Bài toán về nhiệt phân muối nitrat của các kim loạ

Các muối nitrat dễ bị nhiệt phân hủy, giải phóng oxi. Tùy thuộc vào cation trong muối mà phản ứng nhiệt phân có thể xảy ra theo các hướng khác nhau.

Muối nitrat của kim loại đứng trước Mgto muối nitrit + khí O2

2M(NO3)nto 2M(NO2)n + nO2 ví dụ: 2NaNO3to 2NaNO2 + 1O2

Muối của kim loại từ Mg đến Cuto oxit kim loại + khí NO2 + khí O2

4M(NO3)n to 2M2On + 4nNO2 + nO2 ví dụ: 2Cu(NO3)2 to 2CuO + 4NO2 + O2

Muối nitrat của kim loại sau Cu kim loại + NO2 + O2

2M(NO3)n 2M + 2nNO2 + nO2 ví dụ: 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + 1O2

Các lưu ý khi giải bài tập về phản ứng nhiệt phân muối nitrat:

- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho dạng BT này kể cả muối ban đầu đã bị nhiệt phân hết hoặc chưa hết

- Khối lượng chất rắn giảm bằng khối lượng khí đã sinh ra.

- Khí sinh ra sau phản ứng thường được dẫn qua nước. Khi đó có PT phản ứng: 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

Bài tập 1. Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam muối nitrat của một kim loại có hóa trị không đổi, thu được 4g một oxit rắn. Xác định công thức muối đã dùng là:

Hướng dẫn giải:

Gọi cơng thức của mối cần tìm là M(NO3)n, có số mol là x mol PTHH: 4M(NO3)n  2M2On + 4nNO2 + nO2

mol x n.x 0,25.n.x

Áp dụng bảo tồn khối lượng ta có: 9,4 = 4 + 46.nx + 32. 0,25.n.x x = 0,1/n

Vây: (M + 62n).0,1/n = 9,4  M = 32n  n = 2, M = 64. M là Cu

Bài tập 2. Nhiệt phân hoàn toàn 33,95 gam hỗn hợp chất rắn X gồm KNO3 và Cu(NO3)2, thu được hỗn hợp khí có thể tích 7,28 lít (đktc).

1. Viết PT hóa học của phản ứng xảy ra.

2. Tính thành phần % khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp X.

Hướng dẫn giải:

1. PT hóa học của phản ứng

2KNO3to 2KNO2 + O2 (1)

x mol 0,5x mol

2Mg(NO3)2 to 2MgO + 4NO2 + O2 (2)

y mol y mol 2y mol 0,5y mol

2. Gọi số mol của KNO3 và Cu(NO3)2 trong hợp chất rắn X lần lượt là x và y.

Theo phản ứng (1) và (2), số mol NO2 thu được là 2y mol và tổng số mol O2 thu được là (0,5x mol + 0,5y mol).

Biết khối lượng mol của KNO3 là 101 gam/mol. Biết khối lượng mol của Cu(NO3)2 là 188 gam/mol.

Ta có hệ PT:

101x + 188y = 33,95 (a) 0,5x + 2y + 0,5y = 7,28/22,4 =0,325 (b)

Giải hệ PT (a) (b) ta được: x = 0,15; y = 0,1.

Phần trăm khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp X:

3KNO KNO 101.0,15.100% %m 44,62% 33,95   ; Cu ( NO )3 2 188.0,1.100% %m 55,38% 33,95  