Tài liệu luyện thi Đại học môn Hóa học Lý thuyết kim loại phản ứng với axit được biên soạn nhằm giúp các bạn củng cố kiến thức về kim loại phản ứng với HNO3, H2SO4 xác định sản phẩm khử; tìm tên kim loại, khối lượng kim loại khi tham gia phản ứng oxi hóa khử; tính khối lượng muối nitrat, muối sunfat khi cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại phản ứng với HNO3, H2SO4 đặc nóng;.. Mời các bạn tham khảo.
Dạng 2: Kim loại phản ứng với HNO3, H2SO4 xác định sản phẩm khử.
Đây có thể là một dạng bài tập, hoặc cũng có thể là bài toán phụ cho bài toán lớn hơn.
Ví dụ 1. Cho 2,4 g magie phản ứng với HNO3 chỉ thu được 0,56 lít khí NxOy là sản phẩm khử duy nhất ở đktc. NxOy là:
B. NO C. N2O A. NO2 D. N2
Mg Mg2+ + 2e xN+5 + x(5 - )
0,1 0,2 x.(5- ).0,025 0,025
ĐLBT e: 0,2 = x.(5- ).0,025 x =2, y = 1 thỏa mãn. CT: N2O
NO2 N+5 nhận một số mol e nhất định. NO N2O N2
Nhận xét: Bài toán cho kim loại M hóa trị n tác dụng với HNO3 tạo ra V lít khí sản phẩm khử khí NxOy duy nhất (đktc). Khi tạo sản phẩm khử là khí: N+5 + 1e N+5 + 3e N+5 + 8e N+5 + 10e ae M Mn+ + ne
a = a = 1: Sản phẩm khử là NO2, a = 3: Sản phẩm khử là NO, a = 8: Sản phẩm khử
là N2O, a = 10: Sản phẩm khử là N2.
=> SP khử là N2O
Ví dụ 2: Cho một kim loại M tác dụng với HNO3 thu được chất khí NxOy ( sản phẩm khử duy nhất). Biết tỉ khối của NxOy với khí hidro là 22. NxOy là:
B. NO C. N2O A. NO2 D. N2
( đvC) = 14.x + 16 y x = 2, y =1 (thỏa mãn) NxOy là: N2O.
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
1
A. 2,24 B. 4,48 C. 5,6 D. 3,36.
Gọi: Số mol Fe, Cu là x mol. Ta có 56.x + 64.x =12 x = 0,1.
Đặt số mol NO, NO2 lần lượt là x, y mol
Fe3+ + 3e N+5 + 3e N+2 Fe
0,1 0,3 3x x
Cu Cu2+ + 2e N+5 + 1e N+4
0,1 0,2 y y
ĐLBT e: 3x+ y = 0,5 (1)
19 (2)
Từ (1) và (2) x = y =0,125 (mol) x + y = 0,25 mol = 0,25.22,4 =5,6 lít
Bài tập.
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 9,6 g bột đồng vào dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NxOy ở điều kiện tiêu chuẩn ( NxOy là sản phẩm khử duy nhất) . NxOy là:
B. NO A. NO2 C. N2O D. N2
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 10,8 g nhôm vào dung dịch HNO3 dư thu được 3,36 lít khí NxOy ở điều kiện tiêu chuẩn ( NxOy là sản phẩm khử duy nhất) . NxOy là:
B. NO A. NO2 C. N2O D. N2
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn một mẩu Magie vào dung dịch HNO3 dư thu được 1,12 lít khí NxOy
(sản phẩm khử duy nhất) ở đktc và dung dich Y. Cô cạn dung dich Y thu được 29,6 g chất rắn. NxOy là:
B. NO A. NO2 C. N2O D. N2
Câu 4: Hòa tan hoàn toàn một mẩu nhôm vào dung dịch HNO3 dư thu được 1,12 lít khí ( sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung dịch Y. Cô can dung dịch Y thu được 35,5 g muối nhôm nitrat. Khí thoát ra là:
B. NO A. NO2 C. N2O D. N2
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
2
C. S A. SO3 B. SO2 D. H2S
Câu 6: Hòa tan hoàn toàn 10,8gam nhôm vào H2SO4 đặc nóng dư, thu được V lít khí mùi sốc thoát ra ở đktc. V có giá trị là?
B. 11,2 A. 13,44
D. Đáp án khác. C. 14,56
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn 16,2 g nhôm vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được V lít khí N2 và N2O có tỉ khối so với H2 là 18. Tính V? ( Biết không sinh ra muối amoni).
B. 3,36 A. 2,24
D. Đáp án khác. C. 4,48
Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 5,6 g Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được V lít khí NxOy ( sản phẩm khử duy nhất). Biết = 15. Khí NxOy và V lần lượt là:
A. NO; 22,4 B. N2O; 2,24
D. Đáp án khác. C. NO;3,36
Câu 9: Hòa tan hoàn toàn kim loại Mg vào dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được V lít khí SO2 (đktc ) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 12 g chất rắn. V = ?
B. 1,12 A. 11,2
D. Đáp án khác. C. 2,24
Câu 10: Hòa tan hoàn toàn kim loại sắt vào dung dịch HNO3 đặc nóng, thu được V lít khí NO ở đktc. Cô cạn dung dịch thu được 12,1 g muối nitrat. Tính V?
B. 2,24 A. 1,12
D. Đáp án khác. C. 3,36
Dạng 3: Tìm tên kim loại, khối lượng kim loại khi tham gia phản ứng oxi hóa khử.
Ví dụ 1: Cho 3,024 g một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng, thu được 940,8 ml khí NxOy ( sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối với H2 bằng 22. Khí NxOy và kim loại M là?
A. NO; Mg C. N2O; Al B. NO2; Al D. N2O; Fe
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
3
(mol)
( đvC) = 14.x + 16 y x = 2, y =1 (thỏa mãn) NxOy là: N2O.
M Mn+ + ne 2N+5 + 8e
0,036 0,042 ( mol).
= 0,036 M = Áp dụng ĐLBT e: ne nhường = ne nhận
n là hóa trị ( số oxi hóa của kim loại ) nhận giá tri 1, 2 hoặc 3
N 1 2 3
M 9 ( loại) 18 ( loại) 27( Al)
M ( kim loại)
Nhận xét: Bài toán cho m g kim loại chưa biết hóa trị phản ứng với HNO3, H2SO4 biết sản phẩm khử và số mol sản phẩm khử. Áp dụng ĐLBT e để tìm ra M ( phụ thuộc n: hóa trị- số oxi hóa kim loại). Xét n = {1,2,3} tìm ra M thoản mãn. Những bài toán cho sẵn n thì chúng ta cũng làm tương tự. Thay n bài cho Ngoài cách là theo ĐLBT e chúng ta có thể làm theo PP cân bằng PT phản ứng. Tính toán số mol theo PT. Lập mối liên hệ giữa M với số mol và khối lượng chất M.
Ví dụ 2: Cho m g kim loại M phản ứng với H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 lít khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 16 g muối sunfat. Kim loại M là:
A. Al B. Zn C. Cu D. Fe
( mol).
2M + 2nH2SO4, đặc M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
0,1 (mol)
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
4
n là hóa trị kim loại nhận các giá trị 1, 2 hoặc 3.
N 1 2 3
M 128 ( loại) 64 ( Cu) 128/3 (loại)
Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO3 loãng thì thu được hỗn hợp gồm 0,015 mol khí N2O và 0,01 mol khí NO ( phản ứng không tạo muối amoni ). Giá trị của m là:
A. 13,5 gam. B. 1,35 gam. C. 0,81 gam. D. 8,1 gam.
Al Al3+ + 3e 2N+5 + 8e Áp dụng ĐLBT e: ∑ne nhường =∑ ne nhận.
x 3x 0,12 0,015 (mol) 3x = 0,12+ 0,03 x = 0,05 (mol)
N+5 + 3e N+2 m Al = 0,05.27 = 1,35 g
0,03 0,01 ( mol)
Bài tập:
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 6,4 g một kim loại M trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,24 lít khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất. Kim loại M là:
A. Al B. Fe C. Cu D. Zn
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 10,8 g một kim loại trong dung dịch HNO3 loãng dư thu được 2,688 lít khí N2 ( sản phẩm khử duy nhất- đktc). Tìm tìm tên kim loại.
A. Al B. Fe C. Cu D. Zn
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 2,7 một kim loại M và dung dịch HNO3 loãng dư. Thu được 21,3 g một muối nitrat duy nhất. Tên kim loại là:
A. Al B. Fe C. Cu D. Zn
Câu 4: Hòa tan hoàn toàn một kim loại M trong dung dịch HNO3 loãng dư, Sau phản ứng thu được 2,24 lít khí N2O ở đktc là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y thu được 75,6g muối nitrat. Kim loại M là?
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
5
B. Fe C. Cu D. Zn
Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 25,6 g một kim loại M trong dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 8,96 lít hỗn hợp khí ở đktc gồm NO và NO2 có tỉ khối so với H2 là 19. Kim loại M là?
A. Al B. Fe C. Cu D. Zn
Câu 6: Hòa tan hoàn toàn 9 g một kim loại vào trong dung dịch HNO3 loãng dư thu được 5,6 lít khí ở đktc gồm N2O và NO có tỉ khối so với H2 là 16,4. Kim loại M là?
A. Al B. Fe C. Cu D. Zn
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn m g kim loại M vào trong dung dịch H2SO4 đặc nóng,dư thu được 3,36 lít khí ở đktc có tỉ khối so với H2 bằng 32 và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 20 g muối sunfat. Tên kim loại và khối lượng m là?
A. Al; 2,7 B. Fe; 5,6 C. Cu; 9,6 D. Zn; 6,5
Câu 8: Hoàn tan hoàn toàn 12 g hỗn hợp bột kim loại gồm Cu và kim loại M ( tỉ lệ mol 1:1) vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 5,6 lít khí SO2 ( sản phẩm khửu duy nhất ở đktc). Kim loại M là?
A. Al B. Fe C. Ni D. Zn
Câu 9: Hòa tan hoàn toàn m g kim loại Mg vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 4,48 lít khí gồm N2 và N2O có tỉ khối so với O2 là 1,125 và dung dịch Y không chứa muối amoni. Gía trị của m là?
A. 24 B. 21,6
C. 43,2 D. Đáp án khác.
Câu 10: Hòa tan hoàn toàn m g kim loại Mg vào dung dịch HNO3 rất loãng, thu được dung dịch Y và không thấy khí thoát ra. Nhỏ NaOH dư vào dung dịch Y thu được kết tủa màu trắng và 3,36 lít khí mùi khai thoát ra ở đktc. Gía trị của m là?
A. 24 B. 21,6 C. 14,4 D. Đáp án khác.
Dạng 4: Tính khối lượng muối nitrat, muối sunfat khi cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại phản ứng với HNO 3, H2SO4 đặc nóng.
Ví dụ 1: Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 0,896 l hỗn hợp gồm NO và NO2 . Tính tổng khối lượng muối nitrat sinh ra (Biết không tạo ra muối amoni và các khí đo ở đktc). có
A. 9,41 gam. B. 10,08 gam. C. 5,07 gam. D. 8,15 gam.
mol (mol). Đặt:
mol
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
6
Ta có :
N+5 + 3e NO ∑ne nhận = 0,03 + 0,03 = 0,06 ( mol)
Cu, Mg, Al 0,03 0,01 Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Al(NO3)3
N+5 + 1e Theo ĐL BT điện tích: NO2 = nenhận = 0,06 mol.
0,03 0,03 = 1,35 + 0,06.62 =5,07 ( gam) mmuối = mkl +
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cơ cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là:
A. 97,98 B. 106,38 C. 38,34 D. 34,08
= 0,06 ( mol). (mol).
Ta có:
Al Al3+ + 3e N+5 + 8e N2O Ta thấy: ∑ne nhường > ∑ne nhận Có SPK NH4NO3.
0,46 1,38 0,24 0,03 (mol) Số mol e N+5 nhận về SP NH4NO3 là:
N+5 + 10e N2 1,38 – 0,24-0,3= 0,84 (mol)
0,3 0,03 (mol) N+5 + 8e N-3 ( NH4NO3)
0,84 0,105
+ = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 gam. mmuối =
Biểu thức tổng quát: mmuối = mAl + +
= mAl + 62.ne nhường + 80/8 ( ne nhường - ∑ne khí nhận).
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
7
B. 19,6 C. 30,5 D. Đáp án
A. 29,2 khác.
( mol).
Cu, Fe
S+6 + 2e S+4 Cu2+,Fe3+ ( CuSO4, Fe2(SO4)3)
0,2 0,1 (mol) ne nhận = 0,1 ( mol)
= 10 + 96.0,1 = 19,6 (gam) m muối = mhh + 96.
Không có NH4NO3
( ne nhường - ∑ne khí nhận): 8 Có NH4NO3.
Nhận xét: 1.Bài cho dữ kiện tính được số mol e nhường và số mol khí – không cho dữ kiện để suy ra có SP khử NH4NO3.Ta phải kiểm tra xem có NH4NO3 hay không. ( NH4NO3 góp vào muối hoặc bài hỏi có tạo SP NH4NO3 hay không?) - Nếu: ne nhường = ∑ne khí nhận - Nếu: ne nhường > ∑ne khí nhận 2. Bài toán cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại phản ứng với HNO3 ( xác định được số mol e kim loại/hh kim loại nhường) phản ứng hoàn toàn với HNO3 dư. Tính khối lượng muối. Ta có CT tính nhanh sau (CT không cần kiểm tra có NH4NO3, vì nếu không có nó sẽ góp 0 vào BT). mmuối = m kl/hhkl + 62.ne nhường + 10 ( ∑ne nhường - ∑ne nhận ). 3.Bài toán cho kim loại hoặc hỗn hợp kim loại phản ứng với H2SO4. Tính khối lượng muối ta có CT tính nhanh sau. mmuối = mkl/hhkl + 48.∑nenhận ( + 48.∑n e nhường)
Bài tập:
C.2,24; 20,8 B. 1,12;16 D. Đáp án
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 6,4 gam Cu vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được V lít khí SO2 SP khử duy nhất ở đktc và dụng dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối. Gía trị của V là m lần lượt là: A. 2,24; 16 khác.
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 10 g hỗn hợp gồm Mg, Cu, Fe, Al vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được 4,48 lít khí SO2 sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Khối lượng muối sunfat thu được là:
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
8
B. 22,8 gam C. 28,3 gam D. Không xác định
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 10 g hỗn hợp gồm Mg, Cu, Fe, Al vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được 1,12 lít khí SO2 và thấy xuất hiện 1,6 gam chất rắn màu vàng. Khối lượng muối sunfat thu được là:
B. 22,8 gam C. 23,8 gam D. Không xác định
A. 29,2 gam được.
Câu 4: Cho 17,1 gam hỗn hợp gồm Mg, Cu, Fe, Al (có số mol bằng nhau ) vào dung dịch H2SO4 đặc nguội, cho tới khi phản ứng hoàn toàn thu được V lít SO2 SP khử duy nhất ở đktc. Gía trị của V, và khối lượng muối sunfat thu được là:
A. 4,48; 28 gam B. 11,2; 65,1 gam
C. 4,48; 65,1 gam D.11,2;28 gam.
Câu 5: Hoàn tan hoàn toàn 1,62 g nhôm vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được 448 ml khí ở đktc 2 khí N2 và N2O ( có tỉ lệ mol 1:1). Khối lượng muối nitrat thu được sau khi phản ứng là:
A. 12,78 gam B. 127,8 gam C. 17,28 gam D. 13,59 gam.
Câu 6: Hoàn tan hoàn toàn 2,7 gam nhốm vào dung dịch HNO3 loãng dư. Sau khi phản ứng thu được 448 ml khí ở đktc 2 khí N2 và N2O ( có tỉ lệ mol 1:1). Khối lượng muối nitrat thu được sau khi phản ứng là:
A. 22,5 gam. B. 21,3 gam C. 25,2 gam D. 23,1 gam
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn 2,7 gam nhôm vào dung dịch HNO3 loãng dư. Sau khi phản ứng thu được 448 ml khí ở đktc gồm N2 và N2O, hh này có tỉ khối so với O2 là 1,125. Khối lượng muối amoni thu được sau phản ứng là:
A. 22,5 gam B. 1,2 gam C. 21,3 gam D. 0 gam.
Câu 8: Hòa toan hoàn toàn 17,1 g hỗn hợp gồm Mg, Al, Cu, Fe ( có số mol bằng nhau) vào dung dịch HNO3 loãng nguội. thu được 15,68 lít khí NO duy nhất ở đktc. Khối lượng muối thu được sau khi phản ứng là:
A. 147,3 gam B.139 gam C. 143,7 gam D. 193 gam.
= 36. Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng. ( Biết phản ứng không tạo
Câu 9: Hòa tan 2,5 gam hỗn hợp gồm Mg, Cu, Al, Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 448 ml khí gồm N2 và N2O có ra muối amoni).
A. 10,87 gam B. 13,66 gam C. 16,6 gam D.10.78 gam.
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
9
= 38. Dung dịch sau khi phản ứng đem cô cạn thu được 3,84 g rắn,
B. 1,2 gam C. 0,8 gam D. Đáp án
A. 1gam khác.
Dạng 5: Tính lượng axit tham gia phản ứng.
Ví dụ 1: Cho hỗn hợp Cu tác dụng với 200 ml HNO3 vừa đủ được 0,896 l hỗn hợp gồm NO. Tính nồng độ mol HNO3 tham gia phản ứng. (Biết phản ứng không tạo ra muối amoni và các khí đo ở đktc).
A. 0,4M B. 0,8M C. 0,5M D. 0,3 M
= 0,04 ( mol).
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
0,16 0,04 ( mol)
= = 0,8 M. CM =
Ví dụ 2: Cho hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với 200 ml HNO3 vừa đủ được 0,896 l hỗn hợp gồm NO và NO2 có 38 . Tính nồng độ mol HNO3 tham gia phản ứng. (Biết phản ứng không tạo ra muối amoni và các khí đo ở đktc).
A. 0,4M B. 1,2M C. 0,6M D. 0,3 M
(mol). Đặt:
Ta có :
N+5 + 3e NO ∑ne nhận = 0,06 + 0,02 = 0,08 ( mol)
Cu, Mg, Al 0,06 0,02 Cu(NO3)2, Mg(NO3)2, Al(NO3)3
N+5 + 1e Theo ĐL BT điện tích: NO2 = nenhận = 0,08 mol.
0,02 0,02
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
10
ban đầu đóng 2 vai trò vào muối: 0,08 mol vào muối, và vào SP khử NO, NO2:( 0,02 NO +
= 0,08 + 0,04 = 0,12 ( mol). 0,02 NO2) : 0,04 mol.
= = 0,6 (M)
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn một thanh magie vào 500 ml dung dich HNO3 vừa đủ, thu được dung dich Y không thấy khí thoát ra. Dung dịch Y phản ứng với NaOH, đun nóng thu được 0,224 lít khí mùi khai. Tính nồng độ dung dịch HNO3 đã dùng.
A. 0,2 M B.0,3M C. 1,4M D. 0,5M
( mol).
4Mg + 10HNO3 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 5H2O
0,1 0,01 ( mol).
NH4NO3 + NaOH NH3 + NaNO3 + H2O
0,01 0,01 (mol)
0,2 ( M)
Ví dụ 4: Cho Cu phản ưng hoàn toàn với H2SO4 đặc nóng vừa đủ, thu được 1-,12 lít khí SO2 ở đktc là SP khử duy nhất. Tính số khối lượng dung dịch H2SO4 cần dùng. ( Biết nồng độ axit H2SO4 dùng là 98%)
A. 9,8 gam B. 10 gam C. 11 gam D. 9,9 gam
0,05 (mol). n
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O
0,1 0,05
= 0,1. 98 = 9,8 gam
m = = 10 ( ga
Nhận xét: Ở ví dụ 1:
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
11
Ở ví dụ 2: .
= 0,16 ( mol) + 3e NO + 2H2O
Ở ví dụ 1 và 2: Ta có cách làm khác, cân bằng phương trình ion proton ( mối quan hệ của H+ ban đầu và sản phẩm khử). Ví dụ 1: H+ + Ví dụ 2: Sau khi tính số mol NO, NO2 viết phương trình ion- proton.
4H+ + + 3e ( mol) NO + 2H2O
2H+ + + 1e NO2 + H2O
Cách làm chung cho dạng bài tìm số mol ( nồng độ) axit HNO3 phản ứng. Ta có thể dựa vào phương trình ion proton:
2H+ + + 1e ∑n = 2.n NO2 + H2O
4H+ + + 3e + 4.n NO + 2H2O
10 H+ + 2 + 8e + 10.n N2O + 5H2O
12H+ + 2 + 10e + 12.n N2 + 6H2O
10H+ + 2NO + 8e + 10.n NH4NO3 + 3H2O
Cách làm chung cho bài toán tìm số mol H2SO4 đặc tham gia phản ứng. Dựa vào PT ion proton
4H+ + + 2e ∑n = n SO2 + 2H2O
8H+ + SO + 6e S + 4H2O + 4.nS
2H+ + SO + 8e + 5.n H2S + 4H2O
Bài tâp:
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 9,6 g bột đồng vào 500 ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ, thấy thoát ra V lít khí. Gía trị của a, V là?
A. 0,8;2,24 B. 0,8; 3,36 C. 1;2,24 D. 0,5;2,24
Câu 2: Để hòa tan vừa hết 9,6 gam Cu cần phải dùng V ml lít dung dịch HNO3 2M, sau phản ứng thu được V1 lít khí NO (ở đktc).( là sản phẩm khử duy nhất). Vậy V và V1 có giá trị là:
A. 100 ml và 2,24 lít B. 200 ml và 2,24 lít
C. 150 ml và 4,48 lít D. 250 ml và 6,72 lít
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
12
A. 0,12 lít B. 0,28 lít C. 0,36 lít D. 0,48 lít.
Câu 4: Cho m gam Al tác dụng vừa đủ với 2,0 lít dd HNO3 a M thu được 5,6 lít hỗn hợp khí X (ở đktc) gồm N2O và khí Y. Biết tỉ khối của X so với H2 bằng 22,5. Nồng độ mol/l của dd HNO3 (a) có giá trị bằng:
A. 0,2M B. 0,4M C. 0,6M D. 0,75M
Câu 5: Cho hỗn hợp gồm các kim loại Mg, Zn, Al tan hoàn toàn trong 500 ml dung dÞch HNO3 loãng vừa đủ thu được dung dịch Y và hỗn hợp Z gồm 0,2 mol NO và 0,1mol N2O. Nồng độ dung dịch HNO3 cần dùng là:
A. 3,6M B. 1,8M C. 0,8M D. 4,2M
Câu 6: Hòa tan hoàn toàn một kim loại vào trong dung dịch H2SO4 đặc nóng 98% vừa đủ. Thu được 2,24 lít khí SO2. Khối lượng dung dịch H2SO4 cần lấy là:
A. 19,6 gam B. 20 gam C. 19,8 gam D. 19,2 gam.
Câu 7: Hòa tan hoàn toàn 6,4 g Cu vào dung dịch H2SO4 đặc nóng 98% vừa đủ. Khối lương dung dịch H2SO4 cần dùng là:
A. 19,6 gam B. 20 gam C. 19,8 gam D. 19,2 gam
Câu 8: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp các kim loại vào dung dịch HNO3 đặc nóng ( 68%) thu được 5,6 lít khí NO2 là sản phẩm khử duy nhất. Khối lượng dung dịch HNO3 cần lấy là:
A. 31,5 gam B. 21,42 gam C. 46,32 gam D. 31,6 gam.
Câu 9: Hòa tan hoàn toàn 10,2 hỗn hợp các kim loại gồm Mg, Al vào dung dịch H2SO4 đặc nóng (98%) thu được 58,2 g muối sunfat và khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất thoát ra. Tính khối lượng H2SO4 tham gia phản ứng.
A. 98 gam B. 89 gam C. 100 gam D. 10,0 gam
Câu 10: Hỗn hợp 12g kim loại gồm Cu, Fe được hoàn tan trong 500 ml HNO3 vừa đủ. Thu được 43 gam muối nitrat và hỗn hợp gồm NO, NO2 có tỉ khối so với H2 là 19. Nồng độ HNO3 đã dùng là:
B. 1,5M A. 1M
D. Đáp án khác. C. 1,2M
Dạng 6: Hợp chất tác dụng với HNO3, H2SO4 đặc.
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
13
Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn hh gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dd X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là:
A. 0,04. B. 0,075. C. 0,12. D. 0,06.
X + HNO3
Dung dịch X chỉ chứa muối sunfat. Theo ĐLBT Điện tích ∑nđiện tích dương = ∑nđiện tích âm.
3.0,12 + 2.2a = 2 ( 0,24 + a) a = 0,06 ( mol)
Ví dụ 2: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 38,72. B. 35,50. C. 49,09. D. 34,36.
(mol).
11,36 gam 56x + 16y = 11,36 (1) Quy đổi: 11,36 gam Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4
Bảo toàn electron.
+ 3e
Fe3+ + 3e O + 2e O2- Fe ĐLBT e: n e nhường = n e nhận 3x y 2y ( mol) x 3x = 2y + 0,18 (2) N+5 N+2 (NO)
0,18 0,06 ( mol)
Từ (1) và (2) x = 0,16 mol Muối thu được : Fe(NO3)3: 0,16 mol
= n.M= 0,16.242 = 38,72 (gam)
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
14
A. 2,52. B. 2,22. C. 2,62. D. 2,32.
(mol).
11,36 gam 56x + 16y = 3 (1) Quy đổi: 3 gam Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4
Bảo toàn electron.
+ 3e
Fe3+ + 3e O + 2e O2- Fe ĐLBT e: n e nhường = n e nhận x 3x y 2y ( mol) 3x = 2y + 0,075 (2) N+5 N+2 (NO)
0,075 0,025 ( mol)
Từ (1) và (2) x = 0,045 mol m = 0,045.56 = 2,52 ( gam)
Ví dụ 4: Đốt 5,6 gam Fe trong không khí, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho toàn bộ X tác dụng với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:
A. 18,0. B. 22,4. C. 15,6 D. 24,2.
Sơ đồ hóa bài toán.
0,1 mol Fe Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe(NO3)3
= 0,1 mol = 24,2 (gam)
Bài tập:
Câu 1: Hoà tan m gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được khí NO duy nhất. Nếu đem khí NO thoát ra trộn với O2 vừa đủ để hấp thụ hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO3. Biết thể tích oxi phản ứng là 0,336 lit (đktc). Giá trị của m là:
A. 34,8g B. 13,92g C. 23,2g D. 20,88g.
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 11,6 gam FeCO3 vào dung dịch HNO3 đặc thu được khí NO2 là sản phẩm khử duy nhất. Tính thể tích khí thoát ra. ( Biết các khí đo ở đktc).
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
15
B. 22,4 lít C. 4,48 lít D. 1,12 lít
Câu 3: Oxi hóa hoàn toàn 0,728 gam bột Fe ta thu được 1,016 gam hỗn hợp hai oxit sắt (hỗn hợp A).Hòa tan hỗn hợp A bằng dung dịch axit nitric loãng dư. Tính thể tích khí NO duy nhất bay ra (ở đktc).
A. 2,24 ml. B. 22,4 ml. C. 33,6 ml. D. 44,8 ml
Câu 4: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 ở nhiệt độ cao một thời gian người ta thu được 6,72 g hỗn hợp gồm 4 chất rắn khác nhau A. Đem hòa tan hoàn toàn hỗn hợp này vào dung dịch HNO3 dư thấy tạo thành 0,448 lit khí B duy nhất 1 khí có tỷ khối so với H2 bằng 15. m nhận giá trị là:
A. 5,56g B. 6,64g C. 7,2g D. 8,8g
Câu 5: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị của m là
A. 52,2. B. 48,4. C. 54,0. D. 58,0.
Câu 6: Nung 8,96 gam Fe trong không khí được hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3. A hòa tan vừa vặn trong dung dịch chứa 0,5 mol HNO3, bay ra khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Số mol NO bay ra là.
A. 0,01. B. 0,04. C. 0,03. D. 0,02.
Câu 7: Cho a gam hỗn hợp gồm FeO, CuO, Fe3O4 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ là 250ml dung dịch HNO3, khi đun nóng nhẹ được dung dịch B và 3,136 lit hỗn hợp khí C( đktc) gồm NO2 và NO có tỷ khối so với H2 bằng 20,143. a nhận giá trị là:
A. 46,08g B. 23,04g C. 52,7g D. 93g
Câu 8: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm FeS2, Cu2S vào dung dịch HNO3 sau khi phản ứng thu được dung dịch X chỉ chứa hai chất tan với tổng khối lượng là 43,2 gam. Gía trị của m là?
A. 24 B. 26,4 C. 7,84 D. 33,6
Câu 9: Hòa tan hoàn toàn CuFeS2 vào dung dịch HNO3 đặc nóng dư. Thu được 24,64 lít khí NO2 là sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Dung dịch thu được đem đi cô cạn thu được m g muối khan. Gía trị của m là:
B. 34,7 gam A. 37,4 gam
D. Đáp án khác. C. 31,2 gam
Câu 10: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 và Cu2S vào dung dich HNO3 đặc nóng thu được 22,4 lít khí NO2 duy nhất và dung dịch Y chỉ chưa 2 muối tan. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn. Gía trị của m là:
B. 16,5 gam A. 15,6 gam
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
16
D. Đáp án khác.
Dạng 7: Bài toàn kết hợp với dãy điện hóa.
Ví dụ 1: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hoà tan tối đa m gam Cu. Giá trị của m là:
A. 1,92. B. 3,20. C. 0,64. D. 3,84.
.
Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O
0,12 0,4 0,1.
Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2
0,02 0,1
Fe3+ dư : 0,06.
2Fe3+ + Cu 2Fe2+ + Cu2+
0,06 0,03 = 0,03.64 = 1,92 ( gam).
Cu2+ + 2Fe2+. Fe2+, Fe3+. Thì Cu bị hòa tan theo PT: Cu + 2Fe3+ Fe3+, HNO3 dư. Thì Cu bị hòa tan theo 2 PT 2Fe2+ + Cu2+ Chú ý: Những bài toàn cho Fe + HNO3 loãng SP khử là NO. Hỏi dung dịch thu được có thể hòa tan tối đa bao nhiêu mol Cu ( khối lượng). Thường có 2 TH. 1. TH1: Fe + HNO3 2. TH2: Fe + HNO3 2Fe3+ + Cu 8H+ + 3Cu + 2NO 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Ví dụ 2 : Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO)
A. 1,0 lít. B. 0,6 lít. C. 0,8 lít. D. 1,2 lít.
PT P.Ư: 3M + 8HNO3 3M(NO3)2 + 2NO + 4H2O ( M là Fe, Cu).
0,3 0,8 mol
V = 0,8: 1 = 0,8 lít
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
17
Những dạng bài tập hỏi thể tích HNO3 bé nhất để hòa tan hỗn hợp kim loại thường có Fe, và kim loại khác. Nếu là kim loại lên số oxi hóa 2 các bạn có thể làm như trên. Hoặc viết phương trình phân tử cho các chất hoặc dùng ĐLBT e n .
Fe3+ . Thể tích HNO3 lớn nhất hòa tan vừa đủ thì phản ứng Fe Nếu HNO3 bế nhất hòa tan Fe3+( Fe2O3, Fe(OH)3), Cu: Phản ứng tạo ra Fe2+, Cu2+
Ví dụ 3: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 151,5. B. 137,1. C. 97,5. D. 108,9.
61,2 gam dd Y + 2,4 g kim loại không tan + 0,15 mol NO.
HH phản ứng còn 2,4 gam kim loại không tan là Cu SP là Fe2+, Cu2+
Bài toán quy về:
61,2 – 2,4 = 58,8 g Fe2: 3x mol + Cu2+: y mol + NO: 0,15 mol.
232 x + 64 y = 58,8 (1)
ĐLBT e: 2x+ 0,45 =2y (2) Fe + 2e Cu Cu2+ + 2e 3Fe2+
Từ (1) và (2) x 2x (mol) y 2y x = 0,15; y = 0,375. N+5 + 3e N2+ (NO)
0,45 0,15 (mol)
mmuối = 3.0,15. (56 + 62.2) + 0,375.(64+ 62.2) =151,5 (gam)
Cô Thư - Gia sư/Luyện thi chuyên/Luyện thi ĐH Môn Hóa Học Facebook: https://www.facebook.com/tranthu131091
18
