Kiến thức về “ Axit nitric – muối nitrat ” là một mảng quan trọng trong chương trình hóa học phổ thông. Ở đó các em học sinh có điều kiện củng cố các kiến thức về tính chất của axit, về phản ứng oxi hóa khử, phản ứng nhiệt phân muối,…. Bên cạnh những kiến thức về lý thuyết thì các dạng bài tập của “ axit nitric – muối nitrat” cũng vô cùng đa dạng và vô cùng quan trọng. Nhằm giúp học sinh tiếp cận kiến thức dễ dàng hơn và vận dụng vào để giải các dạng bài tâp phần “axit nitric – muối nitrat”, em chọn chuyên đề “ Phân loại và phương pháp giải bài tập về axit nitric và muối nitrat”.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC - TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ: AXIT NITRIC – MUỐI NITRAT Hà Nội, Tháng 12/ 2018 MỤC LỤC PHẦN I: LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ PHẦN II: NỘI DUNG I Tóm tắt lý thuyết Axit nitric Muối nitrat II Phương pháp giải tập phần axit nitric – muối nitrat 1.Sử dụng định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng 2.Phương pháp quy đổi .11 3.Phương pháp đường chéo 12 III.Các dạng tập phần axit nitric – muối nitrat 13 Dạng 1: Xác định lượng kim loại 13 1.1 Một kim loại phản ứng 13 1.2 Hỗn hợp kim loại phản ứng .14 Dạng 2: Xác định kim loại .15 Dạng 3: Tìm sản phẩm khử 16 Dạng 4: Tính lượng muối, sản phẩm khử axit 17 Tính lượng 4.1 muối 17 4.2 Tính lượng sản phẩm khử .17 4.3 Tính lượng axit nitric 18 4.4 Một vài ví dụ khác 18 Dạng 5: Sản phẩm khử có muối NH4NO3 .19 Dạng 6: Kim loại phản ứng với hỗn hợp HNO3 (H2SO4 HCl) 20 Dạng 7: Hợp chất khử tác dụng với HNO3 21 Dạng 8: Nhiệt phân muối nitrat .22 IV Thiết kế tập theo định hướng 24 Bài tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển lực thực nghiệm 24 Bài tập thực tiễn nhằm phát triển lực xử lý giải vấn đề 25 V Áp dụng vào giảng dạy 26 VI Thiết kế đề kiểm tra đánh giá .33 Mục đích kiểm tra 33 Bảng đặc tả đề kiểm tra 33 Đề kiểm tra 35 PHẦN III: KẾT LUẬN 37 Tài liệu tham khảo 38 PHÂN I: LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ Như biết, tiêu chí đánh giá lĩnh hội kiến thức hóa học học sinh kĩ vận dụng có hiệu kiến thức hóa học để giải tập hóa học Việc rèn luyện kĩ giải tập hóa học cho học sinh có tầm quan trọng đặc biệt lẽ giúp học sinh thường xuyên vận dụng tri thức, nắm vững kiến thức kĩ Muốn rèn luyện kĩ giải tập học sinh phải tự giải tập thường xuyên, giải nhiều cách có nội dung nâng cao dần Do đó, học sinh cần suy nghĩ vận dụng kĩ có tình khác Kiến thức “ Axit nitric – muối nitrat ” mảng quan trọng chương trình hóa học phổ thơng Ở em học sinh có điều kiện củng cố kiến thức tính chất axit, phản ứng oxi hóa khử, phản ứng nhiệt phân muối,… Bên cạnh kiến thức lý thuyết dạng tập “ axit nitric – muối nitrat” vô đa dạng vô quan trọng Nhằm giúp học sinh tiếp cận kiến thức dễ dàng vận dụng vào để giải dạng tâp phần “axit nitric – muối nitrat”, em chọn chuyên đề “ Phân loại phương pháp giải tập axit nitric muối nitrat” \ PHẦN II: NỘI DUNG I Tóm tắt lý thuyết Axit nitric Tính chất vật lý Tính chất hóa học Axit nitric chất lỏng, không màu, tan tốt nước Trong điều kiện thường, dung dịch có màu vàng HNO3 bị phân hủy chậm 4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2 → Phản đựng dung dịch HNO3 bình tối màu a HNO3 axit mạnh - Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ - Tác dụng với oxit bazơ → muối + H2O 2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O - Tác dụng với bazơ → muối + H2O 2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O - Tác dụng với muối → muối + axit 2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O b HNO3 chất oxi hóa mạnh - - Tác dụng với kim loại: HNO3 phản ứng với hầu hết kim loại trừ Au Pt → muối nitrat + H2O sản phẩm khử N+5 (NO2, NO, N2O, N2 NH4NO3) M + HNO3 → M(NO3)n + H2O + NO2 (NO, N2O, N2, NH4NO3) Sản phẩm khử N+5 tùy thuộc vào độ mạnh kim loại nồng độ dung dịch axit Thông thường dung dịch đặc → NO2, dung dịch lỗng → NO; dung dịch axit loãng, kim loại mạnh N bị khử xuống mức sâu Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 8Na + 10HNO3 → 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O Chú ý: Nếu cho Fe hỗn hợp Fe Cu tác dụng với dung dịch HNO3 mà sau phản ứng dư kim loại → dung dịch Fe thu dạng muối Fe2+ HNO3 đặc nguội thụ động với Al, Fe, Cr - Tác dụng với phi kim → NO2 + H2O + oxit phi kim C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O S + 4HNO3 → SO2 + 4NO2 + 2H2O - Tác dụng với chất khử khác ( oxit bazơ, bazơ muối kim loại chưa đạt hóa trị cao nhất,…) 4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2 Điều chế Ứng dụng Nhận biết Trong công nghiệp: NH3 → NO → NO2 → HNO3 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (Pt, 8500C) 2NO + O2 → 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 - Trong phòng thí nghiệm: H2SO4 đặc + NaNO3 tinh thể → HNO3 + NaHSO4 Axit nitric hóa chất quan trọng Phần lớn axit dùng để sản xuất phân đạm Ngồi dùng để sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm,… - Làm đỏ quỳ tím - Tác dụng với kim loại đứng sau H tạo khí nâu đỏ - Muối nitrat Khái niệm công thức tổng quát Tính chất vật lý Tính chất hóa học - Muối nitrat muối axit nitric Công thức tổng quát M (NO3)2 Tất muối nitrat tan chất điện li mạnh M (NO3)2 → Mn+ + nNO3a Tính chất hóa học chung muối - Tác dụng với axit → muối + axit Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HNO3 - Tác dụng với dung dịch bazơ → muối + bazơ Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaNO3 - Tác dụng với dung dịch muối → muối Mg(NO3)2 + Na2CO3 → MgCO3 + 2NaNO3 - Tác dụng với kim loại có tính khử mạnh kim loại muối → muối + kim loại Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag b Muối nitrat dễ bị nhiệt phân - Nếu muối nitrat kim loại đứng trước Mg → muối nitrit O2 - M(NO3)n → M(NO2)n + O2 Ví dụ: NaNO3 → NaNO2 + O2 - Nếu muối kim loại trung bình ( từ Mg đến Cu) → oxit kim loại + NO2 + O2 2M(NO3)n → M2On + 2nNO2 + O2 Ví dụ: 2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2 - Nếu muối nitrat kim loại sau Cu → kim loại + NO2 + O2 M(NO3)n → M + nNO2 + O2 Ví dụ: AgNO3 → Ag + NO2 + O2 Chú ý: Một số muối nhiệt phân không theo quy luật Fe(NO3)3, NH4NO3… Nếu muối nitrat tồn mơi trường axit có tính oxi hóa mạnh HNO3 3Cu + 8HCl + 2KNO3 → 3CuCl2 + 2KCl + 2NO + 4H2O Điều chế Ứng dụng Nhận biết II Cho HNO3 phản ứng với kim loại, oxit kim loại, bazơ, muối phản ứng trao đổi ion ( muối kim loại giữ nguyên hóa trị) phản ứng oxi hóa khử ( tạo muối kim loại có hóa trị cao) Các muối nitrat sử dụng chủ yếu để làm phân bón hóa học (phân đạm) nơng nghiệp Ví dụ: NH4NO3, NaNO3, KNO3, … Kali nitrat sử dụng để chế thuốc nổ đen ( thuốc nổ có khói) Thuốc nổ đen chứa 75% KNO3, 10% S 15% C Trong mơi trường trung tính, ion NO3- khơng có tính oxi hóa Khi có mặt ion H+, ion NO3- thể tính oxi hóa giống HNO3 Ví dụ: Dùng dung dịch HCl mẩu Cu cho vào dung dịch cần nhận biết, Cu tan tạo thành dung dịch màu xanh có khí màu nâu đỏ bay muối nitrat Cu + 4H+ + 2NO3- → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O Phương pháp giải tập phần Axit nitric – Muối nitrat Sử dụng định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng Đây phương pháp quan trọng sử dụng chủ yếu giải tập phần axit nitric M +5 → M + (5 – x)e → N ⇒ ne nhường = ne nhận + ne n+ +x N Đặc biệt + Nếu phản ứng tạo nhiều sản phẩm khử N ne nhường = Σne nhận + Nếu có nhiều chất khử tham gia phản ứng Σne nhường = ne nhận + Trong số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo tồn điện tích (tổng sớ mol điện tích dương = tổng sớ mol điện tích âm) định luật bảo tồn ngun tố + Có thể sử dụng phương trình ion – electron bán phản ứng để biểu diễn trình M → Mn+ + ne 4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O Ví dụ 1: Hòa tan hồn tồn m gam bột Cu 800 gam dung dịch HNO dung dịch Y 4,48 lít khí NO ( đktc) Tính m? Hướng dẫn giải nNO = 4,48/22,4 = 0,2 mol Quá trình nhường e: Cu → Cu2+ + 0,3 mol 0,3 mol Qúa trình nhận e: + 3e → 2e 0,6 mol +5 +2 N N 0,6 mol 0,2 mol Áp dụng ĐLBT mol e ⇒ nCu = 0,3 (mol) ⇒ m= mCu = 0,3.64 = 19,2 ( g ) Đặc biệt trường hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta có số cơng thức quan trọng ứng với sản phẩm khử khác nhau: Tạo NO2: NO3- + 1e + 2H+ → NO2 + H2O a mol a 2a a → Số mol HNO3 pư = 2a = nNO2 → Bảo toàn nguyên tố nitơ Ta có n NO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - nNO2 = 2a – a = a = nNO2 Tạo NO: NO3- + 3e + H+ → NO + 2H2O a mol 3a 4a a →Số mol HNO3 pứ = nNO nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - nNO = 3nNO 2NO3- + 8e Tạo N2O: 2a mol 8a → 10 H+ + N2 O 10 a + H2O a → Số mol HNO3 pứ = 10 nN2O nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - 2nN2O = 8nN2O NO3- + 10 e Tạo N2: a mol → 12 H+ + 10a 12a N2 + 6H2O a → Số mol HNO3 pứ = 12 nN2 nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - nN2 = 10 nN2 NH4NO3: NO3- + 8e + 10 H+ a mol 8a → Tạo NH4+ + 3H2O 10 a a mol → Số mol HNO3 pứ = 10nNH4NO3 nNO3- tạo muối = nHNO3 pứ - nNH4NO3 = 9nNH4NO3 nNO3- tạo muối với kim loại = nHNO3 pứ - 2nNH4NO3 = 8nNH4NO3 Ví dụ 2: Cho 1,68 gam bột Mg tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO aM thu dung dịch Y 0,448 lít khí NO Tính a khối lượng muối tạo thành Y? Hướng dẫn giải - Ở cần ý khí NO khí khơng phải sản phẩm khử Một số học sinh không để ý điều cho toán đơn giản dễ mắc phải sai lầm sau: + nMg = 0, 07 mol ⇒ 148 = 10,36gam dung dịch Y có 0,07mol Mg(NO3)2 nNO = 0, 02mol ⇒ NO3− + 4H+ + 3e 0,08 ⇒ 0,06 nHNO3 = nH + = 0, 08mol ⇒ a = → ⇒ Khối lượng muối = 0,07 NO + 2H2O 0,02 0, 08 = 0,16 M 0,5 + Thực cần đánh giá: Mg → 2+ Mg + 2e (1) NO3− + 4H + + 3e → NO + 2H2O (2) 0,07 0,14 0,08 0,06 0,02 Do Mg phản ứng vừa đủ với HNO3 mà trình (1) (2) cho thấy số mol electron nhường lớn số mol electron nhận Do dung dịch phải có sinh ion NO3− + 10H+ + 8e 0,1 + → NH 0,08 0,01 NH 4+ + 3H2O (2) ⇒ nHNO = nH = 0,18mol ⇒ a = 0,36 M + + Trong Y có: 0,07mol Mg(NO3)2 0,01mol NH4NO3 ⇒ mmuối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11,16g Từ công thức riêng lẽ ta có cơng thức tổng qt sau: nHNO3 pư = 4nNO + 2nNO2 + 10n NH4NO3 + 10nN2O + 12nN2 n NO3- tạo muối = nNO2 +3 nNO + 8nN2O + 10nN2 + 9nNH4NO3 mmuối nitrat với kim loại = mKL + 62.( nNO2 +3 nNO + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4NO3) Tổng mmuối = mKl +62 (nNO2+3nNO + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4NO3) + 80nNH4NO3 Ví dụ 3: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Mg, Al, Cu tác dụng hết với HNO thu hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO 0,04 mol NO ( sản phẩm khử khơng có NH 4NO3) Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam hỗn hợp muối Tính m? Hướng dẫn giải Áp dụng công thức: mmuối nitrat = mKL + 62.( nNO2 +3 nNO + 8nN2O + 10nN2 ) => mmuối nitrat = 1,35 + 62(0,04 + 3.0,01) = 5,69 (g) Ví dụ 4: Thể tích dung dịch HNO3 2M (lỗng) cần dùng để hòa tan hồn tồn hợp gồm 0,15 mol Al 0,15 mol Cu ? ( biết phản ứng tạo chất khử NO) Hướng dẫn giải Qúa trình cho e: Al0 → Al+3 + 0,15 mol Cu0 → 3e 0,45 mol Cu+2 + 2e Qúa trình nhận e: + 3e → +5 N +2 N 3.x mol x mol 0,15 mol 0,3 mol Theo định luật bảo toàn mol e: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,75 mol 10 Đáp án : B Ví dụ 30: Hòa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,72 gam Mg 1,95 gam Zn dung dịch HNO3 loãng, dư thu 0,015 mol sản phẩm khử X Xác định công thức phân tử X Hướng dẫn giải: Viết phương trình hóa học q trình khử q trình oxi hóa Áp dụng định luật bảo toàn electron Đáp án: X NH4NO3 N2O Dạng 6: Kim loại phản ứng với hỗn hợp axit HNO3 ( H2SO4 HCl) Ví dụ 31: Cho a mol Cu tác dụng hết với 120 ml dung dịch A gồm HNO M, H2SO4 0,5 M thu V lit NO đktc a Tính V ( biện luận theo a) b Nếu Cu dư vừa đủ lượng muối thu bao nhiêu? Hướng dẫn giải a n = 0,12.1 = 0,12 mol; n HNO3 = 0,12.0,5 = 0,06 mol H 2SO ⇒n = 0,12 + 2.0,06 = 0,24 mol; n H + = 0,12 mol NO3 − 3Cu + 8H+ + 2NO3- → Ta có ptpư: 3Cu+2 + 2NO + 4H2O Có thể xảy trường hợp + Cu hết, H+ NO3- dư nNO = nCu = a (mol) ⇒ V = 22,4 a = 14,93 (lit) + Cu đủ dư, H+ hết (NO3- dư so với H+ !) nNO = = 0,06 mol ⇒ V = 22,4.0,06 = 13,44 (lit) n H + b Khi Cu hết dư n = Cu(NO3 ) = 0,09 ⇒ m n H + = 188.0,09 = 16,92 (g) Cu(NO3 ) 20 Ví dụ 32: Dung dịch B dung dịch chứa HNO3 1M H2SO4 0,2M Để tác dụng vừa đủ với 11,28 gam hỗn hợp X gồm Cu, Ag cần dùng 200 ml dung dịch B Kết thúc thí nghiệm thu được dung dịch Y khí Z ( sản phẩm khử nhất) khơng màu, hóa nâu khơng khí - Xác định thể tích khí Z Tính nồng độ mol ion có dung dịch Y Coi thể tích dung dịch 200ml Đáp án: V = 1,724 l Nồng độ ion Y: Cu2+ Ag+ SO42NO30,375 M 0,3 M 0,2 M 0,65 M Ví dụ 33: Một dung dịch chứa 0,09 mol KNO3 thêm 400 ml dung dịch H2SO4 0,08 M Dung dịch tạo thành hòa tan tối đa m gam bột Cu Giá trị m là: A 8,64 gam C 1,536 gam B 0,768 gam D 4,532 gam Đáp án: C Dạng 7: Hợp chất khử tác dụng với HNO3 Ví dụ 34: Để m gam Fe ngồi khơng khí, sau thời gian biến thành hỗn hợp H có khối lượng 12 gam gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 Fe Hòa tan hết H vào dung dịch HNO thu 2,24 lít khí NO (đo đktc) Giá trị m gam bao nhiêu? Hướng dẫn giải: nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol Gọi x số mol Fe; y tổng số mol ngun tử O khơng khí tham gia phản ứng Ta có: mH = 56x + 16y = 12 (1) Trong tồn q trình phản ứng: ne (Fe cho) = ne(O nhận) + ne (N nhận) 3x = 2y + 3.0,01 (2) Từ (1) (2) có được: x = 0,18; y = 0,12 Do đó: mFe = 56x = 10,08 Ví dụ 35: Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp H gồm: S, FeS, FeS HNO3 dư 0,48 mol NO2 dung dịch X Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào X, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi khối lượng chất rắn thu là: A 17,545 gam B 18,355 gam C 15,145 gam D 2,4 gam Hướng dẫn giải: 21 Gọi x, y tổng số mol Fe S hỗn hợp (cũng coi x, y số mol Fe S tham gia phản ứng với tạo hỗn hợp trên) Ta có: 56x + 32y = 3,76 Mặt khác: ne (cho) = 3x + 6y = 0,48 = ne (nhận) (vì hỗn hợp H bị oxi hóa tạo muối Fe 3+ H2SO4) Từ có: x = 0,03; y = 0,065 Khi thêm Ba(OH)2 dư kết tủa thu có: Fe(OH)3 (0,03 mol) BaSO4 (0,065 mol) Sau nung chất rắn có: Fe2O3 (0,015 mol) BaSO4 (0,065 mol) mchất rắn = 160.0,015 + 233.0,065 = 17,545 (gam) Ví dụ 36: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch Y lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối khan Xác định giá trị m? Đáp án: 151,5 (gam) Dạng 8: Nhiệt phân muối nitrat Ví dụ 37: Nhiệt phân hoàn toàn 34,65 gam hỗn hợp gồm KNO3 Cu(NO3)2, thu hỗn hợp khí X ( tỉ khối X so với khí Hidro 18,8) Khối lượng Cu(NO3)2 hỗn hợp ban đầu là: A 8,60 gam Hướng dẫn giải: B 20,50 gam C 11,28 gam D 9,40 gam Ta có phương trình phản ứng nhiệt phân KNO3 KNO2 + O2 Cu(NO3)2 CuO + 2NO2 + O2 Hỗn hợp khí X gồm NO2 O2 có MX = 18,8 = 37,6 NO2: 46 5,6 37,6 O2 : 32 8,4 → nNO2 : nO2 = : → Gọi số mol NO2 a ( mol) số mol O2 là: 1,5.a Khối lượng hỗn hợp muối : 101 2,5a + 188.0,5a = 34,65 → a = 0,1 Khối lượng Cu(NO3)2 hỗn hợp ban đầu là: 0,05 188 = 9,4 gam 22 Chọn D Ví dụ 38: Nhiệt phân hồn tồn 9,4 gam muối nitrat kim loại M thu gam chất rắn Xác định kim loại M Đáp án: Cu Ví dụ 39: Nung 6,58 gam Cu(NO3)2 bình kín khơng chứa khơng khí, sau thời gian thu 4,96 gam chất rắn hỗn hợp khí X Hấp thụ hồn tồn X vào nước để 300 ml dung dịch Y Giá trị pH dung dịch Y là: A B C D Đáp án: C IV Thiết kế tập theo định hướng phát triển lực Bài tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển lực thực nghiệm Bài tập 1: Quan sát mơ hình thí nghiệm điều chế Axit nitric đây, em thảo luận trả lời câu hỏi sau: Hình 1: Điều chế HNO3 phòng thí nghiệm Câu hỏi 1: Hãy tìm phát biểu sai nói trình điều chế HNO3? A B C D HNO3 axit yếu H2SO4 nên bị đẩy khỏi NaNO3 HNO3 sinh dạng nên cần làm lạnh để ngưng tụ Đốt nóng bình cầu cổ cong đèn cồn để phản ứng xảy nhanh HNO3 có nhiệt độ sơi thấp (83oC) nên dễ bị bay đun nóng Câu hỏi 2: Vai trò chậu nước đá phòng thí nghiệm điều chế HNO3 là: A B C D Hạ nhiệt độ dung dịch HNO3 thu Làm lạnh để ngưng tụ HNO3 Không cần thiết phản ứng Làm chất xúc tác để ngưng tụ HNO3 Những câu hỏi giúp học sinh lưu ý HNO3 trạng thái sinh ra, cần lựa chọn dụng cụ thí nghiệm hóa chất thích hợp để thu HNO3 an tồn Từ phát triển cho học sinh lực tiến hành thí nghiệm sử dụng thí nghiệm an tồn Bài tập 2: Tiến hành thí nghiệm nghiên cứu tính oxi hóa HNO3 theo hình sau: 23 Hình 2: Thí nghiệm kim loại Cu tác dụng với HNO3 đặc Cho thao tác thí nghiệm sau: 1) Cho 2ml dung dịch NaOH đặc vào nhánh ống nghiệm chữ X 2) Nghiêng nhánh ống nghiệm để dung dịch NaOH chảy nhánh ống nghiệm 3) 4) 5) 6) thực thí nghiệm Cho 0,5 ml dung dịch HNO3 vào nhánh ống nghiệm chữ X Dùng kẹp gắp mảnh đồng cho vào ống nghiệm đựng dung dịch HNO3 đặc Dùng kẹp gắp mảnh đồng cho vào ống nghiệm đựng dung dịch NaOH đặc Nhanh chóng đậy nút cao su vào ống nghiệm Thứ tự thực thao tác tiến hành thí nghiệm hình vẽ là: A 1-6-4-3-2 C 3-2-5-6-1 B 1-2-4-6-5 D 1-3-4-6-2 Dạng tập thực hành thí nghiệm nhằm phát triển cho HS lực tiến hành thí nghiệm thơng qua việc dự đốn thứ tự thao tác cần tiến hành để thí nghiệm thành cơng Mặt khác, dạng sử dụng để kiểm tra, củng cố lại bước HS thực buổi thực hành Bài tập thực tiễn nhằm phát triển lực phân tích giải vấn đề Bài tập 1: “ Hiện tượng mưa axit” gì? Tác hại nào? Khí thải cơng nghiệp khí thải động đốt có chứa khí NO, NO2, SO2, … khí tác dụng với Oxi nước khơng khí nhờ xúc tác oxit kim loại ozon tạo axit nitric HNO3 axit sunfuric H2SO4 2SO2 + O2 → 2H2SO4 2NO + O2 → 2NO2 4NO2 + O2 + H2O → 4HNO3 Axit nitric axit sunfuric tan vào nước mưa tạo mưa axit Vai trò mưa axit H2SO4 HNO3 đóng vai trò thứ hai Mưa axit làm mùa màng thất thu phá hủy 24 cơng trình xây dựng, tượng đài làm từ đá cẩm thạch, đá vơi, đá phiến ( loại có thành phần CaCO3) CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O Ngày tượng mưa axit tác hại gây nên hậu nghiêm trọng, đặc biệt nước công nghiệp phát triển Vấn đề ô nhiễm môi trường giới quan tâm Việt Nam trọng vấn đề Do giáo viên cần cung cấp cho HS hiểu biết tượng mưa axit tác hại nhằm nâng cao ý thức bảo vệ môi trường Bài tập 2: Vì axit nitric HNO3 đặc lại phá thủng quần áo? Khi làm thí nghiệm hóa hoc, quần áo bạn dính phải axit nitric HNO3 đặc bị thủng lỗ Quần áo thường dệt sợi bơng, thành phần hóa học chúng Xenlulozo Xenlulozo không tan nước đa số dung môi khác dễ tan HNO3 đặc, ngun nhân gây thủng quần áo dính phải HNO3 Giáo viên áp dụng tập để nêu vấn đề nói tính chất hóa học HNO đặc V Vận dụng vào giảng dạy Các chuyên đề phân loại phương pháp giải tập phần axit nitric – muối nitrat tổ chức vào tiết luyện tập chương, học tăng cường ngoại khóa học sinh Sau giáo án phục vụ cho buổi chuyên đề tập axit nitric muối nitrat Ngày: 08/12/1018 Người soạn: Trương Thị Ngân Hà CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP AXIT NITRIC – MUỐI NITRAT I Mục tiêu học Kiến thức - HS nhắc lại kiến thức tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng điều - chế Axit nitric muối nitrat Dự đoán dạng tập axit nitric – muối nitric dự đoán phương pháp giải dạng tập Kĩ - Viết cân phương trình hóa học thể tính chất hóa học axit nitric – muối nitrat - Giải tập - Giải tập nâng cao theo nhiều cách khác Thái độ 25 II - Ý thức tầm quan trọng chuyên đề tập axit nitric – muối nitric chường trình Hóa học 11 Nghiêm túc, tập trung học Góp phần hình thành phát triển lực Hình thành phát triển lực sử dụng ngơn ngữ hóa học Năng lực tính tốn Năng lực phân tích giải vấn đề Chuẩn bị Giáo viên Giáo án, giảng điện tử, phiếu học tập, tài liệu phương pháp giải dạng tập ( phát vào cuối giờ) Học sinh - Ôn lại kiến thức axit nitric – muối nitriat III Phương pháp dạy học - Thuyết trình, làm việc nhóm,… IV Tổ chức hoạt động dạy học - Ổn định lớp, kiểm tra sĩ số, nắm tình hình lớp Nội dung dạy học I Tóm tắt kiến thức axit nitric – muối nitrat ( phút) II Phân dạng tập ( phút) Hoạt động giáo viên Chia lớp thành nhóm, nhóm từ 78 HS GV phát cho nhóm tờ giấy Ao yêu cầu nhóm: “ Hệ thống lại kiến thức học Axit nitric – muối nitrat dạng sơ đồ tư vòng phút” GV u cầu nhóm treo sản phẩm lên bảng cho nhóm nhận xét chéo GV tổng kết, chiếu sơ đồ hệ thống kiến thức hoàn chỉnh, đầy đủ slide Từ tính chất hóa học, GV u cầu HS dự đốn dạng tập có axit nitric – muối nitrat GV gọi HS khác nhận xét bổ sung GV gợi ý để HS dự đoán thêm dạng khác GV tổng kết lại slide: Có tất dạng tập chuyên đề axitr nitric – muối nitrat - Dạng 1: Xác định lượng kim loại - Dạng 2: Xác định kim loại - Dạng 3: Tìm sản phẩm khử - Dạng 4: Tìm lượng sản phẩm khử, Hoạt động học sinh HS lắng nghe thực yêu cầu làm việc nhóm HS theo dõi làm nhóm khác, so sánh với làm nhóm nhận xét, bổ sung HS ghi chép lại vào HS: - Dạng axit tác dụng với KL - Dạng axit tác dụng với PK - Dạng tìm sản phẩm khử - Dạng nhiệt phân muối nitrat - … 26 Phươn g pháp giải tập ( 15 phút) Phươn g pháp bảo tồn electron (10 phút) III ḿi axit - Dạng 5: Sản phẩm khử có ḿi NH4+ - Dạng 6: Kim loại phản ứng với hỗn hợp axit - Dạng 7: Hợp chất khử tác dụng với HNO3 - Dạng 8: Nhiệt phân muối nitrat GV chiếu hai tập lên slide,GV gọi HS phân tích đề, đưa hướng giải toán, HS suy nghĩ giải phút Bài 1: Hòa tan hồn tồn m gam bột Fe 800 gam dung dịch HNO3 dung dịch Y 6,72 lít khí NO ( đktc) Tính m? Bài 2: Cho 19,5 gam kim loại M hóa trị n tan hết dung dịch HNO3 thu 4,48 lít khí NO ( đktc) Xác định tên kim loại M? Gv gọi HS lên bảng giải tập, sau gọi vài HS nhận xét bạn Yêu cầu học sinh dự đoán phương pháp giải cho toán tương tự GV chiếu đáp án cách giải lên slide Bảo toàn e phương pháp quan trọng sử dụng chủ yếu giải tập phần axit nitric n+ Bài 1: nNO = 6,72/22,4 = 0,3 mol Quá trình nhường e: Fe → Fe3+ 0,3 mol 0,3 mol + 3e 0,9 mol Qúa trình nhận e: +5 N → + 3e +2 N 0,9 mol 0,3 mol Áp dụng ĐLBT mol e ⇒ nFe = 0,3 (mol) ⇒ mFe = 0,3 56 = 16,8 gam Vậy khối lượng Fe 16,8 gam Bài 2: M → M + ne +5 HS giải tập +x N + (5 – x)e → N ⇒ ne nhường = ne nhận Đặc biệt + Nếu phản ứng tạo nhiều sản phẩm khử N ne nhường = Σne nhận + Nếu có nhiều chất khử tham gia phản ứng Σne nhường = ne nhận + Trong số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo tồn điện tích (tổng sớ mol điện tích dương = tổng sớ mol điện tích âm) định luật bảo tồn ngun tố GV phát cho học sinh tài liệu học tập có bao gồm cơng thức giải nhanh, cơng thức giải toán quan trọng ứng với sản phẩm khử khác GV yêu cầu HS nghiêm cứu tài liệu học tập phát, vận dụng vào giải nNO = 4,48/22,4 = 0,2 mol; nNaOH = 0,5.2 = mol Quá trình nhường e: M → 19,5 MM Mn+ + ne 19,5.n MM mol mol Quá trình nhận e: +5 N + 3e 0,6 mol → +2 N 0,2 mol Áp dụng ĐLBT mol e ⇒ 19,5.n MM 27 = tập phút 0,6 (mol) ⇒ MM = 32,5.n Bài 3: Cho 1,68 gam bột Mg tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO3 aM Biện luận MM theo n: thu dung dịch Y 0,448 lít khí n NO Tính a khối lượng MM 32,5 muối tạo thành Y? Nhận n = ; MM = 65 → M kim loại Zn HS: → Mg Mg2+ + 2e (1) 0,07 NO3− 0,08 0,14 + 4H+ +3e → NO + 2H2O (2) 0,06 0,02 Do Mg phản ứng vừa đủ với HNO3 mà trình (1) (2) cho thấy số mol electron nhường lớn số mol electron nhận Do dung dịch phải có sinh ion NO3− + 10H+ + 8e 0,1 0,08 NH 4+ + → NH 0,01 + 3H2O ⇒ nHNO3 = nH + = 0,18mol ⇒ a = 0,36 M 28 + Trong Y có: 0,07mol Mg(NO3)2 0,01mol NH4NO3 ⇒ mmuối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11,16g Phương pháp quy đổi (5 phút) GV đưa tập mẫu, yêu cầu HS phân tích đề, GV gợi ý phương pháp giải Bài 4: Nung m gam bột sắt oxi thu gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư 0,56 lít khí NO ( đktc) sản phẩm khử Tính m Trong trường hợp này, HS giải theo phương pháp truyền thống lâu, chí khơng tìm đáp số xác Tuy nhiên sử dụng phương pháp quy đổi vài phút GV chiếu slide bước giải toán phương pháp quy đổi: + Bước 1: Quy đổi hỗn hợp chất nguyên tố tạo thành từ hỗn hợp + Bước 2: Đặt ẩn sớ thích hợp cho số mol nguyên tử nguyên tố + Bước 3: Lập phương trình hóa học dựa vào định luật bảo tồn khới lượng, bảo tồn electron, bảo tồn ngun tớ + Bước 4: Lập hệ phương trình theo giả thuyết đề cho + Bước 5: Giải phương trình tìm ẩn đặt tìm kết toán Phương GV đưa tập mẫu, yêu cầu HS pháp phân tích đề, GV gợi ý phương pháp đường giải chéo Bài 5: Cho 12,45 gam hỗn hợp X ( Al (5 phút) kim loại hóa trị II) tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu 1,12 lít hỗn hợp N2O N2 có tỉ khối H2 18,8 dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 0,448 lít khí NH3 Xác định kim loại M khối lượng kim loại hỗn hợp đầu Biết nX = 0,25 mol, thể HS: Bài 4: Quy đổi hỗn hợp X Fe Fe2O3 Fe +4HNO3→Fe(NO3)3+NO + 2H2O 0,025 mol 0,025 mol → nNO = 0,56 : 22,4 = 0,025 mol → m Fe2O3 = – 0,025.56 = 1,6 gam → n Fe ( Fe2O3) = 2.(1,6 : 160) = 0,02 mol → mFe = 56.(0,025 + 0,02) = 2,52 gam HS: Tính số mol khí hỗn hợp khí Gọi số mol N2O, N2 x, y nhỗn hợp khí = 0,05 mol Áp dụng quy tắc đường chéo: x N2O 44 y N2 28 29 tích khí đo đktc → Vậy x = 0,03, y = 0,02 GV: Đối với toán sản phẩm Lập hệ phương trình áp dụng định tạo hỗn hợp khí, ta sử dụng phương pháp đường chéo để tính nhanh luật bảo toàn electron số mol, tỷ lệ số mol thể tích Gọi số mol Al kim loại hóa trị II tỉ lệ thể tích khí a,b Các q trình oxi hóa Al → Al3+ + 3e M → M2+ + 2e Các trình khử N5+ + 4e → N+1; N5+ + 5e → N0 ; N5+ + 8e → N-3 Ta có phương trình: 3a + 2b = 0,24 + 0,2 + 0,16 Ta có: 27 a + Mb = 12,45 a + b = 0,25 Giải hệ phương trình ẩn trên, ta có: a = 0,1; b = 0,15; M=65 Vậy kim loại kẽm Khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu là: mAl = 2,7 gam, mZn = 9,75 gam IV Tổng kết - Giáo viên phát tài liệu học tập ( chi tiết công thức giải nhanh, phương pháp giải dạng tập) phát tập nhà cho HS Yêu cầu HS hoàn thành giấy, để nộp lấy điểm miệng V Thiết kế đề kiểm tra đánh giá Mục đích kiểm tra: Đánh giá kết học tập , việc làm chủ kiến thức, kỹ học sinh so với mục tiêu dạy học đề 30 - Chuẩn đoán điểm mạnh, điểm tồn , lực học sinh thời điểm kiểm tra đánh giá để có hoạt động giáo dục, dạy học phù hợp Bảng đặc tả đề kiểm tra ( 40% trắc nghiệm, 60% tự luận) Mức độ nội dung Nội dung Nhận biết Thông hiểu TN TN TL Vận dụng Cấp độ thấp Cấp độ cao TN TL TN TL TL 11 câu (7,2 điểm) AXIT NITRIC Chủ đề : Khái quát tính chất vật lý, điều chế ứng dụng axit nitrc Số câu Số điểm Tổng + Ứng dụng + Điều chế 2 0.8 0.8 Chủ đề 2: Các dạng tập Kim loại tác dụng với axit nitric Số câu Số điểm Chủ đề : Dạng tập kim loại phản ứng với hỗn hợp axit Số câu Số điểm Chủ đề 4: Hợp chất khử tác dụng với HNO3 Số câu Số điểm + Bài toán xác + Bài toán định kim loại kim loại + Bài toán xác tác dụng với định sản phẩm HNO3 tạo khử sản phẩm + Bài tốn sản khử phẩm khử có muối NH4+ 0.8 1,6 + Bài toán nhiều hợp chất khử tác dụng với HNO3 MUỐI NITRAT + Bài toán hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 tạo hỗn hợp sản phẩm khử 0,5 + Bài toán kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp axit 1,5 2,9 1,5 câu (2,8 điểm) Chủ đề 5: + Ứng dụng Tính chất vật + Điều chế lý, điều chế + Nhận biết 31 ứng dụng muối nitrat Số câu Số điểm ion nitrat 0,4 0,4 Chủ đề 6: Nhiệt phân muối nitrat Số câu Số điểm Tổng số câu hỏi (%) Tổng số điểm Đề kiểm tra + Xác định sản phẩm khí 0,4 + Tính lượng muối nitrat + Tính hiệu suất trình nhiệt phân 2 2,4 21,4 % 21,4 % 42,8 % 14,2% 14 100% 1,2 điểm 1,2 điểm 5,6 điểm điểm 10 điểm ĐỀ KIỂM TRA 45 PHÚT CHUYÊN ĐỀ AXIT NITRIC – MUỐI NITRAT PHẦN 1: TRẮC NGHIỆM ( 10 CÂU – ĐIỂM) Câu 1: Phương án liệt kê ứng dụng axit nitric? A B C D Sản xuất phân đạm, thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm,… Tẩy trắng vải sợ, quần áo,… Sản xuất phân lân, dược phẩm,… Sản xuất thuốc nổ, phân đạm, dược phẩm,… Câu 2: Tổng số mol khí sinh nhiệt phân 0,1 mol Cu(NO3)2 với hiệu suất 80% là: A 0,15 mol B 0,2 mol C 0,25 mol D 0,4 mol Câu 3: Thành phần thuốc nổ đen bao gồm: A B C D KNO3, S C NaNO3 , S C FeNO3, P C MgNO3, P C Câu 4: Nung 36,3 gam Fe(NO3)3 sau thời gian thu chất rắn có khối lượng 20,1 gam Thể tích O2 thu là: A 4,376 lít B 2,184 lít C 1,69 lít D 3,36 lít Câu 5: Để nhận biết ion NO3-, dùng dung dịch HCl mẩu Cu cho vào dung dịch cần nhận biết Đâu phương án nhận xét tượng phương trình xảy ra: A Cu tan tạo thành dung dịch màu xanh có khí khơng màu bay Cu + 24H+ + 4NO3- → Cu2+ + 2N2 + 12H2O B Cu tan tạo thành dung dịch màu xanh có khí màu nâu đỏ bay 32 Cu + 4H+ + 2NO3- → Cu2+ + 2NO2 + 2H2O C Cu tan tạo thành dung dịch màu xanh có khí khơng màu bay Cu + H+ → Cu2+ + H2 D Khơng có tượng Câu 6: Lượng khí thu (đktc) hòa tan hoàn toàn 0,3 mol Cu lượng dư HNO3 đặc là: A 3,36 lít B 4,48 lít C 6,72 lít D 13,44 lít Câu 7: Cho 0,05 mol Mg tan hết dung dịch HNO3 thấy thoát 0,01 mol khí X sản phẩm khử (đktc) X là: A NO2 B N2 C NO D N2 Câu 8: Cho 19,5 gam kim loại M hóa trị tan hết dung dịch HNO3 thu 4,48 lít khí NO (đktc) M là: A Mg B Cu C Fe D Zn Câu 9: Cho m gam Mg tan hoàn toàn dung dịch HNO3, phản ứng làm giải phóng khí N2O ( nhất) dung dịch sau phản ứng tăng 3,9 gam Vậy m có giá trị là: A 2,4 gam B 3,6 gam C 4,8 gam D 7,2 gam Câu 10: Sản phẩm khí thu nhiệt phân hỗn hợp muối Cu(NO3)2 AgNO3 là: A N2, O2 B NO, O2 PHÂN 2: TỰ LUẬN ( ĐIỂM) C NO2, O2 D N2O, O2 Câu (2 điểm): Hòa tan hồn tồn m gam Al vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu hỗn hợp khí gồm 0,015 mol N2O 0,01 mol NO ( phản ứng khơng tạo muối amoni) Tính m? Câu (2 điểm): Nhiệt phân hoàn toàn 18,8 gam muối nitrat kim loại M Thu gam oxit kim loại tương ứng Xác định M tính hiệu suất trình nhiệt phân Câu (1,5 điểm): Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M H2SO4 0,2 M Sau phản ứng xảy hoàn tồn, sinh V lít khí NO ( sản phẩm khử nhất, đktc) Tính V? Câu (0,5 điểm): Vào kỉ XVII, nhà khoa học lấy mẩu sắt nguyên chất từ mảnh vỡ thiên thạch Sauk hi đem phòng thí nghiệm bảo quản khơng tốt nên bị oxi hóa thành m gam chất rắm X gồm Fe oxit Để xác định khối lượng mẩu sắt nhà khoa học cho m gam chất rắn X vào dung dịch HNo lỗng thu khí NO dung dịch muối Y, cô cạn dung dịch muối Y thu 48,4 gam chất rắn khan Mẫu thiên thạch sắt nguyên chất có khối lượng ? 33 PHẦN III KẾT LUẬN Bài tập hóa học phần axit nitric – muối nitrat có ý nghĩa quan trọng trọng giảng dạy hóa học 11 Bài tập hóa học phần axit nitric – muối nitrat không giúp học sinh củng cố, đào sâu, vận dụng mở rộng kiến thức cách sinh động, phong phú hấp dẫn, mà phương tiện giúp học sinh rèn luyện kĩ hóa học, thao tác tư Qua đó, học sinh phát triển nhận thức giới quan khoa hoc, đồng thời có niềm yêu thích với mơn hóa học Do đó, ngồi việc sử dụng tập có sẵn sách giáo khoa, sách tập sách tham khảo, người giáo viên cần biết cách xây dựng số tập hướng tới thực tiễn, thực nghiệm cho phù hợp với đối tượng HS phù hợp với trình độ nhận thức em Bên cạnh đó, cần thiết kế đề kiểm tra phù hợp đánh giá lực học sinh Trên toàn tiểu luận em Chuyên đề tập axit nitr – muối nitrat Em mong nhận góp ý từ thầy để làm hồn thiện Em xin trân thành cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa hóa học 11 – Nhà xuất Giáo dục Sách giáo viên hóa học 11 – Nhà xuất Giáo dục 385 câu hỏi đáp hóa học với đời sống – Nguyễn Xuân Trường ( NXB Giáo dục) 16 phương pháp giải nhanh Hóa học – NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Hóa học thật diệu kì – Vũ Bội Tuyền ( NXB Thanh Niên) Và số website: hoctainha.com tusach.thuvienkhoahoc.com hoahoc.org 34 ... sinh Sau giáo án phục vụ cho buổi chuyên đề tập axit nitric muối nitrat Ngày: 08/12/1018 Người soạn: Trương Thị Ngân Hà CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP AXIT NITRIC – MUỐI NITRAT I Mục tiêu học Kiến thức -... điều - chế Axit nitric muối nitrat Dự đoán dạng tập axit nitric – muối nitric dự đoán phương pháp giải dạng tập Kĩ - Viết cân phương trình hóa học thể tính chất hóa học axit nitric – muối nitrat. .. để giải dạng tâp phần axit nitric – muối nitrat , em chọn chuyên đề “ Phân loại phương pháp giải tập axit nitric muối nitrat PHẦN II: NỘI DUNG I Tóm tắt lý thuyết Axit nitric Tính chất vật