Giáo án môn Hóa học 11 - Bài 12: Axit nitric và muối nitrat

Tuần	 : 9, 10
Tiết	 : 18, 19
Chương: 2 NHÓM NITƠ 
Bài : 12 AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT 
I/ Mục tiêu:
1/ Kiến thức:
HS biết: 
- cấu tạo phân tử , Tính chất vật lý của axit nitric, Tính chất của các muối nitrat; Phương pháp điều chế HNO3 trong PTN và trong công nghiệp
HS hiểu:
Tính chất hóa học của HNO3 và muối nitrat
2/ Kĩ năng:
	- Dựa vào trạng thái oxh của N trong phân tử NH3 để dự đoán tính khử của NH3
	- Quan sát các thí nghiệm hoặc tìm các ví dụ để kiểm tra những dự đoán và kết luận về tính chất của NH3, muối amoni.
	- Nhận biết HNO3, muối nitrat
	- Rèn luyện kĩ năng viết pthh của pứ oxh - khử và pứ trao đổi ion
3/ Tình cảm, thái độ
- Thận trọng khi sử dụng hóa chất
- Có ý thức giữ gìn an toàn khi làm việc với hóa chất và bảo vệ môi trường
 II/ Chuẩn bị:
	- Thí nghiệm:
1/ Tính axit:
- quì tím
- 3 ống nghiệm đựng: dung dịch HNO3, CuO rắn, d.d NaOH
- 1 ống nghiệm đựng dung dịch HNO3
- lọ đựng CaCO3
2/ Tính oxh:
- Lọ đựng: Cu, Fe, S, C
- 2 ống nghiệm đựng HNO3
3/ Tính chất của muối nitrat
- Tính tan: 2 ống nghiệm đựng: KNO3 và NH4NO3, nước.
- Tính chất của muối: 2 ống nghiệm đựng KNO3 rắn và d.d H2SO4 đặc.
- Phản ứng nhiệt phân của muối nitrat: đèn cồn, giá ống nghiệm, ống n0 chịu nhiệt đựng KNO3 rắn.
	- Phương pháp: Thảo luận, nêu vấn đề, đàm thoại, trực quan, diễn giảng
	- Phiếu học tập	
III/ Các bước lên lớp:
	Bước 1: Ổn định và kiểm tra sỉ số
	Bước 2: Kiểm tra bài cũ ( PHT )
	Bước 3:Giảng bài mới
* Vào bài:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
- GV y/c HS viết CTCT của ptử HNO3 và xác định số oxh của N
- GV g/t lọ đựng d.d HNO3 --> HS quan sát và nghiên cứu SGK để rút ra tcvl: trạng thái, màu sắc, tính tan trong nước, độ bền, nồng độ của d.d đậm đặc và khối lượng riêng
- Khi đun nóng bị phân hủy ra khí có màu đỏ( HNO3 để lâu có màu vàng do NO2 phân hủy ra tan vào axit --> Đựng HNO3 trong lọ sẫm màu và để trong mát )
* GV cho HS thảo luận theo PHT số 1: 
- Dựa vào CTCT, dự đoán HNO3 có những tchh cơ bản nào? Tại sao?
1/ Tính axit:
- Thí nghiệm HNO3 t/d với quì tím, pứ với CuO, Ba(OH)2, CaCO3--> Quan sát, mô tả hiện tượng, giải thích, viết pthh dạng phân tử và dạng ion thu gọn => Kết luận về tính axit của HNO3?
2/ Tính oxh:
- Thí nghiệm: HNO3 đặc t/d với Cu --> Quan sát, mô tả hiện tượng, giải thích, viết pthh dạng phân tử (cb theo p.p thăng bằng e )và dạng ion thu gọn ?
- Với những kl có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...sản phẩm oxh của HNO3 có thể là N2O ( khí cười), N2 hoặc NH4NO3( khi cho kiềm vào thấy thoát ra khí có mùi khai )
- Đọc SGK để biết thông tin về tác dụng của HNO3 với kim loại
( viết pthh của pứ Cu, Fe t/d với HNO3 loãng)
=> Kết luận chung về t/d của HNO3 với kl?
* GV cho HS thảo luận theo PHT số 3: 
- HS đọc SGK --> nhận xét và viết pthh của pứ giữa S ( C, P ) và HNO3 ( cb theo pp thăng bằng e )
- Thí nghiệm: Cho FeO hoặc Fe3O4 t/d d.d HNO3 đặc, nóng. Sau pứ, để nguội và nhỏ vài giọt d.d NaOH vào sản phẩm cho đến khi có kết tủa đỏ nâu xuất hiện --> quan sát, nêu hiện tượng, giải thích
- HS đọc SGK để biết thêm thông tin:...
- HS đọc SGK để biết thông tin về ứng dụng của HNO3
- HNO3 được điều chề ntn?
- HS đọc, quan sát (hình 2.9 trang 51 SGK) để biết: Trong PTN, người ta đ/c HNO3 --> Viết pthh ( chú ý điều kiện của pứ )
* Chú ý: Trong thực tế có tạo thành cả khí NO2 có màu nâu đỏ. Khi làm lạnh, màu nâu đỏ nhạt dần
- HS nghiên cứu nd SGK --> rút ra qui trình và biện pháp kỉ thuật sx HNO3 trong công nghiệp
* Củng cố: Bài tập 2, 3 trang 55 SGK
Tiết 19:
- Muối nitrat có những tính chất vật lý nào?
( GV y/c HS đọc SGK, viết ptđl của 1 số muối nitrat)
- Thí nghiệm:
+ Cho Cu vào Ống (1): đựng NaNO3
+ Thêm vài giọt d.d H2SO4 loãng ( hoặc HCl) vào Ống (2) đựng NaNO3
--> quan sát hiện tượng, giải thích, viết các pthh --> Nhận xét?
- Gv y/c HS đọc SGK, liên hệ thực tế--> rút ra kiến thức
( Thuốc nổ đen chứa 75 % KNO3, 10 % S, 15 % C )
- Trong tự nhiên, sự chuyển hóa nitơ từ dạng này sang dạng khác xảy ra ntn?
- GV y/c HS quan sát ( h. 2.10 trang 54 SGK )
đọc SGK--> thảo luận, thực hiện:
1/ Lập sơ đồ tóm tắt quá trình chuyển hóa nitơ ở dạng vô cơ sang dạng hữu cơ và ngược lại
2/ Lập sơ đồ tóm tắt quá trình chuyển hóa qua lại giữa nitơ tự do và nitơ hợp chất
3/ Tóm tắt sự chuyển hóa nitơ từ quá trình nhân tạo
4/ Nhận xét về chu trình nitơ trong tự nhiên
A/ Axit nitric
I/ Cấu tạo phân tử
* HS thảo luận, viết và nhận xét được: 
 O
H - O - N
 O
II/ Tính chất vật lý
* HS đọc SGK, quan sát và rút ra được:
- Chất lỏng, không màu, bốc khói mạnh trong kk ẩm, D =1,53 g/cm3, t0 sôi: 860C
- Kém bền, bị as p.hủy 1 phần giải phóng NO2
- Tan trong nước theo bất kỳ tỉ lệ nào
- Trong PTN, thường có loại HNO3 đặc 68 %, 
D = 1,40 g/cm3 
III/ Tính chất hóa học
* HS đọc SGK nêu được các ví dụ chứng tỏ
1) Tính axit
 CuO + 2HNO3 --> Cu(NO3)2 + H2O
 Ba(OH)2 + 2HNO3 --> Ba(NO3)2 + 2H2O
 CaCO3 + 2HNO3 --> Ca(NO3)2 +CO2 + H2O
- HNO3 là axit mạnh: trong d.d loãng nó phân li hoàn toàn thành ion H+ và NO3-; d.d HNO3 làm đỏ quì tím;t/d với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat
2) Tính oxi hóa
a) Tác dụng với kim loại
 0 +5 +2 +4
 Cu + 4NNO3(đ) --> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
 0 +5 +2 +2
3Cu + 8NNO3(l) --> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Với những kl có tính khử mạnh hơn: Mg, Zn, Al, ...
 0 +5 +3 +1
8Al + 30HNO3(l) -->8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O
0 +5 +2 -3
4Zn +10NNO3(r l)-->4Zn(NO3)2+NH4NO3 + 3H2O
- HNO3 là chất oxh mạnh, nên oxh hầu hết kl đến số oxh cao nhất tạo thành muối nitrat
- Tùy thuộc vào nồng độ HNO3 loãng hay đặc, kl hoạt động mạnh, trung bình hay yếu mà pứ tạo ra sản phẩm khác nhau ( HNO3 đặc nguội, Al và Fe bị thụ động hoá)
=> HNO3 oxh hầu hết kim loại thường không giải phóng khí H2 mà tạo thành N2 hoặc các hợp chất của nitơ như N2O, NO2, NH4NO3,...
b) Tác dụng với phi kim
 0 +5 +6 +4
 S + 6HNO3(đ) --> H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
 0 +5 +4 +4
 C + 4HNO3(đ) --> H2CO3 + 4NO2 + H2O
 0 +5 +5 +4
 P + 5 HNO3(đ) --> H3PO4 + 5NO2 + H2O
- HNO3 đặc, nóng oxh 1 số pk ( đưa pk lên mức oxh cao nhất) và tạo thành khí NO2 màu nâu đỏ.
c/ Tác dụng với hợp chất
HNO3 đặc oxh được nhiều hợp chất vô cơ ( oxit, muối ) và hợp chất hữu cơ
 -2 +5 0 +2
3H2S + 2HNO3(l) --> 3 S + 2NO + 4H2O
 +2 +5 +3 +2
3FeO + 10HNO3(l) -->3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
- HNO3 là chất oxh mạnh: oxh nhiều đơn chất, hợp chất vô cơ và hữu cơ. Khả năng oxh của HNO3 là do trong d. d có NO3-, trong ntử N có số oxh cao nhất là +5. Tuỳ thuộc vào nồng độ của axit và độ mạnh yếu của chất khử mà HNO3 có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ
=> HNO3 là 1 axit mạnh và là chất oxh mạnh.
IV/ Ứng dụng:
* HS đọc SGK và rút ra được:
- Điều chế phân đạm
- Sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm,...
V/ Điều chế:
1/ Trong PTN:
NaNO3 + H2SO4 --> NaHSO4 + HNO3 
 KNO3 + H2SO4 --> KHSO4 + HNO3 
2/ Trong công nghiệp:
- Nguyên liệu: NH3, kk
- Phương pháp: 3 giai đoạn
a) Oxi hóa khí NH3 bằng oxi kk thành nitơ monooxit ( NO) ( t0= 850 - 9000C, xt; Pt )
 4NH3 + 5O2 --> 4NO + 6H2O rH = - 907 kJ
b) Oxi hóa NO thành nitơ đioxit ( NO2 ) bằng oxi kk ở điều kiện thường
2NO + O2 --> 2NO2 
c) NO2 t/d với nước và oxi tạo thành axit nitric
4NO2 + O2 + 2H2O --> 4HNO3 
B/ Muối nitrat
I/ Tính chất của muối nitrat
1/ Tính chất vật lý
- Tất cả muối nitrat đều dễ tan trong nước và là chất điện li mạnh
- 1 số muối nitrat dễ bị chảy rữa trong kk
2/ Tính chất hóa học
Phản ứng nhiệt phân
- Các muối nitrat của kl hoạt động mạnh ( Na, K,..) bị phân hủy tạo ra muối nitrit và oxi
 2KNO3 --> 2KNO2 + O2
- Các muối nitrat của kl hoạt động ( Mg, Zn, Fe, Pb, Cu.) bị phân hủy tạo ra oxit kl tương ứng, NO2 và O2
Cu(NO3)2 --> 2CuO + 4NO2 + O2
- Các muối nitrat của kl kém hoạt động( Ag, Hg, ..) bị phân hủy tạo thành kl tuơng ứng và NO2, O2
AgNO3 --> 2Ag + 2 NO2 + O2
3/ Nhận biết ion nitrat
3Cu + 8H+ + 2NO3- -->3Cu2+ + 2NO + 4H2O
 (d.d màu xanh)
2NO2 + O2 (kk) --> 2 NO2
 (màu nâu đỏ)
- Trong môi trường trung tính, muối nitrat không thể hiện tính oxh
- Trong môi trường axit, ion NO3- thể hiện tính oxh giống như HNO3.
Dựa vào pứ của Cu với ion NO3- trong môi trường axit, người ta nhận ra ion NO3- trong d.d
II/ Ứng dụng
- Làm phân bón ( phân đạm )
- Chế thuốc nổ đen
C/ Chu trình của nitơ trong tự nhiên
( HS xem hình 2. 10 và đọc SGK )
	Bước 4: Củng cố
Học sinh thực hiện bài tập SGK trang 55
	Bước 5: Nhận xét - dặn dò
Học bài ghi; Đọc SGK; hoàn tất các bài tập; xem trước bài 13. Luyện tập ( soạn bài )