CHUYÊN đê bài TOÁN về AXIT NITRIC

CHUYÊN ĐÊ: BÀI TOÁN VỀ AXIT NITRIC (số ca dạy: 2 ca; 1 ca = 90 phút) A/ LÍ THUYẾT CƠ BẢN 1 . AXIT NITRIC (HNO3) 1.1/ Công thức cấu tạo : 1.2/ Tính chất hóa học 1.2.1. Tính axit mạnh - Axit nitric là một trong số các axit mạnh, trong dung dịch loãng phân li hoàn toàn thành H+ và NO3- : HNO3 → H+ + NO3Dung dịch HNO3 + Làm đỏ quỳ tím. + Tác dụng với oxit bazơ, bazơ + Tác dụng với muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat. 1.2.2. Tính oxi hóa mạnh : Dung dịch HNO3 có tính oxi hóa mạnh - Tác dụng với kim loại - Tác dụng với phi kim - Tác dụng với hợp chất có tính khử * Tùy thuộc vào nồng độ axit, bản chất của chất khử và nhiệt phản ứng mà HNO 3 có thể bị khử xuống các sản phẩm khác nhau của nitơ : +4 +4 +2 +1 0 -3 N O2 : khí màu nâu ( một số trường hợp có cả N2O4: khí không màu) +2 N O: khí không màu, hóa nâu trong không khí +1 N2 O : Khí không màu, không hóa nâu trong không khí, nặng hơn không khí (còn gọi là khí cười) 0 N2: khí không màu, không hóa nâu trong không khí, nhẹ hơn không khí -3 NH4NO3: muối tan trong dung dịch (có thể nhận ra bằng dd kiềm: sinh ra khí mùi khai, làm quỳ tím hóa xanh NH3) a. Tác dụng với hầu hết kim loại ( trừ Au, Pt) Ví dụ: Fe + 6HNO3 đặc, nóng  Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O 3Cu + 8HNO3 loãng, nóng→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O  • Chú ý: - Một số kim loại (Fe, Al, Cr, . . .) không tan trong axit HNO3 đặc, nguội do bị thụ động hóa. - Khi tác dụng với kim loại có tính khử yếu ( Cu, Pb, Ag,…) thì thường: +HNO3 đặc tạo ra sản phẩm NO2 + HNO3 loãng tạo ra sản phẩm NO. Nếu chất khử có tính khử mạnh, nồng độ axit và nhiệt độ thích hợp có thể cho ra: N2O, N2, NH4NO3. - Trong một số bài toán ta phải chú ý biện luận trường hợp tạo ra các sản phẩm khác: NH 4NO3 dựa theo phương pháp bảo toàn e (nếu ne cho > ne nhận để tạo khí) hoặc dựa theo dữ kiện đề bài (chẳng hạn cho dung dịch NaOH vào dung dịch sau phản ứng thấy có khí thoát ra) hoặc các hợp chất khí của Nitơ dựa vào tỉ khối hơi của hỗn hợp đã cho. 1 - Khi axit HNO3 tác bazơ, oxit bazơ không có tính khử chỉ xảy ra phản ứng trung hòa. - Với kim loại có nhiều hóa trị (như Fe, Cr), nếu dùng dư axit sẽ tạo muối hóa trị 3 của kim loại (Fe 3+, Cr3+); nếu axit dùng thiếu, dư kim loại sẽ tạo muối hóa trị 2 (Fe 2+, Cr2+), hoặc có thể tạo đồng thời 2 loại muối. - Các chất khử phản ứng với muối nitrat (NO 3-) trong môi trường axit tương tự phản ứng với HNO 3. Ta cần quan tâm bản chất phản ứng là phương trình ion. - Dung dịch hỗn hợp với tỉ lệ thể tích (HCl : HNO 3 = 3 : 1) gọi là nước cường toan hoặc nước cường thủy, hòa tan được Au. b. Tác dụng với phi kim: HNO3 oxi hóa được nhiều phi kim có tính khử (C, S, P,…) Ví dụ: S + 6HNO3 nóng → H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O c. Tác dụng với hợp chất có tính khử : HNO3 oxi hóa được nhiều hợp chất có tính khử như: hợp chất Fe(II), hợp chất S2-, I-, . . . ví dụ: FeCO3 + 4HNO3 nóng → Fe(NO3)3 + NO2↑ + CO2↑ + 2H2O FeS2 + 18HNO3 nóng → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 15NO2↑ + 7H2O B/ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG GIẢI TOÁN VỀ HNO3 1. Phương pháp bảo toàn electron. - Chỉ áp dụng cho bài toán xảy ra các phản ứng oxi hoá khử. - Xác định và viết đầy đủ các quá trình khử, quá trình oxi hoá. - Định luật bảo toàn electron: ∑ e nhường = ∑ e nhận. * Chú ý: - Trong một số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo toàn điện tích (tổng điện tích dương = tổng điện tích âm) và định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng. - Có thể sử dụng phương trình ion – electron hoặc các bán phản ứng để biểu diễn các quá trình. 2. Phương pháp qui đổi - Phạm vi áp dụng: + Kim loại, oxit kim loại tác dụng với dung dịch HNO3. + Kim loại và hợp chất kim loại với lưu huỳnh tác dụng với HNO3 - Hướng qui đổi: Một bài toán có thể có nhiều hướng qui đổi khác nhau: + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về hai hay chỉ một chất. Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 có thể quy đổi thành: hỗn hợp Fe và FeO; FeO và Fe2O3; Fe và Fe2O3; Fe và Fe3O4; FexOy; ... Tuy nhiên, nên quy về hỗn hợp sao cho số phản ứng oxi hóa khử là ít nhất + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng: Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, CuS2, Cu2S, S  → Fu, Cu, S Trong đó, hướng qui đổi về các nguyên tử tương ứng là đơn giản và dễ hiểu hơn cả. - Khi áp dụng phương pháp qui đổi, cần phải tuân thủ nguyên tắc: + Bảo toàn nguyên tố + Số electron nhường, nhận là không thay đổi. C. MỘT SỐ CÔNG THỨC ÁP DỤNG CẦN NHỚ 1. Tính khối lượng muối mmuối = mkim loại + mgốc axit (1.1) - Phạm vi áp dụng: + Kim loại tác dụng với HNO3 đủ hoặc dư: nNO3 tạo muối = ne nhận = 3.nNO + nNO2 + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH 4 NO3 . 2 mmuối = mkim loại + 62 × (3.nNO + nNO + 8nN O + 10nN ) + 80nNH 2 2 2 (1.2) 4 NO3 + Với hỗn hợp H2SO4 đặc và HNO3: (thường không tạo muối amoni) mmuối = mkim loại + 62 × (3.nNO + nNO + 8nN O + 10nN + 8nNH NO ) + 96 × nSO 2 2 2 4 3 2 (1.3) Tuy nhiên, trong các bài tập ta cũng thường gặp phản ứng chỉ tạo muối sunfat. Khi đó: + NO3- phản ứng hết + Khối lượng muối bằng khối lượng của kim loại và SO422. Tính số mol HNO3 phản ứng. naxit nitric phản ứng = ntạo muối + ntạo khí và muối amoni (2) Với nNO3 tạo muối kim loại = ne nhận = 3.nNO + nNO2 + 8nN 2O + 10nN 2 + 8nNH 4 NO3 = n.nKL (với n là hoá trị KL) nNO3 tạo khí và muối amoni = nNO + nNO2 + 2nN 2O + 2nN 2 + 2nNH 4 NO3 Thì (2) trở thành: naxit nitric phản ứng = 4 × nNO + 2 × nNO + 10 × nN O + 12 × nN + 10 × nNH NO 2 2 2 4 3 (2.1) Từ số mol axit phản ứng ta có thể tính được C%, CM, thể tích và khối lượng dung dịch C/ MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP - Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 tạo ra sản phẩm khử duy nhất - Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 tạo ra nhiều sản phẩm khử. - Hợp chất khử tác dụng với HNO3 - Chất khử tác dụng với dung dịch hỗn hợp HNO3, H2SO4 DẠNG 1: Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 tạo ra 1 sản phẩm khử. 1. Bài tập mẫu Bài 1: ĐH 2008 KB: Thể tích dung dịch HNO3 1M loãng ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe; 0,15 mol Cu (sản phẩm khử duy nhất là NO): A. 0,8 lit B. 1,0 lit C. 1,2 lit D. 0,6 lit Lời giải: - Dựa vào ĐLBT electron tính được nNO - Dựa vào (2.1) tính được naxit nitric phản ứng = 4nNO  → Vdd axit phản ứng - Vì thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất nên Fe chỉ đạt đến hoá trị II. 2 × 0,15 + 2 × 0,15 4× Vdd HNO3 phản ứng = 0,8 (lit) 3 = 1 Bài 2: Lấy 9,94g hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu cho tan trong lượng dư dung dịch HNO 3 loãng thấy thoát ra 3,584 lit khí NO (đktc) duy nhất. Khối lượng muối khan tạo thành: A. 39,7g B. 29,7g C. 39,3g D. 40,18g Lời giải: - Áp dụng công thức (1.2) tính khối lượng muối khan. mmuối nitrat = 9,94 + 62 × 3 × 3,584/22,4 = 39,7(g) Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 4 kim loại có hoá trị không đổi: Mg, Ni, Zn, Al được chia làm 2 phần bằng nhau: 3 - Phần 1: tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 3,36 lit H2 Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch HNO3 loãng dư thu được V lit một khí không màu hoá nâu ngoài không khí (các thể tích đo ở đkc). Giá trị của V là: A. 2,24 lit B. 3,36 lit C. 4,48 lit D. 5,6 lit Lời giải: - Vì các kim loại có hoá trị không đổi nên số mol electron nhường trong 2 thí nghiệm giống nhau  → số mol electron nhận ở 2 thí nghiệm cũng bằng nhau. - Khí không màu, hoá nâu ngoài không khí là NO. - Từ đó ta có: 2 × nH 2 = 3 × nNO hay 2 × VH 2 = 3 × VNO VNO = V = 2 × 3,36 = 2, 24(lit ) 3 Bài 4: Chia m gam hỗn hợp X gồm Fe, Al thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 7,28 lit H2. - Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch HNO 3 dư thu được 5,6 lit NO duy nhất. Các thể tích khí đo ở đktc. Khối lượng Fe, Al trong X là: A. 5,6g và 4,05g B. 16,8g và 8,1g C. 5,6g và 5,4g D. 11,2g và 8,1g Lời giải: - Áp dụng ĐLBT electron tìm số mol Al(x mol); Fe (y mol) trong ½ X - Tác dụng với HCl thì Fe đạt s.o.x.h là +2 còn tác dụng với HNO 3 dư thì Fe đạt s.o.x.h là +3. + P1: 2.Fe + 3. Al = 2. H2 + P2: 3. Fe +3. Al = 3. NO  → Fe + Al = NO ( Viết tắt số mol) - mFe = 2. 56x; mAl = 2.27y 2x + 3y = 2. 7,28/22,4 x = 0,1 mol x + y = 5,6/22,4 y = 0,15 mol Vậy: mFe = 2 × 0,1 × 56 = 11,2(g) và mAl = 2 × 0,15 × 27 = 8,1(g) Bài 5: Hoà tan 15,2g hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 500ml dung dịch HNO 3 loãng dư thu được 2,24 lit khí NO (00C và 2 at). Để trung hoà axit còn dư phải dùng vừa đủ 80g dung dịch NaOH 20%. Nồng độ mol/l ban đầu của dung dịch HNO3 ban đầu là: A. 3,6M B. 1,8M C. 2,4M D. Đáp số khác Lời giải: - Tính mol khí NO theo công thức PV/RT - Áp dụng công thức (2.1) tính mol HNO3 phản ứng với kim loại. Tính mol HNO3 dư = nNaOH  → tính mol HNO3 ban đầu  → CM 2, 24 × 2 80 × 20% 4× + 0,082 × 273 40 CM dd axit nitric = = 2, 4( M ) 0,5 - Bài 6: ĐH 2009KA: Cho 3,024g một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng thu được 940,8 ml khí NxOy (đktc, sản phẩm khử duy nhất) có tỉ khối so với H 2 là 22. Khí NxOy và kim loại M là: A. NO và Mg B. N2O và Fe C. NO2 và Al D. N2O và Al Lời giải: - Từ Mkhí  → khí N2O - ĐLBT electron tìm MKL = f(n) với n là hoá trị của kim loại ( 1 ≤ n ≤ 3 ) 4 - Xác định kim loại. 3, 024 M KL = = 9n 0,9408 8×  → Chọn n = 3 và MKL = 27 (Al) 22, 4 n Bài 7: Hoà tan hoàn toàn 2,6g kim loại X bằng dung dịch HNO3 loãng, lạnh thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thấy thoát ra 224 cm 3 khí (đkc). Kim loại X là: A. Mg B. Al C. Zn D. Fe Lời giải: - Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH có khí nên sản phẩm khử phải có muối NH4NO3  → nNH 4 NO3 = nNH3 - ĐLBT (e) tìm mol R = f(n) với n là hoá trị của kim loại ( 1 ≤ n ≤ 3 ). - Tìm MKL = f(n)  → Chọn n thích hợp và xác định R. 2, 6 M KL = = 32,5n 0, 224 8×  → Chọn n = 2 và MKL = 65 (Zn) 22, 4 n Bài 8: Cho 3,6g Mg tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng dư sinh ra 2,24 lit khí X (sản phẩm khử duy nhất ở đktc), Khí X là: A. N2O B. NO2 C. N2 D. NO Lời giải: - Giả sử 1 mol X trao đổi n mol electron - Áp dụng ĐLBT electron tìm n và chọn khí X. 3, 6 24 = 3 n=  → X là khí NO. 2, 24 22, 4 2× Bài 9: ĐH 2010 KB: Nung 2,23g hỗn hợp X gồm 3 kim loại Fe, Al, Zn trong oxi sau một thời gian thu được 2,71g hỗn hợp Y. Hoà tan hết Y vào dung dịch HNO 3 dư được 0,672 lit khí NO ở đkc (sản phẩm khử duy nhất). Số mol HNO3 phản ứng: A. 0,12 B. 0,14 C. 0,16 D. 0,18 Lời giải: - Áp dụng ĐLBTKL tính khối lượng O  → số mol O (a mol) - Trong bài toán này, các kim loại, O, N thay đổi số o.x.h - Áp dụng ĐLBT electron tìm số mol electron nhường (chính là số mol HNO3 tạo muối) - Số mol HNO3 phản ứng = tạo muối + tạo khí Số mol HNO3 phản ứng = [ 2 × 0, 672 2, 71 − 2, 23 0, 672 + 3× = 0,18( mol ) ] + 16 22, 4 22, 4 Bài 10: ĐH KB 2007: Nung m gam bột Fe ngoài không khí thu được 3g hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 dư thu được 0,56 lit khí NO là sản phẩm khử duy nhất (đkc). Giá trị của m là: A. 2,22 B. 2,52 C. 2,32 D. 2,62 Lời giải: - Qui đổi 3g hỗn hợp X thành 3g hỗn hợp Fe (x mol) và O (y mol) - Từ khối lượng hỗn hợp và áp dụng phương pháp bảo toàn electron lập hệ. 5 56x + 16y = 3 x = 0,045 3x – 2y = 3 × 0,56/22,4 y = 0,03 × - mFe = 56x = 56 0,045 = 2,52g Bài 11: Để 6,72g Fe trong không khí thu được m gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Để hoà tan X cần dùng vừa hết 255ml dung dịch HNO3 2M thu được V lit khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đkc). Giá trị của m và V là: A. 8,4 và 3,360 B. 10,08 và 3,360 C. 8,4 và 5,712 D. 10,08 và 5,712 Lời giải: - Áp dụng công thức (2.1)  → tính số mol NO2  → thể tích NO2 - Áp dụng ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 1. NO2)  → số mol O (a mol) - m = 6,72 + 16.a 6, 72 ) = 3,36(lit ) - VNO = 22, 4 × (2 × 0, 255 − 3 × 56 - m = 6, 72 + 16 × 3× 6, 72 − 0,15 56 = 10, 08( g ) 2 2. Bài tập tự luyện Câu 1. Chia hỗn hợp gồm 2 kim loại X, Y có hoá trị không đổi thành 2 phần bằng nhau: + Phần 1: Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch hỗn hợp gồm HCl và H 2SO4 thu được 3,36 lít H2(ở đktc). + Phần 2: Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HNO 3 thu được V lít NO duy nhất (ở đktc). Giá trị của V là A. 2,24 lít. B. 3,36 lít. C. 4,48 lít. D. 5,60 lít. Câu 2. Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, thu được 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H2 bằng 22. Khí NxOy và kim loại M là A. NO và Mg. B. NO2 và Al. C. N2O và Al. D. N2O và Fe. Câu 3: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hoà tan tối đa m gam Cu. Giá trị của m là A. 1,92. B. 3,20. C. 0,64. D. 3,84. Câu 4: Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là A. 8,88 gam. B. 13,92 gam. C. 6,52 gam. D. 13,32 gam. Câu 5: Cho m gam hh X gồm Al, Cu vào dd HCl (dư), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 3,36 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hh X trên vào một lượng dư axit nitric (đặc, nguội), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 6,72 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của m là A. 11,5. B. 10,5. C. 12,3. D. 15,6. Câu 6: Hòa tan hoàn toàn 1,23 gam hh X gồm Cu và Al vào dd HNO3 đặc, nóng thu được 1,344 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y. Sục từ từ khí NH3 (dư) vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Phần trăm về khối lượng của Cu trong hh X và giá trị của m lần lượt là A. 21,95% và 2,25. B. 78,05% và 2,25. C. 21,95% và 0,78. D. 78,05% và 0,78. Câu 7: Nung 2,23 gam hỗn hợp X gồm các kim loại Fe, Al, Zn, Mg trong oxi, sau một thời gian thu được 2,71 gam hỗn hợp Y. Hoà tan hoàn toàn Y vào dung dịch HNO3 (dư), thu được 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Số mol HNO3 đã phản ứng là ? A. 0,12. B. 0,14. C. 0,16. D. 0,18. 6 Câu 8: Hòa tan Au bằng nước cường toan thì sản phẩm khử là NO; hòa tan Ag trong dung dịch HNO3 đặc thì sản phẩm khử là NO2. Để số mol NO2 bằng số mol NO thì tỉ lệ số mol Ag và Au tương ứng là A. 1 : 2 B. 3 : 1 C. 1 : 1 D. 1 : 3 Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng lượng vừa đủ 500 ml dung dịch HNO3 1M. Sau khi các phản ứng kết thúc, thu được 1,008 lít khí N 2O (đktc) duy nhất và dung dịch X chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 34,10 B. 31,32 C. 34,32 D. 33,70 Câu 10: Để m gam phoi sắt ngoài không khí, sau một thời gian sắt bị oxi hoá thành hỗn hợp X gồm 4 chất có khối lượng 27,2g. Hoà tan hết X trong 300 ml dung dịch HCl a mol/l thấy thoát ra 3,36 lit khí H2 (đkc) và dung dịch Y. Cho tiếp dung dịch HNO 3 tới dư vào dung dịch Y thu được dung dịch Z chứa hỗn hợp FeCl 3, Fe(NO3)3, HNO3 dư và 2,24 lit khí NO duy nhất thoát ra (đkc). Giá trị của m và a lần lượt là: A. 22,4g và 2M B. 16,8g và 3M C. 22,4g và 3M D. 16,8g và 2M DẠNG 2: Kim loại hoặc hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 tạo ra nhiều sản phẩm khử. 1. Bài tập mẫu Bài 1: Hoà tan a gam Al trong dung dịch HNO3 loãng thấy thoát ra 4,48 lit hỗn hợp khí NO, N2O, N2 có tỉ lệ mol lần lượt là 1:2:2. Giá trị của a là: A. 14,04g B. 70,2g C.35,1g D. Đáp số khác Lời giải: - Tính số mol mỗi khí. - Áp dụng ĐLBT electron tính nAl  → mAl = a. 1 4, 48 = 0, 04 ; mol(N2O) = mol (N2) = (0,2 – 0,04)/2 = 0,08 - mol (NO) = × 5 22, 4 3 × 0, 04 + 10 × 0, 08 + 8 × 0, 08 = 14, 04( g ) - mAl = a = 27 × 3 Bài 2: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu tan hết trong 2 lit dung dịch HNO 3 thu được 1,792 lit (đktc) hỗn hợp khí gồm NO và N2O có tỉ khối so với He là 9,25. Nồng độ CM của dung dịch HNO3 ban đầu là: A. 0,28M B.1,4M C. 1,7M D. 1,2M Lời giải: - Từ M hh ta nhẩm được mol (NO) = mol (N2O) - Áp dụng công thức (2.1) tính mol (HNO3 phản ứng)  → CM (HNO3). 1 1, 792 = 0, 04 - mol (NO) = mol (N2O) = × 2 22, 4 4 × 0, 04 + 10 × 0, 04 = 0, 28(M ) - CM = 2 Bài 3: ĐH 2007 KA: Hoà tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO 3 thu được V lit hỗn hợp khí X gồm NO và NO 2 và dung dịch Y (chỉ chứa 2 muối và axit dư). Tỉ khối của X so với H2 là 19. Giá trị của V là: A. 2,24 B. 3,36 C. 4,48 D. 5,6 Lời giải: - Tính mol(Fe) và mol(Cu) - Từ M hh ta nhẩm được mol (NO) = mol (NO2) = a mol - Áp dụng ĐLBT electron tính Vhh khí = 22,4 × 2 × a 12 × (2 + 3) - Vhh khí = 22, 4 × 64 + 56 × 2 = 5, 6(lit ) 4 7 Bài 4: ĐH Y Dược HN 2000. Hoà tan 4,431g hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch HNO 3 loãng thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) và 1,568 lit (đktc) hỗn hợp khí không màu có khối lượng 2,59g trong đó có một khí hoá nâu trong không khí. Số mol HNO3 phản ứng là: A. 0,51 B. 0,455 C. 0,55 D. 0,49 Lời giải: - khí không màu hoá nâu ngoài không khí  → khí NO - Từ M hh khí suy ra khí không màu còn lại là N2O và mol (NO) = mol (N2O). - Tính số mol mỗi khí (a mol) - Từ (2.1) tính số mol HNO3 phản ứng = 4 × nNO + 10 × nN2O = 14 × a 2,59 × 22, 4 = 37  → mol (NO) = mol (N2O) 1,568 1,568 = 0, 49( mol ) - mol (HNO3) = (4 + 10) × 2 × 22, 4 - M hh = Bài 5: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm 3 kim loại bằng dung dịch HNO 3 thu được 1,12 lit hỗn hợp khí X (đkc) gồm NO 2 và NO. Tỉ khối hơi của X so với H 2 là 18,2. Thể tích dung dịch HNO3 37,8% (d = 1,242g/ml) cần dùng là A. 20,18 ml B. 11,12 ml C. 21,47 ml D. 36,7 ml Lời giải: - Giải hệ phương trình tìm mol mỗi khí (NO: x mol; NO2: y mol) - Áp dụng công thức (2.1) tính mol HNO3 phản ứng. - Tính thể tích dung dịch HNO3 phản ứng. x + y = 1,12/22,4 x = 0,03 × × 30x + 46y = 18,2 2 0,05 y = 0,02 - Vdd axit phản ứng (4 × 0, 03 + 2 × 0, 02) × 63 37,8% = = 21, 47( ml ) 1, 242 Bài 6: Hoà tan 15,6g hỗn hợp kim loại R có hoá trị không đổi vào dung dịch HNO 3 loãng dư. Khi phản ứng kết thúc thu được 896ml khí N2. Thêm vào dung dịch mới thu được một lượng dung dịch NaOH nóng dư được 224ml một chất khí. (Các thể tích khí đo ở đktc). Kim loại R là: A. Zn B. Cu C. Al D. Mg Lời giải: - Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH có khí nên sản phẩm khử phải có muối NH4NO3  → nNH 4 NO3 = nNH3 - ĐLBT electron tìm mol R = f(n) với n là hoá trị của kim loại ( 1 ≤ n ≤ 3 ). - Tìm MKL = f(n)  → Chọn n thích hợp và xác định R. 15, 6 M KL = = 32,5n 0,896 0, 224 10 × + 8×  → Chọn n = 2 và MKL = 65 (Zn) 22, 4 22, 4 n Bài 7: Hoà tan 4,95g hỗn hợp X gồm Fe và Kim loại R có hoá trị không đổi trong dung dịch HCl dư thu được 4,032 lit H2. Mặt khác, nếu hoà tan 4,95g hỗn hợp trên trong dung dịch HNO 3 dư thu được 0,336 lit NO và 1,008 lit N 2O. Tìm kim loại R và % của nó trong X:(Các thể tích khí đo ở đktc). A. Mg và 43,64% B. Zn và 59,09% C. Cr và 49,09% D. Al và 49,09% Lời giải: 8 - Gọi Fe (x mol) và R (y mol); hoá trị R là n ( 1 ≤ n ≤ 3 ) → Giải hệ phương trình tìm x và ny. - ĐLBT electron  → mR  → MR = f(n). - Từ khối lượng hỗn hợp và khối lượng Fe  - Chọn n thích hợp và xác định R. 2x + ny = 2 × 4,032/ 22,4 x = 0,045 × × 3x + ny = 3 0,336/22,4 + 8 1,008/22,4 ny = 0,27 4,95 − 0, 045 × 56 M KL = = 9n 0, 27  → Chọn n = 3 và MKL = 27 (Al) n Bài 8: ĐH 2009 KA: Hoà tan 12,42g Al bằng dung dịch HNO3 loãng dư được dung dịch X và 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N 2O và N2, tỉ khối của Y so với H 2 là 18. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan: A. 106,38g B. 34,08g C. 97,98g D. 38,34g Lời giải: - Dựa vào M hh nhẩm nhanh số mol mỗi khí. - Chứng minh: e nhường > e nhận tạo khí  → phản ứng tạo muối amoni. - m muối khan = mAl ( NO3 )3 + mNH 4 NO3 - ne nhường = 3 × 12,42/27 = 1,38 > (10 + 8) × 1,344/(2 × 22,4) = 0,54 12, 42 1, 38 − 0, 54 × (27 + 62 × 3) + × (18 + 62) = 106,38( g ) - mmuối khan thu được = 27 8 Bài 9 Hoà tan hoàn toàn 8,4g Mg vào 1 lit dung dịch HNO3 vừa đủ. Sau phản ứng thu được 0,672 lit khí N2 (đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 55,8g muối khan. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 đã dùng: A. 0,76M B. 0,86M C. 0,96M D. 1,06M Lời giải: - So sánh khối lượng muối Mg(NO3)2 và khối lượng muối khan thu được, CMR phản ứng có tạo muối NH4NO3. - Tính số mol NH4NO3 - mol HNO3 phản ứng = tạo muối kim loại + tạo khí N2 + tạo muối NH4NO3 8, 4 × (24 + 2 × 62) = 51,8( g ) < 55,8( g ) - Khối lượng Mg(NO3)2 = 24  → tạo muối NH4NO3 8, 4 0, 672 55,8 − 51,8 2× + 2× + 2× - CM HNO3 phản ứng = 24 22, 4 80 = 0,86( M ) 1 2. Bài tập tự luyện Câu 1. Hỗn hợp X gồm Al, Cu có khối lượng 59g. Hoà tan X trong 3 lít dung dịch HNO 3 được hỗn hợp Y gồm NO, N2 (mỗi kim loại chỉ tạo 1 khí) và để lại một chất rắn không tan. Biết hỗn hợp Y có d/k2 = 1 và V = 13,44 lít (đktc). Tính khối lượng của Al, Cu trong hỗn hợp đầu và CM của dung dịch HNO3. A. 27g Al; 32g Cu; 1,6M B. 35g Al; 24g Cu; 1,2M C. 27g Al; 32g Cu; 1,4M D. 33,5g Al; 25,5g Cu; 1,6M Câu 2. Hòa tan 1 hỗn hợp X gồm 2 kim loại A, B trong axit HNO 3 loãng. Kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp khí Y có 0,1 mol NO ; 0,15 mol NO2 và 0,05 mol N2O. Biết rằng không có phản ứng tạo muối NH4NO3. Số mol HNO3 đã phản ứng: A. 0,75 mol B. 0,9 mol C. 1,2 mol D. 1,05 mol Câu 3. Cho a gam hỗn hợp A gồm Mg, Al vào b gam dung dịch HNO 3 24% đủ thu được 8,96 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2(đktc) và dung dịch B. Thêm một lượng O2vừa đủ vào X, sau phản ứng được hỗn hợp Y. DẫnY từ từ qua dung dịch NaOH dư thu được 4,48 lít hỗn hợp khí Z 9 (đktc) có tỷ khối hơi so với H 2 là 20. Nếu cho dung dịch NH 3 dư vào B thì thu được được 62,2 gam kết tủa. Phần trăm thể tích của NO trong X là: A. 50%. B. 40%. C. 30%. D. 20%. Câu 4. Cho hỗn hợp gồm FeO, CuO, Fe3O4 có số mol ba chất đều bằng nhau tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,09mol NO2 và 0,05mol NO. Số mol của mỗi chất là: A. 0,12 mol B. 0,24 mol C. 0,21 mol D. 0,36 mol Câu 5. Cho 1,35 g hh gồm Mg, Al, Cu tác dụng với dd HNO3 loãng thu được 1,12 lít (đkc) hh khí X gồm NO và N2O. Tỷ khối của X đối với khí H2 là 20,6. Khối lượng muối nitrat sinh ra trong dd là: A. 23,05g B. 13,13g C. 5,891g D. 7,64g Câu 6. Hòa tan hoàn toàn 30,0 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn trong dung dịch HNO 3,sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y và hỗn hợp gồm 0,1 mol N 2O và 0,1 mol NO. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 127 gam hỗn hợp muối. Vậy số mol HNO 3 đã bị khử trong phản ứng trên là : A. 0,45 mol B. 0,40 mol C. 0,30 mol D. 0,35 mol Câu 7. Cho 5,75 gam hỗn hợp Mg, Al, Cu tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng, dư thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm NO và N 2O. Tỉ khối của X đối với khí H2 là 20,6. Khối lượng muối nitrat sinh ra trong dung dịch là : A. 27,45 gam B. 13,13 gam C. 55,7 gam D. 16,3 gam Câu 8. Cho m gam hỗn hợp kim loại gồm Al, Zn, Mg tan trong V(lit) dung dịch HNO 3 0,01 M thì vừa đủ đồng thời giải phóng 2,688 lit( đktc) hỗn hợp khí gồm NO và N 2 có tỉ khối so với hidro là 44,5/3. Tính V? A. 6,4 lit B. 0,64 lit C. 0,064 lit D. 64 lit Câu 9. Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Zn trong 4 lít dung dịch HNO 3 x (M) vừa đủ thu được dung dịch A và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N 2, N2O có tỉ lệ mol 1: 1. Cô cạn dung dịch A thu được m(gam) muối khan. Giá trị của m (gam) và x (M) là A. 55,35 (g) và 2,2 (M) B. 55,35 (g) và 0,22 (M) C. 53,55 (g) và 2,2 (M) D. 53,55 (g) và 0,22 (M) Câu 10. Hòa tan 5,04 gam hỗn hợp 3 kim loại X, Y, Z trong 100ml dung dịch HNO 3 x (M) vừa đủ thu được m(gam) muối; 0,02 mol NO2 và 0,005 mol N2O. Giá trị của x và m x là A. 0,9 (M) (g) và 8,76 (g) B. 0,9 (M) (g) và 7,76 (g) C. 0,9 (M) (g) và 8,67 (g) D. 0,8 (M) (g) và 8,76 (g) Câu 11. Cho 13,4 gam hỗn hợp Fe, Al, Mg tác dụng hết với một lượng dung dịch HNO 3 2M (lấy dư 10%) thu được 4,48 lít hỗn hợp NO, N2O có tỉ khối đối với hiđro là 18,5 và dung dịch không chứa muối amoni. Thể tích dung dịch HNO 3 đã dùng và khối lượng muối có trong dung dịch sau phản ứng là: A. 7,7 lít và 80 (g) B. 0,77 lít và 81,6 (g) C. 7,5 lít và 81 (g) D. 7,2 lít và 80 (g) Câu 12: Hoà tan hoàn toàn 8,862 gam hh gồm Al và Mg vào dd HNO 3 loãng, thu được dd X và 3,136 lít (ở đktc) hh Y gồm hai khí không màu, trong đó có một khí hóa nâu trong không khí. Khối lượng của Y là 5,18 gam. Cho dd NaOH (dư) vào X và đun nóng, không có khí mùi khai thoát ra. Phần trăm khối lượng của Al trong hh ban đầu là A. 19,53%. B. 12,80%. C. 10,52%. D. 15,25%. Câu 13: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dd HNO3 loãng (dư), thu được dd X và 1,344 lít (ở đktc) hh khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hh khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dd X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 38,34. B. 34,08. C. 106,38. D. 97,98. Câu 14: Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3 với một lượng dung dịch HNO3. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO2 (không có sản phẩm khử khác của N+5). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam. Giá trị của m là A. 44,8. B. 40,5. C. 33,6. D. 50,4. 10 Câu 15: Cho 29 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950 ml dung dịch HNO 3 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và N 2O. Tỉ khối của X so với H2 là 16,4. Giá trị của m là A. 98,20 B. 97,20 C. 98,75 D. 91,00 DẠNG 3. Hợp chất khử tác dụng với HNO3 1. Bài tập mẫu Bài 1: Hoà tan m gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được khí NO duy nhất. Nếu đem khí NO thoát ra trộn với O2 vừa đủ để hấp thụ hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO3. Biết thể tích oxi phản ứng là 0,336 lit (đktc). Giá trị của m là: A. 34,8g B. 13,92g C. 23,2g D. 20,88g Lời giải: - Chỉ có Fe và O thay đổi số oxi hoá, N không thay đổi số oxi hoá. - Dựa vào ĐLBT electron tính được số mol Fe3O4 (1. nFe3O4 = 4. nO2 ) - Tính m = 232. 4. nO2 m = 232 × 4 × 0,336 = 13,92( g ) 22, 4 Bài 2: Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO; CuO và Fe 3O4 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ 250ml dung dịch HNO3 được dung dịch Y và 3,136 lit hỗn hợp NO2; NO (đktc), tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 là 20,143. Giá trị của m và nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 phản ứng là: A. 46,08g và 7,28M B. 23,04g và 7,28M C. 23,04g và 2,10M D. 46,08g và 2,10M Lời giải: - Gọi số mol mỗi oxit là x. Qui đổi hỗn hợp thành Fe (4x); Cu (x); O (6x) - Giải hệ phương trình tìm số mol NO2 và NO. - ĐLBT electron (3.Fe + 2.Cu – 2.O = 3.NO + NO2), giải phương trình tìm x. m = (72 + 80 + 232)x = 384x. mol HNO3 phản ứng = tạo muối + tạo khí = (12x + 2x) + 0,14  → CM a + b = 3,136/22,4 a = 0,09 46a + 30b = 20,133 × 2 × 3,136/22,4 b = 0,05 12x + 2x – 12x = 3. 0,05 + 0,09  → x = 0,12 × m = (72 + 80 + 232)x = 384 0,12 = 46,08(g) 14 x + 0,14 14 × 0,12 + 0,14 = = 7, 28( M ) - Nồng độ mol HNO3 phản ứng = 0, 25 0, 25 Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 30,4g hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuS, Cu 2S và S bằng dung dịch HNO3 thoát ra 20,16 lit khí NO duy nhất (đkc)và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được bao nhiêu gam kết tủa: A. 81,55g B. 29,40g C. 110,95g D. 115,85g Lời giải: - Qui đổi hỗn hợp thành Cu (x mol); S (y mol) - ĐLBT electron (2.Cu + 6.S = 3.NO) và khối lượng hỗn hợp, giải hệ tìm x, y. - Khối lượng kết tủa = mCu ( OH )2 + mBaSO4 = 98 x + 233 y 2x + 6y = 3 × 20,16/22,4 x = 0,3 64x + 32y = 30,4 y = 0,35 mkết tủa = 98 × 0,3 + 233 × 0,35 = 110,95(g). Bài 4: Hỗn hợp X gồm Zn; ZnS; S. Hoà tan 17,8g hỗn hợp X trong HNO 3 nóng dư thu được V lit khí NO2 duy nhất (đkc) và dung dịch Y. Thêm từ từ dung dịch Ba(OH) 2 dư vào dung dịch Y thu được kết tủa nặng 34,95g. Giá trị của V: 11 A. 8,96 B. 20,16 Lời giải: - Dạng bài toán ngược so với bài 11. C. 22,40 D. 29,12 - Vì Zn(OH)2 lưỡng tính nên kết tủa chỉ là BaSO4  → nS = nBaSO 4  → mS. - Từ mhh  → mZn  → nZn  → ÁD ĐLBT electron (2.Zn + 6.S = 1. NO2) tìm nNO2  → VNO2 VNO2 = 22, 4 × (2 × 17,8 − 34,95 × 32 34,95 233 + 6× ) = 29,12(lit ) 65 233 Bài 5: Cho luồng khí H2 đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 13,92g hỗn hợp X gồm 4 chất. Hoà tan hết X bằng dung dịch HNO 3 đặc nóng, dư được 5,824 lit NO2 (đkc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m: A. 16B. 32 C. 48 D. 64 Lời giải: - Qui đổi hỗn hợp X thành 13,92g Fe (x mol) và O (y mol)  → Số mol Fe2O3 ban đầu là x/2. - Áp dụng ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 1.NO 2) kết hợp với khối lượng hỗn hợp X, giải hệ phương trình tìm x, y. m = 160x/2 = 80x 56x + 16y = 13,92 x = 0,2 3x – 2y = 5,824/22,4 y = 0,27 m = 80 × 0,2 = 16(g) Bài 6: Cho 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO 2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm dung dịch Ba(OH) 2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trị của m và a: A. 111,84g và 157,44g B. 112,84g và 157,44g C. 111,84g và 167,44g D. 112,84g và 167,44g Lời giải: - Qui đổi hỗn hợp ban đầu về Cu, Fe, S  → Tính được số mol Cu, Fe, S - Thêm dung dịch BaCl2 dư vào X thì kết tủa là BaSO4 với nBaSO 4 = nS  → mkết tủa = 233nS. Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào X thì kết tủa là BaSO4, Cu(OH)2, Fe(OH)3  → Nung kết tủa thu được chất rắn là BaSO4; CuO; Fe2O3  → a = 233nS + 80nCu + 80nFe = m + 80nCu + 80nFe mBaSO 4 = m = (0,15 × 2 + 0, 09 × 2) × 233 = 111,84( g ) a = mBaSO 4 + mCuO + mFe2O3 = 111,84 + (0,15 + 2 × 0,09) × 80 + 0,15 + 0,09 × 160 = 157,44( g ) 2 Bài 7: Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol như nhau, M là kim loại có hoá trị không đổi. Cho 6,51g X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO 3 đun nóng thu được dung dịch A1 và 13,216 lit hỗn hợp khí A2 (đkc) có khối lượng 26,34g gồm NO 2 và NO. Thêm một lượng BaCl2 dư vào dung dịch A1 thấy tạo thành m1 gam kết tủa trắng trong dung dịch dư axit trên. Kim loại M và giá trị m1 là: A. Cu và 20,97g B. Zn và 23,3g 12 C. Zn và 20,97g D. Mg và 23,3g Lời giải: - Gọi số mol mỗi chất trong X là x mol - Qui đổi X thành 6,51g hỗn hợp Fe (x mol);M (x mol); S (3x mol) - Giải hệ phương trình tính số mol NO2 (a mol); NO (b mol) - Áp dụng ĐLBT electron (3.Fe + 2.M + 6.S = 3.NO + 1.NO 2) kết hợp với khối lượng X tìm M. -Kết tủa trắng chỉ là BaSO4 với: nBaSO 4 = nS = 3x  → mBaSO 4 = m1 = 233 × 3 x = 699 x a + b = 13,216/22,4 = 0,59 a = 0,54 46a + 30b = 26,34 b = 0,05 56x + 96x + Mx = 6,51 3x + 18x + 2x = 3 × 0,05 + 0,54 = 0,69 M = 65 (Zn) và m1 = 699 × 0,03 = 20,97(g) Bài 8: ĐH 2008KA: Cho 11,36g hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư được 1,344 lit khí NO (đkc) và dung dịch Y. Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là: A. 49,09g B. 35,50g C. 38,72g D. 34,36g Lời giải: - Qui đổi X thành 11,36g hỗn hợp Fe (x mol) và O (y mol) - ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với mhỗn hợp X giải hệ tìm x, y. - Khối lượng muối Fe(NO3)3 = 242x. 56x + 16y = 11,36 x = 0,16 3x – 2y = 3 × 1,344/22,4 y = 0,1 - Khối lượng Fe(NO3)3 = 242 × 0,16 = 38,72(g) Bài 9: Hoà tan hết m gam hỗn hợp Fe; FeO; Fe 3O4 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư được 448ml khí NO2 (đkc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 14,52g muối. Giá trị của m: A. 3,36 B. 4,64 C. 4,28 D. 4,80 Lời giải: - Là bài toán ngược so với bài 4. - Qui đổi hỗn hợp về Fe (x mol) và O (y mol). Với mol Fe(NO3)3 = mol Fe=x - Dựa vào khối lượng muối tìm x. - Dựa vào ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 1. NO2)  →y = 3.Fe − NO2 2 - m = 56x + 16y 14,52 0, 448 − 14,52 242 22, 4 m = 56 × + 16 × = 4, 64( g ) 242 2 Bài 10: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO 3 3,2M. Sau phản ứng được 2,24 lit khí NO (đkc) duy nhất và còn lại 1,46g kim loại không tan. Giá trị của m: A. 17,04 B. 19,20 C. 18,50 D. 20,50 Lời giải: - Qui đổi X thành Fe (x mol) và O (y mol) - Vì kim loại dư nên Fe chỉ đạt Fe+2. - Áp dụng công thức (2) tìm số mol HNO3 tạo muối  → số mol Fe (x mol) 3× 13 - ĐLBT electron (2.Fe – 2.O = 3.NO)  → số mol O = y = 2.Fe − 3.NO 2 - Tìm m = 1,46 + 56x + 16y. 2, 24 2, 24 − 3× 22, 4 22, 4 m = 1, 46 + 56 × + 16 × = 18,5( g ) 2 2 Bài 11: Cho 5,584g hỗn hợp Fe và Fe 3O4 tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch HNO 3 loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 0,3136 lit khí NO duy nhất và dung dịch X. Nồng độ dung dịch HNO3 phản ứng là: A. 0,472M B. 0,152M C. 3,040M D. 0,304M Lời giải: - Qui đổi hỗn hợp thành 5,584g Fe(x mol) và O (y mol) - ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với mhỗn hợp  → tìm x, y - Áp dụng công thức (2)  → tìm số mol HNO3 phản ứng  → CM 56x + 16y = 5,584 x = 0,074 3x – 2y = 3 × 0,3136/22,4 y = 0,09 0,3136 3 × 0, 074 + 22, 4 CM = = 0, 472(M ) 0, 5 0, 2 × 3, 2 − 2, 24 22, 4 0, 2 × 3, 2 − Bài 12: ĐH 2009KB:Cho 61,2g hỗn hợp Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lit khí NO duy nhất (đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4g kim loại. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan. Giá trị của m: A. 151,5g B. 97,5g C. 137,1g D. 108,9g Lời giải: - Qui đổi hỗn hợp thành Cu (x mol); Fe (y mol) và O (4y/3 mol)  → số mol Fe3O4 là y/3 - Vì kim loại Cu dư nên Fe đạt đến Fe+2 - ĐLBT electron (2.Cu + 2.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với khối lượng hỗn hợp, giải hệ tìm x, y. - mmuối khan = mCu ( NO3 )2 + mFe ( NO3 )2 = 188x + 180y 64x + 232y/3 = 61,2 – 2,4 x = 0,375 2x + 2y – 8y/3 = 3 × 0,15 y = 0,45 mmuối khan = 188x + 180y = 188 × 0,375 + 180 × 0,45 = 151,5(g) Bài 13: Cho 13,92g hỗn hợp Cu và một oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO3 loãng được 2,688 lit khí NO duy nhất (đkc) và 42,72g muối khan. Công thức oxit sắt: A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. không xác định Lời giải: - Qui đổi hỗn hợp thành Cu (a mol); Fe (b mol); O (c mol) - Áp dụng ĐLBT electron (2.Cu + 3.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với khối lượng hỗn hợp và khối lượng muối, giải hệ phương tình tìm a, b, c. - Gọi CTTQ của oxit là FexOy, tìm tỉ lệ x : y = b : c  → Công thức oxit sắt. 64a + 56b + 16c = 13,92 a = 0,15 2a + 3b – 2c = 3 × 2,688/22,4 b = 0,06 188a + 242b = 42,72 c = 0,06 Vì b : c = 0,06 : 0,06 = 1 : 1 nên oxit là FeO (Đáp án A). 14 2. Bài tập tự luyện Câu 1: Hoà tan hoàn toàn hh gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dd X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06. Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hh Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hh khí X (gồm NO và NO2) và dd Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là (cho H = 1, N = 14, O = 16, Fe = 56, Cu = 64) A. 2,24. B. 4,48. C. 5,60. D. 3,36. Câu 3: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 38,72. B. 35,50. C. 49,09. D. 34,36. Câu 4: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hh chất rắn X. Hòa tan hết hh X trong dd HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là (cho O = 16, Fe = 56) A. 2,52. B. 2,22. C. 2,62. D. 2,32. Câu 5: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 151,5. B. 137,1. C. 97,5. D. 108,9. Câu 6 : Cho hỗn hợp gồm 6,72 gam Mg và 0,8 gam MgO tác dụng hết với lượng dư dung dịch HNO 3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,896 lít một khí X (đktc) và dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y thu được 46 gam muối khan. Khí X là A. NO2 B. N2O C. NO D. N2 Câu 7: Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm Cu2S, CuS, FeS2 và FeS tác dụng hết với HNO 3 (đặc nóng dư) thu được V lít khí chỉ có NO 2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl 2, thu được 46,6 gam kết tủa, còn khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NH3 dư thu được 10,7 gam kết tủa. Giá trị của V là A. 38,08 B. 11,2 C. 24,64 D. 16,8 Câu 8 : Đốt 5,6 gam Fe trong không khí, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho toàn bộ X tác dụng với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là: A. 18,0. B. 22,4. C. 15,6 D. 24,2. Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol FeS 2 trong 200 ml dung dịch HNO 3 4M, sản phẩm thu được gồm dung dịch X và một chất khí thoát ra. Dung dịch X có thể hòa tan tối đa m gam Cu. Biết trong các quá trình trên, sản phẩm khử duy nhất của N+5 đều là NO. Giá trị của m là A. 12,8 B. 6,4 C. 9,6 D. 3,2 Câu 10: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Mg; MgS; S trong dung dịch HNO 3 đặc nóng dư thu được 2,912 lit khí N2 duy nhất (đkc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH) 2 dư vào dung dịch Y được 46,55g kết tủa. Khối lượng hỗn hợp X là: A. 4,8 B. 12,0 C. 7,2 D. 9,6 DẠNG 4. Chất khử tác dụng với dung dịch hỗn hợp HNO3, H2SO4 1. Bài tập mẫu Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 19,2g kim loại M trong hỗn hợp dung dịch HNO 3 và H2SO4 đặc nóng thu được 11,2 lit khí X gồm NO2 và SO2 có tỉ khối so với metan là 3,1. Kim loại M là: A. Mg B. Al C. Fe D. Cu Lời giải: - Giải hệ phương trình tìm số mol NO2 (a mol) và SO2 (b mol) - ĐLBT electron (n.M = 1.NO2 + 2.SO2)  → M = f(n) với n 1 ≤ n ≤ 3 ) 15 - Xác định M. a + b = 0,5 46a + 64b = 0,5 × 3,1 × 16 19, 2 = 32n M = 0, 6 n a = 0,4 b = 0,1 Chọn n = 2 và M = 64 (Cu) Bài 2: Hoà tan 0,1 mol Cu vào 120ml dung dịch X gồm HNO 3 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được V lit khí NO duy nhất. Giá trị của V: A. 1,344 lit B. 1,49 lit C. 0,672 lit D. 1,12 lit Lời giải: - Tính nhanh nCu; nH + ; nNO − 3 - Viết PT ion thu gọn và xác định chất nào (Cu; H+; NO3-) phản ứng hết Tính VNO nCu = 0,1; nH + = 0,24; nNO − = 0,12 3 3Cu + 8H+ + 2NO3-  → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O n + n − n - Từ PT ta có Cu > H < NO3  → H+ phản ứng hết 3 8 2 1 - VNO = 22, 4 × × 0, 24 = 1,344(lit ) 4 Bài 3: Dung dịch A chỉ chứa các ion H +; NO3-; SO42-. Đem hoà tan 6,28g hỗn hợp B gồm 3 kim loại có hoá trị lần lượt là I, II, III vào dung dịch A thu được dung dịch D và 2,688 lit khí X gồm NO2 và SO2. Cô cạn dung dịch D được m gam muối khan, biết rằng khí X có tỉ khối so với H 2 là 27,5. Giá trị của m là: A. 15,76g B. 16,57g C. 17,56g D. 16,75g Lời giải: - Nhận thấy số mol NO2 và SO2 bằng nhau. - Áp dụng công thức (1.3) tính khối lượng muối thu được. - mol (NO2) = mol (SO2) = 0,06 - mmuối = 6,28 + 62 × 0,06 + 96 × 0,06 = 15,76(g) Bài 4: Hoà tan hỗn hợp A gồm Cu và Ag trong dung dịch HNO3 và H2SO4 thu được dung dịch B chứa 7,06g muối và hỗn hợp G gồm 0,05 mol NO2 và 0,01 mol SO2. Khối lượng hỗn hợp A bằng: A. 2,58g B. 3,06g C. 3,00g D. 2,58g Lời giải: - Áp dụng công thức(1.3) để tính khối lượng hỗn hợp A. mhhA = 7,06 - 62 × 0,05 – 96 × 0,01 = 3,00(g) Bài 5: Hoà tan hết hỗn hợp gồm x mol Fe và y mol Ag bằng dung dịch hỗn hợp HNO 3 và H2SO4 thấy có 0,062 mol khí NO và 0,047 mol SO 2 thoát ra. Đem cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được 22,164g hỗn hợp các muối khan. Giá trị của x và y là: A. 0,07 và 0,02 B. 0,09 và 0,01 C. 0,08 và 0,03 D.0,12 và 0,02 Lời giải: - Áp dụng ĐLBT electron và công thức (1.3) giải hệ phương trình tìm x, y. 56x + 108y = 22,164 – 62 × 3 × 0,062 - 96 × 0,047 x = 0,09 3x + y = 3 × 0,062 + 2 × 0,047 y = 0,01 - 16 Bài 6: Hoà tan hết 10,32g hỗn hợp Ag, Cu bằng lượng vừa đủ 160ml dung dịch gồm HNO 3 1M và H2SO4 0,5M thu được dung dịch X và sản phẩm khử NO duy nhất. Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là: A. 22,96g B. 18,00g C. 27,92g D. 29,72g Lời giải: - Tính số mol: H+; NO3-; SO42- Từ phương trình ion của Cu, Ag với H+ và NO3- ta thấy: nH + = 4.nNO3− - Suy ra, H+ hết, NO3- dư  → mmuối khan = + - mKL + mSO2 − + mNO− du 4 3 2- - H = 0,32; NO3 = 0,16; SO4 = 0,08 - mol (NO3- phản ứng) = 1 × 0,32 = 0, 08( mol ) . 4 - mmuối khan = 10,32 + (0,16 – 0,08).62 + 0,08. 96 = 22,96(g). Bài 7: Hoà tan bột Fe vào 200 ml dung dịch NaNO 3 và H2SO4. Đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 6,72 lit hỗn hợp khí X gồm NO và H 2 có tỉ lệ mol 2:1 và 3g chất rắn không tan. Biết dung dịch A không chứa muối amoni. Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là: A. 126g B. 75g C. 120,4g D. 70,4g Lời giải: - Tính số mol: H+; NO3-; NO và H2 - Kim loại dư nên phản ứng chỉ tạo muối Fe2+ và H+, NO3- phản ứng hết. - Dung dịch sau phản ứng chỉ gồm Fe2+; Na+; SO42- nNa + = nNO − = nNO 3 - nFe = 1,5 × nNO + nH 2 1 - nH + = 4.nNO3− + 2.nH 2  → nSO42 − = nH 2 SO4 = × nH + 2 mmuối khan = 0,2. 23 + (0,3 + 0,1) .56 + 0,5 . 96 = 75g 2. Bài tập tự luyện Câu 1: Cho 11,8g hỗn hợp Al, Cu phản ứng với dung dịch HNO 3, H2SO4 dư thu được 13,44 lit hỗn hợp khí SO2, NO2 có tỉ khối so với H2 là 26. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là: A. 50,00g B. 61,20g C. 56,00g D. 55,80g Câu 2: Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M và H2SO4 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là A. 0,746. B. 0,448. C. 1,792. D. 0,672. Câu 3: Thực hiện hai thí nghiệm: 1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát ra V1 lít NO. 2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO 3 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. Câu 4: Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch gồm HNO 3 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. 20,16 gam. B. 22,56 gam. C. 19,76 gam. D. 19,20 gam. Câu 5: Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H2SO4 và HNO3, thu được dung dịch X và 1,12 lít khí NO. Thêm tiếp dung dịch H 2SO4 dư vào bình thu được 0,448 lít khí NO và dung 17 dịch Y. Biết trong cả hai trường hợp NO là sản phẩn khử duy nhất, đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Dung dịch Y hòa tan vừa hết 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử của N +5). Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 2,40 B. 4,20 C. 4,06 D. 3,92 18 Chuyên đề bồi dưỡng hóa học – bài tập về axit nitric và muối nitrat 19 Tổ Lí – Hóa - CN [...]... = 3 × 1,344/22,4 y = 0,1 - Khối lượng Fe(NO3)3 = 242 × 0,16 = 38,72(g) Bài 9: Hoà tan hết m gam hỗn hợp Fe; FeO; Fe 3O4 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư được 448ml khí NO2 (đkc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 14,52g muối Giá trị của m: A 3,36 B 4,64 C 4,28 D 4,80 Lời giải: - Là bài toán ngược so với bài 4 - Qui đổi hỗn hợp về Fe (x mol) và O (y mol) Với mol Fe(NO3)3 = mol Fe=x - Dựa vào khối lượng... tiêu chuẩn Dung dịch Y hòa tan vừa hết 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử của N +5) Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là A 2,40 B 4,20 C 4,06 D 3,92 18 Chuyên đề bồi dưỡng hóa học – bài tập về axit nitric và muối nitrat 19 Tổ Lí – Hóa - CN ... FeO (Đáp án A) 14 2 Bài tập tự luyện Câu 1: Hoà tan hoàn toàn hh gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dd X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO Giá trị của a là A 0,04 B 0,075 C 0,12 D 0,06 Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hh Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hh khí X (gồm NO và NO2) và dd Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối của... = 30,4 y = 0,35 mkết tủa = 98 × 0,3 + 233 × 0,35 = 110,95(g) Bài 4: Hỗn hợp X gồm Zn; ZnS; S Hoà tan 17,8g hỗn hợp X trong HNO 3 nóng dư thu được V lit khí NO2 duy nhất (đkc) và dung dịch Y Thêm từ từ dung dịch Ba(OH) 2 dư vào dung dịch Y thu được kết tủa nặng 34,95g Giá trị của V: 11 A 8,96 B 20,16 Lời giải: - Dạng bài toán ngược so với bài 11 C 22,40 D 29,12 - Vì Zn(OH)2 lưỡng tính nên kết tủa chỉ... + 0,09 × 160 = 157,44( g ) 2 Bài 7: Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol như nhau, M là kim loại có hoá trị không đổi Cho 6,51g X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch HNO 3 đun nóng thu được dung dịch A1 và 13,216 lit hỗn hợp khí A2 (đkc) có khối lượng 26,34g gồm NO 2 và NO Thêm một lượng BaCl2 dư vào dung dịch A1 thấy tạo thành m1 gam kết tủa trắng trong dung dịch dư axit trên Kim loại M và giá... duy nhất (đkc) và dung dịch Y Thêm Ba(OH) 2 dư vào dung dịch Y được 46,55g kết tủa Khối lượng hỗn hợp X là: A 4,8 B 12,0 C 7,2 D 9,6 DẠNG 4 Chất khử tác dụng với dung dịch hỗn hợp HNO3, H2SO4 1 Bài tập mẫu Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 19,2g kim loại M trong hỗn hợp dung dịch HNO 3 và H2SO4 đặc nóng thu được 11,2 lit khí X gồm NO2 và SO2 có tỉ khối so với metan là 3,1 Kim loại M là: A Mg B Al C Fe D Cu... 6,28 + 62 × 0,06 + 96 × 0,06 = 15,76(g) Bài 4: Hoà tan hỗn hợp A gồm Cu và Ag trong dung dịch HNO3 và H2SO4 thu được dung dịch B chứa 7,06g muối và hỗn hợp G gồm 0,05 mol NO2 và 0,01 mol SO2 Khối lượng hỗn hợp A bằng: A 2,58g B 3,06g C 3,00g D 2,58g Lời giải: - Áp dụng công thức(1.3) để tính khối lượng hỗn hợp A mhhA = 7,06 - 62 × 0,05 – 96 × 0,01 = 3,00(g) Bài 5: Hoà tan hết hỗn hợp gồm x mol Fe và... dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và N 2O Tỉ khối của X so với H2 là 16,4 Giá trị của m là A 98,20 B 97,20 C 98,75 D 91,00 DẠNG 3 Hợp chất khử tác dụng với HNO3 1 Bài tập mẫu Bài 1: Hoà tan m gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được khí NO duy nhất Nếu đem khí NO thoát ra trộn với O2 vừa đủ để hấp thụ hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO3 Biết thể tích oxi phản... → mBaSO 4 = m1 = 233 × 3 x = 699 x a + b = 13,216/22,4 = 0,59 a = 0,54 46a + 30b = 26,34 b = 0,05 56x + 96x + Mx = 6,51 3x + 18x + 2x = 3 × 0,05 + 0,54 = 0,69 M = 65 (Zn) và m1 = 699 × 0,03 = 20,97(g) Bài 8: ĐH 2008KA: Cho 11,36g hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư được 1,344 lit khí NO (đkc) và dung dịch Y Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch... Lời giải: - Chỉ có Fe và O thay đổi số oxi hoá, N không thay đổi số oxi hoá - Dựa vào ĐLBT electron tính được số mol Fe3O4 (1 nFe3O4 = 4 nO2 ) - Tính m = 232 4 nO2 m = 232 × 4 × 0,336 = 13,92( g ) 22, 4 Bài 2: Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO; CuO và Fe 3O4 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ 250ml dung dịch HNO3 được dung dịch Y và 3,136 lit hỗn hợp NO2; NO (đktc), tỉ khối của hỗn hợp ... trở thành: naxit nitric phản ứng = × nNO + × nNO + 10 × nN O + 12 × nN + 10 × nNH NO 2 (2.1) Từ số mol axit phản ứng ta tính C%, CM, thể tích khối lượng dung dịch C/ MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG... (2.1) tính naxit nitric phản ứng = 4nNO  → Vdd axit phản ứng - Vì thể tích dung dịch HNO3 cần dùng nên Fe đạt đến hoá trị II × 0,15 + × 0,15 4× Vdd HNO3 phản ứng = 0,8 (lit) = Bài 2: Lấy 9,94g...- Khi axit HNO3 tác bazơ, oxit bazơ tính khử xảy phản ứng trung hòa - Với kim loại có nhiều hóa trị (như Fe, Cr), dùng dư axit tạo muối hóa trị kim loại (Fe 3+, Cr3+); axit dùng thiếu,