Khi nhiệt phân muối nitrat (NO3–) sẽ xảy ra nhiều trường hợp khác nhau và bạn sẽ phải nắm vững lý thuyết để áp dụng vào các bài tập thực hành. Nội dung bài viết sau đây sẽ nêu chi tiết về các trường hợp xảy ra khi muối nitrat bị nhiệt phân và bài tập vận dụng.
Nhiệt phân muối nitrat (NO3–)
Muối Nitrat (NO3–) là một muối dễ tan trong nước, chất điện li mạnh và kém bền với nhiệt. Bởi vậy, chúng dễ bị phân hủy bởi nhiệt. Tuy nhiên, điều đặc biệt là tùy theo độ mạnh của kim loại đi kèm mà khi nhiệt phân muối nitrat sẽ tạo thành những sản phẩm khác nhau.
Các trường hợp nhiệt phân muối nitrat cụ thể như sau.
Nhiệt phân muối nitrat kim loại đứng trước Mg
Các kim loại đứng trước Mg đó là Li, K, Ba, Ca và Na. Trong trường hợp này, muối nitrat sẽ bị nhiệt phân 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 trung bình từ Mg đến Cu thì 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 các muối nitrat của kim loại đứng sau Cu thì 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
Một số trường hợp đặc biệt khi nhiệt phân muối nitrat
Các phương trình hóa học đặc biệt khi muối nitrat bị nhiệt phân:
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 thì khối lượng chất rắn giảm chính là khối lượng khí sinh ra.
- Khí sinh ra thường được dẫn vào nước và ta 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 2. Trong phương trình hóa học của phản ứng nhiệt phân thuỷ ngân (II) nitrat, tổng các hệ số 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 thu được 32,4 gam kim loại và 10,08 lít khí (đktc). 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
x x x x/2
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, 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 = 0,8.46 + 0,2.32 = 43,2 gam
Khối lượng chất rắn thu được 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 * 2x + 32 * 0.5x = 0.54 ⇔ 108x = 0.54 ⇔ x = 0.005 (mol)
mCu(NO3)2 = 0.005 * 188 = 0,94 gam
Trên đây là lý thuyết và bài tập vận dụng về phản ứng nhiệt phân muối nitrat. Mong rằng qua bài viết sẽ giúp bạn nắm được thêm nhiều kiến thức bổ ích.
