MUỐI NITRAT: M(NO3)n

 MUỐI NITRAT: M(NO₃)_n

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

I.                  PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN:

Muối của kim loại hoạt động: Kim loại trước Mg

M(NO₃)_n  → M(NO₂)_n + (n/2)O₂

Muối của kim loại trung bình: Kim loại từ Mg đến Cu

M(NO₃)_n  →M₂O_n + 2n NO₂ + (n/2)O₂          

Muối của kim loại yếu: Kim loại sau Cu (Ag, Hg...)

M(NO₃)_n →  M + NO₂ + (n/2)O₂   

(Khối lượng chất rắn sau phản ứng giảm chính là khối lượng khí thoát ra).

Ví dụ 1: Nhiệt phân 60,6 gam muối KNO₃ một thời gian được 54,2 gam chất rắn X. Tính phần trăm khối lượng các chất trong X.

Hướng dẫn giải:

n_KNO3 = 0,6 mol;

2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂^↑

0,4              0,4          0,2

    m_O2 = 60,6 – 54,2 = 6,4 gam; n_O2 = 0,2 mol

   Chất rắn X: 0,4 mol KNO₂; 0,2 mol KNO₃

  %m_KNO2 = x100% = 62,73%; %m_KNO3 = 100 – 62,73 = 37,27%

Ví dụ 2: Nung 37.6 gam Cu(NO₃)₂ một thời gian thu được 26.8 gam chất rắn. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân.

Hướng dẫn giải

n_Cu(NO3)2 =  = 0,2 mol; Đặt n_{Cu(NO3)2phản ứng} = x mol

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

      x                            2x         0,5x

m_{hh khí} = 46*2x + 32*0,5x = 37,6 – 26,8; x = 0,1 mol

Hiệu suất phản ứng: H =  = 50%

II.               MUỐI NITRAT TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT:

Trong môi trường axit, NO₃^- của muối nitrat có tính oxi hóa tương tự HNO₃ loảng, sản phẩm khử tạo thành là khí NO

Bài tập loại này gồm các dạng:

-      Dung dịch hổn hợp (HNO_3, H₂SO₄, HCl) + KL, Muối, Oxit

-      Dung dịch hổn hợp (H₂SO₄, HCl, NaNO₃) + KL, Muối, Oxit

Qúa trình nhận e:      4H⁺ + NO₃^- + 3e → NO +2H₂O

Dựa vào số mol H⁺, NO₃^- Þ n_{e nhận}. So sánh n_{e cho}, tính toán

Ví dụ 3: Hòa tan 0,1 mol Cu kim loại trong 120 ml dung dịch X gồm HNO₃ 1M và H₂SO₄ 0,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được V lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của V là

Hướng dẫn giải:

n_HNO3 = 0,12 mol; n_H2SO4 = 0,06 mol; n_H+ = 0,12 + 0,06x2 = 0,24 mol

n_NO3- = 0,12 mol

Nhận e:       4H⁺ +          NO₃^- + 3e → NO  +2H₂O

                        0,24   0,04   0,18     0,06

     Cho e:                   Cu → Cu²⁺ + 2e

                                  0,1              0,2

n_{e cho} = 0,2 > n_{e nhận} = 0,18 ÞCu dư Þ V_NO = 0,06x22,4 =1,344 lít

Ví dụ 4: Hòa tan 0,15 mol Cu kim loại trong 120 ml dung dịch X gồm HNO₃ 1M và H₂SO₄ 2M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được V lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của V là

Hướng dẫn giải:

n_HNO3 = 0,12 mol; n_H2SO4 = 0,24 mol; n_H+ = 0,12 + 0,24x2 = 0,6 mol

Nhận e:                 4H⁺ + NO₃^- + 3e → NO +2H₂O

                                   0,48  0,12   0,36     0,12

     Cho e:                   Cu → Cu²⁺ + 2e

                                  0,15            0,3

n_{e cho} = 0,3 < n_{e nhận} = 0,36 ÞCu hết, NO₃^- dư

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

                                                      0,3     0,1

V_NO = 0,1x22,4 = 2,24 lít

Ví dụ 5: Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO₃)₃ và 0,15 mol HCl có khả năng hòa tan tối đa bao nhiêu gam Cu kim loại (biết NO là sản phẩm khử duy nhất)

Hướng dẫn giải:

n_NO3- = 0,01x3 = 0,03 mol; n_H+ = 0,15 mol

Nhận e:

4H⁺ +          NO₃^- + 3e → NO  +2H₂O

                        0,12   0,03   0,09     0,03

                   Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺

                   0,01   0,01

Cho e:              Cu → Cu²⁺ + 2e

                        0,05            0,1

m_Cu = 0,05x64 = 3,2 gam  

          Ví dụ 6: Cho 1,92 gam đồng vào 100 ml dung dịch chứa đồng thời KNO₃ 0,16M và H₂SO₄ 0,4M, thấy sinh ra một chất khí có tỉ khối hơi đối với H₂ là 15 và thu dung dịch A. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần dùng để kết tủa toàn bộ Cu²⁺ trong dung dịch A.

Hướng dẫn giải:

M_khí = 15x2 = 30 Þkhí NO

n_Cu =  = 0,03 mol; n_KNO3 = 0,016 mol; n_H2SO4 = 0,04 mol

n_NO3- = 0,016 mol; n_H+ = 0,08 mol;

Nhận e:

4H⁺ +          NO₃^- + 3e → NO  +2H₂O

          0,08      0,016     0,048

Cho e:    Cu → Cu²⁺ + 2e

              0,03            0,06

n_{e cho} = 0,06 > n_{e nhận} = 0,048 → Cu dư

Cu_{phản ứng} → Cu²⁺ + 2e

              0,024          0,024   0,048

n_{H+ phản ứng} = 0,064 molÞ n_{H+ dư} = 0,08 – 0,064 = 0,016 mol

dd A + dd NaOH:

                   H⁺ + OH^- → H₂O

               0,016      0,016

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

               0,024     0,048

     n_OH- = 0,016 + 0,048 = 0,064 mol; V_ddNaOH =  = 0,128 lít = 128 ml

Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H₂SO₄ loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO₃)₂ 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Tính thể tích dung dịch Cu(NO₃)₂ cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc.

Hướng dẫn giải:

Fe₃O₄  FeO.Fe₂O₃

Sơ đồ phản ứng

0,1 mol Fe 0,1 mol Fe2O3 0,1 mol Fe3O4 0,1 mol FeO

0,3 mol Fe2+ 0,4 mol Fe3+

0,7 mol Fe3+

Cho e:         Fe²⁺ → Fe³⁺ + 1e

                   0,3                  0,3

Nhận e:       4H⁺ +          NO₃^- + 3e → NO  +2H₂O

                             0,1     0,3     0,1

V_NO = 0,1x22,4 = 2,24 lít; n_NO3- = 0,1 mol

Þ n_Cu(NO3)2 = 0,05 mol; V_{dd Cu(NO3)2} =  = 0,05 lít = 50 ml

Ví dụ 8: Cho m gam Fe vào dung dịch chứa đồng thời H₂SO₄ và HNO₃ thu được dung dịch X và 0,2 mol NO(duy nhất). Thêm tiếp H₂SO₄ vào X thì lại thu được thêm 0,08 mol khí NO duy nhất nữa và dung dịch Y. Dung dịch Y hoà tan vừa hết 0,13 mol Cu không có khí bay ra (các khí đo ở đktc). Khối lượng của Fe đã cho vào là

Hướng dẫn giải

Fe  ddX  ddY  Fe²⁺, Cu²⁺

Ta xem Fe và Cu cùng phản ứng với dung dịch (H⁺, NO₃^-) giải phóng tổng số mol khí NO là 0,28 mol (sau phản ứng Fe về Fe²⁺)

Nhận e:       4H⁺ +          NO₃^- + 3e → NO  +2H₂O

                                            0,84   0,28

Cho e:         Fe → Fe²⁺ + 2e

                         x                  2x

                        Cu → Cu²⁺ + 2e

                        0,13               0,26

Ta có: 2x + 0,26 = 0,84; x = 0,29 mol; m_Fe = 16,24 gam

Ví dụ 9: Cho hỗn hợp X gồm Fe Cu vào bình chứa 200 ml dung dịch H₂SO₄ loãng dư được 1,12 lít H₂ (0^oC, 2 atm), dung dịch A và chất không tan B. Để oxi hoa hỗn hợp sau phản ứng cần thêm vào bình 10,1 gam KNO₃. Khi phản ứng kết thúc người ta thu được khí NO và dung dịch C. Để trung hoà lượng axit dư trong dung dịch C cần 200 ml dd NaOH 1M. Tính % khối lượng hỗn hợp kim loại và C% của dung dịch H₂SO₄ biết D_{dd H2SO4} = 1,25 g/ml.

Hướng dẫn giải:

n_H2 =  0,1 mol; n_KNO3 = 0,1 mol; n_NaOH = 0,2 mol

Cho X vào bình H₂SO₄:                 

Fe +2H⁺ → Fe²⁺ + H₂

                                      0,1    0,2     0,1       0,1

Cho KNO₃ vào bình:

          Cho e:         Fe²⁺ → Fe³⁺ + e

                                  0,1                 0,1

                                  Cu → Cu²⁺ + 2e

                                   x                2x

Nhận e:       4H⁺ +          NO₃^- + 3e → NO  +2H₂O

                                      0,4     0,1      0,3      0,1

                    Ta có: 0,1 +2x = 0,3Þ x = 0,1 mol

Þm_Fe = 5,6 g; m_Cu = 6,4 gam

%m_Fe = *100% = 46,67%;        %m_Cu = 100 – 46,67 = 53,33%

Trung hòa ddC :

                             H⁺ + OH^- → H₂O

                             0,2    0,2

          n_H+ = 0,2 + 0,4 + 0,2 = 0,8 mol;

Þn_H2SO4 = 0,4 mol; m_H2SO4 = 0,4*98 = 39,2 gam

Þ m_{dd H2SO4} = V*D = 200*1,25 =250 gam

C_%H2SO4 = *100% =15,68%