BÀI TOÁN CHUYÊN ĐỀ VỀ AXIT NITRIC
A. MỘT SỐ CHÚ Ý
I. Tính oxi hóa của HNO3
HNO3 thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử như: Kim loại, phi kim, các hợp chất Fe(II), hợp chất S2-, I-, . . . Thông thường:
+ Nếu axit đặc, nóng tạo ra sản phẩm NO2
+ Nếu axit loãng, thường cho ra NO. Nếu chất khử có tính khử mạnh, nồng độ axit và nhiệt độ thích hợp có thể cho ra N2O, N2, NH4NO3.
* Chú ý:
1. Một số kim loại (Fe, Al, Cr, . . .) không tan trong axit HNO3 đặc, nguội do bị thụ động hóa.
2. Trong một số bài toán ta phải chú ý biện luận trường hợp tạo ra các sản phẩm khác: NH4NO3 dựa theo phương pháp bảo toàn e (nếu ne cho > ne nhận để tạo khí) hoặc dựa theo dữ kiện đề bài (chẳng hạn cho dung dịch NaOH vào dung dịch sau phản ứng thấy có khí thoát ra) hoặc các hợp chất khí của Nitơ dựa vào tỉ khối hơi của hỗn hợp đã cho.
3. Khi axit HNO3 tác dụng với bazơ, oxit bazơ không có tính khử chỉ xảy ra phản ứng trung hòa.
4. Với kim loại có nhiều hóa trị (như Fe, Cr), nếu dùng dư axit sẽ tạo muối hóa trị 3 của kim loại (Fe3+, Cr3+); nếu axit dùng thiếu, dư kim loại sẽ tạo muối hóa trị 2 (Fe2+, Cr2+), hoặc có thể tạo đồng thời 2 loại muối.
5. Các chất khử phản ứng với muối NO3- trong môi trường axit tương tự phản ứng với HNO3. Ta cần quan tâm bản chất phản ứng là phương trình ion.

II. Nguyên tắc giải bài tập: Dùng định luật bảo toàn mol e.

→
+ ne

+ (5 – x)e →


( ne nhường = ne nhận


* Đặc biệt
+ Nếu phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm khử của N thì ne nhường = (ne nhận
+ Nếu có nhiều chất khử tham gia phản ứng (ne nhường = ne nhận
- Trong một số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo toàn điện tích (tổng số mol điện tích dương = tổng số mol điện tích âm) và định luật bảo toàn nguyên tố
- Có thể sử dụng phương trình ion – electron hoặc các bán phản ứng để biểu diễn các quá trình.
M ( Mn+ + ne
4H+ + NO3- + 3e ( NO + 2H2O
+ Đặc biệt trong trường hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta có:
MỘT SỐ CÔNG THỨC CẦN DÙNG
Tạo NO2: NO3- + 1e + 2H+
NO2 + H2O
a mol a 2a a

Số mol HNO3 pư = 2a = 2 nNO2 .

Bảo toàn nguyên tố nitơ : Ta có n NO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - nNO2 = 2a – a = a = nNO2
Tạo NO: NO3- + 3e + 4 H+
NO + 2H2O
a mol 3a 4a a

Số mol HNO3 pứ = 4 nNO và nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - nNO = 3nNO
Tạo N2O: 2NO3- + 8e + 10 H+
N2O + 5 H2O
2a mol 8a 10 a a

Số mol HNO3 pứ = 10 nN2O và nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - 2nN2O = 8nN2O
Tạo N2: 2 NO3- + 10 e + 12 H+
N2 + 6H2O
2 a 10a 12a a

Số mol HNO3 pứ = 12 nN2 và nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - 2 nN2 = 10 nN2
Tạo NH4NO3: NO3- + 8e + 10 H+
NH4+ + 3H2O
a mol 8a 10 a a mol

Số mol HNO3 pứ = 10nNH4NO3 và nNO3- tạo muối = nHNO3 pứ - nNH4NO3 = 9nNH4NO3.
và nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - 2nNH4NO3 = 8nNH4NO3.
Từ những công thức riêng lẽ trên suy ra các công thức tổng quát như sau:
nHNO3 pư = 4nNO + 2nNO2 + 10n NH4NO3 + 10nN2O + 12nN2
n NO3- tạo muối = nNO2 +3 nNO + 8nN2O + 10nN2 + 9nNH4NO3
mmuối nitrat với kim loại = mKL + 62.( nNO2 +3 nNO + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4NO3)
Tổng mmuối = mKl + 62 .( nNO2 +3 nNO + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4NO3) + 80nNH4NO3
Cần lưu ý là nó chỉ được áp dụng bài toán kim loại ( hoặc hỗn hợp kim loại ) tác dụng với axit HNO3. Còn nếu trong hỗn hợp ngoài kim loại còn có oxit kim loại thì số mol HNO3 pứ không còn như trên nữa mà phải lớn hơn do H+ còn tham