Ghi nhớ bài học |

Hướng dẫn giải bài tập về Nitơ và các hợp chất

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VỀ NITƠ VÀ HỢP CHẤT CỦA NITƠ

 

1. Bài tập về chất khí

Nitơ và một số hoặc chất có dạng là chất khí ở điều kiện thường, do vậy để làm được các bài tập thuộc dạng này các em cần nhớ và vận dụng thành thạo các công thức tính toán liên quan đến chất khí. Các dạng bài liên quan chất khí là tính áp suất, hiệu suất phản ứng, thể tích hoặc thành phần phần trăm theo thể tích hay số mol của hỗn hợp trước và sau phản ứng.

 

       Trong các công thức trên thì phương trình Claperon – Mendeleev được sử dụng nhiều nhất. Từ biểu thức này có thể tính số mol chất khí:  n = PVR(273+t0)

      Trong điều kiện tiêu chuẩn (đktc), công thức trên rút gọn là: n=V22,4

      Bài toán chỉ có chất khí là bài toán  liên quan đến phản ứng tổng hợp hoặc phân hủy NH3

                             N2 (k)  +   3H2 (k)  2NH3 (k)

      Câu hỏi thường xoay quanh tính hiệu suất phản ứng hoặc tính hằng số cân bằng:

 

Dạng 1. Tính hằng số cân bằng của phản ứng:

     

Hằng số cân bằng của phản ứng thuận là .KC=NH32N2.H23

 

Ví dụ Một bình kín có thể tích là 0,5 lít chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol N2, ở nhiệt độ (toC). Khi ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. Hằng số cân bằng KC của phản ứng tổng hợp NH3

           A. 1,278.            B. 3,125.           C. 4,125.            D. 6,75.

 

Hướng dẫn giải

      Theo giả thiết ta thấy ban đầu thì [H2] = [N2] = 0,5/0,5 = 1M

     Thực hiện phản ứng tổng hợp NH3 đến thời điểm cân bằng

      Phương trình phản ứng hoá học :   

           N2 (k)  +   3H2 (k)   2NH3 (k)  (1)

bđ:        1              1                   0        

pư:       0,2           0,6                0,4                                             

cb:       0,8           0,4                0,4      

      Theo (1) tại thời điểm cân bằng [NH3] = 0,8M; [H2] =0,4M; [NH3] = 0,4M.

      Vậy hằng số cân bằng của phản ứng tổng hợp NH3 là :KC=0,420,8.0,43=3,125

 => Đáp án B.

 

Dạng 2. Tính hiệu suất phản ứng

 

                          N2 (k)   +   3H2 (k)                2NH3 (k)

  Số mol ban đầu:       x                  y                        0

  Số mol phản ứng:     a                 3a                        2a

 

             + Nếu x > a , y = 3a thì N2 dư => Hiệu suất = 3a/2y

             + Nếu x = a , y > 3a thì H2 dư => Hiệu suất = a/x

 

Ví dụ : Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 2. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là :

       A. 50%.              B. 36%.                 C. 40%.                  D. 25%.

 

Hướng dẫn giải

    Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8

=> M¯ = 1,8.4 = 7,2     

    Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp N2 và H2 ta có :

      Chọn số mol N2 = 1 (mol) => số mol số mol H2 = 4 (mol)

      Phương trình phản ứng hoá học:   

            N2 (k)  +   3H2 (k)           2NH3 (k) 

n:        1                 4                            0       

n:        x                 3x                          2x      

nspư:     1x              43x                      2x     

=> nhỗn hợp khí sau phản ứng =  (1–x) + (4–3x)  +  2x  = 5 – 2x 

      Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :mX = mY   

=>

     

=> x = 0,25 (mol)

      Hiệu suất phản ứng tính theo N2 vì H2 dư :

      H = 0,25/1 = 25%

=> Đáp án D.

 

Dạng 3. Bài toán về mối quan hệ giữa số mol khí, áp suất và nhiệt độ khi thực hiện phản ứng trong bình kín có thể tích không đổi

     Trước phản ứng các đại lượng n1, P1

      Sau phản ứng có các đại lượng n2, P2

                       

        Nếu T2=T1 thì suy ra n1/n2 = P1/P2;Nếu T2 = T1 và n1 = n2 thì suy ra p1 = p2

 

Ví dụ :Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 0oC và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 0oC. Biết rằng có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất trong bình sau phản ứng là :

            A. 10 atm.                   B. 8 atm.                     C. 9 atm.                     D. 8,5 atm.

Hướng dẫn giải

      Theo phương trình phản ứng tổng hợp NH3 ta thấy N2 và H2 phản ứng theo tỉ lệ là .

      Theo đề bài ta thấy  . Vậy H2 thiếu nên hiệu suất phản ứng tính theo H2.

      Thể tích H2 phản ứng là 10.60% = 6 lít.

       Phương trình phản ứng hoá học :             

             N2 (k)  +   3H2 (k)   2NH3 (k) (1)

V:       10             10                  0      

V:        2               6                   4       

Vspư:      8               4                    4            

=> Tổng thể tích N2 và H2 ban đầu là 20 lít. Theo (1) ta thấy tổng thể tích của hỗn hợp N2, H2 và NH3 sau phản ứng là 16 lít.

    Vì trước và sau phản ứng nhiệt độ không thay đổi nên :

 

=> P2 = 8 atm      

=>   Đáp án B.

 

2. Bài tập về tính oxi hóa mạnh của HNO3 và muối NO3-

         Đối với dạng bài tập này, trước hết cần nắm chắc nội dung lí thuyết phản ứng hóa học xảy ra đối với HNO3. Tính chất của HNO3thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử như: Kim loại, phi kim, các hợp chất Fe(II), hợp chất S2-, I-, . . .  

+ Với axit đặc, nóng tạo ra sản phẩm NO2

+ Với axit loãng, thường cho ra NO. Nếu chất khử có tính khử mạnh, nồng độ axit và nhiệt độ thích hợp có thể cho ra N2O, N2, NH4NO3.

+ Với axit HNOđặc thì có một số kim loại (Fe, Al, Cr, . . .) không phản ứng do bị thụ động hóa.

+ Với các oxit bazơ hoặc bazơ có tính khử thì ngoài phản ứng oxi hóa khử còn có thêm phản ứng trung hòa.

+ Với kim loại có nhiều hóa trị (như Fe, Cr), nếu dùng dư axit sẽ tạo muối hóa trị 3 của kim loại (Fe3+, Cr3+); nếu axit dùng thiếu, dư kim loại sẽ tạo muối hóa trị 2 (Fe2+, Cr2+), hoặc có thể tạo đồng thời 2 loại muối.

+ Các chất khử phản ứng với muối NO3- trong môi trường axit tương tự phản ứng với HNO3. Ta cần quan tâm bản chất phản ứng là phương trình ion.

       

2.1. Phương  pháp chung thường dùng:

         Về phương pháp thường dùng để giải các bài toán thì tùy từng trường hợp có thể áp dụng phương pháp bảo toàn electron kết hợp với bảo toàn khối lượng: 

2.1.1.Phương pháp bảo toàn electron và bảo toàn ion – electron.

Định luật bảo toàn electron :Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận.

Áp dụng: Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số mol electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số mol electron mà các chất oxi hóa nhận.

 

Chúng ta sẽ xem xét vận dụng định luật bảo toàn electron qua phương pháp bảo toàn electron và ion electron qua các ví dụ sau:

 

Ví dụ : Hoà tan hoàn toàn 9,74 gam hỗn hợp Cu và Ag bằng HNO3 loãng thu được 1,12 lít khí NO(đktc). Khối lượng mỗi kim loại Cu và Ag trong hỗn hợp lần lượt là

        A. 2,72 và 7,02.         B. 7,02 và 2,72            C. 0,0425 và  0,065.      D. 0,065 và 0,0425.

          

Hướng dẫn giải:

     

a) Phương pháp bảo toàn ion - electron:

+ Xác định các quá trình khử và quá trình oxi hóa:

Nhận xét:  Hòa tan Cu và Ag vào HNO3 loãng thì Cu và Ag là chất khử, còn ion NO3- là chất oxi hóa, do đó ta thiết lập được quá trình khử và oxi hóa như sau:

            Cu → Cu2+

           Ag → Ag+

          NO3-  → NO   

+ Xác định các thành phần còn lại theo cách sau:

  • Vế nào thiếu O (oxi) thì thêm H2O hoặc OH-(nếu là môi trường kiềm)
  • Vế nào thiếu H (hiđrô) thì thêm H+

Trong ví dụ này thì    Cu → Cu2+  và  Ag → Ag+  không cần phải thêm thành phần nào, nhưng đối với quá trình NO3-  → NO thì ta làm như sau: Vế trái NO3- có 3 nguyên tử O, nhưng bên vế phải NO chỉ có một nguyên tử O do vậy ta phải thêm vào vế phải 2H2O (thêm 2 O):

          NO3-  → NO   + 2H2O

Ta tiếp tục xem xét H sau khi đã làm xong với O. Vế phải trong H2O có 4 nguyên tử H, vế trái không có H do đó ta thêm vào vế trái 4H+:

          NO3-  + 4H+  →NO   + 2H2O

Tiếp theo, chúng ta thiết lập cân bằng số e cho và nhận. Với phương pháp này, chúng ta chỉ cần đếm số điện tích (không dùng số oxi hóa như phương pháp bảo toàn electron). Trong ví dụ này ta làm như sau:

 Cu → Cu2+  có vế trái điện tích bằng 0; vế phải là Cu2+  có điện tích +2, để 2 vế bằng nhau thì thêm 2e (bằng -2) vào vế phải => Cu → Cu2+ + 2e

 Ag →Ag+ có vế trái điện tích bằng 0; vế phải là Ag+  có điện tích +1, để 2 vế bằng nhau thì thêm 1e (bằng -1) vào vế phải => Ag → Ag+ + 1e

NO3-  + 4H+  →NO   + 2H2O có vế phải là NO và 2H2O cho tổng điện tích bằng 0; vế trái là NO3-  (có điện tích -1) và 4H+  (có điện tích +4) => Tổng điện tích là (-1) + (+4) = (+3) do đó ta phải thêm vào vế trái 3e (bằng -3) để cho vế trái bằng vế phải (= 0).

            NO3-  + 4H+  + 3e →NO   + 2H2O

+ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích để thiết lập phương trình về mối quan hệ giữa quá trình khử và quá trình ôxi hóa, ta làm như sau:

             Cu  →    Cu2+     +     2e

  mol:   nCu                              2. nCu

            Ag    →   Ag+      +        1e

 mol:   nAg                                nAg

ð  Số mol e nhường = 2nCu  + nAg

       NO3-      +     4H+      +      3e         →       NO      +     2H2O

mol:                                         3. nNO                nNO

=>  Số mol e nhận = 3nNO

Theo định luật bảo toàn electron thì số mol e nhận = số mol e nhường

=> 2nCu  + nAg = 3.nNO mà nNO = 1,12/ 22,4 = 0,05(mol)

=> 2nCu  + nAg = 3.0,05 = 0,15 (1)

Đến đây là hết phần vận dụng định luật bảo toàn electron, để tìm được lời giải bài toán thì phải sử dụng thêm dữ kiện còn lại. Từ dữ kiện 9,74 g hỗn hợp kim loại ta thiết lập được phương trình: 

        64.nCu + 108.nAg = 9,74 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

        2.nCu  + nAg  = 0,15            (1)

         nCu + 108.nAg = 9,74         (2)

Giải hệ phương trình ta được:  nCu  = 0,0425 (mol)   ;  nAg =  0,065 (mol).

=>  Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp là:

       mCu = 64.0,0425 = 2,72 (g); mAg = 108.0,065 = 7,02 (g)

=> Chọn đáp án A

     

b) Phương pháp bảo toàn electron:

Phương pháp này thực chất không khác phương pháp ion – electron, các em thường căn cứ vào sự thay đổi số oxi hóa để xác định chất khử và chất ôxi hóa, từ đó viết quá trình khử và quá trình ôxi hóa. Cũng căn cứ vào sự thay đổi số ôxi hóa mà xác định sự cho nhận electron. Cuối cùng là vận dụng định luật bảo toàn electron để thiết lập mối quan hệ thành một phương trình đại số.

Với ví dụ này thì ta tiến hành như sau:

 

+ Viết các phương trình phản ứng, không cần cân bằng phương trình phản ứng:

        Cu  +  HNO3     →  Cu(NO3)   +   NO      +     H2O  (1)

        Ag  +  HNO3     →  AgNO3   +   NO      +     H2O  (2)

 + Xác định số oxi hóa của các chất:

        Cuo  +  HN+5O3     →  Cu+2(NO3)   +  N+2O      +     H2O  (1)

        Ago  +  HN+5O3     →  Ag+1NO3   +   N+2O            +     H2O  (2)

+ Xác định chất khử, chất oxi hóa và quá trình oxi hóa, quá trình khử:

      Cuo  →  Cu+2 + 2e

      Ago  →  Ag+1 + 1e

=> Số mol e nhường = 2.nCu  + nAg  

        N+5  +3e    →  N+2

=>  Số mol e nhận = 3. nNO = 1,12/ 22,4 = 0,05(mol)

 + Theo định luật bảo toàn e thì số mol chất khử nhường = số mol chất oxi hóa nhận, do đó ta có:

       2.nCu  + nAg   = 0,15                 (1)

(Đến đây là hết vận dụng phương pháp bảo toàn electron, để tìm kết quả, các em xem ở phương pháp ion – electron).

Theo quan điểm admin, với cách thi trắc nghiệm khi sử dụng thành thạo phương pháp ion – electron sẽ nhanh tìm được kết quả bài toán, do vậy admin sẽ tâp trung giải các bài toán theo phương pháp này. 

 

2.1.2.Phương pháp bảo toàn khối lượng

Định luật bảo toàn khối lượng: Trong các phản ứng hóa học thì tổng khối lượng các chất trước và sau phản ứng không thay đổi.

=>   Vận dụng:   A     +    B     →    C        +    D

                        mA  +    mB     →    mC     +    mD

 

Ví dụ : Để m gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu được 16,4gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO3 dư thu được 0,15mol NO và 0,1mol NO2. Giá trị của m là

            A. 29,12.                     B. 14,56.                     C. 43,69.                     D. 28,00.

 

Hướng dẫn giải

 

Quá trình được tóm tắt thành sơ đồ sau:m gam Fe   + O2    →     16,4gam hỗn hợp X (gồmFe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3)  +  dung dịch HNO3 dư →0,15mol NO và 0,1mol NO2.

 *  Vận dụng định luật bảo toàn electron:

Ta có: Fe → Fe, FeO, Fe3O4,  Fe2O3 → Fe3+

=> Fe → Fe3++ 3e   (1)

         O2 → FeO, Fe3O4,  Fe2O3                  

=> O2 +4e → 2O2-  (2)

        NO3  → NO và NO2                           

=>  NO3+ 4H+ +3e  → NO   + 2H2O (3)

 =>  NO3- + 2H+ +1e  → NO2   + H2O    (4)

Theo định luật bảo toàn electron

=> 3.nFe = 4.nO2 + 3.nNO+ nNO2

=> 3.nFe = 4.nO2 + 3.0,15+ 0,1

 =>3.(m/56)= 4.nO2 + 0,55  (*)

* Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để xác định khối lượng O2 phản ứng: Vì có m gam Fe   + O2→ 16,4 gam hỗn hợp X

=> Khối lượng O2 phản ứng =16,4 – m => Số mol O2 phản ứng = (16-m)/32

Thay vào (*) ta có: 3.(m/56) = 4. ((16-m)/32) + 0,55

=>  m = 14,56 gam

=>  Chọn đáp án B

 Lưu ý: Nếu đề yêu cầu xác định số mol HNO3 thì chỉ cần dựa vào (3) và (4) thì số mol HNO3 = số mol H+ = 4.nNO+ 2.nNO2 = 4.0,15 + 2.0,1 = 0,8 (mol) 

 

2.2. Các dạng toán thường gặp

 

2.2.1. Kim loại tác dụng với HNO3

 + Với axit đặc, nóng tạo ra sản phẩm NO2

+ Với axit loãng, thường cho ra NO. Nếu chất khử có tính khử mạnh, nồng độ axit và nhiệt độ thích hợp có thể cho ra N2O, N2, NH4NO3.

+ Với axit HNOđặc thì có một số kim loại (Fe, Al, Cr, . . .) không phản ứng do bị thụ động hóa.

 

Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư thì thu được 0,448 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất (đktc). Giá trị của mlà 

            A. 11,20 gam.             B. 0,56 gam.                C. 5,60 gam.               D. 1,12 gam.

 

Hướng dẫn giải

 

Ta có số mol của NO = 0,448/22,4 = 0,02 (mol)

Dựa và quá trình khử và oxi hóa:

              Fe            →       Fe3+   +    3e                    (1)

  mol:    m/56                                  3m/56

            NO3+  4H+    +    3e     →    NO   + 2H2O    (2)

 mol:                               0,06          0,02

Theo định luật bảo toàn electron thì 3m/56 = 0,06 => m = 1,12 gam

=> Chọn đáp án D

 

Ví dụ2: Hỗn hợp X gồm Cu, Al, Fe cho tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 0,1 mol N2O và 0,2 mol NO. Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là

            A. 0,4 mol.                  B. 1,8 mol.                  C. 1,6 mol.                  D. 1,2 mol.

 

Hướng dẫn giải

 

Dựa và quá trình khử :

             2NO3+ 10H+   +    8e    →  N2O   + 5H2O    (2)

  mol:                     1                      0,1

             NO3+ 4H+   +    3e     →   NO   + 2H2O       (3)

  mol:                  0,8                     0,2

=> Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là 1 + 0,8 = 1,8 mol

=> Chọn đáp án B

 

2.3.2. Oxit kim loại tác dụng với HNO3

* Các oxit kim loại nếu không có tính khử (Fe2O3)  thì phản ứng xảy ra chỉ tạo muối và nước.

              Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O

* Trong trường hợp oxit sắt có tính khử (FeO, Fe3O4) thì phản ứng xảy ra tạo sản phẩm có số oxi hóa dương cao nhất (Fe+3).

              FeO, Fe3O4  +  HNO3 →  Fe3+ + (NO, NO2)  + H2O

 

Ví dụ : Để m gam phoi bào sắt ngoài không khí sau một thời gian biến thành hỗn hợp A có khối lượng 12 gam gồm Fe và các oxit FeO, Fe3O4, Fe2O3. Cho B tác dụng hoàn toàn với axit nitric dư thấy giải phóng ra 2,24 lít khí duy nhất NO. Giá trị của m và số mol HNO3 đã phản ứng là :  

A. 10,08 gam và 0,64 mol.                            

B. 8,88 gam và 0,54 mol.                  

C.10,48 gam và 0,64 mol.                            

D. 9,28 gam và 0,54 mol.

 

Hướng dẫn giải

     

Sơ đồ phản ứng : 

m gam Fe  +O2 12 gam hỗn hợp chất rắn A  +HNO3Fe(NO3)3 + 2,24 lít NO.

Căn cứ vào sơ đồ phản ứng ta thấy : Chất khử là Fe ; chất oxi hóa là O2 và HNO3

nFe =  m/56 mol và nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượngcó:

          m gam Fe  +O2 12 gam hỗn hợp chất rắn A

=> mOxi = 12 - m

=> Số mol O2 = (12-m)/32

           Fe            →       Fe3+       +    3e             (1)

mol:    m/56                                        3m/56

             O2           +          4e          →     2O2-    (2)    

mol:  (12-m)/32         (12-m)/8

        NO3-  + 4H+   +    3e     →    NO   + 2H2O          (3)

mol:                           0,3          0,1

      Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có :

      3.(m/56) = (12-m)/8 + 3.0,1

=> m = 10,08 gam.

Số mol HNO3 = 3. số mol Fe + số mol NO = 10,08/56 + 0,1 = 0,64 mol

 => Đáp án A.

 

2.3.3. Hợp chất của lưu huỳnh tác dụng với HNO3

        * Các hợp chất của lưu huỳnh có số oxi hóa -2, 0, +4 khi tác dụng với HNO3 sẽ tạo ra sản phẩm SO42- trong đó số ô xi hóa của S là +6).

      * Khi cho hỗn hợp chẳng hạn như Cu, CuS, Cu2S và S thì ta quy đổi thành hỗn hợp gồm Cu và S; hoặc hỗn hợp Fe, FeS, S thì ta quy đổi về hỗn hợp gồm Fe và S.

 

Ví dụ :Hòa tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng dung dịch HNO3 dư, thoát ra 20,16 lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là :

     A. 81,55.         B. 110,95.          C. 115,85.          D. 104,20.

 

Hướng dẫn giải

     

Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp Cu và S. 

Số mol NO = 20,16/30 = 0,9   

Quá trình oxi hóa :

          Cu    →     Cu+2   +  2e   (1)

mol:     x                x            2x

         S    + 4H2O     →     SO42-    +  8H+    + 6e    (2)

mol:     y                            y                      6y

      Quá trình oxi - khử :      

      NO3-  + 4H+   +    3e     →  NO   + 2H2O          (3)

mol:                      3.0,9            0,9

      Ta có hệ phương trình :   

              2x +6y = 3.0,9 = 2,7

              64x + 32y = 30,4

=> x = 0,3; y = 0,35

             Ba2+   +   SO42-    →   BaSO(4)

mol:                       0,35        0,35

            Cu2+   +   2OH-      →  Cu(OH)2 (5)

mol:       0,3                           0,3

=>  m = 0,35.233  +  0,3. 98   =  110,95 gam.

=> Đáp án B.

 

2.3.5. Tính oxi hóa mạnh của dung dịch NO3- trong môi trường H+ (hoặc OH-)

     + Trong môi trường trung tính, ion NO3- không có tính oxi hóa.

      + Trong môi trường axit, ion NO3- có tính oxi hóa như axit HNO3.

      + Trong môi trường kiềm, ion NO3- có tính oxi hóa và có khả năng oxi hóa được một số kim loại như Al và Zn.

 

Ví dụ 1 : Cho 1,2 gam Mg vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,75M và NaNO3 0,5M. Sau phản ứng chỉ thu được V lít khí dạng đơn chất (không có sản phẩm khử nào khác) và dung dịch X. Thể tích V ở đktc là

A. 5,600.             B. 0,560.             C. 1,120.              D. 0,224.

 

Hướng dẫn giải

      Theo giả thiết ta có :

          Số mol Mg = 1,2/24 = 0,05 mol

          Số mol  H2SO4 = 0,75.0,1 = 0,075 mol => số mol H+ = 0,15 mol

          Số mol  NaNO3 = 0,5.0,1 = 0,05 mol => số mol NO3- = 0,05 mol

      Phương trình phản ứng :

            5Mg      +   12H+   +     2NO3-     5Mg2+   +   N2   +   6H2O

n:      0,05         0,15            0,05                                                      

n:      0,05          0,12           0,02         0,05         0,01                     

      Vậy thể tích khí N2 thu được là 0,01.22,4 =0,224 lít.

=> Đáp án D.

 

Ví dụ 2: Cho 48,6 gam Al vào 450 ml dung dịch gồm KNO3 1M, KOH 3M sau phản ứng hoàn toàn thể tích khí thoát ra ở đktc là

    A. 30,24 lít.      B. 10,08 lít.        C. 40,32 lít.           D. 45,34 lít.

 

Hướng dẫn giải

      Theo giả thiết ta có :

           Số mol Al = 48,6/27 = 1,8 mol

           Số mol NO3- = số mol KNO3 = 0,45 mol

           Số mol OH- = số mol KOH = 1,35 mol

      Phương trình phản ứng :

            8Al    +    3NO3-    +    5OH-    +    2H2O    →    8AlO2-    +    3NH3 (1)

mol:      1,2       0,45      0,75                                                     0,45

 

           2Al     +    2OH-    +    2H2O  →      2AlO2-    +    3H2    (2)

mol:     0,6          0,6                                                0,9

      Theo giả thiết và phản ứng (1) ta thấy : Sau phản ứng (1) Al còn dư là 0,6 mol và OH- dư là 0,6 mol nên tiếp tục xảy ra phản ứng (2).

      Theo (1) và (2) ta suy ra khí thu được gồm NH3 và H2.

=> Thể tích của hỗn hợp khí là : (0,45+0,9).22,4 = 30,24 (lit)

=> Đáp án A.

 

2.3.6. Nhiệt phân muối nitrat

 a.  Muối nitrat của các kim loại hoạt động (trước Mg):

                         Nitrat  →   Nitrit  +  O2       

                         2KNO3   →   2KNO2   +  O2         

b. Muối nitrat của các kim loại từ Mg đến Cu:

                         Nitrat  →  Oxit kim loại  +  NO2  +  O2

                         2Cu(NO3)2  →  2CuO + 4NO2 + O2

c.  Muối của những kim loại kém hoạt động (sau Cu ) :

                         Nitrat   →  kim loại   +  NO2  +   O2

                         2AgNO3     →  2Ag + 2NO2 + O2

 

Ví dụ : Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 một thời gian, để nguội, đem cân lại thấy khối lượng giảm 54 gam. Biết hiệu suất phản ứng là 80%. Giá trị m là :

      A. 117,5 gam.             B. 49 gam.          C. 94 gam.         D. 98 gam. 

Hướng dẫn giải

      Phương trình phản ứng :

            2Cu(NO3)2    →    2CuO    +    4NO2   +    O2         (1)

mol:          x                   x

      Theo (1) và giả thiết ta thấy sau phản ứng khối lượng chất rắn giảm là :

            188x – 80x = 54  => x= 0,5.

      Vậy ta có :

Khối lượng Cu(NO3)2 phản ứng = 0,5.188 = 94 gam

Khối lượng Cu(NO3)2  đem phản ứng = 94/80% = 117,5 gam

=> Đáp án A.

 

Thống kê thành viên
Tổng thành viên 188.022
Thành viên mới nhất quangvinh1210
Thành viên VIP mới nhất nguyen-khanhVIP