SKKN Fe, Cu và HỢP CHẤT của chúng tác dụng với chất oxi hóa

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá trình ôn thi học sinh giỏi, ôn thi Đại học - Cao đẳng; các dạng bài tập định tính, định lượng về: Sắt, Đồng và

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I.1 Lý do chọn đề tài:

Hóa Học là môn khoa học thực nghiệm, giữa kiến thức lý thuyết gắn liền với thực nghiệm để kiểm chứng Cũng giống như các môn học khác sau khi được nghiên cứu về lý thuyết là vận dụng vào giải các bài tập nhằm củng cố lại kiến thức

lý thuyết Mặt khác, các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập lại không được phân dạng cụ thể, đây là vấn đề làm cho học sinh “lúng túng”, cũng như “ ngại” làm bài tập tính toán Vì vậy, xây dựng một phương pháp, đưa phương pháp vào nội dung kiến thức nào để khi các em học sinh tiếp thu được và vận dụng có hiệu quả nhất là một thành công nhất định nào đó của Thầy cô trược tiếp giảng dạy Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá trình ôn thi học sinh giỏi, ôn thi Đại học - Cao đẳng; các dạng bài tập định tính, định lượng về: Sắt, Đồng và hợp chất của chúng khi tác dụng với axit có tính oxi

hóa ở gốc là một chủ đề hay, đa dạng và khá quan trọng nên các bài tập thường có

mặt trong các kì thi lớn của Tỉnh, của Quốc Gia

Trên cơ sở đó, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc” làm sáng kiến kinh nghiệm cho mình Với hy vọng đề tài sẽ là tài liệu hữu ích

cho việc học tập của các em học sinh, cho công tác giảng dạy của cá nhân tôi và các đồng nghiệp

I.2 Mục đích của đề tài:

Giúp học sinh nghiên cứu cơ sở lý thuyết cơ bản về: Sắt, Đồng và một số dạng hợp chất của chúng Đồng thời tìm hiểu vai trò, cách vận dụng và kết hợp ba định luật hóa học: Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron Để giải quyết các dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất Từ đó phát triển tư duy, sáng tạo, tránh được những lúng túng, sai lầm, tiết kiệm thời gian làm bài và nâng cao kết quả trong học tập, trong các kỳ thi

I.3 Nhiệm vụ đề tài:

+ Phân loại cơ bản về dạng bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với

axit có tính oxi hóa ở gốc và đưa ra cách giải nâng cao hiệu quả trong học tập

của học sinh

+ Hệ thống, sắp xếp các dạng bài tập theo đặc điểm chung, các dạng bài tập

I.4 Đối tượng nghiên cứu:

+ Bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc

+ Các dạng bài tập trong chương trình THPT và trong các đề thi HSG, ĐH - CĐ

I.5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài:

Qua quá trình giảng dạy hóa học trong trường THPT và quá trình ôn thi TN, HSG, ĐH - CĐ

I.6 Phương pháp nghiên cứu:

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của giảng dạy bài toán hóa học trong nhà trường.

- Nghiên cứu tài liệu, Internet, sách giáo khoa, tham khảo, các đề thi: HSG, ĐH,

- Thực nghiệm: Thống kê toán học và xử lý kết quả thực nghiệm

PHẦN II: NỘI DUNG.

II 1 Cơ sở lý luận:

Để hình thành được kỹ năng giải nhanh bài tập hóa học thì ngoài việc giúp học

sinh nắm được bản chất của quá trình phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một phương pháp giải nhanh bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài

Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toán hóa học là yêu cầu hàng đầu của người học, yêu cầu tìm ra được phương pháp giải toán một cách nhanh nhất, không những giúp người học tiết kiệm được thời gian làm bài

mà còn rèn luyện được tư duy và năng lực phát hiện vấn đề của người học

II 2 Thực trạng vấn đề:

Về chủ đề : Sắt, Đồng và hợp chất của chúng khi tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc Một số tác giả khác cũng đã đề cập đến cách làm này trong một số tài liệu tham khảo Tuy nhiên, ở đó mới chỉ dừng lại giải một số bài tập đơn lẻ chưa có

hệ thống, chưa có tính khái quát Do đó nội dung kiến thức và kĩ năng giải về chủ

đề này cung cấp cho học sinh chưa được nhiều Nên khi gặp các bài toán dạng này các em thường lúng túng trong việc tìm ra cách giải phù hợp, hoặc không làm được hoặc làm được nhưng mất rất nhiều thời gian

Trên thực tế, với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay đã có rất nhiều Thầy

cô có uy tín xây dựng nên hệ thống “Công thức kinh nghiệm” giúp tìm ra kết quả nhanh nhất Nhưng, những công thức về dạng bài tập này như:

+ Công thức tính khối lượng muối thu được khi hòa tan hết hỗn hợp sắt và các oxít sắt bằng HNO3 dư giải phóng khí NO và NO2

m Muối =

80

242

( m hỗn hợp + 24 n NO + 8 n NO2 )

+ Công thức tính khối lượng muối thu được khi hòa tan hết hỗn hợp Fe, FeO,

Fe2O3, Fe3O4 bằng H2SO4 đặc, nóng, dư giải phóng khí SO2

m Muối =

160

400

( m hỗn hợp + 16.n SO2 ) V.v Thiết nghỉ để học sinh áp dụng không

khó, nhưng để nhớ, hiểu trong quá trình thi cử mà không có tài liệu“Công thức kinh nghiệm” thì rất khó và dể nhầm lẫn

Do đó, tôi đã chọn và xây dựng “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc”

với mục đích giúp học sinh nhận dạng bài toán, giảm áp lực phải ghi nhớ công thức

và giải bài toán một cách nhanh nhất nhưng cũng được lập luận chặt chẽ

II 3 Phạm vi và cách tiến hành đề tài;

II 3 1 Phạm vi:

Do khuôn khổ của đề tài có hạn nên đề tài Tôi chỉ đề cập đến việc vận dụng và

kết hợp: Định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng và bảo toàn Electron

Để giải một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit

có tính oxi hóa ở gốc trong chương trình THPT

II 3 2 Cách tiến hành:

Trong đề tài này tôi xin trình bày phương pháp giải các dạng bài bập về: Fe, Cu

và hợp chất như: các oxit sắt, oxit đồng; hợp chất sắt, đồng với lưu huỳnh tác dụng HNO3, H2SO4 đặc nóng, H+ + NO3

−

ở ba dạng chính:

Dạng1: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc

Dạng2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa

ở gốc.

Dạng3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc

II 4 Biện pháp thực hiện.

II 4 1 Cơ sở của phương pháp:

II.4.1.1 Định luật bảo toàn nguyên tố (ĐLBTNT):

Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng, quá trình hóa học các nguyên tố luôn được bảo toàn Nghĩa là:

- Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi

- Khối lượng nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi

II.4.1.2 Định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL):

- Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản ứng Nghĩa là: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng( mT) Tổng khối lượng các chất sau phản ứng( mS )  *mT = mS

- Khối lượng hợp chất bằng tổng khối lượng nguyên tử của nguyên tố tạo thành hợp chất đó

II.4.1.3 Định luật bảo toàn electron (ĐLBTe):

Nguyên tắc cân bằng phản ứng oxi hóa - khử theo phương pháp thăng bằng electron: Tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận

Từ đó suy ra hệ quả: Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron nhận trong một phản ứng hoặc hệ phản ứng

* ∑n e(nhường) = ∑a n. M = ∑n e(nhận) = ∑b n. X Với a là số electron M nhường; b là số electron X nhận; nM, nX lần lượt là số mol của M, X

II.4.2 Một số lưu ý:

* Về HNO 3:

- Từ sơ đồ trên ta có:

∑n e(nhận) =3.n NO +n NO2 + 8n N O2 + 10n N2 + 8n NH NO4 3 [1.1]

3

HNO

n (p/ứ) = n NO3− (tạo muối kim loại) + n NO2 +n NO+ 2n N2 +n N O2 + 2n NH NO4 3 [1.2]

+ Với dạng kim loại tác dụng với HNO3:

Ta có: n NO3 − (tạo muối kim loại) =∑n e(nhường) = ∑n e(nhận)

- Từ [1.1],[1.2]n HNO3(p/ứ)=4n NO + 2n NO2 + 10n N O2 + 12n N2 + 10n NH NO4 3 [1.3]

Ta có: mmuối = mkim loại + m NO3 − (tạo muối kim loại)

 mmuối =mkim loại + 62 (3 × n NO +n NO2 + 8n N O2 + 10n N2 ) 80 + n NH NO4 3 [1.4]

Chú ý: Với các công thức [1.1]; [1.2]; [1.3]; [1.4], sản phẩm khử nào không có thì

số mol của chúng bằng không

* Về H 2 SO 4 đặc nóng:

- Từ sơ đồ trên ta có:

e n

∑ (nhận) = 2n SO2+ 6n S + 8n H S2 [1.5]

n H SO2 4(p/ứ) = n SO2 − (tạo muối) + n SO2+n S +n H S2 [1.6]

Ta có: n SO2 − (tạo muối) =1

2 ∑n e(nhường) = 1

2 ∑n e(nhận)

- Từ [1.5], [1.6] n H SO2 4(p/ứ)= 2n SO2 + 3n S + 4n H S2 [1.7]

+ Với dạng kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng:

Ta có: mmuối = mkim loại + m SO2 − (tạo muối)

 mmuối =mkim loại + 96 1(2 2 6 8 2 )

2 n SO n S n H S

Chú ý: Với các công thức [1.5]; [1.6]; [1.7]; [1.8], sản phẩm khử nào không có

thì số mol của chúng bằng không

phản ứng có ion NO3

− và ion H+ Phản ứng có dạng:

M + H++NO3− → Mn+ + sp khử: NO, NO2 + H2O.

II.5 Các dạng bài tập:

Dạng 1: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc

* Dãy điện hóa:

K+ Na+ Al3+ Zn2+ Fe 2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe 3+ Hg2+ Ag+ Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần

K Na Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Hg Ag Tính khử của kim loại giảm dần

Nếu sau quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn dư kim loại Fe thì:

Fe + 2 Fe+3 → 3 Fe+2

Bài 1.1 : Nung 25,2 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất

rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3

dư thu được 6,76 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của m là

A 33,6 gam B 40,32 gam C 28,2 gam D 38,6 gam

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ BTKL tìm m = mFe + mO(pứ) (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe = 2nO(pứ) + n NO2(2)

* Giải: nFe = 0,45 mol; n NO2 = 0,3 mol

Từ (2) → nO(pứ) = 0,225 mol

⇒ Từ (1) m = mFe + mO = 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam (Đáp án A)

H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc) Khối lượng muối trong dung dịch Y là

A 160 gam B.140 gam C 120 gam D.100 gam

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ ĐLBTKL: mX = mFe + mO =49,6 (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, S nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe = 2nO(pứ) + 2n SO2(2) + mmuối = 2( 4 3)

1 400 2

*Giải: n SO2=8,96 0, 4

22, 4 = mol Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b:

Từ (1) (2) ta có: 3a = 2b + 0,8

56a + 16b = 49,6

Giải hệ ta được: a = 0,7; b = 0,65

Từ (3) m Fe (SO ) 2 4 3= 140 gam (Đáp án B)

Bài 1.3: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS2, S) tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng, dư thu được V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc)

và dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư được 45,65 gam kết tủa Giá trị của V:

A 26,88 B 13,44 C 17,92 D 16,8

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: + ĐLBTKL: mX = mFe + mS = 10,4 (1)

3

3 ( )

2

: :

d

Fe amol

+

−

↓

+ Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe + 6nS =n NO2(3)

* Giải:

Từ (1) (2) ta có hệ: 10756a a+32233b=b10, 445, 65 →a b=0,150,1mol mol

Từ (3) ta có: n NO 2 = 3 × 0,1 + 6 × 0,15 = 1,2 mol

→ V = 1,2 × 22,4 = 26,88 (lít) Đáp án: A

Bài 1.4: ( Trích đề thi ĐH - CĐ 2002 - A )

Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 a (mol/lít) Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch B và 1,46 gam kim loại Tìm khối lượng muối trong B và giá trị của a

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: - Kim loại dư là Fe: 1,46 gam.

Đặt X gồm Fe, O:

+ ĐLBTKL: mX(pứ) = mFe(pứ) + mO =18,5 - 1,46 = 17,04 (1)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron, vì sau phản ứng Fe dư nên trong

quá trình Fe chỉ nhường 2 electron; O, N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 2nFe = 2nO(pứ) + 3n NO (2)

+ mmuối = m Fe NO( 3 2 ) =n Fe.180 (3)

+ n HNO3 = 2n Fe NO( 3 2 ) +n NO (4)

*Giải: 56a + 16b = 17,04

Từ (1) (2) ta có hệ

2a = 2b + 0,3

Giải hệ ta được: a = 0,27; b = 0,12

Từ (3) mMuối thu được = m Fe (NO ) 3 2=0,27 180= 48,6 gam

Từ (4)  n HNO3 = 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol

→ a = 0,640, 2= 3, 2

Đáp số: mMuối thu được =48,6 gam; a = 3,2

Bài 1.5: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H2SO4 loãng) dư thu được dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngưng thoát khí

NO Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc là

A 75 ml; 3,36 lít B 50 ml; 22,4 lít C 75 ml; 2,24 lít D.50ml; 4,48 lít

Hướng dẫn giải.

* Phân tích bài toán: + ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O Với:

Fe: n Fe + n FeO + 2n Fe O 2 3 + 3n Fe O 3 4 = 1,05 mol

O: n FeO + 3n Fe O 2 3 + 4n Fe O 3 4 = 1,2 mol

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; O, H, N nhận electron

 ĐLBTe ta có: 3nFe = 3nNO + 2nO + 2n H2(1)

- Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa tan hết vào dung dịch H+ dư nên: n H2=n kl Fe = 0,15 mol

+ Vì H+ dư, phản ứng đến khi ngừng khí NO thoát ra nên: Cu( NO )3 2 NO

1

2

*Giải:

Từ (1) 3,15 = 3nNO + 2,4 + 0,3  x = 0,15 mol

⇒ VNO = 0,15×22,4 = 3,36 lít

Từ (2) n Cu NO( 3 2 ) = 0,075mol

→ 2

3 2

d Cu( NO )

0,075 V

1

= = 0,07lít = 75ml (Đáp án A)

vào dung dịch A khuấy cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam Tìm m (biết sản phẩm khử duy nhất

của quá trình chỉ là NO)

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán:

+ Vì rắn X gồm 2 kim loại nên theo bài ra, X gồm: Fe(dư), Cu: 0,05 mol và dung dịch sau phản ứng chỉ có muối của ion Fe+2

0,8m = mFe(dư) + 0,05.64 →mFe(dư)= 0,8m-3,2

mFe(pứ)= m - (0,8m - 3,2)= 0,2m+3,2 (1)

+ Vì: 4H+ + NO3 - + 3e→ NO + 2H2O

0,4 0,1 0,1 mol( vừa đủ )(2)

+ Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu2+, N nhận electron

- ĐLBT e: 2nFe = 2n Cu2 ++3n NO (3)

*Giải:

Từ (1) (2) (3)  (0, 2 3, 2).2

56

= 0,1+0,3  m = 40 gam

Dạng 2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở

gốc.

Với dạng này có những bài tập tương tự như dạng 1 Chẳng hạn, cho hỗn

hợp Cu, Cu2O, CuO hoặc Cu, CuS, Cu2S, S tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc nóng,

H+ + NO3- ; phương pháp giải quyết loại bài này tương tự như dạng 1 đã trình bày ở trên Nên phần này Tôi trình bày một số loại bài tập đặc trưng về kim loại Cu là chủ yếu

*Kim loại Cu có tính khử yếu Nên:

Cu + H+ + NO3- ( HNO3 ) → Cu+2 + sp khử: NO, NO2 + H2O

Cu + H2SO4(đặc nóng) → CuSO4 + sp khử: SO2 + H2O

Bài 2.1: (Trích đề thi chọn HSG tỉnh Thanh Hóa 2010-2011)

Cho 2,56 gam kim loại Cu phản ứng hoàn toàn với 25,2 gam dung dịch HNO3

60% thu được dung dịch A Biết rằng nếu thêm 210ml dung dịch KOH 1M vào A rồi cô cạn và nung sản phẩm thu được tới khối lượng không đổi thì được 20,76 gam chất rắn Hãy xác định nồng độ % của các chất trong A

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: + n

Cu= 0,04 mol; n

HNO3(đầu)=0,24mol ; n

KOH(đầu)=0,21mol + Cu nhường electron, N nhận electron

+ Vì Cu có tính khử yếu nên sản phẩm khử: NO, NO2

* Giải: Sơ đồ: Cu → Cu(NO3)2 → Cu(OH)2

o

t

→ CuO 0,04 0,04 mol KOH + HNO3 → KNO3 + H2O (1)

x x x mol

2KOH + Cu(NO3)2 →Cu(OH)2 + 2KNO3 (2)

0,08 0,04 0,04 0,08 mol

KNO3

o

t

→ KNO2 + 1

2O2 (3)

0,08 + x 0.08+x mol

+ Rắn sau nung CuO: 0,04 mol; KNO2: 0,08+x; KOH( có thể dư ):0,13-x (mol)

 80.0,04 + 85(0,08 +x) + 56(0,13-x)=20,76 → x = 0,12<0,13

Vậy KOH dư

- ĐLBTNT ⇒nHNO3

(pứ) = 2nCu(NO3)2+ nNO2+ nNO

= 0,24-x =0,12 mol

→ nNO2+ nNO

= 0,12-2.0,04=0,04 mol (4)

- ĐLBTe: nNO2

+ 3nNO= 2nCu =0,08 (5)

Giải hệ (4) (5): nNO2

= 0,02; nNO= 0,02 Sản phẩm khử gồm: NO, NO2.

Vậy dung dịch A: mCu(NO3 )2= 7,52 gam.

mHNO3(dư)= 0,12.63=7,56 gam

mdd = 2,56+25,2-(0,02.46+0,02.30)=26,24 gam

C%HNO3 dư 7,56.100

26, 24

= = 28,81%; C% Cu(NO3)2 7,52.100

26, 24

Bài 2.2: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2011-A)

Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch X gồm HNO3 0,6M và H2SO4 0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là

A.19,76 gam B 22,56 gam C 20,16 gam D 19,20 gam

Hướng dẫn giải

* Phân tích bài toán: + Xác định số mol Cu, H+, 2

3 , 4

+ Tìm lượng mol ion còn lại sau phản ứng: mchất tan =∑m ion (1)

+ Nếu H+ không còn sau phản ứng thì: mmuối = ∑m ion ; nếu H+ còn sau phản ứng khi đó có 2 kha năng xảy ra:

- Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử HNO3: mmuối = ∑m ion - m HNO3

- Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử H2SO4: mmuối = ∑m ion - m H SO2 4

 ∑m ion −m HNO3 < mmuối < ∑m ion−m H SO2 4 (2)

* Giải: nCu= 0,12mol; n H +=nHNO3+2 nH O2S 4= 0,32mol;

nNO3−

=0,12mol; n SO2 −

= 0,1 mol

3Cu + 8H+ + 2NO3 - → 3Cu+2 + 2NO  + 4H2O

0,12 0,32 0,12 mol

Sau pứ: 0 0 0,04(tạo muối) 0,12 0,08 0,12

: 0,12 ; : 0,04 ; : 0,1

Từ (1) → mMuối = 19,76 gam (Đáp án A)

Phát triển bài toán: Cho 7,68 gam Cu vào 220 ml dung dịch X gồm HNO3 0,6M và

H2SO4 0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch A sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là

A 19,184 gam B 19,78 gam C 18,736 gam D 19,26 gam

Hướng dẫn giải

Theo bài ra: nCu= 0,12mol; n H +=nHNO3

+2nH O2S 4

= 0,352mol;

n NO3−

=0,132mol; n SO2 −= 0,11 mol

3Cu + 8H+ + 2NO3 - → 3Cu+2 + 2NO  + 4H2O

0,12 0,352 0,132 mol

Sau pứ: 0 0,032(dư) 0,052 0,12

Dung dịch A gồm: Cu2+ 0,12mol; NO3- 0,052mol; SO42- 0,11mol; H+ 0,032mol

Áp dụng CT (2) : 19,48< mmuối <19,929 → (Đáp án B)

Bài 2.3: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2007-B) Thực hiện hai thí nghiệm:

TN 1: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO

TN 2: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5 M thoát ra V2 lít NO Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện.Quan hệ giữa V1 và V2 là

A V2 = V1 B V2 = 2V1 C V2 = 2,5V1 D V2 = 1,5V1

Hướng dẫn giải

+TN 1: nCu= 0,06 mol; n H += nNO3−

=0,08mol +TN 2:nCu= 0,06 mol; n H +=nHNO3+2 nH O2S 4= 0,16mol; nNO3−

=0,08mol

Tương tự Bài 2.2 ta có:

3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu+2 + 2NO  + 4H2O

TN1: 0,06(dư) 0,08(hết) 0,08(dư) 0,02 mol

TN2: 0,06(hết) 0,16(hết) 0,08(dư) 0,04 mol

Ta thấy nNO(2) =2nNO(1); Khí đo cùng điều kiện nên: V2 = 2V1 (Đáp án B)

Dạng 3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi

hóa ở gốc

Kết hợp hai phần lý thuyết sơ bộ về Fe, Cu và hợp chất liên quan đã nêu ở trên, thì dạng này luôn chú ý đến dãy điện hóa (quy tắc ) trong trường hợp bài toán có Fe, Cu hoặc một trong hai kim loại đó tác dụng với axit có tính oxi hóa thiếu hoặc sau phản ứng hoàn toàn vẫn còn kim loại

* Dãy điện hóa: K+ Zn2+ Fe 2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu 2+ Fe 3+ Hg2+ Ag+

Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần

K Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Hg Ag Tính khử của kim loại giảm dần

+ Quy tắc :

 Dạng phương trình phản ứng :Yy+ +X →Xx+ + Y

Như vậy:

- Nếu sau phản ứng còn kim loại thì muối thu được không có muối của ion Fe+3 Vì: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+

hoặc: Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+