ĐỀ tài các dạng bài tập về axit nitric

LỜI CẢM ƠN
Chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới những người đã hướng
dẫn và giúp đỡ trong quá trình chúng tôi nghiên cứu và thực hiện đề tài này:
Thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Châu Thành, với sự hướng dẫn, chỉ bảo, giúp
đỡ tận tình về chuyên môn và phương pháp cũng như những động viên,
khích lệ của thầy đã giúp chúng tôi hoàn thành tốt đề tài. Các thầy cô trong
khoa Sinh – Hóa, những người đã có những ý kiến đóng góp thiết thực cho
đề tài của chúng tôi được hoàn thiện hơn. Các thầy cô giáo và tập thể các lớp
11A1 và lớp 11A3 trường THPT Mường Bi – Tân Lạc – Hòa Bình đã tạo điều
kiện giúp đỡ chúng tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm để có cái nhìn khách
quan nhất về khả năng ứng dụng của đề tài. Các phòng, ban đặc biệt là
phòng đào tạo, ban chủ nhiệm khoa Sinh – Hóa, phòng thư viện đã tạo điều
kiện thuận lợi nhất định để chúng tôi hoàn thành tốt đề tài.
Sơn La, tháng 5 năm 2013
Nhóm đề tài
Nguyễn Thị Hiền
Nguyễn Thị Phương Thảo
Nguyễn Thị Trang

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC
Khoa: SINH - HÓA
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Hệ thống bài tập phần axit nitric trong chương trình hóa học trung
học phổ thông.
- Sinh viên thực hiện:
1) Nguyễn Thị Hiền
2) Nguyễn Thị Phương Thảo

3) Nguyễn Thị Trang
- Lớp: K50 ĐHSP Sinh – Hóa. Khoa Sinh – Hóa. Năm thứ: 4. Số năm đào tạo:
4.
- Người hướng dẫn: Nguyễn Châu Thành
2. Mục tiêu đề tài
- Áp dụng các phương pháp giải bài tập hoá học trong quá trình giải các bài
tập về axit nitric.
- Đưa ra những dạng bài tập về axit nitric trong thường gặp trong chương
trình hoá học phổ thông.
- Giúp học sinh nắm vững và vận dụng linh hoạt sáng tạo lý thuyết để giải
các bài toán về axit nitric.
- Bản thân có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu và vận dụng các dạng bài tập đó
vào công tác giảng dạy sau này.
3. Tính mới và sáng tạo
- Đưa ra hệ thống bài tập về axit nitric dựa vào tính chất hóa học.
- Sử dụng nhiều phương pháp giải bài tập hóa học trong quá trình giải bài tập.
4. Kết quả nghiên cứu
- Hệ thống bài tập phần axit nitric trong chương trình hóa học trung học phổ
thông.
2


5. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc
phòng và khả năng áp dụng của đề tài.
- Đề tài hoàn thành có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho học sinh ở
trường trung học phổ thông.
- Sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên nghành hóa học và
giáo viên hóa học ở trường phổ thông.
Ngày 12 tháng 5 năm 2013
Sinh viên chịu trách nhiệm chính

Nguyễn Thị Hiền
Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực
hiện đề tài:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………….
Xác nhận của khoa

Ngày…… tháng … .năm

2013
Người hướng dẫn

3


Nguyễn Châu Thành
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC
Khoa: SINH – HÓA
THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN
CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN

Họ và tên: Nguyễn Thị Hiền.
Sinh ngày: 14 tháng 3 năm 1991.
Nơi sinh: Yên Thủy – Hòa Bình.
Lớp: K50 ĐHSP Sinh – Hóa.
Khóa: 2009 – 2013.
Khoa: Sinh – Hóa.
Địa chỉ liên hệ: Nguyễn Thị Hiền – Khu 6 – Thị trấn Hàng Trạm – huyện Yên
Thủy – tỉnh Hòa Bình.
Điện thoại: 0977 395 355.
Email:
II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
* Năm thứ 1:
Ngành học: ĐHSP Sinh – Hóa. Khoa: Sinh – Hóa
Kết quả xếp loại học tập: Trung bình
* Năm thứ 2:
Ngành học: ĐHSP Sinh – Hóa. Khoa: Sinh – Hóa
Kết quả xếp loại học tập: Khá
Sơ lược thành tích:
4


Đạt giải ba trong kì thi Olympic tin học không chuyên do khoa Toán – Lý
Tin tổ chức, năm học 2010 – 2011.
* Năm thứ 3:
Ngành học: ĐHSP Sinh – Hóa. Khoa: Sinh – Hóa
Kết quả xếp loại học tập: Giỏi
Sơ lược thành tích:
Được cấp Khoa – Liên chi khen thưởng vì đã đạt thành tích cao trong hoạt
động đoàn và phong trào thanh thiếu niên, năm học 2011 – 2012.
Đạt giải ba trong kì thi Olympic tin học không chuyên do khoa Toán – Lý

Tin tổ chức, theo quyết định số 19/QĐ – KTLT, năm học 2011 – 2012.
* Năm thứ 4:
Ngành học: ĐHSP Sinh – Hóa. Khoa: Sinh – Hóa
Kết quả xếp loại học tập:
Sơ lược thành tích:
Đạt học bổng xuất sắc trong học kì I, năm học 2012 – 2013.
Đạt giải ba kì thi nghiệp vụ sư phạm cấp khoa môn hóa (nội dung cá
nhân); giành giải nhất kì thi nghiệp vụ sư phạm cấp khoa (nội dung tập thể), năm
học 2012 – 2013.
Được Hội sinh viên khen thưởng vì “đạt thành tích cao trong học tập và
công tác Hội năm học 2011 – 2012”, theo quyết định số 18 – QĐKT/HSV, năm
học 2012 – 2013.
Ngày 12 tháng 5 năm 2013
Xác nhận của trường đại học

Sinh viên chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài

Nguyễn Thị Hiền

5


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong xu thế hội nhập và phát triển hiện nay của thế giới đã đặt lên vai nền
giáo dục của mỗi quốc gia một trọng trách là đào tạo ra những con người có phẩm
chất, năng lực và cao hơn cả là khả năng hội nhập với xu thế của thời đại. Đứng
trước trọng trách quan trọng đó, mục tiêu giáo dục của mỗi quốc gia nói chung và

của Việt Nam nói riêng là không ngừng nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập
ở tất cả các cấp học. Để định hướng xây dựng mục tiêu giáo dục và nâng cao chất
lượng giáo dục trong thời kỳ đổi mới của đất nước, nghị quyết hội nghị Ban chấp
hành trung ương Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ hai, khoá VIII đã khẳng định
“Tiếp tục đổi mới nội dung, phương pháp giáo dục, đào tạo…” và yêu cầu “Rà
soát và đổi mới sách giáo khoa, loại bỏ nội dung không cần thiết theo hướng đảm
bảo kiến thức cơ bản, cập nhật tiến bộ khoa học công nghệ…”
Nhằm rèn luyện và phát triển tư duy, sáng tạo của học sinh, thực hiện tốt
mục tiêu giáo dục mà bộ Giáo dục và Đào tạo đã đề ra, Việt Nam đã tiến hành
đổi mới nội dung, chương trình sách giáo khoa các cấp, đồng thời cũng tiến
hành đổi mới và nâng cao chất lượng, phương pháp dạy học đối với tất cả các
bộ môn, trong đó có môn Hoá học.
Hoá học là một môn khoa học lý thuyết và thực nghiệm. Hoá học không chỉ
cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản, hiện đại mà còn giúp phát triển
năng lực tư duy sáng tạo và khả năng vận dụng kiến thức hoá học vào thực tiễn
cuộc sống giúp học sinh giải thích được các hiện tượng tự nhiên trên cơ sở khoa
học, từ đó dần hình thành cho học sinh thế giới quan duy vật biện chứng.
Để học sinh có một phương pháp học tập tốt, đạt hiệu quả cao, hình thành ở
học sinh sự hứng thú, say mê hoá học là vấn đề rất quan trọng. Đặc biệt là sự
thay đổi sách giáo khoa hiện nay với những nội dung mới đã gây nhiều khó khăn
cho học sinh trong quá trình chọn phương pháp học tập phù hợp.
Để học tốt môn hoá học, không chỉ đơn giản là việc nắm vững lý thuyết mà
phải biết áp dụng những kiến thức đó vào trong những bài tập cụ thể, có hiệu
6


quả và vận dụng chúng vào thực tiễn.
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi nghiên cứu bài tập về axit nitric.
Axit nitric có vai trò quan trọng trong đời sống, trong sản xuất và trong công
nghiệp. Đây là nội dung kiến thức rất khó đối với học sinh trung học phổ thông.

Bài tập về axit nitric gần như là nội dung không thể thiếu trong các đề thi học
sinh giỏi, thi đại học và cao đẳng. Thực tế, ở các trường trung học phổ thông,
trong quá trình giảng dạy, giáo viên chưa khai thác một cách triệt để bài tập về
axit nitric dẫn đến khả năng hệ thống hóa bài tập của học sinh chưa cao.
Trong quá trình sưu tầm và nghiên cứu các tài liệu tham khảo, chúng tôi
nhận thấy bài tập phần axit nitric nói chung đã có nhiều tài liệu của nhiều tác giả
đề cập tới. Tuy nhiên, kiến thức phần này rất phong phú, trong phạm vi đề tài,
chúng tôi muốn đi sâu, nghiên cứu, hệ thống hóa các dạng bài tập. Với mong
muốn tiếp thu, tích luỹ các kinh nghiệm cho quá trình học tập và giảng dạy sau
này, đồng thời góp phần giúp học sinh học tập tốt hơn các nội dung của hoá học
và đặc biệt là nội dung về phần axit nitric, chúng tôi mạnh dạn triển khai nghiên
cứu đề tài “Hệ thống bài tập phần axit nitric trong chương trình hoá học
trung học phổ thông”.
II. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU
Các bài tập về axit nitric chiếm một số lượng đáng kể trong các sách bài tập.
Trong quá trình sưu tầm và nghiên cứu các tài liệu tham khảo, chúng tôi nhận
thấy bài tập phần axit nitric nói chung đã có nhiều tài liệu của nhiều tác giả đề
cập tới. Tuy nhiên, kiến thức phần này rất phong phú, mặt khác, mỗi loại sách
lại được trình bày khác nhau. Trong trường Đại học Tây Bắc, chưa có sinh viên
nào làm đề tài nghiên cứu về vấn đề này. Do đó chúng tôi đã mạnh dạn nghiên
cứu theo một hướng riêng của mình.
III. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
III.1. Mục tiêu của đề tài
- Áp dụng các phương pháp giải bài tập hoá học trong quá trình giải các bài
tập về axit nitric.
7


- Đưa ra những dạng bài tập về axit nitric trong thường gặp trong chương
trình hoá học phổ thông.

- Giúp học sinh nắm vững và vận dụng linh hoạt sáng tạo lý thuyết để giải
các bài toán về axit nitric.
- Bản thân có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu và vận dụng các dạng bài tập đó
vào công tác giảng dạy sau này.
III.2. Nhiệm vụ của đề tài
-Nghiên cứu nội dung “axit nitric ở trung học phổ thông”, đồng thời tìm ra
những dạng bài tập điển hình thường gặp trong các đề tuyển sinh đại học và cao
đẳng.
- Áp dụng các phương pháp giải bài tập hoá học: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn
electron, bảo toàn nguyên tố, phương pháp đường chéo, định luật thành phần không
đổi, tăng giảm khối lượng, giá trị trung bình, quy đổi, ghép ẩn, sử dụng phương
trình ion – electron, biện luận.
- Sưu tầm một số lượng bài tập có chất lượng bao gồm cả bài tập trắc
nghiệm tự luận và trắc nghiệm khách quan.
Tiến hành thực nghiệm sư phạm để khẳng định tính hiệu quả và tính khả thi của
đề tài.
IV. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
-Các dạng bài tập về axit nitric trong chương trình hóa học phổ thông.
- Giáo viên bộ môn hóa học và học sinh trường THPT Mường Bi – Xã
Phong Phú – Huyện Tân Lạc – Tỉnh Hòa Bình.
V. GIẢ THIẾT KHOA HỌC
Axit nitric là một nội dung rất quan trọng trong chương trình hoá học phổ
thông, nếu học sinh nắm vững được kiến thức phần này thì chắc chắn sẽ dễ dàng
cho các nội dung sau. Vì vậy, nếu chúng ta biết hệ thống hoá bài tập và có
phương pháp hướng dẫn phù hợp thì chắc chắn sẽ nâng cao được hiệu quả của
quá trình dạy học ở trường phổ thông.
VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
VI.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
8

- Nghiên cứu tài liệu liên quan đến phần hóa học vô cơ, đặc biệt là phần axit
nitric và các tài liệu liên quan đến phạm vi nghiên cứu của đề tài.
VI.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu chất lượng học tập của học sinh thông qua việc quan sát cách
học tập và dự giờ các tiết học của học sinh
VI.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Lựa chọn đối tượng và phạm vi để tiến hành thực nghiệm sư phạm
- Sử dụng phương pháp thực nghiệm có đối chứng để kiểm tra tính khả thi
của đề tài.
VI.4. Phương pháp xử lý thống kê toán học
- Từ kết quả thực nghiệm thu được thống kê thành bảng và sử dụng
phương pháp thống kê toán học để phân tích, nhận xét về mặt định lí kết quả
nghiên cứu.
VII. CẤU TRÚC CHUNG CỦA ĐỀ TÀI
Phần 1: Mở đầu
Phần 2: Nội dung và kết quả nghiên cứu của đề tài
Phần 3: Kết luận và kiến nghị
VIII. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI
- Đề tài hoàn thành có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho học sinh ở
trường phổ thông.
- Sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên nghành hóa học và
giáo viên hóa học ở trường phổ thông.

9


PHẦN 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
I. TỔNG QUAN VỀ AXIT NITRIC

Axit nitric là một hợp chất hóa học có công thức phân tử (HNO3). Trong tự
nhiên, axit nitric có trong những cơn mưa giông kèm sấm chớp.
Axit nitric là một axit độc và ăn mòn. Dung dịch axit nitric có nồng độ trên
86% được gọi là axit nitric bốc khói. Người ta chia axit nitric bốc khói thành 2
loại: axit nitric bốc khói trắng và axit nitric bốc khói đỏ.
I.1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Axit nitric khan, tinh khiết (100%) là một chất lỏng có tỷ trọng khoảng
1,52g/cm3, tos = 86°C, hóa rắn ở - 41°C, tạo thành các tinh thể trắng.
Axit nitric tinh khiết không màu, kém bền, dễ bị phân hủy bởi nhiệt và ánh
sáng theo phương trình:
Ánh sáng
→ 2H2O + 4NO2↑ + O2↑
4HNO3 
72-83°C

Khí nitơ đioxit (NO2) sinh ra có màu vàng nâu, hòa tan trong axit nitric tạo
cho dung dịch axit nitric có màu vàng, hoặc đỏ ở nhiệt độ cao hơn.
Bản thân axit nitric tinh khiết tự ion hóa như sau:
2HNO3 €

NO2+ + NO3- + H2O

Bảo quản axit nitric ở nhiệt độ dưới 0°C và trong bình có màu tối để tránh bị
phân hủy.
Axit nitric tan vô hạn trong nước. Nó tạo nên với nước hỗn hợp đồng sôi
chứa 69,2% axit và sôi ở 121,8oC dưới áp suất thường.
I.2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
I.2.1. Đặc điểm cấu tạo
Công thức phân tử: HNO3 (M= 63)
Công thức cấu tạo:

O
H

O

N
O
10


Mô hình phân tử HNO3
(Mũi tên trong công thức cấu tạo trên cho biết cặp electron liên kết chỉ do
nguyên tử nitơ cung cấp).
Trong phân tử HNO3, N có số oxi hóa cao nhất là +5.
I.2.2.Tính chất hóa học
Liên kết H - O phân cực mạnh (do N và các nguyên tử O có độ âm điện
lớn). Axit nitric là axit 1 nấc, trong dung dịch loãng nó phân li hoàn toàn:
HNO3 → H+ + NO3- HNO3 có tính axit mạnh do ion H+ gây ra.
- HNO3 có tính oxi hóa mạnh do ion NO3- gây ra trong môi trường H+.
I.2.2.1. Tính axit
Axit nitric là một axit mạnh, mang đầy đủ tính chất của 1 axit:
I.2.2.1.1. Làm đổi màu chất chỉ thị màu
Dung dịch axit nitric làm đổi màu giấy quỳ tím: Từ màu tím thành màu đỏ.
I.2.2.1.2. Tác dụng với bazơ, oxit bazơ và muối của axit yếu hơn
→ Cu(NO3)2 + H2O
CuO + 2HNO3 

Ba(OH)2 + 2HNO3 
→ Ba(NO3)2 + 2H2O
→ Ca(NO3)2 + CO2↑

CaCO3 + 2HNO3 
I.2.2.2. Tính oxi hóa

+ H2O

Trong phân tử HNO3, nitơ có số oxi hóa dương cao nhất là +5, mặt khác,
kích thước nguyên tử nitơ nhỏ làm cho mật độ điện tích dương lớn nên nitơ kém
bền, dễ dàng nhận thêm electron để giải tỏa bớt điện tích dương tạo sản phẩm có
mức oxi hóa thấp hơn.
Axit nitric có nồng độ trên 2M khả năng oxi hóa tăng lên nhờ có ion NO 3tham gia vào các phản ứng hóa học. Trong điều kiện đó, ion NO 3- oxi hóa mạnh
hơn nhiều so với ion H+ như đã thấy qua các thế điện cực sau:
NO3- + 2H+ + e

;

Eo = +0,80V

NO3- + 3H+ + 2e 
→ HNO2 + H2O

;

Eo = +0,94V

→ NO
NO3 + 4H+ + 4e 

;

Eo = +0,96V


→ NO2 + H2O

+ 2H2O

11


NO3- + 6H+ + 5e 
→

1
N2 + 3H2O
2

NO3- + 10H+ + 8e 
→ NH4+ + 3H2O

;

Eo = +1,25V

;

Eo = +0,88V

Tùy thuộc vào nồng độ của axit nitric, nhiệt độ phản ứng và bản chất của
chất khử mà HNO3 có thể bị khử tới các sản phẩm khử khác nhau của nitơ.
I.2.2.2.1. Tác dụng với kim loại

4Zn + 10HNO3 (l) 
→ 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Những kim loại khác khử axit nitric đặc đến NO 2 và khử axit nitric loãng
(3M đến 6M) đến NO
t
3Pb + 8HNO3(đ) 
→ 3Pb(NO3)2 + 2NO2↑ + 4H2O
0

Pb + 4HNO3(l) 
→ Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 2H2O
Hiện tượng này được giải thích rằng: sản phẩm chủ yếu lúc đầu của quá
trình khử axit nitric đậm đặc có lẽ là axit nitro. Axit này không bền, phân hủy
thành NO và NO2.
Khi NO2 tương tác với nước của dung dịch loãng tạo ra axit nitric và khí
NO theo phản ứng thuận nghịch:
3NO2 + H2O €

2HNO3 + NO

Khi nồng độ của axit tăng lên, cân bằng của phản ứng đó chuyển dịch về
phía tạo thành NO2. Bởi vậy, sản phẩm chủ yếu của quá trình khử axit nitric
loãng là khí NO và axit nitric đặc là khí NO2.
* Lưu ý
- Axit nitric phản ứng với tất cả kim loại, ngoại trừ dãy kim loại quý (Au, Pt,
Rh, Ta, Ir) và một số hợp kim.
- Sự thụ động hóa: Crôm (Cr), sắt (Fe) và nhôm (Al) bị thụ động hóa trong
axit nitric đặc nguội. Điều này được giải thích như sau: khi cho các kim loại trên
tác dụng với axit nitric đặc nguội, tạo một lớp oxit kim loại bảo vệ chúng không
bị ôxi hóa.

I.2.2.2.2. Tác dụng với phi kim
Axit nitric phản ứng với các nguyên tố không kim loại như C, P, As, S,….
12


Trong đó những nguyên tố này thường bị oxi hóa đến trạng thái oxi axit ứng với
số oxi hóa cao nhất:
t
S + 2HNO3(l) 
→ H2SO4 + 2NO↑
0

t
S + 6HNO3(đ) 
→ H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O
0

I.2.2.2.3 Tác dụng với hợp chất
I.2.2.2.3.1. Hợp chất vô cơ:
Axit nitric đặc oxi hóa ion Fe2+ đến ion Fe3+, còn bản thân axit được khử
đến NO. Khi có dư ion Fe2+, NO sẽ kết hợp với ion đó cho hợp chất có màu nâu
và kém bền:
6FeSO4 + 3H2SO4 + 2HNO3 
→ 3Fe2(SO4)3 + 2NO↑ + 4H2O
→ [Fe(NO)]SO4
FeSO4 + NO 

Dựa vào 2 phản ứng này, trong hóa học phân tích người ta cũng nhận ra
axit nitric.
Axit nitric loãng không oxi hóa được HI đến I 2. Tuy nhiên, axit nitric đặc

oxi hóa được không những HI mà cả HCl:
2HNO3 + 6HCl €

2NO↑ + 3Cl2↑ + 4H2O

Hỗn hợp của 1 thể tích axit nitric đặc và 3 thể tích clohiđric đặc được gọi là
nước cường thủy (cường toan). Nước cường thủy oxi hóa mạnh hơn axit nitric
nhiều, nó thể hòa tan Au và Pt.
Trong hoạt tính đó của cường thủy có vai trò của clo mới sinh và sự tạo
thành phức chất của ion Cl- :
3Pt + 4HNO3 + 12HCl 
→ 3PtCl4 + 4NO↑ + 8H2O
→ H2[PtCl6]
PtCl4 + 3HCl 

I.2.2.2.3.2. Hợp chất hữu cơ
Sự tự ion hóa của HNO3 tinh khiết giải thích 1 tính chất quan trọng nữa của
axit nitric là khả năng thay thế H trong hợp chất hữu cơ bằng ion nitroni (NO 2+),
gọi là phản ứng nitro hóa. Phản ứng này xảy ra đặc biệt dễ dàng khi có mặt axit
sunfuric và được dùng rộng rãi trong hóa hữu cơ.

13


Ví dụ: Cho axit nitric tác dụng với benzen, toluen tạo thành nitrobenzen,
trinitrotoluen khi có mặt axit sunfuric theo phản ứng ion:
C6H6 + NO2+ 
→ C6H5NO2 + H+
CH3

CH3

NO2

O2N

3NO2

+

3H+
NO2

Ở đây, axit nitric có vai trò làm tăng nồng độ ion NO2+.
Do phản ứng nitro hóa, những hợp chất hữu cơ, kể cả da người, khi tiếp
xúc với axit nitric đặc đều trở thành vàng vì đa số hợp chất nitro có màu vàng.
Hai hợp chất nitro được dùng làm thuốc nổ là trinitrotoluen (TNT) và
nitroglixerol (C3H5(NO3)3). Khi đun nóng hoặc va đập chúng phân hủy nhanh
chóng, phát nhiều nhiệt và sinh ra 1 lượng lớn sản phẩm khí nên gây nổ mạnh.
Ví dụ: Nitroglixerol (hay trinitratglixerol) phân hủy theo phản ứng:
→ 6N2↑ + 12CO2↑ + O2↑ + 10H2O
C3H5(NO3)3 

Axit nitric phản ứng với các protein để tạo thành các sản phẩm vàng nitro
hóa. Phản ứng này được gọi là phản ứng xanthoproteic. Phản ứng này được thực
hiện bằng cách thêm axit nitric vào protein, sau đó làm nóng hỗn hợp. Nếu
protein có chứa các axit amin thơm vòng, hỗn hợp này sẽ chuyển thành màu
vàng. Khi thêm amoniac lỏng , hỗn hợp chuyển sang màu da cam. Những thay
đổi màu sắc được gây ra bởi vòng nitro thơm trong protein.
I.2.3. ĐIỀU CHẾ

I.2.3.1.Trong phòng thí nghiệm
Axit nitric được điều chế khi cho muối nitrat tác dụng với axit H 2SO4 đậm
đặc ở 120 – 170oC và chưng cất axit trong chân không:
KNO3 + H2SO4 
→ KHSO4 + HNO3
I.2.3.2. Trong công nghiệp
Axit nitric được điều chế từ ammoniac. Người ta dùng oxi tinh khiết hoặc
không khí dư oxi hóa khí NH 3 thành NO với xúc tác là hợp kim Pt chứa 10%
14


Rh (hợp kim platin – rodi được dùng dưới dạng sợi nhỏ đan thành lưới), dưới
áp suất thường hoặc áp suất từ 3 – 8 atm ở 800 – 900 oC, phản ứng đạt hiệu
suất 98%:

3 – 8 atm

4NH3 + 5O2 800 – 900oC

4NO↑ + 6H2O

Làm nguội khí NO, cho kết hợp với oxi không khí thành NO 2 rồi hòa tan
khí NO2 vào nước, thu được axit nitric theo phương trình:
2NO + O2 
→ 2NO2
3NO2 + H2O 
→ 2HNO3 + NO↑
Khí NO sinh ra trong quá trình hòa tan được trở lại dây chuyền sản xuất.
Trong tự nhiên axit nitric được hình thành trong những cơn mưa giông kèm
sấm chớp:

Phương trình:

Tia lửa điện

N2 + O2

>3000oC

2NO

2NO + O2 
→ 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O 
→ 4HNO3
I.2.4. ỨNG DỤNG
Axit nitric là một trong những hóa chất cơ bản rất quan trọng. Nó được sử
dụng trong nhiều lĩnh vực:
- Trong phòng thí nghiệm: axit nitric được dùng làm thuốc thử, tiến hành

các thí nghiệm liên quan đến việc thử clorit. Cho axit nitric tác dụng với mẫu
thử, sau đó cho dung dịch bạc nitrat vào để tìm kết tủa trắng của bạc clorua.
- Trong nông nghiệp: sản xuất phân bón (phân đạm một lá, amoni nitrat).
- Trong quân sự - an ninh quốc phòng: axit nitric được dùng để thay thế oxi
trong kĩ thuật tên lửa, sản xuất vật liệu nổ (TNT,…), .
- Trong công nghiệp: axit nitric được sử dụng trong ngành luyện kim, tinh

lọc vì nó phản ứng với phần lớn kim loại và trong các tổng hợp chất hữu cơ. Khi
kết hợp với axit clohyđric với tỉ lệ 1 : 3, nó tạo thành nước cường thủy (cường
toan) có khả năng hòa tan vàng (Au) và bạch kim (Pt).
15

- Trong điện hóa học: axit nitric được sử dụng như một chất pha tạp hóa
chất cho các chất bán dẫn hữu cơ, và trong quá trình thanh lọc nguyên liệu ống
nano carbon.
- Trong khoa học hình sự: axit dùng làm chất thử màu (colorometric test) để
phân biệt heroin và morphine.
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI CHỦ YẾU
II.1. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN
II.1.1. Định luật bảo toàn nguyên tố
Nội dung: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứng bằng tổng khối
lượng của nguyên tố đó sau phản ứng. Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số
mol của một nguyên tố được bảo toàn trong phản ứng.
Ví dụ. Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng
7 : 3 với một lượng dung dịch HNO3, khi phản ứng kết thúc thu được 0,75m
(gam) chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO 2
(không có sản phẩm khử khác). Biết dung dịch HNO 3 đã phản ứng là 44,1
(gam). Tính m.
Hướng dẫn giải
+ m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3
 m Cu = 0,7m (gam)
⇒
 m Fe = 0,3m (gam)
+ Khi đun nóng, đầu tiên Fe phản ứng với HNO3 trước sau đó đến Cu. Tuy
nhiên khi phản ứng kết thúc thu được 0,75m (gam) chất rắn ⇒ chất rắn gồm
Cu và Fe dư
→
+ Vì Fe dư nên: Fe + 2Fe(NO3)3 
3Fe(NO3)2

⇒ Dung dịch X là Fe(NO3)2

0,25m
⇒ mFe trong Fe(NO3 ) 2 = m – 0,75m = 0,25m (gam) ⇒ n Fe(NO3 ) 2 = nFe =
(mol)
56

Theo đề bài ta có: n

HNO3

= 0,7 (mol); nhỗn hợp khí = 0,25 (mol)
16


Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố N ta có:
n

N(HNO3 )

= nN(hỗn hợp khí) + n

N [ Fe(NO3 )2 ]

0,25m
= 0,25 + 2 × 56 = 0,7 ⇒ m = 50,4 (gam)

II.1.2. Định luật bảo toàn khối lượng
Nội dung: Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất
được tạo thành sau phản ứng.

Trong đó chúng ta cần vận dụng các hệ quả
- Hệ quả 1: Gọi mT là tổng khối lượng các chất trước phản ứng, m S là khối
lượng các chất sau phản ứng, ta có: mT = mS. (H=100%)
- Hệ quả 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion gốc axit để tạo ra các hợp
chất ta luôn có: mchất = mcation + manion. Khối lượng của cation hoặc anion ta coi
như bằng khối lượng của các nguyên tử cấu tạo thành
Ví dụ. Đốt m gam sắt trong oxi thu được 10 gam chất rắn X. Hòa tan hết X
vào dung dịch HNO3 đặc nóng, dư giải phóng 10,08 lít khí NO2 (đktc). Tính giá
trị
Hướng dẫn giải
Áp dụng ĐLBT khối lượng ta có: mX + m HNO3 = m Fe(NO3 )3 + m NO 2 + m H 2O
Ta có: n HNO3 tạo NO2 bằng n NO 2 = 0,45 (mol).
m
m
n HNO3 tạo Fe(NO3)3 bằng 3 × nFe = 3× 56 (mol) ⇒ n HNO3 phản ứng = 0,45+ 3× 56

Áp dụng: 10 + (0,45+ 3×

m
m ×
m
) = 242 ×
+ 0,45 × 46 + 0,5 × (0,45+ 3×
) 18
56
56
56

⇔ m = 9,52 (gam)

II.1.3. Định luật bảo toàn electron.
Nội dung: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho
đi bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về.
Tổng quát: ∑nelectron nhường = ∑nelectron nhận
Lưu ý:

17


- Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng thái
đầu và trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian.
- Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng
số mol của tất cả chất nhường hoặc nhận electron.
Ví dụ. Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch
HNO3 thu được hồn hợp khí gồm 0,01 mol NO và 0,04 mol NO 2. Tính khối
lượng muối tạo ra trong dung dịch.
Hướng dẫn giải
Đặt x, y, x lần lượt là số mol Cu, Mg, Al.
Quá trình nhường electron:
Cu
x mol


→

Quá trình nhận electron:

Cu+2 + 2e
x mol

→ N+2
N+5 + 3e 

2x mol

0,03 mol

→ Mg+2 + 2e
Mg 

y mol
Al
z mol

y mol

→ Al+3

z mol

0,01 mol

→ N+4
N+5 + 1e 

2y mol

0,04 mol

0,04 mol

+ 3e
3z mol

Ta có: 2x + 2y + 3z = 0,03 + 0,04 = 0,07
Nhưng 0,07 cũng chính là số mol NO3Khối lượng muối nitrat là: 1,35 + 62 × 0,07 = 5,69 (gam)

II.2. PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ
Nội dung: Phương pháp đại số giúp chúng ta giải được nhiều bài toán hóa
học phức tạp, và là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến hiện
nay, bởi vì phương pháp đại số có đường lối rất rõ ràng, học sinh đễ thực hiện.
Nhược điểm của phương pháp này là: trong một số trường hợp dẫn đến những
biến đổi phức tạp , nặng nề về phương diện toán học, làm mất đi những tính chất
đặc trưng của hóa học, làm giảm khả năng tư duy hóa học của học sinh.
18


Phương pháp đại số có thể chia ra một số bước như sau:
Bước 1: Viết tất cả các phương trình phản ứng có thể xảy ra.
Bước 2: Đổi các giả thiết không cơ bản sang giả thiết cơ bản.
Bước 3: Đặt ẩn số cho lượng các chất tham gia hoặc tạo thành trong phương
trình, dựa vào tương quan giữa các ẩn đó trong các phương trình phản ứng đẻ lập
ra các phương trình đại số, biểu thị các dữ kiện đã cho.
Bước 4: Giải phương trình hay hệ phương trình và biện luận kết quả (nếu cần),
rồi chuyển kết quả cơ bản sang dạng không cơ bản (Tùy theo yêu cầu của bài ra).
Ví dụ. Cho tan hoàn toàn 5,4 gam Al trong dung dịch HNO3 thu được 2,24lít
(đktc) hỗn hợp khí X gồm NO và N2O. Tính thể tích mỗi khí trong hỗn hợp X.
Hướng dẫn giải
Phương trình phản ứng :
→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1)

Al + 4HNO3 

x

x

→ 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (2)
8Al + 30HNO3 

3y
8

y

Gọi x và y là số mol Al tham gia phản ứng (1) , (2)
Số mol Al = x + y = 0,2
Số mol X = x +

(3)

3y
= 0,1
8

Hay: 8x + 3y = 0,8

(4)

Giải hệ được: x = 0,04; y = 0,16
Thể tích NO = 22,4x = 0,896 (lít)

Thể tích N2O = 22,4 ×

3y
= 1,344 (lít)
8

Ta cũng có thể đặt trực tiếp số mol NO và N2O là x và y
19


Số mol X = x + y = 0,1
Số mol Al = x +

(5)

3y
= 0,2
8

Hay: 3x + 8y = 0,6
Giải hệ được: x = 0,04
y = 0,16

(6)


→ V NO= 22,4x = 8,96 (lít)

→

VN2O = 22, 4y = 1,344 ( lít )

Qua bài tập trên ta thấy rằng dùng phương pháp đại số cách đặt ẩn dẫn đến
phương trình đơn giản nhất là cách hay nhất. Thông thường ta đặt ẩn trực tiếp
là số mol chất cần tìm.
II.3. PHƯƠNG PHÁP GHÉP ẨN SỐ
Dùng trong trường hợp bài toán cho thiếu dữ kiện, khi đó số ẩn nhiều hơn số
phương trình và có dạng vô định, không giải được. Do đó cần dùng phương
pháp ghép ẩn số.
Ví dụ. Để m gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian thu được 11,8
gam hỗn hợp X gồm các chất rắn Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn hỗn
hợp bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khíNO duy nhất (đktc). Tính
giá trị của m?
Hướng dẫn giải
Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe3O4,Fe2O3. Ta có:
nFe = a + b + 3c + 2d
nO = b + 4c + 3d
Tách ghép ẩn số.

20


m X = 56a + 72b + 232c + 160d

n e cho = 3a + b + c
m = 56 ( a + b + 3c + 2d ) + 16 ( b + 4c + 3d ) = 11,8
⇔  X
n e cho = 3 ( a + b + 3c + 2d ) − 2 ( b + 4c + 3d ) = 0,3
56n Fe + 16n O = 11,8
hay 

3n Fe − 2n O = 0,3

Giải hệ ta có : nFe = 0,1775 mol → mFe = 0,1775 × 56 = 9,94gam
II.4. PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO
- Thường dùng để giải bài toán trộn lẫn các chất với nhau, có thể đồng
thể hoặc dị thể nhưng hỗn hợp cuối cùng phải là đồng thể.
- Nếu trộn lẫn các dung dịch thì phải là các dung dịch của cùng một chất
(hoặc chất khác, nhưng do phản ứng với H2O lại cho cùng một chất).
- Trộn hai dung dịch của chất A với nồng độ khác nhau, ta thu được một
dung dịch chất A với nồng độ duy nhất. Như vậy lượng chất tan trong phần đặc
giảm xuống phải bằng lượng chất tan trong phần loãng tăng lên.
Ví dụ. Hỗn hợp A gồm ba oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3) có số mol bằng nhau.
Hòa tan hết m gam hỗn hợp A này bằng dung dịch HNO 3 thì thu được hỗn hợp
K gồm hai khí NO2 và NO có thể tích 1,12 lít (đktc) và tỉ khối hỗn hợp K so với
hiđro bằng 19,8. Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
Theo đề bài ta có: nK = 0,05 (mol), M K = 39,6
V NO

2

46

9,6
⇒

39,6
V NO

30

VNO2
VNO

=

9,6 3
=
6, 4 2

 n NO2 = 0,03 (mol)
 n NO = 0,02 (mol)

⇒

6,4

Hỗn hợp A gồm: FeO, Fe2O3 và Fe3O4 (trong đó số mol các chất bằng nhau).
Như vậy có thể quy đổi hỗn hợp A thành A’ chỉ có Fe3O4 ⇒ m A = m A' = m Fe3O4
21


3Fe3O4 + 28HNO3 
→ 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O
Fe3O4 + 10HNO3 
→ 3Fe(NO3)3

+ NO2↑ + 5H2O

(1)

(2)

Theo (1) n Fe O = nNO = 0,06 (mol)
3

4

Theo (2) n Fe O = n NO = 0,03 (mol)
3

4

2

⇒ n Fe3O 4 = 0,09 (mol)

mA = m Fe O = 0,09 × 232 = 20,88 (gam)
3

4

II.5. PHƯƠNG PHÁP BIỆN LUẬN
Biện luận theo các nội dung:
- Biện luận theo hóa trị hay số oxi hóa.
- Biện luận theo nguyên tử khối hay phân tử khối của chất.
- Biện luận theo quy luật của phản ứng.
- Biện luận theo tính chất của chất.
- Biện luận theo khối lượng chất.
Ví dụ. Đốt cháy hoàn toàn 6,72 gam kim loại M với oxi thu được 9,28 gam
chất rắn. Nếu cho 5,04 gam M tác dụng hết với dung dịch HNO 3 dư thu được

dung dịch X và khí NO (là sản phẩm khử duy nhất). Tính thể tích khí NO
(đktc) thu được.
A. 1,344 lít B. 2,016 lít C. 1,792 lít D. 2,24 lít
Hướng dẫn giải.
Gọi n là số oxi hóa của M khi phản ứng với oxi, suy ra M = 21n . Với n
nguyên thì không có kim loại thỏa mãn, do đó M là Fe với n =

8
3

Từ đó dễ dàng xác định được nNO = nFe = 0,09 (mol) ⇒ VNO = 2,016 (lít)
II.6. PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI
* Nguyên tắc chung
- Quy đổi là một phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toán ban đầu là
một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phép tính trở
nên dễ dàng, thuận tiện.
- Khi áp dụng phương pháp quy đổi phải tuân thủ 2 nguyên tắc sau :
+ Bảo toàn nguyên tố.
+ Bảo toàn số oxi hoá.
22


* Các hướng quy đổi và chú ý: Một bài toán có thể có nhiều hướng quy đổi
khác nhau, trong đó có 3 hướng chính :
- Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp hai hoặc chỉ một chất:Trong trường
hợp này thay vì giữ nguyên hỗn hợp các chất như ban đầu, ta chuyển thành hỗn
hợp với số chất ít hơn (cũng của các nguyên tố đó), thường là hỗn hợp 2 chất,
thậm chí là 1 chất duy nhất.
- Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng: Thông thường ta gặp
bài toán hỗn hợp nhiều chất nhưng về bản chất chỉ gồm 2 (hoặc 3) nguyên tố. Do

đó, có thể quy đổi thẳng hỗn hợp đầu về hỗn hợp chỉ gồm 2 (hoặc 3) chất là các
nguyên tử tương ứng.
- Khi thực hiện phép quy đổi phải đảm bảo :
+ Số electron nhường, nhận là không đổi (theo định luật bảo toàn electron).
+ Do sự thay đổi tác nhân oxi hoá → có sự thay đổi sản phẩm cho phù hợp.
Thực tế thường gặp dạng bài sau :
Kim loại

OXH1

Hỗn hợp sản phẩm trung gian

OXH2

Sản phẩm cuối

Ví dụ : Quá trình OXH hoàn toàn Fe thành Fe3+
Fe3+

Fe
+ O2

(1)

+HNO3 (2)

FexOy
(1) Ở đây, vì trạng thái đầu (Fe) và trạng thái cuối (Fe3+) ở hai quá trình là như
nhau, ta có thể quy đổi hai tác nhân OXH O2 và HNO3 thành một tác nhân duy
nhất là O2

(2) Do việc quy đổi nên trong một số trường hợp số mol một chất có thể có giá
trị âm để tổng số mol mỗi nguyên tố là không đổi (bảo toàn).
(3) Trong quá trình làm bài ta thường kết hợp sử dụng các phương pháp bảo toàn
khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron, kết hợp với việc sơ đồ hoá
bài toán để tránh viết phương trình phản ứng, qua đó rút ngắn thời gian làm bài.

23


(4) Phương án quy đổi tốt nhất, có tính khái quát cao nhất là quy đổi thẳng về
các nguyên tử tương ứng. Đây là phương án cho lời giải nhanh, gọn và dễ hiểu
biểu thị đúng bản chất hoá học.
Ví dụ. Hòa tan hết m gam hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 bằng dung dịch
HNO3 đặc nóng thu được 4,48 lít khí NO2 (đktc) và dung dịch chứa 145,2 gam
muối khan. Tính giá trị của m.
Hướng dẫn giải
Quy đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp A’ (FeO, Fe2O3) ⇒ mA = mA’ = mFeO + m Fe O
2

Theo đề bài ta có:
FeO + 4HNO3 
→ Fe(NO3)3 + NO2↑ + 2H2O (1)
Fe2O3 + 6HNO3 
→ 2Fe(NO3)3 + 3H2O
Theo đề bài ra ta có: n

NO2

= 0,2 (mol)

Fe(NO )
Từ (1) ⇒ nFeO = 0,2 (mol), n

3 3

Theo đề bài ta có: mMuối khan = m
⇒

m

Fe(NO3 )3

(2)

(2)

= mMuối khan – m

(1)

= 0,2 (mol) ⇒ m

Fe(NO3 )3

Fe(NO3 )3

(1)

(1)

+ m

Fe(NO3 )3

Fe(NO3 )3

(1)

= 48,4 (gam)

(2)

Fe(NO )
= 96,8 (gam) ⇒ n

3 3

(2)

= 0,4 (mol)

Fe O
Fe O
Từ (2) ⇒ n
= 0,2 (mol) do đó mA = mFeO + m
= 46,4 (gam)
2

4

2

24

3

3


CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN AXIT NITRIC (HNO3)
A. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI
DẠNG I. BÀI TẬP VỀ TÍNH AXIT CỦA HNO3
I.1. Tác dụng với oxit bazơ
Bài 1. Cho 3,2 gam một oxit sắt không có tính khử tác dụng với dung dịch
HNO3 loãng có dư. Sau phản ứng thu được 9,68 gam một muối khan. Tìm công
thức oxit sắt đó.
Hướng dẫn giải
Gọi công thức của oxit sắt là: FexOy
→ xFe(NO3)
FexOy + 2yHNO3 

Theo phương trình:
Theo đề bài:

1 mol

x mol

3,2 gam

9,68 gam

2y

x

+ yH2O

Ta có: m FexO y = 56x + 16y = 3,2
m

Fe(NO3 ) 2 y

x

y
= x ( 56 + 62, 2 × x ) = 56x + 124y = 9,68

56x + 16y = 3,2
x = 0,04
⇔ 
Từ (1) và (2) ta có hệ: 
56x + 124y = 9,68
y = 0,06

Ta có tỷ lệ:

x 0,04
2
=

=
y 0,06
3

Vậy công thức của oxit sắt là: Fe2O3.
Bài 2. Hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng sau.
a) CuO + HNO3(l) 
→ ? + H2O
b) Fe2O3 + HNO3(l) 
→ ? + H2O
Hướng dẫn giải

25

(1)
(2)