Phản ứng Mg + HNO3: Độc đáo như thế nào?

Như bạn đã biết, phản ứng giữa Magie (Mg) và axit Nitric (HNO3) là một phản ứng oxi hóa khử. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về phản ứng này một cách chi tiết và thú vị nhất. Đồng thời, chúng ta cũng sẽ thực hành một số bài tập liên quan đến Magie. Cùng lắng nghe những điều thú vị sau đây nhé!

Nội dung

1 Phương trình hoá học của phản ứng Mg tác dụng với HNO3 loãng
2 Điều kiện để Mg tác dụng với HNO3 loãng
3 Cách tiến hành thí nghiệm
4 Hiện tượng phản ứng
5 Mở rộng kiến thức về HNO3
6 Bài tập vận dụng liên quan

Phương trình hoá học của phản ứng Mg tác dụng với HNO3 loãng

Phản ứng này có phương trình hoá học như sau:

5Mg + 12HNO3 loãng → 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O

Cách lập phương trình hoá học như sau:

Bước 1: Xác định số oxi hoá của các nguyên tử, từ đó xác định chất oxi hoá và chất khử.
Bước 2: Biểu diễn quá trình oxi hoá và quá trình khử.
Bước 3: Xác định hệ số thích hợp cho chất khử và chất oxi hoá.
Bước 4: Điền hệ số của các chất trong phương trình hoá học và kiểm tra sự cân bằng nguyên tử trên hai vế.

Điều kiện để Mg tác dụng với HNO3 loãng

Phản ứng giữa Magie và axit Nitric loãng xảy ra ngay trong điều kiện thông thường.

Cách tiến hành thí nghiệm

Để thực hiện thí nghiệm này, chúng ta hãy nhỏ từ từ dung dịch axit HNO3 loãng vào ống nghiệm đã chứa Magie.

Hiện tượng phản ứng

Trong quá trình phản ứng, chất rắn Magie sẽ tan dần và khí Nitơ (N2) sẽ được sinh ra, tạo thành sủi bọt khí đầy màu sắc.

Mở rộng kiến thức về HNO3

Hãy cùng tìm hiểu thêm về axit Nitric (HNO3) nhé!

Cấu tạo phân tử

Axit Nitric có công thức cấu tạo như sau: HNO3. Trong công thức cấu tạo này, nguyên tử Nitơ (N) có số oxi hoá cao nhất là +5.

Tính chất vật lý

Axit Nitric tinh khiết là một chất lỏng không màu, nhưng có thể tiết ra khói mạnh khi tiếp xúc với không khí ẩm.
Axit Nitric không bền, khi tiếp xúc với ánh sáng một phần sẽ phân hủy và tạo ra khí NO2. Khí này có thể tan trong axit và làm cho dung dịch có màu vàng.
Axit Nitric có khả năng tan vô hạn trong nước. Trong phòng thí nghiệm, chúng ta thường sử dụng axit Nitric đặc với nồng độ 68%.

Tính chất hóa học

Tính axit

Axit Nitric là một trong những axit mạnh nhất, trong dung dịch phân li hoàn toàn, chúng ta có phản ứng sau:

HNO3 → H+ + NO3-

Dung dịch axit Nitric có đầy đủ tính chất của một dung dịch axit: làm đỏ quỳ tím, tác dụng với các bazơ, oxit bazơ, muối của axit yếu hơn.

Ví dụ:

CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O

Tính oxi hóa

Axit Nitric có tính oxi hóa mạnh. Khi tiếp xúc với các kim loại hoặc phi kim, axit Nitric có thể oxi hóa chúng lên trạng thái có mức oxi hóa cao nhất.

Xem thêm Cách loại bỏ Ca(HCO3)2 để thu được CaCO3

Tác dụng với kim loại

Axit Nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại, trừ vàng (Au) và platin (Pt).
- Với những kim loại có tính khử yếu như Đồng (Cu), Bạc (Ag), …
```
Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
```
- Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn như Magie (Mg), Kẽm (Zn), Nhôm (Al), … thì axit Nitric loãng có thể bị khử đến N2O, N2 hoặc NH4NO3.
```
8Al + 30HNO3 (loãng) → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
4Zn + 10HNO3(loãng) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
```
- Lưu ý: Sắt (Fe), Nhôm (Al), Crom (Cr) bị thụ động hóa trong dung dịch axit Nitric đặc, đặc biệt là khi dung dịch lạnh.

Tác dụng với phi kim

Khi đun nóng, axit Nitric đặc có thể tác dụng với một số phi kim như Cacbon (C), Photpho (P), Lưu Huỳnh (S), … (trừ Nitơ (N2) và các halogen).
```
S + 6HNO3 (đặc) → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
```
Tác dụng với hợp chất
Axit Nitric có khả năng tác dụng với nhiều hợp chất khác nhau như H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II), …
```
3FeO + 10HNO3 (đặc) → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 5H2O
3H2S + 2HNO3 (đặc) → 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
```
Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thông, … có thể bốc cháy khi tiếp xúc với axit Nitric đặc.

Ứng dụng

Axit Nitric được sử dụng chủ yếu để sản xuất phân đạm NH4NO3 và có nhiều ứng dụng khác như sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm, …
Trong công nghiệp, có nhiều phương pháp điều chế axit Nitric. Một trong những phương pháp phổ biến là sử dụng nhôm (Al) và axit sulfuric (H2SO4) để điều chế axit Nitric trong phòng thí nghiệm ta thường sử dụng nồng độ 68%.

Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Trong các nhóm IIA chỉ có Be không phản ứng với H2O ở nhiệt độ thường.
B. Cát có thể dùng để dập tắt đám cháy của Magie.
C. Canxi có thể đẩy Sắt ra khỏi dung dịch muối.
D. Trong số các kim loại kiềm thổ bền, chỉ có Bari có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm khối.

Hướng dẫn giải: Đáp án đúng là D.

Câu 2: Cho 2,4 gam Magie vào dung dịch HCl dư, thu được V lít khí Hiđro (ở đktc). Giá trị của V là

A. 2,24 lít.
B. 6,72 lít.
C. 3,36 lít.
D. 4,48 lít.

Hướng dẫn giải: Đáp án đúng là A.

Câu 3: Cho 0,88 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm thổ và oxit của nó tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 2,85 gam muối khan. Kim loại kiềm thổ là

Xem thêm Phân Tử Lôi Cuốn Của Etyl Propionat

A. Canxi.
B. Magie.
C. Bari.
D. Stronti.

Hướng dẫn giải: Đáp án đúng là B.

Câu 4: Trong công nghiệp, Magie được điều chế bằng cách nào dưới đây?

A. Điện phân nóng chảy Magie Clorua (MgCl2).
B. Điện phân dung dịch Magie Sunfat (MgSO4).
C. Cho kim loại Kali vào dung dịch Magie Nitrat (Mg(NO3)2).
D. Cho kim loại Sắt vào dung dịch Magie Clorua (MgCl2).

Hướng dẫn giải: Đáp án đúng là A.

Câu 5: Hòa tan 5,6 gram Sắt (Fe) bằng dung dịch HNO3 loãng, sinh ra V lít khí Nitơ Monoxit (NO) (là sản phẩm khử duy nhất của N+5 ở đktc). Số mol axit đã phản ứng là

A. 0,3 mol.
B. 0,6 mol.
C. 1,2 mol.
D. 2,4 mol.