Phân loại bài tập hóa học phần nitơ và các hợp chất của nitơ trong chương trình hóa học 11 nâng cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐINH THỊ HUYỀN PHÂN LOẠI BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 11 NÂNG CAO GVHD: Ths VŨ VĂN TÙNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÓA THANH HÓA, THÁNG NĂM 2017 MỤC LỤC MỞ ĐẤU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Cơ sở lý thuyết phần nitơ hợp chất nitơ II Cơ sở phân loại tập hóa học phần nitơ hợp chất nitơ 10 CHƯƠNG II HỆ THỐNG BÀI TẬP HOÁ HỌC PHẦN NITƠ VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ 15 Chủ đề 1: Bài tập lý thuyết nitơ 15 Chủ đề 2: Nhận biết, tách, tinh chế, điều chế chất Hồn thành sơ đồ, phương trình phản ứng 18 Chủ đề 3: Bài tập amoniac muối amoni 21 Dạng 1: Amoniac khử oxit kim loại 21 Dạng 2: Amoniac hòa tan hiđroxit kết tủa 25 Dạng 3: Bài tập phản ứng tổng hợp, phân hủy amoniac 28 Dạng 4: Muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm 32 Dạng 5: Nhiệt phân muối amoni 34 Chủ đề 4: Bài tập axit nitric 37 Dạng 1: Axit nitric tác dụng với kim loại 37 Dạng 3: Axit nitric tác dụng với oxit kim loại 50 Dạng 4: Axit nitric tác dụng với hợp chất có tính khử 53 Chủ đề 5: Bài tập muối nitrat 57 Dạng 1: Tính oxi hóa ion NO3- môi trường axit bazơ 58 Dạng 2: Bài tập nhiệt phân muối nitrat 63 KẾT LUẬN 66 Kết luận 66 Tài liệu tham khảo 67 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong hệ thống phương pháp dạy học Hóa học trường THPT tập hóa học xem phương pháp quan trọng để nâng cao chất lượng môn Đây phương pháp tích cực học sinh THPT Khi dạy học hóa học trường THPT nhiệm vụ trí dục quan trọng mơn hình thành cho học sinh khái niệm Ngoài việc giáo dục hình thành phát triển cho học sinh kĩ năng, kĩ xảo học tập môn làm thí nghiệm, giải tập Hóa học quan trọng nhằm nâng cao chất lượng môn hình thành học sinh giới quan khoa học Hiện chương trình Hóa học trường THPT tập Hóa học phong phú đa dạng nội dung hình thức Việc giải tập học sinh thường gặp khó khăn mà giáo viên thường thiếu kĩ phân loại tập Muốn giải tập Hóa học bước phân loại tập việc làm quan trọng từ tìm phương pháp cho dạng Việc phân loại tập Hóa học giúp học sinh nắm bắt loại tập tìm hướng giải nhanh nhất, tốt cho dạng tập Khi phân loại tập cách có hệ thống có phương pháp hợp lý để giải chúng hiệu giải tập học sinh nâng lên rõ rệt từ nâng cao hiệu chất lượng dạy học mơn Điều khơng có ý nghĩa giáo viên Hóa học THPT mà cịn có vai trị lớn học sinh Trên quan điểm với mong muốn xây dựng hệ thống tập hóa học có chất lượng tốt, góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học phổ thơng, phù hợp với việc đổi phương pháp dạy học, chọn đề tài “Phân loại tập Hóa học phần nitơ hợp chất nitơ chương trình Hóa học 11 nâng cao” Mục đích nghiên cứu - Tuyển chọn xây dựng hệ thống dạng tập phần Nitơ - Phát triển, nâng cao chất lượng tập hóa học trường Trung học phổ thơng Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu lí luận tập Hóa học - Phân loại phương pháp giải tập Hóa học phần Nitơ hợp chất Nitơ dùng dạy học trường THPT - Nghiên cứu cách sử dụng dạng tập Hóa học phần nitơ dạy học Khách thể đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học hố học trường Trung học phổ thông - Đối tượng nghiên cứu: Các dạng tập hóa học phần nitơ Giả thuyết khoa học Việc phân loại dạng tập Hóa học phù hợp đạt hiệu cao tiền đề cho việc phát triển lực trí tuệ học sinh giáo viên sử dụng linh hoạt hợp lý hệ thống dạng tập Hóa học theo mức độ trình độ tư học sinh Phạm vi nghiên cứu - Phân loại phương pháp giải dạng tập Hóa học phần Nitơ dùng dạy học trường THPT Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp quan sát - Phương pháp tìm hiểu đối tượng học sinh - Phương pháp nghiên cứu tổng hợp - Phương pháp hệ thống hóa kiến thức phân loại xây dựng hệ thống tập CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Cơ sở lý thuyết phần nitơ hợp chất nitơ A Nitơ Cấu tạo phân tử - Công thức electron : : N :::N : - Công thức cấu tạo : : N ≡ N : Tính chất hố học - Nitơ có số oxi hoá : -3 +1 +2 +3 +4 +5 tính oxi hố tính khử - N2 có số oxi hố nên vừa thể tính oxi hố tính khử - Nitơ có EN ≡ N = 946 kJ/mol, nhiệt độ thường nitơ trơ mặt hóa học nhiệt độ cao hoạt động - Nitơ thể tính oxi hóa tính khử, tính oxi hóa đặc trưng 2.1 Tính oxi hóa a Tác dụng với hiđro: Ở nhiệt độ cao (400oC), áp suất cao có xúc tác : N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 ΔH = - 92kJ b Tác dụng với kim loại: 6Li + N2 ⇌ 2Li3N 3Mg + N2 ⇌ Mg3N2 2.2 Tính khử - Ở nhiệt độ 3000oC (hoặc hồ quang điện): +2 N2 + O2 ⇌ 2NO ΔH=180KJ - Khí NO khơng bền: 2NO + O2 ⇌ 2NO2 - Các oxit khác N2O, N2O3, N2O5 không điều chế trực tiếp từ nitơ oxi 2.3 Điều chế a Trong công nghiệp: - Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng, thu nitơ -1960C, vận chuyển bình thép, nén áp suất 150 atm b Trong phịng thí nghiệm: - Đun dung dịch bão hòa muối amoni nitrit (Hỗn hợp NaNO2 NH4Cl): 𝑡𝑜 NH4NO2 → N2 + 2H2O B Oxit nitơ Đinitơ oxit (khí cười): N2O Cơng thức cấu tạo: N≡N →O Nitơ oxit: NO Công thức cấu tạo: N ═ O Điều chế: Cu + HNO3 loãng → Cu(NO3)2 + NO + H2O Hoặc 𝑡 𝑜 ,𝑃𝑡 NH3 + O2 → NO + H2O Nitơ đioxit: NO2 (màu nâu, độc) Công thức cấu tạo: O – N ═ O Điều chế: Cu + HNO3 đặc, nóng → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O Đinitơ pentoxit: N2O5 Công thức cấu tạo: O = N – O – N = O ↓ ↓ O O 𝑑𝑘𝑡 Điều chế: HNO3 + P2O5 → HPO3 + N2O5 C Amoniac muối amoni Cấu tạo phân tử - CT e: H : N : H H - CTCT: H – N – H H Tính chất hố học 2.1 Tính bazơ yếu a Tác dụng với nước - Dựa vào tính chất hóa chung bazơ - Dựa vào thuyết axít – bazơ bronxted viết phương trình điện li NH3 nước Trong dung dịch NH3 bazơ yếu, 250C, Kb = 1,8 10-5 NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OHb Tác dụng với axít: Tạo thành muối amoni Ví dụ: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 NH3 + H+ → NH4+ NH3(k) + HCl(k) → NH4Cl(r ) → Phản ứng dùng để nhận biết khí NH3 c Tác dụng với dung dịch muối nhiều kim loại , tạo kết tủa hiđroxit chúng Ví dụ: Al3+ + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3 + 3NH4+ 2Fe + 2NH3 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2NH4+ 2.2 Khả tạo phức Dung dịch amoniac có khả hịa tan hiđroxit hay muối tan số kim loại, tạo thành dung dịch phức chất Ví dụ : * Với Cu(OH)2: Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 - Phương trình ion: Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OHMàu xanh thẫm * Với AgCl: AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2] Cl AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + Cl2.3 Tính khử - Amoniac có tính khử: phản ứng với oxi, clo khử số oxit kim loại (Nitơ có số oxi hóa từ -3 đến 0, +2 ) a Tác dụng với oxi - Amoniac cháy khơng khí với lửa màu lục nhạt: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O - Khi có xúc tác hợp kim platin iriđi 850 – 9000C: 4NH3 +5O2 → 4NO + 6H2O b Tác dụng với clo - Khí NH3 tự bốc cháy khí Clo tạo lửa có khói trắng: 2NH3 + 3Cl2 → N2 + 6HCl - Khói trắng hạt NH4Cl sinh khí HCl vừa tạo thành hóa hợp với NH3 c Tác dụng với số oxit kim loại: - Khi đun nóng, NH3 khử oxit số kim loại thành kim loại 𝑡𝑜 Ví dụ: 2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O Điều chế 3.1 Trong phịng thí nghiệm - Cho muối amoni tác dụng với kiềm nóng : 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 + 2H2O - Đun nóng dung dịch amoniac đặc 3.2 Trong cơng nghiệp N2(k) + 3H2(k) ⇌ 2NH3 ∆H = - 92 kJ Muối Amoni 4.1 Tính chất vật lí - Là hợp chất tinh thể ion, phân tử gồm cation NH4+ anion gốc axit - Muối amoni dễ tan nước tan điện ly hoàn toàn thành ion Ví dụ: NH4Cl → NH4+ + Cl-; Ion NH4+ khơng có màu 4.2 Tính chất hố học a Phản ứng thuỷ phân Tạo mơi trường có tính axit làm quỳ tím hố đỏ NH4+ + HOH → NH3 + H3O+ (Tính axit) b Phản ứng trao đổi ion Ví dụ: (NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3↑ + Na2SO4 + 2H2O (1) NH4+ + OH-→ NH3↑ +H2O NH4Cl +AgNO3 → AgCl↓ + NH4NO3 (2) c Phản ứng nhiệt phân Khi đun nóng muối amoni dễ bị nhiệt phân, tạo thành sản phẩm khác Muối amoni tạo axít khơng có tính oxi hóa: Khi đun nóng bị phân hủy thành amoniac axit NH4Cl(r ) ⇌ NH3(k) + HCl(k) Ví dụ: (NH4)2CO3 → NH3 + NH4HCO3 NH4HCO3 → NH3 +CO2 + H2O Muối tạo axít có tính oxi hóa: - Như axit nitrơ, axit nitric bị nhiệt phân cho N2 N2O nước NH4NO2 → N2 + 2H2O Ví dụ: NH4NO3 → N2O + 2H2O -Về nguyên tắc: tuỳ thuộc vào axit tạo thành mà NH3 bị oxi hố thành sản phẩm khác D Axit nitric Cấu tạo phân tử - CTPT: HNO3 - CTCT : H – O – N → O ║ O - Nitơ có hóa trị IV số oxi hố +5 Tính chất hố học 2.1 Tính axit - Là axit mạnh, dung dịch điện li hoàn toàn: HNO3 → H+ + NO3- Dung dịch axit HNO3 có đầy đủ tính chất dung dịch axit: Tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối 2.2.Tính oxi hóa Vì HNO3, N có số oxi hóa cao +5, nên thể tính oxi hóa mạnh phản ứng oxi hóa – khử a Tác dụng với kim loại - HNO3 oxi hóa hầu hết kim loại (trừ vàng platin) khơng giải phóng khí H2 mà giải phóng N2O, NO, NO2, NH4+, N2, ion NO3- có khả oxi hố - Sản phẩm khử phụ thuộc vào nồng độ HNO3 chất chất khử + HNO3 đặc bị khử đến NO2 Cu + 4HNO3(đ) → Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O + HNO3 loãng bị khử đến NO 3Cu + 8HNO3(l) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + Kim loại có tính khử mạnh sản phẩm khử NH3 (NH4NO3) 4Zn + 10HNO3(l) → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O - Nếu kim loại Fe phản ứng với HNO3: + HNO3 dư → tạo muối Fe3+: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O + Kim loại dư → tạo muối Fe2+: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 - Fe, Al bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc, nguội b Tác dụng với phi kim - Khi đun nóng HNO3 đặc tác dụng với C, P, S 10 dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 4,2 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m? A 12g B 13,5g C 15,2g D 13,92g Bài 5: Nung nóng m gam bột sắt ngồi khơng khí, sau phản ứng thu 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hòa tan hết X dung dịch HNO3 lỗng thu 5,6 lít hỗn hợp khí Y gồm NO NO2 có tỉ khối so với H2 19 Thể tích HNO3 1M dùng? A lít B lít C 1,15 lít D 1,5 lít Dạng 3: Axit nitric tác dụng với hợp chất có tính khử Chú ý: Hợp chất chủ yếu muối sulfua Một số định luật giải nhanh tốn dạng Định luật bảo tồn điện tích Trong dung dịch, tổng số mol điện tích dương tổng số mol điện tích âm Ví dụ: Dung dịch A gồm a mol Al3+, b mol Cu2+, c mol SO42- d mol NO33a + 2b = 2c + d Định luật bảo toàn electron Trong phản ứng hóa học, tổng số mol electron chất khử nhường tổng số mol electron chất oxi hóa nhận (chỉ áp dụng với nguyên tố thay đổi số oxi hóa trước sau phản ứng trình gồm nhiều phản ứng xảy ra) Định luật bảo toàn nguyên tố Tổng số mol (khối lượng) nguyên tố trước sau phản ứng không thay đổi Phương pháp quy đổi Quy đổi hỗn hợp muối sulfua thành kim loại lưu huỳnh Ví dụ 1: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm a mol FeS2, b mol Cu2S lượng vừa đủ dung dịch HNO3 Sau phản ứng hoàn toàn thu khí NO 53 sản phẩm khử dung dịch A gồm muối sulfat Quan hệ a b là: A a = 2b B b = 2a C a = b D a = 3b Hướng dẫn giải Vì sau phản ứng thu dung dịch chứa muối sulfat nên ta dùng định luật bảo toàn nguyên tố S định luật bảo tồn điện tích cho dung dịch để làm Ta có 2FeS2  Fe2(SO4)3 a Cu2S a/2  2CuSO4 b 2b Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố S Tổng số mol S trước phản ứng = tổng số mol S sau phản ứng 2a + b = 3a/2 + 2b a = 2b => Chọn đáp án A Ví dụ 2: Cho m g hỗn hợp gồm FeS, FeS2 hoà tan hết lượng dung dịch HNO3 vừa đủ Sau phản ứng hoàn tồn thu dung dịch A có chất tan muối sunfat 8,96 lít NO (đktc) sản phẩm khử m có giá trị là: A 7,80 gam B 11,2 gam C 10,40 gam D 12,25 gam Hướng dẫn giải Sau phản ứng thu Fe2(SO4)3 Đặt số mol FeS FeS2 a b Số mol Fe = a + b; SO42- = a + 2b Bảo tồn điện tích cho dung dịch thu được: 3(a + b) = 2(a + 2b) 54 a = b FeS  Fe3+ + S+6 + 9e a N+5 + 3e  N+2 9a 1,2 0,4 FeS2  Fe3+ + 2S+6 + 15e a 15a Theo định luật bảo toàn e : 24a = 1,2 → a = 0,05 m = 0,05(88 + 120) = 10,4 gam => Chọn đáp án C Ví dụ 3: Hịa tan hết hỗn hợp X gồm 0,05 mol FeS2 0,03 mol Cu2FeS2 vào 720 ml dung dịch HNO3 1M sau phản ứng hoàn toàn thu phần khí Y (gồm NO NO2) có tỷ khối so với H2 18,2 dung dịch Z Cho bột Cu vào dung dịch Z sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch A, chất rắn B khí NO sản phẩm khử N+5 Hỏi cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch A đun nóng nhẹ khơng khí tới phản ứng hồn tồn khối lượng kết tủa thu A 45,84 gam B 51,72 gam C 57,22 gam D 58,58 gam Hướng dẫn giải - Đặt số mol NO NO2 dung dịch x y x NO (30) 9,6 36,4 y NO2 (46) x 9,6   1,5 (1) y 6,4 6,4 - Định luật bảo toàn e: FeS2  Fe3+ + 2S+6 + 15e 0,05 0,05 0,1 N+5 + 3e  N+2 0,75 3x Cu2FeS2  2Cu2+ + Fe3+ + 2S+6 + 19e 0,03 0,06 0,03 0,06 N+5 + e  N+4 y → 0,75 + 0,57 = 3x + y (2) Kết hợp (1) (2) thu đươc x = 0,36; y = 0,24 55 x y Số mol NO3- phản ứng = x + y = 0,6 mol Số mol NO3- dư = 0,72 - 0,6 = 0,12 mol Dung dịch Z gồm 0,08 mol Fe3+, 0,06 mol Cu2+, 0,16 mol SO42-, 0,12 mol NO3- a mol H+ Bảo tồn điện tích thu số mol H+ = 0,08 mol - Bảo toàn e cho trình sau: Cu  Cu2+ + 2e 4H+ + NO3- + 3e  NO + 2H2O b 0,08 2b 0,12 0,06 Fe3+ + e  Fe2+ 0,08 0,08 2b = 0,14  b = 0,07 Dung dịch A gồm 0,13 mol Cu2+, 0,08 mol Fe2+, 0,16 mol SO42-, 0,1 mol NO3Khi cho Ba(OH)2 vào: Ba2+ + SO42-  BaSO4 0,16 0,16 Cu2+ + 2OH-  Cu(OH)2 0,13 0,13 τ ο Fe(OH) Fe2+ + 2OH-  Fe(OH)2 + 0,25O2 + 0,5H2O  0,08 0,08 Khối lượng kết tủa thu là: m = 0,16.233 + 0,13.98 + 0,08.107 = 58,58 gam => Chọn đáp án D Bài tập vận dụng Bài 1: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Cu2FeS2 FeS2 320 ml dd HNO3 2M vừa đủ thu dung dịch A gồm chất tan muối sunfat V lít khí NO sản phẩm khử (đktc) Giá trị V m tương ứng là: A 14,336 lít 25,92 gam B 7,168 lít 18,24 gam 56 C 14,336 lít 18,24 gam D 7,168 lít 25,92 gam Bài 2: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm FeS2 Cu2FeS2 dung dịch có a mol HNO3 vừa đủ thu dung dịch A gồm hai chất tan muối sunfat khí NO sản phẩm khử Cô cạn dung dịch A thu 16,8 gam muối khan Giá trị a là: A 0,96 gam B 0,84 gam C 0,35 gam D 0,32 gam Bài 3: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp FeS FeCO3 dung dịch HNO3 đặc, nóng thu hỗn hợp khí A gồm khí X, Y có tỷ khối so với hiđro 22,085 Tính % khối lượng muối hỗn hợp ban đầu A 30% 70% B 20,87% 79,13% C 32,67% 67,33% D 25,33% 74,67% Bài 4: Hòa tan 27,8 gam muối FeSO4.nH2O vào nước 500g dung dịch A 3,04% Lấy 1/2 dung dịch A cho tác dụng với HNO3 H2SO4 khí NO bay Tính thể tích khí NO (đktc) A 0,896 lít B 0,672 lít C 0,72 lít D 0,373 lít Bài 5: Hồ tan hoàn toàn 0,1 mol FeS2 200 ml dung dịch HNO3 4M, sản phẩm thu gồm dung dịch X chất khí Dung dịch X hịa tan tối đa m gam Cu Biết trình trên, sản phẩm khử N+5 NO Giá trị m là: A 12,8 gam B 6,4 gam C 9,6 gam D 3,2 gam CHỦ ĐỀ 5: BÀI TẬP MUỐI NITRAT Dạng 1: Tính oxi hóa ion NO3- mơi trường axit bazơ Chú ý: - Anion gốc nitrat NO3- mơi trường trung tính khơng có tính oxi hố 57 - Anion gốc nitrat NO3- môi trường bazơ có có tính oxi hố yếu (chẳng hạn : ion NO3- mơi trường kiềm bị Zn, Al khử đến NH3) - Anion gốc nitrat NO3- môi trường axit có khả oxi hố HNO3 Chẳng hạn cho kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp hai axit (H2SO4 loãng HNO3) hay dung dịch hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng muối nitrat Lúc cần phải viết phương trình dạng ion để thấy rõ vai trị chất oxi hố gốc NO3- - Phương pháp chung để giải loại toán phải viết phương trình dạng ion có tham gia ion NO3- Sau so sánh số mol kim loại M với tổng số mol H+và tổng số mol NO3- để xem chất hay ion phản ứng hết, tính tốn số mol chất rắn phản ứng hết  Kim loại tác dụng với muối nitrat axit Ví dụ 1: Cho 0,87 gam hỗn hợp gồm Fe, Cu Al vào bình đựng 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,32 gam chất rắn có 448 ml khí (đktc) Thêm tiếp vào bình 0,425 gam NaNO3, phản ứng kết thúc thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử nhất) tạo thành khối lượng muối dung dịch là: A 0,224 lít 3,750 gam B 0,112 lít 3,750 gam C 0,112 lít 3,865 gam D 0,224 lít 3,865 gam Hướng dẫn giải nH2SO4 = 0,03 → nH+ = 0,06 nCu = 0,32 64 = 0,005 nH2 = 2x x x Al + 3H+ → Al3+ + 3/2H2 y 3y y 22,4 = 0,02 nNaNO3 = 0,005 Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 x 0,448 3/2y 58 Ta có : x + 3/2y = 0,02 (1) 56x + 27y = 0,87 – 0,32 = 0,55 (2) Từ (1)và (2) → x = 0,005 y = 0,01 Dung dịch sau phản ứng có: nFe2+ = 0,005 nH+ cịn lại = 0,06 – 2x – 3y = 0,06 – 2.0,005 – 3.0,01 = 0,02 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,005 1/150 0,005/3 0,005/3 → nH+ lại = 0,02 – 1/150 = 1/75 ; nNO3- = 0,005 – 0,005/3 = 1/300 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,005 1/75 1/300 1/300 Sau phản ứng H+ NO3- hết → nNO = 0,005/3 + 1/300 = 0,005 → VNO = 0,005.22,4 = 0,112 lít mmuối = mkim loại ban đầu + mSO42- + mNa+ = 0,87 + 0,03.96 + 0,005.23 = 3,865gam => Chọn đáp án C Ví dụ 2: Cho 19,2 gam Cu vào 500ml dung dịch NaNO3 1M sau thêm 500ml dung dịch HCl 2M thu khí NO dung dịch A Tính thể tích khí NO (đktc) A 3,36 lít B 4,48 lít C 6,72 lít Hướng dẫn giải Ta có phương trình điện li: Na+ + NO3- NaNO3 0,5 0,5 0,5 HCl H+ + Cl- 1 nnCu = 0,3 mol; 𝑛𝑁𝑂3 − = 0,5 mol ; 𝑛𝐻 + = mol Phương trình phản ứng dạng ion: 3Cu + 2NO3- + 8H+ Bđ: 0,3 0,5 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 59 D 2,24 lít Pư: 0,3 → VNO = 0,2 0,8 0,3 0,2 mol 0,3.2 22,4 = 4,48 lít => Chọn đáp án B Ví dụ 3: Dung dịch A có chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 0,15 mol HCl có khả hoà tan tối đa gam Cu kim loại( Biết NO sản phẩm khử nhất) A 2,88g B 3,92g C 3,2g D 6,4g Hướng dẫn giải Ta có: nFe = 0,01 mol; nNO3 = 0,03 mol; nH = 0,15 mol  3 Cu + 2Fe3+  2Fe2+ + Cu2+ 0,005 0,01 mol 3Cu + 8H+ + 2NO3Ban đầu 0,15  0,03 (mol) Phản ứng 0,045  0,12  0,03  Sau pư: 0,03 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,045 (mol) (mol) Sau phản ứng H+ dư Khối lượng Cu tối đa m = 64.( 0,005 + 0,045) = 3,2g => Chọn đáp án C Bài tập vận dụng Bài 1: Cho 0,96 gam Cu vào 100ml dung dịch chứa đồng thời KNO3 0,08M H2SO4 0,2M sinh V lít chất khí có tỉ khối so với H2 15 dung dịch A V có giá trị là: A 0,1792 lít B 0,3584 lít C 0,448 lít D 0,336 lít Bài 2: Cho 4,48g Fe vào 400ml dung dịch HNO3 1M, đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí NO (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Dung dịch X hồ tan tối đa m gam Cu Giá trị m là: A 1,92g B 3,2g C 3,52g 60 D 3,84g Bài 3: Cho 5,6g Fe vào 100ml dung dịch Cu(NO3)2 1,5M Sau kết thúc phản ứng lọc bỏ phần chất rắn khơng tan, thêm tiếp dd HCl dư vào sau phản ứng xong thu V lit khí NO đktc thoát Giá trị V là: A 0,75lit B 1,49lit C 1,12lit D 3,36lit Bài 4: Cho 8,4g Fe vào cốc đựng 200ml dung dịch Cu(NO3)2 0,75M Kết thúc phản ứng lọc bỏ chất rắn không tan, thêm tiếp vào cốc dung dịch HCl dư Hỏi sau phản ứng xong thể tích khí NO (đktc) thu (biết sản phẩm khử nhất) A 1,12 lit B 0,112 lit C 0,896 lit D 3,36 lit Bài 5: Cho 1,92g đồng vào 100ml dung dịch chứa đồng thời KNO3 0,16M H2SO4 0,4M thấy sinh chất khí có tỉ khối so với H2 15 dung dịch A Thể tích dung dịch NaOH tối thiểu cần dùng để kết tủa toàn ion Cu2+ dung dịch A là: A 0,128 lít B 0,72 lít C 0,224 lít D 0,336 lít  Kim loại tác dụng với muối nitrat bazơ Ví dụ 1: Cho 8,1gam Al vào lượng dư dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 vào NaOH Kết thúc phản ứng thu V lit khí khơng màu, mùi khai (đktc) Giá trị V là: A 4,48 lit B 2,25 lit C 3,36 lit D 6,72 lit Hướng dẫn giải 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O  8AlO2- + NH3 0,3 0,1125 mol Vậy thể tích NH3 = V = 22,4 0,1125 = 2,52 lit => Chọn đáp án B Ví dụ 2: Hịa tan hết 6,5g Zn vào 200ml dung dịch hỗn hợp gồm KNO3 0,1M NaOH 0,5M Két thúc phản ứng thu V lit hỗn hợp khí đktc Giá trị V là: A 0,448 lit B 0,784 lit C 0,896 lit Hướng dẫn giải 61 D 1,12lit Có nZn = 0,1 mol; nNO3 = 0,02 mol; nOH = 0,1 mol   4ZnO22- + NH3 4Zn + NO3- + 7OHBan đầu 0.1 0,02 0,1 Phản ứng 0,08  0,02  0,07 Sau pư: 0,02 + 2H2O  0,03 0,02 0,02 Sau đó: Zn + 2OH-  ZnO22- + H2 Bđ 0.02 0,03 Pư 0,015  0,03  Sau pư: 0,005 0,015 0,015 Vậy VH  VNH = 0,015 2,24 + 0,02.22,4 = 0,784 lit => Chọn đáp án B Bài tập vận dụng Bài 1: Cho m(g) Al vào lượng dư dung dịch hỗn hợp gồm KNO3 NaOH Sau kết thúc phản ứng thấy có 6,72 lit khí khơng màu mùi khai (đktc) thoát Giá trị m là: A.21,6g B 11,2g C 13,5g D 20,25g Bài 2: Hoà tan 2,7g Al vào 100ml dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 0,3M NaOH 0,8M sau kết thúc phản ứng thu V lit hỗn hợp khí đktc Giá trị V là: A 0,672 lít B 1,008 lít C 1,344 lít D 1,512 lít Bài 3: Cho 24,3 gam bột Al vào 225 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaNO3 1M NaOH 3M Khuấy khí ngừng dùng lại thu V lít khí (đktc) Giá trị V là: A 11,76 lít B 9,072 lít C 13,44 lít D 15,12 lít Bài 4: Hịa tan hồn tồn 11,7g bột Zn dung dịch HNO3 loãng thu dung dịch A hỗn hợp N2, N2O tích 0,627 lít (đktc) Thêm NaOH 62 dư vào dung dịch A đun nóng thấy có khí bay ra, khí tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch NH4Cl 0,1M Tính phần trăm hỗn hợp khí N2 N2O Dạng 2: Bài tập nhiệt phân muối nitrat Chú ý: - Nhiệt phân muối nitrat kim loại trước Mg: t  Muối nitrit + O2 Muối nitrat  t  BaO + 2NO2 + Lưu ý: Ba(NO3)2  O2 - Nhiệt phân muối nitrat kim loại từ Mg đến Cu: t Muối nitrat  Oxit kim loại + NO2 + O2 - Khi nhiệt phân muối nitrat sắt II (Fe(NO3)2) ta thu oxit sắt (III) NO2, O2 t  Fe2O3 + 4NO2 + 2Fe(NO3)2  O2 - Nhiệt phân muối nitrat kim loại sau Cu: t Muối nitrat  kim loại + NO2 + O2 Ví dụ 1: Khi nhiệt phân hồn tồn muối Fe(NO3)2 khơng khí thu sản phẩm là: A FeO, NO2, O2 B Fe2O3, NO2 C Fe2O3, NO2, O2 D Fe, NO2, O2 Ví dụ 2: Cho phản ứng 2M(NO3)n  2M + 2nNO2 + nO2 Kim loại M kim loại số kim loại sau: A K, Na B Fe, Cu C Cu, Mg D Ag, Hg Ví dụ 3: Đem nung khối lượng Cu(NO3)2, sau thời gian dừng lại, làm nguội đem cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam Vậy khối lượng muối Cu(NO3)2 bị nhiệt phân là: A 0,5 gam B 0,49 gam C 9,4 gam Hướng dẫn giải 63 D 0,94 gam Cu(NO3)2 a CuO + 2NO2 + a O2 2a a Chất rắn có Cu(NO3)2 dư Theo định luật bảo toàn khối lượng: khối lượng chất rắn giảm NO2 O2 thoát 0,54 = 92a + 16a khối lượng chất Cu(NO3)2 bị nhiệt a = 0,005 mol phân: 188.0,005 = 0,94 gam => Chọn đáp án D Ví dụ 4: Nung hoàn toàn 13,96 gam hỗn hợp AgNO3 Cu(NO3)2 thu chất rắn A Cho A tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu 448ml lít NO (đktc) Phần trăm khối lượng chất hỗn hợp đầu là: A 68,432%; 31,568% B 72,245%; 27,755% C 73,066%; 26,934% D 82,52%; 17,48% Hướng dẫn giải Theo ra: nNO = 0,02 mol AgNO3 → 𝑡° x Cu(NO3)2 → O2 x mol 𝑡° y CuO + 2NO2 + O2 y mol 3Ag + HNO3 x Ag + NO2 + 3AgNO3 + NO + 2H2O 𝑥 → CuO + 2HNO3 mol Cu(NO3)2 + H2O 170𝑥 + 188𝑦 = 13,96 𝑥 Ta có { = 0,02 ⇒ x = 0,06; y = 0,02 64 Vậy % 𝑚𝐴𝑔𝑁𝑂3 = 170.0,06.100% 13,96 %𝑚𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2 = 26,934% = 73,066% Đáp án: C Bài tập áp dụng Bài 1: Nhiệt phân hỗn hợp muối KNO3 Cu(NO3)2 có khối lượng 95,4g Khi phản ứng hồn tồn thu hỗn hợp khí có M = 37,82 Khối lượng muối hỗn hợp đầu là: A 40,4 gam 55 gam C 39 gam 65,4 gam B 20,2 gam 75,2 gam D 30,3 gam 65,1 gam Bài 2: Nung 9,4 gam muối M(NO3)n bình kín có V = 0,5 lít chứa khí N2 Nhiệt độ áp suất bình trước nung 0,984 atm 270C Sau nung muối bị nhiệt phân hết lại gam oxit M2On , đưa 270C áp suất bình p Cơng thức muối nitrat áp suất p là: A Mg(NO3)2 3,75 atm B Mg(NO3)2 7,134 atm C Cu(NO3)2 3,75 atm D Cu(NO3)2 7,134 atm Bài 3: Nung 37,6 gam muối nitrat kim loại M đến khối lượng không đổi thu 16 gam chất rắn hỗn hợp khí X có tỉ số so với H2 21,6 Lấy 12,8 gam kim loại M tác dụng với 100ml hỗn hợp HNO3 1M, HCl 2M, H2SO4 1M Thể tích khí NO thu (đktc) là: A 3,36 lít B 1,12 lít C 4,48 lít D.2,24 lít Bài 4: Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 bình kín khơng chứa khơng khí, sau thời gian thu 4,96 gam chất rắn hỗn hợp khí X Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để 300 ml dyng dịch Y Dung dịch Y có pH bằng: A B C D Bài 5: Nung m gam hỗn hợp X gồm bột Al Al(NO3)3 khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu m gam chất Al2O3 Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu đc 18, 144 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử nhất), dung dịch Y Cô cạn cẩn thận dung dịch Y thu gam chất rắn khan? 65 A 198,09 gam B 255,60 gam C 204,48 gam D 187,44 gam KẾT LUẬN Kết luận Đối chiếu mục đích nhiệm vụ mà đề tài đề từ ban đầu, trình thực đề tài đạt số kết sau : 1.1 Nghiên cứu sở lí luận đề tài, từ đề cập cách phân loại tập Hóa học sử dụng tập trình dạy học theo mức độ nhận thức học sinh, theo kiểu học 1.2 Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập Hoá học phần nitơ hợp chất nitơ tương đối đầy đủ có hệ thống với 147 tập Các tập xếp theo chủ đề: + Chủ đề 1: 15 + Chủ đề 2: 15 + Chủ đề 3: 46 + Chủ đề 4: 48 + Chủ đề 5: 23 1.3 Nghiên cứu cách sử dụng hệ thống tập Hóa học phần nitơ hợp chất nitơ dạy học, phương pháp sử dụng hệ thống tập hóa học kiểu lên lớp: Nghiên cứu tài liệu mới; củng cố, hoàn thiện, vận dụng kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo; kiểm tra - đánh giá kiến thức Tóm lại, nói tơi hồn thành nhiệm vụ đề tài đưa Những tập hóa học xây dựng đóng góp thêm vào ngân hàng tập Hóa học giáo viên, giúp giáo viên nâng cao hiệu giảng dạy Đề tài sở giúp giáo viên khác tiếp tục xây dựng nhiều tập Hóa học, với mục tiêu cuối nâng cao chất lượng hiệu việc dạy học Tài liệu tham khảo 66 Ngơ Ngọc An (2007), Hóa học 11 nâng cao, Nhà xuất Thành phố Hồ Chí Minh Cao Thị Thiên An (2012), Phân dạng phương pháp giải tập hóa học 11, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Nguyễn Khoa Thị Phượng (2008), Phương pháp giải nhanh tốn hóa học trọng tâm, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Nguyễn Thanh Khuyến (2006), Phương pháp giải tốn hóa học vô cơ, Nhà xuất Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Đỗ Xuân Hưng (2012), Phương pháp giải nhanh trắc nghiệm hóa vơ cơ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 67