Sưu tầm các bài tập về HNO3, một dạng bài quan trọng và chiếm nhiều câu trong kì thi THPT Quốc gia. Tài liệu được sưu tầm của học sinh chuyên hóa trường THPT chuyên Lê Quý Đôn do giáo viên trường chuyên cung cấp,.
TRƯỜNG THPT SỐ 1 NGHĨA HÀNH – TỈNH QUẢNG NGÃI GV: Chu Anh Tuấn (Cao Học Hoá Phân Tích) –1– DỰA VÀO TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH HNO 3 XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ SỰ TẠO THÀNH MUỐI AMONI TRONG DUNG DỊCH Chu Anh Tuấn Trường THPT Số 1 Nghĩa Hành – Tỉnh Quảng Ngãi - Như đã biết dung dịch HNO 3 có tính oxi hoá rất mạnh, khi chất khử phản ứng với dung dịch HNO 3 thì sản phẩm khử ngoài chất khí còn có thể có sự tạo thành NH 4 NO 3 . Trong một số câu hỏi khi học sinh không để ý thường rất dể nhầm lẫn và dẫn đến giải sai bài toán. Ở đây tôi xây dựng một số bài toán giúp học sinh nhìn nhận một cách sâu sắc về tính chất của dung dịch HNO 3 , đồng thời có kĩ năng giải một số bài toán về axit HNO 3 . - Một số ví dụ minh hoạ như sau: Ví dụ: Cho 1,68gam bột Mg tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch HNO 3 aM thu được dung dịch Y và 0,448 lít khí NO duy nhất. Tính a và khối lượng muối tạo thành trong Y? Bài giải: - Ở đây cần chú ý rằng khí NO là khí duy nhất chứ không phải là sản phẩm khử duy nhất. Một số học sinh không để ý điều này và cho rằng bài toán khá đơn giản và dễ mắc phải sai lầm như sau: + Mg n = 0,07 mol Trong dung dịch Y có 0,07mol Mg(NO 3 ) 2 Khối lượng muối = 0,07. 148 =10,36gam và NO n = 0,02 mol NO 3 + 4H + + 3e NO + 2H 2 O 0,08 0,06 0,02 + Thực ra chỉ cần đánh giá: Mg - 2e Mg 2+ (1) và NO 3 + 4H + + 3e NO + 2H 2 O (2) 0,07 0,14 0,08 0,06 0,02 Do Mg phản ứng vừa đủ với HNO 3 mà quá trình (1) và (2) cho thấy số mol electron nhường lớn hơn số mol electron nhận. Do đó trong dung dịch phải có sinh ra ion NH 4 . NO 3 + 10H + + 8e NH 4 + 3H 2 O (2) 0,1 0,08 0,01 + Trong Y có: 0,07mol Mg(NO 3 ) 2 và 0,01mol NH 4 NO 3 m muối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11,16g - Từ bài toán trên đây. Nếu cho khối lượng muối khan và yêu cầu tìm công thức của khí thì ta có được một dạng toán khác cho học sinh rèn luyện. Ví dụ 2: Hoà tan 1,68gam kim loại Mg vào V lít dung dịch HNO 3 0,25M vừa đủ thu được dung dịch X và 0,448lít một chất khí Y duy nhất, nguyên chất. Cô cạn dung dịch X thu được 11,16gam muối khan. (Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ). Tìm công thức phân tử của khí Y và tính V? Bài giải: Cần đánh giá được trong dung dịch X có tạo thành NH 4 . Thật vậy, Mg n = 0,07 mol. Nếu Mg tác dụng với HNO 3 không sinh ra NH 4 NO 3 thì trong X có: 0,07mol Mg(NO 3 ) 2 , do đó m muối = 0,07.148 = 10,36g < 11,16g trong X còn có NH 4 NO 3 với 4 3 NH NO n = 11,16 10,36 80 = 0,01 mol. Các quá trình xẩy ra như sau: Mg – 2e Mg 2+ (1) NO 3 + 10H + + 8e NH 4 + 3H 2 O (2) 0,07 0,14 0,1 0,08 0,01 + Gọi CTPT của khí Y là N x O y thì: x NO 3 + (6x – 2y)H + + (5x – 2y)e N x O y + (3x – y) H 2 O (3) 0,02(5x – 2y) 0,02mol + Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,14 = 0,08 + 0,02(5x – 2y) 5x – 2y = 3 (*) + Khí sinh ra có thể là: NO, NO 2 , N 2 , N 2 O Thì chỉ có khí NO phù hợp với (*) Y là NO và V = 0,72lít - Trên cơ sở đó có thể xây dựng dạng toán hỗn hợp cho học sinh rèn luyện: Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,1mol CuO và 0,14mol Al trong 500ml dung dịch HNO 3 aM vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít khí N 2 O duy nhất. Tính a và khối lượng muối tạo thành trong Y? Bài giải: - Hoàn toàn tương tự ta xét các quá trình sau: TRƯỜNG THPT SỐ 1 NGHĨA HÀNH – TỈNH QUẢNG NGÃI GV: Chu Anh Tuấn (Cao Học Hoá Phân Tích) –2– CuO + 2H + Cu 2+ + H 2 O (4) 0,1 0,2 Al – 3e Al 3+ (5) 2NO 3 + 10H + + 8e N 2 O + 5H 2 O (6) 0,14 0,42 0,3 0,24 0,03 Từ (5, 6) cho thấy có tạo thành NH 4 NO 3 với số mol e nhận của quá trình tạo ra NH 4 là: 0,42 – 0,24 = 0,18mol NO 3 + 10H + + 8e NH 4 + 3H 2 O (7) 0,225 0,18 0,0225 3 HNO n = + H n = 0,725 mol a = 1,45 M; trong dung dịch Y có: 0,1mol Cu(NO 3 ) 2 , 0,14mol Al(NO 3 ) 3 và 0,0225mol NH 4 NO 3 m muối = 0,1.188 + 0,14.213 + 0,0225.80 = 50,42g Ví dụ 4: Hoà tan 11,78gam hỗn hợp X gồm CuO và Al trong dung dịch HCl dư thu được 0,42gam khí H 2 . 1. Tính số mol các chất trong X? 2. Cũng hỗn hợp X ở trên khi hoà tan vừa đủ trong V lít dung dịch HNO 3 0,5M thu được dung dịch Y chứa 50,42gam muối và 0,672lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Tìm CTPT của Z và tính V? Bài giải: 1. Dễ dàng tính được: 2. Nếu hỗn hợp X tác dụng với HNO 3 không sinh ra NH 4 NO 3 thì trong Y có: 0,1mol Cu(NO 3 ) 2 và 0,14mol Al(NO 3 ) 3 do đómmuối = 0,1.188 + 0,14.213 = 48,62g < 50,42g trong Y còn có NH 4 NO 3 - Ta có các quá trình xẩy ra: CuO + 2H + Cu 2+ + H 2 O (7) 0,1 0,2 Al – 3e Al 3+ (8) 0,14 0,42 4 3 NH NO n = 50,42 48,62 80 = 0,0225 mol. NO 3 + 10H + + 8e NH 4 + 3H 2 O (9) 0,225 0,18 0,0225 + Gọi CTPT của khí Z là N x O y thì x NO 3 + (6x – 2y)H+ + (5x – 2y)e N x O y + (3x – y) H 2 O (3) 0,03(5x – 2y) 0,03mol + Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,42 = 0,18 + 0,03(5x – 2y) 5x – 2y = 8 (**) + Khí sinh ra có thể là: NO, NO 2 , N 2 , N 2 O Thì chỉ có khí N 2 O phù hợp với (**) Z là N 2 O và V = 1,45lít. - Dựa trên cơ sở đó, có thể biên tập các dạng khác để giúp học sinh có kinh nghiệm nhìn nhận khi giải toán về HNO 3 và ngày càng làm cho các dạng bài toán về hoá học thêm phong phú và đa dạng! - Để kết thúc bài viết này mời các bạn giải các bài tập tương tự như sau: Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 6gam kim loại Ca vào 500ml dung dịch HNO 3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,4928lít khí N 2 duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 4,8gam kim loại Mg vào 400ml dung dịch HNO 3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,896lít khí N 2 O duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 7,8gam kim loại Zn vào 800ml dung dịch HNO 3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 1,792lít khí màu nâu duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 2,97gam bột Al vào 400ml dung dịch HNO 3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít khí không màu duy nhất hoá nâu trong không khí. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 5: Hoà tan 6gam Ca vào Vlít dung dịch HNO 3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 25,4gam muối và 0,4928lít một chất khí X duy nhất. Tìm CTPT của X và tính V? Bài 6: Hoà tan 4,8gam Mg vào mgam dung dịch HNO 3 10% vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 30,4 gam muối và 0,896 lít một chất khí X nguyên chất, duy nhất. Tìm CTPT của X và tính m? Bài 7: Hoà tan 7,8gam Zn vào m gam dung dịch HNO 3 15% vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 24,28 gam muối và 1,792lít một chất khí X nguyên chất, duy nhất. Tìm CTPT của X và tính m? TRƯỜNG THPT SỐ 1 NGHĨA HÀNH – TỈNH QUẢNG NGÃI GV: Chu Anh Tuấn (Cao Học Hoá Phân Tích) –3– Bài 8: Hoà tan 2,97 gam bột Al vào V lít dung dịch HNO 3 2M vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 25,83 gam muối và 0,672lít một chất khí X duy nhất. Tìm CTPT của X và tính V? Bài 9: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,15 mol Ca và 0,02 mol ZnO trong 500ml dung dịch HNO 3 aM vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,4928 lít N 2 duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 10: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2mol Mg và 0,03mol MgO trong Vlít dung dịch HNO 3 0,5M vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,896 lít N 2 O duy nhất. Tính V và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 11: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,12mol Zn và 0,04mol Al 2 O 3 trong mgam dung dịch HNO 3 20% vừa đủ thu được dung dịch Y và 1,792 lít NO 2 duy nhất. Tính m và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 12: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,11 mol Al và 0,05 mol ZnO trong 500 ml dung dịch HNO 3 a M vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít NO duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 13: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,15 mol Ca và 0,02mol ZnO bằng m gam dung dịch HNO 3 10% vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,4928 lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 29,18gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính m? (Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ). Bài 14: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2 mol Mg và 0,03 mol MgO bằng m gam dung dịch HNO 3 15% vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,896 lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 34,84 gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính m? (Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ). Bài 15: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,12 mol Zn và 0,04 mol Al 2 O 3 bằng V lít dung dịch HNO 3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y và 1,792lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 41,32 gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính V? (Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ). Bài 16: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,11 mol Al và 0,05 mol ZnO bằng V lít dung dịch HNO 3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672 lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 35,28 gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính V? (Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ). Bài 17: Hoà tan 7,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg có tỉ lệ mol 1:2 trong V lít dung dịch HNO 3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y và 7,616 lít hổn hợp khí Z gồm NO, NO 2 nặng 14,04 gam. a. Tính khối lượng các chất trong X? b. Tính % số mol các khí trong Z? c. Tính V? d. Cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan? Bài 18: Hoà tan hoàn toàn 26,255 gam hổn hợp X gồm Zn, Mg có tỉ lệ mol 1:1 trong m gam dung dịch HNO 3 20% vừa đủ thu được dung dịch Y và 4,48 lít hổn hợp khí Z gồm NO, N 2 O có tỉ khối so với H 2 là 18,5. a. Tính khối lượng các chất trong X? b. Tính % số mol các khí trong Z? c. Tính m? d. Cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan? “Chúc các bạn học sinh học tốt và tự tin bước vào các kì thi để đạt kết quả cao nhất” . hoá học thêm phong phú và đa dạng! - Để kết thúc bài viết này mời các bạn giải các bài tập tương tự như sau: Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 6gam kim loại Ca vào 500ml dung dịch HNO 3 aM, vừa đủ thu. công thức phân tử của khí Y và tính V? Bài giải: Cần đánh giá được trong dung dịch X có tạo thành NH 4 . Thật vậy, Mg n = 0,07 mol. Nếu Mg tác dụng với HNO 3 không sinh ra NH 4 NO 3 thì. 0,672lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Tìm CTPT của Z và tính V? Bài giải: 1. Dễ dàng tính được: 2. Nếu hỗn hợp X tác dụng với HNO 3 không sinh ra NH 4 NO 3 thì trong Y có: 0,1mol Cu(NO 3 ) 2