NaNO3 + H2SO4 → HNO3 + NaHSO4 | NaNO3 ra HNO3

Phản ứng NaNO₃ + H₂SO₄ → HNO₃ + NaHSO₄

1. Trong phòng thí nghiệm thường điều chế HNO₃ bằng phản ứng

NaNO₃ + H₂SO₄ HNO₃ + NaHSO₄

2. Điều kiện phương trình phản ứng từ NaNO₃ ra HNO₃

Nhiệt độ

3. Bản chất của các chất tham gia phản ứng

3.1. Bản chất của NaNO₃ (Natri nitrat)

NaNO3 với phản ứng trao đổi khi đun hỗn hợp NaNO₃ với H₂SO4 đặc. Hơi HNO₃ thoát ra được dẫn vào bình làm lạnh và ngưng tụ.

3.2. Bản chất của H₂SO₄ (Axit sunfuric)

H₂SO₄ là một axit mạnh tác dụng với muối tạo thành axit mới và muối mới.

4. Tiến hành thí nghiệm điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm

Để điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm, người ta cho muối natri nitrat tinh thể tác dụng với axit sunfuric đặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của axit nitric là 83^oC cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng theo phương trình như sau:

H₂SO₄ đặc + NaNO₃(tinh thể) → HNO₃ + NaHSO₄

Axit nitric thoát ra được dẫn vào bình làm lạnh và ngưng tụ ở đó.

5. Tính chất hoá học của H₂SO₄

5.1. H₂SO₄ loãng

Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:

• Axit sunfuric H₂SO₄ làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
• Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

• Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước .

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

• Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước.

H₂SO₄ + NaOH → NaHSO₄ + H₂O

H₂SO₄­ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

• H2SO4 tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

5.2. H₂SO₄ đặc

Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:

• Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H₂SO₄ tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H₂O + SO₂.

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (nhiệt độ)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

• Tác dụng với các chất khử khác.

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

• H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

6. Ứng dụng của H2SO4

H2SO4 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất kim loại như đồng, kẽm,... và dùng để làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.

Axit sunfuric còn được dùng để sản xuất nhôm sunfat (phèn làm giấy), các loại muối sunfat, chế tạo thuốc nổ, thuốc nhuộm, chất dẻo, tẩy rửa kim loại trước mạ, sản xuất dược phẩm.

Hỗn hợp H2SO4 với nước được dùng làm chất điện giải trong các dạng ắc quy, axit chì,...

7. Tính chất hoá học của NaNO₃

- Natri nitrat thể hiện tính oxy hóa khử khi cho kẽm tác dụng với NaNO3 trong dd NaOH theo phương trình sau:

NaNO₃ + 7NaOH + 4Zn → 2H₂O + NH₃ + 4Na₂ZnO₂

- NaNO₃ diễn ra phản ứng trao đổi khi đun nóng hỗn hợp natri nitrat (NaNO₃) với axit sunfuric (H₂SO₄) đặc. Phản ứng xảy ra, hơi HNO₃ thoát ra sẽ được dẫn vào bình làm lạnh và ngưng tụ.

H₂SO₄ + NaNO₃ → HNO₃ + NaHSO₄

- NaNO₃ trong phương trình hóa học hữu cơ khi Cu tác dụng với H₂SO₄/NaNO₃.

3Cu + 4H₂SO₄ + 2NaNO₃ → 4H₂O + Na₂SO₄ + 2NO + 3CuSO₄

8. Bài tập vận dụng

Câu 1. Để điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm người ta điều chế từ

A. NaNO₃, H₂SO₄ đặc

B. NaNO₃, N₂, H₂, HCl

C. N₂ và H₂

D. AgNO₃, HCl

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 2. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về quá trình điều chế Axit nitric?

A. Axit nitric có nhiệt độ sôi thấp ( 83^oC) nên dễ bị bay hơi khi đun nóng.

B. Axit nitric là axit yếu hơn axit sufuric nên bị đẩy ra khỏi muối.

C. Axit nitric thoát ra được dẫn vào bình làm lạnh và ngưng tụ ở đó.

D. Đốt nóng bình cầu bằng đèn cồn để phản ứng xảy ra nhanh hơn.

Lời giải:

Đáp án: B

Giải thích:

Sai vì HNO₃ là axit mạnh, bị đẩy ra khỏi dung dịch muối do tính dễ bay hơi của HNO₃

Câu 3. Sơ đồ đúng để điều chế HNO₃ trong công nghiệp là:

A. N₂ → NH₃→ NO → NO₂ → HNO₃.

B. N₂ → NH₃ → NO → NO₂ → HNO₃.

C. NH₄NO₂ → NO → N₂O₅→ HNO₃.

D. N₂ → NH₃ → NO → N₂O₅ → HNO₃.

Lời giải:

Đáp án: B

Câu 4. Khi bị nhiệt phân, dãy muối nitrat nào sau đây dều cho sản phẩm là kim loại, khí nitơ đioxit và khí Oxi

A. Zn(NO₃)₂, NaNO₃, Pb(NO₃)₂

B. Cu(NO₃)₂, NaNO₃, KNO₃

C. Ba(NO₃)₂, LiNO₃, KNO₃

D. Hg(NO₃)₂, AgNO₃

Lời giải:

Đáp án: D

Xem thêm các phương trình phản ứng hóa học khác:

K2CO3 + HCl → KCl + CO2 + H2O

KClO3 + HCl → Cl2 + KCl + H2O

KClO3 → KCl + O2

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + HCl

Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + H2O