Các dạng bài tập về Axit Nitric1. Kim loại tác dụng axit nitricLý thuyết và Phương pháp giải

Kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO₃ giải phóng hỗn hợp nhiều sản phẩm.

Bước 1: Nếu tạo ra hỗn hợp khí, thiết lập biểu thức tính M trung bình của hh từ đó rút ra tỉ lệ số mol (hay tỉ lệ thể tích) giữa các khí sản phẩm.

Bước 2: Viết phương trình cho nhận electron của các chất oxi hóa khử.

Bước 3: Sử dụng bảo toàn electron tìm số mol các chất chưa biết.

Bước 4: Tính toán theo yêu cầu bài toán.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho m (g) hỗn hợp Fe và Cu tác dụng hết với 100 ml dung dịch HNO₃ 2,4 M có nung nóng thu được dung dịch A và một khí màu nâu đỏ. Cô cạn dung dịch A thu được 10,48 g hỗn hợp 2 muối khan.

a. Tính m (g)?

b. Cho 2 muối trong dung dịch A tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH. Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH dùng cho phản ứng?

Hướng dẫn:

n_HNO3 = 0,1.2,4 = 0,24 mol;

2H⁺ + NO₃^- + e → NO₂ + H₂O

a. n_NO3^- tạo muối = 0,12 mol

m_muối = m + m_NO3^- = m + 0,12.62 ⇒ m = 10,48 – 7,44 = 3,04 gam

b. Ta có n_N⁺ = n_NO3^- tạo muối = 0,12 mol ⇒ C_M(NaOH) = 0,12/0,2 = 0,6 M

Bài 2: Hoà tan hoàn toàn m gam Al trong dung dịch HNO₃ thì thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí A (gồm NO và N₂O) có tỉ khối d_A/H2 = 16,75. Tính m?

Hướng dẫn:

N_{hh khí} = 8,96 /22,4 = 0,4 mol

n_NO/n_N2O = 3/1 ⇒ n_NO = 0,3 mol và n_N2O = 0,1mol

Các phương trình phản ứng:

Al -3e → Al⁺³ ; N⁺⁵ + 3e → N⁺²; 2N⁺⁵ + 8e → N₂⁺¹

n_Al = (0,1.8 + 0,3.3)/3 = 17/30 mol

Vậy m_Al = 27.17/30 = 15,3 gam

Bài 3: Hòa tan 38,4 gam Cu vào dd HNO₃ loãng dư, thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của V:

Hướng dẫn:

Sử dụng bảo toàn e: n_NO = 38,4/64 . 2/3 = 0,4 mol ⇒ V = 0,4.22,4 = 8,96 lít

Bài 4: Hòa tan hỗn hợp gồm 0,1 mol Al và 0,2 mol Zn bằng 500 ml dd HNO₃ vừa đủ, thu được dd A và không thấy khí thoát ra. Cô cạn dd A thu m gam muối.Giá trị của m:

Hướng dẫn:

Sản phẩm khử là NH₄NO₃ ⇒ n_NH4NO3 = (0,1.3 + 0,2.2)/8 = 0,7/8 mol

m = m_Al(NO3)3 + m_Zn(NO3)2 + m_NH4NO3 = 0,1.213 + 0,2.189 + (0,7/8).80 = 66,1 gam

(mình chỉ biết vậy thôi)

Đáp án:

 

Giải thích các bước giải:

Kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO₃ giải phóng hỗn hợp nhiều sản phẩm.

Bước 1: Nếu tạo ra hỗn hợp khí, thiết lập biểu thức tính M trung bình của hh từ đó rút ra tỉ lệ số mol (hay tỉ lệ thể tích) giữa các khí sản phẩm.

Bước 2: Viết phương trình cho nhận electron của các chất oxi hóa khử.

Bước 3: Sử dụng bảo toàn electron tìm số mol các chất chưa biết.

Bước 4: Tính toán theo yêu cầu bài toán.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Cho m (g) hỗn hợp Fe và Cu tác dụng hết với 100 ml dung dịch HNO₃ 2,4 M có nung nóng thu được dung dịch A và một khí màu nâu đỏ. Cô cạn dung dịch A thu được 10,48 g hỗn hợp 2 muối khan.

a. Tính m (g)?

b. Cho 2 muối trong dung dịch A tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH. Tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH dùng cho phản ứng?

Hướng dẫn:

n_HNO3 = 0,1.2,4 = 0,24 mol;

2H⁺ + NO₃^- + e → NO₂ + H₂O

a. n_NO3^- tạo muối = 0,12 mol

m_muối = m + m_NO3^- = m + 0,12.62 ⇒ m = 10,48 – 7,44 = 3,04 gam

b. Ta có n_N⁺ = n_NO3^- tạo muối = 0,12 mol ⇒ C_M(NaOH) = 0,12/0,2 = 0,6 M

Bài 2: Hoà tan hoàn toàn m gam Al trong dung dịch HNO₃ thì thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí A (gồm NO và N₂O) có tỉ khối d_A/H2 = 16,75. Tính m?

Hướng dẫn:

N_{hh khí} = 8,96 /22,4 = 0,4 mol

n_NO/n_N2O = 3/1 ⇒ n_NO = 0,3 mol và n_N2O = 0,1mol

Các phương trình phản ứng:

Al -3e → Al⁺³ ; N⁺⁵ + 3e → N⁺²; 2N⁺⁵ + 8e → N₂⁺¹

n_Al = (0,1.8 + 0,3.3)/3 = 17/30 mol

Vậy m_Al = 27.17/30 = 15,3 gam