Chuyên đề 4 phản ứng oxi hóa khử

CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ A LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO I PHẢN ỨNG OXI HỐ - KHỬ Số oxi hố Số oxi hoá nguyên tố phân tử điện tích ngun tử ngun tố phân tử, giả định liên kết nguyên tử phân tử liên kết ion Số oxi hoá xác định theo nguyên tắc sau: • Qui tắc 1: Số oxi hoá nguyên tố đơn chất khơng Thí dụ: Số oxi hố Na, Fe, H2, N2, O2, Cl2, không Qui tắc 2: Trong hầu hết hợp chất, số oxi hoá hiđro +1, trừ hiđrua kim loại (NaH, CaH2, ) Số oxi hoá oxi -2, trừ trường hợp OF2 peoxit (chẳng hạn H O , Na 2O , ) Kim loại ln có số oxi hố dương hố trị hợp chất Qui tắc 3: Trong phân tử, tổng số oxi hoá nguyên tố khơng Qui tắc 4: Số oxi hóa ion đơn ngun tử điện tích ion Trong ion đa nguyên tử, tổng số oxi hoá nguyên tố điện tích ion 2− Thí dụ: Tính số oxi hố ngun tố lưu huỳnh SO3 ,SO , H 2SO , NaHSO3 ,SO Đặt x số oxi hoá nguyên tố lưu huỳnh hợp chất ion trên, ta có: - Trong SO3 : x + 3.(−2) = ⇒ x = +6 - Trong SO : x + 2(−2) = ⇒ x = +4 - Trong H 2SO : 2(+1) + x + 4(−2) = ⇒ x = +6 - Trong NaHSO3 : +1 + + x + 3(−2) = ⇒ x = +4 2− - Trong SO : x + 4(−2) = −2 ⇒ x = +6 Cách ghi số oxi hố: Số oxi hố đặt phía kí hiệu nguyên tố Ghi dấu trước, số sau: Thí dụ: + -2 - + +5 -2 SO ; NH 4+ ; NO3− Phản ứng oxi hoá - khử Chất khử chất nhường electron chất có số oxi hố tăng sau phản ứng Chất khử gọi chất bị oxi hoá Chất oxi hoá chất nhận electron chất có số oxi hố giảm sau phản ứng Chất oxi hố cịn gọi chất bị khư Sự oxi hóa (q trình oxi hố) chất làm cho chất nhận electron hay làm tăng số oxi hố chất Sự khứ (q trình khử) chất làm cho chất nhận electron hay làm giảm số oxi hố chất Phản ứng oxi hoá - khử phản ứng hoá học có chuyên electron chất (nguyên tử, phân tử ion) phản ứng , hay phản ứng oxi hoá - khứ phản ứng hoá học có thay đổi số oxi hố số nguyên tố Thí dụ: +2 +2 Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Chất khử: Fe Trang Chất oxi hoá: CuSO4 Sự khử: Cu+2 + 2e → Cu Sự oxi hoá: Fe → Fe+2 + 2e II CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG PHẢN ỨNG OXI HOÁ - KHỬ Nguyên tắc chung Tổng số electron chất khử cho tổng số electron chất oxi hố nhận, hay nói cách khác, tơng độ tăng số oxi hố chất khí tổng độ giảm số oxi hoá chất oxi hoá Phương pháp thăng electron Tiến hành theo bước: Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, xác định chất oxi hoá, chất khử (dựa vào thay đổi số oxi hoá nguyên tố) Bước 2: Viết nửa phương trình cho nhận electron Tìm hệ số cân số electron cho – nhận Bước 3: Đặt hệ số tìm từ nửa phương trình cho – nhận electron vào chất oxi hoá, chất khử tương ứng phương trình phản ứng Bước 4: Cân chất khơng tham gia q trình oxi hố - khử (nếu có) theo trật tự sau: Số nguyên tử kim loại, gốc axit, Số phân tử môi trường (axit kiểm) cuối số lượng phân tử nước tạo thành Kiểm tra kết Ví dụ: +5 +2 Zn + HNO3 → Al ( NO3 ) + N + H 2O 5x 1x Zn → Zn +2 + 2e 2N +5 + 10e → N 02 5Zn + 2HNO3 → 5Zn ( NO3 ) + N ↑ +6H 2O Ta thấy, phân tử HNO3 đóng vai trị chất oxi hố (bị khử thành phân tử N2) phải đặt − thêm vào 10 phân tử HNO3 (làm nhiệm vụ môi trường) để cung cấp 10 ion NO3 liên kết kết với ion Zn 2+ Cuối ta có: 5Zn + 12HNO3 → 5Zn ( NO3 ) + N ↑ +6H O Chú ý: (1) Khi cân bằng, phân tử có đồng thời hay ngun tố đóng vai trị chất khử phải viết đủ q trình oxi hố cộng gộp lại Nhớ lấy đủ số nguyên tử phân tử Phần lại tiến hành thường lệ + -1 +5 +5 +6 FeS2 + HNO3 → Fe ( NO3 ) + H 2SO + NO + H O Fe +2 → Fe+3 + 1e _ −1 2S → 2S+6 + 14e _ 1x FeS2 → Fe +3 + 2S+6 + 15e 15x N +5 + e → N +4 FeS2 + 18HNO3 → Fe ( NO3 ) + 2H 2SO + 15NO ↑ +7H 2O Hoặc coi phân tử FeS2 đơn chất ta bỏ qua gia đoạn cộng gộp q trình cộng gộp Ví dụ: +6 +2 +4 Trang ¼ + H SO → Fe ( SO ) + SO + H O FeS 4 2 2x 7x FeS → Fe +3 + S+4 + 7e S+6 + 2e → S+4 2FeS + 10H 2SO → Fe ( SO ) + 9SO ↑ +10H 2O (2) Đối với phản ứng tạo nhiều sản phẩm (của oxi hố hay khử) có nhiều số oxi hố khác viết riêng bán phản ứng oxi hoá sản phẩm khử, viết gộp lại sau nhân với hệ số tỉ lệ sản phẩm Ví dụ: +5 +2 +1 Mg + HNO3 → Mg ( NO3 ) + N ↑ + N O ↑ + H 2O Biết tỉ lệ thể tích: N : N O = : 5x∣ 2N +5 + 10e → N 4x∣ 2N +5 + 8e → 2N +1 18N +5 + 82e → 5N + 8N +1|x Mg → Mg +2 + 2e | x 41 41Mg + 100HNO3 → 41Mg ( NO3 ) + 5N ↑ +4N 2O ↑ +50H 2O (3) Đối với phản ứng oxi hóa – khử có hệ số chữ cần xác định tăng, giảm số oxi hóa ngun tố Ví dụ 1: Cân phản ứng oxi hóa - khử sau: a) Al + HNO3 → Fe ( NO3 ) + N x O y + H 2O b) M + HNO3 → NO + M ( NO3 ) n + H O Giải +5 +3 A1 + HNO3 → Al ( NO3 ) + N x O y + H 2O +2y/x (5x − 2y)x Al → Al +3 + 3e 3x xN +5 + (5x − 2y)e → xN +2y/ x (5x − 2y)Al + (16x − 6y)HNO3 → (5x − 2y)Al ( NO3 ) + N x O y + (8x − 3y)H 2O b) +5 +4 +n M + HNO3 → NO + M ( NO3 ) n + H O 1x nx M → M + n + ne N +5 + 1e → N +4 M + 2nHNO3 → nNO ↑ + M ( NO3 ) n + nH O (4) Ảnh hưởng môi trường: Trong số chất tác nhân oxi hóa, tác nhân khử phụ thuộc vào môi trường tiến hành phản ứng Trang Ví dụ 2: Xác định sản phẩm cân phản ứng sau theo phương pháp thăng electron: a) Fe3O + KMnO + H 2SO → b) Fe(OH) + K Cr2 O7 + H 2SO → c) FeBr2 + KMnO + H 2SO → d) NaCrO + O + NaOII → Giải +8/3 +7 +3 +2 a) Fe3O + KMnO + H 2SO → Fe ( SO ) + MnSO + K 2SO + H 2O 5x 2x 6Fe +8/3 → 6Fe −3 + 2e Mn +7 + 5e → Mn +2 10Fe3O + 2KMnO + 48H 2SO → 15Fe ( SO ) + 2MnSO + K 2SO + 24H 2O +2 +6 +3 +3 b) Fe(OH) + K Cr2O + H 2SO → Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + H 2O 3x 1x 2Fe +2 → 2Fe +3 + 2e 2Cr +6 + 2.3e → 2Cr +3 6Fe(OH) + K 2Cr2O + 13H 2SO → 3Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + 19H 2O +2 -1 +7 +3 +2 FeBr2 + KMnO + H 2SO → Fe ( SO ) + Br2 + MnSO + K 2SO + H 2O c) 5x 6x 2FeBr2 → 2Fe +3 + 2Br2 + 6e Mn +7 + 5e → Mn +2 10FeBr2 + 6KMnO + 24H 2SO → Trang 5Fe ( SO ) + 10Br2 + 6MnSO + 3K 2SO + 24H 2O +3 +6 -2 d) NaCrO + O + NaOH → Na 2CrO + H 2O 4x Cr +3 → Cr +6 + 3e 3x O + 4e → 2O −2 4NaCrO2 + 3O + 4NaOH → 4Na CrO + 2H O •Oxi hố kim loại Sản phẩm khử phụ thuộc vào tính khử kim loại, nồng độ axit, nhiệt độ tiến hành phản ứng, Nói chung axit bị khử xuống bậc oxi hóa thấp nồng độ loãng tác dụng với kim loại mạnh: M + 2mHNO3 đặc → M ( NO3 ) m + mNO ↑ + mH O (trừ Au,Pt) Mg + 2H 2SO → MgSO + SO ↑ +2H 2O 3Mg + 4H 2SO → 3MgSO + S ↓ +4H 2O 4Mg + 5H 2SO → 4MgSO + H 2S ↑ +4H 2O t 2Fe + 6H 2SO  → Fe ( SO ) + 3SO ↑ +6H 2O Mg + 4HNO3 đặc → Mg ( NO3 ) + 2NO2 ↑ +2H O 5Mg + 12HNO3 loãng → 5Mg ( NO3 ) + N ↑ +6H 2O t Fe + 6HNO3 đặc  → Fe ( NO3 ) + 3NO ↑ +3H 2O Fe + 6HNO3 loãng → Fe ( NO3 ) + NO ↑ +3H 2O Chú ý: (1) m hóa trị cao M (2) Một số kim loại Al, Fe, Cr, bị thụ động hóa H2SO4 đặc, nguội HNO3 đặc, nguội (3) Hỗn hợp HNO3 đặc HCl đặc theo tỉ lệ thể tích 1:3 gọi nước cường thủy Có tính oxi hóa mạnh hòa tan Au Pt Au + HNO3 + 3HCl → AuCl3 + NO ↑ +2H 2O 3Pt + 4HNO3 + 12HCl → 3PtCl + 4NO ↑ +8H 2O Trang • Oxi hố hợp chất Fe (II) thành hợp chất Fe(III): • Oxi hố hợp chất muối sunfua: HNO3 dac hoacloang S−1 ,S−2  → SO 24− H 2SO dac S−1 ,S−2  → SO − (6) Tính chất ion NO3 Phương pháp ion – electron Cách cân áp dụng cho phản ứng oxi hoá - khử xảy dung dịch, có tham gia mơi trường (axit, bazơ, nước) Khi cân áp dụng theo bước trên, bước chất oxi hoá chất khử viết dạng ion – electron theo nguyên tắc sau đây: a) Nếu phản ứng có axit tham gia: Vế thừa oxi ta thêm H+ để tạo H2O ngược lại Ví dụ +6 +3 +3 Fe + K 2Cr2 O + H 2SO → Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + H 2O 2x 1x Fe Cr2O72− → Fe3+ + 14H − + 3e + 6e → 2Cr 3+ + 7H O 2Fe + Cr2 O72− + 14H + → 2Fe3+ + 2Cr + 7H 2O Để biết phương trình có cân hay khơng, bạn đọc cần tính tổng điện tích hai vế phương trình ion thu gọn Nếu tổng điện tích hai vế phương trình phương trình cân Phương trình phân tử: 2Fe + K 2Cr2 O7 + 7H 2SO → Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + 7H 2O Lưu ý: Để viết nhanh bán phản ứng khử bán phản ứng oxi hố áp dụng phương pháp bảo tồn điện tích (hay điện tích giả định) hai Ví dụ: FeS + HNO3 → Fe ( NO3 ) + H 2SO + NO ↑ + H O Bán phản ứng oxi hố: FeS → Fc3+ + S+6 Vế trái điện tích giả định 0, vế phải điện tích giả định + Để điện tích giả định hai vế ta thêm e vào vế phải Trang FeS2 → Fe3 + S−6 + 9e Nếu viết dạng ion - electron điện tích hai vế phải nhau: FeS + 4H 2O → Fe3+ + SO 24− + 8H + + 9e (1) Bán phản ứng khử: N +5 + 1e → N −4 Vế trái vế phải có điện tích giả định + − + Hoặc: NO3 + 2H + 1e → NO + H 2O (2) Hai vế có điện tích (1) + (2)x 9: Phương trình ion rút gọn: FeS + 9NO3− + 10H + → Fe3+ + SO 42− + 9NO + 5H 2O Phương trình phân tử: FeS + 12HNO3 → Fe ( NO3 ) + H 2SO + 9NO ↑ +5H O Để kiểm tra phương trình ion rút gọn cân hay chưa ta đếm điện tích hai vế Nếu diện tích hai vế phương trình cân Chẳng hạn nhiều học sinh sai lầm cho phương trình sau cân số nguyên tử ion hai vế nhau: Cu + Fe3 → Cu 2+ + Fe 2+ Tuy nhiên, vế trái điện tích + vế phải điện tích + Để cân điện tích hai vế ta đưa hệ số vào Fe3+ Fe2 + Lúc phương trình cân Cu + 2Fe3+ → Cu 2+ + 2Fe 2+ Nếu phin ng có bữ tham gia: Vế thừa oxi thêm nước để tạo OH- ngược lại Ví dụ: +3 +6 Cr(OH)3 + O + NaOH → Na CrO + H 2O 4x 3x Cr(OH)3 + 5OH − → CrO 42− + 4H 2O + 3e O + 2H O + 4e → 4OH − 4Cr(OH)3 + O + 8OH − → 4CrO 42− + 10H O Chuyển sang phương trình phân tử: 4Cr(OH)3 + O + 8NaOH → 4Na 2CrO + 10H 2O Nếu phản ứng có H2O tham gia • Sản phẩm phản ứng tạo axit, theo nguyên tắc • Sản phẩm phản ứng tạo bazơ, theo nguyên tắc Ví dụ: +7 +4 +4 +6 KMnO + K 2SO3 + H O → MnO + KOH + K 2SO 2x 3x MnO −4 + 2H O + 3e → MnO + 4OH − SO32− + 2OH − → SO 24 − + H O + 2e 2MnO −4 + 3SO32− + H 2O → 2MnO + 2OH − + 3SO 42− Chuyển sang phương trình phân tử: 2KMnO + 3K 2SO3 + II O → 2MnO + 2KOH + 3K 2SO Ưu việt phương pháp cho ta hồn thành xác phương trình phản ứng dạng ion thu gọn (bản chất phản ứng) biết trạng thái đầu trạng thái cuối dạng oxi hoá dạng khử Ví dụ: Hồn thành cân phản ứng sau dạng ion thu gọn: Trang a) Cu + NaNO3 + HCl → b) Al + NaNO3 + NaOH → c) FeS + HNO3 loãng → Giải a) +5 +2 2+ Cu + NaNO3 + HCl → Cu + NO ↑ +… 3x 2x Cu → Cu 2+ + 2e NO3− + 4H + + 3e → NO + 2H 2O 3Cu + 2NO3− + 8H + → 3Cu 2+ + 2NO ↑ +4H 2O b) +5 +3 +3 − Al + NaOH + NaNO3 → AlO + NH ↑ +… 8x 3x Al + 4OH − → AlO −2 + 2H 2O + 3e NO3− + 6H O + 8e → NH + 9OH − 8Al + 3NO3− + 5OH − + 2H 2O → 8AlO 2− + 3NH ↑ c) +2 – +5 +6 +2 3+ 2− FeS + HNO3 → Fe + SO + NO ↑ +… 1x 3x FeS + 4H 2O → Fe3+ + SO 42− + 8H + + 9e NO3− + 4H + + 3e → NO + 2H 2O FeS + 3NO3− + 4H + → Fe3+ + SO 24− + 3NO ↑ +2H 2O d) Phương pháp cân phản ứng oxi hố - khử có chất hữu tham gia Tương tự chất vô cơ, phản ứng oxi hố - khử có chất hữu tiến hành theo bước Nhưng bước (1) tính số oxi hố C cần lưu ý theo phư ơng pháp sau: • Phương pháp chung: Tính số oxi hố trung bình C • Phương pháp riêng Đặc biệt phản ứng chi có thay đổi nhóm chức, tính số oxi hố C có thay đổi số oxi hố Ví dụ: CH 3CH = CH + KMnO + H O → CH 3CHOHCH 2OH + MnO + KOH Cách 1: Phương pháp chung 3C3H + 2KMnO + 4H 2O → 3C3H (OH) + 2MnO + 2KOH 3x 3C −2 → 3C−4/3 + 2e 2x Mn +7 + 3e → Mn +4 Cách 2: Phương pháp riêng -1 -2 +7 -1 3CH 3CH = CH + 2KMnO + 4H 2O → 3CH 3CHOHCH 2OH + 2MnO + 2KOH 3x C−1 + C −2 → C0 + C −1 + 2e 2x Mn +7 + 3e → Mn +4 Kết hai cách B PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP Trang DẠNG 1: SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP THĂNG BẢNG SỐ MOL ELECTRON Nguyên tắc: Khi có nhiều chất oxi hóa chất khử hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng phản ứng qua nhiều giai đoạn) tổng số mol electron mà chất khử cho phải tổng số mol elctron mà chất oxi hóa nhận vào ∑ n e (nhường) = ∑ n e (nhận) Ưu việt phương pháp giải nhanh nhiều tốn khó mà khơng cần viết phương trình phản ứng Ví dụ 1: Hồ tan hết 6,3 gam hỗn hợp X gồm Al kim loại M (tỉ lệ mol tương ứng 2:3) vào 200 gam dung dịch HNO3 31,5%, kết thúc phản ứng thu dung dịch Y 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí N2 N2O có tổng khối lượng 2,76 gam Cho Y phản ứng với dung dịch NaOH đun nóng, khơng có khí a) Xác định tên kim loại M b) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần dùng để kết tủa hết ion kim loại Y Giải a) Gọi x, y số mol N2 N2O  x + y = 0, 07  x = 0, 02 ⇒ Ta có hệ:   28x + 44y = 2, 76  y = 0, 05 Các bạn phản ứng oxi hoá khử: Al → Al3+ + 3e 2a → 2a → 6a M → M n + + ne 3a → 3a → 3na 12H + + 2NO3− + 10e → N + 6H 2O 0.24 ¬ 0, ¬ 0, 02 10H + + 2NO3− + 8e → N O + 5H O 0,5 ¬ 0, ¬ 0, 05 ⇒ 6a + 3na = 0, ⇒ 2a + na = 0, ( 1) Mặt khác: 54 a+3 Ma = 6,3 ( 2) 54 + 3M = 31,5 ⇒ M = 10,5n + 3(n = 1; 2;3) 2+n ⇒ Nghiệm phù hợp: n= M = 24 (Mg) 200.31,5 = 1mol b) n H+ ban đầu = n HNO3 , ban đầu = 100.63 n H+ phản ứng = 0,24 + 0,5 = 0,04 mol ⇒   n H+ = - 0,74 = 0,26 mol Từ (1), (2) ⇒ 6,3 = 0.05mol ⇒ n Al = 0,1mol nMg = 0,15 mol 54 + 3.24 H + + OH − → H 2O 0, 26 → 0, 26 Mg 2+ + 2Oll− → Mg(OH) ↓ 0,15 → 0.3 Nl3− + 3OH − → Al(OH)3 ↓ 0.1 → 0,3 a= 0,86 = 1, 72 lít 0,5 Ví dụ 2: Cho 6,3 gam hỗn hợp X gồm Mg kin loại M (hố trị khơng đổi) tác dụng với Cl2, sau thời gian thu 20,5 gam chất rắn Y Yoà ta dung dịch HCl, sinh 2,24 lít H2 (đktc) Mặt khác, cho ⇒ n NaOH = n OH − = 0,86mol ⇒ Vdd NaOH = Trang 0,1 mol M phản ứng với dung dịch HNO3 đặc, nóng dư lượng khí NO2 vượt 5,04 lít (đktc) a) Xác định tên kim loại M b) Cho 12,6 gam X tác dụng với dung dịch HNO3 loãng (dư), kết thúc phản ứng thu 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm N2 N2O có tỉ khối so với H2 18 Tính khối lượng muối thu sau phản ứng kết thúc Giải a) M + 2nHNO3 → M ( NO3 ) n + nNO ↑ + nH O 0.1 → 0.1n 5, 04 = 0.225 ⇒ n > 2, 25 ⇒ n = 22.4 20,5 − 6,3 = 0, Theo định luật bảo toàn khối lượng: n Cl2 = 71 M → M 3× + 3e Cl2 + 2e → 2Cl − a → 3a 0, → 0, Mg → Mg + 2e 2H + + 2e → H b → 2b 0, ¬ 0,1 ⇒ 3a + 2b = 0.6(1) ⇒ a < 0.2mol ⇒ n NO2 = 0.1n > Mặt khác: Ma + 24b = 6.3 ( ) 0,9 < 0, ⇒ M < 31,5 36 − M Do M kim loại hoá trị nên M Al (nhơm) 0.9 0, − 3.0,1 = 0.1mol; b = = 0,15mol b) Ta có: a = 36 − 27 ⇒ Trong 12,6 gam X có chứa 0,2 mol Al 0,3 mol Mg Gọi x, y số mol N2 N2O  x + y = 0,1  x = 0, 05 ⇒ Ta có hệ   28x + 44y = 18.2.0,1  y = 0, 05 Rút a từ (1) (2) ta được: a = Ta thấy: 3n A1 + 2n Mg = 1, > 10n N + 8n N 2O = 0,9mol ⇒ Có muối NH4NO3 tạo thành N +5 + 8e → N −3 8z ¬ z 1.2 − 0.9 = 0, 0375mol ⇒ mmuối = m Al( NO3 ) + m Mg ( NO3 ) + m NII4 NO3 = 213.0,2 + 148.0,3 + 80.0,0375 n NH NO3 = z = = 90 gam Ví dụ 3: Chia 29,6 gam hỗn hợp X gồm Fe Cu thành hai phần Phần cho phản ứng với lượng dư dung dịch HCl, sinh 3,36 lít H2 (đktc) Cho phân tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng (dư) thu V lít khí NO2 (đktc) dung dịch Y a) Tính giá trị V b) Cho Y phản ứng với lượng dư dung dịch NH3 Tính khối lượng kết tủa thu sau phản ứng kết thúc Trang 10 i) Fe + +5 +3 +2y/x HNO3 → Fe ( NO3 ) + N x O y + H O (khử) (oxi hoá) ( x − y ) x Fe +5 xN 3x +3 Fe + 3e → : Sự oxi hoá +2y/x ( 5x − 2y ) e → xN + : Sự khử (5x − 2y)Fe + (18x − 6y)HNO3 → (5x − 2y)Fe ( NO ) + 3N x O y + (9x − 3y)H 2O +8/3 +5 +3 +2y/x k) Fe3O + HNO3 → Fe ( NO3 ) + N x O y + H O ( 5x − y ) x +8/3 3Fe → +5 xN +3 3Fe + 1e +2y/x ( 5x − 2y ) e → xN + 1x (5x − 2y)Fe3O + (46x − 6y)HNO3 → 3(5x − 2y)Fe ( NO3 ) + N x O y + (23x − 3y)H 2O +2y/x +5 +3 +2 l) Fe x O y + HNO3 → Fe ( NO3 ) + NO ↑ + H 2O (khử) (oxi hoá) 3x +2y/x xFe ( x− y ) x +5 N → + +3 xFe + +2 3e → N ( 3x − 2y ) e : Sự oxi hoá : Sự khử 3Fe x O y + (12x − 2y)HNO → 3xFe ( NO ) + (3x − 2y)NO ↑ +(6x − y)H 2O +2y/x +5 +n +2 m) M x O y + HNO3 → M ( NO3 ) n + NO + H 2O (khử) (oxi hoá) +2y/x xM → 3x +5 ( n x− y) x N +n xM + ( nx − 2y ) e : Sự oxi hoá +2 + 3e → N : Sự khử 3M x O y + (4nx − 2y)HNO3 → 3xM ( NO ) n + (nx − 2y)NO ↑ +(2nx − y)H 2O +2y/x n) Fe x O y + +2 CO 1x (khử) 2y/x nxFe (oxi hoá) (ny - mx)x +2 C → → → +2m/x Fe n O m + +4 CO 2 ( ny − mx ) +4 C + 2e +2m/n → nxFe : Sự khử : Sự oxi hóa Trang 31 nFe x O y + (ny − mx)CO → xFe n O m + (ny − mx)CO +2-1 +5 +3 +6 +2 o) FeS2 + HNO3 → Fe ( NO3 ) + H 2SO + NO ↑ + H 2O (khử) (oxi hoá) +2-1 1x FeS2 5x +5 N +3 Fe + → +2 3e → + +6 2S + 15e : Sự oxi hóa N FeS2 + 8HNO3 → Fe ( NO3 ) + 2H 2SO + 5NO ↑ +2H 2O : Sự khử +1 -2 +5 +2 +6 +2 p) Cu 2S + HNO3 → Cu ( NO3 ) + H 2SO + NO ↑ + H 2O (khử) (oxi hoá) +2-1 3x Cu 2S +2 2Cu → +5 N + +6 S + 10e : Sự oxi hóa +2 3e → + N 10x 3Cu 2S + 22HNO3 → 6Cu ( NO ) + 3H 2SO + 10NO ↑ +8H 2O +3 -2 +5 +5 +6 -1 x) As 2S3 + KClO3 + H O → H 3AsO + H 2SO + KCl (khử) (oxi hoá) +3 -2 +5 +6 3x As 2S3 → 2As + 3S + +5 Cl -1 6e → + 28e Cl 14x 3As 2S3 + 14KClO3 + 18H 2O → 6H 3AsO + 9H 2SO + 14KCl : Sự khử : Sự oxi hóa : Sự khử -2 +7 +2 s) H 2S + KMnO + H 2SO → S ↓ + MnSO + K 2SO + H 2O (khử) (oxi hoá) -2 5x S → S + 2x +7 Mn + 2e : +2 5e → : Sự oxi hoá Mn : Sự khử 5H 2S + 2KMnO + 3H 2SO → 5S ↓ +2MnSO + K 2SO + 8H 2O +7 +3 +5 − − + − 2+ a) MnO + NO + H → NO3 + Mn + H O − + 2+ 2x MnO + 8H + 5e → Mn + 4H 2O − − + 5x NO + H O → NO3 + 2H + 2e 2MnO −4 + 5NO −2 + 6H + → 5NO3− + 2Mn 2+ + 3H 2O Trang 32 ⇒ Phương trình phân tử: 2KMnO + 5NaNO + 3H 2SO → 5NaNO3 + 2MnSO + K 2SO + 3H 2O -3 +6 − 2− b) Cr2 O3 + O + OH → CrO + H O -2 − 2− 2x Cr2 O3 + 10OH → 2CrO + 5H 2O + 6e − 3x O + 2H O + 4e → 4OH 2Cr2 O3 + 8OH − + 3O → 4CrO 42− + 4H 2O ⇒ Phương trình phân tử: 2Cr2 O3 + 8NaOH + 3O → 4Na 2CrO + 4H 2O -2 +6 2− + 3+ 3+ c) FeO + Cr2O + H → Fe + Cr + H 2O + 3+ 6x FeO + 2H → Fe + H 2O + 1e 2− + 3+ 1x Cr2 O7 + 14H + 6e → 2Cr + 7H 2O 6FeO + Cr2O 72− + 26H + → 2Cr 3+ + 6Fe3+ + 13H 2O ⇒ Phương trình phân tử: 6FeO + K Cr2 O7 + 13H 2SO → 3Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + 13H 2O +3 +6 − 2− d) CrO + O + OH → CrO + H 2O -2 − − − 2− 4x CrO + 4OH → CrO + 2H 2O + 3e − 3x O + 2II O + 4e → 4OH 4CrO −2 + 3O + 4OH − → 4CrO 42− + 2H 2O ⇒ Phương trình phân tử: 4NaCrO2 + 3O + 4NaOH → 4Na 2CrO + 2H 2O +3 +6 − 2− − e) Cr(OH)3 + Br2 + OH → CrO + Br + H 2O − 2− 2x Cr(OH)3 + 5OH → CrO + 4H 2O + 3e − 3x Br2 + 2e → 2Br 2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10OH − → 2CrO 42− + 6Br − + 8H 2O ⇒ Phương trình phân tử: 2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10NaOH → 2Na CrO + 6NaBr + 8H 2O 2− − + 3+ f) Cr2 O7 + I + H → Cr + I + H 2O 2− + 3+ 1x Cr2 O7 + 14H + 6e → 2Cr + 7H 2O − 3x I → I + 2e Cr2 O72− + 6I − + 14H + → 2Cr 3+ + 3I + 7H 2O ⇒ Phương trình phân tử: K Cr2 O7 + 6KI + 7H 2SO → Cr2 ( SO ) + 4K 2SO + 3I + 7H 2O + − 2+ 2− g) CuS + H + NO3 → Cu + SO + NO ↑ + H 2O 2+ 2− + 1x CuS + 4H O → Cu + SO + 8H + 8e Trang 33 − + 8x NO3 + 2H + 1e → NO + H 2O CuS + 8H + + 8NO3− → Cu 2+ + SO 42− + 8NO ↑ +4H 2O ⇒ Phương trình phân tử: CuS + 8HNO3 đặc → CuSO + 8NO ↑ +4H 2O Nếu axit dư có phương trình phân tử: đặc CuS + 10HNO3 đặc → Cu ( NO3 ) + H 2SO + 8NO ↑ +4H 2O + − 3+ 2− i) FeS2 + H + NO3 → Fe + SO + NO ↑ + H 2O 3+ 2− + 1x FeS2 + 8H O → Fe + 2SO + 16H + 15e − + 5x NO3 + 4H + 3e → NO + 2H 2O FeS2 + 5NO3− + 4H + → Fe3+ + 2SO 42− + 5NO ↑ +2H 2O ⇒ Phương trình phân tử: FeS2 + 8HNO3 → Fe ( NO3 ) + 2H 2SO + 5NO ↑ +2H 2O − 2+ + 2* 3+ k) MnO + Fe + H → Mn + Fe + H 2O − + 2+ 1x MnO + 8H + 5e → Mn + 4H 2O 5x Fe 2+ → Fe3+ + 1e MnO −4 + 5Fe 2× + 8H + → Mn 2+ + 5Fe3+ + 4H 2O ⇒ Phương trình phân tử: 2KMnO + 10FeSO + 8H 2SO → 5Fe ( SO ) + 2MnSO + K 2SO + 8H 2O a) +5 +3 Al + HNO3 → Al ( NO3 ) + N + H 2O 10x Al0 → Al3+ + 3e 3x 2N −5 + 10e → N 02 10Al + 36HNO3 → 10Al ( NO3 ) + 3N + 18H 2O b) -2 +7 +2 H 2S + KMnO + H 2SO → S ↓ + MnSO + K 2SO + H O 2x Mn +7 + 5e → Mn 2+ 5x S−2 → S0 + 2e 5H 2S + 2KMnO + 3H 2SO → 5S ↓ +2MnSO + K 2SO + 5H 2O c) +5 +3 +2y/x Fe + HNO3 → Fe ( NO3 ) + N x O y + H O (5x – 2y)x Fe0 → Fe +3 + 3e 3x xN +5 + (5 x − y )e → xN +2 y / x (5 x − y ) Fe + (18 x − y ) HNO3 → (5 x − y ) Fe ( NO3 ) + N xOy + (9 x − y ) H 2O d) +2 +6 +3 +3 FeSO + K Cr2 O + H 2SO → Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + H 2O 3x 2Fe +2 → 2Fe +3 + 2e Trang 34 1x 2Cr +6 + 2.3e → 2Cr +3 6FeSO + K Cr2 O + 7H 2SO → 3Fe ( SO ) + Cr2 ( SO ) + K 2SO + 7H 2O a) Các phương trình phản ứng 2Fe + O → 2FeO 3Fe + 2O → Fe3O 4Fe + 3O → 2Fe 2O3 • A + HNO3 : Fe + 4HNO3 → Fe ( NO3 ) + NO ↑ +2H O 3FeO + 10HNO3 → 3Fe ( NO3 ) + NO ↑ +5H O 3Fe3O + 28HNO3 → 9Fe ( NO3 ) + NO ↑ +14H 2O Fe O3 + 6HNO3 → 2Fe ( NO3 ) + 3H 2O b) m O2 = 12 − m ⇒ n O2 = 12 − m 2, 24 ; n NO = = 0,1mol 32 22, Fe → Fe3+ + 3e O + 4e → 2O −2 m 56 12 − m 12 − m → 32 → 3m 56 N +5 + 3e → N +2 3.0,1 ¬ 0,1 3m 12 − m = + 3.0,1 ⇒ m = 10, 08 gam 56 7.6 = 2,8gam; m Cu = − 2,8 = 3, 2gam < m Y = 4,32gam c) m Fc = 15 ⇒ ⇒Y gồm Cu (chưa phản ứng) Fe dung dịch muối sắt Fe ( NO3 ) ⇒ m Fe phản ứng = 2,8 - (4,32 - 3,2) = 1,68 gam 1, 68 = 0, 03mol 56 3Fe + 8HNO3 → 3Fe ( NO3 ) + 2NO ↑ +4H 2O ⇒ n Fe phản ứng = 0,03 0,03 ⇒ mmuối = 0, 03.180 = 5, 4gam a) Đặt n NO = xmol; n NO2 = ymol  x + y = 0, 472  x = 0, 432 mol ⇒ Ta có hệ:   46 x + 30 y = 21, 072  y = 0, 04 mol FeS2 → Fe3+ + 2S+6 + 15e a → 2a → 15a MS → M 2+ + S+6 + 8e a → a → 8a N +5 + 3e → N +2 3.0,04 ← 0,04 N +5 + e → N +4 0,432 ← 0,432 Trang 35 ⇒ 15a + 8a = 3.0, 04 + 0, 432 ⇒ a = 0, 024mol ⇒ 120.0, 024 + (M + 32).0, 024 = 5, 208 ⇒ M = 65(Zn) b) nSO24− = 3a = 0, 072mol Ba 2+ + SO 24− → BaSO ↓ 0.072 →0.072 ⇒ m1 = 0, 072.233 = 16, 776gam a) Các phương trình phản ứng: Mn + + 2OH − → Mn(OH) ↓ 2Mn(OH) + O → 2MnO(OH) ↓ (1) MnO(OH) + 4H + + Mn 2+ → 2Mn 3+ + 3H 2O (2) 2Mn 3+ + 3I − → 2Mn 2+ + I3− (3) − 2− 2− I + 2S2 O → S4 O + 3I − (4) b) (1)(2)(3)(4) ⇒ n O2 = = 1 n MnO(OH)2 = n Mn3+ = n S O2 2 10,50.9,800.10−3 = 0, 0257mmol 0, 0257.32 = 8, 232mg /1 0,1 a) Khi nhúng kẽm vào dung dịch muối Fe (II): (1) Zn + Fe 2+ → Zn 2+ + Fe Vì M Fe = 56gam / mol < M Zn = 65gam / mol nên khối lượng kẽm giảm Khi nhúng kẽm vào dung dịch muối thứ hai X2+ (2) Zn + X 2+ → Zn 2+ + X Vì: MZn < MX nên khối lượng kẽm tăng lên b) Gọi x số mol Zn phản ứng, theo (1) ta có: (10 - 65x) + 56x = 9,55 => x= 0,05 mol Vì lượng Zn tham gia phản ứng trường hợp nhau, theo (2) ta có: (10 - 65.0,05) + MX.0,05 = 17,1 ⇒ MX = 207 Vậy X2+ Pb2+ , X Pb a) Gọi x số mol Fe2O3 y số mol Fe có 7,180 g sắt cục Fe O3 + 3H 2SO → Fe ( SO ) + 3H 2O Hàm lượng (mg /1) oxi tan nước: → x x Fe ( SO ) + Fe → 3FeSO x → x → 3x Fe + H 2SO → FeSO + H ↑ (y-x) → (y-x) Số mol FeSO4 có 25 ml dung dịch thu 25(2 x + y ) x + y = mol 500 20 10FeSO + 2KMnO + 8H 2SO → 5Fe ( SO ) + 2MnSO + K 2SO + 8H 2O Trang 36 2x + y 2x + y → 20 100 2x + y 12,5.0, 096 ⇒ n KMnO4 = = ⇒ 2x + y = 0,12 100 1000 Mặt khác: 160x + 56y = 7,2 (2) Giải hệ (1)(2) ta được:  x = 0, 01 mol   y = 0,10 mol (1) Hàm lượng sắt tinh khiết 56.0,1.100% = 77, 77% 7.20 b) Nếu tạp chất FeO 7, − 5, n FeO = = mol 72 45 FeO + H 2SO → FeSO + H 2O 45 → 45 Fe + H 2SO → FeSO + H ↑ → 0,1 5,5 ⇒ Σn FeSO4 = 0,1 + = mol 45 45 Số mol FeSO4 có tronng 25 ml dung dịch thu 25.5,5 0.275 = mol 500.45 45 10FeSO + 2KMnO + 8H 2SO → 5Fe ( SO ) + 2MnSO + K 2SO + 8H 2O 0,1 0, 275 0.55 → 45 450 0,55 11 = lit 450.0.096 864 Gọi x, y, z số mol Mg, Zn Al có 7,5 gam hỗn hợp A Ta có: 24x + 65y + 277 = 7,5 (1) - Phương trình hồ tan: 3M + 4nHNO3 → 3M ( NO3 ) n + nNO ↑ +2nH 2O (2) ⇒ Vdung dich KMnO4 = 8M + 10nHNO3 → 8M ( NO3 ) n + nN 2O ↑ +5nH 2O (3) Với Mg: n = 2, Zn: n = 2, Al: n = (có thể viết phản ứng riêng biệt) - Tính tổng số mol hỗn hợp khí D: Nếu đưa tồn bình khí (chứa hỗn hợp C N2) 0°C V = const, ta có: P1 P2 P ×T 1,1(273 + 0) = ⇒ P1 = = = 1atm T1 T2 T2 (273 + 27,3) ⇒ PD = P1 − PN2 = − 0, 23 = 0, 77 atm ⇒ nD = PD V 0, 77.3, = = 0,11mol RT1 0, 082.273 Gọi a, b số mol NO N2O Ta có hệ: Trang 37  a + b = 0,11  30a + 44b = 3, 72 a = 0, 08 mol ⇒ b = 0, 03 mol Mg → Mg 2+ + 2e → x N +5 + 3e → N +2 0,24 ← 0,08 2x Zn → Zn 2+ + 2e y → 2y N +5 + 8e → N +1 0,24 ← 0,06 Al → Al3+ + 3e z → 3z ⇒ x + y + 3z = 0, 48 (4) - Khi cho 7,5 gam A vào dung dịch KOH dư Mg khơng phản ứng Zn + 2KOH + 2H O → K [ Zn(OH) ] + H ↑ y → y Al + KOH + 3H 2O → K [ Al(OH) ] + H ↑ z → 1,5z ⇒ Độ giảm khối lượng dung dịch: (65 - 2)y + (27 - 1,5)z = 5,82 (5)  x = 0, 06 mol  Giải hệ (1)(4)(5) ta được:  y = 0, 06 mol  z = 0, 08 mol  Thành phần khối lượng kim loại A: 24.0, 06 % Mg = 100% = 19, 2% 7,5 65.0, 06 ×100% = 52, 0% 7,5 ⇒ % Al = 100% − (19, + 52)% = 28,8% % Zn = 10 M = 23,5.2=47 gam /mol = MNO = 30 gam/mol < 47 < MD ⇒ D SO2 (M = 64) 64 + 30 = 47 nên n NO = n SO2 = 0, 2mol Vì 4H + + NO3− + 3e → NO + 2H 2O Al → Al 3+ + 3e 0,2 ← 0,6 ← 0,2 x → x → 3x Cu → Cu + + 2e y → y → 2y + 2H + SO 24− + 2e → SO + H O 0,4 ← 0,4 ← 0,2 3 x + y =  x = 0, 2mol ⇒ Ta có hệ:   27 x + 64 y = 18,  y = 0, 2mol Khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu m Al = 27.0, = 5, 4gam m Cu = 64.0, = 12,8gam Vì n NO3− phản ứng = nNO = 0,2 mol = n NO3− ban đầu nên muối tạo thành muối sunfat mmuối = m Λ12 ( SO4 ) + m CuSO4 = 342 0,1 + 160 0,2 = 66,2 gam Trang 38 11 Phần hỗn hợp tan = 0,25a gam < 0,3a gam nên Fe dư Cu chưa phản ứng Fe + 4HNO3 → Fe ( NO3 ) + NO ↑ +2H 2O Các phản ứng: Fe + 6HNO3 → Fe ( NO3 ) + 3NO ↑ +3H O Do Fe dư nên phản ứng: Fe + 2Fe ( NO3 ) → 3Fe ( NO3 ) Tức dung dịch B có Fe(NO3)2 Và lượng muối = lượng Fe + lượng NO3 − − Mà số mol NO3 lại B = tổng số mol NO - số mol khí = 0,69 - 0,2725 = 0,4175 mol 0, 4175 180 = 37,575 gam • 14,0 gam + HNO3: Khí màu nâu NO2 (M = 46) M khí = 4.9,56 = 38,24 gam/mol < 46 ⇒ Khí cịn lại phải NO (M = 30) Gọi a, b số mol NO NO2 Ta có hệ: 30a + 46b = 0, 66.38, 24 a = 0,32 mol  ⇒ PV 14, 784.1,1   a + b = RT = 0, 082(273 + 27,3) = 0, 66 b = 0,34 mol  Vậy lượng muối khan = Gọi x, y số mol X, Y có 14 gam hỗn hợp Ta có: xM X + yM Y = 14 (1) X → X 2+ + 2e x → 2x Y → Y 3+ + 3e ⇒ x+3 y=0,34+0,96=1,3 N +5 + 1e → N +4 0,34 ← 0,34 0,96 ← 0,32 (2) • 14,0 gam + HCl dư: X + 2HCl → XCl2 + H2↑ (3) Hoặc: 2Y + 6HCl → 2YCl3 + 3H2↑ (4) Biện luận: * Nếu kim loại Y không tan axit HCl (3) ⇒ x = nH = 0,6 mol; mX = 14 – 3,2 = 10,8 gam 10,8 = 18gam / mol (loại !) 0, * Vậy kim loại X không tan axit HCl (4) ⇒ y = n H2 = 0, 4mol; m Y = 14 − 3, = 10,8gam 10,8 ⇒ MY = = 27 gam/ mol ⇒ Y Al 0, 3, (2) ⇒ x = 0, 05mol ⇒ M x = = 64gam / mol ⇒ X C 0, 05 Phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu 27.0, 4.100% % Al = = 77,14% 14 %Cu = 100% − 77,14% = 22,86% ⇒ MX = 13 a) nHNO3 = 0,38.0, 667 = 0, 25346mol; n H2SO4 = 0,3.0, = 0, 06mol Trang 39 Đặt số mol X(NO3)2 X ban đầu a b 2X ( NO3 ) → 2XO + 4NO ↑ +O ↑ a → a → 2a → 0,5a 2X + O → 2XO a → 0,5a → a (do phản ứng với HNO3 có khí NO nên X cịn dư = (b - a) mol) Sản phẩm thu chứa 2a mol XO X (b – a) mol • Phần + HNO3: XO + 2HNO3 → X(NO3)2 + H2O a → 2a 3X + 8HNO3 → 3X ( NO3 ) + 2NO ↑ +4H 2O 0,5(b − a ) → (b − a ) ⇒ n HNO3 = 2a + (b − a) = 0, 25346 ⇒ a + 2b = 0,38 • Phần + H2SO4 loãng: XO + H2SO4 → XSO4 + H2O а→ а X + H 2SO → XSO4 + H ↑ (nếu có) (1) (2) (3) Biện luận: * Nếu X đứng trước hiđro dãy điện hóa (2)(3) ⇒ a +0,5(b - a) = 0,06 hay a + b = 0,12 (4) Giải hệ (1)(4)= a = - 0,14 mol < (loại) * Vậy X đứng sau hiđro dãy điện hóa khơng tác dụng với H2SO4 loãng (2) => n H2SO4 = a = 0,06 mol Kết hợp (1) => b = 0,16 mol ⇒ 0, 06(M + 124) + 0,16M = 21,52 ⇒ M = 64(Cu) Phần trăm khối lượng chất A 0,16.64.100% %Cu = = 47,58% 21,52 %Cu ( NO3 ) = 100% − 47,58% = 52, 42% b) n NO2 = 2a = 0,12mol ⇒P= nRT 0,12.0, 082 ×(273 + 54, 6) = = 1, 074atm V 14 a) Mg + 2HCl → MgCl + H ↑ x → x 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H ↑ y → 1,5y  24 x + 27 y = 2,52  x = 0, 06 mol ⇒ Ta có hệ:  x + 1,5 y = 0,12  y = 0, 04 mol  Đặt số oxi hóa lưu huỳnh sản phẩm x ta có: Mg → Mg 2+ + 2e S +6 + (6 − x )e → S x 0,06 → 0,12 (6-x).0,03 ← 0,03 Trang 40 Al → Al 3+ + 3e 0,04 → 0,12 ⇒ 0,12 + 0,12 = 0,03(6-x) ⇒ x = -2 (H2S) Al – 3e → Al3+ Mg − 2e → Mg 2+ b) N5+ + (5 − y)e → N y Tương tự: (5 - y).0,03 = 0,24 = x = - (NH3) NH3 + HNO3 → NH4NO3 ⇒ Sản phẩm NH4NO3 4Mg + 10HNO3 → 4Mg ( NO3 ) + NH NO3 + 3H O 0,06 → 0,15 8Al + 30HNO3 → 8Al ( NO3 ) + 3NH NO3 + 9H 2O 0,04 → 0,15 ⇒ Σn HNO3 = 0,15 + 0,15 = 0,3mol ⇒ Vdungdich HNO3 = 0,3.63.100 = 150ml 10,5.1, 15 a) 2Mg + O → 2MgO Chất rắn thu gồm: Mg MgO 3,136 = 0,14mol • Phần + HCl: n H2 = 22, Mg + 2HCl → MgCl + H ↑ 0,14 ← 0,14 ← 0,14 MgO + 2HCl → MgCl2 + H O x → x ⇒ m chàt rän A = 95(0,14 + x) = 14, 25 ⇒ x = 0, 01mol 0, 01 ×100% = 6, 67% 0,15 0, 448 = 0, 02mol b) • Phần + HNO3: n X = 22, % Mg bị oxi hóa = Mg + HNO3 → Mg ( NO3 ) + X + H 2O MgO + 2HNO3 → Mg ( NO3 ) + 2H 2O Theo định luật bảo toàn nguyên tố: n Mg( NO3 ) = n Mg = 0,15mol ⇒ m Mg( NO3 ) = 148.0,15 = 22, 2gam < 23gam 2 ⇒ Có muối NH4NO3, tạo thành ⇒ Chất rắn B Mg(NO3)2 NH4NO3 23 − 22, ⇒ n NH4 NO3 = = 0, 01mol 80 Mg → Mg 2+ + 2e 0,14 → xN +5 + (5x − 2y)e → N x O y (5x-2y)0,02 ← 0,02 0,28 +5 N + 8e → N −3 Trang 41 0,08 ← 0,01 ⇒ 0, 28 = (5 x − y )0, 02 + 0, 08 ⇒ x − y = 10 ⇒ x = y = ⇒ X N2 16 Gọi x, y, z số mol Mg, Fe, Cu hỗn hợp, ta có : 24x + 56y + 64z= 23,52 ⇒ 3x + 7y + 8z = 2,94 (1) Khí nặng khơng khí NO 4H + + NO3− + 3e → NO + H 2O Mg → Mg 2+ + 2e x → x → 2x (0,68 + 0,44) → 0,84 Fe → Fe 2+ + 2e y → y → 2y Cu → Cu + + 2e z → z → 2z ⇒ 2( x + y + z ) = 0,84 ⇒ x + y + z = 0, 42 (2) Dung dịch A chứa: Mg ( NO3 ) , Fe ( NO3 )  và Cu ( NO3 ) A + dung dịch NaOH dư: Mg ( NO3 ) + 2NaOH → Mg(OH) ↓ +2NaNO3 • 0,5x → 0,5x Fe ( NO3 ) + 2NaOH → Fe(OH) ↓ +2NaNO3 0,5y → 0,5y Cu ( NO3 ) + 2NaOH → Cu(OH) ↓ +2NaNO3 0,52z Nung kết tủa: Mg(OH)2 0,5x → tO 0,52z MgO + H2O → 0,5x to 4Fe(OH) + O → 2Fe 2O3 + 4H 2O 0,5y → 0,25y t0 Cu(OH) → CuO + H 2O 0,5z → 0,5z ⇒ m B = 40.0,5x + 160.0, 25y + 80.0,5z = 15, ⇒ x + y + z = 0, 78 (3)  x = 0, 06 mol   Giải hệ (1) (2) (3) ta được:  y = 0,12 mol   z = 0, 24 mol   Phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu 24.0, 06.100% %Mg = = 6,12% 23,52 56.0,12.100% %Fe = = 28,57% 23,52 %Cu = 100% − (6,12 + 28,57)% = 65,31% Trang 42 = 0, 01mol 100 CO + Ca(OH) → CaCO3 ↓ + H O 17 a) n Ca (OH)2 = 0, 015mol; n CaCO3 = 0,01 ← 0,01 ← 0,01 2CO + Ca(OH) → Ca ( HCO3 ) 0,01 ← 0,005 t0 CO + CuO → Cu + CO 0,02 ← 0,02 ← 0,02 6, ⇒ n CuO = − 0, 02 = 0, 06mol 80 Chất rắn thu gồm Cu CuO n HNO3 ban đầu = 0,32.0,5 = 0,16 mol ⇒ n H+ = n NO3− = 0,16 mol CuO + 2H + → Cu 2+ + H O 0, 06 → 0,12 3Cu + 8H + + 2NO3− → 3Cu 2+ + 2NO ↑ +4H 2O 0,015←0,04→0,01→ 0,015 → 0,01 ⇒ V1 = 0, 01.22, = 0, 224lit ; n NO− = 0,16 – 0,01 = 0,15 mol; 3, 04 − mol HCl vào, mơi trường axit NO3 , lại tiếp tục oxi hoá Cu 3Cu + 8H + + 2NO3− → 3Cu 2+ + 2NO ↑ +4H 2O Khi thêm tiếp 0, 04 0, 01 0, 01 → →0,005→ 3 0, 01.22, 0, 224 0, 01 0, 44 ⇒ V2 = = = mol; lít; n NO3− cịn = 0,15 3 3 3, 04 0, 04 n H+ = − = 1mol 3 Khi thêm tiếp mol Mg vào thì: 5Mg + 12H + + 2NO3− → 5Mg + + N ↑ +6H 2O 0,005→ 1,1 0, 44 0, 22 ← 0,88 ← → 3 1,1 1,9 ⇒ n Mg = = mol; n H+ = - 0,88 = 0,12 mol 3 Do Cu2+ có tính oxi hố mạnh H+ nên Cu+ bị khử trước Mg + Cu 2+ → Mg 2+ + Cu ↓ 0,08←0,08 → 0,08 1,9 1, 66 ⇒ n Mg = - 0,08 = mol 3 Mg + 2H + → Mg 2+ + H ↑ 0,06←0,12 → 0,06 8,96  0, 22  ⇒ V3 =  + 0, 06 ÷×22, = lít   Trang 43 b) Chất rắn X chứa: 0,08 mol Cu (ứng với 5,12 gam) 1, 66 1, 48 − 0, 06 = mol 3 Mg (ứng với 11,84 gam) ⇒ mX =5,12 +11,84 = 16,96 gam Phần trăm khối lượng chất X: 5,12.100% %Cu = = 30,18% 16,96 %Mg = 100% - 30,18% = 69,82% 18 Phương trình hoá học phản ứng xảy ra: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H ↑ (1) Fe + 2HCl → FeCl + H ↑ (2) 2Al + 3CuSO → Al ( SO ) + 3Cu ↓ (3) Fe + CuSO → FeSO + Cu ↓ (4) Chất rắn thu Cu M khí = 32.1,271 = 40,672 gam/mol ⇒ Hỗn hợp khí NO NO2 (chú ý sản phẩm chứa N tạo tác dụng với HNO3 muối, Cu tạo NO NO2) Cu + 4HNO3 → Cu ( NO3 ) + 2NO ↑ +2H 2O (5) 3Cu + 8HNO3 → 3Cu ( NO3 ) + 2NO ↑ +4H 2O (6) Gọi a, b số mol NO NO2 Ta có hệ:  a + b = 1, a = 0, mol ⇒  30a + 46b = 40, 672.1, b = 0,8 mol n NO2 + n NO = 1mol 2 Gọi x, y, z số mol Al, Fe Cu có 17,4 gam hỗn hợp Ta có: 27x + 56y + 64z = 17,4 (7) (1)(2) ⇒ n H = 1,5x + y = 0,4 (8) (5)(6) ⇒ n Cu = (3)(4) ⇒ nCu sinh = 1,5nAl + nFe = 2(1,5x + y) mol ⇒ Σn(u = 2(1,5 x + y ) + z = (9)  x = 0, 2mol  Giải hệ (7)(8)(9) ta được:  y = 0,1mol  z = 0,1mol  Khối lượng kim loại 17,4 gam hỗn hợp ban đầu m Al = 5, 4gam; m Fc = 5, gam m Cu = 6, 4gam 19 Gọi oxit kim loại phải tìm MO a số mol CuO = n MO = 2a mol Vì hiđro khử oxit kim loại đứng sau nhơm dãy điện hóa nên có khả xảy ra: • Trường hợp 1: M đứng sau nhơm dãy điện hóa CuO + H a t0 → Cu + H O → MO + H a to → M + H 2O 2a → 2a 3Cu + 8HNO3 → 3Cu ( NO3 ) + 2NO ↑ +4H 2O Trang 44 16a 8a 16a ⇒ n HNO3 = + = 0, 06.2,5 ⇒ a = 0, 01875mol 3 ⇒ 80.0, 01875 + (M + 16).2.0, 01875 = 3, ⇒ M = 40(Ca) a → Trường hợp loại Ca đứng trước Ai dãy thể hóa • Trường hợp 2: M đứng trước nhơm dãy điện hóa CuO + H → Cu + H 2O a → a 3Cu + 8HNO3 → 3Cu ( NO3 ) + 2NO ↑ +4H 2O 8a 2a → 3 MO + 2HNO3 → M ( NO3 ) + 2H 2O а → 2a → 4a 8a + 4a = 0, 06.2,5 ⇒ a = 0, 0225mol ⇒ 80.0, 0225 + (M + 16).2.0, 0225 = 3, ⇒ M = 24(Mg) ⇒ n IINO3 = 2a = 0, 015mol ⇒ V = 0,336 lít 2a = = 0, 015mol ⇒ V = 0,336 lít ⇒ n NO = ⇒ n NO Trang 45 ... tham gia phản ứng phản ứng oxi - hóa khử a) Axit H2SO4 đặc Không phụ thuộc vào chất số lượng kim loại ta ln có bán phản ứng khử: 2H 2SO + 2e → SO + H O + SO 42 − ( 1) 2x ¬ 2x ¬ x → x 4H 2SO +... có sản phẩm khử NO N2O ⇒ n HNO3 phản ứng = 4n NO + 10n N 2O = 4. 0, + 10.0, 05 = 1,3mol < 1, 42 5mol ⇒ Có muối NH4NO3 sinh n HNO3 phản ứng = 4n NO + 10n N 2O + 10n NH4 NO3 1, 42 5 − 4. 0, − 0, 05.10... Khi có nhiều chất oxi hóa chất khử hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng phản ứng qua nhiều giai đoạn) tổng số mol electron mà chất khử cho phải tổng số mol elctron mà chất oxi hóa nhận vào ∑ n e