Zn + HNO3 loãng → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O | Zn + HNO3 ra NH4NO3

Phản ứng Zn + HNO₃ loãng ra NH₄NO₃ 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:

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

1. Phương trình hoá học của phản ứng Zn tác dụng với HNO₃ ra NH₄NO₃

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

2. Điều kiện phản ứng Zn tác dụng với HNO₃ ra NH₄NO₃

- Phản ứng xảy ra ở ngay điều kiện thường.

- HNO₃ loãng.

3. Lập phương trình hoá học của phản ứng Zn tác dụng với HNO₃ ra NH₄NO₃ theo phương pháp thăng bằng electron

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

$\stackrel{0}{Zn}+H\stackrel{+5}{N}{O}_3\to \stackrel{+2}{Zn}{\left(N{O}_3\right)}_2+\stackrel{-3}{N}{H}_{4}N{O}_3+H_{2}O$

Chất khử: Zn; chất oxi hóa: HNO₃.

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: $\stackrel{+5}{N}+8e\to \stackrel{-3}{N}$

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

$\begin{array}{c}4\times \\ 1\times \end{array}\left(\begin{array}{c}\stackrel{0}{Zn}\to \stackrel{+2}{Zn}+2e\\ \stackrel{+5}{N}+8e\to \stackrel{-3}{N}\end{array}\right)$

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.

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

4. Mở rộng kiến thức về kẽm (Zn)

4.1. Vị trí trong bảng tuần hoàn

- Kẽm ở ô số 30, thuộc chu kì 4, nhóm IIB của bảng tuần hoàn.

- Trong các hợp chất, kẽm có số oxi hóa là +2.

4.2. Tính chất

- 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 $\stackrel{t^o}{\to }$ ZnS

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

4.3. Ứng dụng

- Mạ (hoặc tráng) để bảo vệ bề mặt các dụng cụ, thiết bị bằng sắt, thép để chống gỉ, chống ăn mòn.

- Chế tạo hợp kim như hợp kim với Cu - Zn.

- Chế tạo pin điện hóa, phổ biến nhất là pin Zn - Mn ... .

- Một số hợp chất của Zn dùng trong y học, chẳng hạn như ZnO dùng làm thuốc giảm đau dây thần kinh, chữa bệnh eczema, bệnh ngứa,...

5. Mở rộng tính chất 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 $\stackrel{t^0}{\to }$VCO₂ + 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. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Cho biết số hiệu nguyên tử của Zn là 30. Vị trí của Zn trong bảng tuần hoàn là?

A. Ô 30, chu kì 4, nhóm IIA. B. Ô 30, chu kì 5, nhóm IIB.

C. Ô 30, chu kì 4, nhóm IIB. D. Ô 30, chu kì 3 nhóm IIB.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Cấu hình electron của Zn là: [Ar]3d¹⁰4s²

Zn ở ô 30 (z = 30), chu kỳ 4 (4 lớp electron), nhóm IIB (2 electron hóa trị, nguyên tố d).

Câu 2: Cho hỗn hợp X gồm Fe(NO₃)₂ và ZnO vào dung dịch H₂SO₄ loãng (dư) thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH loãng (dư) vào Y thu được kết tủa là

A. Fe(OH)₃ và Zn(OH)₂. B. Fe(OH)₃.

C. Fe(OH)₂ và Zn(OH)₂. D. Fe(OH)₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

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

ZnO + 2H⁺ → Zn²⁺ + H₂O

Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓

Zn²⁺ + 2OH^- → Zn(OH)₂↓

Zn(OH)₂↓ + 2OH^- → $Zn{O_2}^{2-}$ + 2H₂O

Sau phản ứng chỉ thu được kết tủa là Fe(OH)₃

Câu 3: Dãy oxit nào sau đây có tính lưỡng tính?

A. MgO, ZnO. B. ZnO, CaO.

C. MgO, Al₂O₃. D. ZnO, Al₂O₃.

Hướng dẫn giải

Đáp án D

ZnO, Al₂O₃ có tính lưỡng tính.

Câu 4: 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 5: 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 6: 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 7: 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 8: 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 9: 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 10: 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 11: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 12: Cho Fe tác dụng với dd HNO₃ đặc, nóng, thu được khí X màu nâu đỏ. Khí X là

A. N₂ B. N₂O C. NO D. NO₂

Hướng dẫn giải

Đáp án D

N₂: Khí không màu, nhẹ hơn không khí

N₂O: Khí không màu, nặng hơn không khí.

NO: Khí không màu, hóa nâu ngoài không khí.

NO₂: Khí màu nâu đỏ

Câu 13: Hòa tan 5,6g Fe bằng dung dịch HNO₃ loãng (dư), sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Giá trị của V là
A. 2,24. B. 3,36. C. 4,48. D. 6,72.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Bảo toàn số mol electron

→ 3n_Fe = 3n_NO → n_NO = n_Fe = 0,1 → V = 2,24 lít

Câu 14: Hòa tan 3,04 gam hỗn hợp bột kim loại sắt và đồng trong axit nitric loãng thu được 0,896 lít khí (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Thành phần % khối lượng Fe trong hỗn hợp?

A. 36,2% B. 36,8%. C.63,2%. D. 33,2%.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

m_Fe + m_Cu = 3,04

→ 56.n_Fe + 64.n_Cu = 3,04 (1)

Bảo toàn electron: 3.n_Fe + 2.n_Cu = 3.n_NO

→ 3.n_Fe + 2.n_Cu = 3.$\frac{\mathrm{0,896}}{\mathrm{22,4}}$ = 0,12 mol (2)

Từ (1) và (2) → n_Fe = 0,02 mol; n_Cu = 0,03 mol

→ %m_Fe = $\frac{\mathrm{0,02.56}}{\mathrm{3,04}}.100$= 36,8%

Câu 15. Cho phương trình hóa học: Zn + HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O

Tổng hệ số cân bằng (là số nguyên, tối giản) của phương trình là

A. 22.

B. 24.

C. 25.

D. 26.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Phương trình phản ứng minh họa

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

Tổng hệ số của phương trình là 22.

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
• Zn + 4HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
• 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↑