Nhiệt phân muối nitrat là gì? Tính chất, cách điều chế của muối nitrat và bài tập có lời giải chi tiết từ A -Z
Nhiệt phân muối nitrat là gì? Tính chất, cách điều chế của muối nitrat và bài tập có lời giải chi tiết từ A -Z
Trong chương học về muối Nitrat các bạn sẽ được tìm hiểu về hiện tượng nhiệt phân. Vậy chúng ta cùng nhau tìm hiểu cụ thể về nhiệt phân muối nitrat chi tiết trong bài viết dưới đây
Muối nitrat được cấu tạo bởi ion nitrat NO3– cùng các ion kim loại dương. Thông thường, muối nitrat được hình thành nhờ các phản ứng của axit nitric với kim loại. Ngoài ra, nó cũng được tạo ra bởi các ion dương khác như NH4+.
Tính chất:
Muối NO3-dễ tan trong nước và là chất điện li mạnh
Ion NO3- Ko màu
Các muối NO3 – trình bày tính oxi hoá trong môi trường axit và kiềm
Trong môi trường axit: muối NO3- và các chất khử như HNO3 có tính oxi hóa
Trong môi trường kiềm: muối NO3- chỉ trình bày tính oxi hóa với các chất khử
Al, Zn. Thành phầm khử là NH3.
Các muối NO3 – ko bền nhiệt
Ở trạng thái nóng chảy, muối NO3- là chất oxi hóa mạnh
Tính chất vật lý của muối nitrat
– Natri nitrat có nhiệt độ nóng chảy 306,8 °C và mật độ 2,257 g/cm3 (ở 20 °C), là một tinh thể hình kim cương màu vàng trong suốt hoặc trắng không màu.
– Nó có vị đắng và mặn, hòa tan trong nước và amoniac lỏng, ít tan trong glycerin và ethanol và dễ bị phân hủy.
– Khi hòa tan trong nước, nhiệt độ của dung dịch được hạ xuống và dung dịch ở trạng thái trung tính. Khi đun nóng, natri nitrat dễ bị phân hủy thành natri nitrit và oxy.
– Natri nitrat có thể được sử dụng để đốt cháy và phải được lưu trữ ở nơi thoáng mát. Nó bị oxy hóa và có thể gây cháy hoặc nổ nếu cọ xát hoặc va chạm với chất hữu cơ.
Tính chất hóa học của muối nitrat
Tính oxi hóa của muối nitrat trong môi trường axit
– Thí nghiệm: Cho Cu và H2SO4 loãng vào dung dịch NaNO3 và đun nóng nhẹ.
– Hiện tượng: Dung dịch chuyển sang màu xanh và có khí không màu hóa nâu trong không khí.
* Lưu ý: Phản ứng này được dùng để nhận biết ion nitrat
Phương trình phản ứng nhiệt phân muối nitrat
+) Nhiệt phân muối nitrat của kim loại đứng trước Mg (Li, K, Ba, Ca, Na)
Muối nitrat → Muối nitrit và O2
2M(NO3)n → 2M(NO2)n + nO2
+) Nhiệt phân muối nitrat của kim loại trung bình (từ Mg đến Cu)
Muối nitrat → Oxit kim loại + NO2 + O2
2M(NO3)n → M2On + 2nNO2 + n/2O2
+) Nhiệt phân muối nitrat của kim loại sau Cu
Muối nitrat → kim loại + NO2 + O2
M(NO3)n → M + nNO2 + n/2O2
Một số phản ứng đặc biệt của nhiệt phân muối nitrat:
2Fe(NO3)3 → Fe2O3 + 6NO2 + 3/2O2
NH4NO3 → N2O + 2H2O
NH4NO2 → N2 + 2H2O
Muối nitrat mang những tính chất hóa học chung của muối
Trước hết, muối nitrat mang những tính chất hóa học chung của muối. Bao gồm:
+) Tác dụng với axit: Muối nitrat tác dụng với axit tạo ra muối mới + axit mới.
Ví dụ: Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HNO3
+) Tác dụng với bazơ: Muối nitrat tác dụng với dung dịch bazơ, tạo ra muối mới + bazơ mới.
Ví dụ: Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaNO3
+) Tác dụng với muối: Muối nitrat tác dụng với dung dịch muối tạo thành 2 muối mới.
Ví dụ: Mg(NO3)2 + Na2CO3 → MgCO3 + 2NaNO3
+) Tác dụng với kim loại: Muối nitrat tác dụng với kim loại có tính khử mạnh hơn kim loại trong muối, tạo ra sản phẩm là muối mới + kim loại mới.
Ví dụ: Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag
Ứng dụng của nhiệt phân muối nitrat
Muối nitrat mang nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống thực tiễn. Và, mỗi loại muối khác nhau lại mang những tính chất và ứng dụng riêng.
Muối natri nitrat (NaNO3): Được ứng dụng nhiều nhất trong phân bón hóa học (phân đạm) trong nông nghiệp, cùng với NH4NO3, KNO3 và Ca(NO3)2. Bên cạnh đó, nó còn được sử dụng trong chế tạo thuốc súng, dùng để sản xuất axit nitric – một trong những loại hóa chất quan trọng nhất. Ngoài ra, nó còn được sử dụng chung với muối kali nitrat để làm chất bảo quản, ứng dụng trong công nghệ xử lý nước thải…
Muối Kali nitrat (KNO3): Ứng dụng nổi bật của Kali nitrat là chế tạo thuốc nổ đen với 75% KNO3, 10% S và 15% C. Muối kali nitrat còn được làm phân bón cho cây trồng, bảo quản thực phẩm, điều chế oxy và axit nitric, sử dụng làm phụ gia trong thực phẩm, kem đánh răng…
Muối amoni nitrat (NH4NO3): Được ứng dụng trong sản xuất chất nổ, phân bón, xử lý các quặng titanium, sản xuất N2O, điều chế amoniac khan,…
Muối Canxi Nitrat Ca(NO3)2: Nguyên liệu để sản xuất phân bón và sử dụng làm chất phụ gia bê tông trong xây dựng. Sản xuất cao su, ứng dụng trong xử lý nước thải, làm lạnh phòng, tích trữ năng lượng mặt trời… cũng là những ứng dụng nổi bật của Canxi Nitrat.
Cách điều chế muối nitrat
Muối nitrat được điều chế bằng cách cho HNO3 phản ứng với kim loại, oxit kim loại, bazơ, muối bằng phản ứng trao đổi ion (muối trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) hoặc phản ứng oxi hóa khử (tạo muối kim loại có hóa trị cao).
Các dạng bài tập về nhiệt phân muối nitrat thường gặp
Bài 1: Nhiệt phân hoàn toàn đến hết 9.4g muối nitrat của 1 kim loại R thu được 4 gam chất rắn, Xác định công thức muối nitrat trên.
Lời giải:
Xét trường hợp 1 : KL là KL kiềm : M(NO3)n -> M(NO2)n + nO2
Số mol của M(NO3)n = Số mol của M(NO2)n
<=>9,4/(M+62n) = 4/(M+46n)
<=>(M+62n) / (M+46n) = 9,4/4 = 47/20
<=>20M + 1240 = 47M + 2162 => M= -34,148 (loại)
Xét trường hợp 2 : KL từ Mg->Cu : 2M(NO3)n -> M2On + 2nNO2 + n/2O2
số mol nM(NO3)n = 2nM2On
<=>9,4/(M+62n) = 8/(2M+16n)
<=>8M + 496n = 18,8M + 150,4n
<=>10,8M = 345,6n<=>M = 32n
Với n= 2 => M=64.Vậy M là Cu
Bài 2: Nung nóng 66,2 gam Pb(NO3)2 thu được 55,4 gam chất rắn.
a) Tính hiệu suất của phản ứng phân hủy.
b) Tính thể tích các khí thoát ra (đkc) và tỷ khối của hỗn hợp khí so với không khí.
Khi nhiệt phân hoàn toàn muối nitrat của kim loại hóa trị 1 thu được 32,4 gam kim loại và 10,08 lít khí (đktc). Xác định công thức và tính khối lượng muối ban đầu.
Lời giải:
Gọi kim loại cần tìm là M ⇒ muối nitrat là: MNO3
MNO3 → M + NO2 + 1/2 O2
x x x x/2
x + x/2 = 1,5x = 10,08/22,4 = 0,45 ⇒ x = 0,3
M = 32,4/0,3 = 108 ⇒ M là Ag
mcr = 67,3 – (0,8.46 + 0,2.32) = 24,1 gam
Bài 4: Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 trong bình kín không chứa không khí, sau một thời gian thu được 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để được 300 ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH bằng
Lời giải:
nNO2 = 0,03 ⇒ nHNO3 = 0,03 mol ⇒ CM = 0,1 M ⇒ pH = 1
Bài 5: Nhiệt phân hoàn toàn 4,7 gam muối nitrat của kim loại M thu được 2 gam chất rắn. Công thức của muối là.
Lời giải:
Công thức muối nitrat là M(NO3)n; nNO2 = 0,05 mol ⇒ nM(NO3)n = 0,05/n
⇒ MM(NO3)n = 94n ⇒ M = 32n ⇒ M = 64.
Công thức muối cần tìm là: Cu(NO3)2.
Chúng ta vừa tìm hiểu xong về lý thuyết và một số bài tập trong chủ đề nhiệt phân muối nitrat. Để học tốt dạng toán này, các em nên nhớ kỹ những lý thuyết đã đề cập ở trên để áp dụng một cách chính xác và nhanh nhất. Chúc các em học tốt!
