Hoá Học ProTHPT
Đăng nhậpĐăng ký

Hoá học 11 · Nitrogen và sulfur

Oxide của nitrogen, nitric acid và muối nitrate

Các oxide NO, NO₂ và mưa acid; tính acid mạnh và tính oxi hoá mạnh của nitric acid; muối nitrate và hiện tượng phú dưỡng.

Oxide của nitrogen và mưa acid

Các oxide của nitrogen thường gặp: N2O, NO, NO2, N2O4… gọi chung là NOx. NO là khí không màu, hoá nâu trong không khí do 2NO + O2 → 2NO2; NO2 là khí màu nâu đỏ, rất độc.

NOx sinh ra từ khí thải động cơ, nhà máy nhiệt điện, sấm sét. Trong khí quyển, NOx và SO2 chuyển thành HNO3 và H2SO4, tan vào nước mưa tạo mưa acid (pH nhỏ hơn 5,6), gây ăn mòn công trình, hại cây trồng và sinh vật.

Nitric acid

HNO3 tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, dễ bị phân huỷ khi có ánh sáng tạo NO2 làm dung dịch có màu vàng.

Tính acid mạnh: làm quỳ tím hoá đỏ, tác dụng với base, oxide base, muối: CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O.

Tính oxi hoá mạnh (do N có số oxi hoá +5):

  • Oxi hoá hầu hết kim loại (trừ Au, Pt), đưa kim loại lên số oxi hoá cao nhất; sản phẩm khử có thể là NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3 tuỳ nồng độ acid và độ mạnh của kim loại.
  • Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (acid đặc); 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (acid loãng).
  • Al, Fe, Cr bị thụ động hoá trong nitric acid đặc, nguội.
  • Oxi hoá nhiều phi kim: C + 4HNO3 t°→ CO2 + 4NO2 + 2H2O.

Muối nitrate và hiện tượng phú dưỡng

Muối nitrate đều dễ tan trong nước. Phân bón nitrate: NaNO3, Ca(NO3)2, NH4NO3; KNO3 dùng làm thuốc nổ đen.

Hiện tượng phú dưỡng: khi nguồn nước chứa quá nhiều ion NO3−, NH4+, PO43− (từ phân bón, nước thải), tảo phát triển mạnh, làm giảm oxygen hoà tan, gây chết tôm cá và ô nhiễm môi trường nước.

🧪 Thí nghiệm ảo – mô phỏng

🧪 Hãy thử
  • Chọn Cu + HNO₃ đặc: dung dịch chuyển xanh, khí màu nâu đỏ NO2 bay ra.
  • Chọn Cu + HNO₃ loãng: khí không màu NO thoát ra, hoá nâu ở miệng ống nghiệm khi gặp không khí.
  • Chọn Fe + HNO₃ đặc, nguội: không có hiện tượng vì sắt bị thụ động hoá.

📐 Công thức cần nhớ

Bảo toàn electron với HNO₃
\[n \cdot n_{KL} = 1 \cdot n_{NO_2} = 3 \cdot n_{NO}\]
n: hoá trị kim loại; NO₂ nhận 1 e, NO nhận 3 e cho mỗi phân tử
Số mol HNO₃ phản ứng
\[n_{HNO_3} = 2n_{NO_2} = 4n_{NO}\]
Khi sản phẩm khử duy nhất là NO₂ hoặc NO

✍️ Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Hoà tan hoàn toàn 6,4 gam Cu trong dung dịch HNO3 loãng, dư. Tính thể tích khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở điều kiện chuẩn.

Xem lời giải
  1. n(Cu) = 6,4 : 64 = 0,1 mol; Cu nhường 2 electron: n(e) = 0,2 mol.
  2. NO nhận 3 electron: n(NO) = 0,2 : 3 mol.
  3. V = (0,2 : 3) · 24,79 ≈ 1,653 L.

✅ Đáp số: ≈ 1,653 L

⚠️ Lỗi thường gặp

  • Viết phản ứng kim loại với HNO₃ sinh ra khí H₂: nitric acid có tính oxi hoá mạnh ở gốc NO₃⁻, không tạo H₂.
  • Cho Fe tác dụng HNO₃ dư tạo Fe(NO₃)₂: HNO₃ dư oxi hoá Fe lên Fe³⁺.
  • Quên điều kiện "đặc, nguội" của hiện tượng thụ động hoá Al, Fe, Cr.

🎮 Luyện tập bài này

Nitrogen & SulfurN₂, NH₃, muối ammonium, HNO₃, S, SO₂, H₂SO₄, muối sulfate.L11