Chào các em học sinh thân mến! Cô rất vui được cùng các em tìm hiểu về một axit đặc biệt và thú vị trong chương trình Hóa học lớp 9 của chúng ta, đó chính là axit nitric (\(\text{HNO}_3\)). Để trả lời các câu hỏi này, chúng ta cần nhớ lại tính chất hóa học đặc trưng của \(\text{HNO}_3\) là một axit có tính oxi hóa mạnh, không giống như các axit thông thường khác như \(\text{HCl}\) hay \(\text{H}_2\text{SO}_4\) loãng.

Chúng ta hãy cùng giải quyết từng câu hỏi một nhé!

1. \(\text{HNO}_3\) loãng không tác dụng với những kim loại nào?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần nhớ rằng \(\text{HNO}_3\) là một axit có tính oxi hóa rất mạnh. Nó có khả năng tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ vàng và platin), kể cả những kim loại đứng sau hiđro trong dãy hoạt động hóa học.

Giải thích:

• Các axit thông thường như \(\text{HCl}\), \(\text{H}_2\text{SO}_4\) loãng chỉ tác dụng với các kim loại đứng trước hiđro để giải phóng khí \(\text{H}_2\).
• Tuy nhiên, \(\text{HNO}_3\) loãng có tính oxi hóa mạnh, do nguyên tố Nitơ trong nhóm \(\text{NO}_3^-\) có số oxi hóa cao nhất (\(+\text{V}\)). Khi tác dụng với kim loại, \(\text{HNO}_3\) sẽ bị khử xuống các số oxi hóa thấp hơn của Nitơ (ví dụ: \(\text{NO}\), \(\text{N}_2\text{O}\), \(\text{N}_2\), \(\text{NH}_4\text{NO}_3\)…) chứ không tạo ra khí \(\text{H}_2\). Vì vậy, nó có thể tác dụng với cả những kim loại yếu đứng sau hiđro như \(\text{Cu}\), \(\text{Ag}\), \(\text{Hg}\)…

Kết luận:

\(\text{HNO}_3\) loãng không tác dụng với các kim loại có tính khử rất yếu (hay còn gọi là kim loại quý) là vàng (\(\text{Au}\)) và platin (\(\text{Pt}\)).

2. \(\text{HNO}_3\) đặc nguội không tác dụng với những kim loại nào?

Đối với \(\text{HNO}_3\) đặc nguội, có một hiện tượng rất đặc biệt mà chúng ta cần lưu ý, đó là hiện tượng “thụ động hóa”.

Giải thích:

• Khi một số kim loại tiếp xúc với \(\text{HNO}_3\) đặc nguội, trên bề mặt kim loại sẽ hình thành một lớp oxit rất bền, dày đặc và không thấm khí, ngăn cản kim loại tiếp xúc với axit. Lớp oxit này bảo vệ kim loại khỏi bị oxi hóa tiếp tục. Hiện tượng này được gọi là sự thụ động hóa.
• Các kim loại bị thụ động hóa bởi \(\text{HNO}_3\) đặc nguội bao gồm nhôm (\(\text{Al}\)), sắt (\(\text{Fe}\)) và crom (\(\text{Cr}\)).
• Ngoài ra, những kim loại quý như vàng (\(\text{Au}\)) và platin (\(\text{Pt}\)) thì bản thân chúng đã không phản ứng với \(\text{HNO}_3\) loãng hay đặc nguội.

Kết luận:

\(\text{HNO}_3\) đặc nguội không tác dụng với các kim loại nhôm (\(\text{Al}\)), sắt (\(\text{Fe}\)), crom (\(\text{Cr}\)) do hiện tượng thụ động hóa, và không tác dụng với vàng (\(\text{Au}\)), platin (\(\text{Pt}\)) vì chúng là những kim loại rất kém hoạt động.

3. \(\text{HNO}_3\) đặc nóng không tác dụng với những kim loại nào?

Khi ở điều kiện đặc nóng, \(\text{HNO}_3\) trở thành một tác nhân oxi hóa cực kỳ mạnh mẽ. Tính oxi hóa của nó còn mạnh hơn cả khi loãng hoặc đặc nguội.

Giải thích:

• Với tính oxi hóa mạnh mẽ của \(\text{HNO}_3\) đặc nóng, lớp màng oxit bảo vệ trên bề mặt các kim loại như \(\text{Al}\), \(\text{Fe}\), \(\text{Cr}\) (do hiện tượng thụ động hóa ở điều kiện đặc nguội) sẽ bị phá hủy. Do đó, các kim loại này sẽ phản ứng mạnh mẽ với \(\text{HNO}_3\) đặc nóng. Thường sản phẩm khử là khí \(\text{NO}_2\) có màu nâu đỏ.
• Ví dụ: \[\text{Fe} + 6\text{HNO}_{3\text{ (đặc, nóng)}} \rightarrow \text{Fe}(\text{NO}_3)_3 + 3\text{NO}_2 \uparrow + 3\text{H}_2\text{O}\]
• Vậy thì, chỉ còn lại những kim loại có tính khử cực kỳ yếu, tức là những kim loại quý nhất, mới không thể phản ứng.

Kết luận:

\(\text{HNO}_3\) đặc nóng không tác dụng với các kim loại vàng (\(\text{Au}\)) và platin (\(\text{Pt}\)). Đây là những kim loại rất quý và trơ về mặt hóa học, chúng chỉ có thể hòa tan trong nước cường toan (hỗn hợp của \(\text{HNO}_3\) và \(\text{HCl}\) đặc theo tỉ lệ mol 1:3).

Cô hy vọng với phần giải thích chi tiết này, các em đã hiểu rõ hơn về tính chất của axit nitric khi tác dụng với các kim loại trong những điều kiện khác nhau. Đây là một phần kiến thức rất quan trọng và thường gặp trong các bài kiểm tra đó các em!