Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít đktc hỗn hợp hai khí, trong đó có một khí màu nâu đỏ sản phẩm khử duy nhất và dung dịch chỉ chứa muối sunfat trung hòa.. Biết rằng N
Trang 1Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 1
BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG H + TRONG MÔI TRƯỜNG NO
3-Ví dụ 1: Cho hỗn hợp chứa 12,0 gam Cu và 19,2 gam Fe2O3 vào dung dịch H2SO4 loãng dư, kết thúc phản ứng còn lại m gam kim loại không tan Giá trị m là
A 12,0 gam B 4,32 gam C 4,80 gam D 7,68 gam
Định hướng tư duy giải
Ta có : nFe O2 3 =0,12
2
2
2
Fe DSDT
Cu
SO
+
+
−
Ví dụ 2: Hòa tan hết hỗn hợp gồm 0,01 mol Cu2S, 0,04 mol FeCO3 và x mol FeS2 bằng dung dịch HNO3 vừa
đủ Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít (đktc) hỗn hợp hai khí, trong đó có một khí màu
nâu đỏ (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chỉ chứa muối sunfat trung hòa Giá trị của V là:
A 46,592 B 51,072 C 50,176 D 47,488
Định hướng tư duy giải
Điền số điện tích
2
BTDT 3
2 4
Cu : 0,02
SO : 0,01 2x
+ +
−
2
BTE
NO
Ví dụ 3: Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO3)2 0,5M và HCl 1M thu được khí NO và m gam kết tủa Xác định m Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của NO-3 và không có khí H2 bay ra
Định hướng tư duy giải
H : 0, 2
+
−
Khi đó dung dịch có: 3
2 2
Cl : 0, 2
NO : 0, 2 0,05 0,15
Fe : 0,1
Cu : a
−
− + +
BTDT
2a 0, 2 0,15 0, 2 a 0,075(mol)
BTNT.Cu
m (0,1 0,075).64 1,6(gam)
Ví dụ 4: Cho 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,8M và Fe(NO3)3 0,6M có thể hoà tan tối đa m (g) hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol là 2:3) sau phản ứng thu được dung dịch X Khối lượng muối khan khi cô cạn dung
dịch X gần nhất với :
Định hướng tư duy giải
Ta có: 3
3
H : 0, 4
NO : 0,9
+
−
Trang 2Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 2
Khi đó: Fe : 2a BTE
Cu : 3a
2
2
BTKL
X
3
Fe : 0,3 2.0, 06 0, 42
Cu : 3.0, 06 0,18
Cl : 0, 4
NO : 0,8
+
+
−
−
=
Ví dụ 5: Hòa tan bột Fe trong dung dịch X có chứa KNO3 và H2SO4 Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y,chất rắn không tan và 8,96 lít (đkc) hỗn hợp khí X gồm NO và H2, tỷ khối hơi của X so với H2 là 11,5 Cô cạn dung dịch Y thì thu được m gam rắn khan Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
2
NO : 0,3
Vì có khí H2 nên NO3− phải hết BTNT.N 3
KNO
2
BTKL
BTDT 2
4
Fe : 0,55
SO : 0,7
+
+
−
⎯⎯⎯→
Ví dụ 6: Dung dịch X chứa 0,01 mol Fe(NO3)3, x mol H2SO4 và 0,04 mol HNO3 Cho Mg vào X khuấy đều tới khi các phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y, chất rắn gồm 2,96 gam hỗn các kim loại và 0,1 mol hỗn hợp khí Z chứa NO và H2 Biết Y có thể tác dụng với tối đa 0,38 mol KOH Cô cạn Y thu được m gam muối khan Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
Đi tắt đón đầu ⎯⎯→nKOH=0,38⎯⎯→nK SO2 4 =0,19⎯⎯→nH+ =0, 42
2
a 0,06
H : 0,1 a
+ +
−
Điền số điện tích
2 4
4 2
SO : 0,19
Mg : 0,185
− + +
Ví dụ 7: Hoàn tan hoàn toàn m gam bột Fe vào 100 ml dung dịch X gồm CuSO4, H2SO4 và Fe2(SO4)3 0,1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y, m gam chất rắn Z và 0,224 lít H2 (đktc) Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
Ta có:
3
2
4
Fe
H
CuSO
+
Vì khối lượng chất rắn không đổi nên lượng tan ra bằng lượng bám vào
Trang 3Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 3
3
2
4
Fe
H
CuSO
+
Trong m
Fe
Ví dụ 8: Hoà tan bột Fe vào 200 ml dung dịch chứa NaNO3 và H2SO4 Sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 6,72 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và H2 có tỉ lệ mol 2 : 1 và 3 gam chất rắn không tan Biết dung dịch A không chứa muối amoni Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là
A 126 gam B 75 gam C 120,4 gam D 70,4 gam
Định hướng tư duy giải
BTE
2
NO : 0, 2
BTKL 2
BTDT 2
4
Na : 0, 2
SO : 0,5
+
+
−
⎯⎯⎯→
ĐÁP ÁN BÀI TẬP VẬN DỤNG CÂU 1: Hoà tan bột Fe vào 200 ml dung dịch chứa NaNO3 và H2SO4 Sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 6,72 lit hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và H2 có tỉ lệ mol 2 : 1 và 3 gam chất rắn không tan Biết dung dịch A không chứa muối amoni Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là
A 126,0 gam B 75,0 gam C 120,4 gam D 70,4 gam
Định hướng tư duy giải:
Vì có khí H2 bay ra nên chắc chắn NO3−đã biến thành NO hết
2
NO : 0, 2(mol)
H : 0,1(mol)
2
NO
2
2 4
Fe : 0, 4
Na : 0, 2 2a 0, 2 0, 4.2 a 0,5
SO : a
+ +
−
4
m m(Fe , Na ,SO )+ + − 75(gam)
CÂU 2: Cho m g bột Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp A chứa H2SO4 1M, Fe(NO3)3 0,5M và CuSO4 0,25M Khuấy đều cho đến khi phản ứng kết thúc thu được 0,85m gam chất rắn Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
Ta có:
3
H
NO NO
+
−
=
2
2
3
Fe DSDT
SO BTNT.N
NO
+
−
−
BTKL
Trang 4Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 4
CÂU 3: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe trong dung dịch HNO3 thấy có 0,3 mol khí NO2 sản phẩm khử duy nhất thoát ra, nhỏ tiếp dung dịch HCl vừa đủ vào lại thấy có 0,02 mol khí NO duy nhất bay ra Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng là:
Định hướng tư duy giải
NO
=
=
Lại có:nNO =0,02⎯⎯→nHCl=0,08
3
3
Fe
Cl BTDT
NO
+
−
−
CÂU 4: 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,8M và Fe(NO3)3 0,1M hòa tan hoàn toàn tối đa m gam Fe (sản phẩm khử của NO3- là NO duy nhất) Giá trị của m gần nhất với:
Định hướng tư duy giải
Ta có:
3
H
NO NO
n 0, 06(mol)
+
−
=
2
2
SO : 0,16
Fe : a 0, 02
− +
+
CÂU 5: Dung dịch X chứa 0,1 mol Fe(NO3)3 và 0,24 mol HCl Dung dịch X có thể hòa tan được tối đa bao nhiêu gam Cu (biết phản ứng tạo ra khí NO là sản phẩm khử duy nhất)
Định hướng tư duy giải
Dễ thấy H+ hết và nNO 0, 24 0,06(mol)
4
BTNT.N
3 BTNT.Fe 2
2
NO : 0,3 0, 06 0, 24(mol)
Fe : 0,1(mol)
a 0,14(mol)
Cl : 0, 24(mol)
Cu : a(mol)
− +
−
+
m 0,14.64 8,96(gam)
CÂU 6: Dung dịch X chứa a mol Fe(NO3)3, 0,08 mol H2SO4 và 0,16 mol HCl Dung dịch X có thể hòa tan được tối đa bao m gam Fe thu được 0,1 mol hỗn hợp khí NO và H2 Biết dung dịch sau phản ứng không có ion NH4+ Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
2
NO : x
H : 0,1 x
Dung dịch cuối cùng chứa
2 4
BTNT.Fe
BTDT 2
SO : 0,08
Fe : 0,16
−
−
+
⎯⎯⎯→
Trang 5Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 5
CÂU 7: Dung dịch X chứa 0,01 mol Fe(NO3)3, x mol H2SO4 và 0,04 mol HNO3 Cho m gam Mg vào X khuấy đều tới khi các phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y, chất rắn gồm 2,96 gam hỗn các kim loại và 0,1 mol hỗn hợp khí Z chứa NO và H2 Biết Y có thể tác dụng với tối đa 0,38 mol KOH Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
Ta có: nKOH =0,38⎯⎯→ =x 0,19⎯⎯→nH+ =0, 42
4
2
NO : a
H : 0,1 a
+
2
4
4
2
SO : 0,19
Mg : 0,185
−
+
+
⎯⎯→
CÂU 8: Cho m gam Fe vào 1 lít dung dịch gồm H2SO4 0,1M, Cu(NO3)2 0,1M, Fe(NO3)3 0,1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,69m gam hỗn hợp kim loại, dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất) Cô cạn dung dịch X thu được khối lượng muối khan là:
Định hướng tư duy giải:
+ Nhìn thấy ngay H+ hết nNO 0, 2 0,05(mol)
4
Do đó X là
2 4
BTDT 2
SO : 0,1(mol)
Fe : 0,325(mol)
−
− +
⎯⎯⎯→
CÂU 9: Cho m(g) Fe tác dụng với dung dịch gồm NaNO3 và H2SO4 khuấy đều trong điều kiện thích hợp, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X và 1,792 lít hỗn hợp khí Y và 1 phần kim loại không tan Biết rằng Y có một khí hóa nâu ngoài không khí và tỷ khối của Y so với H2 là 8 Khối lượng muối tạo thành trong dung dịch X là :
A.17,12 B.17,21 C.18,04 D.18,40
Định hướng tư duy giải:
Có ngay
2
NO
H
n 0, 04(mol)
n 0, 04(mol)
=
Chú ý có H2 bay ra thì X không thể có NO3−
Con đường tư duy của chúng ta lại trở thành vô cùng quen thuộc
2
2
BTNT.N
Na
Fe
BTDT
SO
0,04.2 0,04.3
2
+
+
−
+
CÂU 10: Cho 2,0 gam bột Fe vào 100ml dung dịch X chứa H2SO4 0,1M; CuSO4 0,15 M; Fe(NO3)3 0,1 M thu được dung dịch Y; hỗn hợp rắn Z và khí NO (sản phẩm khử duy nhất) Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan Giá trị của m là:
Trang 6Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 6
Định hướng tư duy giải:
Z là hỗn hợp → (Fe,Cu) → muối cuối cùng là muối Fe2+
Ta có : 3
2
H
Fe
+
+
NO
BTNT.Nito
3 2
4
BTDT 2
NO : 0,03 0,005 0,025
Fe : 0,0375
−
−
+
⎯⎯⎯→
CÂU 11: Hoà tan hết 6,72 gam bột Fe vào 400 ml dung dịch chứa 0,16 mol KNO3 và H2SO4 Sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A chỉ chứa các muối và 3,136 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và NO2 có tỷ khối hơi so với H2 là 19 Biết dung dịch A không chứa muối amoni Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
2
NO : 0,07
3
2
4
BTDT
K : 0,16
NO : 0,02
SO : 0, 21
Fe : 6,72(gam)
+
−
−
⎯⎯⎯→
CÂU 12: Hoà tan hết m gam bột Fe vào 400 ml dung dịch chứa 0,16 mol KNO3 và H2SO4 Sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A chỉ chứa các muối và 3,584 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và NO2 có tỷ khối hơi so với H2 là 17 Biết dung dịch A không chứa muối amoni Cô cạn dung dịch A thu được 42,08 gam muối khan Giá trị của m là:
Định hướng tư duy giải
2
NO : 0,12
2 4
Fe : m(gam)
42,08 K : 0,16 m 42,08 0,16.39 0, 28.96 8,96(gam)
SO : 0, 28
+
−
CÂU 13: Cho 1,98 gam Mg vào 100 ml dung dịch hỗn hợp chứa Fe(NO3)3 0,2M, Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4
0,8M Khuấy đều tới khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí NO (đktc), 0,64 gam chất rắn và dung dịch X Tổng khối lượng muối có trong X là :
Định hướng tư duy giải:
Dễ thấy 0,64 gam chất rắn là Cu
Ta có: nMg 1,98 0,0825(mol) ne 0,165(mol)
24
Trang 7Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 7
Ta lại có:
4 BTNT.H H
NH NO
n
10
+
+
=
=
3 BTE
NO Cu Fe
0,16 4a
10
+
−
Vậy
2
2
2
BTKL
4 2 4 BTDT
3
Mg : 0,0825
Fe : 0,02
Cu : 0,01
NH : 0,01
SO : 0,08
NO : 0,075
+ + + +
−
−
⎯⎯⎯→
CÂU 14: Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO3)2 0,5M và HCl 1M thu được khí NO và m gam kết tủa Xác định m Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của NO-3 và không có khí H2 bay ra
Định hướng tư duy giải
H : 0, 2
+
−
2
2
Cl : 0, 2
NO : 0, 2 0,05 0,15
2a 0, 2 0,15 0, 2 a 0,075(mol)
Fe : 0,1
Cu : a
−
− + +
BTNT.Cu m (0,1 0,075).64 1,6(gam)
CÂU 15: Cho hỗn hợp 0,02 mol Fe và 0,03 mol Cu vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 và 0,1 mol NaNO3.Sau khi phản ứng hoàn toàn thu đươc dung dịch X và khí NO(sp khử duy nhất).Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào X thì lượng kết tủa lớn nhất.Giá tri tối thiểu của V là :
Định hướng tư duy giải
Ta có :
3
H : 0,6(mol)
NO : 0,1(mol)
+
−
Ta sử dụng phương trình: 4H++NO3−+3e→NO 2H O+ 2
e
Fe : 0,02
n 0,02.3 0,03.2 0,12(mol)
Cu : 0,03
+ dư
Vậy dung dịch X sẽ có :
3
2
Fe : 0,02
Cu : 0,03
H : 0,6 0,16 0, 44
+ + +
NaOH,BTDT
OH
n − 0, 44 0,02.3 0,03.2 0,56(mol)
CÂU 16: Cho 1 lượng bột Fe tan hết trong dung dịch chứa HNO3, sau khi phản ứng kết thúc thì thu được 2,688 lít NO(đkc) và dung dịch X Thêm dung dịch chứa 0,3 mol HCl (loãng) vào lọ thì thấy khí NO tiếp tục
thoát ra và cuối cùng thu được dung dịch Y Để phản ứng hết với các chất trong dung dịch Y cần vừa hết
650 ml dung dịch KOH 1M ( Biết NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5) Khối lượng muối có trong X là :
Trang 8Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 8
A 29,04 gam B 29,6 gam C 32,4 gam D 21,6 gam
Định hướng tư duy giải
Ta có :
3
BTE Trong X
2, 688
BTNT.K KOH
3
KCl : 0,3
KNO : 0,35
2
BTKL 3
3
Fe : 0,03
NO : 0,36
+
+
−
CÂU 17: Cho hỗn hợp X gồm 0,09 mol Fe và 0,05 mol Fe(NO3)3 vào 500 ml dung dịch HCl 1M kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y và khí NO (spkdn).Hỏi dung dịch Y hòa tan tối đa bao nhiêu gam Cu:
A 10,24 B 9,6 C 4,26 D 7,84
Định hướng tư duy giải
3
H
NO
e Fe
n 0,5(mol)
4
n 0, 05(mol)
+
−
+
+ −
=
=
=
Chú ý: Lượng H+ không đủ để biến toàn bộ NO3− thành NO nên phải tính ne theo H+
Ta tư duy theo kiểu tổng quát “chặn đầu” với lượng ne trên làm nhiệm vụ đưa Fe và Cu thành Fe2+ và Cu2+ BTE
Cu
0, 425 0,09.2
2
−
CÂU 18: Hòa tan hết a gam bột Fe trong 100 ml dung dịch HCl 1,2M, thu được dung dịch X và 0,896 lít khí
H2 Cho X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3, sau khi kết thúc các phản ứng thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và b gam chất rắn, (biết các khí đo ở đktc) Giá trị của b và V lần lượt là:
A 18,3 và 0,448 B 18,3 và 0,224 C 10,8 và 0,224 D 17,22 và 0,224
Định hướng tư duy giải
Ta có:
2 2
+
+
D
Theo phương trình: 4H++NO3−+3e→NO+2H O2 → nNO =0,01(mol)
BTE BTE BTNT
BTNT.Clo
Ag : 0,04 0,03 0,01(mol)
b 18,3(gam)
AgCl : 0,12
⎯⎯⎯⎯→
CÂU 19: Cho 11,2 gam Fe vào 300 ml dung dịch chứa (HNO3 0,5M và HCl 2M) thu được khí NO duy nhất
và dung dịch X Cho dung dịch X tác dụng với lượng dư dung dịch KMnO4/H2SO4 loãng Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Tính khối lượng KMnO4 đã bị khử
A 4,71 gam B 23,70 gam C 18,96 gam D 20,14 gam
Định hướng tư duy giải
Trang 9Thầy phạm Minh Thuận Sống là để dạy hết mình 9
Ta có :
3
Fe
H
NO
n 0, 2(mol)
+
−
H+
⎯⎯→ Fe tan hết và tạo
2
BTE
Fe : a
2a 3(0, 2 a) 0,15.3 a 0,15(mol)
Fe : 0, 2 a
+
+
4
2
BTE
KMnO
0,15 0,6
CÂU 20: Cho hỗn hợp chứa 12,0 gam Cu và 27,84 gam Fe3O4 vào dung dịch H2SO4 loãng dư, kết thúc phản ứng còn lại m gam kim loại không tan Giá trị m là
Định hướng tư duy giải
Ta có : nFe O3 4 =0,12
2
DSDT 2
2 4
Fe : 0,36mol
SO : 0,48mol
+ +
−