HNO3 + OXIT
Ths Nguyễn Quốc Việt
Tel: 0916505381 or 0983505381
Nhận luyện thi Đại hoc môn Hóa 8, 9, 10, 11, 12
Tại Thành Phố Hà Tĩnh
2.1.1. HNO3
dư + HỔN HỢP OXIT VÀ KIM LOẠI
Sơ đồ phản ứng:
Fe
hhX(Fe, FeO, Fe2O3,
Fe3O4)
Fe(NO3)3 (1)
Fe2O3
hhX(Fe, FeO, Fe2O3,
Fe3O4)
Fe(NO3)3 (2)
Dù quá trình hóa học xảy ra theo sơ đồ (1) hoặc (2), khi
giải ta đều bắt đầu từ hổn hợp X.
NHỮNG
GIÁ TRỊ CẦN XÁC ĐỊNH
Xác định mFe , mFe2O3,mmuối,
nHNO3phản ứng, Vkhí, mhhX
Phương
pháp giải:
Chuyển
hhX về Fe2O3:
hhX (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3 + NO + H2O
Nhận e: N+5
+3e → NO
hhX (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + O2→ Fe2+3O3
(đưa
về hợp chất Fe+3 để có số electron trao đổi bằng nhau)
Nhận e: O2
+ 4e → 2O-2
ne
(O2 nhận) = ne (NO nhận) Þ nO2
mFe2O3 = mhhX + mO2
nHNO3 = nNO3-(muối) + nN(sản
phẩm khử); nNO3-(muối)
= 3nFe(NO3)3
Phương
pháp quy đổi
Quy đổi hổn hợp X thành Fe và O
Đặt: nFe = x; nO
= y
mhhX = 56x + 16y (1)
Qúa trình cho
e: Fe → Fe3+ + 3e
x 3x
Qúa trình nhận e:
O + 2e → O-2
y 4y
N+5
+3e → NO ( giả sử SPK là NO)
Ta có: ne cho = ne nhận (2)
Từ (1) và (2) Þ x,y.
mmuối = mkim loại + mNO3-(muối)
+ mNH4NO3(nếu có); nNO3-(muối) = ne kim loại cho
nHNO3 = nNO3-(muối) + nN(sản
phẩm khử) = ne kim loại cho + nN(sản phẩm khử)
Ví dụ 7: Nung m gam Fe
trong không khí thu được 3 gam hổn hợp chất rắn X gồm
Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Hoà tan hổn
hợp X bằng dung dịch HNO3 dư. Sau phản ứng thu được 0,56 lít khí NO
ở đktc ( sản phẩm khử duy nhất). Tính m.
Hướng
dẫn giải:
nNO =
= 0,025 mol
Cách
1:Chuyển hhX về Fe2O3
hhX (Fe, FeO, Fe2O3
và Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3
+ NO + H2O
Nhận e: N+5
+3e → NO
0,075 0,025
hhX (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + O2→ Fe2+3O3
mFe2O3 = mhhX + mO2 = mhhX
+ mO2 = 3 + 0,6 = 3,6 gam
nFe2O3 =
= 0,0225 mol; nFe = 0,045 mol; mFe = 0,045x56 =
2,52 gam
Cách
2: Giải theo
phương pháp quy đổi
Xem hổn hợp X gồm Fe và O2
Đặt: nFe = x; nO = y
mhhX = 56x + 16y = 3 (1)
Qúa trình cho
e: Fe → Fe3+ + 3e
x 3x
Qúa trình nhận e:
O+ 2e → O-2
y 4y
N+5
+3e → NO
0,075 0,025
Ta có: 3x = 4y + 0,025 (2)
Từ (1) và (2)Þ x = 0,045; y = 0,0275
molÞmFe = 2,52
gam
Ví dụ 8: Khử m gam Fe2O3
bằng khí CO. Sau phản ứng thu được 5,2 gam hổn hợp X gồm 4 chất rắn Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4.
Hoà tan hổn hợp
X bằng dung dịch HNO3 dư. Sau phản ứng thu được 0,05 mol khí NO2
( sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
Hướng dẫn giải:
Chuyển hhX về Fe2O3
hhX (Fe, FeO, Fe2O3
và Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3
+ NO + H2O
Nhận e: N+5
+3e → NO
0,15 0,05
hhX (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + O2→ Fe2+3O3
mFe2O3 = mhhX + mO2 = mhhX
+
x32 = 5,2 +
= 6,4 gam
Ví dụ 9: Đốt
cháy 5,6 gam bột Fe trong bình đựng O2 thu được 7,36 gam hỗn hợp A
gồm Fe2O3, Fe3O4 và Fe. Hòa tan
hoàn toàn lượng hỗn hợp A bằng dung dịch HNO3 dư thu được V lít hỗn
hợp khí B gồm NO và NO2. Tỉ khối của B so với H2 bằng 19.
Tính V ở đktc
Hướng
dẫn giải:
nFe
=
= 0,1 mol
Đặt: nNO = a mol; nNO2 = b mol
d
=
= 19 → M = 19*2 = 38
áp dụng quy tắc
đường chéo:
a NO 30 8
38
b NO2 46 8
Cách 1:
Chuyển hhA về Fe2O3
hhA(Fe, Fe2O3,
Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3
+ NO + H2O
Nhận e: N+5
+ 1e → N+1O2
a a
N+5 + 3e → N+2O
3a
a
ne nhận = a + 3a = 4a
hhA (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + O2→ Fe2+3O3
nFe2O3 =
nFe = 0,05; mFe2O3 =
0,05*160 = 8 gam
mFe2O3 = mhhA + mO2 = mhhA
+
x32 = 7,32 +
= 8
a = 0,02 mol; nhh khí = 2a = 0,04 mol Þ Vhh khí = 0,896 lít
Cách 2: Giải theo phương pháp quy đổi
Quy đổi hổn hợp A (Fe2O3,
Fe3O4, Fe) gồm Fe và O
Đặt: nFe = 0,1; nO =
x
mhhA = 56*0,1 + 16x = 7,36; x =
0,11 mol
Qúa trình cho
e: Fe → Fe3+ + 3e
0,1 0,3
Qúa trình nhận e:
O + 2e → O-2
0,11 0,22
N+5
+ 1e → N+1O2
a a
N+5
+ 3e → N+2O
3a a
Ta có: 0,3 = 0,22 + a + 3a; a = 0,02; nhh khí
= 2a = 0,04 mol
Vhh khí = 0,896 lít
Ví dụ 10: Hoà tan m gam hổn hợp X gồm Fe
FeO, Fe3O4, Fe2O3 bằng dung dịch
HNO3 dư. Sau phản ứng thu được 4,48 lít khí NO2 ở đktc (
sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch B. Cô cạn dung dịch B thu được 145,2 gam
muối khan. Giá trị của m là
Hướng dẫn giải:
nNO2 = 0,2 mol; nFe(NO3)3 =
= 0,6
mol
hhX (Fe, FeO, Fe2O3
và Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3
+ NO2 + H2O
Cách
1: Bảo toàn khối lượng
nHNO3 = 0,6x3 + 0,2 = 2 molÞnH2O =
nHNO3 = 1 mol
mhhX
+ mHNO3 = nFe(NO3)3 + mNO2 + mH2OÞmhhX= 46,4 gam
Cách 2:
Chuyển hhA về Fe2O3
hhA(Fe, Fe2O3,
Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3
+ NO + H2O
Nhận e: N+5
+ 1e → N+1O2
0,2
0,2
hhA (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + O2→ Fe2+3O3
nFe2O3 =
nFe(NO3)3 = 0,3; mFe2O3 =
48 gam
mFe2O3 = mhhX + mO2 = mhhX +
x32 = mhhX +
= 48
ÞmhhX = 46,4 gam
Ví dụ 11: Hổn hợp X gồm MgO, Fe, FeO,
CuO, Fe3O4, Fe2O3. Hòa tan mgam hổn
hợp X vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được 0,15 mol
SO2. Khử m gam X bằng khí CO dư thu được hổn hợp chất rắn Y và hổn hợp khí Z.
Cho Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 30 gam kết tủa. Hổn hợp Y
tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được V lít khí NO ở đktc (sản
phẩm khử duy nhất). Tính V.
Hướng dẫn
giải:
(1)
Hổn hợp X (MgO, Fe, FeO, CuO, Fe3O4, Fe2O3)
+ H2SO4→Fe3+,
Cu2+, Mg2+
Nhận e: S+6
+ 2e → SO2
0,3 0,15
(2)
Hổn hợp X (MgO, Fe, FeO, CuO, Fe3O4, Fe2O3)
+ CO → hhY(Fe, Cu, MgO)
Cho
e: C+2O – 2e → C+4O2
0,6 0,3
CO2
+ Ca(OH)2→ CaCO3
+ H2O
0,3 0,3
nCaCO3 =
= 0,3 mol
(3) hhY(Fe, Cu, MgO) +
HNO3 → Fe3+,
Cu2+, Mg2+
Nhận e: N+5
+ 3e → NO
0,9 0,3
ne trao đổi (3) = ne trao đổi (1) + ne trao đổi (2) = 0,3 + 0,6 =
0,9 mol
ÞVNO
= 0,3 *22,4 = 6,72 lít
Ví dụ 12: Để m gam Fe ngoài không khí sau một thời gian thu được
7,52 gam hỗn hợp X gồm Fe và các oxit của nó. Cho hỗn hợp X thu được tác dụng với dung dịch HNO3
dư thu được 1,344 lit khí NO2 . Để phản ứng với lượng X ở trên cần V
ml dung dịch HCl 1M. Tìm V biết sau phản ứng thu được 0,056 lit khí H2.
Hướng dẫn giải:
nNO2 = 0,06 mol
hhX (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3 + NO2
+ H2O
Chuyển hhX về Fe2O3
hhA(Fe, Fe2O3, Fe3O4) + HNO3→ Fe+3(NO3)3 + NO + H2O
Nhận e: N+5
+ 1e → N+1O2
0,06
0,06
hhA (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) + O2→ Fe2+3O3
mFe2O3 = mhhX + mO2
= mhhX+
x32 =7,52+
= 8,04 gam
nFe2O3
= 0,05molÞ nFe
= 0,1 mol; mFe = 0,1x56 = 5,6 gam
mO(trongX)
= 7,52 – 5,6 = 1,92 gam; nO =
= 0,12 mol
X + HCl: nH2
=
= 0,0025 mol
2H+
+ 2e→ H2
0,005 0,0025
2H+
+ O2-→ H2O
0,24 0,12
nH+
= 0,245 molÞVdd HCl
=
= 0,245 lít = 245 ml
Ví dụ 13: Cho 18,5 gam hỗn hợp A gồm
Fe, Fe3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 a
(mol/lít). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất
(đktc), dung dịch B và 1,46 gam kim loại. Xác định a.
Hướng dẫn giải:
nNO = 0,1
Kim loại dư là Fe: mFe dư =
1,46 gam
mhhA phản ứng = 18,5 – 1,46
= 17,04 gam
Quy đổi hổn hợp
A (Fe3O4, Fephản ứng)về Fe và O
Đặt: nFe
= x; nO = yÞ 56x + 16y =
17,04 (1)
Qúa trình cho
e:Fe → Fe2+ + 2e
x 2x
Qúa trình nhận e: O + 2e → O-2
y 2y
N+5
+ 3e → NO
0,3 0,1
Ta có: 2x = 2y + 0,3 (2)
Từ (1) và
(2) Þ x = 0,27; y = 0,12
nHNO3 = nN(muối) + nN(sản phẩm
khử); nN(muối) = ne kim loại cho = 2x = 0,54
mol
ÞnHNO3 = 0,54 + 0,1 = 0,56 mol; CM HNO3 =
= 2,8 M
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét