Phát triển tư duy sáng tạo giải bài tập chuyên đề vô cơ HNO3

Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 TRẦN NGUYỄN TRỌNG NHÂN PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO GIẢI BÀI TẬP CHUN ĐỀ HĨA HỌC VƠ CƠ BEECLASS CHEMISTRY Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa hc Vụ c Chuyờn HNO3 LờI CảM ƠN u tiên, cho phép em gửi lời cảm ơn đến anh Lâm Mạnh Cường – founder BeeClass Chemistry, người m{ c|ch đ}y th|ng đ~ tin tưởng thằng nhóc lớp 11 soạn chuyên đề kỉ niệm năm th{nh lập ý nghĩa BeeClass Cảm ơn anh đ~ ủng hộ giúp đỡ em để em hoàn thiện sách Em xin cảm ơn anh Ho{ng Phan, v{ đặc biệt anh Tấn Thịnh Cảm ơn c|c anh đ~ ln tích cực sưu tầm c|c đề, giúp đỡ anh chị 99 nhờ em có nguồn tư liệu lớn ^^ Em xin cảm ơn thầy Tào Mạnh Đức đ~ chia sẻ 36 đề thi thử thầy, em tham khảo nhiều tập hay thú vị từ thầy Em xin cảm ơn thầy Phan Thanh Tùng – người thầy nhóm “Luyện thi Hóa 2018”, cảm ơn thầy đ~ đồng hành, gắn bó chia sẻ kinh nghiệm, tập cho nhóm thời gian qua Em cảm ơn c|c thầy Nguyễn Ngọc Hiếu, thầy Trần Văn Hiển anh Nguyễn Công Kiệt thầy Đ{ Nẵng em ^^ Cảm ơn thầy Hiếu file tuyển tập câu phân loại từ đề thi thử THPTQG Hóa học năm 2017, l{ nguồn tư liệu vơ phong phú em Cảm ơn thầy Trần Văn Hiền câu hỏi lý thú thầy facebook cá nhân, ln khiến em giật từ điều tưởng chừng đơn giản Em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Đức Dũng – Tổ trưởng tổ Hóa trường THPT chun Lê Q Đơn thầy đ~ dạy dỗ truyền đạt kiến thức Hóa học cho em năm lớp 10 11 Em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Đặng Công Anh Tuấn đ~ giúp đỡ dạy dỗ em môn Hóa năm học lớp 12 Đặc biệt, em xin cảm ơn thầy Nguyễn Đình Minh – GV chủ nhiệm lớp 11A2, trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng cảm ơn thầy đ~ chủ nhiệm, quan t}m em năm học qua Mình xin cảm ơn c|c bạn Nguyễn Đức Sơn, Ho{ng Phước Quân, Lữ Chấn Hưng bạn lớp A2 đ~ đóng góp, ủng hộ mình, giúp hồn thành sách Và cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn s}u sắc chân thành đến thầy giáo Lê Phạm Thành, thầy l{ người truyền lửa đam mê Hóa học cho em suốt năm học vừa qua Em cảm ơn thầy lúc em nản chí nhất, thầy đ~ vực em dậy để em hồn thành sách Em chúc thầy mạnh khỏe thành công ^^ Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chuyên đề HNO3 LêI TRI ¢N Tõ BEECLASS CHEMISTRY Nhân ngày kỉ niệm năm th{nh lập BeeClass Chemistry (25/07/2017), thay mặt BQT BeeClass, xin gửi đến bạn học sinh, quý thầy cô lời tri ân, cảm ơn s}u sắc ủng hộ, yêu mến v{ giúp đỡ bạn năm qua Sau tròn năm hoạt động BeeClass, với cố gắng không ngừng nghỉ đội ngũ admin/mod, group, fanpage đ~ mang đến cho em học sinh kỳ thi, tài liệu chất lượng để em tích lũy kiến thức – kinh nghiệm cho thân Con số 60.000 th{nh viên đ~ phần nói lên chất lượng, tin tưởng từ bạn thành viên nỗ lực ban quản trị thành viên nhóm Tất thành viên BQT BeeClass ln trân trọng tình cảm tin tưởng từ q thầy bạn học sinh miền tổ quốc Hôm (25/07/2017), để kỷ niệm sinh nhật tuổi, để đ|p lại tin tưởng, đồng hành từ bạn với BeeClass suốt năm vừa qua, Hóa Học BeeClass giới thiệu đến thành viên nhóm tài liệu: “Phát triển tư sáng tạo giải tập chuyên đề vô HNO3” tác giả Trần Nguyễn Trọng Nh}n (sinh năm 2000, học sinh trường THPT chuyên Lê Quý Đôn, Đ{ Nẵng) Tài liệu vết với mong muốn chia sẻ kỹ l{m b{i, phương ph|p giải trắc nghiệm tối ưu, giải vấn đề từ dễ đến khó phù hợp với bạn/các em - người chuẩn bị đứng trước kỳ thi quan trọng đời Nội dung sách bám sát theo yêu cầu v{ định hướng đề thi Bộ GD&ĐT Trong chuyên đề, tóm tắt nội dung trọng t}m v{ sơ đồ hóa kiến thức gặp, dễ bị lãng qn lâu ngày không dùng tới với việc sơ đồ hóa 90% tập phân loại cao, có q trình phức tạp Với nguồn tập ơn luyện phong phú v{ đa dạng tuyển chọn, chắt lọc c|c đề thi thử khắp miền đất nước đề thi thức Bộ từ năm 2015 đến Thay mặt BQT BeeClass Chemistry Lâm Mạnh Cường Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 Lêi giíi thiƯu Xin chào bạn, sau tháng thai nghén, cuối sách đ~ phát hành nhằm kỉ niệm năm th{nh lập Nhóm BeeClass Chemistry Đ}y l{ qu{ tri }n m{ đội ngũ mod/ admin BeeClass dành tặng cho tất bạn đ~ đồng hành Beeclass suốt năm vừa qua HNO3 – Câu phân loại đ|nh gi| l{ khó chuyên đề vô Đ}y l{ vấn đề “thống trị” c|c c}u ph}n loại vô suốt nhiều năm vừa qua c|c đề thi ĐH v{ sau n{y l{ đề thi THPTQG Với hi vọng cung cấp cho bạn đầy đủ tất kiến thức, kĩ v{ phương ph|p giải tất dạng toán HNO3 nay, xuất c|c đề thi THPTQG thi thử THPTQG Chung đ~ biên soạn nên sách “Phát triển tư sáng tạo giải tập chuyên đề vơ HNO3” Với mong muốn bạn hài lòng với s|ch, chúng tơi đ~ biên soạn sách với 90% tập giải cách chi tiết Nguồn tập phong phú s|ch n{y sưu tầm từ đề thi THPTQG thức Bộ GD v{ ĐT, đề thi thử THPTQG c|c trường THPT chuyên, c|c trường THPT có uy tín nước, đồng thời tham khảo từ nhiều nguồn đề thi thử uy tín như: thầy Tào Mạnh Đức, thầy Nguyễn Anh Phong, thầy Lê Phạm Thành – hoc24h.vn, thầy Vũ Khắc Ngọc – hocmai.vn, thầy Nguyễn Văn Duyên, v{ từ cộng đồng hóa học tiếng như: BeeClass Chemistry, Bookgol Chemistry, Cuốn sách gồm chuyên đề từ lý thuyết đến dạng toán khó Mỗi chuyên đề gồm phần lý thuyết, kĩ thuật tính tốn, ví dụ minh họa, tập tự luyện cuối chuyên đề v{ đ|p |n với lời giải chi tiết cho tất tập Tuy đ~ cố gắng hết sức, nhiên trình biên soạn chúng tơi khơng thể tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn, trùng bài, Tác giả biên soạn s|ch n{y vừa nghiên cứu vừa học nên mong q độc giả thơng cảm Mọi thắc mắc, đóng góp ý kiến, xin gửi địa facebook sau: https://www.facebook.com/trongnhan.trannguyen.f1.nk email: trongnhannk0f1@gmail.com liên lạc trực tiếp với tác giả lớp 11A2, trường THPT chuyên Lê Q Đơn – Thành phố Đ{ Nẵng Mọi góp ý bạn góp phần giúp cho s|ch hoàn thiện Tác giả Trần Nguyễn Trọng Nhân Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời giới thiệu D Đáp án hƣớng dẫn giải chi tiết tập tự luyện 91 Lời tri ân từ BeeClass Chemistry Mục lục Chuyên đề 4: BÀI TOÁN HỢP CHẤT TÁC DỤNG VỚI 𝐇𝐍𝐎𝟑 Chuyên đề 1: LÝ THUYẾT VÀ CÂU HỎI LÝ THUYẾT VỀ 𝐇𝐍𝐎𝟑 A Phƣơng pháp giải tốn ví dụ minh họa A Hệ thống Lý thuyết B Hệ thống câu hỏi lý thuyết 11 Bài toán hỗn hợp kim loại oxit kim loại tác dụng với 𝐇𝐍𝐎𝟑 117 C Đáp án hƣớng dẫn giải câu hỏi lý thuyết 28 Bài toán hỗn hợp kim loại sunfua kim loại tác dụng với 𝐇𝐍𝐎𝟑 126 B Bài tập tự luyện Chuyên đề 2: PHƢƠNG PHÁP GIẢI TOÁN 𝐇𝐍𝐎𝟑 CƠ BẢN Bài toán hỗn hợp kim loại oxit kim loại tác dụng với 𝐇𝐍𝐎𝟑 136 A Kĩ thuật tính tốn 40 Bài toán hỗn hợp kim loại sunfua kim loại tác dụng với 𝐇𝐍𝐎𝟑 139 B Hệ thống ví dụ điển hình 41 C Bài tập tự luyện 49 C Đáp án hƣớng dẫn giải chi tiết tập tự luyện D Đáp án hƣớng dẫn giải chi tiết tập tự luyện 55 Bài toán hỗn hợp kim loại oxit kim loại tác dụng với 𝐇𝐍𝐎𝟑 143 Chuyên đề 3: BÀI TOÁN DUNG DỊCH CHỨA ION 𝐇 + VÀ 𝐍𝐎− 𝟑 A Lý thuyết Kĩ thuật tính tốn 63 B Hệ thống ví dụ điển hình 64 C Bài tập tự luyện 79 Bài toán hỗn hợp kim loại sunfua kim loại tác dụng với 𝐇𝐍𝐎𝟑 150 Chuyên đề 5: BÀI TOÁN SẢN PHẨM KHỬ CỦA 𝐇𝐍𝐎𝟑 A Phƣơng pháp giải toán ví dụ điển hình Bài tốn sản phẩm khử 𝐍𝐇𝟒+ 160 Bài toán điện phân 281 Bài toán sản phẩm khử hỗn hợp khí phức tạp 169 Bài toán khử oxit KL 𝐇𝟐 , CO 289 B Bài tập tự luyện Bài toán sản phẩm khử 𝐍𝐇𝟒+ 180 Bài tốn sản phẩm khử hỗn hợp khí phức tạp 184 C Đáp án hƣớng dẫn giải chi tiết tập tự luyện Bài toán sản phẩm khử 𝐍𝐇𝟒+ 191 Bài toán sản phẩm khử hỗn hợp khí phức tạp 199 Chun đề 6: BÀI TỐN SỬ LÍ DUNG DỊCH SAU PHẢN ỨNG Bài toán nhiệt phân muối hidroxit kim loại .297 Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối, phi kim 302 B Bài tập tự luyện Bài tốn nhiệt nhơm 305 Bài toán điện phân 309 Bài toán khử oxit KL 𝐇𝟐 , CO 313 Bài toán nhiệt phân muối hidroxit kim loại .316 Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối, phi kim 317 A Kĩ thuật giải toán 217 D Đáp án hƣớng dẫn giải chi tiết tập tự luyện B Hệ thống ví dụ điển hình 219 Bài tốn nhiệt nhơm 320 C Bài tập tự luyện 235 Bài toán điện phân 324 D Đáp án hƣớng dẫn giải chi tiết tập tự luyện 246 Bài toán khử oxit KL 𝐇𝟐 , CO 332 Chuyên đề 7: SỰ KẾT HỢP 𝐇𝐍𝐎𝟑 VÀ CÁC Q TRÌNH VƠ CO KINH ĐIỂN Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối, phi kim 341 Bài toán nhiệt phân muối hidroxit kim loại .338 A Kĩ thuật giải toán ví dụ điển hình Bài tốn nhiệt nhơm 274 Chuyên đề 8: BÀI TẬP TỔNG HỢP VÀ NÂNG CAO .346 Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên Húa hc Vụ c Chuyờn HNO3 Chuyên đề 1: A HỆ THỐNG LÝ THUYẾT I Cấu tạo phân tử - Trong hợp chất HNO3 , nguyên tố nitơ có số oxi hóa cao +5 II Tính chất vật lý - Axit nitric tinh khiết chất lỏng khơng màu, bốc khói mạnh khơng khí ẩm, D = 1,53g/cm3 , sôi 8600 C Axit nitric tinh khiết bền, điều kiện thường có ánh sáng bị phân hủy phần giải phóng khí nitơ đioxit (NO2 ) Khí tan dung dịch axit, làm cho dung dịch có màu vàng - Axit nitric tan nước theo tỉ lệ Trong phòng thí nghiệm thường có loại axit đặc nồng độ 68%, D = 1,40g/cm3 III Tính chất hóa học Tính Axit - Axit nitric số axit mạnh, dung dịch lỗng phân li hoàn toàn thành H + NO− - Dung dịch HNO3 l{m đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ v{ muối axit yếu tạo muối nitrat CuO + 2HNO3 → Cu NO3 Ca OH 2 + 2HNO3 → Ca NO3 CaCO3 + 2HNO3 → Ca NO3 + H2 O + 2H2 O + CO2 + H2 O Tính Oxi hóa  Axit nitric axit có tính oxi hóa mạnh Tùy thuộc vào nồng độ axit chất chất khử mà HNO3 bị khử đến số sản phẩm khác nitơ Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 a) Tác dụng với kim loại + - Trong dung dịch HNO3 , ion NO− có khả oxi hóa mạnh ion H , nên HNO3 oxi hóa hầu hết kim loại, kể kim loại có tính khử yếu Cu,Ag, , trừ Au Pt Khi đó, kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao tạo muối nitrat - Khi tác dụng với kim loại có tính khử yếu Cu, Pb, Ag, , HNO3 đặc bị khử đến NO2 , HNO3 lỗng bị khử đến NO Thí dụ: +5 +5 Cu + 4H N O3 Cu + 4H N O3 - +2 Cu NO3 +4 + N O2 + 2H2 O +2 3Cu NO3 +2 + N O + 4H2 O Khi tác dụng với kim loại có tính khử mạnh Mg, Zn, Al, , HNO3 lỗng bị +1 −3 khử đến N2 O, N2 NH4 NO3 8Al + 30HNO3 lo ãng → 8Al NO3 4Zn + 10HNO3 lo ãng → 4Zn NO3 - + 3N2 O + 15H2 O + NH4 NO3 + 3H2 O Fe Al bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc, nguội tạo nên màng oxit bền bề mặt kim loại này, bảo vệ cho kim loại không tác dụng với axit nitric axit kh|c m{ trước chúng t|c dụng dễ dàng b) Tác dụng với phi kim - Khi đun nóng, Axit Nitric đặc oxi hóa nhiều phi kim C,S,P, Khi đó, phi kim bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất, HNO3 bị khử đến NO2 NO tùy theo nồng độ axit S + 6HNO3 đặc → H2 SO4 + 6NO2 + 2H2 O c) Tác dụng với hợp chất - Khi đun nóng, axit nitric oxi hóa nhiều hợp chất H2 S, HI, SO2 , FeO, … 3H2 S + 2HNO3 loãng → 3S + 2NO + 4H2 O IV Ứng dụng - Axit HNO3 hóa chất quan trọng Phần lớn axit HNO3 sản xuất công nghiệp dùng để điều chế ph}n đạm NH4 NO3 , Ngồi ra, Axit HNO3 dùng để sản xuất thuốc nổ (thí dụ trinitrotoluen (TNT), ), thuốc nhuộm, dược phẩm, Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 V Điều chế Trong phòng thí nghiệm - Axit HNO3 điều chế cách cho Natri Nitrat Kali Nitrat rắn tác dụng với axit H2 SO4 NaNO3 + H2 SO4 → HNO3 + NaHSO4 - Hơi axit HNO3 tho|t dẫn v{o bình, làm lạnh v{ ngưng tụ Phương pháp dùng để điều chế lượng nhỏ axit HNO3 bốc khói Trong cơng nghiệp Axit HNO3 sản xuất từ amoniac Quá trình sản xuất gồm ba giai đoạn:  Oxi hóa khí amoniac Oxi khơng khí nhiệt độ 850 − 9000 C, có mặt chất xúc tác platin: 4NH3 + 5O2 xt Pt , t 4NO + 6H2 O Phản ứng tỏa nhiệt xảy gần ho{n to{n  Oxi hóa NO thành 𝐍𝐎𝟐 Hỗn hợp chứa NO làm nguội cho hóa hợp với Oxi khơng khí tạo th{nh khí nitơ đioxit: 2NO + O2 → 2NO2  Chuyển hóa 𝐍𝐎𝟐 thành 𝐇𝐍𝐎𝟑 Cho hỗn hợp Nitơ đioxit vừa tạo thành Oxi tác dụng với nước, thu dung dịch Axit Nitric: 4NO2 + 2H2 O + O2 → 4HNO3 Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 Ví dụ 2: Hòa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, FeCO3 , Cu NO3 vào dung dịch chứa H2 SO4 0,045 mol NaNO3 , thu dung dịch Y chứa 62,605 gam muối trung hòa v{ 3,808 lít khí (đktc) hỗn hợp khí Z (trong có 0,02 mol H2 ) có tỉ khối so với O2 19 Thêm dung dịch NaOH 1M v{o Y đến khí đến thu khối lượng kết tủa cực đại 17 31,72 gam vừa hết 865ml Mặt khác, cho Y tác dụng vừa đủ với BaCl2 , sau cho tiếp tục lượng dư AgNO3 v{o Y thu 256,04 gam kết tủa Thành phần phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X gần với giá trị n{o sau đ}y: A 20,17% B 20,62% C 21,35% D 21,84% - Trích đề thi thử THPTQG 2017 – THPT chuyên Lương Văn Chánh – Phú Yên – Lần Sơ đồ trình Zmol 0,17 X m gam Mg Fe FeCO3 Cu NO3 CO2 H2 = 0,02mol NO + H2 O H SO loãng NaN O NaOH =0,865 mol =0,045 mol Mg 2+ Fe3+ Fe2+ Cu2+ Y Na+ SO2− NH4+ mol 0,045 62,605 gam ↓max Fe OH Cu OH Mg OH 31,72 gam BaCl AgNO ↓ 256,04 gam BaSO4 AgCl Ag nNaOH = 2nMg 2+ + 2nFe 2+ + 3nFe 3+ + 2nCu 2+ + nNH +4 = 0,865mol nNa + + 2nMg 2+ + 2nFe 2+ + 2nCu 2+ + 3nFe 3+ + nNH +4 BTĐT Y 0,865 mol nH SO = nSO 2− = m↓max = mFe OH + mCu OH 2 + mMg OH = 56nFe 2+ + 56nFe 3+ + 64nCu 2+ + 24nMg 2+ + 17 nOH − − nNH +4 = 31,72 ⇒ 56nFe 2+ + 56nFe 3+ + 24nMg 2+ + 64nCu 2+ = 17,015 + 17nNH +4 mY = 56nFe 2+ + 56nFe 3+ + 24nMg 2+ + 64nCu 2+ + 23nNa + + 18nNH +4 + 96nSO 2− 17,075+17n NH + 348 Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng = 0,455mol Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 ⇒ 62,605 = 17,075 + 17nNH +4 + 23.0,045 + 18nNH +4 + 96.0,455 ⇒ nNH +4 = 0,025mol BTNT H BTKL nH O = 2nH SO − 4nNH +4 − 2nH 2 = 0,385mol m = mY + mZ + mH O − mNaN O − mH SO = 27,2 gam Khi cho Y tác dụng với dung dịch BaCl2 vừa đủ AgNO3 thu kết tủa gồm: nBaS O = nSO 2− = 0,445mol nAgCl = 2nBaC l = 0,91mol ⇒ nAg = nFe 2+ = m↓ − mBaS O − mAgCl = 0,18mol 108 nCO + nNO = nZ − nH nCO + nNO = 0,15 nCO = 0,11mol ⇔ ⇔ 44nCO + 30nNO = mZ − mH 44nCO + 30nNO = 6,04 nNO = 0,04mol BTNT N nCu NO = nNO + nNH +4 − nNaN O = 0,02mol Ta lại có: 2nMg 2+ + 3nFe 3+ = 0,865 − 2nCu 2+ + nNH +4 + 2nFe 2+ = 0,44mol 24nMg 2+ + 56nFe 3+ = mY − mFe 2+ + mCu 2+ + mNa + + mSO 2− + mNH +4 = 5,88 ⇔ nFe 3+ = 0,03mol 349 BTNT Fe nFe (X ) = nFe 2+ + nFe 3+ − nFeC O = 0,1mol ⇒ %mFe = 20,6% Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 Ví dụ 3: Hòa tan hồn toàn m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe3 O4 Zn vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm HNO3 1,726 mol HCl Sau phản ứng xảy ho{n to{n thu dung dịch Y chứa 95,105 gam muối clorua 0,062 mol hỗn hợp khí N2 O NO có khối lượng 2,308 gam Nếu đem dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu 254,161 gam kết tủa Mặt kh|c đem dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 54,554 gam kết tủa Giá trị m gần với giá trị n{o sau đ}y A 46,0 B 38,0 C 56,7 D 43,0 - Trích đề thi thử THPTQG 2017 – THPT chuyên ĐH Vinh – Lần Phân tích giải chi tiết Cách 1: Tham khảo thầy Nguyễn Văn Thương N2 O = 0,032mol NO = 0,03mol X m gam AgNO HN O =y mol HCl =1,726 mol mol Mg = x Zn Fe3 O4 + H2 O Mg 2+ Zn2+ Fe3+ Fe2+ Y NH4− Cl−mol 1,726 ↓ 254.161 gam NaOH ↓ 95,105 gam 54,554 gam Ag AgCl Mg OH Fe OH Fe OH Đặt nMg = x mol , nHN O = y mol Khi cho Y tác dụng với AgNO3 , ta có: BTNT Cl nHCl = nAgCl = 1,726mol ⇒ mAg = BTNT N m↓ − mAgCl = 0,06mol ⇒ nFe 2+ = 0,06mol (Y ) 108 nNH +4 = nHN O − nNO − 2nN O = y − 0,94 BTNT H nH O = BTNT O nHNO + nHCl − 4nNH +4 nFe O = BTNT Fe mol = 1,051 − 1,5y mol nH O + nNO + nN O − 3nHNO = 0,27825 − 1,125y nFe 3+ = 3nFe O − nFe 2+ = 0,77475 − 3,375y mol mol (Y ) BTĐT (Y) 350 nZn 2+ = nCl − − 2nMg 2+ − 2nFe 2+ − 3nFe 3+ − nNH +4 = −0,312125 + 4,5425𝑦 − 𝑥 Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vô Chuyên đề HNO3 mY = mMg 2+ + mZn 2+ + mFe 3+ + mFe 2+ + mNH +4 + mCl − −41x + 125,5625y = 9,066125 ⇔ m↓ = mFe OH + mFe OH + mMg OH 58x − 361,125y = −3,74425 x = 0,128mol ⇒ m = mMg + mZn + mFe O = 43,072 gam y = 0,144mol ⇔ Gần nh ất 43 gam Cách 2: Tham khảo anh Nguyễn Công Kiệt N2 O = 0,032mol NO = 0,03mol + H2 O ↓ X m gam Mg = x mol Zn = z mol Fe3 O4 254.161 gam AgNO HN O HCl =1,726 mol Y 3+ Znmol2+ Mg 2+ Femol Fe2+ z Mg 2+ Fe3+ Zn2+ NH4+ NO− 3y NH4− Ag AgCl Cl−mol 1,726 95,105 gam NaOH ↓ 54,554 gam Mg OH Fe OH Fe OH Đặt nMg 2+ = x mol , nFe 3+ = 3y mol , nZn = z mol Xét dung dịch sau phản ứng Y với AgNO3 BTNT Cl nHCl = nAgC l = 1,726mol ⇒ mAg = BTĐT (Y) BTNT N, Ag nNO −3 = nAgN O = 1,726mol m↓ − mAgCl = 0,06mol ⇒ nFe 2+ = 0,06mol (Y ) 108 nNH +4 = nCl − − 2nMg 2+ − 2nFe 2+ − 3nFe 3+ − 2nZn 2+ = 1,786 − 2x − 9y − 2z mol ⇒ mY = mZn 2+ + mMg 2+ + mFe 3+ + mFe 2+ + mNH +4 + mCl − = 95,105 ⇒ 24x + 56.3y + 65z + 18 1,786 − 2x − 9y − 2z + 1,726 35,5 = 95,105 BTE 2nMg 2+ + nFe O + 2nZn 2+ = 8nNH +4 + 8nN O + 3nNO + nAg ⇒ 2𝑥 + 𝑦 + 2𝑧 = 1,786 − 2𝑥 − 9𝑦 − 2𝑧 + 8.0,032 + 3.0,03 + 0,06 Y NaOH BTNT Fe , , 351 (1) Mg OH = x mol Fe OH = 0,06mol Fe OH = 3x 54,554 gam − 0,06 (2) ⇒ 58x + 90.0,06 + 107 3y − 0,06 = 54,554(3) mol x = 0,128mol y = 0,15mol ⇒ m = mMg + mZn + mFe O = 43,072 gam z = 0,08mol Gần nh ất Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng 43 gam Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Ví dụ 4: Cho 5,76 gam hỗn hợp X gồm FeS2 , CuS Fe NO3 Chuyên đề HNO3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 đặc, nóng Sau phản ứng thấy tho|t 5,376 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO2 SO2 dung dịch Z chứa ion SO2− Cho dung dịch Ba OH dư v{o Z thu 8,85 gam kết tủa T Lọc tách kết tủa nung đến khối lượng không đổi thu 7,86 gam chất rắn E Biết E, oxi chiếm 27,481% khối lượng Cho phát biểu sau: Phần trăm khối lượng Fe NO3 X 62,5% Tỉ khối Y so với H2 26,75 Số mol NO2 Y 0,1 mol Tất chất T bị nhiệt phân Số phát biểu l{: A B C D - Trích đề thi thử THPTQG 2016 – THPT Phương Xá – Phú Thọ – Lần Sơ đồ trình Y X 5,76 gam FeS2 CuS Fe NO3 0,24 mol SO2 NO2 HN O Fe3+ Z SO2− Cu2+ NO− Ba OH T 8,85 gam BaSO4 Fe OH Cu OH Nung Phân tích giải chi tiết Khi nung hỗn hợp T, ta có: 2Fe OH Cu OH t0 t0 Fe2 O3 + 3H2 O CuO + H2 O mT − mE 8,85 − 7,86 = = 0,055mol ⇒ nO Oxit E = 0,055mol 18 18 7,86.0,02781 nO E = = 0,135mol 16 nO (E ) − nO Oxit E 0,135 − 0,055 BTNT O nBaSO = = = 0,02mol 4 BTKL 352 nH O = Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng BaSO4 E Fe2 O3 CuO 7,86 gam Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Xét hỗn hợp E gồm Chuyên đề HNO3 BaSO4 = 0,02mol Fe3+ = x mol Cu2+ = y mol O2− = 0,055mol E 7,86 gam mFe 3+ + mCu 2+ + mBaS O + mO 2− = mE ⇒ 56x + 64y + 0,02.233 + 0,055.16 = 7,86 BTĐT (E) , 3nFe 3+ + 2nCu 2+ = 2nO 2− ⇒ 3x + 2y = 0,055.2 FeS2 = amol CuS = 0,01mol Fe NO3 = bmol X 5,76 gam BTNT Fe nFe S + nFe NO mX = mFe S + mCuS + mFe BTNT S = nFe 3+ ⇒ a + b = 0,03 NO a = 0,01mol ⇒ %mFe b = 0,02mol ⇒ 120a + 96.0,01 + 180b = 5,76 NO = 0,02.180 100% = 62,5 ⇒ Đúng 5,76 nSO = 2nFeS + nCuS − nBaSO = 2.0,01 + 0,01 − 0,02 = 0,01mol ⇒ nNO = 0,24 − nSO = 0,23mol ⇒ sai ⇒ dY H2 = 0,01.96 + 0,23.46 = 24,04 ⇒ sai 2.0,24 BaSO4 không bị nhiệt phân ⇒ (4) sai ⇒ Chỉ có nhận định nhận định (1) 353 (2) x = 0,03mol y = 0,01mol Xét hỗn hợp X gồm , (1) Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng (3) (4) Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 Ví dụ 5: Cho 0,6 mol hỗn hợp X gồm FeCO3 , Fe NO3 , FeCl2 , FeO vào dung dịch H2 SO4 lo~ng, dư thu dung dịch Y 9,856 lít hỗn hợp Z gồm khí (đktc) Cho AgNO3 đến dư v{o Y thu 53,14 gam kết tủa v{ 0,896 lít khí (đktc) Mặt khác, cho Ba OH vào Y, thấy lượng Ba OH 2 dư phản ứng tối đa l{ 0,86 mol Biết NO sản phẩm khử N+5 trình Tổng phần trăm khối lượng FeCO3 Fe NO3 hỗn hợp X gần với giá trị n{o sau đ}y: A 66% B 67% C 68% D 69% - Trích tập anh Lâm Mạnh Cường - Sơ đồ trình BTNT C CO2 X 0,6mol FeCO3 = a Fe NO3 = bmol FeCl2 FeO = c mol BTNT N NO mol nCO = amol nNO = 2bmol 0,44 mol + H2 SO4 3+ Y Femol x 2+ Femol y SO2− H + 0,16 mol − Cl AgNO NO + ↓ 0,04 mol Ba OH max Ag AgCl 53,14 gam =0,86 mol Phân tích giải chi tiết Tham khảo anh Lâm Mạnh Cường Khi cho AgNO3 dư v{o Y thu 0, 04 mol khí NO tr ong Y = 4nNO = 0,04.4 = 0,16mol ⇒ nH + 3nFe 3+ + 2nFe 2+ = 3nFe 3+ + 2nFe 2+ + nH + − nH + nFe 2+ + nFe 3+ = nX BTE ⇔ 3x + 2y = 0,86.2 − 0,16 x = 0,36mol ⇔ x + y = 0,6 y = 0,24mol nAg = nFe 2+ − 3nNO = 0,24 − 0,04.3 = 0,12mol ⇒ nAgCl = BTNT Cl BTĐT Y 354 2n Ba OH m↓ − mAg 53,14 − 0,12.108 = = 0,28mol 143,5 143,5 nSO 2− Y n − = nAgCl = 0,28 nFeCl = Cl = 0,14𝑚𝑜𝑙 3nFe 3+ + 2nFe 2+ + nH − − nCl − 0,36.3 + 0,24.2 + 0,16 − 0,28 = = = 0,72mol 2 Y nCl − mol BTNT Cl Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vô BTNT S BTNT H Chuyên đề HNO3 nH SO = nSO 2− = 0,72mol Y nH O = 2nH SO − nH + 2.0,72 − 0,16 = 0,64mol 2 nFeC O + nFe NO + nFeO = nX − nFeC l nCO + nNO = 0,44 3nFeC O + 6nFe NO + nFeO = 2nCO + nNO + nH O = a = 0,32 a + b + c = 0,6 − 0,14 ⇔ a + 2b = 0,44 ⇔ b = 0,06 c = 0,08 3a + 6b + c = 2a + 2b + 0,64 ⇒ %mFeC O + %mFe NO = 0,32.116 + 0,06.180 100% 0,32.116 + 0,06.180 + 0,14.127 + 0,08.72 = 67,058% 355 Gần nh ất 67% Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 Ví dụ 6: Cho 32,7 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe x mol, Fe3 O4 , FeO, Fe2 O3 y mol Fe NO3 z mol tác dụng hoàn toàn với dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2 SO4 HCl tỉ lệ mol H 2SO4  HCl thu dung dịch T chứa muối trung hòa 7,28 lít hỗn hợp khí Z gồm NO2 H2 có tỉ số so với H2 hoàn toàn với dung dịch Ba OH 57 Cho dung dịch T tác dụng 13 dư, ta thu n gam kết tủa F; lọc lấy toàn kết tủa F nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 152,5 gam rắn I Ta cho dung dịch T tác dụng hoàn toàn với dung dịch AgNO3 dư, thu 44,9 gam kết tủa E Mặt khác, ta lấy g gam rắn A gồm Fe x mol, Fe2 O3 y mol Fe NO3 z mol nung chân không sau thời gian ta thu 16,15 gam rắn B 2,24 lít hỗn hợp khí L gồm NO2 a mol O2 Cho toàn rắn B tác dụng hoàn toàn với dung dịch chứa hỗn hợp gồm 0,7 mol HCl; a mol Mg NO3 0,1 mol Al ta thu 44 gam dung dịch C chứa muối trung hòa 5,04 lít hỗn hợp khí U gồm NO H2 có tỉ khối so với H2 37 Cho nhận định sau Giá trị n 250 gam Thành phần phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X 34,25% Giá trị a 0,1 mol Giá trị g 19,7 gam Số nhận định l{: A B C D Đ|p |n kh|c Tham khảo đề lời giải anh Nguyễn Thành Tín Sơ đồ trình Sơ đồ trình 1: 356 Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Z Fe = x mol FeO Fe3 O4 X Fe2 O3 = y mol Fe NO3 = z mol NO2 = 0,05mol + H2 O H2 = 0,275mol Ba OH HCl + H2 SO4 T 32,7 gam Chuyên đề HNO3 2+ Femol Fe3+ b SO2− 5a mol Cl Fe OH F Fe OH BaSO4 n gam − 2a mol AgN O E 44,9 gam BTĐT (T) BTNT Fe nFe 3+ = nFe O = BTNT S 2nSO 2− + nCl− − 2n2+ Fe nFe 2+ + nFe 3+ 12a + b = BTNT Cl , BTNT N BTNT H BTNT O 152,5 gam AgCl Ag mol mol 12a + b 80b + 5a 233 = 152,5 ⇒ 14585a + = 152,5 nAgCl = nCl − = 2amol nAg = nFe 3+ = bmol ⇒ 2a 143,5 + 108b = 44,9 gam (1) (2) a = 0,1mol b = 0,15mol z = nFe nH O = nNO 0,05 = = 0,025mol 2 + 2nH SO − 2nH = 0,325mol NO nHCl = nO (X ) = 2nNO + nH O = 0,425mol Fe = x mol FeO = t mol mol X Fe3 O4 = k Fe2 O3 = y mol Fe NO3 = 0,025mol n Fe x + 2y + 3t + k = 0,45 − 0,025 = 0,425 ⇒ 56x + 160y + 232t + 72k = 32,7 − mFe NO = 28,2 nO 3y + 4t + f = 0,425 − 0,025.6 = 0,275 32,7 gam 357 Fe2 O3 BaSO4 nBaSO = nSO 2− = 5amol ⇒ mFe O + mBaS O = 160 BTE 12a − 2b = Nung Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng (3) (4) (5) Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 Sơ đồ q trình 2: NO2 = amol O2 L 0,1mol U Fe = x mol Fe2 O3 = y mol A Fe NO3 = 0,025mol Nung g gam Fe Fe2 O3 B FeO Fe NO3 HCl = 0,7mol + Mg NO3 = amol Al = 0,1mol NO = 0,05mol H2 = 0,175mol 2+ Femol Al3+ 0,1mol 2+ b 3+ C Fe NH4+ 16,15 gam Mg a mol − Cl 0,7mol 44 gam Fe Fe2 O3 Xét hỗn hợp B FeO Fe NO3 BTNT N BTNT O BTNT Fe nNH +4 = nN (B ) + 2nMg BTĐT (C) BTNT H Quy đổi nFe 3+ = nH O = Fe N O NO B nN (B) = 2nFe nHCl − 2nH − 4nNH +4 NO − nNO = (0,05 − a) − nNO = amol nCl − − nNH +4 − 2nMg 2+ − 3nAl 3+ − 2nFe 2+ nO (B ) = nNO + nH O − 6nMg nFe BTNT N = 0,7 − 3a − 2b = 0,7 − 2.0,175 − 4a = 0,175 − 2a NO = 0,225 − 8a mol mol mol = nFe 3+ + nFe 2+ 0,7 − 3a + b mol Fe = Xét hỗn hợp B, ta có: N = 0,05 − a mol O = 0,225 − 8a mol 56b 203 −14a + = mB = mFe + mN + mO = 16,15 60 ⇒ a = 0,025mol ⇒ m 3+ + m + + m 2+ + m 2+ + m − = 44 ⇒ 56b 73 Cl Al Fe Fe Mg b = 0,2mol −198a + = 60 ⇒ nO (A ) = nO (B ) + nNO + nO = 0,225mol ⇒ 3nFe O = 0,225 − 6nFe 358 NO = 0,225 − 6.0,25 = 0,075mol ⇒ y = nFe O = 0,025mol (6) Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vô , , , 359 Chuyên đề HNO3 x = 0,2mol y = 0,025mol ⇒ Các nhận định , , ⇒ C t = 0,025mol k = 0,1mol Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chuyên đề HNO3 Ví dụ 7: Cho 38,15 gam hỗn hợp rắn X gồm Al, Fe NO3 , Zn, MgO 2x mol, Fe 4x mol, Fe2 O3 x mol tác dụng hoàn toàn với dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2 SO4 KNO3 (có tỉ lệ mol 16:3) thu dung dịch Y chứa muối trung hòa có khối lượng 111,5 gam 4,704 lít hỗn hợp khí Z gồm NO, NO2 0,01 mol có tỉ khối so với H2 389 Cho dung dịch Y 21 tác dụng từ từ với dung dịch NaOH đến khối lượng kết tủa T đạt cực đại có khối lượng 51,75 gam Mặt khác cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu 27 gam kết tủa (bỏ qua Ag SO4 ) Cho mệnh đề sau: Số mol MgO hỗn hợp X 0,1 mol Thành phần phần trăm khối lượng Fe2 O3 hỗn hợp X 21,98% Thành phần phần trăm số mol Al hỗn hợp X 16,67% Số mol Zn2+ dung dịch Y 0,05 mol Thành phần phần trăm thể tích khí NO hỗn hợp Y 41,36% Số mệnh đề l{: A B C D - Tham khảo đề giải anh Nguyễn Thành Tín Sơ đồ q trình Al = y mol Zn = z mol Fe NO3 X Fe2 O3 = x mol MgO = 2x mol Fe = 4x mol NO = 0,09mol NO2 = 0,11mol H2 = 0,01mol H SO = 16amol + KNO3 = 3amol 38,15 gam 3+ Almol y Znmol2+ + H2 O NaOH z Fe2+ Fe3+ Y Mg 2+ K + mol 2x mol NH4+ 3a 51,75 gam SO2− 16a mol 111,5 gan AgNO Phân tích giải chi tiết 360 Al OH Zn OH Fe OH Fe OH Mg OH Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Ag 0,25 mol Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ KLn+ SO2− Nhận xét: Y + NaOH K+ NH4+ Chuyên đề HNO3 KLn+ OH − 51,75 gam 111,5 gam Dùng BTĐT, ta tính số mol OH − theo a v{ dùng phương trình khối lượng để tìm a Vậy nhiệm vụ biểu diễn số mol NH4+ qua a Và ta giải nhiệm vụ thông qua BTKL BTE nFe 2+ = nAg = 0,25mo l BTKL nH O BTNT H BTĐT mX + mH SO + mKN O − mkhí − mY 1871𝑎 − 81,13 = = 18 18 2nH SO − 2nH O 80,95 − 1583a = 36 nNH +4 = nOH − = n nKL n + = 2nSO 2− − nK + − nNH +4 BTKL nKL Y BTNT N BTNT Fe nFe mol 80,95 − 1583a = 29a − 36 mol = nKL (↓) ⇒ mY − mSO 2− − mK + − mNH +4 = mKL − mOH − ⇒ 111,5 − 1653a − 18 SHIFT SOLVE 𝑚𝑜𝑙 80,95 − 1583a 80,95 − 1583a = 51,75 − 17 29a − 36 36 a = 0,05mol NO = nNO + nNO + nNH +4 − nKN O nFe 3+ = 2nFe O + nFe + nFe 3+ Almol − nFe 2+ = 6x − 0,2 mol Znmol2+ y Xét dung dịch Y NO = 0,05mol z Fe2+ mol 0,25 2+ Fe2+ mol 6x−0,05 Mg 2x mol NH4+ 0,05 mol K BTĐT + 22x + y + 2z = 1,5 (1) 0,15 mol SO2− 0,8mol 111,5 gan mY = 111,5 gam ⇒ 284x + 27y + 65z = 25,15 mX = 38,15 gam ⇒ 464x + 27y + 65z = 29,15 361 Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vô , , Chuyên đề HNO3 x = 0,05mol y = 0,1mol z = 0,05mol Xét mệnh đề: (1): nMgO = 2x = 0,1mol ⇒ (1) : %mFe O = : %nAl = 0,05.160 100% = 20,97% ⇒ sai 38,15 0,1 100% = 18,88% ⇒ sai 0,1 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + 0,1 + 0,2 : nZn 2+ = z = 0,05mol ⇒ : %nNO = 0,09 100% = 42,86% ⇒ sai 0,09 + 0,11 + 0,01 ⇒ Có nhận định 362 Trần Nguyễn Trọng Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng .. .Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chun đề Hóa học Vơ Chun đề HNO3 TRẦN NGUYỄN TRỌNG NHÂN PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO GIẢI BÀI TẬP CHUN ĐỀ HĨA HỌC VƠ CƠ BEECLASS CHEMISTRY... đề 8: BÀI TẬP TỔNG HỢP VÀ NÂNG CAO .346 Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Húa hc Vụ c Chuyờn HNO3 Chuyên đề 1: A HỆ THỐNG LÝ THUYẾT I Cấu tạo phân tử - Trong hợp chất HNO3 ,... Nhân – 11A2 – THPT chuyên Lê Quý Đôn – Đ{ Nẵng Phát triển tư giải sáng tạo giải tập chuyên đề Hóa học Vô Chuyên đề HNO3 Câu 20: Phản ứng dung dịch HNO3 lo~ng, dư v{ Fe3 O4 tạo khí NO (sản phẩm