Giáo viên: Trần Thị Mỹ Hạnh Trường THPT Hương Khê CHUYÊN ĐỀ: PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH SỐ MOL AXIT CÓ OXI HÓA THAM GIA PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI A.. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI : Trong các đề thi tốt ng
Trang 1Giáo viên: Trần Thị Mỹ Hạnh Trường THPT Hương Khê
CHUYÊN ĐỀ:
PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH SỐ MOL AXIT
CÓ OXI HÓA THAM GIA PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI
A LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :
Trong các đề thi tốt nghiệp Đại Học, Cao Đẳng học sinh gặp rất nhiều khó khăn để giải dạng bài tập tính lượng axit có tính oxi hóa tham gia phản ứng với kim loại Để xử lý
nhanh bài toán cần vận dụng triệt để các phương pháp giải nhanh Do đó tôi lựa chọn đề tài
này góp phần giúp học sinh phát hiện và giải quyết nhanh dạng bài toán “tính lượng axit
có tính oxi hóa tham gia phản ứng với kim loại”.
B NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI:
I CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
1 Phản ứng của HNO3 với kim loại (không tạo muối NH4+)
Xét phản ứng của kim loại M với HNO3
M n
M+ +ne−
a a na
5
N+ + (5-x) e− N+x (5-x)b b Trong đó: a là số mol của kim loại M
b là số mol của x
N+
x
N
+ là sản phẩm khử của 5
N+ Theo định luật bảo toàn e :
na = (5-x).b => b=
5
na x
−
Sản phẩm muối của M là: M NO( 3 )n
=> n NO3 − tạo muối = na = n e−(số mol e cho nhận)
Trang 2HNO
n
∑ = n NO3− tạo muối + n NO3− tạo sản phẩm khử
= na + b = na +
5
na x
− = na.(
6 5
x x
−
Vậy:
(1)
2 Phản ứng của H SO2 4 đặc nóng với kim loại:
M n
M+ + ne
a a na
6
S
+ + (6-x) e +S x (6-x).b b Theo định luật bảo toàn e :
na = (6-x).b => b=
6
na x
−
Muối của kim loại M là: M SO2 ( 4 )n
2
a
mol
=> 2
4
SO
n − tạo muối =
2
an
= 1
2n e (số mol e cho nhận)
Ta có:
2 4
H SO
n
4
SO
n − tạo muối + 2
4
SO
n − tạo sản phẩm khử
x
S
+
=
2
na
+ b =
2
na
+
6
na x
− =
.( )
x na
x
−
−
= 1 .(8 )
2 e 6
x n
x
−
−
Vậy:
(2)
Như vậy:
+ Để tính nhanh số mol axit có tính oxi hóa tham gia phản ứng với kim loại chỉ tạo một sản phẩm khử, sử dụng công thức (1) và (2)
+ Ngoài ra sử dụng phương pháp bảo toàn e số mol axit được tính theo công thức sau:
∑
3
HNO
5
x x
−
2 4
H SO
n = 1 .(8 )
2 e 6
x n
x
−
−
Trang 32 4
H SO
n
4
SO
4
SO
II BÀI TẬP ÁP DỤNG :
* Bài tập 1:
Cho m gam Al tác dụng với 150ml dung dịch HNO3 a(M) vừa đủ thu được khí N2O duy nhất, và dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu được một muối khan có khối lượng (m+18,6) gam Giá trị của a là:
Giải
Sản phẩm khử là: 1
2
N O+ => x =1
mMuối = mkim loại + m NO3− tạo muối với kim loại
=> m NO3− tạo muối với kim loại = mMuối - m kim loại
= (m + 18,6) – m =18,6 (g)
=> ne = nNO3−
Tạo muối với kim loại =
18,6
62 = 0,3 (mol)
3
HNO
n = ne (6
5
x x
−
− ) =
5 0,3.
4 = 0,375 (mol)
=> Đáp án C
* Bài tập 2:
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp ba kim loại X, Y, Z trong một lượng vừa đủ 200ml HNO3 b(M), thu được khí không màu hóa nâu trong không khí và dung dịch A không chứa ion NH4 + Cô cạn dung dịch A thu được (m+37,2)g muối khan Giá trị của b là:
Giải
Sản phẩm khử là: 2
N O+ =>x=2
mMuối = mkim loại + m NO3− tạo muối với kim loại
=>m NO3− tạo muối với kim loại = mMuối - mkim loại
= (m + 37,2) – m = 37,2 (g)
=> ne =
3
NO
n −
Tạo muối với kim loại =
37, 2
62 = 0,6 (mol)
Trang 4HNO
n = ne (6
5
x x
−
− ) =
4
0, 6.
3 = 0,8 (mol)
b = 0,80, 2 = 4
=> Đáp án C
* Bài tập 3:
Cần vừa đủ 0,5 lít dung dịch HNO3 x (M) để hòa tan hoàn toàn m(g) hợp kim Al,
Mg Sau phản ứng thu được dung dịch A và hỗn hợp B gồm N O2 và NO Khi cô cạn dung dịch A được hai muối khan có tổng khối lượng là (m + 136,4) g Biết dB H/ 2 = 18,5 Giá trị của x là:
Giải
2
/
B H
d = 18,5 => M B = 37
Theo sơ đồ đường chéo: n NO :n N O2 = 1:1.
Đặt: n NO =
2
N O
n : a mol
5
3
N+ + e N+2 2N+5+ 8e 2 N+1
3a a 8a a
=> ne = 3a + 8a = 11a
3
NO
m − tạo muối với kim loại = mMuối - mkim loại
= (m+136,4) – m = 136,4 (g)
=> ne =
3
NO
n − = 136, 4
62 = 2,2 11a = 2,2 => a= 0,2
3
HNO
n = ne + nNO + 2
2
N O
n
= 2,2 + 0,2 + 2.0,2 = 2,8 (mol) x= 2,80,5 = 5,6
=> Đáp án B
Trang 5* Bài tập 4:
Cho m gam hỗn hợp ba kim loại X, Y, Z tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch HNO3
c(M) vừa đủ thu được dung dịch A duy nhất Nếu cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thấy thoát ra khí có mùi khai Mặt khác, nếu cô cạn cẩn thận dung dịch A thu được (m +21,6)g muối khan Giá trị của c là:
Giải
X, Y, Z ion kim loại +ne
5
N+ + 8e 3
N−
ne
8
e
n
m muối = m Muối kim loại + m Muối amoni
mMuối = mkim loại +
3
NO
m − + m Muối amoni
m muối = m + 21,6 = m + ne 62 +
8
e
n
80
=> ne = 0,3
3
HNO
3
NO
n − tạo muối với kim loại + nNO3− Tạo sản phẩm khử
3
N−
3
HNO
n = ne + 2.nN− 3 = ne + 2
8
e
n
= 0,3 + 2.0,3
8 = 0,375 => c= 0,3750, 25 = 1,5
=> Đáp án A
* Bài tập 5:
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp hai kim loại A, B trong axit H SO2 4 (đặc, nóng) dư, thu được khí SO2 duy nhất và dùng dịch X Dẫn toàn bộ lượng khí sinh ra qua bình đựng dung dịch Brôm dư, có 96 gam Brôm phản ứng Số mol axit H SO2 4 đã tham gia phản ứng là:
Trang 6Dẫn SO2 qua dung dịch Brôm:
2
Br + 2 H O2 + SO2 2HBr + H SO2 4
0,6 0,6 Sản phẩm khử là: +S O4 4 => x = 4
6
S
+ + 2e 4
S
+
1,2 0,6
e
n = 1,2 mol
2 4
H SO
n = 1
2.ne 8
6
x x
−
−
= 1
2 1,2 4
2 = 1,2 mol
=> Đáp án C
C BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ:
Bài 1:
Hòa tan hoàn toàn 5,04 gam hỗn hợp ba kim loại X, Y, Z vào 100ml dung dịch HNO3
x(M) Thu được 0,02 mol NO2 và 0,05 mol N O2 Giá trị của x là;
Bài 2:
Cho m gam kim loại X tác dụng vừa dử với 100ml dung dịch HNO3 x(M) Thu được 2,24 lít khí NO (đktc) Giá trị của x là:
Bài 3:
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp ba kim loại Mg, Al, Fe trong dung dịch H SO2 4 (đặc, nóng) Thu được 0,55 mol SO2 Số mol H SO2 4đã tham phản là:
Bài 4:
Hòa tan hoàn toàn A gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag v(ml) dung dịch HNO32M Thu được 0,15 mol NO, 0,05 mol N O2 Giá trị của v là: