Phản ứng Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO2 + H2O
1. Phương trình phản ứng Zn tác dụng HNO3 đặc
Zn + 4HNO3 → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2. Chi tiết cân bằng phương trình phản ứng Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO2 + H2O
Zn0 + HN+5O3 → Zn+2(NO3)2+ N+4O2 + H2O
1 x II (Zn → Zn+2 + 2e)
2 x II (N+5 + 1e → N+4)
Phương trình hóa học:
Zn + 4HNO3 → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
3. Điều kiện phản ứng xảy ra Zn tác dụng HNO3 đặc
Nhiệt độ thường
4. Hiện tượng phương trình sau phản ứng Zn tác dụng HNO3
Kim loại tan dần tạo thành dung dịch không màu và khí màu nâu đỏ thoát ra.
5. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
5.1. Bản chất của Zn (Kẽm)
- Trong phản ứng trên Zn là chất khử.
- Zn là kim loại hoạt động có tính khử mạnh tác dụng được với các axit.
5.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
- Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
- Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
6. Tính chất hóa học của kẽm
Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh Zn → Zn2+ + 2e
6.1. Tác dụng với phi kim
Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim.
2Zn + O2 → 2ZnO
Zn + Cl2 → ZnCl2
6.2. Tác dụng với axit
Với các dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc:
Zn + 4HNO3 đ → Zn(NO3)2+ 2NO2 + 2H2O
6.3. Tác dụng với H2O
Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.
6.4. Tác dụng với bazơ
Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2....
Zn + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2
7. Bài tập vận dụng liên quan
Câu 1. Cho phản ứng hóa học sau: Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO + NO2 + H2O
Tổng hệ số (nguyên, tối giản) của phản ứng trên là bao nhiêu? Biết tỉ lệ số mol NO : NO2 = 1 : 1)
A. 10
B. 12
C. 13
D. 15
Lời giải:
2x Ι (Zn → Zn+2 + 2e)
1x Ι(2N+5 + 4e → N+2 + N+4)
Phương trình hóa học: 2Zn + 6HNO3 → 2Zn(NO3)2 + NO + NO2+ 3H2O
Tổng hệ số là: 2 + 6 + 2 + 1 + 1 + 3 = 15
Câu 2. Cho phương trình hoá học: Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2 + H2O
Tổng hệ số cân bằng (nguyên, tối giản) của phản ứng là
A. 26
B. 28
C. 27
D. 29
Lời giải:
Phương trình hóa học: 5Zn + 12HNO3 → 5Zn(NO3)2 + N2+ 6H2O
Tổng hệ số là: 5 + 12 + 5 + 5 + 1 + 6 = 29
Câu 3. Cho một lượng hỗn hợp bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl2 và CuCl2. Khối lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 1 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 27,2 gam
A. 13,1 gam.
B. 14,1 gam.
C. 17,0 gam.
D. 19,5 gam.
Lời giải:
Theo bảo toàn khối lượng:
mZn + mX = mcrắn + mdd sau (1)
Mà mc.rắn = mZn – 1 (2)
=> mdd sau – 1 = mX (thế 2 vào 1)
Từ đó , mX = 27,2 - 1 = 26,2 gam
Câu 4. Trường hợp nào sau đây xảy ra sự ăn mòn hoá học?
A. Tôn (sắt tráng kẽm) để ngoài không khí ẩm (có vết sây sát sâu tới lớp sắt bên trong).
B. Sợi dây đồng nối với một sợi dây nhôm để ngoài không khí ẩm.
C. Vỏ tàu biển tiếp xúc với nước biển.
D. Thiếc bị bằng thép trong lò đốt tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao.
Lời giải:
Câu 5. Cuốn một sợi dây thép vào một thanh kim loại rồi nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng. Quan sát thấy bọt khí thoát ra rất mạnh từ sợi dây thép. Thanh kim loại có thể là kim loại nào trong số kim loại sau ?
A. Mg
B. Zn
C. Cu
D. Pt
Lời giải:
Câu 6. Cho 6,5 gam Zn tác dụng với HNO3 dư thu được V lít NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của V là
A. 2,24
B. 3,36
C. 4,48
D. 6,72
Lời giải:
Zn → Zn+2 + 2e
0,1 0,2
N+5 + 1e → N+4
x x
Bảo toàn electron ne cho= ne nhận
=> x = 0,2
=> V= 0,2.22,4 = 4,48 lít
Câu 7. Cho kim loại kẽm tác dụng với HNO3. Kẽm đóng vai trò là chất gì?
A. Khử
B. oxi hóa
C. vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa
D. môi trường.
Lời giải:
Câu 8. Cho m gam kim loại Zn tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng, sinh ra 0,56 lít khí N2O (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị m là
A. 6,5 gam.
B. 20,48 gam.
C. 12,8 gam.
D. 5,6 gam.
Lời giải:
nN2O = = 0,025 mol
Phương trình hóa học phản ứng
4Zn + 10HNO3 → N2O + 4Zn(NO3)2+ 5H2O
0,1 ← 0,025
mZn = 0,1 . 65 = 6,5 gam
Câu 9. Cho 11 g hỗn hợp hai kim loại Al và Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 6,72 lit khí NO (đktc) duy nhất. Khối lượng (g) Fe trong hỗn hợp đầu?
A. 5,6 gam
B. 2,8 gam
C. 8,4 gam
D. 4,2 gam
Lời giải:
nNO = = 0,3 mol
N+5 + 3e → N+2
Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp đầu
Ta có: 27x + 56y = 11 (1)
Al → Al+3 + 3e
x mol 3x mol
Fe → Fe+3 + 3e
y mol 3y mol
Theo định luật bảo toàn e: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,9 mol
hay: 3x + 3y = 0,9 (2)
Từ (1) và (2) ta có x = 0,2; y = 0,1 => mAl= 5,4; mFe = 5,6 gam
Câu 10. Cho m (g) hỗn hợp Mg, Al, Zn tác dụng với 0,224 lit Cl2 ở đktc, phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch axit HCl dư thu được dung dịch Y và 0,336 lit H2 đktc. Làm khô dung dịch Y thu được 2,49 gam chất rắn khan. m có giá trị là:
A. 3,12
B. 1,43
C. 2,14
D. 0,715
Lời giải:
nCl2 = 0,01 mol
nH2 = 0,015 mol
nCl- = 2nCl2 + 2nH2 = 0,05 mol
Bảo toàn khối lượng: mmuối = mKL + mCl-
=> 2,49 = mKL+ mCl- = m + 0,05.35,5
=> m = 0,715 g
Câu 11. 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.
Lời giải:
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O
ZnO + 2H+ → Zn2+ + H2O
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 ↓
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 ↓
Zn(OH)2 ↓ + 2OH- → ZnO22- + 2H2O
Sau phản ứng chỉ thu được kết tủa là Fe(OH)3
Câu 12. Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là
A. 0,8 gam.
B. 8,3 gam.
C. 2,0 gam.
D. 4,0 gam.
Lời giải:
Gọi a, b là số mol lần lượt của CuO và Al2O3
=> mhỗn hợp đầu= 80a + 102b = 9,1 (1)
Khí CO chỉ phản ứng với CuO
CuO + CO → Cu + CO2
a mol → a mol
Hỗn hợp chất rắn sau phản ứng gồm Cu (a mol) và Al2O3 (b mol)
=> mhỗn hợp sau = 64a + 102b = 8,3 (2)
Lấy (1) trừ (2) ta có: 16a = 0,8 => b = 0,05 mol
=> mCuO = 0,05.80 = 4 gam
Câu 13. 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%.
Lời giải:
Gọi x, y lần lượt là số mol của Zn, Fe
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
x x
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
y y
nCu= x + y mol
Vì khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng bằng nhau nên mZn + mFe = mCu
Do đó 65x + 56y = 64(x + y) ⇔ x = 8y
Vậy phần trăm khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là
%mZn= .100 = 90,27 %
Câu 14. Hòa tan hoàn toàn 11,9g một hỗn hợp Fe và Zn vào dung dịch HNO3 đặc nguội thì thu được 3584 ml khí màu nâu đỏ thoát ra ( đktc ) và dung dịch X. Xác định thành phần phần trăm theo khối lượng của kim loại Zn trong hỗn hợp ban đầu.
A. 56,3%
B. 43,7%
C. 60%
D. 40%
Lời giải:
bị thụ động trong đặc nguội nên chỉ có phản ứng.
Ta có:
Bảo toàn e:
Xem thêm các phương trình hóa học liên quan khác:
Fe + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + H2O | Fe ra Fe(NO3)3
Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NO + H2O | Zn ra Zn(NO3)2
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 | Zn ra ZnSO4
