Chuyên đề Axit nitric và muối nitrat 2023 hay, chọn lọc

Chuyên đề Axit nitric và muối nitrat

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

AXIT NITRIC

1. Cấu tạo phân tử

Công thức cấu tạo: $\begin{array}{l} O \\ / / \\ H - O - H \\ ↘ \\ O \end{array}$

Trong phân tử $H N O_{3}$ : N có số oxi hóa +5.

2. Tính chất vật lí

Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm, $D = 1, 53 g / c m^{3}$ , sôi ở $86 ° C$ .

Trong điều kiện thường, dung dịch có màu hơi vàng do $H N O_{3}$ bị phân hủy chậm thành $N O_{2}$ :

$4 H N O_{3} \overset{}{\to} 4 N O_{2} + 2 H_{2} O + O_{2}$

Phải đựng dung dịch $H N O_{3}$ trong bình tối màu.

3. Tính chất hoá học

$H N O_{3} \overset{}{\to} H^{+} + N O_{3}^{-} \to$ là axit mạnh.

$H \overset{+ 5}{N} O_{3} \to$ Số oxi hóa cao nhất nên chỉ có thể giảm $\to$ tính oxi hoá.

a. Tính axit: $H N O_{3}$ là axit mạnh

Làm quỳ tím hoá đỏ

Tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của các axit yếu Muối nitrat.

Ví dụ: $2 H N O_{3} + C u O \overset{}{\to} C u {(N O_{3})}_{2} + H_{2} O$

$2 H N O_{3} + C a {(O H)}_{2} \overset{}{\to} C a {(N O_{3})}_{2} + 2 H_{2} O$

$2 H N O_{3} + C a C O_{3} \overset{}{\to} C a {(N O_{3})}_{2} + C O_{2} + H_{2} O$

b. Tính oxi hóa

$H N O_{3}$ có số oxi hóa +5 có thể bị khử thành:

$\overset{0}{N_{2}}, \overset{+ 1}{N_{2}} O, \overset{+ 2}{N} O, \overset{+ 4}{N} O_{2}, \overset{- 3}{N} H_{4} N O_{3}$

tuỳ theo nồng độ $H N O_{3}$ và khả năng khử của chất tham gia.

Tác dụng với kim loại:

Oxi hoá hầu hết kim loại (trừ Au, Pt).

Chú ý: Fe, Al, Cr thụ động hoá với $H N O_{3}$ đặc, nguội.

Ví dụ:

$3 \overset{0}{C u} + 8 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (l o \cdot n g)} \overset{}{\to} 3 \overset{+ 2}{C u} {(N O_{3})}_{2} + 2 \overset{+ 2}{N} O + 4 H_{2} O$

$\overset{0}{C u} + 4 H \overset{+ 5}{N} O_{3} \overset{t °}{\to} 3 \overset{+ 2}{C u} {(N O_{3})}_{2} + 2 \overset{+ 4}{N} O_{2} + 2 H_{2} O$

Thường $H N O_{3}$ loãng tạo thành NO; $H N O_{3}$ đặc tạo thành $N O_{2}$ .

Tác dụng với phi kim

$H N O_{3}$ đặc, nóng oxi hóa được một số phi kim C, S, P,… giải phóng $N O_{2}$ .

Ví dụ: Khi đun nóng, $H N O_{3}$ đặc có thể oxi hóa một số phi kim lên mức oxi hóa cao nhất.

Thí nghiệm: $H N O_{3}$ đặc với C, S:

$\overset{0}{C} + 4 H \overset{+ 5}{N} O_{3} \overset{}{\to} \overset{+ 4}{C} O_{2} + 4 \overset{+ 4}{N} O_{2} + 2 H_{2} O$

$\overset{0}{S} + 6 H \overset{+ 5}{N} O_{3} \overset{}{\to} H_{2} \overset{+ 6}{S} O_{4} + 6 \overset{+ 4}{N} O_{2} + 2 H_{2} O$

Tác dụng với hợp chất

$H N O_{3}$ đặc oxi hoá nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

Ví dụ: Vải, giấy, mùn cưa, dầu thông… bị phá hủy khi tiếp xúc $H N O_{3}$ đặc.

Ví dụ:

$\overset{0}{F e} O + 4 H \overset{+ 5}{N} O_{3} \overset{}{\to} \overset{+ 3}{F e} {(N O_{3})}_{3} + \overset{+ 4}{N} O_{2} + 2 H_{2} O$

4. Điều chế

a. Trong phòng thí nghiệm

Cho tinh thể $N a N O_{3}$ (hoặc $K N O_{3}$ ) tác dụng với $H_{2} S O_{4}$ đặc, đun nóng.

$N a N O_{3 (r)} + H_{2} S O_{4 (®)} \overset{t °}{\to} H N O_{3} + N a H S O_{4}$

b. Trong công nghiệp

Sản xuất $H N O_{3}$ từ $N H_{3}$ , không khí: Gồm 3 giai đoạn

• Oxi hoá khí $N H_{3}$ bằng oxi không khí thành NO:

$4 \overset{- 3}{N} H_{3} + 5 O_{2} \overset{850 - 900 ° C}{\to} 4 \overset{+ 2}{N} O + 6 H_{2} O$

• Oxi hoá NO thành NO₂ bằng oxi không khí ở điều kiện thường

$2 N O + O_{2} \overset{}{\to} 2 N O_{2}$

• $N O_{2}$ tác dụng với nước và oxi không khí tạo $H N O_{3}$

Dung dịch $H N O_{3}$ có nồng độ 52 – 68%

Để $H N O_{3}$ có nồng độ cao hơn: Chưng cất với H₂SO₄ đậm đặc.

MUỐI NITRAT: $M {(N O_{3})}_{x}$

1. Tính chất của muối nitrat

a. Tính chất vật lí

Tất cả các muối nitrat đều tan trong nước và là chất điện li mạnh.

Ví dụ: $C a {(N O_{3})}_{2} \overset{}{\to} C a^{2 +} + 2 N O_{3}^{-}$

$K N O_{3} \overset{}{\to} K^{+} + N O_{3}^{-}$

b. Tính chất hoá học

Các muối nitrat đều kém bền bởi nhiệt, khi đun nóng ở nhiệt độ cao muối nitrat có tính oxi hóa mạnh.

Sản phẩm phân huỷ phụ thuộc vào bản chất của cation kim loại.

• Kim loại đứng trước Mg (trừ Ba) $\overset{t °}{\to}$ Muối nitrit + O₂

Ví dụ: $2 K N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 K N O_{2} + O_{2}$

Chú ý: $2 B a {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} 2 B a O + 4 N O_{2} + O_{2}$

• Từ Mg đến Cu $\overset{t °}{\to}$ Oxit kim loại + $N O_{2}$ + O₂

Ví dụ: $2 C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} 2 C u O + 4 N O_{2} + O_{2}$

• Kim loại sau Cu $\overset{t °}{\to}$ Kim loại + $N O_{2}$ + O₂

Ví dụ: $2 A g N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 A g + 2 N O_{2} + O_{2}$

2. Nhận biết ion nitrat

Sử dụng $C u + H_{2} S O_{4}$ (hoặc HCl):

$3 C u + 8 H^{+} + 2 N O_{3}^{-} \overset{}{\to} 3 C u^{2 +} + 2 N O + 4 H_{2} O$

Hiện tượng: Dung dịch thu được có màu xanh, khí không màu hóa nâu trong không khí thoát ra.

3. Ứng dụng

Các muối nitrat được sử dụng chủ yếu làm phân bón hóa học (phân đạm).

Kali nitrat ( $K N O_{3}$ ) được sử dụng để chế thuốc nổ đen.

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

I. AXIT NITRIC

1. Tính chất hóa học

Tính axit
- Làm đỏ quỳ tím
- Tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối
  - Ví dụ: $2 H N O_{3} + C u O \overset{}{\to} C u {(N O_{3})}_{2} + H_{2} O$

$2 H N O_{3} + C u {(O H)}_{2} \overset{}{\to} C u {(N O_{3})}_{2} + 2 H_{2} O$

$2 H N O_{3} + N a_{2} C O_{3} \overset{}{\to} 2 N a N O_{3} + C O_{2} ↑ + H_{2} O$

Tính oxi hóa mạnh: Oxi hóa hầu hết kim loại ( trừ Au, Pt), nhiều phi kim và hợp chất.

Sản phầm khử: $\underset{H N O_{3} ®}{\underset{⏟}{\overset{+ 4}{N} O_{2}}}; \underset{H N O_{3} (l)}{\underset{⏟}{\overset{+ 2}{N} O}}; \underset{H N O_{3} (l) + k l k, (C a, B a, M g, A l, Z n)}{\underset{⏟}{{\overset{+ 1}{N}}_{2} O; {\overset{0}{N}}_{2}; \overset{- 3}{N} H_{4} N O_{3}}}$

Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc, nguội.

Ví dụ:

$\overset{0}{C u} + 4 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (®Æc)} \overset{}{\to} \overset{+ 2}{C u} {(N O_{3})}_{2} + 2 \overset{+ 4}{N} O_{2} ↑ + 2 H_{2} O$

$\overset{0}{F e} + 4 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (loang)} \overset{}{\to} \overset{+ 3}{F e} {(N O_{3})}_{3} + \overset{+ 2}{N} O ↑ + 2 H_{2} O$

$\overset{0}{10 A l} + 36 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (l o a n g)} \overset{}{\to} 10 \overset{+ 3}{A l} {(N O_{3})}_{3} + 3 \overset{0}{N_{2}} + 18 H_{2} O$

$\overset{0}{4 M g} + 10 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (loang)} \overset{}{\to} \overset{+ 3}{4 M g} {(N O_{3})}_{2} + \overset{- 3}{N} H_{4} N O_{3} + 3 H_{2} O$

$\overset{0}{S} + 6 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (dac)} \overset{}{\to} H_{2} \overset{+ 6}{S} O_{4} + 6 \overset{+ 4}{N} O_{2} ↑ + 2 H_{2} O$

$\overset{+ 2}{3 F e O} + 10 H \overset{+ 5}{N} O_{3 (loang)} \overset{}{\to} 3 \overset{+ 3}{F e} {(N O_{3})}_{3} + \overset{+ 2}{N} O ↑ + 5 H_{2} O$

2. Điều chế

Trong phòng thí nghiệm

$N a N O_{3 (t i n h thÓ)} + H_{2} S O_{4 (®Æc)} \overset{}{\to} N a H S O_{4} + H N O_{3}$

Trong công nghiệp

$N H_{3} \overset{+ O_{2}}{\to} N O \overset{+ O_{2}}{\to} N O_{2} \overset{+ O_{2} + H_{2} O}{\to} H N O_{3}$

II. Muối nitrat

1. Phản ứng nhiệt phân

Dễ bị phân hủy bởi nhiệt:

$\underset{I}{\underset{⏟}{K, N a, C a,}} \underset{I I}{\underset{⏟}{M g, A l, Z n, F e, N i, S n, P b, C u,}} \underset{I I I}{\underset{⏟}{H g, A g, A u}}$

I: $2 K N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 K N O_{2} + O_{2}$

II: $2 C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} 2 C u O + 4 N O_{2} + O_{2}$

III: $2 A g N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 A g + 2 N O_{2} + O_{2}$

2. Nhận biết

Sử dụng: $C u + H_{2} S O_{4}$ (hoặc HCl)

$3 C u + 8 H^{+} + 2 N O_{3}^{-} \overset{}{\to} C u^{2 +} + 2 N O ↑ + 4 H_{2} O$

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Câu hỏi lí thuyết

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Viết các phương trình phản ứng thực hiện dãy chuyển hoá sau:

$B \to_{(1)}^{C u O, t °} A khÝ \to_{(2)}^{H_{2}} B \to_{(3)}^{O_{2}} C \to_{(4)}^{O_{2}} D \to_{(5)}^{O_{2} + H_{2} O} E \to_{(6)}^{N a O H} G \to_{(7)}^{t °} H r¾n$

Hướng dẫn giải

Sơ đồ hoàn chỉnh:

$N H_{3} \to_{(1)}^{C u O, t °} N_{2} \to_{(2)}^{H_{2}} N H_{3} \to_{(3)}^{O_{2}} N O \to_{(4)}^{O_{2}} N O_{2} \to_{(5)}^{O_{2} + H_{2} O} H N O_{3} \to_{(6)}^{N a O H} N a N O_{3} \to_{(7)}^{t °} N a N O_{2}$

Phương trình hóa học:

(1) $2 N H_{3} + 3 C u O \overset{t °}{\to} N_{2} + 3 C u + 3 H_{2} O$

(2) $N_{2} + 3 H_{2} \overset{t °, x t, p}{⇄} 2 N H_{3}$

(3) $4 N H_{3} + 5 O_{2} \overset{t °, p}{\to} 4 N O + 6 H_{2} O$

(4) $2 N O + O_{2} \overset{}{\to} 2 N O_{2}$

(5) $4 N O_{2} + O_{2} + 2 H_{2} O \overset{}{\to} 4 H N O_{3}$

(6) $H N O_{3} + N a O H \overset{}{\to} N a N O_{3} + H_{2} O$

(7) $2 N a N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 N a N O_{2} + O_{2}$

Ví dụ 2: Phương trình hóa học nào sau đây sai?

A. $2 A g N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 A g + 2 N O_{2} + O_{2}$

B. $2 C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} 2 C u O + 4 N O_{2} + O_{2}$

C. $4 N a N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 N a_{2} O + 4 N O_{2} + O_{2}$

D. $4 F e {(N O_{3})}_{3} \overset{t °}{\to} 2 F e_{2} O_{3} + 12 N O_{2} + 3 O_{2}$

Hướng dẫn giải

$N a N O_{3}$ là muối của kim loại đứng trước Mg nên bị nhiệt phân thành muối nitrit và oxi.

Vậy phương trình hóa học sai là: $4 N a N O_{3} \overset{t °}{\to} 2 N a_{2} O + 4 N O_{2} + O_{2}$

$\to$ Chọn C.

III. Bài tập tự luyện dạng 1

Câu 1: Dãy gồm các kim loại đều tác dụng với $H N O_{3}$ đặc, nguội là:

A. Cu, Ag, Zn, Al. B. Cu, Ag, Zn, Pb.

C. Fe, Sn, Zn, Al. D. Fe, Zn, Al, Pb.

Câu 2: Để phân biệt ba dung dịch loãng: $H N O_{3}, H C l, H_{2} S O_{4}$ , ta dùng

A. Fe và Al. B. Cu và $B a C l_{2}$ .

C. $B a C l_{2}$ và NaOH. D. $A g N O_{3}$ và KCl

Câu 3: Kim loại tác dụng $H N O_{3}$ không tạo ra

A. NO. B. N₂.

C. $N_{2} O_{5}$ . D. $N H_{4} N O_{3}$ .

Câu 4: Dung dịch axit nitric tinh khiết để ngoài ánh sáng lâu ngày sẽ chuyển dần sang màu

A. vàng. B. đen sẫm.

C. trắng đục. D. đỏ.

Câu 5: Để điều chế $H N O_{3}$ trong phòng thí nghiệm, các hoá chất cần sử dụng là

A. tinh thể $N a N O_{3}$ và $H_{2} S O_{4}$ đặc.

B. tinh thể $N a N O_{3}$ và HCl đặc.

C. dung dịch $N a N O_{3}$ và HCl đặc.

D. dung dịch $N a N O_{3}$ và $H_{2} S O_{4}$ đặc.

Câu 6: Khi cho C tác dụng với $H N O_{3}$ đặc, nóng ta thu được các sản phẩm là:

A. $C O_{2}, N O, H_{2} O .$ B. $C O, N O_{2}, H_{2} O .$

C. $N O_{2}, H_{2} O .$ D. $C O_{2}, N O_{2}, H_{2} O .$

Câu 7: Nhiệt phân hoàn toàn $M g {(N O_{3})}_{2}$ thu được các sản phẩm là:

A. $M g, N O_{2}, O_{2} .$ B. $M g O, N O_{2} .$

C. $M g O, N O_{2}, O_{2} .$ D. $M g {(N O_{2})}_{2}, O_{2} .$

Câu 8: Nhiệt phân hoàn toàn AgNO₃ thu được các sản phẩm là:

A. $M g, N O_{2}, O_{2} .$ . B. $A g, N O_{2}$ .

C. $A g_{2} O, N O_{2}$ D. $A g, N O_{2}, O_{2} .$

Câu 9: Để phân biệt ba dung dịch không màu: ${(N H_{4})}_{2} S O_{4}, N H_{4} C l$ và Na₂SO₄ đựng trong các lọ mất nhãn ta dùng

A. NaOH. B. $B a C l_{2}$ .

C. $B a {(O H)}_{2} .$ D. $A g N O_{3} .$

Câu 10: Cho Cu tác dụng với đặc tạo ra khí có đặc điểm nào sau đây?

A. Không màu.

B. Màu nâu đỏ.

C. Không hòa tan trong nước.

D. Có mùi khai.

Câu 11: Phương trình hóa học nào sau đây đúng?

A. $C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} C u + 2 N O_{2} + O_{2}$

B. $2 C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} 2 C u O + 4 N O_{2} + O_{2}$

C. $C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} C u {(N O_{2})}_{2} + O_{2}$

D. $C u {(N O_{3})}_{2} \overset{t °}{\to} C u O + 2 N O_{2}$

Câu 12: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau:

$\begin{array}{l} \overset{(2)}{\to} F e {(O H)}_{2} \overset{(3)}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} \overset{(4)}{\to} F e_{2} O_{3} \overset{(5)}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} \\ | \\ {(N H_{4})}_{2} C O_{3} \overset{(1)}{\to} N H_{3} \overset{(6)}{\to} C u \overset{(7)}{\to} N O \overset{(8)}{\to} N O_{2} \overset{(9)}{\to} H N O_{3} \overset{(10)}{\to} A l {(N O_{3})}_{3} \\ | \\ \overset{(11)}{\to} N H_{4} C l \overset{(12)}{\to} N H_{3} \overset{(13)}{\to} N H_{4} H S O_{4} \end{array}$

Câu 13: Viết phương trình hoá học thực hiện dãy chuyển hoá sau:

Chuyên đề Axit nitric và muối nitrat 2022 hay, chọn lọc (ảnh 1)

Dạng 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử của những phản ứng có sự tham gia của hoặc theo phương pháp thăng bằng ion – electron.

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Hoàn thành phương trình phản ứng sau theo phương pháp ion-electron:

$C u + N a N O_{3} + H C l$

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố để tìm chất oxi hóa và chất khử:

$\overset{0}{C u} + \overset{+ 5}{N} O_{3}^{-} + H^{+} \overset{}{\to} C u^{2 +} + \overset{+ 2}{N} O + H_{2} O$

Số oxi hóa của Cu tăng từ 0 lên +2 $\to$ Cu là chất khử.

Số oxi hóa của giảm từ +5 xuống +2 $\to$ Chất oxi hóa: $N O_{3}^{-} / H^{+}$

Bước 2: Viết quá trình oxi hóa – khử và cân bằng mỗi quá trình:

$3 \times | C u \overset{}{\to} C u^{2 +} + 2 e$

$2 \times | N O_{3}^{-} + 4 H^{+} + 3 e \overset{}{\to} N O + 2 H_{2} O$

Bước 3: Cân bằng phương trình.

Phương trình ion rút gọn: $3 C u + 2 N O_{3}^{-} + 8 H^{+} \overset{}{\to} 3 C u^{2 +} + 2 N O + 4 H_{2} O$

Phương trình phân tử:

$3 C u + 8 N a N O_{3} + 8 H C l \overset{}{\to} 3 C u {(N O_{3})}_{2} + 2 N O + 4 H_{2} O + 8 N a C l$

Chú ý: NO₃^– thể hiện tính oxi hóa trong môi trường axit.

IV. Bài tập tự luyện dạng 2

Bài tập cơ bản

Câu 1: Cho phương trình hóa học: $a A l + b H N O_{3} \overset{}{\to} c A l {(N O_{3})}_{3} + d N O + e H_{2} O$ . Tỉ lệ a : b là

A. 1 : 3. B. 2 : 3.

C. 2 : 5. D. 1 : 4.

Câu 2: Cho phản ứng: $F e O + H N O_{3} \overset{}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} + N O + H_{2} O$ . Hệ số của HNO₃ là

A. 8. B. 9.

C. 10. D. 11.

Bài tập nâng cao

Câu 3: Cho phản ứng: $M g + H N O_{3} \overset{}{\to} M g {(N O_{3})}_{2} + N O + N O_{2} + H_{2} O$ . Biết khi cân bằng tỉ lệ mol giữa NO và $N O_{2}$ là 1 : 2. Với hệ số các chất trong phương trình là các số nguyên, tối giản. Hệ số của chất oxi hóa và chất khử trong phản ứng trên lần lượt là

A. 16 : 5. B. 5 : 16.

C. 7 : 10. D. 10 : 7.

Câu 4: Cho phản ứng: $F e + H N O_{3} \overset{}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} + N_{x} O_{y} + H_{2} O$ . Sau khi cân bằng phương trình hóa học trên (hệ số nguyên, tối giản) thì hệ số của $H N O_{3}$ là

A. $3 x - 10 y .$ B. $12 x - y .$

C. $5 x - 2 y .$ D. 18x – 6y

Dạng 3: Hỗn hợp các kim loại, oxit kim loại tác dụng với dung dịch $H N O_{3}$

Phương pháp giải

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học.

Cách 2: Áp dụng bảo toàn electron:

$\sum n_{e c h o} = \sum n_{e nhan}$

Chú ý: Khi cho nhiều kim loại tác dụng với cùng một dung dịch $H N O_{3}$ cần nhớ: Kim loại càng mạnh tác dụng với dung dịch $H N O_{3}$ càng loãng thì $\overset{+ 5}{N}$ trong gốc $N O_{3}^{-}$ bị khử xuống mức oxi hoá càng thấp $\overset{+ 4}{N} O_{2}, \overset{+ 2}{N} O, {\overset{+ 1}{N}}_{2} O, {\overset{0}{N}}_{2}, \overset{- 3}{N} H_{4} N O_{3}$ hay $\overset{- 3}{N} H_{3}$ .

Ví dụ: Cho 11 gam hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch $H N O_{3}$ loãng, dư thì có 6,72 lít khí NO bay ra (đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Hướng dẫn giải

$n_{N O} = 0, 3 m o l$

Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp.

Khối lượng hỗn hợp là 11 gam nên:

$27 x + 56 y = 11 (1)$

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l} A l + 4 H N O_{3} \overset{}{\to} A l {(N O_{3})}_{3} + N O + 2 H_{2} O \\ x \to x m o l \end{array}$

$\begin{array}{l} F e + 4 H N O_{3} \overset{}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} + N O + 2 H_{2} O \\ y \to y m o l \end{array}$

Theo phương trình: $x + y = 0, 3 (2)$

Quá trình cho – nhận electron:

$\begin{array}{l} A l \overset{}{\to} A l^{+ 3} + 3 e N^{+ 5} + 3 e \overset{}{\to} N^{+ 2} \\ x \to 3 x m o l 0, 9 \leftarrow 0, 3 m o l \\ F e \overset{}{\to} F e^{+ 3} + 3 e \\ y \to 3 y m o l \end{array}$

Bảo toàn electron: $3 x + 3 y = 0, 9$

hay $x + y = 0, 3 (2)$

Từ (1) và (2) suy ra: x = 0,2 và y = 0,1

Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp bằng:

$m_{A l} = 0, 2.27 = 5, 4 g a m$

$m_{F e} = 0, 1.56 = 5, 6 g a m$

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp FeO và $F e_{2} O_{3}$ vào dung dịch $H N O_{3}$ đặc, dư thì thu được 0,224 lít khí $N O_{2}$ (đktc). Tính khối lượng muối $F e {(N O_{3})}_{3}$ tạo thành sau phản ứng.

Hướng dẫn giải

$n_{N O_{2}} = 0, 01 m o l$

Trong hỗn hợp chỉ có FeO phản ứng tạo thành chất khí.

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l} F e O + 4 H N O_{3} \overset{}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} + N O_{2} + 2 H_{2} O \\ 0, 01 \leftarrow 0, 01 \leftarrow 0, 01 m o l \end{array}$

Ta có: $m_{F e O} = 0, 01.72 = 0, 72 g a m$

$\to m_{F e_{2} O_{3}} = 2, 32 - 0, 72 = 1, 6 g a m \to n_{F e_{2} O_{3}} = 0, 01 m o l$

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l} F e_{2} O_{3} + 6 H N O_{3} \overset{}{\to} 2 F e {(N O_{3})}_{3} + 3 H_{2} O \\ 0, 01 \to 0, 02 m o l \end{array}$

Khối lượng muối thu được bằng: $0, 03.242 = 7, 26 g a m$

Chú ý: $N O_{3}^{-}$ thể hiện tính oxi hóa trong môi trường axit.

V. Bài tập tự luyện dạng 3

Bài tập cơ bản

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe vào dung dịch $H N O_{3}$ loãng thì thu được 0,448 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là

A. 5,60. B. 11,20.

C. 0,56. D. 1,12.

Câu 2: Khi cho 3 gam hỗn hợp Cu và Al tác dụng với $H N O_{3}$ đặc, dư, đun nóng sinh ra 4,48 lít khí $N O_{2}$ ở đktc (sản phẩm khử duy nhất). Phần trăm khối lượng kim loại Cu trong hỗn hợp là

A. 55,7%. B. 45,5%.

C. 56,0%. D. 47,0%.

Bài tập nâng cao

Câu 3: Cho 60 gam hỗn hợp Cu và CuO tan hết trong 3 lít dung dịch $H N O_{3}$ 1M, thu được 13,44 lít khí NO (ở đktc). Tính phần trăm khối lượng của Cu trong hỗn hợp và nồng độ mol của axit trong dung dịch thu được (coi thể tích không đổi trong quá trình phản ứng).

ĐÁP ÁN

Dạng 1: Câu hỏi lí thuyết

1 – B	2 – B	3 – C	4 – A	5 – A	6 – D	7 – C	8 – D	9 – C	10 – B
11 – B

Câu 12: Phương trình hóa học:

$(1) {(N H_{4})}_{2} C O_{3} \overset{t °}{\to} 2 N H_{3} + C O_{2} + H_{2} O$

$(2) 2 N H_{3} + 2 H_{2} O + F e C l_{2} \overset{}{\to} F e {(O H)}_{2} ↓ + 2 N H_{4} C l$

$(3) F e {(O H)}_{2} + 4 H N O_{3 (®Æc)} \overset{t °}{\to} F e {(N O_{3})}_{3} + N O_{2} ↑ + 3 H_{2} O$

hay $3 F e {(O H)}_{2} + 10 H N O_{3 (loang)} \overset{t °}{\to} 3 F e {(N O_{3})}_{3} + N O ↑ + 8 H_{2} O$

$(4) 4 F e {(N O_{3})}_{3} \overset{t °}{\to} 2 F e_{2} O_{3} + 12 N O_{2} ↑ + 3 O_{2} ↑$

$(5) F e_{2} O_{3} + 6 H N O_{3} \overset{}{\to} 2 F e {(N O_{3})}_{3} + 3 H_{2} O$

$(6) 2 N H_{3} + 3 C u O \overset{t °}{\to} N_{2} + 3 C u ↓ + 3 H_{2} O$

$(7) 3 C u + 8 H N O_{3 (lo·ng)} \overset{}{\to} 3 C u {(N O_{3})}_{2} + 2 N O ↑ + 4 H_{2} O$

$(8) 2 N O + O_{2} \overset{}{\to} 2 N O_{2}$

$(9) 4 N O_{2} + O_{2} + 2 H_{2} O \overset{}{\to} 4 H N O_{3}$

$(10) A l_{2} O_{3} + 6 H N O_{3} \overset{}{\to} 2 A l {(N O_{3})}_{3} + H_{2} O$

$(11) N H_{3} + H C l \overset{}{\to} N H_{4} C l$

$(12) N H_{4} C l + N a O H \overset{}{\to} N a C l + N H_{3} ↑ + H_{2} O$

$(13) N H_{3} + H_{2} S O_{4} \overset{}{\to} N H_{4} H S O_{4}$

Câu 13: Phương trình hóa học:

$(1) N_{2 (k)} + 3 H_{2 (k)} \overset{t °, p, x t}{⇄} 2 N H_{3 (k)}$

$(2) N H_{3} + H N O_{3} \overset{}{\to} N H_{4} N O_{3}$

$(3) N H_{4} N O_{3} + N a O H \overset{}{\to} N H_{3} + N a N O_{3} + H_{2} O$

$(4) N_{2} + O_{2} \overset{3000 ° C}{\to} 2 N O$

$(5) 2 N O + O_{2} \overset{}{\to} 2 N O_{2}$

$(6) 4 N O_{2} + O_{2} + 2 H_{2} O \overset{}{\to} 4 H N O_{3}$

$(7) 4 H N O_{3 (®Æc)} + C u \overset{}{\to} C u {(N O_{3})}_{2} + 2 N O_{2} + 2 H_{2} O$

$(8) H N O_{3} + N H_{3} \overset{}{\to} N H_{4} N O_{3}$

Dạng 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử của những phản ứng có sự tham gia của $H N O_{3}$ hoặc $N O_{3}^{-}$ theo phương pháp thăng bằng ion – electron.

1 – D

2 – C

3 – A

4 – D

Dạng 3: Hỗn hợp các kim loại, oxit kim loại tác dụng với dung dịch $H N O_{3}$

Câu 1: Chọn D.

Câu 2: Chọn A.

Câu 3:

Ta có: $n_{N O} = 0, 6 m o l; n_{H N O_{3} b d} = 3 m o l$

Phương trình hóa học:

$3 C u + 8 H N O_{3} \overset{}{\to} 3 C u {(N O_{3})}_{2} + 2 N O + 4 H_{2} O (1)$

$C u O + 2 H N O_{3} \overset{}{\to} C u {(N O_{3})}_{2} + H_{2} O (2)$

Theo phương trình (1): $n_{C u} = \frac{3}{2} n_{N O} = \frac{3}{2} .0, 6 = 0, 9 m o l \to m_{C u} = 0, 9.64 = 57, 6 g a m$

$n_{H N O_{3} (1)} = 4 n_{N O} = 2, 4 m o l$

Phần trăm khối lượng Cu trong hỗn hợp ban đầu bằng: $\frac{57, 6}{60} .100 % = 96 %$

Ta có: $m_{C u O} = 60 - m_{C u} = 60 - 57, 6 = 2, 4 g a m \to n_{C u O} = \frac{2, 4}{80} = 0, 03 m o l$

Theo phương trình (2): $n_{H N O_{3} (2)} = 2 n_{C u O} = 0, 06 m o l$

Tổng số mol $H N O_{3}$ phản ứng là: $2, 4 + 0, 06 = 2, 46 m o l$

$\to$ Số mol $H N O_{3}$ dư bằng: $3 - 2, 46 = 0, 54 m o l$

Nồng độ axit dư trong dung dịch sau phản ứng bằng: $C_{M} = \frac{0, 54}{3} = 0, 18 M$

Xem thêm

Bài liên quan:

Leave a Comment Hủy