DỰA VÀO TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH HNO3 XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ SỰ TẠO THÀNH MUỐI AMONI TRONG DUNG DỊCH Phan Kim Ngân Trường THPT Cù Huy Cận-Hà Tĩnh - Như đã biết dung dịch HNO3 có tính [r]
(1)DỰA VÀO TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH HNO3 XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ SỰ TẠO THÀNH MUỐI AMONI TRONG DUNG DỊCH Phan Kim Ngân Trường THPT Cù Huy Cận-Hà Tĩnh - Như đã biết dung dịch HNO3 có tính oxi hoá mạnh, chất khử phản ứng với dung dịch HNO3 thì sản phẩm khử ngoài chất khí còn có thể có tạo thành NH4NO3 Trong số câu hỏi học sinh không để ý thường dể nhầm lẫn và dẫn đến giải sai bài toán Ở đây tôi xây dựng số bài toán giúp học sinh nhìn nhận cách sâu sắc tính chất dung dịch HNO3, đồng thời có kĩ giải số bài toán axit HNO3 - Một số ví dụ minh hoạ sau: Ví dụ 1: Cho 1,68gam bột Mg tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch HNO3 aM thu dung dịch Y và 0,448lít khí NO Tính a và khối lượng muối tạo thành Y? Bài giải: - Ở đây cần chú ý khí NO là khí không phải là sản phẩm khử Một số học sinh không để ý điều này và cho bài toán khá đơn giản và dễ mắc phải sai lầm sau: n 0, 07mol + Mg dung dịch Y có 0,07mol Mg(NO3)2 Khối lượng muối = 0,07 148 = NO3 10,36gam và nNO 0, 02mol + 4H+ + 3e NO + 2H2O 0,08 0,06 0,02 0, 08 nHNO3 nH 0, 08mol a 0,16 M 0,5 + Thực cần đánh giá: Mg - 2e Mg2+ (1) và NO3 + 4H+ + 3e NO + 2H O (2) 0,07 0,14 0,08 0,06 0,02 Do Mg phản ứng vừa đủ với HNO3 mà quá trình (1) và (2) cho thấy số mol electron nhường lớn số mol electron nhận Do đó dung dịch phải có sinh ion NH NO3 NH 4 + 10H+ + 8e + 3H2O (2) nHNO3 nH 0,18mol a 0,36M 0,1 0,08 0,01 + Trong Y có: 0,07mol Mg(NO3)2 và 0,01mol NH4NO3 mmuối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11,16g - Từ bài toán trên đây Nếu cho khối lượng muối khan và yêu cầu tìm công thức khí thì ta có dạng toán khác cho học sinh rèn luyện Ví dụ 2: Hoà tan 1,68gam kim loại Mg vào V lít dung dịch HNO3 0,25M vừa đủ thu dung dịch X và 0,448lít chất khí Y nhất, nguyên chất Cô cạn dung dịch X thu 11,16gam muối khan.(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Tìm công thức phân tử khí Y và tính V? n 0, 07 mol Bài giải: Cần đánh giá dung dịch X có tạo thành NH Thật vậy, Mg Nếu Mg tác dụng với HNO3 không sinh NH4NO3 thì X có: 0,07mol Mg(NO3)2, đó mmuối = 0,07.148 = 10,36g < 11,16g X còn có NH4NO3 với 11,16 10,36 nNH NO3 0, 01mol 80 Các quá trình xẩy sau: NO3 NH 4 Mg - 2e Mg2+ (1) + 10H+ + 8e + 3H2O (2) 0,07 0,14 0,1 0,08 0,01 + Gọi CTPT khí Y là NxOy thì x NO3 + (6x – 2y)H+ + (5x – 2y)e NxOy + (3x – y) H2O (3) 0,02(5x -2y) 0,02mol (2) + Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,14 = 0,08 + 0,02(5x – 2y) 5x – 2y = (*) + Khí sinh có thể là: NO, NO2, N2, N2O Thì có khí NO phù hợp với (*) Y là NO và V = 0,72lít - Trên sở đó có thể xây dựng dạng toán hỗn hợp cho học sinh rèn luyện: Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,1mol CuO và 0,14mol Al 500ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu dung dịch Y và 0,672lít khí N2O Tính a và khối lượng muối tạo thành Y? Bài giải: - Hoàn toàn tương tự ta xét các quá trình sau: CuO + 2H+ Cu2+ + H2O (4) 0,1 0,2 Al - 3e Al3+ (5) NO3 + 10H+ + 8e N2O + 5H2O (6) 0,14 0,42 0,3 0,24 0,03 Từ (5, 6) cho thấy có tạo thành NH4NO3 với số mol e nhận quá trình tạo NH là : 0,42 – 0,24 = 0,18mol NO3 + 10H+ + 8e NH + 3H O (7) 0,225 0,18 0,0225 nHNO3 nH 0, 725mol a 1, 45M ; dung dịch Y có: 0,1mol Cu(NO3)2, 0,14mol Al(NO3)3và 0,0225mol NH4NO3 mmuối = 0,1.188 + 0,14.213 + 0,0225.80 = 50,42g Ví dụ 4: Hoà tan 11,78gam hỗn hợp X gồm CuO và Al dung dịch HCl dư thu 0,42gam khí H2 Tính số mol các chất X? Cũng hỗn hợp X trên hoà tan vừa đủ V lít dung dịch HNO3 0,5M thu dung dịch Y chứa 50,42gam muối và 0,672lít chất khí Z nguyên chất Tìm CTPT Z và tính V? Bài giải: Dễ dàng tính được: nCuO 0,1mol , nAl 0,14mol Nếu hỗn hợp X tác dụng với HNO3 không sinh NH4NO3 thì Y có: 0,1mol Cu(NO3)2 và 0,14mol Al(NO3)3 đó mmuối = 0,1.188 + 0,14.213 = 48,62g < 50,42g Y còn có NH4NO3 - Ta có các quá trình xẩy ra: CuO + 2H+ Cu2+ + H2O (7) 0,1 0,2 Al - 3e Al3+ (8) 50, 42 48,62 nNH NO3 0, 0225mol 80 0,14 0,42 NO3 + 10H+ + 8e NH 4 + 3H O (9) 0,225 0,18 0,0225 + Gọi CTPT khí Z là NxOy thì NO3 x + (6x – 2y)H+ + (5x – 2y)e NxOy + (3x – y) H2O (3) 0,03(5x -2y) 0,03mol + Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,42 = 0,18 + 0,03(5x – 2y) 5x – 2y = (**) + Khí sinh có thể là: NO, NO2, N2, N2O Thì có khí N2O phù hợp với (**) Z là N2O và V = 1,45lít - Dựa trên sở đó, có thể biên tập các dạng khác để giúp học sinh có kinh nghiệm nhìn nhận giải toán HNO3 và ngày càng làm cho các dạng bài toán hoá học thêm phong phú và đa dạng! - Để kết thúc bài viết này mời các bạn giải các bài tập tương tự sau: Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 6gam kim loại Ca vào 500ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu dung dịch Y và 0,4928lít khí N2 Tính a và khối lượng muối thu Y? (3) Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 4,8gam kim loại Mg vào 400ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu dung dịch Y và 0,896lít khí N2O Tính a và khối lượng muối thu Y? Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 7,8gam kim loại Zn vào 800ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu dung dịch Y và 1,792lít khí màu nâu Tính a và khối lượng muối thu Y? Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 2,97gam bột Al vào 400ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu dung dịch Y và 0,672lít khí không màu hoá nâu không khí Tính a và khối lượng muối thu Y? Bài 5: Hoà tan 6gam Ca vào Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu dung dịch Y chứa 25,4gam muối và 0,4928lít chất khí X Tìm CTPT X và tính V? Bài 6: Hoà tan 4,8gam Mg vào mgam dung dịch HNO3 10% vừa đủ thu dung dịch Y chứa 30,4gam muối và 0,896lít chất khí X nguyên chất, Tìm CTPT X và tính m? Bài 7: Hoà tan 7,8gam Zn vào mgam dung dịch HNO3 15% vừa đủ thu dung dịch Y chứa 24,28gam muối và 1,792lít chất khí X nguyên chất, Tìm CTPT X và tính m? Bài 8: Hoà tan 2,97gam bột Al vào Vlít dung dịch HNO3 2M vừa đủ thu dung dịch Y chứa 25,83gam muối và 0,672lít chất khí X Tìm CTPT X và tính V? Bài 9: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,15mol Ca và 0,02mol ZnO 500ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu dung dịch Y và 0,4928lít N2 Tính a và khối lượng muối thu Y? Bài 10: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2mol Mg và 0,03mol MgO Vlít dung dịch HNO3 0,5M vừa đủ thu dung dịch Y và 0,896lít N2O Tính V và khối lượng muối thu Y? Bài 11: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,12mol Zn và 0,04mol Al2O3 mgam dung dịch HNO3 20% vừa đủ thu dung dịch Y và 1,792lít NO2 Tính m và khối lượng muối thu Y? Bài 12: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,11mol Al và 0,05mol ZnO 500ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu dung dịch Y và 0,672lít NO Tính a và khối lượng muối thu Y? Bài 13: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,15mol Ca và 0,02mol ZnO mgam dung dịch HNO3 10% vừa đủ thu dung dịch Y và 0,4928lít chất khí Z nguyên chất Cô cạn dung dịch Y thu 29,18gam muối khan Xác định CTPT Z và tính m?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 14: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2mol Mg và 0,03mol MgO mgam dung dịch HNO3 15% vừa đủ thu dung dịch Y và 0,896lít chất khí Z nguyên chất Cô cạn dung dịch Y thu 34,84gam muối khan Xác định CTPT Z và tính m?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 15: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,12mol Zn và 0,04mol Al2O3 Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu dung dịch Y và 1,792lít chất khí Z nguyên chất Cô cạn dung dịch Y thu 41,32gam muối khan Xác định CTPT Z và tính V?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 16: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,11mol Al và 0,05mol ZnO Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu dung dịch Y và 0,672lít chất khí Z nguyên chất Cô cạn dung dịch Y thu 35,28gam muối khan Xác định CTPT Z và tính V?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 17: Hoà tan 7,5gam hỗn hợp X gồm Al, Mg có tỉ lệ mol 1:2 Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu dung dịch Y và 7,616 lít hổn hợp khí Z gồm NO, NO2 nặng 14,04 gam a Tính khối lượng các chất X? b Tính % số mol các khí Z? c Tính V? d Cô cạn dung dịch Y thu bao nhiêu gam muối khan? Bài 18: Hoà tan hoàn toàn 26,255gam hổn hợp X gồm Zn, Mg có tỉ lệ mol 1:1 mgam dung dịch HNO3 20% vừa đủ thu dung dịch Y và 4,48 lít hổn hợp khí Z gồm NO, N2O có tỉ khối so với H2 là 18,5 a Tính khối lượng các chất X? b Tính % số mol các khí Z? c Tính m? d Cô cạn dung dịch Y thu bao nhiêu gam muối khan? (4) “Chúc các bạn học sinh học tốt và tự tin bước vào các kì thi để đạt kết cao nhất” (5)