Phản ứng với kim loại là phản ứng thường gặp nhất của axit nitric. Đây cũng là bài toán thường gặp trong các đề kiểm tra và thi tuyển sinh. Việc giải bài toán khá đơn giản nếu học sinh nắm vững lí thuyết và biết vận dụng phương pháp giải phù hợp.
Axit nitric tác dụng với kim loại
Lí thuyết
– HNO3 phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối nitrat + H2O và sản phẩm khử của N+5 (NO2, NO, N2O, N2 và NH4NO3).
M + HNO3 → M(NO3)n + H2O + NO2 (NO, N2O, N2, NH4NO3)
Phản ứng của Cu với axit HNO3
– Sản phẩm khử của N+5 là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit. Thông thường thì dung dịch đặc → NO2, dung dịch loãng → NO; dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu.
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
8Na + 10HNO3 → 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O
Chú ý: Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO3 mà sau phản ứng còn dư kim loại → trong dung dịch Fe thu được chỉ ở dạng muối Fe2+. HNO3 đặc nguội thụ động với Al, Fe, Cr.
Phương pháp giải thường dùng
Để giải bài toán axit nitric tác dụng với kim loại thường được giải bằng phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng. Theo các phương pháp này, có 3 phương trình rất quan trọng cần nhớ là:
ne = nkim loại.hóa trịkim loại = nNO2 + 3nNO + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4NO3
nHNO3 phản ứng = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2 + 10nNH4NO3
mmuối = mkim loại + 62ne
Axit nitric tác dụng với phi kim và hợp chất
Axit HNO3 có tính oxi hoá mạnh và tính axit mạnh, nó có khả năng tham gia phản ứng với nhiều loại chất khác nhau. Tính oxi hoá mạnh của axit này được thể hiện trong phản ứng với kim loại, với phi kim, với các hợp chất có tính khử khác. Bài viết này chỉ đề cập đến phản ứng của HNO3 với phi kim và các hợp chất có tính khử.
Tác dụng với phi kim
Khi cho axit HNO3 đặc tác dụng với phi kim ta được NO2, H2O và oxit của phi kim.
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 4HNO3 → SO2 + 4NO2 + 2H2O
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
Tác dụng với các chất khử khác (oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại chưa có hóa trị cao nhất…)
Khi phản ứng với các hợp chất có tính khử, HNO3 vẫn thể hiện vai trò của chất oxi hóa mạnh.
4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2