Bài tập hóa học 11 (có đáp án)

Bài Tập nito, photpho, cacbon, silic bao gồm cả câu hỏi lý thuyết, có trắc nghiệm và tự luận, có đáp án hướng dẫn làm bài

BÀI TẬP HÓA HỌC

11

NHÓM NITƠ Bài 9: KHÁI QUÁT VỀ NHÓM NITƠ

1. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố asen, antimon và bitmut

trạng thái cơ bản trạng thái kích thích

2. Dựa vào độ âm điện của các nguyên tố, hãy giải thích:

a) Tại sao từ nitơ đến bitmut tính phi kim của các nguyên tố giảm dần?

b) Tại sao tính phi kim của nitơ yếu hơn oxi và càng yếu hơn flo?

NH3, NH4Cl, AlN, HCN ; N2O ; NO ; N2O3, NaNO2, HNO2 ; NO2 ; N2O5, HNO3, KNO3

4. Nêu một số hợp chất trong đó photpho có số oxi hóa 3, +1, +3, +5

Giải:

PH3, Ca3P2 / H3PO2(axit hipophotphorơ: axit một nấc)

P2O3, H3PO3 (axit photphorơ: axit hai nấc) / P2O5, H3PO4

5. Tại sao trong các hợp chất nitơ chỉ có hóa trị tối đa là 4, trong khi đối với các nguyên tố còn lại hóa trị tối đa của chúng là 5?

Giải:

N có cộng hóa trị tối đa là 4 vì nguyên tử N không có obitan d trống, nên ở trạng tháikích thích không xuất hiện 5 electron độc thân để tạo 5 liên kết cộng hóa trị Ngoài khảnăng tạo 3 liên kết cộng hóa trị bằng sự góp chung electron, nitơ còn có khả năng tạonên một liên kết cho nhận

Các nguyên tố còn lại trong nhóm nitơ khi ở trạng thái kích thích nguyên tử chúng xuấthiện 5 electron độc thân nên có khả năng tạo 5 liên kết cộng hóa trị

6. Hãy xác định số oxi hóa của các nguyên tố nhóm VA trong các hợp chất sau:

a) As + 5HNO3 ¾® H3AsO4 + 5NO2 + H2O  As thể hiện tính khử

b) Bi + 4HNO3 ¾® Bi(NO3)3 + NO + 2H2O  Bi thể hiện tính khử

b) As(OH)3 ; Sb(OH)3 ; Bi(OH)3

c) Tính axit tăng dần và tính bazơ giảm dần: Bi2O3 < Sb2O3 < As2O3

Bi(OH)3 > Sb(OH)3 > As(OH)3

9. Ion nitrua có cấu hình electron giống cấu hình electron nguyên tử của khí trơ nào, của ion halogenua và của ion kim loại kiềm nào? Hãy viết cấu hình electron của chúng.

Giải:

Cấu hình electron của ion nitrua N3 : 1s2 2s2 2p6

Giống cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm Ne

Giống cấu hình electron của ion florua F

Giống cấu hình electron của ion kim loại kiềm Na+

10.Trỡnh bày cấu tạo của phõn tử N 2 Vỡ sao ở điều kiện thường N 2 là một chất trơ? Ở điều kiện nào N 2 trở nờn hoạt động hơn?

Giải:

 Cấu tạo của phõn tử N2 (xem bài học mục I)

 Vỡ trong phõn tử N2 , hai nguyờn tử N liờn kết với nhau bằng liờn kết ba bền vững Đểphỏ vỡ liờn kết này cần năng lượng rất lớn

 N2 trở nờn hoạt động hơn ở nhiệt độ cao, đặc biệt là khi cú xỳc tỏc

Giải:

 Dẫn lượng khớ nitơ cú lẫn clo qua dd kiềm ở nhiệt độ thường Dd thu được cú tớnh tẩymàu (là nước Gia-ven)

Cl2 + NaOH ắđắđ NaCl + NaClO + H2O

 Dẫn lượng khớ nitơ cú lẫn khớ hidro clorua (HCl) qua nước cất, HCl tan nhiều trongnước thu được dd cú tớnh axit (làm quỳ tớm húa đỏ)

 Dẫn lượng khớ nitơ cú lẫn hidro sunfua H2S qua dd muối chỡ thấy xuất hiện kết tủamàu đen:

H2S + Pb(NO3)2 ắđắđ PbS  + 2HNO3

13.Trộn 200,0 ml dd natri nitrit 3,0 M với 200,0 ml dd amoni clorua 2,0 M rồi đun núng cho đến khi pứ thực hiện xong Xỏc định thể tớch của khớ nitơ sinh ra (đo ở đktc) và nồng độ mol của cỏc muối trong dd sau pứ Giả thiết thể tớch của dd biến đổi khụng đỏng kể

Giải:

Số mol NaNO2 = 0,2ì3 = 0,6 số mol NH4Cl = 0,2ì2 = 0,04  NH4Cl pứ hết

NaNO2 + NH4Cl ắđắđ NaCl + N2  + 2H2O

0,04  0,04Thể tớch N2 = 0,04 ì 22,4 = 8,96 lớt

Số mol NaNO2 dư = 0,06  0,04 = 0,02 

Số mol NaCl = số mol NH4Cl = 0,04 

CM (NaNO

2)=

0,20,2 + 0,2 = 0,5 (M)

CM (NaCl) = 0,4

0,2 + 0,2 = 1 (M)

Bài 10: AMONIAC  AMONI

14.Mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra trong thí ngiệm chứng minh NH 3 tan nhiều trong nước.

Giải:

Cho đầy khí NH3 vào bình cầu, nút chặt bằng nút cao su có cắm xuyên qua một đoạnống dẫn khí bằng thủy tinh đầu nhọn Úp ngược bình cầu và nhúng một đầu ống thủytinh vào cốc nước, sẽ thấy có một vòi phun nước trong bình cầu, do NH3 tan nhiềutrong nước làm giảm áp suất trong bình cầu nên cột nước dâng mạnh lên tạo vòiphun

15.Có 5 bình đựng riêng biệt 5 chất khí : N 2 , O 2 , NH 3 , Cl 2 và CO 2 Hãy đưa ra một thí nghiệm đơn giản để nhận ra bình đựng khí NH 3

Giải:

Cách 1 : Dùng giấy quỳ tẩm ướt đưa vào miệng các bình khí Ở bình nào quỳ tím hóa

xanh là NH3Cách 2 : Dùng que quấn bông tẩm dd HCl đặc đưa vào miệng các bình khí Ở bình

nào xuất hiện khói trắng là NH3

16.Nêu tính chất hóa học đặc trưng và những ứng dụng của NH 3

Giải: xem bài học mục tính chất hóa học

18.Cho cân bằng hóa học :

Cân bằng trên sẽ chuyển dịch theo chiều nào (có giải thích) khi:

a) tăng nhiệt độ.

b) hóa lỏng NH 3 để tách NH 3 ra khỏi hỗn hợp pứ.

c) giảm thể tích của hệ pứ.

Giải:

a) chuyển theo chiều nghịch, vì pứ nghịch là pứ thu nhiệt

b) chuyển dịch theo chiều thuận, vì khi giảm nồng độ NH3 cân bằng sẽ dịch chuyểntheo chiều làm tăng nồng độ NH3

N2(k) + 3H2(k) 2NHxt, p, to 3(k) H = -92kJ

c) Khi giảm thể tích hỗn hợp có nghĩa là làm tăng áp suất của hệ, cân bằng chuyển dịch

về phía làm giảm áp suất (theo chiều thuận) là chiều làm giảm số mol khí

19.Cần lấy bao nhiêu lít khí nitơ và khí hidro để điều chế 67,2 lít khí amoniac? Biết thể tích các khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và hiệu suất của pứ là 25%

b) Khối lượng muối NH4Cl : 0,01  53,5 = 2,14 g

21.Cho dd NH 3 đến dư vào 20 ml dd Al 2 (SO 4 ) 3 Để hòa tan hết kết tủa thu được sau pứ cần tối thiểu 10 ml dd NaOH 2M.

a) Viết phương trình pứ dạng phân tử và ion rút gọn.

b) Tính nồng độ mol của dd Al 2 (SO 4 ) 3 ban đầu.

Bài 12: AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

22.Viết công thức electron và công thức cấu tạo của axit nitric và cho biết nguyên tố nitơ có số oxi hóa là bao nhiêu.

Giải

Công thức electron : H : O : N : O công thức cấu tạo : H  N = O

: O : O

Số oxi hóa của nitơ là +5

23.Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau đây:

26.Cho 13,5 g nhụm tỏc dụng vừa đủ với 2,2 lớt dd HNO 3 , pứ tạo ra muối nhụm và một hỗn hợp khớ gồm NO và N 2 O Tớnh nồng độ mol của dd HNO 3 , biết rằng tỉ khối của hỗn hợp khớ đối với hidro bằng 19,2.

Giải:

13,5/27 = 0,5 mol Al Gọi x, y số mol NO và N2O

Al + 4HNO3 ắđắđ Al(NO3)3 + NO + 2H2O

x 4x x

8Al + 30HNO3 ắđắđ 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O

8y/3 10y y

27.Đốt chỏy hoàn toàn 4,4 g sunfua kim loại cú cụng thức MS (kim loại M cú cỏc

số oxi húa +2 và +3 trong cỏc hợp chất) trong lượng dư oxi Chất rắn thu được sau pứ được hũa tan trong một lượng vừa đủ dd HNO 3 37,8% Nồng độ phần trăm của muối trong dd thu được là 41,7%

a) Xỏc định cụng thức của sunfua kim loại.

b) Tớnh khối lượng dd HNO 3 đó dựng

khối lượng dd HNO3 đó dựng = 500  0,05 = 25g

28. Giả thiết pứ giữa kim loại Mg với axit HNO3 đặc chỉ tạo ra đinitơ oxit Tổng cỏc hệ sốtrong phương trỡnh húa học bằng :

Giải

4Mg + 10HNO3 ắđắđ 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O

29. Axit HNO3 đặc, núng pứ được với tất cả cỏc chất trong nhúm nào sau đõy?

A Mg(OH)2, CuO, NH3, Ag B Mg(OH)2, CuO, NH3, Pt

C Mg(OH)2, NH3, CO2, Au D CaO, NH3, Au, FeCl2

Khụng chọn B vỡ Pt ; khụng chọn C vỡ Au và khụng chọn D vỡ Au và FeCl3

30. Hũa tan hoàn toàn 1,2 g kim loại X vào dung dịch HNO3 dư thu được 0,224 lớt khớ nitơ ởđktc (giả thiết cỏc pứ chỉ tạo ra khớ N2) Vậy X là

A Zn(NO3)2, KNO3, Pb(NO3)2 B Ca(NO3)2, LiNO3, KNO3

C Cu(NO3)2, LiNO3, KNO3 D Hg(NO3)2, AgNO3

Giải

Chọn D vỡ từ Mg đến Cu cho oxit kim loại

32.Trong giờ thực hành húa học, học sinh thực hiện thớ nghiệm cho kim loại Cu tỏc dụng với HNO 3 đặc và HNO 3 loóng đều thấy thoỏt ra một chất khớ gõy ụ nhiễm mụi trường khụng khớ Giải thớch và viết cỏc phtrỡnh húa học.

Giải:

Khớ gõy ụ nhiễm trong cỏc thớ nghiệm trờn là khớ NO2

Cu + 4HNO3 đặc ắđắđ Cu(NO3)2 + 2NO 2 + 2H2O

3Cu + 8HNO3 loóng ắđắđ 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

NO + ẵ O2  NO 2

33. Chọn biện phỏp sử lớ tốt nhất trong cỏc biện phỏp sau đõy để chống ụ nhiễm khụng khớtrong phũng thớ nghiệm cho bài tập trờn:

A Sau thớ nghiệm nỳt ống nghiệm bằng bụng cú tẩm nước vụi

B Sau thớ nghiệm nỳt ống nghiệm bằng bụng cú tẩm giấm ăn

C Sau thớ nghiệm nỳt ống nghiệm bằng bụng cú tẩm nước

D Sau thớ nghiệm nỳt ống nghiệm bằng bụng cú tẩm cồn

 Dùng giấy tẩm Pb(NO3)2 nhận H2S (kết tủa đen PbS)

 Dùng giấy màu ẩm nhận khí clo do bị mất màu

 Còn lại nitơ

b) Cho Cu vào các mẫu, đun nóng

HNO3 đặc  khí NO2 nâu đỏ thoát ra

H2SO4 đặc  khí không màu mùi hắc thoát ra, dd chuyển thành màu xanh

HCl đặc  không hiện tượng

Học sinh tự viết các phương trình pứ

35.Dẫn 2,24 lít khí NH 3 (đktc) đi qua ống đựng 32 g CuO nung nóng thu được chất rắn A và khí B.

a) Viết phương trình hóa học của pứ xảy ra và tính thể tích khí B (đktc).

b) Ngâm chất rắn A trong dd HCl 2M dư Tính thể tích dd axit đã tham gia pứ Coi hiệu suất của quá trình là 100%.

Giải:

a) 2NH3 + 3CuO to

→ N2 + 3H2O + 3CuMol: 0,1 0,15 0,05 0,15Thể tích khí B là 0,05  22,4 = 1,12 lít N2

(NH 4 ) 2 SO 4 + ? to

→ ? + Na 2 SO 4 + H 2 O ? ¾® NH 3 + CO 2 + H 2 O

Hãy cho biết pứ nào là pứ oxi hóa khử và giải thích.

Giải:

NH4NO2 t→ o N2 + H2O ¾® pứ oxi hóa khử (N thay đổi số oxi hoá)

NH4NO3 25 0ođun c ẩ n thậ n→ N2O + 2H2O ¾® pứ oxi hóa khử (N thay đổi số oxi hoá)(NH4)2SO4 + 2NaOH to

→ 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O

NH4HCO3 to

→ NH3  + H2O + CO2

37.Tỏch thành từng phần riờng hỗn hợp muối gồm NaCl, NH 4 Cl, MgCl 2

MgCl2 + 2NaOH ắđắđ Mg(OH)2  + 2NaCl

Lọc lấy nước trong và cụ cạn được NaCl

 Lấy kết tủa hũa tan trong lượng HCl vừa đủ Cụ cạn dd thu được để cú MgCl2

Mg(OH)2 + 2HCl ắđắđ MgCl2 + 2H2O

38.Đun núng hỗn hợp rắn gồm 2 muối (NH 4 ) 2 CO 3 và NH 4 HCO 3 thu được 13,44 lớt khớ NH 3 và 11,2 lớt khớ CO 2 (Thể tớch cỏc khớ được đo ở đktc).

a) Viết cỏc phương trỡnh húa học.

b) Xỏc định thành phần % (theo khối lượng) của hỗn hợp muối ban đầu

Giải:

a) (NH4)2CO3

o

→ 2NH3 + CO2 + H2Omol: a  2a a

NH4HCO3 to

→ NH3 + CO2 + H2Omol: b  b b

a) Viết phương trỡnh húa học

b) Tớnh nồng độ mol của cỏc ion trong dd thu được Coi cỏc chất điện li hoàn toàn thành ion và bỏ qua sự thủy phõn của muối NH 4 +

Giải:

a) số mol NH3 = 0,2 ; số mol H2SO4 = 0,45 ; thể tớch dd NH3 = 0,5 lớt

2NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4

0,2 0,1 0,1

b) Sau pứ H2SO4 cũn dư = 0,45  0,1 = 0,35 mol

Do bỏ qua sự thủy phõn của NH4+ và coi H2SO4 phõn li hoàn toàn thành ion, ta cú

40.Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu được

dd X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N 2 O và N 2 Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H 2 là 18 Cô cạn dd X, thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là

41.Người ta thực hiện thí nghiệm sau: nén hỗn hợp gồm 4 lít khí N 2 và 14 lít khí

H 2 trong bình pứ ở nhiệt độ khoảng trên 400 o C, có chất xúc tác Sau pứ thu được 16,4 lít hỗn hợp khí (ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất suất).

42.Một hỗn hợp A gồm khí NH 3 và khí N 2

a) Hãy nêu cách tách riêng từng khí trong A.

b) Có thể chuyển hóa hoàn toàn hỗn hợp A thành khí NH 3 hoặc thành khí N 2

được không ? Hãy giải thích.

Giải

a) Cho hỗn hợp HCl đặc, dư thu được dd NH4Cl và khí N2 đi ra được tách riêng

Cho dd NH4Cl tác dụng với kiềm đặc, đun nóng thu được NH3 (còn lẫn hơi nước), chotiếp qua vôi sống CaO để làm khô

b) Không thể chuyển hoàn toàn A thành NH3 vì khí N2 tác dụng với H2 là pứ thuận nghịch.Nhưng có thể chuyển hoàn toàn A thành N2 được vì đốt A với oxi vừa đủ thì toàn bộ NH3 sẽchuyển thành N2 ; dĩ nhiên,sau đó phải cho qua vôi sống để hấp thu hơi nước

43.Pứ tổng hợp amoniac là:

a) Theo nguyên lí Lơ-Sa-tơ-li-ê, cần thay đổi áp suất và nhiệt độ như thế nào

để cân bằng chuyển dịch sang phía tạo ra NH 3 ? Trong thực tế sản xuất đã vận dụng điều kiện thích hợp gì để tạo ra nhiều NH 3 ?

b) Tính hằng số cân bằng của pứ và nồng độ mol ban đầu của N 2 và H 2 ; biết nồng độ mol các chất lúc cân bằng là N 2 : 0,01M ; H 2 : 2,00M ; NH 3 : 0,40M.

[H2]o = 0,60+2,00 = 2,60 M

44.Viết các phương trình hóa học theo các sơ đồ chuyển hóa sau :

a) NH3 A NH+CuO, to 3 C

(khí)+H2, xt, p, to +O2, xt, to

D E G H+ O2 + H2O

+O2

(raén)b) NH3 NO NO2 HNO3 Cu(NO3)2 CuO Cu

Giải

N2(k) + 3H2(k) 2NHxt, p, t 3(k) H = -92kJ

o



4NO2 + O2 + 2H2O ắđắđ 4HNO3

HNO3 + NaOH ắđắđ NaNO3 + H2O

2NaNO3 to

→ 2NaNO2 + O2  b) (1) 4NH 3 + 5O2 xt, to

→ 4NO + 6H2O

(2) 2NO + O2 ắđắđ 2NO 2

(3) 4NO 2 + O2 + 2H2O ắđắđ 4HNO 3

(4) Cu + 4HNO 3 ắđắđ Cu(NO3)2 + 2NO 2 + 2H2O

(5) CuO + 2HNO 3 ắđắđ Cu(NO 3 ) 2 + H2O

(6) Cu(NO 3 ) 2 + H2S ắđắđ CuS + HNO 3

(7) 2Cu(NO 3 ) 2 t→o 2CuO + 4NO2 + O2

(8) CuO + 2HNO3 ắđắđ Cu(NO 3 ) 2 + H2O

(9) CuO + H2 to

→ Cu + H2O

(10) 4NH 3 + 3O2 to

→ 2N 2 + 6H2O (10) N2 + O2 2500oC

Lấy nước lọc cụ cạn được NaCl

Hũa tan Mg(OH)2 trong dd HCl vừa đủ rồi cụ cạn dd được MgCl2

Mg(OH)2 + 2HCl ắđắđ MgCl2 + 2H2O

46.Từ khớ NH 3 người ta điều chế NH 3 qua 3 giai đoạn.

a) Viết cỏc phương trỡnh pứ húa học cho từng giai đoạn.

b) Tớnh khối lượng dd HNO 3 60% điều chế được từ 112000 lớt khớ NH 3 (ở đktc) Giả thiết hiệu suất cả quỏ trỡnh là 80%

Giải

a) 4NH3 + 5O2 xt, to

→ 4NO + 6H2O 2NO + O2 ắđắđ 2NO2

60 = 420 000 g

47.Chia 47,8 g hỗn hợp 3 kim loại Fe, Cu và Al thành 2 phần bằng nhau.

 Phần thứ I cho pứ hoàn toàn với dd HNO 3 đặc, nguội thu được 8,96 lớt khớ

NO 2 (giả thiết pứ chỉ tạo ra khớ NO 2 )

 Phần thứ II cho pứ hoàn toàn với dd HCl thu được 6,72 lớt khớ.

a) Viết cỏc phương trỡnh húa học.

b) Xỏc định thành phần % về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp trờn Cỏc thể tớch khớ được đo ở đktc

 Phần II Cu khụng pứ (6,72 lớt H2  0,3 mol H2)

Khối lượng Fe, Al pứ là 47,8

2  12,8 = 11,1 gGọi a, b lần lượt số mol Fe, Al

48.Hỗn hợp X gồm 3 kim loại Fe, Cu và Al.

 Nếu cho 17,9 g X pứ hoàn toàn với dd HNO 3 đặc, nguội dư thu được duy nhất 6,72 lớt khớ NO 2

 Nếu cho 17,9 g X pứ hoàn toàn với dd HNO 3 loãng dư thu được 6,72 lít lít khí duy nhất NO.

Xác định thành phần về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X Các thể tích khí được đo ở đktc

22,4 = 0,3 hay x + y = 0,29,6 + 56x + 27y = 17,9 hay 56x+27y=8,3

56x + 27y = 8,3 Giải : x = y = 0,1 mol  5,6g ; 2,7g

49.Có 6 lọ không nhãn đựng riêng biệt từng dd loãng của các muối cùng nồng độ sau : Mg(NO 3 ) 2 ; MgCl 2 ; MgSO 4 ; CuSO 4 ; CuCl 2 ; Cu(NO 3 ) 2

Hãy nêu phương pháp hóa học để phân biệt chúng

 Cũng làm tương tự cho nhúm II ; nhúm III những mẫu cú kết tủa Cu màu đỏ bỏm lờnđinh sắt là CuCl2 và Cu(NO3)2; những mẫu khụng là MgCl2 và Mg(NO3)2.

50.Tớnh khối lượng NaNO 3 10% tạp chất trơ và khối lượng H 2 SO 4 98% cần dựng

để điều chế 300 g dd axit HNO 3 6,3% Giả sử hiệu suất của quỏ trỡnh là 90%.

Giải

Khối lượng HNO3 nguyờn chất : 300  0,063 = 18,9 g  số mol HNO3 = 0,3 mol

NaNO3 + H2SO4 ắđắđ HNO3 + NaHSO4

a) Hóy lập ra 2 dóy chuyển húa biểu diễn mối quan hệ giữa cỏc chất trờn.

b) Viết cỏc phương trỡnh húa học để biểu diễn mỗi dóy chuyển húa đú.

Giải

a) N2  NH3  NO  NO2  HNO3  NH4NO3

NH4NO3  NH3  N2  NO  NO2  HNO3

b) Học sinh tự viết cỏc phương trỡnh

53.Hũa tan hoàn toàn 3 g hỗn hợp Cu và Al bằng dd HNO 3 đặc, núng, dư Kết thỳc thớ nghiệm thu được 4,48 lớt khớ NO 2 duy nhất ở đktc Tớnh thành phần

% khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Giải

Gọi x, y số mol Cu, Al (số mol NO2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol)

Cu  Cu2+ + 2e Al  Al3+ + 3e

N(+5)+ 1e  N(+4) (NO2)

Chất rắn C màu trắng, khi đốt nóng bị phân hủy thuận nghịch, biến thành chất A

và chất E Khối lượng riêng của khí D là 1,25 g/lít (đktc).

Hãy xác định các chất A, C, D, E và viết các phương trình hóa học