khi c¸c ph¶n øng xÉy ra hoµn toµn sinh ra V lÝt khÝ NO (®ktc) s¶n phÈm khö duy nhÊt.[r]
(1)Chìa khóa vàng ph ơng pháp bảo toàn electron I sở lý thuyết
- Trong mét hƯ oxi ho¸ khư: “tỉng sè e chÊt khư nhêng b»ng tỉng sè e mµ chÊt oxi ho¸ nhËn” Hay “tỉng sè mol e chÊt khư nhêng b»ng tỉng sè mol e chÊt oxi ho¸ nhËn”
VÝ dô:
Cr - 3e Cr3+
x 3x x Cu - 2e Cu2+
y 2y y
Fe - 3e Fe3+
z 3z z N5+ + 3e N2+
t 3t t
áp dụng phơng pháp bảo toàn e thì: 3x + 2y + 3z = 3t
- Quan trọng áp dụng phơng pháp việc phải nhận định trạng thái đầu trạng thái cuối hệ oxi hố khử, ta khơng cần quan tâm đến việc cân phản ứng oxi hoá khử xảy
- Khi áp dụng phơng pháp bảo toàn electron ta phải làm bớc sau: + B1: Từ kiện toán đổi số mol
+ B2: Viết q trình oxi hố, q trình khử, đồng thời thiết lập đại lợng theo số mol
+ B3: áp dụng định luật bảo tồn e cho hai q trình trên: “Tổng số mol e chất nhờng tổng số mol e
chất nhận” Từ thiết lập phơng trình đại số (nếu cần), kết hợp với giả thiết toán để tìm két nhanh xác
II Ph¹m vi sư dơng:
Gặp nhiều chất tốn mà xét phơng trình phản ứng phản ứng oxi hóa khử (có thay đổi số e) phản ứng xảy phức tạp, nhiều đoạn, nhiều trình ta áp dụng phơng pháp bảo toàn e
- Cần kết hợp phơng pháp nh bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố để giải tốn
- CÇn cã nhiỊu chất oxi hoá nhiều chất khử tham gia toán ta cần tìm tổng số mol e nhận tổng số mol e nhờng cân
III Bài toán áp dụng
Bi toỏn 1: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008) Cho 3.2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0.8 M H2SO4 0.2 M Sau phản ứng xẫy hoàn toàn sinh V lớt khớ
NO (đktc) sản phẩm khử Giá trị V lít là:
A 0.746 lÝt B 0.448 lÝt C 1.792 lÝt D 0.672 lÝt
Bài giải:
áp dụng phản ứng oxi ho¸ khư:
3
NO 4H 3e NO 2H O
0,12 0,03
Ta cã:
3
2 H (HNO )
H
H (H SO )
n 0,08mol
n 0,12mol n 2.H SO 2.0,2.0,1 0,04
VNO = 0,03 x 22,4 = 0,672lớt D ỳng
Phân tích toán:
+ Häc sinh A lµm: Cu - 2e Cu2+
0,05 0,1 0,05
5
N 3e N (NO)
x 3x x
NO2
0,1 0,1
x V .22,4
3 3
(2)2+
5
Cu - 2e Cu x 2x x
2x 0,24 x 0,12
N 3e N (NO)
0,05 0,24 0,08
(không thoả mÃn) n
Cu = 0,05mol
+ Häc sinh C lµm:
2+
3
Cu - 2e Cu
0,05 0,1 0,1 x 0,1(sai) NO 4H 3e NO 2H O
x 4x 3x x
+ Häc sinh D lµm:
+
2 H (HNO )
NO H
H (H SO )
n 0,08mol 1
n 0,1mol V 0,1.22,4 0,56(Sai)
n 0,02mol
+ Học sinh E nhận xét: Có thể Cu d Cu phản ứng hết nên làm nh A
Bài toán 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2008). Nung nóng m gam hỗn hợp Al Fe2O3
(trong mơi trờng khơng có khơng khí) đến phản ứng xẫy hoàn toàn thu đợc hỗn hợp rắn Y, chia Y thành hai phần nhần nhau:
- Phần tác dụng với H2SO4 loÃng d sinh 3.08 lít khí hiđrô (đktc)
- Phần tác dụng NaOH d sinh 0.84 lít khí hiđrô (đktc) Giá trị m gam là:
A 22.75 B 21.40 C 29.40 D 29.43
Bài giải:
Phân tích toán: Từ P2 + NaOH d nên Al d Fe2O3 hết:
Nh hỗn hợp Y: Fe, Al2O3 Al d
Gọi x, y, z lần lợt số mol Al2O3, Fe Al d phần:
P1:
3
2
2
Al 3e Al z 3z z Fe 2e Fe y 2y y
2H 2e H
0,275 0,1375
áp dụng ĐLBT e: 3z + 2y = 0,275 (1)
P2:
3
2
Al 3e Al
z 3z z
2H 2e H
0,075 0,0375
áp dụng ĐLBT e: 3z = 0,075 z= 0,025M
Thay vµo (1) y = 0,1mol: Fe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe (3)
Tõ (3) Al O2 Fe
1
x n n 0,05mol
2
m = 2.(0,05 102 + 56 0,1 + 27 0,025)= 22,75 A
Bài tốn 3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối B-2007) Nung m gam bột Fe ôxi thu đợc gam hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết hỗn hợp X HNO3 d, thu đợc 0.56 lít khí NO (đktc) sản phẩm khử
(3)A 2.62 B 2.32 C 2.22 D 2.52
Bài giải. Fe - 3e Fe3+
x 3x
N+5 + 3e N+2 (NO)
0,075 0,025
áp dụng ĐLBT e: 3x = 0,075 + 4y (1)
Mặt khác: mX = mFe + O2 m
56x+ 32y=3 (2) O2 + 4e 2O-2
y 4y Tõ (1) vµ (2)
x 0,045 y 0,015
m = 56 0,045 = 2,52g D
Bài tốn 4: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan 5.6 gam Fe dung dịch H2SO4
loãng thu đợc dung dịch X Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0.5 M Giá trị V ml
lµ:
A. 20 B 40 C 60 D 80
Bài giải
Fe
5,6
n 0,1mol
56
; Fe - 2e Fe2+
0,1 0,2 0,1
Fe2+ - 1e Fe3+
0,1 0,1 0,1 Mn+7 + 5e Mn2+
x 5x
áp dụng ĐLBT e: 5x = 0,1 x =
0,1
0,02
5
4 KMnO
0,02
V 0,04lit 40ml
0,5
B
Ph©n tÝch toán: Nếu Fe + H2SO4 tạo V1 lít H2 th×:
3
2
7
Fe 3e Fe
a 3a a
2H 2e H
3a 2b 5c
2b b
M 5e Mn
c 5c c
Bài tốn 5(Trích đề thi tuyển sinh ĐH CĐ- Khối A-2007) Hoà tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe Cu ( tỉ lệ mol 1:1) HNO3 thu đợc V lít hỗn hợp khí X gồm NO NO2 (đktc) dung dịch Y ( chứa
2 mi vµ axit d ) TØ khèi cđa X so với H2 19 Giá trị V lít lµ:
A. 2.24 B 3.36 C 4.48 D 5.60.
Bài giải:
Xỏc nh %V ca NO NO2 X:
2
X NO NO
30x 46(1 x)
M 19.2 x 0,5hay50% n n xmol
1
Các phơng trình oxi ho¸ khư: nFe = a nCu = a;
(4)5
5
2
2
N 3e N (NO)
Fe 3e Fe
3x x
0,1 0,3
N 1e N (NO )
Cu 2e Cu
0,1 0,2 x x
áp dụng định luật bảo tồn e ta có: 0,3 + 0,2 = 3x + x x = 0,125 Vậy nX = 0,125 = 0,25mol VX = 0,25 22,4 = 5,6 lít D
Bài toán 6: ( TN TH PT 2007) Hoà tan 5.4 gam Al lợng dung dịch H2SO4 loÃng ® Sau ph¶n øng
thu đợc dung dịch X V lít khí H2 đktc Giá trị V lít:
A. 2.24 B 3.36 C 4.48 D 6.72
Bài giải:
2
Al H
2 Al 3e Al
0,2 0,6 5,4
n 0,2 n 0,3
27 2H 2e H
0,6 0,3
ứng với 6,72 lớt D ỳng
Bài toán 7: (Đề thi thử ĐH Vinh) Hoà tan hết hỗn hợp bột gåm m gam Cu vµ 4.64 gam Fe3O4 vµo dung
dịch H2SO4 lỗng d, sau phản ứng hồn tồn thu đợc dung dịch X Dung dịch X làm màu vừa đủ 100
ml dung dịch KMnO4 0.1 M Giá trị m gam là:
A 1.92 B 0.96 C 0.48 D 1.44
Bài giải:
Fe3O4 + H2SO4 FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
0,02 0,02 0,02
Cu + Fe2(SO4)3 CuSO4 + 2FeSO4
0,02 0,04
Dung dịch X H2SO4 d FeSO4, CuSO4
10FeSO4 + 2KMnO4 + H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
0,05 0,01
2
Fe (SO )
n
cßn d Cu
0,03
m 64. 0,96g
2
B
Bài tốn 8: Cho m gam Al tan hồn tồn dung dịch HNO3 nóng d thu đợc 11.2 lít (đktc) hh khí A gồm:
N2 , NO, N2O có tỉ lệ số mol tơng ứng 2:1:2 Giá trị m gam là:
A 35.1 B 18.9 C 27.9 D 26.1
Bài giải:
2
A N NO N O
11,2
n 0,5mol n 0,2mol;n 0,1mol; n 0,2mol
22,4
(5)+ Quá trình oxi ho¸:
Al - 3e Al3+ (1)
a 3a a + Quá trình khử: 2N+5 + 10e N
2 (2)
0,4 0,2
N+5 + 3e N+2 (NO) (3)
0,3 0,1 2N+5 + 8e N+1(N
2O) (4)
1,6 0,2
áp dụng ĐLBT e:
3a = + 0,3 + 1,6 = 3,9 a = 1,3
mAl = 27 1,3 = 35,1g A ỳng
Phân tích toán:
+ Nếu (2, 3, 4) không cân 3a = + 0,3 + 0,8 a = 0,7 mAl = 18,9g B sai
+ NÕu (2, 3) cân (4) không: 3a = + 0,3 + 0,8
3,1 a
3
mAl = 27,9 C sai
+ Nếu (2) không cân bằng, (3,4) cân 3a = + 0,3 + 1,6
2,9 a
3
mAl = 26,1 D sai
Bài toán 10: Để m gam bột sắt ngồi khơng khí thời gian thu đợc 11,8 gam hỗn hợp chất rắn FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 Hồ tan hồn tồn hỗn hợp dung dịch HNO3 lỗng thu đợc 2,24 lít khí NO
nhất (đktc) Giá trị m gam là:
A: 9,52 gam B: 9,94 gam C: 8,96 gam D: 8,12 gam
Bài giải:
2
Fe O NO(gp)
m 11,8 m
n ; n ; n 0,1mol
56 32
(p )
Chất khử Fe; Chất oxi hoá gồm O2 vµ HNO3
FeO - 3e Fe3+
m
56
3m 56
2-2
.4 11, m 11, m
32 8.4
O + 4e 2O
N+5 + 3e N+2 (NO)
0,3 0,1
ne nhêng = ne chÊt oxi ho¸ nhËn (O2 , NO3
)
3m 11,8 m
0,3
56 8
m = 9,94 gam B
Bài toán 11: Hoà tan hoàn toàn 17.4 gam hỗn hợp kim loại Al, Fe, Mg dung dịch HCl thÊy tho¸t 13.44 lÝt khÝ, nÕu cho 34.8 gam hỗn hợp tác dụng với dung dịch CuSO4 d, lọc lấy toàn chất rắn
thu c sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng d, thu đợc V lít khí NO2 đktc Giá trị V là:
A 11.2 lit B 22.4 lÝt C 53.76 lÝt D 26.88 lÝt
Bµi gi¶i:
Al, Fe, Mg nhêng e, sè mol e nµy chÝnh b»ng sè mol e Cu nhêng tham gia phản ứng với HNO3
số mol e mà H+ nhËn cịng chÝnh lµ sè mol e mµ HNO nhËn
2H+ + 2e H
1,2mol 13,44
0,6mol 22,4
17,4 gam hỗn hợp H+ nhận 1,2mol e
VËy 34,8gam sè mol mµ H+ nhËn lµ: 2,4 mol
(6)34,8g hỗn hợp nH 2,4mol
N+5 + 1e NO
2,4 2,4mol VNO2 2,4.22,4 53,76 lít C đúng
Chó ý: NÕu nH 1,2 VNO2 1,2.22,4 26,88 lÝt D sai
Bài toán 12: Hoà tan hoàn toàn 43.2 gam kim loại Cu vào dung dịch HNO3 lỗng d, tất khí NO thu đợc
đem ơxi hố thành NO2 sục vào nớc có dịng oxi để chuyển hết thành dung dịch HNO3 V lít khí O2
®ktc tham gia vào trình là:
A 15.12 lÝt B 7.56 lÝt C 6.72 lÝt D 8.96 lít
Bài giải:
Ta nhn thấy Cu nhờng e cho HNO3 tạo thành NO2, sau NO2 lại nhờng cho O2 Vậy tồn
nµy, Cu lµ chÊt nhêng víi O2 lµ chÊt nhËn e.
Cu - 2e Cu2+
0,675 1,35
O2 + 4e 2O
2-x 42-x 4x = 1,35 x = 0,3375
2 O
V 0,3375.22,4 7,56
lít B
Ph©n tÝch: NÕu O2 + 2e 2O2-
2 O
1,35
x V 15,12
2
lÝt A sai
Bài toán 13: Chia m gam hỗn hợp kim loại A, B có hố trị khơng đổi thành phần –Phần tan hết dung dịch HCl tạo 1.792 lít H2 đktc
- Phần nung oxi thu đợc 2.84 gam hỗn hợp oxit Giá trị m A 1.56 gam B 4.4 gam C 3.12 gam D 4.68 gam
Bài giải:
A, B lµ chÊt khư H+ (ë, P1) vµ O
2 (ở P2) chất oxi hoá eH
n
nhËn =neO2 nhËn
2H+ - 2.1e H
0,16 0,08 O2 + 4e 2O
2-0,04 0,16
mKLP2 moxit moxi 2,84 0,04.32 1,56g
m = 1,56 x2 = 3,12g C
Ph©n tÝch: NÕu mKLP2 2,84 0,04 x16 2,2g m = 4,4g B sai
Bài toán 14: : Chia 44 gam hỗn hợp gồm Fe kim loại M có hố trị khơng đổi thành phần - P1 tan hết lít dung dich HCl tạo 14.56 lít H2 đktc
- P2 tan hoµn toµn dung dich HNO3 lo·ng nãng thÊy tho¸t 11.2 lÝt khÝ NO nhÊt ë ®ktc
1 Nồng độ mol dung dich HCl là:
A 0.45 M B 0.25 M C 0.55 M D 0.65 M.
2 Khối lợng hỗn hợp muối clorua khan thu đợc cô cạn dung dịch sau p P1 là: A 65.54 gam B 68.15 gam C 55.64 gam D 54.65 gam
3 Phần trăm khối lợng Fe hỗn hợp ban đầu là:
A 49.01 % B 47.97 % C 52.03 % D 50.91 %. Kim lo¹i M lµ:
A Mg B Zn C Al D Cu
Bài giải:
a) nH2 0,65mol nHCl 2nH2 2.0,65 1,3mol M
1,3
C 0,65M
2
Đáp án D
(7)mmuãi = 22 + 1,3 35,5 = 68,15g Đáp án B
c) áp dụng định luật bảo toàn e: P1: Fe: Fe - 2e Fe2+
x 2x
M - ae Ma+
y ay
2H+ + 2e H
1,3 0,65
3 x 3x
Fe 3e Fe
M - ae Ma+
N+5 + 3e N+2 (NO)
1,5 0,5
2x ay 1,3 x 0,2
3x ay 1,5 ay 0,9
nFe = 0,2
Fe
0,2.56
%m .100% 50,91%
22
D
d) mM = 22 - 0,2 56 = 10,8g,
M
0,9 m 10,8.a
n y ; M 12a
a n 0,9
Vậy a = 2; M = 24(Mg) phù hợp
Bài tốn 15: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu đợc 14 gam hỗn hợp X gồm chất
rắn Cho hỗn hợp X hịa tan hồn tồn HNO3 d, thu đợc 2.24 lít khí NO (đktc) sản phẩm khử
nhất Giá trị m là:
A 16.4 gam. B 14.6 gam C 8.2 gam D 20.5 gam
Bài giải:
CO chất khử (ta coi Fe2O3 không tham gia vào phản ứng oxi hoá khử)
moxi(trong oxit) = m - 14g nCO = nO(oxit) =
m 14 16
C+2 + 2e C+4 m 14
16
m 14 8
- HNO3 chất oxi hoá: N+5 + 3e N+2
0,3 0,1mol
Ta cã:
m 14
0,3 m 16,4g
8
A ỳng
Bài toán 16: Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag dung dÞch HNO3 2M lo·ng nãng
thu đợc dung dich B 0.15 mol khí NO 0.05 mol NO2 Cô cạn dung dich B khối lợng muối khan thu
đợc là:
A 120.4 gam B 89.8 gam C 116.9 gam D kết khác
Bài giải:
Nếu dùng phơng pháp bảo tồn e thơng thờng, ta lập đợc phơng trình ẩn số gặp khó khăn việc giải Để tính khối lợng muối NO3
toán ta có công thức nNO3
(8)Trong a số e mà N+5 nhận để tạo thành Y
Nh vËy: mmuèi khan = mFe, Cu, Ag + NO3
m
2
3 NO N O
NO
n 3.n 8n 3.0,15 8.0,05 0,95mol
mmuối khan = 58 + 0,95 62 = 116,9g C
Bài tốn 17: Cho luồng khí CO qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu đợc X gồm chất rắn chia X thành
2 phÇn b»ng
- Phần hoà tan HNO3 d, thu đợc 0.02 mol khí NO 0.03 mol N2O
- Phần hoà tan hoàn toàn dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc V lít SO2 (đktc) Giá trị V là:
A 2.24 lÝt B 3.36 lÝt C 4.48 lÝt D 6.72 lÝt
Bài giải:
HNO3 chất ôxi hóa:
N+5 + 3e N+2 0,06 0,02mol
2N+5 + 8e 2N+1 (N 2O) 0,24 0,06 0,03
ne nhËn = 0,06 + 0,24 = 0,3mol
- Chất khử hai phần nh nhau, số mol eletron H2SO4 nhận số mol eletron HNO3
nhËn Ta cã
2
6
2 SO
S 2e S (SO )
V 0,15.22,4 3,36
0,3 0,15
lít B ỳng
Bài toán 18: Chia hỗn hợp X gồm Al Al2O3 thành phần
- Phần tác dụng NaOH d thu đợc 0.3 mol khí
- Phần tan hồn tồn dung dịch HNO3 thu đợc 0.075 mol khí Y Y là:
A NO2 B NO C N2O D N2
Bài giải:
Trong X có Al có tính khö: 2H2O + 2e H2 + 2OH
0,6 0,3 Khi t¸c dơng víi HNO3, chÊt oxi hoá HNO3
N+5 + ne Y
0,075n….0,075mol ta cã: 0,075n = 0,6
Với n số e mà N+5 nhận để tạo thành Y n = Vậy Y N
2O C
Bài toán 19: Cho tan hoàn toàn 7.2 gam FexOy HNO3 thu đợc 0.1 mol NO2 Công thức phân tử
ôxit là:
A FeO, B Fe2O3 C Fe3O4 D kết khác
Bài gi¶i:
N+5 + 1e N+4… (NO
2) , FexOy lµ chÊt khư
0,1 0,1 0,1 2y
3
x 2y 7,2
x.Fe x 3 e x.Fe (3x 2y) 0,1
x 56x 16y
7,2 7,2
(3x 2y) 16x 16y x y
56x 16y 56x 16y FeO A đúng
Bài tốn 20: Hồ tan hồn tồn 19.2 gam kim loại M dung dịch HNO3 d thu đợc 8.96 lớt (ktc) hn
hợp khí NO2 NO cã tØ lƯ vỊ thĨ tÝch 3:1
1 Kim loại M là:
(9)2 Khối lợng HNO3 tham gia phản ứng
A 44.1 gam B 25.2 gam C 63 gam D kết khác
Bài giải:
2 h
8,96
n 0,4mol
22,4
khÝ
v×
2
NO NO
NO NO
V 3 n 3
V 1 n 1
NO2
3
n .0,4 0,3mol
4
nNO = 0,1mol
ChÊt khö M: M - ne Mn+ (1)
19,2 M
19,2 M .n
ChÊt oxi ho¸:
3 2
3
NO 1e 2H NO H O (2)
0,3 0,3 0,6 0,3
NO 3e 4H NO 2H O (3)
0,1 0,3 0,4 0,1 0,2
áp dụng định luật bảo toàn e: ne nhận = ne nhờng 19,2
.n 0,6
M
1)
19,2
M .n 32n M 64(n 2)
0,6
Cu B
2) nHNO3 nH 0,6 0,4 1mol
mHNO3 1.63 63gam C ỳng
Chú ý: + Nếu (2) (3) cân phơng trình bán oxi hoá khử: nHNO3 nH 0,4mol
HNO
m 63.0,4 25,2gam
B sai
+ Nếu (2) cân (3) không cân phơng trình bán oxi hoá khử: nHNO3 nH 0,7mol
mHNO3 63.0,7 44,1mol A sai
+ Nếu (3) cân mà (2) không cân b»ng: nHNO3 nH 0,7mol A sai
Bài toán 21: Hoà tan hoàn toàn 11,2g Fe dung dịch HNO3 d, thu đợc A 6,72 lít hỗn hợp khí X
gåm NO vµ mét khÝ X víi tØ lệ thể tích 1: Khí X có công thøc lµ:
A: NO2 B: N2 C: N2O D: N2O3
Bài giải:
2 Fe
h
6,72 11,2
n 0,3mol n 0,2mol
22,4 56
khÝ
- Quá trình oxi hoá: Fe - 3e Fe3+ (1)
0,2 0,6 0,2
- Qu¸ tr×nh khư:
3
NO 3e 4H H O NO
0,15 0,45 0,6 0,15
2
(10)3 x y
5x 2y
0,15 0,15
x
xNO (5x 2y)e N O
(3)
áp dụng định luật bảo toàn e:
5x 2y
0,6 0,45 .0,15
x
2
x 1
NO
y 2 A đúng
Bài toán 22: Một hỗn hợp kim loại gồm Al , Fe, Mg có khối lợng 26.1 gam đợc chia làm phần
- Phần cho tan hết dung dịch HCl thấy 13.44 lít khí - Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc 3.36 lít khí
- Phần cho tác dung dịch CuSO4 d , lọc lấy toàn chất rắn thu đợc sau phản ứng đem hoà tan
dung dịch HNO3 d thu đợc V lít khí NO2 ( khí đo đktc) Giá trị V lít thu đợc là:
A 26.88 B 53.70 C 13.44 D 44.8 Bài giải:
2Al + 6HCl AlCl3 + 3H2
Mg + 2HCl MgCl2 + H2
Fe + 2HCl FeCl2 + H2
Khối lợng phần
26,1
m 8,7g
3
Gäi x, y, z lµ sè mol Al, Mg, Fe 7,4 gam hỗn hợp
27x 24y 56z 8,7 x 0,1
1,5x y z 0,3 y 0,075
1,5 0,15 x 0,075
trong 34,7 g hỗn hợp nAl = 0,4; nMg = 0,3; nFe = 0,3
2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
- ë P3 kim loại tác dụng với dung dịch CuSO4 tạo thành Cu, lợng Cu tác dụng với
HNO3 tạo Cu2+ Do đó: Al, Mg, Fe chất khử, nhờng e
ne nhêng = 0,1 + 0,075 + 0,075 = 0,6mol
- HNO3 chất oxi hoá, nhận e: N+5 + 1e N+4 (NO2) a = 0,6
a a
2
NO NO
n 0,6mol V 0,6.22,4 13,44l
it C Bài toán 23: Chia hỗn hợp X gồm Al, Al2O3, ZnO thành phần
– Phần cho tác dụng dung dịch NaOH d thu đợc 0.3 mol khí
– Phần tan hoàn toàn dung dịch HNO3 thu đợc 0.075 mol khí Y Khí Y là:
A. NO2 B NO C N2O C N2
Bài giải:
(11)2H2O + 2e H + 2OH
0,6 0,3mol
Khi t¸c dơng với HNO3, chất oxi hoá
HNO3
N+5 + ne Y
0,075n 0,075
0,075n = 0,6, n số e mà N+5 nhn
tạo thành Y n = Vậy Y lµ N2 O
C
Bµi toán 24: Cho tan hoàn toàn 3.76 gam hỗn hợp X dạng bột gồm: S, FeS FeS2 dung dịch
HNO3 thu đợc 0.48 mol NO2 dung dịch dung dịch D Cho dung dịch D tác dụng dung dịch Ba(OH)2 d,
lọc nung kết tủa đến khối lợng không đổi đợc m gam chất hỗn hợp rắn Giá trị m gam là: A. 11.650 B 12.815 C 13.980 D 17.545.
Bài giải:
2
Fe S
tơng đơng với Fe2+ S-2 S0, Vì coi hỗn hợp X gồm hai chất S FeS có số mol a
vµ b ta cã: Sè gam: X = 32a + 88b = 3,76 (I) ChÊt khö: S0 - 6e S+6
a 6a
FeS-2 - 9e Fe3+ + S+6
b 9b
ChÊt oxi ho¸: N+5 + 1e N+4 (NO 2)
0,48 0,48
Ta cã: 6a + 9b = 0,4 (II), Tõ (I) vµ (II): a = 0,035 mol S, b = 0,03 mol FeS
2
4 4
BaSO SO S FeS
n n n n 0,035 0,03 0,065mol
4 BaSO
m 0,065.233 15,145g
, mFe O2 0,015.160 2,4g
m 15,145 2,4 17,545gam
D ỳng
Bài toán 25: Cho tan hoàn toàn 3.6 gam hỗn hợp gồm Fe Mg dung dÞch HNO3 2M lo·ng nãng
thu đợc dung dịch D, 0.04 mol khí NO 0.01 mol N2O Cho dung dịch D tác dụng với NaOH lấy d, lọc
và nung kết tủa đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn Giá trị m
A 2.6 gam B 3.6 gam C 5.2 gam D 7.8 gam Thể tích HNO3 phản ứng là:
A 0.5 lÝt B 0.24 lÝt C 0.26 lÝt D 0.13 lít.
Bài giải:
a) HNO3 chÊt oxi ho¸: N+5 + 3e NO
0,12 0,04 mol 2N+5 + 8e 2N+1 (N
2O)
0,08 0,02 0,01mol
ne nhËn = 0,12 + 0,08 = 0,2mol
- Mg vµ Fe lµ chÊt khư Gäi x, y lµ sè mol Mg Fe hỗn hợp Mg - 2e Mg3+
x 2x mol Fe - 3e Fe3+
y 3y mol
ne nhêng = 2x + 3y
(12)2
x 0,01molMg 0,01molMgO
24x 56y 3,6
y 0,06molFe 0,03molFe O
2x 3y 0,2
2 MgO Fe O
m m m 0,01.40 0,03.160 5,2g
Ta tính theo cách sau: Ta có sơ đồ: Mg MgO; Fe Fe2O3 Trong Mg Fe chất khử, oxi l
chất oxi hoá, số mol e nhân lµ 0,2mol: O + 2e O
2-0,1 0,2 m = mMg, Fe + mO = 3,6 + 16 0,1 = 5,2gam C
b) Theo định luật bảo tồn ngun tố N ta có:
3
N(HNO ) N(NO ) N(NO) N(N O)
n n n n
Hay nHNO3 2nMg(NO )3 3nFe(NO )3 nNO 2nN O2
2.0,01 3.0,06 0,04 2.0,01 0,26
3 HNO
0,26
V 0,13
2
lít D IV tập t giải
Bài 1: Để 9,94 gam bột sắt ngồi khơng khí thời gian thu đợc a gam hỗn hợp chất rắn FeO, Fe2O3,
Fe, Fe3O4 Hoà tan hồn tồn hỗn hợp dung dịch HNO3 lỗng thu đợc 2,24 lít khí NO
(®ktc) Giá trị a gam là:
A: 11,8 gam B: 16,2 gam C: 23,2 gam D: 13,6 gam
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 1,74 gam hỗn hợp kim loại Al, Fe, Mg dung dịch HCl thấy 1,344 lít khí, cho lợng gấp đôi hỗn hợp tác dụng với dung dịch CuSO4 d, lọc lấy toàn chất rắn
thu đợc sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3 nóng d, thu đợc V lít khí NO2 đktc Giá trị V là:
A 16,128 lit B 26,88 lÝt C 53.76 lÝt D 8,046 lÝt
Bài 3: Hoà tan hoàn toàn m gam kim loại Cu vào dung dịch HNO3 lỗng d, tất khí NO thu đợc đem ơxi
hố thành NO2 sục vào nớc có dịng 7,56 lít oxi để chuyển hết thành dung dịch HNO3 Giá trị m là:
A 42,624 B: 43,2 gam C: 38,72 gam D: 38,4 gam
Bài 4: Cho luồng khí CO qua 16,4 gam bột Fe2O3 nung nóng thu đợc m gam hỗn hợp X gồm chất rắn
gồm FeO, Fe2O3, Fe, Fe3O4 Cho hỗn hợp X hịa tan hồn tồn HNO3 d, thu đợc 2.24 lít khí NO
(ktc) sản phẩm khử Giá trị m lµ:
A 3,04 gam B 8,0 gam C 14,0 gam D 16,0 gam
Bài 5: Cho tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu, Ag dung dịch HNO3 lỗng nóng thu đợc
dung dich Y vµ hỗn hợp khí gồm: 3,36 lít khí NO 1,12 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dung dich Y khối
l-ợng muối khan thu đợc 116 gam Giá trị m gam là:
A 48,3 gam B 58,9 gam C 78,3 gam D 23,2 gam
Bài 6: Cho luồng khí H2 qua m gam bột Fe2O3 nung nóng thu đợc X gồm chất rắn gồm FeO, Fe2O3, Fe,
Fe3O4 chia X thành phần
- Phần hoà tan HNO3 d, thu đợc 0.15 mol khí NO 0.05 mol N2O
- Phần hoà tan hoàn toàn dung dịch H2SO4 đặc nóng thu đợc V lít SO2 (đktc) Giá trị V là:
A 4,48 lÝt B 21,28 lÝt C 14,56 lÝt D 12,32 lÝt
Bài 7: Nung Al oxi thu đợc chất rắn X Chia hỗn hợp X thành phần - Phần tác dụng NaOH d thu đợc 6,72 lít khí khơng màu (đktc)
- Phần tan hồn tồn dung dịch HNO3 thu đợc V lít khí N2O Và dng dịch muối Giá trị V
lµ:
A 1,68 lÝt B 1,568 lÝt C 1,344 lÝt D 6,72 lÝt Bµi 8: Chia hỗn hợp m gam gồm Al Al2O3 thành phÇn b»ng
- Phần tác dụng HNO3 d thu đợc 1,68 lít khí N2O (đktc)
- Phần tan hoàn toàn dung dịch NaOH thu đợc V lít khí H2 (đktc) Giá trị V là:
A 1,568 lÝt B 6,72 lÝt C 8,96 lÝt D 3,36 lÝt
Bài 9: Cho 3,6 gam ôxit sắt tan hồn tồn HNO3 thu đợc 1,12 lít khí mu nõu nht (ktc)
Công thức phân tử ôxit sắt là:
A FeO, B Fe2O3 C Fe3O4 D không xác định đợc
Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 1,92 gam kim loại M dung dịch HNO3 d thu đợc 896 ml (đktc) hỗn hợp
khí NO NO2 có tỉ lệ thể tích 1:3, dung dịch muối, cô cạn dung dịch muối thu đợc khối lợng là:
A 3,76 gam B 9,4 gam C 7,52 gam D 5,64 gam.
Bài 11: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe dung dịch HNO3 d, thu đợc 6,72 lít hỗn hợp khí X(đktc) gồm
(13)A: 5,6 g¹m B 11,2 gam C 16,8 gam D: 19,6 gam
Bµi 12: Cho 6,4 gam bét Cu t¸c dơng víi 400 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0.2 M H2SO4 0.05 M Sau
khi phản ứng xẫy hoàn toàn sinh V lít khí NO (đktc) sản phẩm khử Giá trị V lít là: A 1,12 lít B 1,344 lÝt C 9,68 lÝt D 0,672 lÝt.
Bài 13: Hoà tan 11,2 gam Fe dung dịch H2SO4 loãng thu đợc dung dịch X Dung dịch X phản ứng vừa
đủ với V lớt dung dch KMnO4 0,05 M
Giá trị V lÝt lµ:
A. 0,4 lÝt B 0,6 lÝt C 0,8 lÝt D 0,2 lÝt
Bài 14 Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Fe Cu ( tỉ lệ mol 1:1) HNO3 thu đợc 5,6 lít hn hp khớ
X gồm NO NO2 (đktc) vµ dung dịch Y ( chØ chøa muèi vµ axit d ) TØ khèi cđa X so víi H2 19
Giá trị m gam là:
A 12 gam B 16 gam C 18 gam D 22 gam
Bài 15: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 HNO3 thu đợc 2.24 lít khí màu
nâu (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng đợc 96.8 gam muối khan Giá trị m là: A 55.2 gam B 31.2 gam C 23.2 gam D 46.4 gam
Bài 16: Hoà tan 52.2 gam hh X gồm FeO, Fe2O3 v Feà 3O4 HNO3 đặc, nóng thu đợc 3.36 lít khí
NO2 (đktc) Cô cạn dd sau phản ứng đợc m gam muối khan Giá trị m là: