Cộng đồng chia sẻ tri thức Doc24.vn

Bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3

5bcf788d8e5cfe3d69646d229b38b97c
Gửi bởi: Cẩm Vân Nguyễn Thị vào ngày 2018-09-04 21:29:39 || Kiểu file: PDF Lượt xem: 579 | Lượt Download: 14 | File size: 0 Mb

Nội dung tài liệu Xem trước tài liệu

Link tài liệu:
Tải xuống

Các tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

BÀI TẬP

ẬP HH KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HNO3

 Phương pháp giải:





Khi cho nhiều

ều kim loại tác dụng với cùng

c

một

ột dung dịch HNO3 cần nhớ: Kim loại

càng mạnh

ạnh tác dụng với dung dịch HNO3 càng loãng thì



trong gốc

g NO3- bị



khử

ử xuống mức oxi hoá càng

c

thấp



Nếu đề yêu cầu

ầu xác định thành

th

phần

ần hỗn hợp kim loại ban đầu có thể qua các

bước giải:





Bước

ớc 1: Viết các ph

phương trình phản

ản ứng xảy ra (chú ý xác định sản phẩm

của nitơ

ơ cho đúng), nhớ

nh cân bằng.











Bước

ớc 2: Đặt ẩn số, thường

th

là sốố mol của các kim loại trong hỗn hợp







Bước

ớc 3: Lập hệ ph

phương trình toán học để giải.



Trường hợp bài

ài toán không cho dữ

d kiện để lập phương trình đại

đ số theo số mol và

khối lượng

ợng các chất có trong phản ứng, để ngắn gọn ta nên

n áp dụng

d

phương pháp

bảo toàn electron.







Cơ sở của phương

ương pháp này là: dù các phản

ph ứng oxi hoá - khử

ử có xảy ra như

nh thế

nào nhưng vẫn

ẫn có sự bảo toàn

to electron. Nghĩa là: Tổng

ổng số mol electron m

mà các

chất oxi hoá thu vào.

ào.







Phương pháp này sử

ử dụng khi phản ứng xảy ra là phản

ản ứng oxi hoá - khử đặc biệt

đối với những trường

ờng hợp số các phản ứng xảy ra nhiều và

và phức

ph tạp.







Trước

ớc hết, ta phải nắm đđược thế nào là phản ứng oxi hoá - khử?

ử?







Phản ứng oxi hoá - khử

kh là những

ững phản ứng oxi hoá trong đó có sự cho vvà nhận

electron, hay

ay nói cách khác, trong phản

phản ứng có sự thay đổi số oxi hoá của một số

nguyên tố.



Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!



1











Quá trình ứng với sự cho electron gọi là

là quá trình oxi hoá







Quá trình ứng với sự nhận electron gọi là

l quá trình khử.

ử.



Trong phản

ản ứng oxi hoá - khử: tổng số electron do chất khử như

nhường phải đúng

bằng

ằng tổng số electron mà

m chất oxi hoá nhận.







Từ

ừ đó suy ra: Tổng số mol electron do chất khử nhường

nh ờng bằng tổng số mol electron

mà chất

ất oxi hoá nhận.







Đó chính là nội

ội dung của định luật bảo toàn

to electron.







Điều

ều kiện để có phản ứng oxi hoá - khử: đó là chất

ất oxi hoá mạnh phải tác dụng với

chất

ất khử mạnh tạo thành

th

chất oxi hoá yếu hơn và chất

ất khử yếu hơn.

h







Khi giải toán mà phản

ản ứng xảy ra llà phản ứng oxi hoá - khử,

ử, nhất là

l khi số phản

ứng xảy ra nhiều vàà phức

ph tạp, chúng ta nên viết

ết các quá trinh oxi hoá,

h các quá

trình khử,

ử, sau đó vận dụng Định luật bảo toàn

toàn electron cho các quá trình này.



 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Al trong dung ddịch HNO3 thì thu đư

được 8,96 lít (đktc)

A

hỗn hợp khí A (gồm NO vàà N2O) có tỉ khối d /H2 = 16,75. Tính m.

Hướng dẫn giải

Đặt số mol NO và N2O trong 8,96 l hỗn

h hợp A lần lượt là x và y.

Ta có:

Từ (I, II): x = 0,3 vàà y = 0,1

Các phương trình phản

ản ứng:

Al

0,03mol

8 Al



++ 4HNO

4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O





0,3 mol



+ 30HNO 3 → 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!



2



Vậy

Ví dụ 2: Cho 0,54g bột

ột Al hoà

ho tan hết trong 250 ml dung dịch HNO3 1M. Sau khi phản

ứng xong, thu được

ợc dung dịch A và

v 0,896 lít hỗn hợp khí B gồm NO2 và NO (đo ở đktc).

a) Tính tỉỉ khối của hỗn hợp khí B đối với H2.

b) Tính nồng

ồng độ mol các chất trong dung dịch A thu được.

đ

Hướng dẫn giải

Đặt số mol NO2 và NO trong 0,896 l hỗn hợp khí B lần lượt làà x và 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 được dung dịch Y và hỗn

ỗn hợp khí gồm 0,035 mol N2O; 0,1 mol NO và còn llại 2,8 gam kim

loại. Tìm V?



Hướng dẫn giải

Khi phản ứng với HNO3 Mg sẽ

s phản ứng trước.

Khối lượng

ợng Fe ban đầu = 0,35.56 = 19,6 gam > 2,8 gam => sau phản ứng Fe ddư và muối trong

dung dịch là muối sắt (II).

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!



3



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 còn có NH4NO3

Số mol e do N+5 nhận tạo ra 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 và Mg tan hết trong dung dịch axit HNO3 loãng, đun

nóng nhẹ tạo ra dung dịch X và 448 ml (đo ở 354,90 K và 988 mmHg) hỗn hợp khí Y khô gồm 2

khí không màu, không đổi màu trong không khí. Tỷ khối của Y so với oxi bằng 0,716 lần tỷ khối

của khí cacbonic so với nitơ. Làm khan X một cách cẩn thận thu được m gam chất rắn Z, nung Z

đến khối lượng không đổi thu được 3,84 gam chất rắn T. Tính giá trị của m



Hướng dẫn giải



Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!



4



Ví dụ 5: Cho m gam hỗn hợp gồm hai kim loại Mg và Al có tỉ lệ mol tương ứng là 4:5

vào dung dịch HNO3 20%. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch A

và có 6,72 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2 thoát ra. Thêm một lượng O2 vừa đủ vào

X, sau phản ứng, thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn từ từ Y qua dung dịch NaOH dư thì có

4,48 lít hỗn hợp khí Z thoát ra. Tỉ khối hơi của Z so với H 2 là 20. Mặt khác, cho dung

dịch KOH vào dung dịch A thì lượng kết tủa thu được lớn nhất là (m + 39,1) gam. Biết

các thể tích khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn và lượng HNO3 ban đầu dùng dư 20% so

với lượng cần thiết. Tính nồng độ % của muối Al(NO3)3 trong dung dịch A?

Hướng dẫn giải

Hỗn hợp Z gồm N2 và N2O có M = 40, đặt số mol tương ứng là a, b, ta có hệ:

a + b = 0,2 ; 28a + 44b = 8.

Giải hệ ta  a = 0,05, b= 0,15, từ đó ta có số mol NO = 0,1 mol.

Khi cho KOH vào dung dịch A tạo kết tủa lớn nhất gồm Mg(OH)



2



và Al(OH) 3, theo giả



thiết nếu gọi 4x và 5x lần lượt là số mol của Mg và Al thì ta có tổng số mol OH trong kết

tủa là 23x = 39,1:17 = 2,3. Vậy x = 0,1

 tổng số mol electron do Mg và Al nhường ra = 2,3 mol

Mặt khác từ số mol khí trên thì số mol electron do HNO 3 nhận = 2 mol

 sản phẩm có NH4NO3 = 0,0375 mol

 tổng số mol HNO 3 đã dùng là: 2,3 + 0,05x2 + 0,15x2 + 0,1 + 0,0375x2 = 2,875 mol. Vì

axit lấy dư 20% nên số mol HNO3 đã 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!



5



Ví dụ 6: Hòa tan hỗn hợp X gồm Zn, FeCO 3, Ag bằng lượng dư dung dịch HNO3 thu

được hỗn hợp khí A gồm 2 chất khí có tỷ khối đối với H2 bằng 19,2 và dung dịch B. Cho

B tác dụng hết với dung dịch NaOH dư tạo kết tủa. Lọc kết tủa đem nung ở nhiệt độ cao

đến khối không dổi được 5,64g chất rắn. Tính khối lượng hỗn hợp X, biết trong X khối

lượng FeCO3 bằng khối lượng Zn; mỗi chất trong X khi tác dụng với dụng với dung dịch

HNO3 ở trên chỉ cho 1 sản phẩm khử.

Hướng dẫn giải

M A =19,2.2=38,4 A gồm 2 chất khí, trong đó có CO 2(M= 44>38,4)  khí còn



lại có M<38,4 và là sản phẩm khử HNO3 của các chất trên  đó là NO.

Giả sử trong 1 mol A có x mol CO2 



n NO



Ta có :44x + 30(1-x) = 38,4  x=0,6 hay



=1-x



nCO2 = 3 n NO

2



Gọi a,b,c lần lượt là số mol của Zn, FeCO 3 , Ag trong X  nCO2 =b

Nếu sản phẩm khử chỉ có NO duy nhất

Zn  Zn2+ + 2e

Fe2+  Fe3+ +1e



N +5 + 3e  N+2



Ag  Ag+ + 1e

2a+b+c = 3 n NO 



m Zn m FeCO3



n NO = 2a  b  c



 65a=116b  a > b 



 Trái với kết quả



nCO2 =



3



n NO > b+ c >b = nCO2

3



3

n vậy sản phẩm khí ngoài NO còn có NH 4NO3.

2 NO



Sản phẩm đó chỉ có thể do Zn khử.

4Zn + 10HNO3  4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (1)

3FeCO3 + 10 HNO3  3Fe(NO3)3+ NO + 3 CO2  +5 H2O (2)



Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!



6



3Ag + 4 HNO3  3AgNO3 + NO + 2 H2O (3)

2

3





Dung dịch B chứa Fe , Ag , Zn , H , NH 4  , NO3 . Khi tác dụng với dung





dịch NaOH dư

H+ + OH-  H2O





NH 4 + OH-  NH3  +H2O

Fe 3 + 3OH-  Fe(OH)3 



Zn 2  + 4OH-  Zn O2 2 + 2H2O

2Ag+ + 2OH-  Ag2O + H2O

Nung kết tủa:2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O

2Ag 2O  4Ag + O2

Chất rắn thu được là:Fe2O3 , Ag

b=



3 bc

(

)

3

2



160



b

+ 180c= 5,64

2



=> 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!



7