1. Cân bằng phương trình Mg + HNO3 -> Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
Để cân bằng phương trình hóa học này, bạn cần điều chỉnh các hệ số trước các chất trong phản ứng sao cho số nguyên tử của các nguyên tố trên cả hai bên của phương trình bằng nhau. Phương trình ban đầu là:
Mg + HNO3 -> Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
Bước 1: Cân bằng nguyên tố không nguyên tử trong phản ứng.
H: 1 nguyên tử bên trái và 6 nguyên tử bên phải (trong NH4NO3 và H2O).
N: 1 nguyên tử bên trái và 4 nguyên tử bên phải (trong Mg(NO3)2 và NH4NO3).
Mg: 1 nguyên tử bên trái và 1 nguyên tử bên phải (trong Mg(NO3)2).
O: 3 atom bên trái và 10 nguyên tử bên phải (trong Mg(NO3)2, NH4NO3 và H2O).
Bước 2: Bắt đầu điều chỉnh hệ số. Chúng ta có thể bắt đầu bằng cách cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố H và N. Đặt hệ số 3 trước H2O và 10 trước HNO3 để cân bằng số nguyên tử H và N: Mg + 10HNO3 -> Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của N: 10 nguyên tử bên trái và 4 nguyên tử bên phải. Để cân bằng số nguyên tử của nito (N), chúng ta có thể đặt hệ số 4 trước Mg(NO3)2: Mg + 10HNO3 -> 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O. Như vậy phải thêm hệ số 4 trước Mg để cân bằng số nguyên tử Mg.
Bước 4: Kiểm tra lại tất cả các nguyên tử trên cả hai bên. Mg: 4 nguyên tử bên trái và 4 nguyên tử bên phải (đã cân bằng). N: 10 nguyên tử bên trái và 10 nguyên tử bên phải (đã cân bằng). H: 10 nguyên tử bên trái và 10 nguyên tử bên phải (đã cân bằng). O: 30 nguyên tử bên trái và 30 nguyên tử bên phải (đã cân bằng).
Phản ứng sau khi cân bằng là: 4Mg + 10HNO3 -> 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Phản ứng này đã được cân bằng về mặt nguyên tử.
2. Đặc điểm, tính chất của Mg, HNO3
Mg
Tính chất vật lý của magiê:
+ Màu sắc và trạng thái: Magiê có màu bạc trắng và tồn tại dưới dạng kim loại rắn ở nhiệt độ phòng.
+ Trọng lượng riêng: Magiê có trọng lượng riêng thấp, làm cho nó trở nên dễ cắt, dẻo và dễ uốn cong.
+ Nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy của magiê là khoảng 650 độ C (1,202 độ F).
+ Dẫn điện và dẫn nhiệt: Magiê là một dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Điều này làm cho nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và trong ngành sản xuất hợp kim.
Tính chất hóa học của magiê:
+ Phản ứng với nước: Magiê phản ứng với nước để tạo ra hidroxit magiê (Mg(OH)2) và khí hiđro (H2).
Mg + 2H2O -> Mg(OH)2 + H2
+ Phản ứng với axit: Magiê có thể phản ứng với các axit để tạo ra muối magiê và khí hiđro.
Ví dụ: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2
Acid nitric (HNO3):
Tính chất vật lý của acid nitric:
+ Dạng: Acid nitric thường tồn tại dưới dạng dung dịch trong nước, và nó là một chất lỏng trong điều kiện phòng.
+ Màu sắc: Nó có màu vàng hoặc màu vàng đậm, tùy thuộc vào tập trung.
Tính chất hóa học của acid nitric:
+ Axit mạnh: Acid nitric là một axit mạnh, nó có khả năng tạo proton (H+) mạnh, làm cho nó có tính ăn mòn và oxi hóa cao.
+ Oxi hóa: Acid nitric là một chất oxi hóa mạnh và có thể oxi hóa nhiều chất khác, thậm chí là các kim loại, để tạo ra nitrat tương ứng.
+ Phản ứng với kim loại: Acid nitric phản ứng với các kim loại, ví dụ như magiê, để tạo ra muối nitrat và khí hiđro.
Mg + 2HNO3 -> Mg(NO3)2 + H2O + NO2
+ Phản ứng với chất hữu cơ: Acid nitric có khả năng oxi hóa và nitrát hóa các chất hữu cơ, gây ra các phản ứng nổ mạnh khi kết hợp với các chất chứa nhiên liệu.
3. Một số bài tập vận dụng liên quan
Bài 1. Cho phương trình: Mg + HNO3 → Mg(NO3)2+ NH4NO3 + H2O. Tổng hệ số cân bằng tối giản của phản ứng trên là
A. 23 B. 24 C. 18 D. 22
Hướng dẫn giải: Đáp án D
Phương trình phản ứng hóa học 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Tổng hệ số cân bằng tối giản của phản ứng trên là 4 + 10 + 4 + 1 + 3 = 22
Bài 2. Cho dãy các chất sau: Al, NaHCO3, (NH4)2CO3 , NH4Cl, Al2O3 , Zn, K2CO3 , K2SO4. Có bao nhiêu chất trong dãy vừa tác dụng được với dung dịch HCl, vừa tác dụng được với dung dịch NaOH?
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
Hướng dẫn giải: Đáp án D
Chất vừa tác dụng được với axit vừa tác dụng với bazơ gồm : các kim loại Al, Zn, Sn, Be, Pb,.. và các chất lưỡng tính và các muối có khả năng tạo kết tủa... Chất lưỡng tính:
+ Là oxit và hidroxit của các kim loại Al, Zn, Sn, Pb; Cr(OH)3 và Cr2O3.
+ Là các ion âm còn chứa H có khả năng phân li ra ion H+ của các chất điện li trung bình và yếu ( HCO3-, HPO42-, HS-…) ( chú ý : HSO4- có tính axit do đây là chất điện li mạnh)
+ Là muối chứa các ion lưỡng tính; muối tạo bởi hai ion, một ion có tính axit và một ion có tính bazơ ( (NH4)2CO3…) Vậy ta có 5 chất thỏa mãn là : Al, NaHCO3, (NH4)2CO3 , Al2O3, Zn.
Bài 3. Cho sắt tác dụng axit HNO3 loãng dư thu được chất khí X là sản phẩm khử duy nhất có tỷ khối so với oxi là 1,4375. Sản phẩm khử của HNO3 là:
A.NH4NO3 B. NO C. N2O D. NO2
Hướng dẫn giải: Đáp án D
MX= 1,4375.32 = 46 ⇒ X là NO2
Bài 4. Cho 3,6 g Mg tác dụng với dụng axit HNO3 loãng thu được dung dịch muối không màu và không thấy có khí thoát ra. Khối lượng muối thu được là
A. 4,84 g B. 2,22 g C. 5,22 g D. 3,02 g
Hướng dẫn giải: Đáp án C
nMg = 0,15 mol ⇒ nMg(NO3)2 = 0,15 mol; nNH4NO3 = 0,15/4 = 0,0375 mol
m muối = mMg(NO3)2 + mNH4NO3 = 0,015.148 + 0,0375.80 = 5,44 g
Bài 5. Cho các nhận xét dưới đây (a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử. (b) Đồng (Cu) không khử được muối sắt(III) (Fe3+). (c) Ăn mòn kim loại là một quá trình hoá học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí. (d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm. Số nhận định đúng là
A. 2. B. 3. C. 4. D. 1.
Hướng dẫn giải: Đáp án A
(a) Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là tính khử.
(d) Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngoài vỏ tàu (phần chìm trong nước biển) những khối kẽm .
Bài 6. Hòa tan hỗn hợp gồm 2,7 gam Al và 13 gam Zn bằng 500 ml dung dịch HNO3 vừa đủ, thu được dung dịch X và không thấy khí thoát ra. Cô cạn dung dịch X thu a gam muối. Giá trị của a:
A. 66,1 gam B. 68,2 gam C. 43,4 gam D. 33,1 gam
Xem đáp án Đáp án A
nAl = 2,7/27 = 0,1 mol
nZn = 13/65 = 0,2 mol
Không thấy khí thoát ra => Sản phẩm khử là NH4NO3 ⇒ nNH4NO3 = (0,1.3 + 0,2.2)/8 = 0,7/8 mol
Dung dịch muối X gồm: Al(NO3)3 (0,1 mol); Zn(NO3)2 (0,2 mol), NH4NO3 (0,7/8 mol)
m = mAl(NO3)3 + mZn(NO3)2 + mNH4NO3 = 0,1.213 + 0,2.189 + (0,7/8). 80 = 66,1 gam
Bài 7. Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,224 lít NO và 0,896 lít NO2 (không còn sản phẩm khử nào khác của N+5). Khối lượng muối trong dung dịch là. (Thể tích khí ở điều kiện tiêu chuẩn)
A. 10,08 gam. B. 6,59 gam. C. 5,69 gam. D. 5,96 gam.
Hướng dẫn giải: Đáp án: C
Bảo toàn e: ne cho = ne nhận = 3.nNO + nNO2 = 3.0,01 + 0,04 = 0,07 mol
=> nNO3- (trong muối) = ne cho= 0,07 mol
=> mmuối = mkim loại + mNO3-= 1,35 + 0,07.62 = 5,69
Bài 8. Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là
A. 6,52 gam B. 8,88 gam. C. 13,92 gam D. 13,32 gam
Hướng dẫn giải: Đáp án: C
Bảo toàn electron : 2nMg = 3nNO + 8nNH4NO3 => nNH4NO3 = 0,0075 mol
mmuối khan = mMg(NO3)2 + mNH4NO3 = 13,92g
=> Bạn đọc có thể tham khảo thêm bài viết Cân bằng phương trình C6H5CH3 + Br2 → C6H5CH2Br + HBr và bài tập
