BÀI TẬP ẬP HH KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HNO3  Phương pháp giải:  Khi cho nhiều ều kim loại tác dụng với c ột dung dịch HNO3 cần nhớ: Kim loại mạnh ạnh tác dụng với dung dịch HNO3 loãng gốc g NO3- bị khử xuống mức oxi hoá c thấp Nếu đề yêu cầu ầu xác định thành th phần ần hỗn hợp kim loại ban đầu qua bước giải:  Bước ớc 1: Viết phương ph trình phản ản ứng xảy (chú ý xác định sản phẩm nitơ cho đúng), nh nhớ cân   Bước ớc 2: Đặt ẩn số, thường th số ố mol kim loại hỗn hợp  Bước ớc 3: Lập hệ phương ph trình toán học để giải Trường hợp ài toán không cho d kiện để lập phương trình đại đ số theo số mol khối lượng ợng chất có phản ứng, để ngắn gọn ta nên n áp dụng d phương pháp bảo toàn electron  Cơ sở phương ương pháp là: dù phản ph ứng oxi hoá - khử có xảy nh ẫn có bảo toàn to electron Nghĩa là: Tổng số mol electron mà m chất oxi hoá thu vào  Phương pháp sử dụng phản ứng xảy phản ản ứng oxi hoá - khử đặc biệt trường ờng hợp số phản ứng xảy nhiều và phức ph tạp  Trước ớc hết, ta phải nắm đđược phản ứng oxi hoá - khử? ử?  Phản ứng oxi hoá - khử kh ững phản ứng oxi hoá có cho vvà nhận electron, hay ay nói cách khác, phản phản ứng có thay đổi số oxi hoá số nguyên tố Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!   Quá trình ứng với cho electron gọi là trình oxi hoá  Quá trình ứng với nhận electron gọi l trình khử Trong phản ản ứng oxi hoá - khử: tổng số electron chất khử nhường phải ằng tổng số electron mà m chất oxi hoá nhận  Từ suy ra: Tổng số mol electron chất khử nhường nh ờng tổng số mol electron mà chất ất oxi hoá nhận  Đó nội ội dung định luật bảo toàn to electron  Điều ều kiện để có phản ứng oxi hoá - khử: chất ất oxi hoá mạnh phải tác dụng với chất ất khử mạnh tạo thành th chất oxi hoá yếu chất ất khử yếu h  Khi giải toán mà phản ản ứng xảy l phản ứng oxi hoá - khử, ử, llà số phản ứng xảy nhiều vàà phức ph tạp, nên viết ết trinh oxi hoá, h trình khử, ử, sau vận dụng Định luật bảo toàn toàn electron cho trình  Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Al dung dịch d HNO3 thu đư 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí A (gồm NO vàà N2O) có tỉ khối dA/H2 = 16,75 Tính m Hướng dẫn giải Đặt số mol NO N2O 8,96 l hỗn h hợp A x y Ta có: Từ (I, II): x = 0,3 vàà y = 0,1 Các phương trình phản ản ứng: Al 0,03mol Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O ← 0,3 mol + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O↑ ← (1) + 15H2O (2) 0,1 mol Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Vậy Ví dụ 2: Cho 0,54g bột ột Al hoà ho tan hết 250 ml dung dịch HNO3 1M Sau phản ứng xong, thu ợc dung dịch A v 0,896 lít hỗn hợp khí B gồm NO2 NO (đo đktc) a) Tính tỉỉ khối hỗn hợp khí B H2 b) Tính nồng ồng độ mol chất dung dịch A thu đđược Hướng dẫn giải Đặt số mol NO2 NO 0,896 l hỗn hợp khí B làà x y Ta có : Các phương trình phản ản ứng: Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O x /3 2x x /3 ← xmol Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO↑ + 3H2O y 4y y ← (a) (b) ymol Vậy Ví dụ 3: Cho hỗn ỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg, 0,35 mol Fe phản ứng với V lít dung dịch HNO3 1M thu dung dịch Y hỗn ỗn hợp khí gồm 0,035 mol N2O; 0,1 mol NO llại 2,8 gam kim loại Tìm V? Hướng dẫn giải Khi phản ứng với HNO3 Mg s phản ứng trước Khối lượng ợng Fe ban đầu = 0,35.56 = 19,6 gam > 2,8 gam => sau phản ứng Fe ddư muối dung dịch muối sắt (II) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Số mol Fe phản ứng = 0,35 – 2,8 =0,3 mol 56 Quá trình oxh: Fe  Fe2+ + 2e 0,3 0,6mol Mg  Mg2+ + 2e 0,15  0,3(mol) Quá trình khử: NO3- + 10H+ + 8e  N2O + 5H2O 0,35  0,28  0,035 (mol) NO3- + 4H+ + 3e  NO + 2H2O 0,4  0,3  0,1 (mol) 0,9 mol = ne nhường > ne nhận =0,58 mol => sản phẩm khử có NH4NO3 Số mol e N+5 nhận tạo NH4NO3 là: 0,9 – 0,58 = 0,32 mol NO3- + 10H+ + 8e  NH4+ + 5H2O 0,4  0,32  0,04 (mol) Số mol HNO3 = số mol H+ = 1,15 mol => V= 1,15 lít Ví dụ 4: Cho 2,16 gam hỗn hợp gồm Al Mg tan hết dung dịch axit HNO3 loãng, đun nóng nhẹ tạo dung dịch X 448 ml (đo 354,90 K 988 mmHg) hỗn hợp khí Y khô gồm khí không màu, không đổi màu không khí Tỷ khối Y so với oxi 0,716 lần tỷ khối khí cacbonic so với nitơ Làm khan X cách cẩn thận thu m gam chất rắn Z, nung Z đến khối lượng không đổi thu 3,84 gam chất rắn T Tính giá trị m Hướng dẫn giải Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Ví dụ 5: Cho m gam hỗn hợp gồm hai kim loại Mg Al có tỉ lệ mol tương ứng 4:5 vào dung dịch HNO3 20% Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch A có 6,72 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2 thoát Thêm lượng O2 vừa đủ vào X, sau phản ứng, thu hỗn hợp khí Y Dẫn từ từ Y qua dung dịch NaOH dư có 4,48 lít hỗn hợp khí Z thoát Tỉ khối Z so với H2 20 Mặt khác, cho dung dịch KOH vào dung dịch A lượng kết tủa thu lớn (m + 39,1) gam Biết thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn lượng HNO3 ban đầu dùng dư 20% so với lượng cần thiết Tính nồng độ % muối Al(NO3)3 dung dịch A? Hướng dẫn giải Hỗn hợp Z gồm N2 N2O có M = 40, đặt số mol tương ứng a, b, ta có hệ: a + b = 0,2 ; 28a + 44b = Giải hệ ta  a = 0,05, b= 0,15, từ ta có số mol NO = 0,1 mol Khi cho KOH vào dung dịch A tạo kết tủa lớn gồm Mg(OH)2 Al(OH)3, theo giả thiết gọi 4x 5x số mol Mg Al ta có tổng số mol OH kết tủa 23x = 39,1:17 = 2,3 Vậy x = 0,1  tổng số mol electron Mg Al nhường = 2,3 mol Mặt khác từ số mol khí số mol electron HNO3 nhận = mol  sản phẩm có NH4NO3 = 0,0375 mol  tổng số mol HNO3 dùng là: 2,3 + 0,05x2 + 0,15x2 + 0,1 + 0,0375x2 = 2,875 mol Vì axit lấy dư 20% nên số mol HNO3 lấy là: 3,45 mol => khối lượng dung dịch HNO3 = 1086,75 gam  khối lượng dung dịch sau phản ứng = 1086,75 + 0,4x24 + 0,5x27 - 0,05x28 – 0,15x44 – 0,1x30 = 1098,85 gam; khối lượng Al(NO3)3 = 106,5 gam  C% = 106,5x100 :1098,85 = 9,69% Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Ví dụ 6: Hòa tan hỗn hợp X gồm Zn, FeCO3, Ag lượng dư dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí A gồm chất khí có tỷ khối H2 19,2 dung dịch B Cho B tác dụng hết với dung dịch NaOH dư tạo kết tủa Lọc kết tủa đem nung nhiệt độ cao đến khối không dổi 5,64g chất rắn Tính khối lượng hỗn hợp X, biết X khối lượng FeCO3 khối lượng Zn; chất X tác dụng với dụng với dung dịch HNO3 cho sản phẩm khử Hướng dẫn giải M A =19,2.2=38,4 A gồm chất khí, có CO2(M= 44>38,4)  khí lại có M b   Trái với kết nCO2 = n NO > b+ c >b = nCO2 3 n sản phẩm khí NO có NH4NO3 NO Sản phẩm Zn khử 4Zn + 10HNO3  4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (1) 3FeCO3 + 10 HNO3  3Fe(NO3)3+ NO + CO2  +5 H2O (2) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 3Ag + HNO3  3AgNO3 + NO + H2O (3) 3  Dung dịch B chứa Fe , Ag , Zn 2   , H , NH  , NO3 Khi tác dụng với dung dịch NaOH dư H+ + OH-  H2O  NH + OH-  NH3  +H2O Fe 3 + 3OH-  Fe(OH)3  Zn  + 4OH-  Zn O2 2 + 2H2O 2Ag+ + 2OH-  Ag2O + H2O Nung kết tủa:2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O 2Ag2O  4Ag + O2 Chất rắn thu là:Fe2O3 , Ag b= bc ( ) 160 b + 180c= 5,64 => b=c=0,003  mFeCO3  mZn  0,003.116  3,48 g, m Ag  3,24 g => mX = 10,2g Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!