Khi giải bài tập về phần axit nitric đặc nóng thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố.. Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO 3 đặc, nguội.[r]
(1)CHUYÊN ĐỀ AXIT HNO3
Cho 5,6 g Fe tác dụng dung dịch HNO3 (dư)
1 Axit nitric đặc tác dụng với kim loại
Axit nitric tác dụng với kim loại trừ Au Pt tạo muối nhiều sản phẩm oxi hóa khác NO2, NO, N2O ,N2, NH4NO3
Sản phẩm khử N+5 sinh tùy thuộc vào độ mạnh yếu kim loại nồng độ dung dịch axit, thơng thường thì:
Dung dịch HNO3 đặc tác dụng với kim loại NO→ 2;
Dung dịch HNO3 loãng tác dụng với kim loại khử yếu (như: Cu, Pb,
Ag, ) NO;→
Dung dịch HNO3 loãng tác dụng với kim loại mạnh (như: Al, Mg, Zn, )
thì N bị khử xuống mức sâu (N→ 2, N2O, NH4NO3)
Cách phân biệt khí sản phẩm sinh
N2O khí gây cười
N2 khơng trì sống, cháy
NO2 có màu nâu đỏ
NO khí khơng màu bị oxit hóa thành NO2 màu nâu đỏ
NH4NO3 không sinh dạng khí, cho kiềm vào kim loại thấy có
mùi khai amoniac NH3
NH4NO3 + NaOH NaNO→ +NH3 + H2O
Ví dụ:
4Fe + 18HNO3 4Fe(NO→ 3)3 + 3N2O + 9H2O (1)
Fe + 6HNO3đặc nóng Fe(NO→ 3)3 + 3NO2 + 3H2O (2)
(2)Khi giải tập phần axit nitric đặc nóng thường vận dụng bảo toàn e bảo toàn nguyên tố
Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc, nguội
2 Axit nitric đặc tác dụng với phi kim
C + 4HNO3đặc nóng CO→ + 4NO2 + 2H2O
3 Axit nitric đặc tác dụng với chất khử khác
4HNO3 + FeCO3 Fe(NO→ 3)3 + NO2↑ + 2H2O + CO2↑
4 Nguyên tắc giải tập
Dùng định luật bảo toàn e
Mo M→ n+ + ne => n
e nhường = ne nhận
N+5 + (5-x)e N→ +5
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 điện tích dương = tổng điện tích âm) định luật bảo tồn ngun tố
- Có thể sử dụng phương trình ion – electron bán phản ứng để biểu diễn trình
+ Đặc biệt trường hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta có:
nHNO3 (pư) = 2nNO2 = 4nNO = 10 nN2O = 12nN2 = 10nNH4NO3
nNO3- (trong muối) = nNO2 = 3nNO = 8nN2O = 10nN2 = 8nNH4NO3
(3)nHNO3 (pư) = 4nNO + 2nO (trong oxit KL)
4 Bài tập trắc nghiệm minh họa
Ví dụ 1: Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 (dư) Sau phản
ứng sinh V lít khí NO2 (ở đktc, sản phẩm khử nhất) Tính thể tích khí
sinh ra?
A 6,72 lít B 13,44 lít C 3,36 lít D 10,08 lít
Fe+ 6HNO3 Fe(NO→ 3)3 + 3NO2 + 3H2O
nFe= 5,6/56 = 0,1 mol
Theo phương trình
→ nNO2 = 3nFe=0,1 x 0,3= 0,3 mol
→ V = 0,3 x 22,4 = 6,72 lít
Lưu ý: Xem phương trình số (2)
Ví dụ Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư)
Sau phản ưng sinh V lít khí N2O (ở đktc, sản phẩm khử nhất) Tính thể
tích khí sinh ra?
A 2,24 lít B 1,68 lít C 3,36 lít D 6,72 lít
Lưu ý: Xem phương trình số (1)
Ví dụ Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 (dư)
Sau phản ứng sản phẩm sinh NO sản phẩm khử Tính khối lương muối thu được?
A 2,24 lít B 3,36 lít C 4,48 lít D 6,78 lít
(4)Ví dụ Hồ tan hồn tồn m g bột Cu 800 g dung dịch HNO3 được dung dịch Y 2,24 lit khí NO (đktc) Y tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH 2M kết tủa R Sau nung R đến khối lượng không đổi thu 20 g chất rắn
a Tính khối lượng Cu ban đầu
b Tính khối lượng chất Y nồng độ % dung dịch HNO3 dùng
Hướng dẫn giải
nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol; nNaOH = 0,3.0,2 = 0,06 mol
a Khi cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thu kết tủa R chứa Cu(OH)2 Chất rắn thu nung CuO => nCuO = 20/80 = 0,25 mol
=> nCu(OH )2 = nCuO = 0,25 mol
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
nCu (ban đầu) = nCu (trong CuO) = 0,25 mol => mCu = 0,25.64 = 16 g
b Trong X, nCu2+ = nCu(OH)2 = 0,25 mol => mCu(NO3)2 = 188.0,25 = 47 g
Cu Cu→ 2+ + 2e
0,25 mol 0,5 mol
Mà: N+5 + 3e N→ +2
0,3 mol 0,1 mol
Vậy chứng tỏ phản ứng Cu HNO3 phải tạo NH4NO3
ne (Cu nhường) = Σne nhận = 0,5 mol => ne nhận N+5 N→ -3 = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol
N+5 + 8e N→ -3
0,2 mol 0,025 mol
(5)Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
n HNO3 pư = nN (trong Cu(NO3)2 ) + nN (trong NO) + nN (trong NH4NO3)
= 2nCu(NO3)2 + nNO + 2nNH4NO3 = 0,65 mol
Nếu sử dụng cơng thức tính nhanh ta có:
nHNO3 pư = 4.nNO + 10.nNH4NO3 = 4.0,1 + 10.0,25 = 0,65 mol
mHNO3 = 63.0,65 = 40,95 g => C% = 40,95/800.100% = 5,12%
5 Bài tập vận dụng Fe tác dụng HNO3
Câu Hoà tan hoàn toàn m g bột Cu 800 g dung dịch HNO3 dung
dịch Y 4,48 lit khí NO (đktc) Tính m ?
Câu Cho 11 g hỗn hợp hai kim loại Al Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư,
thu 6,72 lit khí NO (đktc) Khối lượng (g) Al Fe hỗn hợp đầu?
Câu Cho g hợp kim Mg Al vào dung dịch HNO3 đặc, nguội lấy dư thấy
có 4,48 lít khí NO2 bay (đktc) Thành phần % khối lượng hợp kim là?
Bài Cho m(g) Al tan hoàn toàn dd HNO3 thấy tạo 11.2lit (đktc) hỗn
hợp khí NO, N2O, N2 với tỷ lệ mol tương ứng 1:2:2 Tính m?
Bài Cho m gam Mg tan hoàn toàn dung dịch HNO3, phản ứng làm
giải phóng khí N2O (sản phẩm khử nhất) dung dịch sau phản ứng
tăng 3,9 gam Tính m?