Những người thổ dân ở đây, khi chưng cất phân lạc đà đã thu được một loại muối trắng có các tính chất kì lạ: nó biến mất ở chỗ đun nóng và xuất hiện chỗ cách đó không xa; khi rắc muối n[r]
(1)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | BÀI TOÁN TẠO MUỐI AMONI NH4NO3 TRONG PHẢN ỨNG VỚI HNO3
ÔN THI THPT QG NĂM 2020 1 Sơ lược muối amoni:
Thời xa xưa, ốc đảo phồn vinh thuộc sa mạc Libi lên đền thờ thần Mặt trời cổ Ai Cập thần Amôn Những người thổ dân đây, chưng cất phân lạc đà thu loại muối trắng có tính chất kì lạ: biến chỗ đun nóng xuất chỗ cách khơng xa; rắc muối lên bề mặt sản phẩm kim loại nóng bề mặt kim loại trở nên sáng bóng; thêm muối vào axit nitric thu "nước vua" có khả hoà tan vàng – vua kim loại Vì tính chất đặc biệt nên người ta gọi muối thần Amơn Đó muối NH4Cl ngày amoni dùng để tất muối có chứa ion NH4+
Ion NH4+ có cấu tạo tứ diện với nguyên tử H đỉnh nguyên tử N trung tâm Về bán kính ion NH4+ giống với K+ Rb+, tính tan tương tự muối kim loại kiềm Điểm khác biệt là: - Muối amoni bị thủy phân tạo môi trường axit, có muối bị thủy phân hồn tồn (NH4)2S - Kém bền nhiệt, tùy thuộc vào chất axit tạo muối, phản ứng nhiệt phân xảy cách khác Muối axit có tính oxh HNO2, HNO3 đun nóng, axit giải phóng oxh NH3 thành N2 hay oxit nitơ
NH4NO2 → N2 + 2H2O NH4NO3 → N2O + 2H2O
Muối axit dễ bay đung nóng phân hủy theo q trình ngược với phản ứng kết hợp Ví dụ: NH4Cl → NH3+ HCl
Các muối (NH4)2CO3, NH4HCO3 phân hủy nhiệt độ thường, thực tế NH4HCO3 thường dùng để gây xốp cho loại bánh
Muối amoni axit khó bay nhiều nấc, đun nóng biến thành muối axit giải phóng NH3 Ví dụ: (NH4)2SO4 → NH4HSO4 + NH3 Nếu tiếp tục đun nóng NH4HSO4 phân hủy tạo SO2 + N2 + H2O Muối amoni thực tế ứng dụng làm phân đạm Quan trọng hết muối NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3 NH4Cl cịn dùng tạo khói mù chiến tranh, đánh bề mặt kim loại trước hàn, dùng làm chất điện li pin khô dùng công nghiệp nhuộm vải
Các muối amoni thường điều chế cách cho NH3 qua dung dịch axit tương ứng 2 Sự tạo thành NH4NO3 phản ứng chất khử với HNO3
(2)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | 3 Các dạng toán muối amoni
Dạng Bài toán ứng dụng muối amoni
Bài tốn: Hãy giải thích bón loại phân đạm NH4NO3, (NH4)2SO4 độ chua đất tăng lên Giải thích urê dùng làm phân đạm ảnh hưởng không đáng kể lên độ chua đất? Bài giải:
Do muối NH4NO3 gồm NH4+ có tính axit NO3- có tính trung tính Giải thích tương tự cho muối (NH4)2SO4
Urê: (NH2)2+ 2H2O → (NH4)2CO3 Muối (NH4)2CO3 gồm NH4+ có tính axit yếu CO32- có tính bazơ yếu, nên muối gần trung tính, khơng làm thay đổi đáng kể độ chua đất
Dạng Tìm cơng thức muối amoni
Bài tốn 1: Khi nhiệt phân muối vô X thu chất trạng thái khí khác nhau, chất có mol Xác định cơng thức phân tử X biết nhiệt độ dùng phân hủy khơng cao phản ứng xẩy hồn toàn Khối lượng mol phân tử X 79 g/mol Viết phương trình hóa học phản ứng xẩy ra?
Bài giải:
Một muối nhiệt phân khong cho chất rắn muối thủy ngân muối amoni Ta loại muổi thủy ngân không phù hợp mặt khối lượng mol
Anion gốc axit dễ bị nhiệt phân phải có gốc HCO3-, CO32- SO32- HSO3- Khi nhiệt phân sản phẩm có số mol 1, NH4+ phải kết hợp với anion có hóa trị 1, anion có hóa trị tạo mol NH3
Muối có công thức: NH4SO3 M = 99 ( loại)
NH4HCO3 M = 79 ( thỏa mãn)
Bài tốn 2: Hồ tan 9,875 gam muối hiđrocacbonat (Muối A) vào nước cho tác dụng lượng H2SO4 vừa đủ,rồi đem cô cạn cẩn thận 8,25 gam muối sunfat trung hoà khan
Xác định công thức phân tử gọi tên muối A Bài giải:
Gọi công thức muối A M(HCO3)n, ta có phương trình hóa học phản ứng 2M(HCO3)n + nH2SO4 → M2(SO4)n + 2nCO2 + 2nH2O
Từ quan hệ số mol M(HCO3)n gấp đôi số mol M2(SO4)n ta suy M = 18n n =1, 2, ta chọn nghiệm thích hợp n = 1, M = 18 => Muối A NH4HCO3
Dạng 3: Chứng minh có mặt muối amoni toán chất khử tác dụng với dung dịch HNO3.
A Bài toán đơn giản
Bài toán : Cho vụn Zn vào dung dịch HNO3 loãng thu dung dịch A hỗn hợp khí N2, N2O Rót dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thấy có khí Giải thích thí nghiệm, viết phương trình hóa học phản ứng
Bài giải :
(3)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | 4Zn+ 10HNO3 4Zn(NO3)2 + N2O +5H2O
5Zn+ 12HNO3 5Zn(NO3)2 + N2 +6H2O 4Zn+ 10HNO3 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 +3H2O
Dung dịch A chứa Zn(NO3)2, NH4NO3 có HNO3 dư HNO3 + NaOH NaOH + H2O
NH4NO3 + NaOH NaNO3 + NH3+ H2O Zn(NO3)2 + 2NaOH Zn(NO)2 + NaNO3 2NaOH + Zn(OH)2 Na2ZnO2 + 2H2O B Bài tốn phức tạp :
Bài tốn 2: Hịa tan hồn tồn 1,68gam kim loại Mg vào V lít dung dịch HNO3 0,25M vừa đủ thu dung dịch X 0.448 lít (đktc) chất khí Y nhất, nguyên chất Cô cạn dung dịch X 11,16g muối khan (q trình cạn khơng làm muối phân hủy) Tìm cơng thức phân tử khí Y tính V
Bài giải: nMg =
24 68 ,
= 0,07mol ; nY = , 22
448 ,
= 0,02mol
Sau cô cạn dung dịch X chắn sản phẩm có Mg(NO3)2 0,07mol => mMg (NO3)2 = 0,07.148 = 10,36g < 11,16g
Vậy X cịn có NH4NO3 với khối lượng 11,16 – 10,36 = 0,8g => số mol NH4NO3 =
80 ,
= 0,01mol Q trình oxi hóa : Mg Mg2+ + 2e 0,07 0,14(mol)
Quá trình khử : NO3- + 10H+ + 8e NH4+ + 3H2O 0,1 0,08 0,01 (mol)
xNO3- + (6x – 2y)H+ + (5x-2y)e NxOy + (3x-y)H2O 0,02(6x-2y) 0,02(5x-2y) 0,02(mol)
Theo định luật bảo tồn e ta có: 0,14 = 0,08 + 0,02(5x-2y) 5x-2y =2 Nghiệm hợp lí x=y=1 Vậy sản phẩm NO
số mol HNO3 = số mol H+ = 0,1+ 0,08 = 0,18 mol => V= 0,72 lít
Bài tốn 3: Cho 1,68gam Mg tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO3 aM thu dung dịch Y 0,448 lít (đktc) khí NO Tính a khối lượng muối thu
Bài giải:
Số mol Mg = 0,07 mol; số mol NO = 0,02 mol Quá trình oxh:
Mg Mg2+ + 2e
0,07 0,14(mol) Quá trình khử :
(4)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | Ta thấy số mol e chât khử nhường lớn số mol e chất oxh nhận Do cịn có qúa trình khử N+5 tạo sản phẩm khử dung dịch X NH
4NO3 NO3- + 10H+ + 8e NH4+ + 3H2O
0,1 0,08 0,01 (mol)
Ta có : Số mol HNO3 = số mol H+ =0,18 mol => a= 0,36 M Khối lượng muối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11.16 gam
Phức tạp chất khử hỗn hợp Ta xét tiếp ví dụ sau:
Bài tốn 4: Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg, 0,35 mol Fe phản ứng với V lít dung dịch HNO3 1M thu dung dịch Y hỗn hợp khí gồm 0,035 mol N2O; 0,1 mol NO lại 2,8 gam kim loại Tìm V? Bài giải:
Khi phản ứng với HNO3 Mg phản ứng trước
Khối lượng Fe ban đầu = 0,35.56 = 19,6 gam > 2,8 gam => sau phản ứng Fe dư muối dung dịch muối sắt (II)
Số mol Fe phản ứng = 0,35 – 56
8 ,
=0,3 mol Quá trình oxh:
Fe Fe2+ + 2e 0,3 0,6mol Mg Mg2+ + 2e
0,15 0,3(mol) Quá trình khử:
NO3- + 10H+ + 8e N2O + 5H2O 0,35 0,28 0,035 (mol) NO3- + 4H+ + 3e NO + 2H2O 0,4 0,3 0,1 (mol)
0,9 mol = ne nhường > ne nhận =0,58 mol => sản phẩm khử cịn có NH4NO3 Số mol e N+5 nhận tạo NH
4NO3 là: 0,9 – 0,58 = 0,32 mol NO3- + 10H+ + 8e NH4+ + 5H2O
0,4 0,32 0,04 (mol)
Số mol HNO3 = số mol H+ = 1,15 mol => V= 1,15 lít Bài tốn 5 :
Hòa tan hỗn hợp X gồm Zn, FeCO3, Ag lượng dư dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí A gồm chất khí có tỷ khối H2 19,2 dung dịch B Cho B tác dụng hết với dung dịch NaOH dư tạo kết tủa Lọc kết tủa đem nung nhiệt độ cao đến khối khơng dổi 5,64g chất rắn Tính khối lượng hỗn hợp X, biết X khối lượng FeCO3 khối lượng Zn; chất X tác dụng với dụng với dung dịch HNO3 cho sản phẩm khử
(5)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | A
M =19,2.2=38,4 A gồm chất khí, có CO2(M= 44>38,4) khí cịn lại có M<38,4 sản phẩm khử HNO3 chất trênđó NO
Giả sử mol A có x mol CO2 nNO =1-x
Ta có :44x + 30(1-x) = 38,4 x=0,6 hay nCO2 =
2
NO n
Gọi a,b,c số mol Zn, FeCO3 , Ag X nCO2 =b Nếu sản phẩm khử có NO
Zn Zn2+ + 2e
Fe2+ Fe3+ +1e N+5 + 3e N+2 Ag Ag+ +1e
2a+b+c = 3nNO nNO =
3 2abc
3 FeCO
Zn m
m 65a=116b a > b nNO > b+
3 c
>b =nCO2
Trái với kết nCO2= 2 3
NO
n sản phẩm khí ngồi NO cịn có NH4NO3 Sản phẩm Zn khử
4Zn + 10HNO3 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (1)
3FeCO3 + 10 HNO3 3Fe(NO3)3+ NO + CO2 +5 H2O (2) 3Ag + HNO3 3AgNO3 + NO + H2O (3)
Dung dịch B chứa 3
Fe , Ag, Zn2, H, NH4, NO3 Khi tác dụng với dung dịch NaOH dư H+ + OH- H
2O
4
NH + OH- NH3 +H2O
3
Fe + 3OH- Fe(OH)3
2
Zn + 4OH- Zn 2
O + 2H2O 2Ag+ + 2OH- Ag
2O + H2O
Nung kết tủa:2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O 2Ag2O 4Ag + O2
Chất rắn thu là:Fe2O3 , Ag b=
2 (
3
c b
)
160
2
b
(6)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | => b=c=0,003 mFeCO3 mZn 0,003.1163,48g, mAg 3,24g
=> mX = 10,2g
Một tốn đặc biệt axít ban đầu chưa xác định Bài toán 6:
Có dung dịch axit A chưa biết, , để tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit A cần 5,94g Al Thu khí X (đktc) dung dịch muối B Để tác dụng với muối B tạo dung dịch suốt cần 200g dung dịch NaOH 19,25%, A là:
A HCl B CH3COOH C HNO3 D H2SO4 Bài giải:
Ta có: nAl=
27 94 ,
=0,22mol nOH =nNaOH=
40
2 25 , 19
=0,9625mol Al Al3
4OH
4 ) (OH Al
(7)W: www.hoc247.net F: www.facebook.com/hoc247.net Y: youtube.com/c/hoc247tvc Trang | Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh tiếng
I.Luyện Thi Online
-Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học
-Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán trường
PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác
cùng TS.Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn.
II.Khoá Học Nâng Cao HSG
-Tốn Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho em HS THCS lớp 6, 7, 8, u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG
-Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS
Trần Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đôi
HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III.Kênh học tập miễn phí
-HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động
-HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh
Vững vàng tảng, Khai sáng tương lai
Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online Chuyên Gia
- - - - -