ứng dụng các định luật bảo toàn để giải các bài toán HNO3 cấp độ 4 trong đề thi đại học. Nội dung DẠNG 1: Hỗn hợp kim loại tác dụng HNO3 LOẠI 1: Thực hiện theo sơ đồ phản ứng LOẠI 2: Phức tạp hóa sản phẩm khử DẠNG 2 : Kim loại, oxit , muối cho trước % O tác dụng HNO3 DẠNG 3 : Kim loại, oxit, muối DẠNG 4 : Hỗn hợp kim loại với S tác dụng HNO3. DẠNG 5 : Kim loại, oxit tác dụng hỗn hợp axit.
Trang 1A PHẦN MỞ ĐẦU
1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học”, hình thức thi trắc nghiệmkhách quan đã được đưa vào để thay thế hình thức thi tự luận trong một sốmôn học, trong đó có môn Hóa học Với hình thức thi trắc nghiệm, trongmột khoảng thời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khálớn các câu hỏi, bài tập Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắmvững, hiểu rõ kiến thức mà còn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập
và đặc biệt phải có phương pháp giải bài tập trắc nghiệm hợp lí Thực tếcho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững vàng nhưng trong các kì thivẫn không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra Lí do chủ yếu là các emvẫn tiến hành giải bài tập hóa học theo cách truyền thống, việc này làm mấtrất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao trong việc làmbài thi trắc nghiệm Việc giải nhanh các dạng bài tập là một việc rất cầnthiết để giúp các em học sinh đạt hiệu quả cao trong các kì thi
Đặc biệt trong năm học này BGD thay đổi hình thức thi, thời gian chomỗi môn chỉ còn 50 phút nhưng giải quyết 40 câu mà từ câu 32 trở đi thì
khó và rất khó Vì vậy, tôi mạnh dạng xây dựng chuyên đề: Ứng dụng các
định luật bảo toàn để giải các bài toán khó của axit nitric để giúp học
sinh giải nhanh các dạng toán HNO3 khó
NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
DẠNG 1: Hỗn hợp kim loại tác dụng HNO 3
LOẠI 1: Thực hiện theo sơ đồ phản ứng
LOẠI 2: Phức tạp hóa sản phẩm khử
DẠNG 2 : Kim loại, oxit , muối cho trước % O tác dụng HNO 3
DẠNG 3 : Kim loại, oxit, muối
DẠNG 4 : Hỗn hợp kim loại với S tác dụng HNO 3
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 1 .
Trang 2DẠNG 5 : Kim loại, oxit tác dụng hỗn hợp axit.
Chương đại cương kim loại lớp 12, luyện thi ĐH – CĐ
4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra tôi sử dụng các phương pháp nghiêncứu sau: Nghiên cứu cơ sở lí luận, từ lý thuyết áp dụng cụ thể vào bài tập
B NỘI DUNG
A LÝ THUYẾT VỀ HNO 3
- HNO3:
là một axit mạnh đồng thời là một chất ôxihóa rất mạnh
Rất dễ bị phân hủy bởi nhiệt
4HNO3 t o 4NO2+ O2 + 2H2O
1 HNO3 là axit mạnh
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ
-TÁC DỤNG VỚI BAZƠ tạo muối và nước
H+ + OH- H2O
TÁC DỤNG VỚI OXITBAZƠ tạo muối và nước
2H+ + CuO Cu2+ + H2O
Trang 3TÁC DỤNG VỚI MUỐI CỦA AXIT YẾU tạo muối và axit tương
N O
N O
N O N
Ứng với mỗi sản phẩm viết một phương trình
Fe, Al, Cr… không tác dụng với HNO3 đặc nguội do kim loại bị thụđộng hóa
không khí), N 2 (khí không màu nhẹ hơn không khí), NH 4 NO 3 (không tạo khí)
Không nói tạo gì thì nhớ HNO3 đặc (tạo NO2), HNO3 loãng (tạoNO)
Kim loại có tính khử càng mạnh và HNO3 càng loãng thì 5
N bị khửxuống soh càng thấp
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 3 .
Trang 46HNO3 (đ) + Fe t o Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
6H+ + 3NO3- + Fe Fe3+ + 3NO2 + 3H2O
8HNO3 (l ) + 3Cu t o 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
8H+ + 2NO3- + 3Cu 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
TÁC DỤNG VỚI PHI KIM CÓ TÍNH KHỬ MẠNH (thường thì phi
kim dạng rắn, HNO3 đặc) sản phẩm ứng soh cao của phi kim
chứa nguyên tử có số oxi hóa thấp)
FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Nhớ là một chất đối với HNO3 thì cả hai tính axit mạnh và tính oxi hóa mạnh xảy ra đồng thời.
- MUỐI NITRAT (NO 3 - ) tất cả muối nitrat điều tan
M(NO3)n Mn+ + nNO3
NO3- là ion trung tính, chỉ có tính oxihóa
TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT MẠNH (H + ) giống HNO3 loãng
TRONG MÔI TRƯỜNG BAZƠ MẠNH (OH ) tác dụng với kim
loại có oxit và hiđroxit là các chất lưỡng tính NH3 ( nếu hết NO3- tạo
H2)
B CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ XÂY DỰNG CÁC DẠNG BÀI TẬP HNO 3
1 Định luật bảo toàn nguyên tố
Nội dung định luật: Tổng khối lượng một nguyên tố trước phản ứngbằng tổng khối lượng của nguyên tố đó sau phản ứng
Trang 5Nội dung định luật có thể hiểu là tổng số mol của một nguyên tốđược bảo toàn trong phản ứng.
2 Định luật bảo toàn electron
Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho đibằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận về
Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý:
- Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng
thái đầu và trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng tháitrung gian
- Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là
tổng số mol của tất cả chất nhường hoặc nhận electron
DẠNG 1: HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG HNO 3
LOẠI 1: THỰC HIỆN THEO SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG
Câu 1: Hòa tan 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam dung dịch
HNO3 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X và V lit (đktc) hỗn hợp khí B (gồm hai chất khí có tỉ lệ số mol 3:2) Cho 500 ml dung dịchKOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z Lọc lấy Y rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16,0 gam chấtrắn Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T Nung T đến khối lượng không đổithu được 41,05 gam chất rắn Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Nồng độ
% của Fe(NO3)3 trong X là
Trang 6- Vì tính C% của Fe(NO3 ) 3 nên phải tìm được khối lượng khí B
(khơng cần biết B chứa khí gì)để tìm khối lượng dung dịch sau phản
ứng, tính được số mol Fe 3++.
- Phải vẽ được sơ đồ, dùng các phương pháp bảo tồn để giải
Vì phản ứng hồn tồn nên H+ hết
bảo toàn khối lượng: m =9,9 gam
Khối lượng dung dịch X: 11,6+87,5-9,9=89,2
Câu 2 Cho 7,2 gam Mg phản ứng hồn tồn với 150 gam dung dịch HNO3
37,8% thu được dung dịch X và thốt ra các khí NO, N2, N2O Biết rằng
nếu thêm 900ml dung dịch NaOH 1M vào X (khơng thấy khí thốt ra), loại
bỏ kết tủa thu được rồi cơ cạn và nung sản phẩm thu được tới khối lượng
khơng đổi thì được 57,75 gam chất rắn Nồng độ % của HNO3 trong dung
KOH (y mol)KOH (y mol)
Trang 7dd X 0,3 HNO (bmol)3NaNO (x mol)3 to NaNO (x mol)2 69 40 57,75 0,75
0 0,9
NaOH (y mol) NaOH (y mol)
Mg NO gam Mg
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 19,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu trong dung
dịch chứa 1,2 mol HNO3, sau khi các kim loại tan hết thu được dung dịch
Y (không chứa NH4+) và V lít (ở đktc) hỗn hợp khí gồm hai khí có tỉ lệ mol 1 : 2 Cho 500 ml dung dịch KOH 1,7M vào Y thu được kết tủa D và dung dịch E Nung D trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được
26 gam chất rắn F Cô cạn cẩn thận E thu được chất rắn G Nung G đến khối lượng không đổi, thu được 69,35 gam chất rắn khan Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn Giá trị của V là
- Phải vẽ được sơ đồ, dùng các phương pháp bảo toàn để giải
Cách làm giống bài 1 ta tính được như sau:
Số mol N trong khí =0,45 mol
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 7 .
Trang 8và cuối cùng thu được dung dịch Y Để phản ứng hết với các chất trong dung dịch Y cần vừa hết 650 ml dung dịch KOH 1M (Biết NO là sản phẩmkhử duy nhất của N+5) Khối lượng muối có trong X gần nhất với giá trị
nào sau đây ?
A 29,1 gam B 29,5 gam C 32,5 gam D 21,5 gam Phân tích:
- Đoạn 1 : H + hết, từ số mol NO ta tìm được số mol NO 3 - có trong X.
- Đoạn 2: ta thấy dung dịch Y có 2 gốc axit là Cl - và NO 3 - đúng bằng
số mol OH - tìm NO 3 - còn dư, tìm H + dư Bảo toàn điện tích tìm
Fe 3+
0,12 mol NO
33
2
33
0,30,353
NO
mol NO
dön
30,3 0,04 0,26
:0,13.56 0,36.62 29,6
mol H NO
Câu 1 Cho 5,12 gam đồng phản ứng hoàn toàn với 50,4 gam dung dịch
HNO3 60% thu được dung dịch X Hãy xác định nồng độ % của muối tan trong X biết rằng nếu thêm 210ml dung dịch KOH 2M vào X rồi cô cạn và
Trang 9nung sản phẩm thu được tới khối lượng không đổi thì được 41,52 gam chấtrắn.
Câu 2 Hòa tan hoàn toàn 7,68 gam Cu vào dung dịch 0,48 mol HNO3,khuấy đều thu được V lít hỗn hợp khí NO2 và NO (đktc) và dung dịch Xchứa hai chất tan Cho tiếp 200ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch X,lọc bỏ kết tủa, cô cạn dung dịch rồi nung đến khối lượng không đổi thuđược 25,28 gam chất rắn Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị V là:
A 3,584 lít B 1,792 lít C 5,376 lít D 2,688 lít.
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam
HNO3 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X và hỗn hợp khí
B Cho 500ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y vàdung dịch Z Lọc lấy Y rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổithu được 16,0 gam chất rắn Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T Nung Tđến khối lượng không đổi thu được 41,05 gam chất rắn Biết các phản ứng
xảy ra hoàn toàn Phần trăm khối lượng của Fe trong A gần nhất với
A 72% B 48% C 67% D 57%
LOẠI 2: PHỨC TẠP HÓA SẢN PHẨM KHỬ
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 25,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn bằng dung
dịch HNO3 Sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 4,48 lít (đktc) khí Z (gồm hai hợp chất khí không màu) có khối lượng 7,4 gam Cô cạn dung dịch Y thu được 122,3 gam hỗn hợp muối Tính số mol HNO3 đã tham gia phản ứng
A 0,4 mol B 1,9 mol C 1,4 mol D 1,5 mol.
Giả sử có tạo thành NH4NO3 x mol
=> bảo toàn e : ne trao đổi = nNO3 muối = 3nNO + 8nN2O + 8nNH4NO3 = 1,1 + 8x mol
=> mmuối = mKL + mNO3 muối + mNH4NO3
=> 122,3 = 25,3 + 62.( 1,1 + 8x) + 80x
=> x = 0,05 mol
=> nHNO3 = 4nNO + 10nN2O + 10nNH4NO3 = 1,9 mol
Còn trường hợp N2 và NO là 2,175 loại
Câu 2: Lấy 57,2 gam hỗn hợp gồm Fe, Al, Cu cho tác dụng với dd hỗn hợp
H2SO4 và HNO3 vừa đủ Khi hỗn hợp kim loại tan hết thu 220,4 gam muối chỉ chứa toàn muối sunfat của các kim loại trên Khí bay ra gồm có 0,2 molNO; 0,2 mol N2O và x mol SO2 x gần với giá trị nào sau đây nhất
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 9 .
Trang 10NGÔ SĨ LIÊN LẦN 2
A 0,85 B 0,55 C 0,75 D 0,95
Ta có : mSO4 muối + mKL = mmuối
=> 2nSO4 muối = ne trao đổi = 2.1,7 = 3,4 mol
Bảo toàn e : ne trao đổi = 3nNO + 8nN2O + 2nSO2
=> x = 0,6 mol gần nhất với giá trị 0,55
Câu 3: Cho 3,48 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm HCl và
KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít (đo ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm N2 và H2 Khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11,4 Giá trị của
m là A 18,035 B 14,485 C 16,085 D 18,300.
CHUYÊN HẠ LONG LẦN 2
Vì có khí H2 => ion NO3- hết
=> phương trình II
Giải bằng bảo toàn mol e phương trình ion nhanh hơn
Tính được mol N2 = 0,02, mol H2 = 0,005 mol Mg = 0,145
HCl = mol Cl- = mol H+ = 0,35 mol
KNO3 = mol K+ = mol NO3- = 0,05
muối gồm :
Mg2+ = 0,145 mol, NH4+ = 0,01 mol, K+ = 0,05 và mol Cl- = 0,35
khối lượng muối = 24.0,145 + 39.0,05 + 35,5.0,35 = 18,035
Câu 4: Cho 14,4 gam hỗn hợp gồm Fe, Mg và Cu (số mol mỗi kim loại
bằng nhau) tác dụng hết với dung dịch HNO3, thu được dung dịch X và2,688 lít (đktc) hỗn hợp gồm 4 khí N2, N2O, NO và NO2 trong đó hai khí N2
và NO2 có số mol bằng nhau Cô cạn cẩn thận toàn bộ X thu được 58,8gam muối khan Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là:
Câu 5: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg ,Al ,Zn và Cu tác dụng hết với
dung dịch HNO3 thu được dung dịch Y (không có muối amoni) và 11,2lít(đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2,NO ,NO2 trong đó N2 và NO2 có phần trămthể tích bằng nhau có tỷ khối đối với heli bằng 8,9 Số mol HNO3 phản ứnglà:
A 3,0mol B 2,8 mol C 3,4 mol D 3,2 mol.
Trang 11Câu 6: Để hòa tan hoàn toàn 19,225 gam hỗn hợp X gồm Mg và Zn cần
dùng vừa đủ 800 ml dung dịch HNO3 1,5M Sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 2,24 lít (đktc) hỗn hợp Z gồm N2, N2O, NO, NO2
(trong đó số mol N2O và NO2 bằng nhau) có tỉ khối so với H 2 là 14,5
Thành phần % về khối lượng của Mg trong X là
Câu 7: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn và Cu tác dụng hết với
dung dịch HNO3 thu được dung dịch Y (không có muối amoni) và 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2, NO, N2O và NO2 (trong đó N2 và NO2 có phần trăm thể tích bằng nhau) có tỉ khối đối với heli bằng 8,9 Số mol
HNO3 phản ứng là
A 2,8 mol B 3,0 mol C 3,4 mol D 3,2 mol.
NGỌC TẢO LẦN1 NĂM 2016
Vì %V của N2 và NO2 bằng nhau => Qui đổi về NO và N2O
Coi hỗn hợp gồm NO và N2O với tổng số mol = 0,5 và MZ = 35,6g
Áp dụng qui tắc đường chéo ta có : nNO = 0,3 mol ; nN2O = 0,2 mol
, nHNO3 = 4nNO + 10nN2O = 4.0,3 + 10.0,2 = 3,2 mol
LOẠI 3 : KIM LOẠI, OXIT , MUỐI CHO TRƯỚC % O TÁC DỤNG HNO 3
Câu 1: Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 và CuO, trong đó oxi chiếm 25% khối lượng hỗn hợp Cho 1,344 lít khí CO (đo ở đktc) đi qua m gam X nung nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 bằng 18 Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch HNO3 loãng (dư), thuđược dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí NO (là sản phẩm
khử duy nhất đo ở đktc) Giá trị m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A 9,0 B 8,0 C 8,5 D 9,5.
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 11 .
Trang 12CHUYÊN HẠ LONG LẦN 2
Ban đầu, mkl = 0,75m , mO = 0,25m
nCO bđ = 0,06 mol
MZ = 36g => có CO và CO2
Áp dụng qui tắc đường chéo ta có : nCO2 = nCO = 0,03
=> nO trong oxit đã bị lấy = 0,03
dung dịch T thu được 3,456m gam muối khan Giá trị của m gần nhất với
A 40 B 37 C 38 D 39.
THOẠI NGỌC HẦU LẦN 2
X gồm 0,2539m của O và 0,7461m của các kim loại -dùng đường chéo và bảo toàn C = 0,4 => trong Z có nCO = 0,15 và nCO2 = 0,25 => Y còn
0,7461m (g) Kim loại và mO = 0,2539m/16 − 0,25 (mol) - Y cần lượng
nHNO3= 4nNO + 2nO =0,32.4 + 2(0,2539m/16 − 0,25) => dung dịch T có n
NO3-= nHNO3 - nNO= 0,32.3 + 2(0,2539m/16 − 0,25) Vậy T gồm 0,7461m (g) của Kim Loại và 62.nNO3- (g) của NO3- => 3,456m = 0,7461m + 62(0,32.3 + 2(0,2539m/16 − 0,25))
=> m = 38,43g gần nhất với giá trị 38g
=>C
Câu 3 Hỗn hợp X gồm Fe3O4, CuO và Al, trong đó oxi chiếm 23,916% khối lượng hỗn hợp Cho 6,72 lít khí CO(đktc) qua m gam X nung nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z gồm 2 khí có số mol bằng nhau Hòa tan hoàn toàn Y trong dd HNO3 loãng dư, thu được dung dịch chứa 3,263m gam muối và 5,376 lít khí NO (sản phẩm khử duy
nhất ở đktc) Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
MOON.VN LẦN 15
Quy hỗn hợp X gồm Fe, Cu, Al, O
Z gồm CO2 và CO dư có số mol bằng nhau
Bảo toàn nguyên tố C → nCO dư + nCO2 = ∑nCO →
nCO dư = nCO2 = 0,3 : 2 = 0,15 mol
Trang 13Bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình → ne kim loại nhường + 2nCO2 = 3nNO +2
nO
→ ne kim loại nhường = nNO3- ( muối) = 0,24 3 +2 -2 0,15 = 0,42 + 2
Có mmuối = mkl + mNO3- ( muối)
Câu 4: Hỗn hợp X gồm Cu, Fe2O3 và CuO trong đó oxi chiếm 12,5% khối lượng hỗn hợp Cho 11,2 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X đun nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2
bằng 18,8 Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thu được dung dịch chứa 2,8125m gam muối và 35,84 lit khí NO2 (đktc, là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị m gần giá trị nào nhất sau đây ?
0.2 0.875
KL ������������ � hh Y ����� 2,8125mgam M(NO ) +0,16mol NOn
Trang 14MOON.VN LẦN 16
Câu 45: Hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4, CuO trong đó oxi chiếm
25,39% khối lượng hỗn hợp Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với 13,44 lít
CO (đktc) sau 1 thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối
so với hiđro là 19 Cho chất rắn Y tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được dung dịch T và 10,752 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Cô cạn dung dịch T thu được 5,184m gam muối khan Giá trị của m là
=> C NGUYỄN QUANG DIỆU
Câu 30 Hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3, Fe3O4, CuO trong đó oxi chiếm
25,39% khối lượng hỗn hợp Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với 8,96 lít
CO (đktc) sau 1 thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối
so với hiđro là 19 Cho chất rắn Y tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được dung dịch T và 7,168 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) Cô
cạn dung dịch T thu được 3,456m gam muối khan Giá trị m gần giá trị
nào nhất sau đây ?
41,1
Câu 30: B
Bài tập này cũng chia làm 2 phần:
ᴥ 1: xử lí CO nhận 1.Otrong oxit → CO2 (cái này khá đơn giản và quen thuộc).(giải đường chéo or máy tính bấm nhanh ra CO = 0,15 mol; CO2 = 0,25 mol)
Trang 15ᴥ 2: nhìn có vẻ rối và có chút khó khăn, nhưng thực chất nó là dạng BT hỗn hợp kim loại và oxit phản ứng với axit HNO 3 quen thuộc, không quan trọng ít hay nhiều kim loại, là kim loại gì Tùy vào cách nhìn nhận cũng như cách giải quyết những bài đơn giản mà các bạn có thể có phương án giải quyết khác nhau cho bài toán này.
► Cách 1: hỗn hợp Y gồm {0,7461m gam kim loại + 0,2539m – 0,25×16 gam O)
tác dụng với HNO3 → 3,456m gam muối + 0,32 mol NO
Bảo toàn e có: ne cho = ne kim loại = 2nO + 3.nNO Thật chú ý thêm rằng:
kim loại mất ne thì tạo ion Mn+, trong muối có dạng M(NO3)n nên ne cho = ne kim loại = n = nNO3
Vậy có:
► Cách 2: có:
Vậy khối lượng muối:
Giải phương trình ta cũng có kết quả tương tự: m ≈ 38,4 gam Vậy chọn B
MOON.VN LẦN 4
Câu 49: Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 và CuO, trong đó oxi chiếm 25% khối lượng hỗn hợp Cho 1,344 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X nung nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2
bằng 18 Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí NO (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị m gần giá trị nào nhất sau đây?
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 15 .
Trang 16Khối lượng kim loại trong Y : 0,75m.
Khi phản ứng với HNO3 tạo muối có 2 loại: NO3- tạo muối thay thế O2- là 2(0,25m/16 - 0,03)(không tạo sp khử) và NO3- tạo muối có sp khử:
Số mol NO3- tạo muối tính theo NO = 0,04.3 = 0,12 mol
áp dụng BTKL: 3,08m = 0,75m + 62.0,12 + 62.2(0,25m/16 - 0,03)
=> m = 9,477 gần giá trị 9,5
CHUYÊN NGUYỄN HUỆ LẦN I
Câu 45: Có 3,94g hỗn hợp X gồm bột Al và Fe3O4( trong đó Al chiếm
41,12% về khối lượng) thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn hỗn hợp
X trong chân không thu được hỗn hợp Y Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 0,314 mol HNO3 thu được dung dịch Z chỉ có các muối và
0,021mol một khí duy nhất là NO Cô cạn dung dịch Z, rồi thu lấy chất rắn khan nung trong chân không đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp khí và hơi T Khối lượng của T gần giá trị nào nhất sau đây?
Câu 45: Đáp án : B
nAl = 0,06 mol => nFe3O4 = 0,01 mol
8Al + 3Fe3O4 -> 4Al2O3 + 9Fe
Phản ứng hoàn toàn nên sau phản ứng có :
0,03 mol Fe ; 0,04/3 mol Al2O3 ; 0,1/3 mol Al
Giả sử phản ứng tạo x mol Fe2+ và y mol Fe3+
=> x + y = 0,03 ; bảo toàn e : 2x + 3y + 0,1 = 0,02.3 + 8nNH4NO3
2X(NO3)3 -> X2O3 + 6NO2 + 1,5O2
Fe(NO3)2 -> FeO + 2NO2 + ½ O2
Trang 17HNO3 loãng dư thấy có 1,5 mol HNO3 phản ứng, sau phản ứng thu được 118,35g hỗn hợp muối và 2,24 lít NO(đktc) Tính phần trăm khối lượng của
Bảo toàn H : nHNO3 = 4nNH4NO3 + 2nH2O => nNH4NO3 = 0,05 mol
Bảo toàn N : nHNO3 = nNO3 muối KL + nNO + 2nNH4NO3
=> nNO3 muối KL = 1,3 mol
=> mKL = mmuối – mNO3 muối KL – mNH4NO3 = 33,75g
=> mO = mX – mKL = 4,8g => nO = 0,3 mol => nM = 0,15 mol
Hỗn hợp đầu có : x mol Cu2O ; y mol FeO và 0,15 mol M
=> nO = x + y = 0,3 mol
Bảo toàn e : 2nCu + 3nFe + n.nM= 3nNO + 8nNH4NO3 + 2nO
( Nếu qui X về Cu ; Fe ; O ; M có hóa trị n)
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 17 .
Trang 18gồm NO2, SO2 (không còn sản phẩm khử khác) Cho Y tác dụng vừa đủ vớidung dịch Ba(NO3)2, được dung dịch Z và 9,32 gam kết tủa Cô cạn Z đượcchất rắn T Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 2,688 lít (đktc) hỗn hợp khí (có tỉ khối so với H2 bằng 19,5) Giá trị của m gần giá trị nào nhất
sau đây?
A 3,0 B 2,5 C 3,5 D 4,0.
Câu 49: Đáp án : A
Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 + 1/2 O2
Mg(NO3)2 → MgO + 2NO2 + 1/2 O2
LOẠI 4 KIM LOẠI, OXIT, MUỐI
Câu 48: Nung m gam hỗn hợp X gồm Mg, FeCO3, FeS, Cu(NO3)2 (trong X
% khối lượng oxi là 47,818%) một thời gian (muối nitrat bị nhiệt phân
hoàn toàn) thì thu được chất rắn Y và 11,144 lít hỗn hợp khí gồm CO2,
NO2, O2, SO2 Y phản ứng hoàn toàn với HNO3 đặc nóng dư (thấy có 0,67mol HNO3 phản ứng) thu được dung dịch Z và 3,136 lít hỗn hợp T gồm
NO2 và CO2 ( 2
321 14
T H
d
) Z tác dụng hoàn toàn với BaCl2 dư thấy xuất hiện2,33 gam kết tủa Biết các khí đo ở đktc Giá trị gần nhất của m là
Trang 19Phân tích : bài toán cho %O mà bắt tìm m gam Vậy bài này ta phải đi tìm
Áp dụng qui tắc đường chéo => nCO2 = 0,01 mol ; nNO2 = 0,13 mol
Kết tủa 2,33g chính là BaSO4 => nBaSO4 = nSO2 = 0,01 mol
Bảo toàn nguyên tố :
nFeCO3 = nCO2 = 0,01 ; nCu(NO3)2 = ½nNO2 = 0,203 mol
=> nO(X) = 3nFeCO3 + 6nCu(NO3)2 = 1,248 mol
Vì %mO = 47,818% => m = 41,76g
QUỲNH LƯU 1 /2016 LẦN 1
Câu 40: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm Mg, Fe, FeCO3,
Cu(NO3)2 vào dung dịch chứa NaNO3 (0,045 mol) và H2SO4 thu được dung
dịch B chỉ chứa 62,605g muối trung hòa( Không có ion Fe3+)và 3,808 lít
(đktc) hỗn hợp khí D gồm N2 ; NO ; N2O ; NO2 ; H2 ; CO2 Tỉ khối của D
so với H2 bằng 304/17.Trong D có số mol H2 là 0,02 mol Thêm dung dịch
NaOH 1M vào B đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất là 31,72g thì vừa
hết 865 ml Mặt khác, cho 94,64g BaCl2 vào B sau đó cho lượng dư AgNO3
vào thu được 256,04g kết tủa Giá trị của m là :
Phân tích : với những kiểu bài như thế này thường thì chúng ta vẽ lại sơ đồ
rồi sau đó sử dụng các phương pháp bảo toàn để giải
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 19 .
Trang 20Trong B đặt MgSO4, FeSO4, CuSO4 và (NH4)2SO4 lần lượt là a, b, c, d mol.
Ta có nNa2SO4 trong B = 0,0225 mol
=> Vừa đủ để tạo ra nBaSO4 = 0,455
Sau đó thêm tiếp AgNO3 dư
=> Tạo thêm nAgCl = 0,455.2 = 0,91 và nAg = nFe2+ = b
=> m↓ = 108b + 0,91.143,5 + 0,455.233 = 256,04
Giải hệ trên: a = 0,2 b = 0,18 c = 0,04 d = 0,0125
Như trên đã có nH2SO4 = nNa2SO4 tổng = 0,455
Bảo toàn H: 2nH2SO4 = 8n(NH4)2SO4 + 2nH2 + 2nH2O
Trang 21hoàn toàn thấy B tan hết , thu được dung dịch C chỉ chứa các muối và có 2,016 lít hỗn hợp khí D có tổng khối lượng là 1,84g gồm 5 khí ở (đktc) thoát ra trong đó về thể tích H2, N2O, NO2 lần lượt chiếm 4/9, 1/9 và1/9 Cho BaCl2 dư vào C thấy xuất hiện 356,49g kết tủa trắng Biết trong B oxi chiếm 64/205 về khối lượng Giá trị đúng của m gần nhất với :
Câu 46: Đáp án : B
, nKHSO4 = nBaSO4 = 1,53 mol nFe(NO3)3 = 0,035 mol
, nD = 0,09 mol Ta thấy 2 khí còn lại là NO và N2 với số mol lần lượt là x;y
Bảo toàn H : nH2O = ½ (nKHSO4 – 2nH2 – 4nNH4+ ) = 0,675 mol
Bảo toàn O : 4nKHSO4 + 9nFe(NO3)3 + nO(B) = nH2O + nO(D) + 4nSO4
=> nO(B) = 0,4 mol => mB = 0,4.16 : (64/205) = 20,5g
TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÀO CAI LẦN II
Câu 47: Trộn 8,1g bột Al với 35,2g hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe3O4 ,FeO,
Fe2O3 và Fe(NO3)2 thu được hỗn hợp Y Hoà tan hoàn toàn Y vào dung dịchchứa 1,9 mol HCl và 0,15mol HNO3 khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Z (không chứa ion NH4+) và 0,275 mol hỗn hợp khí T gồm NO và N2O Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Z.Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch M; 0,025mol khí NO( sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 280,75g kết tủa Phần trăm khối lượng của Fe(NO3)2 trong Y là:
Nhận xét: từ câu hỏi chúng ta định hình cách giải như sau:
- Trong Y chỉ có Fe(NO3)2 có chứa N vậy ta tìm được số mol N là giải quyết bài toán
- Trong Z khi cho AgNO3 vào có khí NO �Z còn H+ dư, NO3- hết,
Fe2+ dư
- Chúng ta xử lý bài toàn từ sau ra trước
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 21 .
Trang 22Fe Fe Al H Cl
Bảo toàn H : nH2O = ½ nH+ pứ = 0,975 mol
Bảo toàn O : nO(Y) + nHNO3 = nO(T) + nH2O
=> nO(Y) = 0,8 mol
Ta có : mY = mAl + mnguyên tố Fe + mO + mN
=> nN = 0,2 mol => nFe(NO3)2 = 0,1 mol
=> %mFe(NO3)2 = 41,57% CHUYÊN VINH LẦN 3
Câu 41 Hòa tan 17,32 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe3O4 và Fe(NO3)2 cần vừa đúng dung dịch hỗn hợp gồm 1,04 mol HCl và 0,08 mol HNO3, đun nhẹ thu được dung dịch Y và 2,24 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối hơi đốivới H2 là 10,8 gồm hai khí không màu trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí Cho dung dịch Y tác dụng với một lượng dung dịch AgNO3 vừa
đủ thu được m gam kết tủa và dung dịch T Cho dung dịch T tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa nung đến đến khối lượng khôngđổi thu được 20,8 gam chất rắn Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của
m là
Câu 41: A
Gọi số mol Mg, Fe3O4, Fe(NO3)2 lần lượt là x, y, z mol
Hỗn hợp khí có 30 > M = 21,6 > 2 và có 1 khí hóa nâu → Z gồm NO: a mol và H2 : b mol
Trang 2320,8 gam chất rắn gồm MgO: x mol và Fe2O3 : 0,5.(3y +z)
Bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình → nAg = 2nMg + nFe3O4 + nFe(NO3)28nNH4+ - 2nH2 -3nNO
-→ nAg = 0,4.2 + 0,01 + 0,03 - 8 ( 2 0,03+ 0,01 ) - 0,03.2 - 3 0,07 = 0,01 mol
→Kết tủa thu được AgCl : 1,04 mol, Ag: 0,01 mol → m↓ = 1,04 143,5 + 0,01 108 = 150,32 gam
Câu 46: Đáp án : B
, nKHSO4 = nBaSO4 = 1,53 mol nFe(NO3)3 = 0,035 mol
, nD = 0,09 mol Ta thấy 2 khí còn lại là NO và N2 với số mol lần lượt là x;y
Từ nH2 : nN2O : nNO2 = 4/9 : 1/9 : 1/9
=> nH2 = 0,04 mol ; nN2O = 0,01 ; nNO2 = 0,01 mol
Nguyễn Văn Hiền – THPT Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 23 .
Trang 24Bảo toàn H : nH2O = ½ (nKHSO4 – 2nH2 – 4nNH4+ ) = 0,675 mol
Bảo toàn O : 4nKHSO4 + 9nFe(NO3)3 + nO(B) = nH2O + nO(D) + 4nSO4
=> nO(B) = 0,4 mol => mB = 0,4.16 : (64/205) = 20,5g
CHUYÊN LÀO CAI LẦN II
Câu 35 Trộn 58,75 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2 và kim loại M với 46,4 gam FeCO3 được hỗn hợp Y Cho toàn bộ Y vào lượng vừa đủ dung dịch KHSO4 thu được dung dịch Z chỉ chứa 4 ion ( không kể H+ và OH- của
H2O) và 16,8 lít hỗn hợp T gồm 3 khí trong đó có 2 khí có cùng phân tử khối và 1 khí hóa nâu trong không khí Tỉ khối của T so với H2 là 19,2 Cô
cạn 1/10 dung dịch Z thu được m gam rắn khan Giá trị của m gần nhất với
giá trị nào sau đây ?
Z thì toàn bộ muối sắt chuyển hết thành hiđroxit và hết khí thoát ra Lọc kếttủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được11,5 gam chất rắn Giá trị của m là
Trang 25Bảo toàn điện tích : ncation điện tích = 2nSO4 = 1,12 mol
Khi Z + NaOH dư đến khí khí ngừng thoát ra
=> có NH4+
=> ncation(pứ với NaOH) Điện tích = 2nSO4 – nK+ = 0,56 mol < nNaOH
=> có 0,01 mol Al(OH)3 bị hòa tan
=> Bảo toàn H : 2nH2O tạo ra = nKHSO4 – 4nNH4 – 2nH2 = 0,46 mol
=> nH2O tạo ra = 0,23 mol
Bảo toàn khối lượng : mX + mFeCO3 + mKHSO4 = mmuối Z + mH2O tạo ra + mkhí
gần nhất với giá trị nào sau đây
Câu 38: Đáp án : A
10,08 lít (đktc) khí Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài
không khí Biết tỉ khối của Z so với He là 23 : 18
=> Z có 0,05 mol NO và 0,4 mol H2
Bảo toàn khối lượng : mX + mKHSO4 = m muối + mZ + mH2O
=> nH2O = 1,05 mol
Bảo toàn H : nKHSO4 = 2nH2 + 2nH2O + 4nNH4+ => nNH4+= 0,05 mol
Bảo toàn N : 2nFe(NO3)2 = nNO +nNH4+ => nFe(NO3)2 = 0,05 mol
Bảo toàn O : 4nFe3O4 + 6nFe(NO3)2 = nNO + nH2O => nFe3O4 = 0,2 mol
%mAl = 16,3% gần nhất với giá trị 15%
Câu 47: Hòa tan hết 24,018 gam hỗn hợp chất rắn X gồm FeCl3, Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 và Fe3O4 trong dung dịch chứa 0,736 mol HCl, sau phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa 3 muối và 0,024 mol khí NO Cho dung dịch AgNO3 dư vào Y thu được 115,738 gam kết tủa Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 Phần trăm về số mol của FeCl3 trong X có giá trị gần nhấtvới:
Đáp án : B
Gọi số mol 4 chất trong X lần lượt là a ; b ; c ; d
Y chỉ chứa 3 muối => đó là FeCl2 ; FeCl3 ; CuCl2 => không có NO3
-Nguyễn Văn Hiền – THPT -Nguyễn Trãi – An Khê- Gia Lai Trang 25 .