Bài tập về tính oxi hóa mạnh của Axit Nitric môn Hóa học 11 năm 2021

- Dùng định luật bảo toàn electron để giải những bài tập khi cho kim loại tác dụng với axit HNO₃.

Trong phản ứng oxi hóa – khử:

\(\sum e \) cho  = \(\sum e \) nhận hay \(\sum {\left( {mol} \right)e} \) cho \(\sum {\left( {mol} \right)e} \) nhận

- HNO_­3 thể 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 S^2-, I^-,… thông thường:

+ Nếu axit đặc, nóng tạo ra sản phẩm khử NO₂

+ Nếu axit loãng, thường tạo ra sản phẩm NO.

+ Nếu chất khử có tính khử mạnh, axit loãng và nhiệt độ thích hợp có thể tạo ra sản phẩm khử N₂O, N₂, NH₄NO₃.

+ Số mol NO₃^- tạo muối (với kim loại):

\({n_{N{O_3}^ - }}_{tao\,\,muoi} = nN{O_2} + 3nNO + 8n{N_2}O + 10n{N_2} + 8nNH_4^ + \)

+ Một số kim loại (Fe, Al, Cr,...)không phản ứng với dung dịch xit HNO₃ đặc, nguội do bị thụ động hóa.

+ Khi áp dụng phương pháp bảo toàn electron thường kết hợp kèm các phương pháp bảo toàn khác: bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố,… để giải bài tập.

Ví dụ 1. Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO₃ (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là (cho )

A. 2,52.                              

B. 2,22.                            

C. 2,62.                            

D. 2,32.

Hướng dẫn giải:

\({n_{NO}} = \frac{{1,344}}{{22,4}} = 0,06\,mol\)

Khi nung nóng Fe trong không khí thì sản phầm X thu được có thể có: Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO. Fe dư

\(X + HN{O_3} \to Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} + NO + {H_2}O\)

Tóm tắt:  

\(\begin{gathered}
  Fe + {O_2} \to X\left( 1 \right) \hfill \\
  X + HN{O_3} \to Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} + NO + {H_2}O\left( 2 \right) \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Nhận thấy số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi như sau:

\(\begin{gathered}
  F{e^0} \to F{e^{3 + }} + 3e \hfill \\
  x\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,3x\,\,\,\,\,\left( {mol} \right) \hfill \\
  {N^{ + 5}} + 3e \to {N^{ + 2}} = \left( {NO} \right) \hfill \\
  \,\,\,\,\,0,075 \leftarrow 0,025\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {mol} \right) \hfill \\
  {O_2}^0 + 4e \to 2{O^{ - 2}} \hfill \\
  y \to \,\,4y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( {mol} \right) \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Tổng số e cho bằng tổng số e nhận:  \(3x = 4y + 0,075\left( * \right)\)

Bảo toàn khối lượng ở phản ứng (1):  \({m_{Fe}} + {m_{{O_2}}} = {m_X} \to 56x + 32y = 3\left( {**} \right)\)

Từ (*) và \(\left( {**} \right) \to x = 0,045\,\,;\,\,y = 0,015\,mol \to m = 56.0,045 = 2,52\,gam\)

Đáp án A.

Ví dụ 2. Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là

A. 38,72.                            

B. 35,50.                          

C. 49,09.                          

D. 34,36.

Hướng dẫn giải:

\({n_{NO}} = \frac{{1,344}}{{22,4}} = 0,06mol\)

Gọi x,y là số mol của Fe(NO₃)_3­, H₂O

\(\begin{gathered}
  \left( {Fe,\,FeO,F{e_2}{O_3},{\text{ }}F{e_3}{O_4}} \right) + HN{O_3} \to Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3}\,\, + \,\,\,NO\,\,\, + \,\,\,{H_2}O \hfill \\
  \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,06\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y\,\,\,\,\,\,\,\left( {mol} \right) \hfill \\
  \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,11,36\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2y.63\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,242x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,30.0,06\,\,\,\,\,\,\,18y\,\,\,\,\,\,\,\left( {gam} \right) \hfill \\ 
\end{gathered} \)

(Theo định luật bảo toàn nguyên tố \(H \to nHN{O_3} = 2n{H_2}O\) )

Theo định luật bảo toàn nguyên tố: \(N \to 3x + 0,06 = 2y\) 

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: 11,36 + 126y = 242x + 1,8 + 18y

\(x = 0,16\,mol\,;\,y = 0,27\, \to \,{m_{Fe{{\left( {N{O_3}} \right)}_3}}} = 242.0,16 = 38,72\,gam\)

Đáp án A.

Ví dụ 3. Cho 29 gam hỗn hợp gốm Al. Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950 ml dung dịch HNO₃ 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và N₂O. Tỉ khối của X so với H₂ là 16,4. Giá trị của m là

A. 98,20.                            

B. 97,20.                          

C. 98,75.                          

D. 91,00.

Hướng dẫn giải:

Có \({n_{NO}} = 0,2\,mol;\,\,{n_{N2O}} = 0,05\,mol\); Đặt \({n_{N{H_4}N{O_3}}} = x\,mol\)

Vì trong trường hợp đề bài sau phản ứng thu được dung dịch chứa muối NH₄NO₃ và hỗn hợp khí gồm NO và N₂O nên ta có: \({n_{N{O_3}^ - }}_{trong\,\,muoi\,\,kim\,\,loai} = 8x + 3{n_{NO}} + 8{n_{{N_2}O}} = 8x + 1\) (mol)

Bảo toàn N có: \(\left( {8x + 1} \right) + 2x + 0,2.1 + 0,05.2 = 1,425 \Rightarrow x = 0,0125\left( {mol} \right)\)

Khối lượng hỗn hợp muối \( = 29 + \left( {8.0,0125 + 1} \right).62 + 80.0,0125 = 98,2\left( {gam} \right)\)

Ví dụ 4: 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 giải

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

Ví dụ 5: 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 giải

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

Ví dụ 6: 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 giải:

Sản phẩm khử là NH₄NO₃ ⇒ nNH₄NO₃ = (0,1.3 + 0,2.2)/8 = 0,7/8 mol

m = mAl(NO₃)₃ + mZn(NO₃)₂ + mNH₄NO₃ = 0,1.213 + 0,2.189 + (0,7/8).80 = 66,1 gam

Ví dụ 7: Hòa tan hoàn toàn hh X gồm 8,1 gam Al và 29,25 gam Zn bằng dd HNO₃ 12,6% (vừa đủ) thu được V lit N₂O (đktc, khí duy nhất) và dd Y chứa 154,95 gam muối tan. Giá trị của V là:

Hướng dẫn giải:

mAl(NO₃)₃ = 8,1.213/27 = 63,9 gam; mZn(NO₃)₃ = 29,25.189/65 = 85,05 gam

m_y = mAl(NO₃)₃ + mZn(NO₃)₃ + mNH₄NO₃ ⇒ mNH₄NO₃ = 6 gam ⇒ nNH₄NO₃ = 0,075 mol

nN₂O = (0,3.3+0,45.2-0,075.8)/8 =0,15 mol ⇒ V = 0,15.22,4 = 3,36 lít

Câu 1 . Axit nitric tinh khiết là chất lỏng không màu nhưng trong phòng thí nghiệm lọ axit nitric đặc có màu nâu vàng hoặc nâu là do nguyên nhân nào sau?

A. HNO₃ oxi hóa bụi bẩn trong không khí tạo hợp chất có màu.

B. HNO₃ tự biến đổi thành hợp chất có màu.

C. HNO₃ bị phân hủy 1 ít tạo NO₂ tan lại trong HNO₃ lỏng.

D. HNO₃ hút nước mạnh tạo dung dịch có màu.

Câu 2. Trong phòng thí nghiệm người ta thường điều chế HNO₃ từ

A. NH₃ và O₂.

B. NaNO₂ và H₂SO₄ đặc.

C. NaNO₃ và H₂SO₄ đặc.

D. NaNO₃ và HCl đặc.

Câu 3. Khi nhiệt phân, dãy muối nitrat nào đều cho sản phẩm là oxit kim loại, khí nitơ đioxit và khí oxi?

A. Cu(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂.

B. Cu(NO₃)₂, LiNO₃, KNO₃.

C. Hg(NO₃)₂, AgNO₃, KNO₃.

D. Zn(NO₃)₂, KNO₃, Pb(NO₃)₂.

Câu 4 . Cho kim loại Cu tác dụng với HNO₃ đặc hiện tượng quan sát được là

A. Khí màu nâu đỏ bay lên, dung dịch chuyển màu xanh.

B. Khí không màu bay lên, dung dịch chuyển màu xanh.

C. Khí không màu bay lên, dung dịch có màu nâu.

D. Cu không tác dụng với HNO₃.

Câu 5. Phát biểu sai là

A. Muối nitrat được sử dụng chủ yếu để làm phân đạm trong nông nghiệp.

B. Nhiều chất hữu cơ bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO₃ đặc.

C. HNO₃ là một axit mạnh, có tính oxi hóa mạnh.

D. HNO₃ đặc khi tác dụng với C, S, P nó khử các phi kim đến mức oxi hóa cao nhất.

Câu 6. Trong những nhận xét dưới đây về muối nitrat của kim loại, nhận xét sai là

A. Tất cả các muối nitrat đều dễ tan trong nước.

B. Các muối nitrat là chất điện li mạnh, trong dung dịch loãng chúng phân li hoàn toàn thành các ion.

C. Các muối nitrat dễ bị nhiệt phân hủy.

D. Các muối nitrat chỉ được sử dụng làm phân bón hóa học trong nông nghiệp.

Câu 7. Thí nghiệm với dd HNO₃ thường sinh ra khí độc NO₂. Để hạn chế khí NO₂ thoát ra từ ống nghiệm, biện pháp hiệu quả nhất là người ta thường nút ống nghiệm bằng

A. bông khô.

B. bông có tẩm nước.

C. bông có tẩm nước vôi.

D. bông có tẩm giấm ăn.

Câu 8. Khi cho kim loại tác dụng với HNO₃ không thể tạo ra hợp chất nào sau?

A. NO.

B. NH₄NO₃.

C. NO₂.

D. N₂O₅.

Câu 9. Nhóm các kim loại đều không phản ứng được với HNO₃ loãng là

A. Al, Fe.

B. Au, Pt.

C. Al, Au.

D. Fe, Pt.

Câu 10. Các kim loại đều tác dụng được với dung dịch HCl nhưng không tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc, nguội là

A. Fe, Al, Cr.

B. Cu, Fe, Al.

C. Fe, Mg, Al.

D. Cu, Pb, Ag.

Câu 11. Chất nào sau đây không tạo kết tủa khi cho vào dung dịch AgNO₃?

A. HCl.

B. HNO₃.

C. KBr.

D. K₃PO₄.

Câu 12. Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân Cu(NO₃)₂ là

A. CuO, NO và O₂.

B. Cu(NO₂)₂ và O₂.

C. Cu(NO₃)₂, NO₂ và O₂.

D. CuO, NO₂ và O₂.

Câu 13. Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân KNO₃ là

A. K₂O, NO₂ và O₂ .

B. K, NO₂, O₂.

C. KNO₂, NO₂ và O₂.

D. KNO₂ và O₂.

Câu 14. Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân hoàn toàn AgNO₃ là

A. Ag₂O, NO₂, O₂.

B. Ag, NO, O₂.

C. Ag₂O, NO, O₂.

D. Ag, NO₂, O₂.

Câu 15. Khi cho Cu tác dụng với dung dịch chứa H₂SO₄ loãng và NaNO₃, vai trò của NaNO₃ trong phản ứng là

A. chất xúc tác.

B. chất oxi hoá.

C. môi trường.

D. chất khử.

Câu 16. Kim loại M phản ứng được với các dung dịch: HCl, Cu(NO₃)₂, HNO_{3 đặc nguội}. Kim loại M là

A. Ag.

B. Zn.

C. Fe.

D. Al.

Câu 17. Cho hỗn hợp bột Al, Fe vào dung dịch chứa Cu(NO₃)₂ và AgNO₃. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn gồm ba kim loại là

A. Al, Cu, Ag.

B. Al, Fe, Cu.

C. Fe, Cu, Ag.

D. Al, Fe, Ag

Câu 18. Phản ứng hóa học viết đúng là

A. 5Cu + 12HNO_{3 đặc} → 5Cu(NO₃)₂ + N₂↑ + 6H₂O.

B. Mg + 4HNO_{3 loãng} → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O.

C. 8Al + 30HNO_{3 loãng} → 8Al(NO₃)₃ + 3N₂O↑ + 15H₂O.

D. Tất cả đều đúng.

Câu 19. Kim loại bị thụ động trong HNO₃ đặc, nguội là

A. Al, Fe.

B. Ag, Fe.

C. Pb, Ag.

D. Pt, Au.

Câu 20. Cho hổn hợp C và S vào dung dịch HNO₃ đặc thu được hổn hợp khí X và dung dịch Y. Thành phần của X là

A. SO₂ và NO₂.

B. CO₂ và SO₂.

C. SO₂ và CO₂.

D. CO₂ và NO₂.

Trên đây là phần trích dẫn nội dung Bài tập về tính oxi hóa mạnh của Axit Nitric môn Hóa học 11 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tài liệu cùng chuyên mục tại đây:

• Bài tập trắc nghiệm chuyên đề hợp chất khử tác dụng với dung dịch HNO₃
• Bài tập trắc nghiệm về axit HNO₃ tác dụng với đơn chất

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!