Kỹ năng giải bài tập Hóa Học OXH-KHỬ ion H+ +NO3- Nguyên lý: khi một chất khử Kim loại, Ion Kim loại hóa trị có tính khử – trong dung dịch gặp H+, và NO3 thì xảy ra phản ứng OXH_K Đ
Trang 1Kỹ năng giải bài tập Hóa Học OXH-KHỬ ion H+ +NO3
-
Nguyên lý: khi một chất khử ( Kim loại, Ion Kim loại hóa trị có tính khử ) – trong dung dịch gặp H+, và
NO3
thì xảy ra phản ứng OXH_K
Đây là bài toán hay, và khó, luôn xuất hiện trong bài thi đại học, dành cho học sinh lấy điểm cao, học sinh thường lúng túng cách giải, để gỡ rối thầy giúp các em hiểu rõ bản chất về vấn đề này
1 H+ lấy từ đâu- trả lời lấy từ các axit phân ly mạnh cho H+
2 NO3
lấy từ đâu- trả lời lấy từ các gôc axit có chứa NO3
hoặc gốc axit nitrat
3 Khi có mặt H+ và NO3
thì dung dịch đó có tính OXH mạnh Vậy học sinh tránh sai lầm là viết phương trình riêng rẽ (ví dụ kim loại tác dụng với dung dịch được pha chế từ H2SO4 và HNO3 – hoạc sinh không được viết riêng rẽ từng phương trinh với từng axit , vì trong dung dịch không tồn tại từng axit riêng rẽ, mà chỉ là các ION)
Cách giải 1
-Viết phương trình Ion – e cho nhận ( bán phản ứng) ưu tiên chất khử mạnh phản ứng trước ( tức kim loại
có tính khử phản ứng trước
Nhựơc điểm: phải viết phương trình, cân bằng phương trình, phải nắm tốt thứ tự phản ứng, đaẹc biệt là bài toán khó, học sinh lung túng thứ tự
Ví dụ Fe2+ tác dụng với dung dịc có mặt ( Ag+, NO3
-, H+) biết rằng chỉ sinh NO là sản phẩm khử duy nhất Vậy thứ tự phương trình như thế nào? Như vậy chỉ có học sinh khá và giỏi mới biết E pin của cặp
Fe3+/Fe2+ với cặp NO3
-/NO ( môi trường axit ) lớn hơn cặp Fe3+
/Fe2+ với cặp Ag+/Ag , tức phản ứng với
NO3
-/NO xảy ra trước
Ưu điểm của phương pháp này là rõ ràng, đặc biệt thi học sinh giỏi, hay thi tự luận
Cách 2 Dung e cho nhận, và bảo toàn điện tích, bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố, kết hợp bảo toàn khối lượng- chỉ quan tâm chất thay đổi e,
Ưu điểm : nhanh, chính xác, nâng cao tư duy
Nhược –dễ nhầm lẫn, nếu xác đinh sai e cho nhận
Thầy trình bày bài toán khó để minh họa trong đề thi đại học A2011- và A2013 các em tham khảo
A.2011 : Cho 0,87 gam hh gồm Fe, Cu và Al vào bình đựng 300 ml dd H2SO4 0,1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,32 gam chất rắn và có 448 ml khí (đktc) thoát ra Thêm tiếp vào bình 0,425 gam NaNO3, khi các phản ứng kết thúc thì thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) tạo thành
và khối lượng muối trong dd là
A 0,224 lít và 3,750 gam B 0,112 lít và 3,750 gam
C 0,112 lít và 3,865 gam D 0,224 lít và 3,865 gam
Trang 2Cách giả 1
0,32 gam rắn la Cu, vì axit dư,
nH2= V/22,4= 0,448:22,4= 0,02 mol Gọi Al phản ứng là x mol, Fe phản ứng là y mol,
27x + 56y =0,87-0,32=0,55
Phương trình 2Al +3H2SO4 ⟶ Al2(SO4)3 + 3H2
Fe + H2SO4 ⟶ FeSO4 +H2
Suy ra 3x +2y= 0,02*2=0,04;
Giải hệ cho x=0,01;y= 0,005 mol
Sau phản ứng thu được Cu =0,32 gam= 0,005 mol, Al2(SO4)3 = 0,005 mol; FeSO4 = 0,005 mol
H2SO4 dư = 0,01 mol; khi cho tiếp 0,425 gam = 0,005 mol NaNO3
Thứ tợ phương trình ION – là
3Cu + 8H+ +2NO3
- ⟶3 Cu2+
+2NO +4H2O 0,005 0,02 0,005 0,005 0,01/3
3Fe2+ + 4H+ + NO3
- ⟶3Fe3+
+NO +2H2O 0,005 0,02/3 0,005/3 0,005/3
Như vậy phản ứng vừa đủ
nNO= 0,01/3 +0,005/3 =0,005, V=0,112 lit
khối lượng muối là: = 0,01*27 + 0,005*64 + 0,005*56 + 0,005*23 +0,003*96=3,865 gam
NHẬN XÉT CÁCH GIẢI NÀY TUY RÕ RÀNG, NHƯNG MẤT THỜI GIAN, NHẤT LÀ SỐ MOL LẠI LẺ, LÀM HỌC SINH LÚNG TÚNG
CÁCH GIẢI 2
Số mol H2= 0,02 mol
Số mol H+ = 0,02 mol
4H+ +NO3
- ⟶ NO + 2H2O
0,02 0,005 ⟶0,005
Vậy mol NO tối đa là 0,005 mol, V= 0,112 lit
Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có mKl + m axit +m NaNO3 =m muối +mH2 +mNO + mH2O
0,87 + 0,03*98 +0,425 = m +0,02*2 +0,005*30 +0,01*18
Vậy m= 3,865 gam
Trang 3A2013: Cho m gam Fe vào bình ch a dung dịch gồm H2SO4 và HNO3, u ược dung dịch X và 1,12 lít khí
NO Thêm tiếp dung dịch H2SO4 dư ào bì u ược 0,448 lít khí NO và dung dịch Y Biết trong cả hai rường hợp NO là sản phẩn khử duy nhấ , o ở iều kiện tiêu chuẩn Dung dịch Y hòa tan vừa hết 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử của N+5) Biết các phản ều xảy ra hoàn toàn Giá trị của m
là
Đ T ầy ch n cách giải 2
Tổng mol NO =0,07 mol
Hòa a ồng, nên Fe về Fe2+; v y(m/ 6)* + Cu* =NO*3 uy ra C