Dựa vào tính chất của dung dịch HNO₃ xây dựng bài toán đánh giá sự tạo thành muối Amoni trong dung dịch

DỰA VÀO TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH HNO3 XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ SỰ TẠO THÀNH MUỐI AMONI TRONG DUNG DỊCH Phan Kim Ngân Trường THPT Minh Khai-Hà Tĩnh - Như đã biết dung dịch HNO3 có tính oxi hoá rất mạnh, khi chất khử phản ứng với dung dịch HNO3 thì sản phẩm khử ngoài chất khí còn có thể có sự tạo thành NH4NO3. Trong một số câu hỏi khi học sinh không để ý thường rất dể nhầm lẫn và dẫn đến giải sai bài toán. Ở đây tôi xây dựng một số bài toán giúp học sinh nhìn nhận một cách sâu sắc về tính chất của dung dịch HNO3, đồng thời có kĩ năng giải một số bài toán về axit HNO3. - Một số ví dụ minh hoạ như sau: Ví dụ 1: Cho 1,68gam bột Mg tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch HNO3 aM thu được dung dịch Y và 0,448lít khí NO duy nhất. Tính a và khối lượng muối tạo thành trong Y? Bài giải: - Ở đây cần chú ý rằng khí NO là khí duy nhất chứ không phải là sản phẩm khử duy nhất. Một số học sinh không để ý điều này và cho rằng bài toán khá đơn giản và dễ mắc phải sai lầm như sau: + trong dung dịch Y có 0,07mol Mg(NO3)2 Khối lượng muối = 0,07. 148 = 10,36gam và + 4H+ + 3e NO + 2H2O 0,08 0,06 0,02 + Thực ra chỉ cần đánh giá: Mg - 2e Mg2+ (1) và + 4H+ + 3e NO + 2H2O (2) 0,07 0,14 0,08 0,06 0,02 Do Mg phản ứng vừa đủ với HNO3 mà quá trình (1) và (2) cho thấy số mol electron nhường lớn hơn số mol electron nhận. Do đó trong dung dịch phải có sinh ra ion . + 10H+ + 8e + 3H2O (2) 0,1 0,08 0,01 + Trong Y có: 0,07mol Mg(NO3)2 và 0,01mol NH4NO3 mmuối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11,16g - Từ bài toán trên đây. Nếu cho khối lượng muối khan và yêu cầu tìm công thức của khí thì ta có được một dạng toán khác cho học sinh rèn luyện. Ví dụ 2: Hoà tan 1,68gam kim loại Mg vào V lít dung dịch HNO3 0,25M vừa đủ thu được dung dịch X và 0,448lít một chất khí Y duy nhất, nguyên chất. Cô cạn dung dịch X thu được 11,16gam muối khan.(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ). Tìm công thức phân tử của khí Y và tính V? Bài giải: Cần đánh giá được trong dung dịch X có tạo thành . Thật vậy, . Nếu Mg tác dụng với HNO3 không sinh ra NH4NO3 thì trong X có: 0,07mol Mg(NO3)2, do đó mmuối = 0,07.148 = 10,36g < 11,16g trong X còn có NH4NO3 với . Các quá trình xẩy ra như sau: Mg - 2e Mg2+ (1) + 10H+ + 8e + 3H2O (2) 0,07 0,14 0,1 0,08 0,01 + Gọi CTPT của khí Y là NxOy thì x + (6x – 2y)H+ + (5x – 2y)e NxOy + (3x – y) H2O (3) 0,02(5x -2y) 0,02mol + Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,14 = 0,08 + 0,02(5x – 2y) 5x – 2y = 3 (*) + Khí sinh ra có thể là: NO, NO2, N2, N2O...Thì chỉ có khí NO phù hợp với (*) Y là NO và V = 0,72lít - Trên cơ sở đó có thể xây dựng dạng toán hỗn hợp cho học sinh rèn luyện: Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,1mol CuO và 0,14mol Al trong 500ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít khí N2O duy nhất. Tính a và khối lượng muối tạo thành trong Y? Bài giải: - Hoàn toàn tương tự ta xét các quá trình sau: CuO + 2H+ Cu2+ + H2O (4) 0,1 0,2 Al - 3e Al3+ (5) 2 + 10H+ + 8e N2O + 5H2O (6) 0,14 0,42 0,3 0,24 0,03 Từ (5, 6) cho thấy có tạo thành NH4NO3 với số mol e nhận của quá trình tạo ra là : 0,42 – 0,24 = 0,18mol + 10H+ + 8e + 3H2O (7) 0,225 0,18 0,0225 ; trong dung dịch Y có: 0,1mol Cu(NO3)2, 0,14mol Al(NO3)3và 0,0225mol NH4NO3 mmuối = 0,1.188 + 0,14.213 + 0,0225.80 = 50,42g Ví dụ 4: Hoà tan 11,78gam hỗn hợp X gồm CuO và Al trong dung dịch HCl dư thu được 0,42gam khí H2. 1. Tính số mol các chất trong X? 2. Cũng hỗn hợp X ở trên khi hoà tan vừa đủ trong V lít dung dịch HNO3 0,5M thu được dung dịch Y chứa 50,42gam muối và 0,672lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Tìm CTPT của Z và tính V? Bài giải: 1. Dễ dàng tính được: 2. Nếu hỗn hợp X tác dụng với HNO3 không sinh ra NH4NO3 thì trong Y có: 0,1mol Cu(NO3)2 và 0,14mol Al(NO3)3 do đómmuối = 0,1.188 + 0,14.213 = 48,62g < 50,42g trong Y còn có NH4NO3 - Ta có các quá trình xẩy ra: CuO + 2H+ Cu2+ + H2O (7) 0,1 0,2 Al - 3e Al3+ (8) 0,14 0,42 + 10H+ + 8e + 3H2O (9) 0,225 0,18 0,0225 + Gọi CTPT của khí Z là NxOy thì x + (6x – 2y)H+ + (5x – 2y)e NxOy + (3x – y) H2O (3) 0,03(5x -2y) 0,03mol + Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,42 = 0,18 + 0,03(5x – 2y) 5x – 2y = 8 (**) + Khí sinh ra có thể là: NO, NO2, N2, N2O...Thì chỉ có khí N2O phù hợp với (**) Z là N2O và V = 1,45lít. - Dựa trên cơ sở đó, có thể biên tập các dạng khác để giúp học sinh có kinh nghiệm nhìn nhận khi giải toán về HNO3 và ngày càng làm cho các dạng bài toán về hoá học thêm phong phú và đa dạng! - Để kết thúc bài viết này mời các bạn giải các bài tập tương tự như sau: Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 6gam kim loại Ca vào 500ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,4928lít khí N2 duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 4,8gam kim loại Mg vào 400ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,896lít khí N2O duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 7,8gam kim loại Zn vào 800ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 1,792lít khí màu nâu duy nhất . Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 2,97gam bột Al vào 400ml dung dịch HNO3 aM, vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít khí không màu duy nhất hoá nâu trong không khí. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 5: Hoà tan 6gam Ca vào Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 25,4gam muối và 0,4928lít một chất khí X duy nhất. Tìm CTPT của X và tính V? Bài 6: Hoà tan 4,8gam Mg vào mgam dung dịch HNO3 10% vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 30,4gam muối và 0,896lít một chất khí X nguyên chất, duy nhất. Tìm CTPT của X và tính m? Bài 7: Hoà tan 7,8gam Zn vào mgam dung dịch HNO3 15% vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 24,28gam muối và 1,792lít một chất khí X nguyên chất, duy nhất. Tìm CTPT của X và tính m? Bài 8: Hoà tan 2,97gam bột Al vào Vlít dung dịch HNO3 2M vừa đủ thu được dung dịch Y chứa 25,83gam muối và 0,672lít một chất khí X duy nhất. Tìm CTPT của X và tính V? Bài 9: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,15mol Ca và 0,02mol ZnO trong 500ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,4928lít N2 duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 10: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2mol Mg và 0,03mol MgO trong Vlít dung dịch HNO3 0,5M vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,896lít N2O duy nhất. Tính V và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 11: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,12mol Zn và 0,04mol Al2O3 trong mgam dung dịch HNO3 20% vừa đủ thu được dung dịch Y và 1,792lít NO2 duy nhất. Tính m và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 12: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,11mol Al và 0,05mol ZnO trong 500ml dung dịch HNO3 aM vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít NO duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được trong Y? Bài 13: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,15mol Ca và 0,02mol ZnO bằng mgam dung dịch HNO3 10% vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,4928lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 29,18gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính m?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 14: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,2mol Mg và 0,03mol MgO bằng mgam dung dịch HNO3 15% vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,896lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 34,84gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính m?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 15: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,12mol Zn và 0,04mol Al2O3 bằng Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y và 1,792lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 41,32gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính V?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 16: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,11mol Al và 0,05mol ZnO bằng Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y và 0,672lít một chất khí Z nguyên chất duy nhất. Cô cạn dung dịch Y thu được 35,28gam muối khan. Xác định CTPT của Z và tính V?(Quá trình cô cạn không làm muối phân huỷ) Bài 17: Hoà tan 7,5gam hỗn hợp X gồm Al, Mg có tỉ lệ mol 1:2 trong Vlít dung dịch HNO3 1M vừa đủ thu được dung dịch Y và 7,616 lít hổn hợp khí Z gồm NO, NO2 nặng 14,04 gam. a. Tính khối lượng các chất trong X? b. Tính % số mol các khí trong Z? c. Tính V? d. Cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan? Bài 18: Hoà tan hoàn toàn 26,255gam hổn hợp X gồm Zn, Mg có tỉ lệ mol 1:1 trong mgam dung dịch HNO3 20% vừa đủ thu được dung dịch Y và 4,48 lít hổn hợp khí Z gồm NO, N2O có tỉ khối so với H2 là 18,5. a. Tính khối lượng các chất trong X? b. Tính % số mol các khí trong Z? c. Tính m? d. Cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan? “Chúc các bạn học sinh học tốt và tự tin bước vào các kì thi để đạt kết quả cao nhất” Thơ tình sinh viên khoa “Hoá” Phan Kim Ngân Trường THPT Minh Khai-Hà Tĩnh Phản ứng trung hoà đưa anh đến với em Ta bên nhau thành chất bền kết tủa Trong dung môi ta không đành tan nữa Nhiệt độ nào nung chảy được tình ta. Bao phong ba giữa muôn ngàn trạng thái Liên kết bền ta sẻ chẳng rời nhau Dẩu đốt nóng ta không thành hơi nữa Áp suất nào ta cũng chẳng thăng hoa Tình yêu em anh liên kết xicma() Để xúc tác không làm ta biến đổi Nhưng axit đã làm anh bối rối Đành xa em vì ái lực điện từ ..............................Hết.............................. Địa chỉ: Phan Kim Ngân Giáo viên hoá: Trường trung học phổ thông Minh Khai Xã -Huyện Đức Thọ-Tĩnh Hà Tĩnh Điện thoại: 0982 127 201