Hiện tượng khí không màu Hóa Nâu Trong Không Khí là một kiến thức quan trọng trong hóa học, đặc biệt liên quan đến các phản ứng của kim loại với axit nitric (HNO3). Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về hiện tượng này, dấu hiệu nhận biết, các ví dụ minh họa và bài tập vận dụng.
Khí Không Màu Hóa Nâu Trong Không Khí Là Gì?
Khí không màu hóa nâu trong không khí là khí NO (Nitơ monoxit). Khí NO không màu, nhưng khi tiếp xúc với oxy trong không khí, nó phản ứng nhanh chóng để tạo thành khí NO2 (Nitơ dioxit) có màu nâu đỏ.
Phản ứng hóa học của khí NO trong không khí tạo thành khí NO2 màu nâu đỏ, minh họa hiện tượng khí không màu biến thành khí màu nâu.
Dấu Hiệu Nhận Biết
Dấu hiệu nhận biết khí NO là:
- Ban đầu không màu: Khí mới sinh ra không có màu.
- Hóa nâu khi tiếp xúc với không khí: Khi ra ngoài không khí, khí này nhanh chóng chuyển sang màu nâu đỏ.
- Không tan trong nước.
NO thường được tạo ra khi cho kim loại yếu (ví dụ: đồng, bạc) phản ứng với axit HNO3 loãng.
Các Khí Liên Quan Đến Nitơ
Để hiểu rõ hơn về khí NO, chúng ta cũng cần phân biệt nó với các khí khác chứa nitơ:
- N2O (Đinitơ oxit): Chất khí, không màu, không hóa nâu trong không khí. N2O còn được gọi là “khí cười” vì nó có tác dụng gây cười và kích thích dây thần kinh cảm xúc.
- NO2 (Nitơ đioxit): Khí màu nâu đỏ, mùi xốc, rất độc. NO2 là oxit axit, tương ứng với hai axit HNO3 và HNO2.
- N2 (Nitơ): Khí không màu, không mùi, không vị, không duy trì sự cháy và sự hô hấp.
Phản Ứng Tạo Ra Khí NO
Phản ứng phổ biến nhất tạo ra khí NO là khi kim loại tác dụng với HNO3 loãng:
3Cu + 8HNO3 (loãng) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2OTrong phản ứng này, khí NO sinh ra không màu, nhưng ngay lập tức phản ứng với oxy trong không khí:
2NO + O2 → 2NO2Khí NO2 tạo thành có màu nâu đỏ, làm cho hỗn hợp khí có màu nâu.
Bài Tập Vận Dụng Liên Quan
Dưới đây là một số bài tập vận dụng liên quan đến khí không màu hóa nâu trong không khí:
Câu 1. Trong phòng thí nghiệm, dung dịch HNO3 để lâu thường ngả sang màu vàng là do:
A. HNO3 tan nhiều trong nước.
B. Khi để lâu, HNO3 bị khử bởi các chất của môi trường.
C. Dung dịch HNO3 có tính oxi hóa mạnh.
D. Dung dịch HNO3 bị phân hủy một phần tạo thành một lượng nhỏ NO2.
Đáp án: D
Hình ảnh minh họa dung dịch axit nitric (HNO3) đặc để lâu ngày bị phân hủy tạo ra NO2, làm dung dịch có màu vàng.
Câu 2. Cho kim loại Cu tác dụng với HNO3 đặc, hiện tượng quan sát được là:
A. Khí màu nâu bay lên, dung dịch chuyển màu xanh.
B. Khí không màu bay lên, dung dịch chuyển màu xanh.
C. Khí không màu bay lên, dung dịch có màu nâu.
D. Khí thoát ra không màu hóa nâu trong không khí, dung dịch chuyển sang màu xanh.
Đáp án: A
Giải thích: Với HNO3 đặc, sản phẩm khử là NO2 (màu nâu đỏ). Phương trình phản ứng:
Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2OCâu 3. Cho Cu tác dụng với dung dịch HNO3 loãng tạo ra khí A không màu hóa nâu ngoài không khí. Khí A là:
A. NO2
B. NO
C. N2
D. N2O
Đáp án: B
Câu 4. Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 thấy sinh ra 0,1 mol NO là sản phẩm khử duy nhất của HNO3 và còn lại 1,6 gam Fe không tan. Giá trị của m là:
A. 7,2 gam
B. 5,6 gam
C. 10 gam
D. 8,4 gam
Đáp án: C
Giải thích:
- Fe dư nên muối tạo thành là Fe(NO3)2
- Số mol Fe phản ứng = (m – 1,6)/56
- Quá trình cho nhận e:
- Fe → Fe+2 + 2e
- N+5 + 3e → N+2 (NO)
- Áp dụng định luật bảo toàn electron: 2*(m-1,6)/56 = 3*0,1 => m = 10 gam
Kết Luận
Hiện tượng khí không màu hóa nâu trong không khí là một ví dụ điển hình về tính chất hóa học của nitơ và các hợp chất của nó. Việc nắm vững kiến thức này giúp học sinh hiểu rõ hơn về các phản ứng oxi hóa khử trong hóa học vô cơ và giải quyết các bài tập liên quan một cách dễ dàng. Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích và cần thiết.
