SKKN axit nitric và bài toán quy đổi

LỜI GIỚI THIỆU Nhiệm vụ trọng tâm của dạy học nói chung và dạy môn Hóa học nói riêng làthực hiện mục tiêu đổi mới dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triểnnăng lực học sin

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1 LỜI GIỚI THIỆU

Nhiệm vụ trọng tâm của dạy học nói chung và dạy môn Hóa học nói riêng làthực hiện mục tiêu đổi mới dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triểnnăng lực học sinh: năng lực tư duy, năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề…

Để hình thành các năng lực đó cho học sinh, giáo viên cần trang bị cho học sinh cáckĩ năng cần thiết: kĩ năng tìm tòi, kĩ năng giải bài tập, kĩ năng hệ thống hóa kiếnthức, kĩ năng liên hệ các kiến thức

Do vậy vai trò của người giáo viên trong nhà trường là rất quan trọng Họ nhưnhững huấn luyện viên còn học sinh như các vận động Trong quá trình dạy học ởtrường phổ thông, bồi dưỡng và phát huy năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh làmột nhiệm vụ quan trọng

Hoá học là bộ môn khoa học thực nghiệm và lí thuyết, cung cấp cho học sinhnhững tri thức hóa học phổ thông tương đối hoàn chỉnh về các chất, sự biến đổi cácchất, mối liên hệ giữa công nghệ hóa học, môi trường và con người Trong bộ môn

Hóa học thì chuyên đề về axit NITRIC (H + , NO3 - ) là một mảng kiến thức rất quan

trọng, đề thi trung học phổ thông quốc gia liên tục xuất hiện các câu hỏi về axitnitric rất hay, đặc biệt mấy năm trở lại đây, bài tập axit nitric (H+, NO3-) thuộc mứcđiểm cao trong đề thi THPT Quốc gia, thậm chí ở mức điểm 10 Các dạng bài tậpvề axit nitric (H+, NO3-) rất đa dạng và phong phú Kiến thức về axit nitric (H+,

NO3-) trong sách giáo khoa lớp 11 còn ít, đọc xong ta rất khó tổng hợp được kiếnthức và vận dụng để giải bài tập Sách tham khảo đã tương đối nhiều, tuy nhiên mộtbài toán cũng được khai thác dưới rất nhiều cách giải khác nhau, nếu không hiểubản chất thì các em rất khó để giải quyết được

Khi gặp các bài toán về axit nitric (H+, NO3-), tôi nhận thấy học sinh gặp lúngtúng trong việc tìm ra phương pháp giải phù hợp Với mong muốn khắc phục khó

khăn của học sinh và bản thân tôi muốn giảng dạy bài tập về axit nitric (H+, NO3-),

tôi làm đề tài “Axit nitric và bài toán quy đổi” Sáng kiến này sẽ là tài liệu tham

khảo dễ hiểu, giúp các em có cái nhìn đơn giản hơn đối với những bài toán dạngtrên đồng thời giải quyết chúng một cách nhanh hơn và hiệu quả hơn

2 TÊN SÁNG KIẾN: “Axit nitric và bài toán quy đổi”

3 LĨNH VỰC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN: Khi giảng dạy chương “Nitơ Photpho” lớp 11, học sinh được học về axit nitric và khi học sinh ôn thi học sinh

-giỏi lớp 11, học sinh -giỏi lớp 12 và ôn thi THPT Quốc gia Thời lượng học lýthuyết về axit nitric (H+, NO3-) rất ít, nhưng bài tập quy đổi có axit nitric (H+, NO3-)lại rất đa dạng và khó Việc xây dựng chuyên đề từ cách triển khai dạy học bài axitnitric đến dạng bài tập quy đổi có H+, NO3- là rất quan trọng, để có thể củng cố và

bổ sung kiến thức của học sinh, là tài liệu giúp học sinh ôn tập vì bài tập quy đổi có

H+, NO3- đang được khai thác ngày càng nhiều và là những câu lấy điểm cao trongcác kỳ thi

4 NGÀY SÁNG KIẾN ĐƯỢC ÁP DỤNG LẦN ĐẦU: 5/9/2018

5 MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN:

PHẦN MỘT: TỔNG QUAN

I MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Muốn thay đổi cách dạy học truyền thống sang hướng dạy nghiên cứu bài học,lấy học sinh làm trung tâm của mọi nhiệm vụ, giáo viên chỉ là người hướng dẫn vàchuyển giao nhiệm vụ Hệ thống hóa các phương pháp quy đổi có H+, NO3- từ dễ

đến khó giúp học sinh biết cách giải và giải nhanh được các bài tập

II NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Xây dựng bài dạy axit nitric theo hướng nghiên cứu bài học

- Lựa chọn và sử dụng các bài tập quy đổi từ dễ đến khó khi dạy về axit nitric(H+, NO3-) thuộc chương Nitơ – Photpho, Hóa học 11

- Phân dạng và giới thiệu phương pháp tối ưu liên quan để giải các dạng bài tậpquy đổi về axit nitric (H+, NO3-), từ đó học sinh vận dụng linh hoạt trong các bàitoán cụ thể

- Thực nghiệm sư phạm với các lớp học sinh khác nhau, để đánh giá hiệu quảcủa đề tài, từ đó kết luận về khả năng áp dụng đề tài

III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

“Axit nitric và bài toán quy đổi” trong chương trình Hóa học 11, chương

“Nitơ - Photpho”, trong dạy học ôn thi học sinh giỏi và THPT quốc gia cho học

sinh lớp 11, 12 trường THPT Nguyễn Thái Học, để phát triển năng lực tư duy sángtạo của học sinh

IV PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Phạm vi về nội dung: nội dung kiến thức lý thuyết về axit nitric (H+, NO3-)

và các dạng bài tập quy đổi liên quan

- Phạm vi kiến thức

Trong khuôn khổ các bài tập axit nitric (H+, NO3-) đã được khai thác trong cácđề thi đại học, THPT quốc gia, học sinh giỏi 11, 12 tại tỉnh Vĩnh Phúc nên trongsáng kiến kinh nghiệm của mình:

+ Việc tiếp nhận kiến thức về axit nitric, tôi xây dựng theo hướng nghiên cứubài học.

+ Mỗi bài toán quy đổi có axit nitric (H+, NO3-) có thể có nhiều cách giải, tôi chỉđưa ra một cách giải mà ở thời điểm hiện tại tôi cho là tối ưu để giải quyết bài toán.Một số dạng quy đổi cơ bản tôi đưa ra nhiều cách giải để so sánh, đối chiếu

+ Tôi sắp xếp cấu trúc bài tập từ dễ đến khó, từ lý thuyết đến bài toán để họcsinh dễ tiếp cận

- Phạm vi về thời gian: tiến hành nghiên cứu đề tài từ tháng 9/2018, thực

nghiệm sư phạm từ tháng 10/2018 và sẽ còn tiếp tục phát triển

V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp thu thập thông tin: kiến thức lý thuyết và bài tập của liên

quan đến đề tài; hệ thống bài tập từ lý thuyết đến bài tập, từ cơ bản đến nâng cao; lấy ý kiến của các giáo viên

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Học sinh đọc tài liệu trước khi học

chuyên đề; làm hệ thống câu hỏi, bài tập giáo viên giao; làm bài kiểm tra

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tiến hành thực nghiệm với nhiều đối

tượng học sinh (nhiều lớp, nhiều học sinh), trao đổi kinh nghiệm với các giáo viêntrên địa bàn cụm Vĩnh Yên

- Phương pháp thống kê toán học: xử lí và phân tích số liệu thực nghiệm sư

Dùng phần mềm powerpoint để soạn giảng bài axit nitric

Dùng phòng học bộ môn hóa học để dạy bài axit nitic

Giáo viên photo tài liệu phát cho học sinh làm bài, thống kê, đánh giá

PHẦN HAI: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

A TÊN CHUYÊN ĐỀ

- Tên: Axit nitric và bài toán quy đổi

(Bài 9: Axit nitric và muối nitrat – Hóa học 11 – Ban cơ bản)

- Đối tượng học sinh: Học sinh lớp 11

- Số tiết dự kiến: 6 tiết

B XÂY DỰNG KẾ HOẠCH DẠY HỌC

CHỦ ĐỀ: AXIT NITRIC VÀ BÀI TOÁN QUY ĐỔIBÀI 9: AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

Giới thiệu chung

- Bài Axit nitric và muối nitrat gồm các nội dung: Cấu tạo phân tử, tính chất vật lý,tính chất hóa học, ứng dụng, điều chế axit nitric Tính chất vật lý, tính chất hóa học,ứng dụng của muối nitrat

- Chủ đề Axit nitric và bài toán quy đổi bao gồm các nội dung: Cấu tạo phân tử,tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng, điều chế axit nitric Bài toán quy đổi

có axit nitric

- Bài giảng được thiết kế theo hướng: Giáo viên là người tổ chức, định hướng cáchoạt động học tập còn học sinh thực hiện các nhiệm vụ do giáo viên chuyển giaomột cách chủ động, tích cực Giáo viên theo dõi quá trình thực hiện nhiệm vụ củahọc sinh hỗ trợ kịp thời những khó khăn, vướng mắc nhằm giúp học sinh giải quyếtvấn đề học tập một cách hiệu quả, phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực cho họcsinh

- Bài giảng thực hiện trong 3 tiết: 1 tiết nghiên cứu về cấu tạo phân tử, tính chất vật

lý, tính chất hóa học, ứng dụng 2 tiết còn lại nghiên cứu về điều chế axit nitric vàcác dạng bài toán quy đổi có HNO3

I Mục tiêu

1 Kiến thức, kỹ năng, thái độ

a Kiến thức

- HS nêu được: Cấu tạo phân tử và số oxi hóa của nito trong HNO3, tính chất vật lí(trạng thái, màu sắc, tính tan), ứng dụng của axit nitric Một số dạng toán quy đổioxit kim loại đã được học ở chương trình hóa 10 chương oxi – lưu huỳnh.

HS giải thích được: Axit nitric vừa có tính axit mạnh (5 tính chất chung của axit:làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazo, tác dụng với oxit bazo, tác dụng với kimloại, tác dụng với muối), vừa có tính oxi hóa rất mạnh (oxi hóa hầu hết các kimloại, một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ), tuy nhiên trọng tâm là tínhoxi hóa mạnh (N+5 bị khử về các số oxi hóa thấp hơn như N+4, N+2, N-3, N0)

- Say mê, hứng thú trong học tập bộ môn

- Có ý thức bảo vệ môi trường, sử dụng hóa chất đủ liều lượng và hiệu quả

- Thực hiện thí nghiệm cẩn thận

2 Định hướng các năng lực cần hình thành và phát triển

- Năng lực tự học, năng lực hợp tác

- Năng lực thực hành hóa học

- Năng lực giải quyết vấn đề thống qua môn hóa học

- Năng lực vận dụng kiến thức môn hóa học vào cuộc sống

II Chuẩn bị

1 Giáo viên

- Video, máy tính, máy chiếu

- Dụng cụ, hóa chất: quỳ tím, CuO, dung dịch NaOH, CaCO3, Cu, Zn, HNO3 đặc,HNO3 loãng, dung dịch HCl, ống nghiệm, đèn cồn, giá thí nghiệm, giá đỡ ốngnghiệm, bông, nút cao su, cốc thủy tinh.

2 Học sinh

- Ôn lại kiến thức cũ: Cách viết công thức cấu tạo của axit có oxi, phản ứng oxi hóakhử, phương trình ion rút gọn, bài toán quy đổi đã học ở bài axit sunfuric đặc

- Chuẩn bị bài mới theo sách giáo khoa

III Thiết kế, tổ chức hoạt động học

1 Giới thiệu chung

- Tình huống xuất phát: Khai thác kiến thức đã học ở lớp 10 bài axit sunfuric vàkiến thức thực tế về phương pháp quy đổi có axit nitric, tạo hứng thú học tập chohọc sinh, sử dụng kĩ thuật KWLH

- Hoạt động hình thành kiến thức: Phương pháp dạy học chủ yếu: Phương pháp sửdụng thí nghiệm (TN đối chứng, TN nghiên cứu) và phương pháp dạy học hợp táctheo nhóm Thông qua thí nghiệm và hoạt động nhóm, HS rút ra được tính chất hóahọc cơ bản của axit nitric: Tính axit và tính oxi hóa mạnh Nhận dạng được bài toánquy đổi có axit nitric

- Hoạt động luyện tập gồm các câu hỏi nhằm củng cố, khắc sâu kiến thức trọng tâmbài

- Hoạt động vận dụng, tìm tòi được thiết kế cho các nhóm HS tìm hiểu tại nhà giúpcho HS phát triển năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào giải quyết các vấn đềthực tiễn và tạo kết nối với bài học tiếp theo

b) Nội dung hoạt động

HS xem hình ảnh, nêu những điều mình đã biết và những điều mình muốn biết

tìm hiểu thêm về axit HNO3

c) Phương thức tổ chức hoạt động

GV cho HS hoạt động nhóm: xem hình ảnh và trả lời câu hỏi (trước khi HS xemhình ảnh, GV yêu cầu HS sẽ phải trả lời các câu hỏi sau):

1 Hình ảnh trên nói đến hiện tượng gì trong cuộc sống?

2 Hãy cho biết những điều em đã được biết, những điều em muốn biết thêm vềaxit được nói đến

K

(điều đã biết)

W(điều muốn biết)

L(điều học được)

H(học bằng cách nào)

d) Dự kiến sản phẩm của HS

- HS sẽ trả lời hiện tượng được nói đến là hiện tượng mưa axit Axit được nhắcđến trong hình ảnh là axit nitric

- HS có thể nói được một số điều đã biết về axit nitric như: Axit nitric có côngthức phân tử là HNO3, số oxi hóa của N là +5, tan nhiều trong nước, là một axitmạnh làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazo, tác dụng với oxit bazo, tác dụng vớimuối, tác dụng với kim loại Khi làm bài toán quy đổi có HNO3. HS có thể nêuđược dạng quy đổi oxit như: Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (Ví dụ: hỗn hợp Xgồm: Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 ) (từ 3 chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất ( như:

Fe, O hoặc FeO, Fe2O3 hoặc Fe, FeO hoặc Fe, Fe2O3 hoặc Fe, Fe3O4 hoặc ) mộtchất ( như: FexOy hoặc…)

- HS có thể nêu một số vấn đề muốn tìm hiểu thêm về axit HNO3 như: Công thứccấu tạo của HNO3, ngoài tính tan thì HNO3 còn có thêm những tính chất vật lí nào?Ngoài tính axit thì HNO3 còn có tính chất hóa học gì? Tại sao? HNO3 là chất oxi

hóa mạnh hay yếu? Thể hiện khi tác dụng với những chất nào? Với dạng toán quyđổi có HNO3 ngoài dạng quy đổi oxit sắt thì còn có các dạng quy đổi nào như: quyđổi hỗn hợp FeS, FeS2, Cu2S … về các nguyên tố Fe, Cu, S; quy đổi tác nhân oxihóa, quy đổi hỗn hợp sản phẩm khử chứa nito…

Dự kiến một số khó khăn vướng mắc của HS và giải pháp hỗ trợ:

HS có thể không nêu hết được những điều muốn tìm hiểu về HNO3, khi đó GV

có thể có một số gợi ý khéo léo HS như: Các em có muốn tìm hiểu xem ngoàinhững HNO3 được xếp vào axit loại mấy? Vì sao? Tính chất hóa học đặc trưng củaHNO3 là gì? HNO3 tác dụng được với các chất nào? Điều kiện phản ứng của HNO3

vói các chất đó như thế nào? Ngoài dạng quy đổi ở trên thì trong bài toán có HNO3

còn có dạng quy đổi nào khác? Cách xử lí số liệu của các dạng mới này? Hiện nayliên quan đến HNO3, những bài toán nào chinh phục điểm giỏi? Có sử dụngphương pháp quy đổi để giải quyết bài toán đó không? Phương pháp quy đổi tácnhân oxi hóa, quy đổi hỗn hợp sản phẩm khử của nito

e) Kiểm tra, đánh giá kết quả hoạt động

+ Thông qua quan sát, GV biết được mức độ hoạt động tích cực của các nhóm vàcủa các HS

+ Thông qua cột K và cột W trong bảng KWLH của các nhóm, GV biết được HS

đã biết những gì về phương pháp quy đổi này, HS muốn biết thêm các dạng nàocủa phương pháp này Từ đó GV có thể nhận xét, đánh giá sơ bộ giữa các nhóm

Hoạt động 2: Hình thành kiến thức

a) Mục tiêu hoạt động

- HS nêu được: Cấu tạo phân tử và số oxi hóa của nito trong HNO3, tính chất vật

lí (trạng thái, màu sắc, tính tan), ứng dụng của axit nitric Một số dạng toán quy đổioxit kim loại đã được học ở chương trình hóa 10 chương oxi – lưu huỳnh

- HS giải thích được: Axit nitric vừa có tính axit mạnh (5 tính chất chung củaaxit: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với bazo, tác dụng với oxit bazo, tác dụng vớikim loại, tác dụng với muối), vừa có tính oxi hóa rất mạnh (oxi hóa hầu hết các kimloại, một số phi kim, nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ), tuy nhiên trọng tâm là tínhoxi hóa mạnh (N+5 bị khử về các số oxi hóa thấp hơn như N+4, N+2, N-3, N0)

b) Nội dung hoạt động

ND1: Tìm hiểu cấu tạo phân tử, tính chất vật lý, ứng dụng của axit nitric.

ND2: Tìm hiểu về tính chất hóa học, điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm và

trong công nghiệp

ND3: Tìm hiểu về các dạng toán quy đổi có HNO3

c) Phương thức tổ chức hoạt động

ND1: Tìm hiểu cấu tạo phân tử, tính chất vật lý, ứng dụng của axit nitric.

* GV cho HS hoạt động nhóm (mỗi nhóm từ 4 – 6 HS: 10 nhóm 4): Nghiêncứu SGK và quan sát lọ đựng dung dịch HNO3 để trả lời các câu hỏi sau (ghi kếtquả vào bảng phụ; GV ghi câu hỏi ra phiếu học tập, sử dụng máy chiếu để chiếucâu hỏi cho HS…)

Câu 1:

+ Viết CTCT của phân tử HNO3 Xác định số oxi hóa của nitơ trongHNO3?

+ Liên kết trong phân tử HNO3? Phân tử HNO3 có phân cực không?

Câu 2: Nêu tính chất vật lý của HNO3?

+ Trạng thái

+ Màu sắc

+ Độ bền

+ Tính tan trong nước

+ Nồng độ của HNO3 đậm đặc và khối lượng riêng

Câu 3: Ứng dụng của HNO3?

ND2: Tìm hiểu về tính chất hóa học, điều chế axit nitric trong phòng thí nghiệm và

trong công nghiệp

- GV: Yêu cầu HS viết phương trình điện li của HNO3, từ đó dự đoán đượctính chất hóa học nào? Thể hiện khi tác dụng với các chất nào?

GV: Yêu cầu HS làm thí nghiệm theo nhóm như cũ chứng minh tính axitmạnh của HNO3 với:

+ Quỳ tím

+ CuO

+ Ca(OH)2

+ CaCO3

Nhận xét hiện tượng, viết phương trình phân tử và ion thu gọn

GV: Từ số oxi hóa của N trong phân tử HNO3 dự đoán tính chất hóa học củaHNO3?

- GV: cho HS quan sát thí nghiệm đối chứng, nhận xét, viết phương trình + Cu tác dụng với HCl

+ Cu tác dụng với HNO3 loãng, đặc

Xác định vai trò của HNO3 trong các phản ứng trên?

GV: Cho các 5 nhóm HS tiến hành thí nghiệm của Fe với HNO3 đặc nóng, 5Nhóm tiến hành thí nghiệm của Fe với HNO3 đặc nguội Các nhóm quan sát kếtquả của nhau nhận xét hiện tượng, rút ra kết luận?

- GV: Cho HS quan sát video thí nghiệm của HNO3 đặc với C, S; thí nghiệmcủa HNO3 đặc với FeO, để nguội, nhỏ vài giọt dung dịch NaOH vào cho đến khi cókết tủa xuất hiện Các nhóm HS quan sát kết quả của nhóm mình và nhóm bạn,nhận xét, viết phương trình, xác định vai trò của HNO3 trong các phản ứng đó?

- Tiếp theo GV cho HS hoạt động cá nhân: Đọc SGK và cho biết trong phòngthí nghiệm điều chế HNO3 bằng cách nào? Trong công nghiệp HNO3 được sản xuấtnhư thế nào?

ND3: Tìm hiểu về các dạng toán quy đổi có HNO3

- GV: Yêu cầu HS liệt kê các dạng quy đổi đã biết? Phát phiếu học tập cho HShoạt động cá nhân giải các bài toán quy đổi quen thuộc, phân loại dạng toán quyđổi đó?

d) Dự kiến sản phẩm của học sinh

Ở ND1: HS có thể trả lời các ý sau:

- Cấu tạo phân tử:

+ CTCT: H – O – N = O

O

+ Trong ptử HNO3: N có số oxi hóa +5

+ Liên kết trong phân tử HNO3 là liên kết cộng hóa trị có cực, phân tử HNO3

phân cực

- Tính chất vật lý:

+ Trạng thái: lỏng

+ Màu sắc: không màu

+ Độ bền: kém bền, khi có ánh sáng axit nitric đặc đã bị phân hủy mộtphần ra khí nitơ đioxit Khí NO2 tan trong dung dịch axit, làm cho dung dịch cómàu vàng

+ Tính tan trong nước: tan theo bất kì tỉ lệ nào

+ Nồng độ của HNO3 đậm đặc 68% và khối lượng riêng D = 1,40 g/cm3

- Ứng dụng: dùng để điều chế phân đạm, thuốc nổ, thuốc nhuộm, dượcphẩm

Ở ND2: HS có thể thực hiện được các yêu cầu sau

- Viết được phương trình điện li của HNO3

1 Tính axit : HNO3 là axit mạnh

+ Quỳ tím hoá đỏ

+ Tác dụng với oxít bazơ, bazơ, muối của các axít yếu muối nitrat

2 HNO3 + CuO  Cu(NO3)2 + H2O

2HNO3 +Ca(OH)2Ca(NO3)2+2H2O

2HNO3 + CaCO3  Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

- H N O+5 3 Số OXH cao nhất nên chỉ có thể giảm => tính oxi hoá

a Tác dụng với kim loại:

+ Oxy hoá hầu hết kim loại (trừ Au, Pt)

0 +5 +2 +2

3Cu +8HNO3(l)  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

3Cu0 + 8H+ + 2NO3-→ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

0 +5 +2 +4

Cu + 4HNO3đ  Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Cu0 + 4H+ + 2NO3-→ Cu2+ + 2NO2 + 2H2O

+ Fe, Al, Cr thụ động hoá với HNO3 đặc, nguội

b Tác dụng với phi kim:

HNO3 đặc, nóng OXH được một số phi kim C,S,P,  NO2

- Tìm hiểu về phương pháp điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm dựa vào phảnứng axit tác dụng với muối để tạo muối mới axit mới Trong công nghiệp đi từ hóachất phổ biến và có nhiều nitơ.

1.Trong PTN:Cho tinh thể NaNO3 (hoặc KNO 3 ) tác dụng với H 2 SO 4 đặc, đun nóng NaNO 3 + H 2 SO 4(đ)

o

t

  HNO 3 + NaHSO 4

2 Trong CN:

* Sản xuất HNO 3 từ NH 3 , không khí: Gồm 3 giai đoạn

- Oxi hoá khí NH 3 bằng oxi kk thành NO:

- NO 2 tác dụng với nước và oxi kk tạo HNO 3 :

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O  4HNO 3

* Dung dịch HNO 3 có nồng độ 52 – 68 %

→ Để HNO 3 có nồng độ cao hơn: Chưng cất với H 2 SO 4 đậm đặc.

Ở ND3: HS làm được một số bài tập được đưa ra

Bài toán 1: Nung m gam bột sắt trong oxi thu đựơc 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hoàtan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 dư thoát ra 0,56 lít NO (đktc) là sản phẩmkhử duy nhất giá trị của m là:

A 2,52 gam B 1,96 gam C 3,36 gam D 2,1 gam

+ 3e 3x

Từ (1) và (2) suy ra Fe = 0,045 mol => mFe = 56.0,045 = 2,52 gam  A đúng

Cách 2: Quy hỗn hợp chất rắn X về hai chất Fe, Fe 2 O 3

Cách 3: Quy hỗn hợp chất rắn X về hai chất FeO, Fe 2 O 3

3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O

+ 3e 3x

+ Nếu nFe(Fe O )2 3 0,015mol  mFe = 56.0,06 = 3,36g  C sai

Bài giải

Quy hỗn hợp chất rắn X về nguyên tử là Fe và O

Ta xem 11.36 gam hỗn hợp gồm (Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4) là hỗn hợp của

x mol Fe và y mol O Ta có: mhh =56x+16y =11,36 (1)

Mặt khác quá trình cho và nhận electron như sau

 nFe = 1/80(mhh + 24.nNO) (công thức tính nhanh *)

Bài toán 3: Cho 8,16 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 phản ứng hếtvới dung dịch HNO3 loãng (dung dịch Y), thu được 1,344 lít NO (đktc) và dungdịch Z Dung dịch Z hòa tan tối đa 5,04 gam Fe, sinh ra khí NO Biết trong cácphản ứng, NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 Số mol HNO3 có trong Y là

A 0,54 mol B 0,78 mol C 0,50 mol D 0,44 mol

+ 3e → NO + 2H

2

OSuy ra nNO = (2.nFe – 2nO)/3 = 0,08 mol

Suy ra nHNO3 = 4nNO + 2nO = 0,5 mol

Đáp án C

Bài toán 4: Hoà tan 13,875 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 trong dungdịch có chứa x mol HNO3 đặc nóng Sau phản ứng thu được 1,68 lít NO duy nhất(ở đktc), dng dịch X chứa y gam muối và còn lại 1,095 gam kim loại chưa tan Giátrị của x và y lần lượt gần với các giá trị nào nhất?

Từ (1) và (2) suy ra nFe = 0,2025 mol và nO = 0,09 mol

suy ra: x = mFe(NO3)2 = 0,2025x180 = 36,45 gamsuy ra: y = mHNO3 = 4x0,075 + 2x0,09=0,48 mol

 Đáp án C đúng

Bài toán 5: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịchHCl (dư) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn Y thuđược 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3 Giá trị của m là

Bài giải

Áp dụng phương pháp quy đổi nguyên tử

Ta xem 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 là hỗn hợp của FeO và

Fe2O3

Phương trình hóa học:

FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O (1)

+ 3e 3x

Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (2)

Ta có nFeCl2 = 7,62/127 = 0,06 mol

Từ (1) => nFeO = 0,06 mol => mFeO = 4,32 gam => mFe2O3 = 4,8 gam

=> nFe2O3 = 0,03 mol Từ (2) => nFeCl3 = 0,06 mol => mFeCl3 = 9,75 gam

Bài toán 6: Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hh X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng

H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch Y và 8.96 lít khí SO2(đktc) Tính thành phầnphần trăm về khối lượng của oxi trong hỗn hợp X và khối lượng muối trong dungdịch Y lần lượt:

A 20,97% và 140 gam B 79,03% và 180 gam

C 20,97% và 180 gam D 79,03% và 140 gam

Bài giải

Áp dụng phương pháp quy đổi nguyên tử

Ta xem 49,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 là hỗn hợp của xmol Fe và y mol O Ta có: mhh =56x+16y =49,6 (1)

Mặt khác quá trình cho và nhận electron như sau

+ 3e 3x

Phần 1 cho tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu được 5,825 gam kết tủatrắng

Phần 2 tan trong dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Z, nung Z trongkhông khí đến khối lượng không đổi được a gam chất rắn

Tính giá trị của m và a

Bài giải

Áp dụng phương pháp quy đổi nguyên tử

Xem hỗn hợp chất rắn X là hỗn hợp của x mol Fe và y mol S

Quá trình cho và nhận electron như sau

Thay vào (1) ta được x=0,035 mol

Vậy m = mX=56x+32y=56.0,035+32.0,05=3,56 gam

dư vào Y thu được m gam kết tủa Tìm giá trị của m?

Nhận xét: Đối với bài này nếu giữ nguyên hỗn hợp X thì học sinh sẽ khó viết được

phương trình bảo toàn electron Vì vây, học sinh nên sử dụng phương pháp quy đổi

để giải thì bài toán sẽ đơn giản hơn

Các quá trình nhường nhận electron:

Cu: x mol CuS: y mol