I. LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Lưu ý: Chỉ nên qui đổi khi số ẩn sau khi qui đổi < số ẩn ban đầu trong hỗn hợp.
2. Phương pháp giải
- BTNT (C), (N), (H), (S), (O) (chú ý N, H, O trong NH4+, H2, H2O).
- BTĐT: Tổng n điện tích (+) = Tổng n điện tích (-) (mol điện tích = số mol x điện tích)
- BTKL: \({m_{hh}} + {m_{HN{O_3}}} = {m_{muo i}} + {m_{khi }} + {m_{{H_2}O}}\)
- BTe: Htrị.nKL + 6nS = 2nO +
- CT tính nhanh (suy ra từ phương trình ion - eletron):
\(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{{H^ + }}} = 2{n_{O(oxit)}} + {n_{OH}} + 2{n_{C{O_3}}} + 2{n_{{H_2}}} + 2{n_{N{O_2}}} + 4{n_{NO}} + 10{n_{{N_2}O}} + 12{n_{{N_2}}} + 10{n_{N{H_4}^ + }} - 8{n_{{S^{2 - }}}}\\
\,{n_{{H^ + }}} = 2{n_O} + 4{n_{S{O_2}}} + 8{n_S} + {10_{{H_2}S}}
\end{array} \right.\)
| PT ion – electron với HNO3 | PT ion – electron với H2SO4 |
| 2H+ + NO3- + 1e → NO2 + H2O 4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O 10H+ + 2NO3- + 8e → N2O + 5H2O 12H+ + 2NO3- + 10e → N2 + 6H2O 10H+ + NO3- + 8e → NH4+ + 3H2O S-2 + 4H2O → SO42- + 8H++ 8e | 4H+ + SO42- + 2e → SO2 + 2H2O 8H+ + SO42- + 6e → S + 4H2O 10H+ + SO42- + 8e → H2S + 4H2O |
II. BÀI TẬP MINH HỌA
1. Kim loại tác dụng với HNO3 (H+, NO3-)
Câu 1. Cho 3,48 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm HCl (dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N2 và H2. Khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11,4. Giá trị của m là
A. 16,085.
B. 18,300.
C. 14,485.
D. 18,035.
Hướng dẫn giải
Y chứa H2 ⇒ NO3- đã hết.
\(\left\{ \begin{array}{l}
{N_2}:\,x\,mol\\
{H_2}:\,y\,mol
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\,{n_Y} = x + y = 0,025\\
{m_Y} = 28x + 2y = 0,025.22,8
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = 0,2\,mol\\
y = \,0,005\,mol
\end{array} \right.\)
→ \(2{n_{Mg}} = 8{n_{N{H_4}^ + }} + 10{n_{{N_2}}} + 2{n_{{H_2}}} \Rightarrow {n_{N{H_4}^ + }} = 0,01\,mol\) → \({n_{KN{O_3}}} = {n_{N{H_4}^ + }} + 2{n_{{N_2}}} = 0,05\,mol\)
→ \(\,{n_{{K^ + }}} = 0,05\,mol\) → \({n_{C{l^ - }}} = 0,145.2 + 0,05 + 0,01 = 0,35\,mol\) → \({m_{muoi}} = 18,035\,gam\)
Câu 2. Cho lượng dư Mg tác dụng với dung dịch gồm HCl, 0,1 mol KNO3 và 0,2 mol NaNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X chứa m gam muối và 6,272 lít hỗn hợp khí Y (đktc) gồm 2 khí không màu trong đó có 1 khí hoá nâu trong không khí. Tỉ khối của Y so với H2 là 13. Giá trị của m là
A. 83,16
B. 60,34
C. 84,76
D. 58,74
Hướng dẫn giải
\(M{g_{d}} + \left\{ \begin{array}{l}
HCl\\
KN{O_3}:\,0,1\,\,mol\\
NaN{O_3}:\,0,2\,mol
\end{array} \right.\)
→ \( + hhY\left\{ \begin{array}{l}
NO:0,24\,mol\\
{H_2}:\,0,04\,mol
\end{array} \right. + {H_2}O\)
\({n_{N{H_4}^ + }} = 0,06\,mol\)
\(2{n_{M{g^{2 + }}}} = 2{n_{{H_2}}} + 8{n_{N{H_4}^ + }} + 3{n_{NO}}\, \Rightarrow \,{n_{M{g^{2 + }}}} = 0,64\,mol\)
---(Nội dung đầy đủ, chi tiết vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---
4. Hỗn hợp kim loại và muối sunfua tác dụng với HNO3 (H+, NO3-)
Câu 1. Cho 23 gam hỗn hợp X gồm Cu, Fe, Cu2S, FeS2 và FeS tác dụng hết với dung dịch HNO3 (đặc nóng, dư) thu được V lít (ở đktc) khí NO2 duy nhất và dung dịch Y. Nếu cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 58,25 gam kết tủa. Mặt khác khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 25,625 gam chất kết tủa. Giá trị của V là
A. 16,8
B. 38,08
C. 24,64
D. 47,6
Hướng dẫn giải
\(\left\{ \begin{array}{l}
{m_X} = 64x + 56y + 32z = 23\\
BT(S):\,z = 0,25\\
BT(Cu,\,Fe):\,98x + 107y = 25,625
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = 0,125\,mol\\
y = \,0,125\,mol\\
z\, = 0,25\,mol
\end{array} \right.2{n_{Cu}} + 3{n_{Fe}} + 6{n_S} = {n_{N{O_2}}} = 2,125\,mol\, \Rightarrow \,V = 47,6\,lit.\)
Câu 2. Cho 46 gam hỗn hợp X gồm Cu, CuS, Fe, FeS2 và FeS tác dụng hết với dung dịch HNO3 (đặc nóng, dư) thu được V lítkhí NO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Nếu cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 116,5 gam kết tủa. Mặt khác khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 51,25 gam chất kết tủa. Giá trị của V là
A. 16,8
B. 95,2
C. 24,64
D. 47,6
Hướng dẫn giải
\(\left\{ \begin{array}{l}
{m_X} = 64x + 56y + 32z = 46\\
BT(S):\,z = 0,5\\
BT(Cu,\,Fe):\,98x + 107y = 51,25
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = 0,25\,mol\\
y = \,0,25\,mol\\
z\, = 0,5\,mol
\end{array} \right.\)
→ \(2{n_{Cu}} + 3{n_{Fe}} + 6{n_S} = {n_{N{O_2}}} = 4,25\,mol\, \Rightarrow \,V = 95,2\)
5. Hỗn hợp kim loại và muối cacbonat tác dụng với HNO3 (H+, NO3-)
Câu 1. Chia hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, Fe(OH)3 và FeCO3 thành hai phần bằng nhau. Hoà tan hết phần một trong dung dịch HCl dư, thu được 1,568 lít khí (đktc) hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 bằng 10 và dung dịch chứa m gam muối. Hoà tan hoàn phần hai trong dung dịch chứa 0,57 mol HNO3 tạo ra 41,7 gam hỗn hợp muối (không có muối amoni) và 2,016 lít (đktc) hỗn hợp gồm hai khí (trong đó có khí NO). Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 27
B. 29
C. 31
D. 25
Hướng dẫn giải
\(\begin{array}{l}
P1:\,{n_{HCl\,p}} = {n_{{H^ + }(1)}} = 2{n_O} + 2{n_{{H_2}}}\\
P2:{n_{{H^ + }(2)}} = 2{n_O} + 4{n_{NO}}\, \Rightarrow \,{n_O} = \frac{{0,57 - 4.0,06}}{2} = 0,165\,mol\, \Rightarrow \,{n_{HCl}} = 2.0,165 + 2.0,04 = 0,41\,mol
\end{array}\)
⇒ m = 10,08 + 41.35,5 = 24,635 gam.
III. LUYỆN TẬP
Câu 1. Hòa tan hết 14,8 gam hỗn hợp Fe và Cu trong 126 gam dung dịch HNO3 48%, thu được dung dịch X (không chứa muối amoni). Cho X phản ứng với 400 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và KOH 0,5M, thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 20 gam hỗn hợp Fe2O3 và CuO. Cô cạn Z, thu được hỗn hợp chất rắn khan T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 42,86 gam hỗn hợp chất rắn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 7,6. B. 7,9. C. 8,2. D. 6,9.
Câu 2. Hòa tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Fe, Fe3O4, Fe2O3, Mg, MgO và CuO vào 200 gam dung dịch H2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch X chỉ chứa muối sunfat trung hòa của kim loại, hỗn hợp khí Y gồm 0,01 mol N2O và 0,02 mol NO. Cho X phản ứng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được 89,15 gam kết tủa. Lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 84,386 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO4 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 0,85. B. 1,06. C. 1,45. D. 1,86.
Câu 3 Để m gam hỗn hợp E gồm Al, Fe và Cu trong không khí một thời gian, thu được 34,4 gam hỗn hợp X gồm các kim loại và oxit của chúng. Cho 6,72 lít khí CO qua X nung nóng, thu được hỗn hợp rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 là 18. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 1,7 mol HNO3, thu được dung dịch chỉ chứa 117,46 gam muối và 4,48 lít hỗn hợp khí T gồm NO và N2O. Tỉ khối của T so với H2 là 16,75. Các thể tích khí đều đo ở đktc. Giá trị của m là
A. 27. B. 31. C. 32. D. 28.
Câu 4. Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 tan hết trong 320 ml dung dịch KHSO4 1M. Sau phản ứng, thu được dung dịch Y chỉ chứa 59,04 gam muối trung hòa và 896 ml NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5, ở đktc). Y phản ứng vừa đủ với 0,44 mol NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng của Fe(NO3)2 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 63. B. 18. C. 73. D. 20.
Câu 5. Hòa tan hết 21,48 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,42 mol H2SO4 loãng và 0,02 mol KNO3, thu được dung dịch Y (chất tan chỉ có 54,08 gam các muối trung hòa) và 3,74 gam hỗn hợp Z gồm ba khí không màu (trong đó hai khí có số mol bằng nhau). Dung dịch Y phản ứng được tối đa với 0,82 mol NaOH, thu được 26,57 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm thể tích của khí có phân tử khối lớn nhất trong Z là
A. 40,10%. B. 58,82%. C. 41,67%. D. 68,96%.
Câu 6. Hòa tan hết 23,18 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Fe(NO3)3 vào dung dịch chứa 0,92 mol HCl và 0,01 mol NaNO3, thu được dung dịch Y (chất tan chỉ có 46,95 gam hỗn hợp muối) và 2,92 gam hỗn hợp X gồm ba khí không màu (trong đó hai khí có số mol bằng nhau). Dung dịch Y phản ứng được tối đa với 0,91 mol KOH, thu được 29,18 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm thể tích của khí có phân tử khối lớn nhất trong X là
A. 75,34% B. 51,37% C. 58,82% D. 45,45%.
Câu 7. Nung hỗn hợp X gồm a mol Mg và 0,25 mol Cu(NO3)2, sau một thời gian, thu được chất rắn Y và 0,45 mol hỗn hợp khí Z gồm NO2 và O2. Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 1,3 mol HCl, thu được dung dịch chỉ chứa m gam hỗn hợp muối clorua và 0,05 mol hỗn hợp khí T (gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 11,4). Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 82. B. 74. C. 72. D. 80.
Câu 8. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu và FeS vào dung dịch chứa 0,32 mol H2SO4 (đặc), đun nóng, thu được dung dịch Y (chất tan chỉ gồm các muối trung hòa) và 0,24 mol SO2 (là chất khí duy nhất). Cho 0,25 mol NaOH phản ứng hết với dung dịch Y, thu được 7,63 gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 4,66. B. 5,34. C. 5,61. D. 5,44.
Câu 9. Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu và FeS vào dung dịch chứa 0,38 mol H2SO4 (đặc) đun nóng, thu được dung dịch Y (chất tan chỉ gồm các muối trung hòa) và 0,29 mol SO2 (là chất khí duy nhất). Cho 2,24 gam bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Z và 1,28 gam kim loại. Dung dịch Z phản ứng tối đa với 0,3 mol NaOH, thu được 10,06 gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 9,74. B. 7,50. C. 11,44. D. 6,96.
Câu 10. Hòa tan hết 12,72 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, FeCO3 trong dung dịch chứa 1,74 mol NaHSO4 và 0,36 mol HNO3, thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối trung hòa) và 10,335 gam hỗn hợp khí Y gồm CO2, N2, NO, H2 (trong Y có 0,0525 mol H2 và tỉ lệ mol NO: N2 = 2: 1). Cho Z phản ứng hết với dung dịch NaOH, lọc lấy kết tủa đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 13,2 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng kim loại sắt trong X gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 20,27%. B. 26,41%. C. 39,62%. D. 25,52%.
Câu 11. Hòa tan hết 28,16 gam hỗn hợp rắn X gồm Mg, Fe3O4 và FeCO3 vào dung dịch chứa H2SO4 và NaNO3, thu được 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí Y (gồm CO2, NO, N2, H2) có khối lượng 5,14 gam và dung dịch Z chỉ chứa các muối trung hòa. Dung dịch Z phản ứng tối đa với 1,285 mol NaOH, thu được 43,34 gam kết tủa và 0,56 lít khí (đktc). Nếu cho Z tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thì thu được 166,595 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng Mg trong X là
A. 34,09%. B. 25,57%. C. 38,35%. D. 29,83%.
Câu 12. Hòa tan hết 31,36 gam hỗn hợp rắn X gồm Mg, Fe, Fe3O4 và FeCO3 vào dung dịch chứa H2SO4 và NaNO3, thu được 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí Y (gồm CO2, NO, N2, H2) có khối lượng 5,14 gam và dung dịch Z chỉ chứa các muối trung hòa. Dung dịch Z phản ứng tối đa với 1,285 mol NaOH, thu được 46,54 gam kết tủa và 0,56 lít khí (đktc). Nếu cho Z tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thì thu được 166,595 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng Fe3O4 trong X là
A. 29,59%. B. 36,99%. C. 44,39%. D. 14,80%.
Trên đây là một phần trích đoạn nội dung Phương pháp giải bài toán kim loại và hợp chất tác dụng với HNO3 (hoặc H+, NO3-) môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
