Chúng tôi xin giới thiệu phương trình CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑ gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học của Canxi. Mời các bạn đón xem:
Phương trình CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
1. Phương trình phản ứng hóa học:
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2↑
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Chất rắn màu trắng Canxi cacbonat (CaCO3) tan dần và sinh ra khí Cacbonic (CO2) làm sủi bọt dung dịch.
3. Điều kiện phản ứng
- Không có
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
4.1. Bản chất của CaCO3 (Canxi cacbonat)
CaCO3 là muối cacbonat mang đầy đủ tính chất hoá học của muối nên tác dụng được với axit mạnh.
4.2. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
HNO3 là một monoaxit mạnh tác dụng với bazo, oxit bazo, muối cacbonat tạo thành các muối nitrat.
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của CaCO3 (Canxi cacbonat)
- Mang đầy đủ tính chất hóa học của muối:
Tác dụng với axit mạnh:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2
Kém bền với nhiệt:
CaCO3 -to→ CaO + CO2
CaCO3 tan dần trong nước có hòa tan khí CO2.
CaCO3 + CO2 + H2O ⇆ Ca(HCO3)2
→ Khi đun nóng:
Ca(HCO3)2 -to→ CaCO3↓ + CO2 + H2O
5.2. Tính chất hóa học của HNO3 (Axit nitric)
a. Axit nitric là một trong những axit mạnh nhất:
Axit nitric được xếp hạng trong danh sách những axit mạnh nhất. Đây là một axit khan – một monoaxit mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ với hằng số cân bằng axit (pKa) = -2.
Axit nitric phân li hoàn toàn thành các ion H+ và NO3- trong dung dịch loãng. Dung dịch HNO3 làm quỳ tím chuyển đỏ.
HNO3 có tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat.
Ví dụ:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O
Axit nitric tác dụng với oxit bazơ, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
Ví dụ:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
b. Axit nitric có tính oxi hóa:
Axit nitric cũng là 1 trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Nó có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ, phụ thuộc vào nồng độ axit mạnh hay yếu của chất khử. Cùng tìm hiểu tính oxi hóa của axit nitric thông qua 3 phản ứng:
Một là,Tác dụng với kim loại
Hai là, Tác dụng với phi kim
Ba là, Tác dụng với hợp chất
Tác dụng với kim loại
Axit nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại tạo ra muối nitrat, ngay cả kim loại có tính khử yếu (Cu, Ag)…, ngoại trừ Pt và Au. Lúc này, kim loại bị oxi hóa đến mức cao nhất. Sản phẩm của phản ứng này sẽ là NO2(+4) đối với HNO3 đặc và NO(+2) đối với HNO3 loãng. Nhôm, sắt và crom thụ động với axit nitric đặc nguội vì lớp màng oxit bền được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp. Đây cũng là lý do bình nhôm hoặc sắt được dùng để đựng HNO3 đặc.
Phương trình phản ứng:
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)
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)
Ví dụ:
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2(↑) + 2H2O
3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO (↑) + 4H2O
Tác dụng với phi kim
Khi được đun nóng, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa được các phi kim như S, C, P… (các nguyên tố á kim, ngoại trừ halogen và silic). Sản phẩm tạo thành là nito dioxit (nếu là axit nitric đặc) và oxit nito (với axit loãng và nước).
Ví dụ:
S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2(↑) + 2H2O (nhiệt độ)
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
Tác dụng với hợp chất
Là một trong những axit cực mạnh, axit nitric (HNO3) đặc có khả năng oxi hóa – phá hủy nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau.. Vải, giấy, mùn cưa,… đều bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc. Vì vậy, sẽ vô cùng nguy hiểm nếu để axit nitric (HNO3) tiếp xúc với cơ thể người.
Ví dụ:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S (↓) + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4(↓) + 8NO2 + 4H2O
HNO3 hòa tan Ag3PO4, không tác dụng với HgS.
6. Cách thực hiện phản ứng
- Cho CaCO3 tác dụng với dung dịch axit HNO3
7. Bạn có biết
Tương tự như CaCO3, các muối cacbonat tan trong dung dịch HNO3 tạo thành muối mới và giải phóng khí CO2
8. Bài tập liên quan
Ví dụ 1: Để điều chế Ca từ CaCO3 cần thực hiện ít nhất mấy phản ứng ?
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
Đáp án A
Hướng dẫn giải:
Phản ứng (1): CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
Phản ứng (2): CaCl2 → Ca + Cl2 ↑
Ví dụ 2: Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, kim loại Ca thuộc nhóm
A. IA.
B. IIIA.
C. IVA.
D. IIA.
Đáp án D
Hướng dẫn giải:
Canxi là một kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA
Ví dụ 3: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của kim loại Ca là:
A. 1s1
B. 2s1
C. 4s2
D. 3s2
Đáp án C
Hướng dẫn giải:
Cấu hình electron của Ca: 1s22s22p63s23p64s2
Ví dụ 4: Khi cho chất rắn CaCO3 tác dụng với dung dịch axit HNO3 xảy ra hiện tượng gì
A. Xuất hiện kết tủa trắng
B. Xuất hiện khí
C. chất rắn màu trắng tan, sinh ra khí CO2
D. Không thấy hiện tượng gì
Đáp án C
Hướng dẫn giải:
Khi cho chất rắn CaCO3 tác dụng với dung dịch axit HNO3 xảy ra hiện tượng: chất rắn màu trắng tan, sinh ra khí CO2
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Ví dụ 5: Phản ứng nào dưới đây không xảy ra
A. CO2 + dung dịch Na2CO3 →
B. Fe2O3+ C →
C. CaCO3 + HNO3 →
D. CO2 + H2O + BaSO4 →
Đáp án D
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng
A. CO2 + H2O + Na2CO3 → 2 NaHCO3
B. 2 Fe2O3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO2
C. CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Ví dụ 6: Cho 10 gam CaCO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư thu được V lít khí CO2 (đktc). Giá trị V của là
A. 5,60.
B. 2,24.
C. 3,36.
D. 4,48.
Đáp án B
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng hóa học
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O (1)
nCaCO3 = 0,1 (mol)
=> nCO2 = 0,1(mol)
=> VCO2(đktc) = 2,24(l)
Ví dụ 7: Cho hổn hợp C và S vào dung dịch HNO3đặc thu được hổn hợp khí X và dung dịch Y. Thành phần của X là
A. SO2 và NO2.
B. CO2 và SO2.
C. CO2 và NO2.
D. SO2 và NO.
Đáp án C
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng xảy ra
C + 4HNO3 đặc → CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O.
Ví dụ 8: Trong các cặp chất cho dưới đây, cặp chất nào có thể cùng tồn tại trong một dung dịch?
A. NaCl và CuSO4.
B. NH3 và AgNO3.
C. CaCO3 và HNO3.
D. NaHSO4 và NaHCO3.
Đáp án A
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng xảy ra
B. AgNO3 + H2O + 3NH3 → NH4NO3 + (Ag(NH3)2)OH
C. CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2+ CO2 + H2O
D. NaHCO3 + NaHSO4→ H2O + Na2SO4+ CO2
Ví dụ 9: Cho 2,7 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng với dung dịch HNO3 dư, thu được 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí NO và NO2có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Tổng khối lượng muối nitrat sinh ra là :
A. 66,75 gam.
B. 13,55 gam.
C. 6,775 gam.
D. 3,335 gam.
Đáp án B
Hướng dẫn giải:
nhỗn hợp khí = 2,24/ 22,4 = 0,1 mol
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là: 20. 2 = 40 (gam/mol)
Gọi số mol của NO; NO2 lần lượt là a, b mol
Ta có hệ phương trình:
a + b = 0,1
(30x + 46y)/(x + y) = 40
=> x = 0,0375
y = 0,0645
=> Số mol e trao đổi là: 3x + y = 0,175 (mol)
=> mmuối tạo thành sau phản ứng là: mFe + mNO3- = 2,7 + 0,175.62 = 13,55 gam
Ví dụ 10: Axít HNO3 đặc nóng phản ứng được với nhóm chất nào sau đây:
A. Mg(OH)2, CuO, NH3, CO2, Au, C, FeSO4
Mg(OH)2, CuO, NH3, H2SO4, Mg, C, Fe2O3, Fe3O4
Mg(OH)2, CuO, NH3, Pt, Ag, C, Fe2O3, Fe3O4
Mg(OH)2, CuO, NH3, Ag, C, Fe2O3, Fe3O4
Đáp án D
Hướng dẫn giải:
Loại A vì Au không phản ứng
H2SO4 không phản ứng
Loại C vì có Pt không phản ứng
Mg(OH)2, CuO, NH3, Ag, C, Fe2O3, Fe3O4
Phương trình phản ứng minh họa
Mg(OH)2 + 2 HNO3 → Mg(NO3)2 + 2 H2O
3 CuO + 10 HNO3 → NO + 3 Cu(NO3)3 + 5 H2O
NH3 + HNO3 → NH4NO3
3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO↑ + 14H2O
Ví dụ 11: Cho các chất sau: Fe(OH)3, Fe3O4, FeSO4, Fe(NO3)2. Số chất tác dụng với dung dịch HCl là
A. 4.
B. 2.
C. 3.
D. 1.
Đáp án C
Hướng dẫn giải:
Các chất tác dụng được với dung dịch HCl là: Fe(OH)3, Fe3O4, Fe(NO3)2 → có 3 chất
Phương trình phản ứng hóa học xảy ra
Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
9Fe(NO3)2 + 12HCl → 5Fe(NO3)3 + 4FeCl3 + 3NO + 6H2O
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Canxi và hợp chất:
CaCO3 + H2SO4 → H2O + CO2 ↑ + CaSO4↓
3CaCO3 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 ↓ + 3H2O + 3CO2↑
CaCO3 + 2HBr → H2O + CO2 ↑ + CaBr2
CaCO3 + 2HF → H2O + CO2 ↑ + CaF2
