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


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

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

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.


- 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

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↑



→ 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

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

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

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

⇒ 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.

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



+ 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)

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)

→


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

(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

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

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)


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


=
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)