X cĩ thể tạo được với hydro nhiều hợp chất cộng hĩa trị cĩ cơng thức chung là aHb; dãy hợp chất này tương tự như dãy đồng đẳng của ankan.
f. BeO(r) + 2H+(aq )= Be2+(aq) + H2O(l)
BeO + 2OH-(aq) + H2O(l) = [Be(OH)4]2- (aq) As2O3(r) + 6H+(aq) = 2As3+(aq) + 3H2O(l). Al2O3(r) + 6OH-(aq) = 2AsO33-(aq) + 3H2O(l)
h.BaO2(r) + 2H2O = Ba2+(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + O2(k) 2KO2(r) + 2H2O(l) = 2K+(aq) + 2OH-(aq) + H2O2(aq) + O2(k) i. Mg3N2(r) + 6H2O(l) = 3Mg2+(aq) + 6OH-(aq) + 2NH3(aq) k. Na3P(r) + 3H2O(l) = 3Na+(aq) + OH-(aq) + PH3(k)
l.NH3 là bazơ mạnh hơn, N cĩ độ âm điện lớn hơn P nên nguyên tử N trong NH3 sẽ kết
hợp với proton dễ dàng hơn nguyên tử P trong PH3.
Câu 46;
Tương tác giữa kim loại với axit nitric cho ra hỗn hợp các sản phẩm khử của nitơ với thành phần hỗn hợp phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác nhau. Yếu tố
(dạng bột hay dạng thỏi...), nồng độ của axit nitric và điều kiện phản ứng (nhiệt độ, khuấy trộn...).
a.Ngồi muối nitrat kim loại thì cĩ thể sinh ra các sản phẩm nào khác chứa nitơ khi hịa tan kim loại trong axit nitric? Viết phương trình hĩa học chỉ ra sự hình thành các sản phẩm.
b.1.00 g mẫu kim loại được hịa tan vào lựơng dư dung dịch axit nitric 15%. Phản ứng sinh ra 446 mL (đktc) hỗn hợp các khí. Phân tích hỗn hợp khí này cho kết qủa ứng sinh ra 446 mL (đktc) hỗn hợp các khí. Phân tích hỗn hợp khí này cho kết qủa gồm 117 mg nitơ và 269 mg nitơ oxit và phầm trăm khối lượng nitơ nguyên tố trong nĩ là 60,7%. Tính khối lượng riêng của hỗn hợp khí này ở 40.0 °C và 770 mm Hg.
c.Kim loại nào đã phản ứng với axit nitric trong thí nghiệm trên ? Viết phương trình phản ứng xảy ra.
Hướng dẫn:
a.NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3. Phản ứng của kim loại với axit nitric thường đi kèm với phản ứng khử nitơ chứ khơng phải proton. Như một quy luật thì nếu nồng độ axit nitric càng thấp, kim loại càng hoạt động thì sản phẩm chứa nitơ cĩ số oxy hĩa càng thấp. Các phản ứng sau chứng minh luận điểm này:
Cu + 4HNO3 (đặc) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Pb + 8HNO3 (lỗng) → 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
4Mg + 10HNO3 (đặc) → 4Mg(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O
5Mn + 12HNO3 (lỗng) →5Mn(NO3)2 + N2↑ + 6H2O
4Mg + 10HNO3 (rất lỗng) → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
b. Lượng khí thốt ra khi tiến hành phản ứng khử kim loại bằng axit nitric là 22446,4= 19,9
mmol trong đĩ 28117,0= 4.18 mmol là N2 và 30269,0 = 8.97 mmol NO.
Như vậy hỗn hợp chứa ít nhất một thành phần cĩ lượng là (19.9 – 4.18 – 8.97) = 6.75 mmol Cho rằng đĩ là thành phần chưa biết duy nhất của hệ cĩ khối lượng phân tử là M và thành phần phần trăm của nitơ là m.
Vậy: 0.607 = 117117+8,97.+26914,0++6,75.M6,75.M.m ⇒ М =
6,75m 4,1
8,3
Khơng hề cĩ bất kỳ một sản phẩm nào chứa nitơ thoả mãn phương trình này. Tuy nhiên phản ứng giữa kim loại với axit nitric cũng tạo ra được một lượng nhỏ hydro. Giả thiết này thì khơng làm trái với đề bài. Để tính tỉ khối của hỗn hợp sản phẩm đối với khơng khí thì đầu tiên chúng ta phải tính khối lượng phân tử trung bình:
М = 19,9 269 117 2,0.6,75+ + = 20.1 g/mol.
Tỉ khối lúc này cĩ thể được xác định từ phương trình khí lý tưởng:
RTMP MP V
m
ρ = = = 0,792 g/L
c.Tất cả các sản phẩm khí đều sinh ra bằng sự khử axit nitric. Chất cho electron duy nhất trong phản ứng này là kim loại:
2N+5 + 10e− → N2 N+5 + 3e− → N+2 2H+ + 2e− → H2
Sự hình thành các khí cần đến (4.18 × 10 + 8.97 × 3 + 6.75 × 2) = 82.2 mmol lectron. Như vậy khối lượng phân tử của kim loại là: M = 103 821,00,2
= 12.16х g/mol.
Đáp án duy nhất là х = 2 và M = 24.32, cĩ nghĩa kim loại chưa biết là Mg (magie). Lượng magie kim loại là 100024,3 = 41.15 mmol.
Các phản ứng cân bằng cĩ thể được viết như sau:
41,15Mg + xHNO3 → 41,15Mg(NO3)2 + 4,18N2 + 8.97NO + 6,75H2 + yH2O
Điền vào các hệ số bị mất và chuyển thành số nguyên chúng ta nhận được:
1329Mg + 3218HNO3 → 1329Mg(NO3)2 + 135N2 + 290NO + 218H2 + 1391H2O
Hệ số tỉ lượng đối với một nguyên tử magie: