Mg + HNO3 đặc: Mg + 4HNO3 ra muối, NO2 và nước
Lớp 11Hóa học

Mg + HNO3 đặc → Mg(NO3)2 + NO2 + H2O: cân bằng, hiện tượng, bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là: Mg + 4HNO3 (đặc) → Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O. Mg là chất khử (nhường 2e), HNO3 là chất oxi hoá (N+5 nhận 1e thành N+4 trong NO2). Phản ứng xảy ra ngay ở nhiệt độ thường, thấy Mg tan và có khí màu nâu đỏ thoát ra.

Phương trình hoá học Mg + HNO3 đặc

Mg + 4HNO3 (đặc) → Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

  • Điều kiện: dùng dung dịch HNO3 đặc; phản ứng xảy ra được ngay ở nhiệt độ thường, đun nóng thì phản ứng nhanh hơn.
  • Hiện tượng: mảnh Mg tan dần, có khí màu nâu đỏ (NO2) bay ra, dung dịch thu được không màu.
  • Phương trình ion thu gọn: Mg + 4H+ + 2NO3− → Mg2+ + 2NO2↑ + 2H2O

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

  1. Xác định số oxi hoá thay đổi: Mg0 → Mg+2; N+5 (trong HNO3) → N+4 (trong NO2).
  2. Viết quá trình:

    Mg0 → Mg+2 + 2e (quá trình oxi hoá)

    N+5 + 1e → N+4 (quá trình khử)
  3. Thăng bằng electron: nhân quá trình khử với 2 để số e nhường = số e nhận → 1 Mg ứng với 2 NO2.
  4. Đặt hệ số: Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2 + H2O. Cần 2 gốc NO3− tạo muối và 2 N làm NO2, nên tổng 4 HNO3.
  5. Cân bằng H và O: 4 H ở vế trái → 2H2O ở vế phải. Kiểm tra O: 12 = 6 + 4 + 2 ✓.

Vai trò của HNO3: trong 4 phân tử, chỉ 2 phân tử bị khử thành NO2, 2 phân tử còn lại làm môi trường (tạo muối). Đây là chỗ học sinh hay nhầm khi tính số mol chất oxi hoá.

So sánh Mg với HNO3 ở các nồng độ khác nhau

Axit Sản phẩm khử chính Phương trình
HNO3 đặc NO2 (nâu đỏ) Mg + 4HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
HNO3 loãng NO (hoá nâu trong không khí) 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
HNO3 rất loãng NH4NO3 (có thể kèm N2O, N2) 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Mẹo nhớ: axit càng loãng, kim loại mạnh (như Mg) càng khử N+5 xuống mức thấp hơn. Đặc → NO2 (+4); loãng → NO (+2); rất loãng → NH4+ (−3).

Những điểm dễ nhầm

  • Mg không bị thụ động hoá. Chỉ Al, Fe, Cr thụ động trong HNO3 đặc nguội. Mg vẫn tan bình thường nên không được viết “không phản ứng”.
  • Không tạo H2. HNO3 có tính oxi hoá mạnh do ion NO3−, nên sản phẩm khử là oxit của nitơ chứ không phải hiđro.
  • Quên H2O hoặc ghi hệ số HNO3 là 2 (chỉ tính phần tạo muối) là lỗi thường gặp.
  • Trong đề bài, nếu nói “HNO3 đặc, nóng, dư” thì vẫn viết sản phẩm là NO2.

Bài tập vận dụng

Bài 1. Cho 2,4 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO3 đặc, dư. Tính thể tích NO2 (đktc) và khối lượng muối thu được.

Giải: nMg = 2,4 : 24 = 0,1 mol. Theo phương trình, nNO2 = 2 × 0,1 = 0,2 mol → V = 0,2 × 22,4 = 4,48 lít. nMg(NO3)2 = 0,1 mol → m = 0,1 × 148 = 14,8 gam.

Bài 2. Hoà tan hoàn toàn m gam Mg trong HNO3 đặc, nóng, thu được 6,72 lít NO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tìm m và số mol HNO3 đã phản ứng.

Giải: nNO2 = 6,72 : 22,4 = 0,3 mol. Bảo toàn electron: 2nMg = nNO2 → nMg = 0,15 mol → m = 0,15 × 24 = 3,6 gam. nHNO3 = 4nMg = 0,6 mol (hoặc 2nMg + nNO2 = 0,3 + 0,3 = 0,6 mol).

Bài 3. Hệ số cân bằng (số nguyên, tối giản) của HNO3 trong phản ứng giữa Mg và HNO3 đặc là bao nhiêu?

Đáp án: 4, vì Mg + 4HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

Câu hỏi thường gặp

Mg tác dụng với HNO3 đặc nguội có bị thụ động không?

Không. Mg không bị thụ động hoá trong HNO3 đặc nguội, nó phản ứng bình thường tạo Mg(NO3)2, khí NO2 và nước. Chỉ Al, Fe, Cr mới thụ động.

Hiện tượng khi cho Mg vào HNO3 đặc là gì?

Mg tan dần, có khí màu nâu đỏ (NO2) thoát ra, dung dịch thu được không màu.

Vì sao Mg + HNO3 không giải phóng khí H2?

Vì ion NO3- trong môi trường axit có tính oxi hoá mạnh hơn H+, nên N+5 bị khử thành NO2, NO, N2O, N2 hoặc NH4+ chứ không tạo H2.

Mg + HNO3 loãng cho sản phẩm gì?

Thường tạo khí NO: 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Nếu axit rất loãng có thể tạo thêm NH4NO3, N2O hoặc N2.

Bài học liên quan