Phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2 là một ví dụ điển hình của phản ứng phân hủy trong hóa học. Khi đun nóng, magie nitrat (Mg(NO3)2) bị phân hủy thành magie oxit (MgO), nitơ đioxit (NO2) và oxi (O2). Dưới đây là phương trình phản ứng chi tiết, cùng với các ví dụ và bài tập liên quan.
Phương trình nhiệt phân Mg(NO3)2
Phương trình phản ứng nhiệt phân magie nitrat như sau:
2Mg(NO3)2 (r) → 2MgO (r) + 4NO2 (k) ↑ + O2 (k) ↑
- Mg(NO3)2: Magie nitrat, chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước.
- MgO: Magie oxit, chất rắn màu trắng, là một oxit bazơ.
- NO2: Nitơ đioxit, khí màu nâu đỏ, độc hại.
- O2: Oxi, khí không màu, duy trì sự cháy.
Điều kiện phản ứng:
- Nhiệt độ cao (nhiệt phân).
Cách thực hiện phản ứng:
- Nung nóng muối Mg(NO3)2 trong ống nghiệm hoặc bình chịu nhiệt.
Hiện tượng nhận biết:
- Xuất hiện khí màu nâu đỏ (NO2) thoát ra.
- Chất rắn còn lại sau phản ứng là MgO, có khối lượng giảm so với ban đầu.
Bạn cần lưu ý rằng, muối nitrat của các kim loại khác như kẽm (Zn), sắt (Fe), chì (Pb), đồng (Cu) cũng có phản ứng nhiệt phân tương tự, tạo thành oxit kim loại tương ứng, NO2 và O2.
Ví dụ minh họa và bài tập
Ví dụ 1: Sản phẩm thu được khi nhiệt phân Mg(NO3)2 là gì?
A. MgO, NO2, O2
B. Mg(NO2)2, O2
C. Mg, NO2, O2
D. Mg, N2, O2
Đáp án: A. MgO, NO2, O2
Giải thích: Theo phương trình phản ứng nhiệt phân đã nêu trên, sản phẩm của phản ứng là MgO, NO2 và O2.
Ví dụ 2: Tính thể tích khí (đktc) thoát ra khi nhiệt phân hoàn toàn 0,1 mol Mg(NO3)2.
A. 1,12 lít
B. 5,60 lít
C. 3,36 lít
D. 4,48 lít
Đáp án: B. 5,60 lít
Giải thích:
Theo phương trình phản ứng: 2Mg(NO3)2 → 2MgO + 4NO2 ↑ + O2 ↑
Từ 0,1 mol Mg(NO3)2, ta thu được 0,2 mol NO2 và 0,05 mol O2.
Tổng số mol khí thu được là: 0,2 + 0,05 = 0,25 mol.
Thể tích khí thu được ở đktc là: V = 0,25 * 22,4 = 5,6 lít.
Ví dụ 3: Chất nào sau đây khi nhiệt phân không thu được oxit kim loại?
A. Mg(NO3)2
B. Cu(NO3)2
C. NaNO3
D. Zn(NO3)2
Đáp án: C. NaNO3
Giải thích:
NaNO3 khi nhiệt phân tạo ra NaNO2 và O2, không tạo ra oxit kim loại. Các chất còn lại khi nhiệt phân đều tạo ra oxit kim loại tương ứng (MgO, CuO, ZnO).
Ứng dụng của phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2
Phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2 không có nhiều ứng dụng trực tiếp trong công nghiệp, nhưng nó quan trọng trong việc:
- Điều chế MgO: MgO là một chất có nhiều ứng dụng trong vật liệu xây dựng, y học (thuốc kháng axit), và công nghiệp luyện kim.
- Nghiên cứu khoa học: Phản ứng này được sử dụng để nghiên cứu về động học và cơ chế của các phản ứng phân hủy muối nitrat.
- Giáo dục: Là một thí nghiệm minh họa điển hình cho phản ứng phân hủy và tính chất của muối nitrat.
Lưu ý khi thực hiện phản ứng
- An toàn: Khí NO2 là khí độc, cần thực hiện phản ứng trong tủ hút hoặc nơi thoáng khí.
- Nhiệt độ: Cần kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn và tránh các phản ứng phụ không mong muốn.
- Thiết bị: Sử dụng các thiết bị chịu nhiệt phù hợp để đảm bảo an toàn trong quá trình thí nghiệm.
Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn thông tin chi tiết và hữu ích về phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2.
