Cho 5 6 gam Fe tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 20

CHUYÊN ĐỀ AXIT HNO3

Cho 5,6 g Fe tác dụng dung dịch HNO3 [dư]

1. Axit nitric đặc tác dụng với kim loại

Axit nitric tác dụng với kim loại trừ Au và Pt tạo muối và nhiều sản phẩm oxihóa khác nhau như NO2, NO, N2O ,N2, NH4NO3

Sản phẩm khử của N+5 sinh ra tùy thuộc vào độ mạnh yếu của kim loại vànồng độ của dung dịch axit, thơng thường thì:

 Dung dịch HNO3 đặc tác dụng với kim loại NO→ 2;

 Dung dịch HNO3 loãng tác dụng với kim loại khử yếu [như: Cu, Pb,

Ag,..] NO;→

 Dung dịch HNO3 loãng tác dụng với kim loại mạnh [như: Al, Mg, Zn,...]

thì N bị khử xuống mức càng sâu [N→ 2, N2O, NH4NO3].

Cách phân biệt các khí sản phẩm sinh ra

 N2O là khí gây cười

 N2 khơng duy trì sự sống, sự cháy

 NO2 có màu nâu đỏ

 NO khí khơng màu nhưng bị oxit hóa thành NO2 màu nâu đỏ

 NH4NO3 khơng sinh ra ở dạng khí, khi cho kiềm vào kim loại thấy có

mùi khai amoniac NH3

NH4NO3 + NaOH NaNO→ 3 +NH3 + H2O

Ví dụ:

 4Fe + 18HNO3 4Fe[NO→ 3]3 + 3N2O + 9H2O [1]

 Fe + 6HNO3đặc nóng Fe[NO→ 3]3 + 3NO2 + 3H2O [2]

Khi giải bài tập về phần axit nitric đặc nóng thường vận dụng bảo toàn e vàbảo toàn nguyên tố.

Chú ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc, nguội.

2. Axit nitric đặc tác dụng với phi kim

C + 4HNO3đặc nóng CO→ 2 + 4NO2 + 2H2O

3. Axit nitric đặc tác dụng với các chất khử khác

4HNO3 + FeCO3 Fe[NO→ 3]3 + NO2↑ + 2H2O + CO2↑

4. Nguyên tắc giải bài tập

Dùng định luật bảo toàn e

Mo M→ n+ + ne => n

e nhường = ne nhận

N+5 + [5-x]e N→ +5

Đặc biệt:

+ Nếu phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm khử N thì ne nhường = Σne nhận

+ Nếu có nhiều chất khử tham gia phản ứng Σne nhường = ne nhận

Trong một số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo toàn điện tích [tổng điện tích dương = tổng điện tích âm] và định luật bảo tồn ngun tố

- Có thể sử dụng phương trình ion – electron hoặc các bán phản ứng để biểu diễn các quá trình.

+ Đặc biệt trong trường hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta có:

nHNO3 [pư] = 2nNO2 = 4nNO = 10 nN2O = 12nN2 = 10nNH4NO3

nNO3- [trong muối] = nNO2 = 3nNO = 8nN2O = 10nN2 = 8nNH4NO3

nHNO3 [pư] = 4nNO + 2nO [trong oxit KL]

4. Bài tập trắc nghiệm minh họa

Ví dụ 1: Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 [dư]. Sau phản

ứng sinh ra V lít khí NO2 [ở đktc, sản phẩm khử duy nhất]. Tính thể tích khí

sinh ra?

A. 6,72 lít B. 13,44 lít C. 3,36 lít D. 10,08 lít

Fe+ 6HNO3 Fe[NO→ 3]3 + 3NO2 + 3H2O

nFe= 5,6/56 = 0,1 mol

Theo phương trình

→ nNO2 = 3nFe=0,1 x 0,3= 0,3 mol

→ V = 0,3 x 22,4 = 6,72 lít

Lưu ý: Xem phương trình số [2]

Ví dụ 2. Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng [dư].

Sau phản ưng sinh ra V lít khí N2O [ở đktc, sản phẩm khử duy nhất]. Tính thể

tích khí sinh ra?

A. 2,24 lít B. 1,68 lít C. 3,36 lít D. 6,72 lít

Lưu ý: Xem phương trình số [1]

Ví dụ 3. Cho 5,6 gam Fe tác dụng hết với dung dịch HNO3 [dư].

Sau phản ứng sản phẩm sinh ra NO sản phẩm khử duy nhất. Tính khối lươngmuối thu được?

A. 2,24 lít B. 3,36 lít C. 4,48 lít D. 6,78 lít

Ví dụ 4. Hoà tan hoàn toàn m g bột Cu trong 800 g dung dịch HNO3 đượcdung dịch Y và 2,24 lit khí NO [đktc]. Y tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịchNaOH 2M được kết tủa R. Sau khi nung R đến khối lượng không đổi thuđược 20 g chất rắn.

a. Tính khối lượng Cu ban đầu.

b. Tính khối lượng các chất trong Y và nồng độ % của dung dịch HNO3 đã dùng

Hướng dẫn giải

nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol; nNaOH = 0,3.0,2 = 0,06 mol

a. Khi cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thu được kết tủa R chỉ chứaCu[OH]2. Chất rắn thu được khi nung là CuO => nCuO = 20/80 = 0,25 mol

=> nCu[OH ]2 = nCuO = 0,25 mol.

Theo định luật bảo toàn nguyên tố:

nCu [ban đầu] = nCu [trong CuO] = 0,25 mol => mCu = 0,25.64 = 16 g

b. Trong X, nCu2+ = nCu[OH]2 = 0,25 mol => mCu[NO3]2 = 188.0,25 = 47 g

Cu Cu→ 2+ + 2e

0,25 mol 0,5 mol

Mà: N+5 + 3e N→ +2

0,3 mol 0,1 mol

Vậy chứng tỏ phản ứng của Cu và HNO3 phải tạo ra NH4NO3.

ne [Cu nhường] = Σne nhận = 0,5 mol => ne nhận N+5 N→ -3 = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol

N+5 + 8e N→ -3

0,2 mol 0,025 mol

Theo định luật bảo toàn nguyên tố:

n HNO3 pư = nN [trong Cu[NO3]2 ] + nN [trong NO] + nN [trong NH4NO3]

= 2nCu[NO3]2 + nNO + 2nNH4NO3 = 0,65 mol

Nếu sử dụng cơng thức tính nhanh ở trên ta có:

nHNO3 pư = 4.nNO + 10.nNH4NO3 = 4.0,1 + 10.0,25 = 0,65 mol

mHNO3 = 63.0,65 = 40,95 g => C% = 40,95/800.100% = 5,12%

5. Bài tập vận dụng Fe tác dụng HNO3

Câu 1. Hoà tan hoàn toàn m g bột Cu trong 800 g dung dịch HNO3 được dung

dịch Y và 4,48 lit khí NO [đktc]. Tính m ?

Câu 2. Cho 11 g hỗn hợp hai kim loại Al và Fe vào dung dịch HNO3 lỗng dư,

thu được 6,72 lit khí NO [đktc] duy nhất. Khối lượng [g] của Al và Fe tronghỗn hợp đầu?

Câu 3. Cho 6 g hợp kim Mg và Al vào dung dịch HNO3 đặc, nguội lấy dư thấy

có 4,48 lít khí NO2 bay ra [đktc]. Thành phần % về khối lượng của hợp kim là?

Bài 4. Cho m[g] Al tan hoàn toàn trong dd HNO3 thấy tạo ra 11.2lit [đktc] hỗn

hợp 3 khí NO, N2O, N2 với tỷ lệ mol tương ứng là 1:2:2. Tính m?

Bài 5. Cho m gam Mg tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3, phản ứng làm

giải phóng ra khí N2O [sản phẩm khử duy nhất] và dung dịch sau phản ứng

tăng 3,9 gam. Tính m?

...

Video liên quan