Zn + HNO3 loãng → Zn(NO3)2 + N2O + H2O | Zn + HNO3 ra N2O

Phản ứng Zn + HNO₃ loãng ra N₂O 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 + N₂O + 5H₂O

4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

1. Phương trình phản ứng Zn tác dụng với HNO₃ ra N₂O

4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

2. Điều kiện phản ứng giữa Zn với HNO₃ ra N₂O

- Phản ứng diễn ra ở ngay điều kiện thường.

- HNO₃ loãng.

3. Lập phương trình hoá học của phản ứng 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:

$\stackrel{0}{Zn}+H\stackrel{+5}{N}{O}_3\to \stackrel{+2}{Zn}{\left(N{O}_3\right)}_2+{\stackrel{+1}{N}}_{2}O+H_{2}O$

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: $\stackrel{+5}{N}+4e\to \stackrel{+1}{N}$

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

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

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 + N₂O + 5H₂O

3. Mở rộng kiến thức về kẽm (Zn)

3.1. 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.

3.2. 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

3.3. 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,...

4. Mở rộng kiến thức về HNO₃

4.1. 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

4.2. 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 $\stackrel{t^o}{\to }$H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

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

5HNO₃ + P $\stackrel{t^o}{\to }$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

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

Câu 1: 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.

Câu 2: 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 3: 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 4: 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 5: 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 6: 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 7: Hòa tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO₃ loãng, thu được hỗn hợp gồm 0,12 mol khí NO₂ và 0,08 mol khí NO (phản ứng không tạo NH₄NO₃). Giá trị của m là
A. 3,24. B. 8,1.

C. 6,48. D. 10,8.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

Bảo toàn số mol electron:

→ 3n_Al = $n_{N{O}_2}$ + 3n_NO

→ 3.n_Al = 0,12 + 3.0,08

→ n_Al = 0,12 mol

→ m_Al = 0,12.27 = 3,24g

Câu 8: Cho phương trình phản ứng: aAl + bHNO₃ → cAl(NO₃)₃ + dNO + eH₂O.

Tỉ lệ a : b là
A. 1 : 3. B. 2 : 3.

C. 2 : 5. D. 1 : 4

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

→ a : b = 1 : 4

Câu 9: Cho 3,2 gam Cu tác dụng với 100ml dung dịch hỗn hợp (HNO₃ 0,8M + H₂SO₄ 0,2M), sản phẩm khử duy nhất của HNO₃ là NO. Thể tích khí NO (đktc) là

A. 0,672 lít. B. 0,336 lít.

C. 0,747 lít. D. 1,792 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án A

n_Cu = 3,2 : 64 = 0,05 mol

$n_{H^{+}}$ = 0,8.0,1 + 2.0,2.0,1 = 0,12 mol

$n_{N{O_3}^{-}}$ = 0,8.0,1 = 0,08 mol

3Cu+ 8H⁺+ 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

→ Sau phản ứng H⁺ hết đầu tiên

→ n_NO = $\frac{2.n_{H^{+}}}{8}$ = $\frac{\mathrm{2.0,12}}{8}$ = 0,03 mol

→ V_NO = 0,03.22,4 = 0,672 lít.

Câu 10: Tổng hệ số là các số nguyên, tối giản của tất cả các chất trong phương trình phản ứng giữa Cu với dung dịch HNO₃ đặc, nóng là

A. 8. B. 10. C. 11. D. 9.

Hướng dẫn giải

Đáp án B

Cu + 4HNO₃ $\stackrel{t^o}{\to }$Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Tổng hệ số = 1 + 4 + 1 + 2 + 2 = 10.

Câu 11: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl dư, sinh ra 3,36 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào lượng dư axit nitric đặc, nguội, sinh ra 6,72 lít khí NO₂ (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là

A. 10,5. B. 11,5. C. 12,3. D. 15,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Gọi số mol Al và Cu trong m gam hỗn hợp X lần lượt là a và b mol

Trường hợp 1: Cho X vào HCl dư, chỉ có Al phản ứng

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ (0,15 mol)

→ n_Al = $\frac{2}{3}{n}_{H_2}$ = $\frac{2}{3}\mathrm{.0,15}$ = 0,1 mol

Trường hợp 2: Cho X vào HNO₃ đặc, nguội Al bị thụ động, chỉ có Cu phản ứng

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ (0,3 mol) + 2H₂O

→ n_Cu = $\frac{1}{2}{n}_{N{O}_2}=\frac{1}{2}\mathrm{.0,3}$ = 0,15 mol→ m = m_Al + m_Cu = 0,1.27 + 0,15.64 = 12,3 gam.

Câu 12:Cho hỗn hợp gồm 2,8g Fe và 3,2g Cu vào dung dịch HNO₃ thu được dung dịch A, V lít khí NO₂ ở đktc (sản phẩm khử duy nhất) và còn dư 1,6g kim loại. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch A và giá trị của V là:

A. 10,6g và 2,24 lít B. 14,58g và 3,36 lít

C. 16.80g và 4,48 lít D. 13,7g và 3,36 lít

Hướng dẫn giải

Đáp án D

Dư 1,6g kim loại → m_{Cu dư} = 1,6g; dung dịch A gồm: Fe(NO₃)₂; Cu(NO₃)₂
→ n_{Cu phản ứng} = 3,2 – 1,6 = 1,6 gam

→$n_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}$ = n_{Cu phản ứng} = $\frac{\mathrm{1,6}}{64}$ = 0,025 mol

→ $n_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}$= 0,025.188 = 4,7 gam

$n_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}=n_{Fe}=\frac{\mathrm{2,8}}{56}$ = 0,05 mol

→$m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}$= 0,05.180 = 9 gam

→ m _muối = 4,7 + 9 = 13,7 gam

Bảo toàn electron

→$n_{N{O}_2}$= 2n_Fe + 2n_{Cu phản ứng} = 2. 0,05 + 2. 0,025 = 0,15 mol

→$V_{N{O}_2}=\mathrm{0,15.22,4}=\mathrm{3,36}\left(l\right)$

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
• 4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O
• 5Zn + 12HNO₃ → 5Zn(NO₃)₂ + N₂+ 6H₂O
• 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↑