tính oxi hóa mạnh và bị phân huỷ.

C. tính oxi hóa mạnh, tính axit mạnh và tính bazơ mạnh.

D. tính oxi hóa mạnh, tính axit yếu và bị phân huỷ.

Lời giải:

Câu 14. Dung dịch nào dưới đây khi phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa trắng?

A. Ca(HCO₃)₂.

B. FeCl₃.

C. AlCl₃.

D. H₂SO₄.

Lời giải: