Phản ứng: CaCO3 + HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

1. Phương trình phản ứng CaCO3 ra CO2:

CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

Phản ứng trên là phản ứng giữa Canxi cacbonat (CaCO3) và axit nitric (HNO3). Khi phản ứng xảy ra, sản phẩm thu được là Canxi nitrate (Ca(NO3)2), khí carbon dioxide (CO2) và nước (H2O). Đây là một phản ứng trung hòa, có tính exothermic.

– Điều kiện phản ứng xảy ra CaCO3 + HNO3: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường.

– Khi có CaCO3 tác dụng HNO3 có hiện tượng: Khi Canxi cacbonat (CaCO3) tác dụng với Axit nitric (HNO3), chất rắn màu trắng CaCO3 tan dần và sinh ra khí CO2 làm sủi bọt dung dịch. Hiện tượng này có thể quan sát được bằng cách cho Canxi cacbonat vào trong Axit nitric đặc hoặc dung dịch axit nitric loãng.

2. Tìm hiểu về CaCO3:

2.1. CaCo3 là gì?

Canxi cacbonat là một hợp chất hóa học với công thức hóa học là CaCO3. Chất này thường được tìm thấy dưới dạng đá ở khắp nơi trên thế giới, là thành phần chính trong mai/vỏ của các loài sò, ốc hoặc vỏ của ốc. Nó là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng nước cứng.

Công thức phân tử: CaCO3.

2.2. Tính chất vật lí và cách nhận biết CaCO3:

– Tính chất vật lí: Là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.

– Nhận biết: Sử dụng dung dịch axit HCl, thấy thoát ra khí không màu, không mùi: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

2.3. Tính chất hóa học của CaCO3:

– Canxi cacbonat mang đầy đủ tính chất hóa học của muối. Nó có khả năng phản ứng với axit mạnh: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

– Tuy nhiên, Canxi cacbonat kém bền với nhiệt và có khả năng tan dần trong nước có hòa tan khí CO2: CaCO3 + CO2 + H2O ⇆ Ca(HCO3)2

– Khi đun nóng, Canxi bicarbonate phân hủy thành Canxi cacbonat, CO2 và nước: Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O

2.4. Phương pháp điều chế CaCO3:

Đa số Canxi cacbonat được sử dụng trong công nghiệp là được khai thác từ đá mỏ hoặc đá núi. Cacbonat canxi tinh khiết (ví dụ loại dùng làm thuốc hoặc dược phẩm), được điều chế từ nguồn đá mỏ (thường là cẩm thạch) hoặc nó có thể được tạo ra bằng cách cho khí cacbonic qua dung dịch Canxi hidroxit.

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O

2.5. Ứng dụng của CaCO3:

Canxi cacbonat là một chất thường được sử dụng trong y tế như một chất bổ sung canxi cho người bị loãng xương, cung cấp canxi cho cơ thể hay một chất khử chua. Cacbonat canxi là một thành phần cấu thành hoạt hóa trong vôi nông nghiệp.

Cacbonat canxi được sử dụng rộng rãi trong vai trò của chất kéo duỗi trong các loại sơn, cụ thể là trong sơn nhũ tương xỉn trong đó thông thường khoảng 30% khối lượng sơn là đá phấn hay đá hoa.

Canxi cacbonat cũng được sử dụng rộng rãi làm chất độn trong chất dẻo. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong một loạt các công việc và các chất kết dính tự chế, chất bịt kín và các chất độn trang trí. Các keo dán ngói bằng gốm thường chứa khoảng 70-80% đá vôi. Các chất độn chống nứt trang trí chứa hàm lượng tương tự của đá hoa hay đolomit.

Là một phụ gia thực phẩm, Canxi cacbonat được sử dụng trong một số sản phẩm như đậu phụ, là nguồn bổ sung khẩu phần canxi. Hay dùng thạch cao để muối chua mướp đắng.

Trên đây là một số tính chất và ứng dụng của Canxi cacbonat. Chúng ta có thể thấy rằng Canxi cacbonat không chỉ có tác dụng trong y tế mà còn được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau.

3.  Axit Nitric – HNO3 là gì?

Axit nitric là một loại dung dịch mạnh và ưa nước, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa chất, đóng vai trò quan trọng trong sản xuất các chất nitrat và nitrit.

Axit nitric có công thức hóa học là HNO3 và còn được gọi là axit nitric khan bởi tính ăn mòn cao của nó. Nó có thể được sản xuất thông qua quá trình oxy hóa khí nitơ trong không khí, hoặc từ các cơn mưa do sấm và sét tạo thành.

Tuy nhiên, axit nitric cũng có thể được sản xuất từ ammoniac và oxy hóa khí amoniac trong không khí. Không chỉ được sử dụng trong ngành công nghiệp, axit nitric còn được sử dụng trong việc sản xuất thuốc nổ, phân bón và trong quá trình mạ điện. Tuy nhiên, do tính chất ăn mòn và độc hại của nó, việc sử dụng axit nitric cần được thực hiện với cẩn thận và đúng cách để tránh gây hại đến sức khỏe và môi trường.

3.1. Tính chất vật lý của axit nitric:

– Axit nitric là chất lỏng hoặc khí, không màu, tan nhanh trong nước (ở nồng độ 65%). Nó có tính ăn mòn cao, dễ bắt lửa và cực độc.

– Nồng độ của axit nitric là 86%, nếu để ngoài không khí sẽ có hiện tượng khói trắng bốc lên.

– Tỷ trọng của axit nitric tinh khiết: 1511 kg/m3.

– Nhiệt độ đông đặc: -41 độ C.

– Nhiệt độ sôi: 83 độ C

– Dưới tác dụng của ánh sáng, axit nitric bị phân hủy tạo thành nito dioxit NO( nhiệt độ thường): 4HNO3 →  4NO2 + 2H2O + O2

– Cần bảo quản HNO3 trong các chai lọ tối màu, tránh nơi có ánh sáng và bảo quản ở nhiệt độ dưới 0 độ C.

3.2. Tính chất hóa học của HNO3:

Axit nitric là một monoaxit mạnh, có tính oxy hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ. Axit nitric có tính chất của một axit bình thường nên nó làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ. Tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat.

2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O

2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O

2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2

– Tác dụng với kim loại trừ Au và Pt tạo thành muối nitrat và nước.

Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O ( to)

Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O

Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2

Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)

– Nhôm, sắt, crom thụ động với axit nitric đặc nguội do lớp oxit kim loại được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp.

– Tác dụng với phi kim (các nguyên tố á kim, ngoại trừ silic và halogen) tạo thành nito dioxit nếu là axit nitric đặc và oxit nito với axit loãng và nước, oxit của phi kim.

C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2

P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4

3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O

– Tác dụng với oxit bazo, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:

FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2

3.3. Điều chế axit nitric – HNO:

Trong tự nhiên, axit nitric được tạo ra từ các cơn mưa lớn có sét.

– Điều chế axit nitric – HNO3 trong phòng thí nghiệm

Người ta cho muối natri nitrat tinh thể tác dụng với axit sunfuric đặc, chưng cất hỗn hợp này tại nhiệt độ sôi của axit nitric là 83 °C cho đến khi còn lại chất kết tinh màu trắng.

H2SO4 đặc + NaNO3 (tinh thể) → HNO3 + NaHSO4

– Điều chế axit nitric – HNO3 trong công nghiệp

Axit nitric loãng có thể cô đặc đến 68% axit với một hỗn hợp azeotropic với 32% nước. Để thu được axit có nồng độ cao hơn, tiến hành chưng cất với axit sunfuric H2SO4.

4NH3 + 5O2  → 4NO + 6H2O (Pt, 850oC)

2NO + O2 → NO2

4NO2  + O2 + 2H2O → 4HNO3

3.4. Ứng dụng của axit nitric – HNO3: 

HNO3 là một trong những hóa chất cơ bản quan trọng. Phần lớn axit HNO3 sản xuất trong công nghiệp được dùng để điều chế phân đạm NH4NO3…Axit nitric HNO3 còn được dùng để sản xuất thuốc nổ (ví dụ như TNT – trinitrotoluen), thuốc nhuộm, dược phẩm…

4. Bài tập vận dụng:

Câu 1:Nhận định nào sau đây là sai?

A. HNO₃ phản ứng với tất cả bazơ.

B. HNO₃ (loãng hoặc đặc, nóng) phản ứng với hầu hết kim loại trừ Au, Pt.

C. Tất cả các muối amoni khi nhiệt phân đều tạo khí amoniac.

D. Hỗn hợp muối nitrat và hợp chất hữu cơ nóng chảy có thể bốc cháy.

Đáp án C

Câu 2: Hóa trị và số oxi hóa của N trong phân tử HNO3 là?

A. IV và +5

B. IV và +4

C. V và +5

D. IV và +3

Đáp án A

Câu 3:Hòa tan 23,2 gam hỗn hợp X gồm Fe₃O₄ và CuO có cùng khối lượng vào dung dịch HNO₃ vừa đủ chứa 0,77 mol HNO₃ thu được bằng dung dịch Y và khí Z gồm NO và NO₂. Khối lượng mol trung bình của Z bằng

A. 42.

B. 38.

C. 40,67.

D. 35,33.

Hướng dẫn giải

mFe3O4=mCuO=23,22=11,6gam→nFe3O4=0,05mol;nCuO=0,145mol

Dung dịch Y gồm Fe(NO₃)₃ (0,15 mol) và Cu(NO₃)₂ (0,145 mol).

→ m_Y = 242.0,15 + 188.0,145 = 63,56 gam

nH2O=nHNO32=0,385mol”>nH2O=nHNO32=0,385mol

Bảo toàn khối lượng ta có:

mX+mHNO3=mY+mZ+mH2O→23,2+0,77.63=63,56+mZ+0,385.18→mZ=1,22gam”>mX+mHNO3=mY+mZ+mH2O→23,2+0,77.63=63,56+mZ+0,385.18→mZ=1,22gam

Bảo toàn nguyên tố N: 

0,77 = 0,15.3 + 0,145.2 + n_Z

→ n_Z = 0,03 mol

→ M¯Z=1,220,03≈40,67″>¯¯¯¯MZ=1,220,03≈40,67

Đáp án C

Câu 4:Cho 30,6 gam hỗn hợp Cu, Fe, Zn tác dụng với dung dịch HNO₃loãng dư thu được dung dịch chứa 92,6 gam muối khan (không chứa muối amoni). Nung hỗn hợp muối đến khối lượng không đổi, thu được m gam rắn. Giá trị của m là

A. 38,6.

B. 46,6.

C. 84,6.

D. 76,6.

Đáp án A

Hướng dẫn giải

Hỗn hợp 30,6 gam kim loại (Cu, Fe, Zn) → 92,6 gam muối khan (Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, Zn(NO₃)₂) → m gam chất rắn (CuO, Fe₂O₃, ZnO).

m_{muối khan} = m_{kim loại} + mNO3−”>mNO−3

→ 92,6 = 30,6 + 62.nNO3−”>nNO−3

→nNO3−”>nNO−3 = 1 mol → nO=nNO3−2=0,5mol”>nO=nNO−32=0,5mol

→ m = 30,6 + 0,5.16 = 38,6 gam.