Trong quá trình nhiệt phân muối nitrat (NO3-), có nhiều trường hợp khác nhau xảy ra và chúng ta cần hiểu rõ lý thuyết để áp dụng vào các bài tập thực hành. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về các trường hợp nhiệt phân muối nitrat và cung cấp ví dụ cụ thể.
Nhiệt phân muối nitrat (NO3-)
Muối Nitrat (NO3-) là một loại muối dễ tan trong nước, có tính chất điện ly mạnh và không ổn định với nhiệt. Do đó, chúng ta có thể phân hủy muối nitrat bằng nhiệt độ cao. Điều đặc biệt là sản phẩm của quá trình nhiệt phân sẽ khác nhau tùy thuộc vào kim loại đi kèm.
Tìm hiểu về phản ứng nhiệt phân muối nitrat
Cụ thể, các trường hợp nhiệt phân muối nitrat như sau:
Nhiệt phân muối nitrat kim loại đứng trước Mg
Các kim loại đứng trước Mg bao gồm Li, K, Ba, Ca và Na. Trong trường hợp này, muối nitrat sẽ phân hủy thành muối nitrit và khí Oxi.
Phương trình hóa học minh họa: Muối nitrat → Muối nitrit + O2 2M(NO3)n → 2M(NO2)n + nO2 Ví dụ minh họa: 2NaNO3 → 2NaNO2 + O2
Nhiệt phân muối nitrat kim loại trung bình từ Mg đến Cu
Khi nhiệt phân muối nitrat của các kim loại từ Mg đến Cu, chúng ta sẽ thu được oxit kim loại, NO2 và O2.
Phương trình hóa học minh họa: Muối nitrat → Oxit kim loại + NO2 + O2 4M(NO3)n → 2M2On + 4nNO2 + nO2 Ví dụ minh họa: 2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2 + O2
Nhiệt phân muối nitrat kim loại đứng sau Cu
Khi nhiệt phân muối nitrat của các kim loại đứng sau Cu, chúng ta sẽ thu được kim loại, NO2 và O2.
Phương trình hóa học minh họa: 2M(NO3)n → 2M + nNO2 + nO2 Ví dụ minh họa: 2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
Bảng tổng kết các trường hợp xảy ra khi muối nitrat bị nhiệt phân
Một số trường hợp đặc biệt khi nhiệt phân muối nitrat
Có một số phương trình hóa học đặc biệt khi muối nitrat bị nhiệt phân, ví dụ như:
4Fe(NO3)3 → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 NH4NO3 → N2O + H2O NH4NO2 → N2 + 2H2O
Lưu ý về phản ứng nhiệt phân muối nitrat
- Khi muối nitrat bị nhiệt phân, khối lượng chất rắn giảm tương ứng với khối lượng khí sinh ra.
- Khí sinh ra thường được dẫn vào nước và có phương trình hóa học: 2NO2 + O2 + H2O → 2HNO3
Bài tập về nhiệt phân muối nitrat
Bài 1. Trong các phương trình hóa học của phản ứng nhiệt phân sắt (III) nitrat, tổng các hệ số của các chất bằng bao nhiêu? A. 5 B. 7 C. 9 D. 21 Đáp án: D Phương trình hóa học: 4Fe(NO3)3 → 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
Bài tập vận dụng về nhiệt phân muối nitrat
Bài 2. Trong phương trình hóa học của phản ứng nhiệt phân thuỷ ngân (II) nitrat, tổng các hệ số của các chất bằng bao nhiêu? A. 5 B. 7 C. 9 D. 21 Đáp án: A Phương trình hóa học: Hg(NO3)2 → Hg + 2NO2↑ + O2↑
Bài 3. Khi nhiệt phân hoàn toàn muối nitrat của kim loại hóa trị 1, chúng ta thu được 32,4 gam kim loại và 10,08 lít khí (đktc). Hãy xác định công thức và tính khối lượng muối nitrat đã nhiệt phân ban đầu.
Lời giải:
- Gọi kim loại cần tìm là M.
- Công thức muối nitrat kim loại hóa trị 1 là MNO3 có số mol là x.
- Phương trình hóa học nhiệt phân: 2MNO3 → 2M + 2NO2 + O2
- Số mol khí thu được là: 10.08/22.4 = 0.45 mol
- x + x/2 = 1.5x = 0.45 ⇒ x = 0.3
- M = 32.4/0.3 = 108 ⇒ M là Ag
- Khối lượng muối AgNO3 là: m = 0.3 x 170 = 51 gam
Bài 4. Nung 67.2g hỗn hợp Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2. Sau phản ứng thu được 4.48 lít khí oxi (đktc). Chất rắn sau khi nung có khối lượng là bao nhiêu? A. 64 gam B. 46 gam C. 34 gam D. 24 gam Đáp án: D Lời giải:
- mkhí = 0.8 x 46 + 0.2 x 32 = 43.2 gam
- Khối lượng chất rắn sau phản ứng là: m = 67.2 - 43.2 = 24 gam
Bài 5. Đem nung một khối lượng Cu(NO3)2 sau một thời gian dừng lại, làm nguội, rồi cân thấy khối lượng giảm 0.54 gam. Vậy khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bị nhiệt phân là bao nhiêu? A. 1.88 gam B. 0.94 gam C. 0.47 gam D. 0.5 gam Đáp án: B. Lời giải:
- Phương trình hóa học: 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
- Gọi số mol Cu(NO3)2 bị nhiệt phân là x mol.
- Từ phương trình hóa học ta có: nNO2 = 2x, nO2 = 0.5x
- Ta có khối lượng chất rắn giảm chính là khối lượng chất khí nên có phương trình: 46 x 2x + 32 x 0.5x = 0.54 ⇔ 108x = 0.54 ⇔ x = 0.005 (mol)
- mCu(NO3)2 = 0.005 x 188 = 0.94 gam
Trên đây là lý thuyết và bài tập về phản ứng nhiệt phân muối nitrat. Hy vọng rằng thông qua bài viết này, bạn đã nắm được nhiều kiến thức bổ ích.
