Zn + HNO3 đặc → Zn(NO3)2 + NO2 + H2O | Zn + HNO3 ra NO2

Phản ứng Zn + HNO₃ đặc ra NO₂ thuộc loại phản ứng oxi hóa khử đã được cân bằng chính xác và chi tiết nhất. Bên cạnh đó là một số bài tập có liên quan về Zn có lời giải, mời các bạn đón xem:

Zn + 4HNO₃ đặc → Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

1. Phương trình hóa học của phản ứng Zn tác dụng với HNO₃ đặc

Zn + 4HNO₃ đặc → Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Cách lập phương trình hóa học:

Bước 1: Xác định các nguyên tử có sự thay đổi số oxi hóa, từ đó xác định chất oxi hóa – khử:

$\stackrel{0}{Zn}+H\stackrel{+5}{N}{O}_3\to \stackrel{+2}{Zn}{\left(N{O}_3\right)}_2+\stackrel{+4}{N}{O}_2+H_{2}O$

Chất khử: Zn; chất oxi hóa: HNO₃ đặc.

Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hóa, quá trình khử

- Quá trình oxi hóa: $\stackrel{0}{Zn}\to \stackrel{+2}{Zn}\text{+ 2e}$

- Quá trình khử: $\stackrel{+5}{N}+e\to \stackrel{+4}{N}$

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hóa

$\begin{array}{c}1\times \\ 2\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Zn}\to \stackrel{+2}{Zn}+2e\\ \stackrel{+5}{N}+e\to \stackrel{+4}{N}\end{array}\right)$

Bước 4: Điền hệ số của các chất có mặt trong phương trình hóa học. Kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế.

Zn + 4HNO₃ đặc → Zn(NO₃)₂+ 2NO₂ + 2H₂O

2. Điều kiện để Zn tác dụng với HNO₃ đặc

Phản ứng giữa kẽm (Zn) và HNO₃ đặc diễn ra ở nhiệt độ thường; phản ứng diễn ra nhanh hơn khi đun nóng.

3. Cách tiến hành thí nghiệm

Lấy vào ống nghiệm 1 – 2 ml dung dịch HNO₃ đặc, rồi cho một mảnh nhỏ Zn kim loại vào ống nghiệm đó.

4. Hiện tượng phản ứng

Zn tan dần trong dung dịch, sinh ra khí màu nâu đỏ là nitơ đioxit (NO₂).

5. Mở rộng kiến thức về HNO₃

5.1. HNO₃ có tính axit

HNO₃ là một trong các axit mạnh nhất, trong dung dịch loãng phân li hoàn toàn thành ion H⁺ và NO₃^-.

HNO₃ mang đầy đủ các tính chất của 1 axit như: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng bazơ, oxit bazơ và muối của axit yếu hơn tạo thành muối nitrat. Ví dụ:

MgO + 2HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + H₂O

Ca(OH)₂ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

BaCO₃ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

5.2. HNO₃ có tính oxi hóa mạnh:

Axit nitric là một trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Tùy thuộc vào nồng độ của axit và độ mạnh yếu của chất khử, mà HNO₃ có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ.

a. Tác dụng với kim loại:

+ HNO₃ phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat, H₂­O và sản phẩm khử của N⁺⁵ (NO₂, NO, N₂O, N₂ và NH₄NO₃).
+ Thông thường: HNO₃ loãng → NO, HNO₃ đặc → NO₂ .

+ Với các kim loại có tính khử mạnh: Mg, Al, Zn,… HNO₃ loãng có thể bị khử đến N₂O, N₂, NH₄NO₃.

Cu + 4HNO_{3 đặc} → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Fe + 4HNO_{3 loãng} → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

4Zn + 10HNO_{3 loãng} → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

* Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động trong dd HNO₃ đặc, nguội do tạo màng oxit bền, bảo vệ kim loại khỏi tác dụng của axit, do đó có thể dùng bình Al hoặc Fe để đựng HNO₃ đặc, nguội.

b. Tác dụng với phi kim:

HNO₃ có thể oxi hoá được nhiều phi kim, như:

S + 6HNO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

C + 4HNO₃ $\stackrel{t^0}{\to }$CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

5HNO₃ + P $\stackrel{t^0}{\to }$H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

c. Tác dụng với hợp chất:

HNO₃ đặc còn oxi hóa được hợp chất vô cơ và hữu cơ. Vải, giấy, mùn cưa, dầu thông,… bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO₃ đặc.

4HNO₃ + FeO → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

4HNO₃ + FeCO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O + CO₂

Fe₃O₄ + 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O

6. Mở rộng kiến thức về kẽm (Zn)

- Zn là kim loại có màu lam nhạt. Trong không khí ẩm, kẽm bị phủ một lớp oxit mỏng nên có màu xám.

- Kẽm là kim loại có khối lượng riêng lớn (D = 7,13g/cm³), có t^onc = 419,5^oC.

- Ở điều kiện thường, Zn khá giòn nên không kéo dài được, nhưng khi đun nóng từ 100 -

150^oC lại dẻo và dai, đến 200^oC thì giòn trở lại và có thể tán được thành bột.

- Zn ở trạng thái rắn và các hợp chất của kẽm không độc. Riêng hơi của ZnO thì rất độc.

- Zn là một kim loại khá hoạt động, có tính khử mạnh hơn sắt. Phản ứng với nhiều phi kim như O₂, Cl₂, S, ... và các dung dịch axit, kiềm, muối. Ví dụ:

Zn + S $\stackrel{t^0}{\to }$ ZnS

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

7. Bài tập vận dụng liên quan đến Zn và HNO₃

Câu 1: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép bằng phương pháp điện hóa người ta dùng kim loại nào sau đây?

A. Cu. B. Pb. C. Zn. D. Sn.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Để chống ăn mòn, người ta dùng một kim loại có tính khử lớn hơn Fe, thường là Zn, ghép vào vỏ tàu biển bằng thép để bảo vệ vỏ tàu, như thế Zn sẽ bị ăn mòn điện hóa trước.

Câu 2: Khi điều chế Zn từ dung dịch ZnSO₄ bằng phương pháp điện phân với điện cực trơ, ở anot xảy ra quá trình nào sau đây?

A. Khử ion kẽm. B. Khử nước.

C. Oxi hóa nước. D. Oxi hóa kẽm.

Đáp án: C

Điện phân ZnSO₄

Anot (+): oxi hóa nước: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ +4e

Catot (-): khử Zn²⁺: Zn²⁺ + 2e → Zn

Câu 3: X là một hợp chất của Zn thường được dùng trong y học, với tác dụng làm thuốc giảm đau dây thần kinh, chữa bệnh eczema, bệnh ngứa,.... Chất X là

A. Zn(NO₃)₂. B. ZnSO₄. C. ZnO. D. Zn(OH)₂ .

Đáp án: C

ZnO được dùng trong y học, với tác dụng làm thuốc đau dây thần kinh, chữa bệnh eczema, bệnh ngứa,..do ZnO có tính chất làm săn da, sát khuẩn, bảo vệ, làm dịu tổn thương da,..

Câu 4: Cho m gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Zn tác dụng hết với 200 ml dung dịch HCl 1,6M thoát ra 3,36 lít (đktc) khí H₂. Dung dịch thu được có giá trị pH là (bỏ qua các quá trình thuỷ phân của muối)

A. 2. B. 7. C. 4. D. 1.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

n_khí = 0,15 mol → n_{HCl phản ứng} = 2.n_khí = 0,3 mol

n_{HCl dư} = 0,2.1,6 – 0,3 = 0,02 mol

→ C_{M (HCl dư)} = 0,02 : 0,2 = 0,1M → pH = 1.

Câu 5: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO₄. Sau khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là

A. 12,67%. B. 85,30%. C. 90,27%. D. 82,20%.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Gọi n_Zn = a mol; n_Fe = b mol

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

→ n_Cu = n_Zn + n_Fe = a + b mol

Vì khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng bằng nhau nên m_Zn + m_Fe = m_Cu

Do đó 65a + 56b = 64(a+b)

→ a = 8b

Vậy phần trăm khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là

%m_Zn = $\frac{65a}{65a+56b}.100\%=\frac{65.8b}{65.8b+56b}.100\%$= 90,27%

Câu 6: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm Zn và ZnO bằng dung dịch HNO₃ dư. Kết thúc thí nghiệm không có khí thoát ra, dung dịch thu được chứa 8g NH₄NO₃ và 113,4g Zn(NO₃)₂. Phần trăm số mol của Zn trong hỗn hợp ban đầu là

A. 66,67%. B. 33,33%. C. 61,61%. D. 40,00%.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

$\begin{array}{c}4Zn+10HN{O}_3\to 4Zn{\left(N{O}_3\right)}_2+N{H}_{4}N{O}_3+3H_{2}O\left(1\right)\\ x\to x\to \mathrm{0,1}mol\end{array}$

$\begin{array}{c}ZnO+\text{2}HN{O}_3\to Zn{\left(N{O}_3\right)}_2+H_{2}O\left(2\right)\\ y\to ymol\end{array}$

Theo (1) có n_Zn = x = 4.0,1 = 0,4 mol

$n_{Zn{\left(N{O}_3\right)}_2}$ = x + y = 0,6 mol

→ y = n_ZnO = 0,2 mol

%n_Zn = $\frac{\mathrm{0,4}}{\mathrm{0,6}}.100\%$ = 66,67%

Câu 7: Kim loại Fe thụ động bởi dung dịch

A. H₂SO₄ loãng B. HCl đặc, nguội

C. HNO₃ đặc, nguội D. HCl loãng

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Fe thụ động trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội và H₂SO₄ đặc, nguội.

Câu 8:Để 4,2 gam sắt trong không khí một thời gian thu được 5,32 gam hỗn hợp X gồm sắt và các oxit của nó. Hòa tan hết X bằng dung dịch HNO₃, thấy sinh ra 0,448 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Vậy khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là

A. 13,5 gam. B. 15,98 gam.

C. 16,6 gam. D. 18,15 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

$\begin{array}{c}{\text{n}}_{\text{Fe}}=\frac{\mathrm{4,2}}{56}=\mathrm{0,075}\text{mol};\\ {\text{n}}_{{\text{NO}}_{\text{2}}}=\mathrm{0,02}\text{mol};{\text{n}}_{\text{O}}=\frac{\mathrm{5,32}-\mathrm{4,2}}{16}=\mathrm{0,07}\text{mol}\end{array}$

Gọi x = $n_{F{e}^{2+}}$; y = $n_{F{e}^{3+}}$

$\to \left(\begin{array}{c}\text{x + y = 0,075}\\ \text{2x + 3y = 0,07.2 + 0,02.3}\end{array}\right)\to \left(\begin{array}{c}\text{x = 0,025}\\ \text{y = 0,05}\end{array}\right)$

→ m = $m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}+m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_3}$ = 0,025.180 + 0,05.242 = 16,6 gam

Câu 9.Ứng dụng nào sau đây không phải của HNO₃?

A. Để điều chế phân đạm NH₄NO₃, Ca(NO₃)₂.

B. Sản xuất dược phẩm.

C. Sản xuất khí NO₂và N₂H₄.

D. Để sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Sản xuất khí NO₂ và N₂H₄ không phải ứng dụng của HNO₃.

Câu 10.Phát biểu nào sau đây đúng:

A. Dung dịch HNO₃ làm xanh quỳ tím và làm phenolphtalein hóa đỏ.

B. Axit nitric được dùng để sản xuất phân đạm (NH₄NO₃, Ca(NO₃)₂), thuốc nổ (TNT), thuốc nhuộm, dược phẩm.

C. Trong công nghiệp, để sản xuất HNO₃ người ta đun hỗn hợp (KNO₃) với H₂SO₄ đặc

D. Điều chế HNO₃ trong phòng thí nghiệm người ta dùng khí amoniac (NH₃)

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Axit nitric được dùng để sản xuất phân đạm (NH₄NO₃, Ca(NO₃)₂), thuốc nổ (TNT), thuốc nhuộm, dược phẩm.

Câu 11: Hòa tan hết m(g) Al trong dung dịch HNO₃, thu được hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO₂ có thể tích là 8,96 lit và có tỷ khối đối với hiđro là 16,75 (không có muối NH₄NO₃). giá trị của m là

A. 9,1125g.

B. 2,7g.

C. 8,1g.

D. 9,225g.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Ta có: $\left(\begin{array}{c}NO:a\\ N{O}_2:b\end{array}\right)\stackrel{}{\to }\left(\begin{array}{c}a+b=\mathrm{0,4}\\ 7a=25b\end{array}\right)\stackrel{}{\to }\left(\begin{array}{c}a=\mathrm{0,3125}\\ b=\mathrm{0,0875}\end{array}\right)$

$\stackrel{BT.E}{\to }{n}_{Al}=\frac{\mathrm{0,3125.3}+\mathrm{0,0875}}{3}=\frac{41}{120}\stackrel{}{\to }m=\mathrm{9,225}\left(gam\right)$

Câu 12:HNO₃ phản ứng với tất cả các chất trong nhóm nào sau đây?

A. NH₃, Al₂O₃, Cu₂S, BaSO₄.

B. Cu(OH)₂, BaCO₃, Au, Fe₂O₃.

C. CuS, Pt, SO₂, Ag.

D. Fe(NO₃)₂, S, NH₄HCO₃, Mg(OH)₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Loại A, B và C do HNO₃ không phản ứng với BaSO₄; Au; Pt.

Câu 13:Khi hòa tan hoàn toàn một lượng CuO có màu đen vào dung dịch HNO₃ thì dung dịch thu được có màu

A. xanh

B. vàng

C. da cam

D. không màu

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: A

Phương trình phản ứng:

CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

Dung dịch thu được có màu xanh.

Câu 14: Hòa tan hoàn toàn 26,52 gam Al₂O₃ bằng một lượng vừa đủ dung dịch HNO₃, thu được 247 gam dung dịch X. Làm lạnh X đến 20⁰C thì có m gam tinh thể Al(NO₃)₃.9H₂O tách ra. Biết ở 20⁰C, cứ 100 gam H₂O hòa tan được tối đa 75,44 gam Al(NO₃)₃. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 90.

B. 14.

C. 19.

D. 33.

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là: D

$n_{A{l}_2{O}_3}=\mathrm{0,26}mol\to n_{Al{\left(N{O}_3\right)}_3}=\mathrm{0,52}mol$

→ 247 gam dung dịch X$\left(\begin{array}{c}\mathrm{110,76}gamAl\\ \mathrm{136,24}gam{H}_{2}O\end{array}\right)$

n_{tinh thể} = a mol

→ Sau kết tinh, dung dịch chứa $\left(\begin{array}{c}(\mathrm{110,76}-213a)gamAl\\ (\mathrm{136,24}-162a)gam{H}_{2}O\end{array}\right)$

$\begin{array}{c}\to \frac{\mathrm{110,76}-213a}{\mathrm{136,24}-162a}=\frac{\mathrm{75,44}}{100}\\ \to a=\mathrm{0,0879}mol\\ \to m=\mathrm{32,9625}gam\end{array}$

Câu 15: Khi làm thí nghiệm với dung dịch HNO₃ đặc thường sinh ra khí nitơ đioxit gây ô nhiễm không khí. Công thức của nitơ đioxit là

A. NH₃.

B. NO.

C. NO₂.

D. N₂O.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C

Công thức của nitơ đioxit là NO₂.

Câu 16: Dãy gồm các chất không bị hòa tan trong dung dịch HNO₃ đặc nguội là

A. Al, Zn, Cu

B. Al, Cr, Fe

C. Zn, Cu, Fe

D. Al, Fe, Mg

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Các kim loại Al, Cr, Fe bị thụ động hóa trong H₂SO₄ và HNO₃ đặc, nguội do tạo trên bề mặt kim loại một lớp màng oxit đặc biệt, bền với axit và ngăn cản hoặc ngừng hẳn sự tiếp diễn của phản ứng.

Xem thêm các phương trình hóa học hay khác:

• 2Zn + O₂ → 2ZnO
• Zn + Cl₂ → ZnCl₂
• Zn + Br₂ → ZnBr₂
• Zn + I₂ → ZnI₂
• Zn + S → ZnS
• Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
• Zn + 2H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂
• Zn + 2H₃PO₄ → Zn₃(PO₄)₂ + 3H₂
• 4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
• 5Zn + 12HNO₃ → 5Zn(NO₃)₂ + N₂+ 6H₂O
• 4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O
• 3Zn + 8HNO₃ → 3Zn(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O
• Zn + 2H₂SO₄ → ZnSO₄ + SO₂ + 2H₂O
• 3Zn + 4H₂SO₄ → 3ZnSO₄ + S + 4H₂O
• 4Zn + 5H₂SO₄ → 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O
• Zn + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Zn + H₂
• Zn + 2FeCl₃ → ZnCl₂ + 2FeCl₂
• Zn + 2Fe(NO₃)₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Fe(NO₃)₂
• Zn + 2Fe₂(SO₄)₃ → ZnSO₄ + 2FeSO₄
• 3Zn + 2Fe₂(SO₄)₃ → 3ZnSO₄ + 2Fe
• 3Zn + 2Fe(NO₃)₃ → 3Zn(NO₃)₂ + 2Fe
• 3Zn + 2FeCl₃ → 3ZnCl₂ + 2Fe
• Zn + CuCl₂ → ZnCl₂ + Cu
• Zn + Cu(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Cu
• Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu
• Zn + PbSO₄ → ZnSO₄ + Pb
• Zn + Pb(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Pb
• Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + Ag
• 8NaNO₃ + 7NaOH + 4Zn → 2H₂O + NH₃+4Na₂ZnO₂
• 2NaOH + Zn → Na₂ZnO₂ + H₂
• ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O
• ZnO + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂O
• Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O
• Zn(OH)₂ ↓+ 2NaOH → Na₂ZnO₂ + 2H₂O
• ZnS + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂S↑