phương pháp giải bài tập về axitnitric và muối nitrat

S
GIO DC V O TO LO CAI
TRNG THPT S 1 THNH PH LO CAI






SáNG KIếN KINH NGHIệM


Tên đề tài:
PHƯƠNG PHáP GIảI BàI TậP
Về AXIT NITRIC Và MuốI NITRAT






Ngời thực hiện: Nguyễn Thị Thu Hiền
Tổ chuyên môn: Hóa- Sinh

Lào Cai, tháng 4 năm 2011



PHẦN I:

MỞ ĐẦU


I) SỰ CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Kiến thức về ‘‘axit nitric và muối nitrat’’ là một mảng quan trọng trong chương trình
hóa học phổ thông. Ở ñó các em học sinh có ñiều kiện củng cố các kiến thức về axit, về
phản ứng oxi hóa khử: sự phụ thuộc của bản chất chất phản ứng, sự ảnh hưởng của nồng
ñộ, nhiệt ñộ ñến sản phẩm của phản ứng oxi hóa khử; sự quyết ñịnh của môi trường phản
ứng ñến khả năng phản ứng; khả năng oxi hóa – khử của các chất ảnh hưởng quyết ñịnh
ñến thứ tự và tiến trình phản ứng Sách giáo khoa Hoá học lớp 11 nâng cao trong bài “
Axit nitric và muối nitrat ” ñã ñưa ra một lượng kiến thức nhất ñịnh giúp học sinh hiểu rõ
ñược tính chất của axit nitric và muối nitrat. Tuy nhiên, do lượng kiến thức nhiều và khó,
các bài tập chưa ña dạng nên học sinh còn gặp khó khăn trong việc tiếp nhận kiến thức
cũng như giải các bài tập liên quan. Nhằm giúp học sinh tiếp nhận kiến thức dễ dàng hơn
và vận dụng ñược ñể giải nhanh các bài tập ñể thích ứng với phương pháp thi trắc nghiệm
khách quan, cũng như giúp bản thân giáo viên hiểu sâu sắc hơn, có ñược một cách nhìn
khái quát hơn, từ ñó việc truyền ñạt kiến thức cho học sinh sẽ tự nhiên, dễ hiểu tôi chọn
ñề tài: “Phương pháp giải bài tập về axit nitric và muối nitrat ”
II) TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Là một giáo viên có kinh nghiệm trong công tác, ñược dạy nhiều ñối tượng học sinh
khác nhau nên việc nghiên cứu thực hiện ñề tài của tôi có nhiều thuận lợi. Tuy nhiên, do
lượng kiến thức rộng, cách kiểm tra ñánh giá yêu cầu học sinh phải giải quyết nhanh, gọn
nên trong quá trình nghiên cứu tôi ñã phải có sự ñầu tư suy nghĩ, tìm tòi ñể ñạt hiệu quả

trong giảng dạy.
III) MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
- Giúp học sinh nắm ñược tính chất hóa học của axit nitric và muối nitrat.
- Giúp học sinh hình thành kỹ năng giải bài tập về axit nitric và muối nitrat.
- Hình thành phương pháp giải nhanh gọn, thích ứng với thi trắc nghiệm khách quan.
III) NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
- Trình bày cơ sở lý thuyết về axit nitric và muối nitrat.
- Phân loại các bài tập về axit nitric và muối nitrat và nêu phương pháp giải phù hợp,
nhanh gọn, dễ hiểu.
IV) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về axit nitric và muối nitrat.
- Nghiên cứu các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập, tài liệu tham khảo, ñề thi
tuyển sinh ñại học ,cao ñẳng và qua thực tế giảng dạy, tổng hợp và phân loại các bài tập,
ñưa ra phương pháp giải phù hợp.
- Thực hành giảng dạy cho học sinh lớp 11A
1
trong tiết lí thuyết, luyện tập, ôn tập theo
cấu trúc ñề thi tuyển sinh ñại học, cao ñẳng.
- Nhận xét, kết luận về hiệu quả của ñề tài ở học sinh lớp 11A
1




V) ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Áp dụng hướng dẫn học sinh lớp 11A
1
trường THPT số 1 TP Lào Cai, năm học 2010-
2011.
Nội dung các dạng bài tập về axit nitric và muối nitrat trong chương trình hóa học phổ

thông ñể ôn thi tốt nghiệp, ôn thi ñại học.

PHẦN II

THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I) CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1 . AXIT NITRIC

CTCT

a. Tính chất hóa học

H O N
O
O

HNO
3
TÝnh axit m¹nh
TÝnh oxi hãa m¹nh
T¸c dông víi kim lo¹i
T¸c dông víi phi kim
T¸c dông víi hîp chÊt

* Tính axit mạnh
Axit nitric là một trong số các axit mạnh, trong dung dịch loãng nó phân li hoàn toàn
thành H
+
và NO

3
-

Dung dịch HNO
3
làm ñỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn
tạo ra muối nitrat.
* Tính oxi hóa mạnh
Tùy thuộc vào nồng ñộ của axit , bản chất của chấ t khử và nhiệt ñộ phản ứng
mà HNO
3
có thể bị khử ñến các sản phẩm khác nhau của nitơ :
+4 +2 +1 0 -3
2
2 2 4 3
NO ; N O ; N O ; N ; NH NO

- Tác dụng với hầu hết kim loại, trừ Ag, Pt
Fe + 6HNO
3 ñặc
0
t
→
Fe(NO
3
)
3
+ 3NO
2
↑

+ 3H
2
O
3Cu + 8HNO
3

loãng
→
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO↑ + 4H
2
O
+ Các kim loại Al, Fe bị thụ ñộng trong dung dịch HNO
3
ñặc nguội
+ Dung dịch chứa muối nitrat (VD: KNO
3
) trong môi trường axit cũng có tính chất
tương tự như dung dịch HNO
3
, vì trong dung dịch tồn tại H
+
và
3
NO
.
- Tác dụng với phi kim:

S + 6HNO
3

→
H
2
SO
4
+ 6NO
2
↑ + 2H
2
O
- Tác dụng với hợp chất có tính khử:
FeCO
3
+ 4HNO
3

→
Fe(NO
3
)
3
+ NO
2
↑ + CO
2
↑ + 2H
2

O
FeS
2
+ 18HNO
3

→
Fe(NO
3
)
3
+ 2H
2
SO
4
+ 15NO
2
↑ + 7H
2
O
b. Điều chế
- Trong phòng thí nghiệm:
NaNO
3

tinh thể
+ H
2
SO
4 ñặc

→
0
t
NaHSO
4
+ HNO
3

- Trong công nghiệp:


Sản xuất từ amoniac. Quá trình sản xuất gồm 3 giai ñoạn:
NH
3

(1)
→
NO
(2)
→
NO
2

(3)
→
HNO
3
.
+

Giai ñoạn 1: Oxi hóa NH
3
thành NO bằng oxi không khí
4NH
3
+ 5O
2

850
o
900 C
Pt
→
4NO + 6H
2
O
+

Giai ñoạn 2: Oxi hóa NO thành NO
2

2NO + O
2

→
2NO
2

+

Giai ñoạn 3: Chuyển hóa NO
2
thành HNO
3

4NO
2
+ 2H
2
O + O
2

→
4HNO
3


2. MUèI NITRAT
a) Tính tan: Tất cả các muối nitrat ñều tan trong nước.
b) Phản ứng nhiệt phân (thể hiện tính kém bền nhiệt):
- Muối nitrat của kim loại hoạt ñộng mạnh (thường ñứng trước Mg trong dãy ñiện hóa) bị
phân hủy bởi nhiệt tạo ra muối nitrit và oxi:
2M(NO
3
)
n

→
0

t
2M(NO
2
)
n
+ nO
2
↑

- Muối nitrat của các kim loại hoạt ñộng trung bình (từ Mg - Cu) bị phân hủy bởi nhiệt tạo
ra oxit, nitơ ñioxit và oxi:
2M(NO
3
)
n

→
0
t
M
2
O
n
+ 2nNO
2
↑
+
n
2
O

2
↑

- Muối nitrat của kim loại ñứng sau Cu
nhiệt phân tạo ra kim loại, nitơ ñioxit và oxi.
M(NO
3
)
n

→
0
t
M + nNO
2
↑
+
n
2
O
2
↑

c) Nhận biết dung dịch muối nitrat: Dùng Cu và dung dịch H
2
SO
4

3Cu + 8H
+

+ 2NO
3
-
→
3Cu
2+
+ 2NO↑ + 4H
2
O
2NO + O
2

→
2NO
2

(không màu) (màu nâu)

II – MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
DẠNG 1: TÌM LƯỢNG CHẤT KHI CHO CÁC CHẤT TÁC DỤNG VỚI HNO
3


Thí dụ 1:
Bài 7 – Trang 55 ( sgk HH11NC)
Cho 13,5 gam nhôm tác dụng vừa ñủ với 2,2 lít dung dịch HNO
3
, phản ứng tạo ra
muối nhôm và một hỗn hợp khí gồm NO và N
2

O. Tính nồng ñộ mol của dung dịch HNO
3
.
Biết rằng tỷ khối hơi của hỗn hợp khí ñối với H
2
bằng 19,2.

Giải:

Cách 1
: Gọi số mol 2 khí NO và N
2
O lần lượt là x, y
M
hhk
= 19,2. 2 = 38,4. Lập tỷ lệ mol của 2 khí dựa vào M
hhk
và quy tắc ñường chéo



NO 30 5,6
38,4 
3
2
=
y
x

N

2
O 44 8,4
Viết 2 pthh: Al + 4HNO
3

→
Al(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
( mol) x x
8Al + 30HNO
3

→
8Al(NO
3
)
3
+ 3N
2
O + 15H
2
O
(mol)
y
3

8
y
Theo ñề bài, ta có hệ phương trình: 3x- 2y = 0
x + 8/3y = 13,5/27
 x = 0,1 ; y = 0,15
Vậy số mol HNO
3
tham gia phản ứng là: 4.0,1 + 10. 0,15 = 1,9 (mol)
 C
M(HNO3)
= 1,9/2,2 = 0,8636M
Cách 2: Áp dụng ñịnh luật bảo toàn electron
- Tương tự như trên, ta có:
3
2
=
y
x
 y = 1,5x
- Các quá trình: Al
→
Al
3+
+ 3e
( mol) 0,5 1,5
N
+5
+ 3 e
→
N

+2

(mol) 3x x
N
+5
+ 4e
→
N
+1

(mol) 12x 3x
Ta có phương trình: 15x = 1,5
→
x = 0,1
Số mol HNO
3
phản ứng là: 1,5 + 0,1 + 0,3 = 1,9 (mol)
C
M(HNO3)
= 1,9/2,2 = 0,8636M

Thí dụ 2:

Cho 12,45 gam hỗn hợp X (Al và 1 kim loại hóa trị II) tác dụng với dung dịch HNO
3

dư thu ñược 1,12 lít hỗn hợp N
2
O và N
2

có tỉ khối hơi ñối với H
2
bằng 18,8 và dung dịch
Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 0,448 lít khí NH
3
. Xác ñịnh
kim loại M và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ñầu. Biết n
X
=0,25 mol; các thể tích
khí ño ở ñktc.

Giải:

- Tính số mol 2 khí trong hỗn hợp khí: Gọi số mol N
2
O, N
2
lần lượt là x, y
n
hhk
= 0,05 (mol)
Áp dụng quy tắc ñường chéo:



x N
2
O 44 9,6
37,6 
2

3
=
y
x
. Vậy x = 0,03; y = 0,02
y N
2
28 6,4
- Lập hệ phương trình áp dụng ñịnh luật bảo toàn electron:
Gọi số mol Al và kim loại hóa trị II lần lượt là a, b
Các quá trình oxi hóa và khử :
Al
→
Al
3+
+ 3e M
→
M
2+
+ 2e
(mol) a 3 a b 2 b
N
+5
+ 4 e
→
N
+1
;

N

+5
+ 5 e
→
N
0
;

N
+5
+ 8 e
→
N
-3

(mol) 0,24 0,06 0,2 0,04 0,16 0,02
Ta có phương trình: 3 a + 2 b = 0,24 + 0,2 + 0,16
Theo ñề bài, ta có: 27. a + M b = 12,45
a + b = 0,25
Giải hệ phương trình 3 ẩn trên, ta có : a = 0,1 ; b = 0,15 ; M = 65
Vậy kim loại M là kẽm ( Zn)
Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban ñầu là : m
Al
= 2,7 (g) ; m
Zn
= 9,75 (g).

Thí dụ 3:

Hỗn hợp A gồm FeCO
3

và FeS
2
. A tác dụng với dung dịch axit HNO
3
63% (khối
lượng riêng 1,44g/ml) theo các phản ứng sau:
FeCO
3
+ HNO
3

→
muối X + CO
2
+ NO
2
+ H
2
O (1)
FeS
2
+ HNO
3

→
muối X + H
2
SO
4
+ NO

2
+ H
2
O (2)
Được hỗn hợp khí B và dung dịch C. Tỉ khối của B với oxi bằng 1,425. Để phản ứng vừa
hết các chất trong dung dịch C cần dùng 540ml dung dich Ba(OH)
2
0,2M. Lọc lấy kết tủa,
ñem nung ñến khối lượng không ñổi, ñược 7,568 gam chất rắn (BaSO
4
coi như không bị
nhiệt phân). Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
1. X là muối gì? Hoàn thành các phương trình phản ứng (1) và (2).
2. Tính khối lượng hỗn hợp từng chất trong hỗn hợp A.
3. Xác ñịnh thể tích dung dịch HNO
3
ñã dùng (giả thiết HNO
3
không bị bay hơi
trong quá trình phản ứng)
Giải
:
1. X là muối Fe(NO
3
)
3

FeCO
3
+ 4HNO

3

→
Fe(NO
3
)
3
+ CO
2
+ NO
2
+ 2H
2
O (1)
(mol) x x x x
FeS
2
+ 18HNO
3

→
Fe(NO
3
)
3
+ 2H
2
SO
4
+ 15NO

2
+ 7H
2
O (2)
(mol) 0,2x 0,2x 0,4x 3x
2. Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp A
- Tìm tỷ lệ mol 2 khí trong B




CO
2
: 44 0,4
45,6 
4
1
2
2
=
NO
CO
n
n
.
NO
2
: 46 1,6
Gọi số mol CO
2

là x , theo (1) ta có n
NO2

= x ( mol), thì số mol NO
2
ở (2) là 3x
Phản ứng xảy ra khi cho dung dịch C tác dụng với Ba(OH)
2
:
Ba
2+
+ SO
4
2-

→
BaSO
4
(3)
(mol) 0,4 x 0,4x
Fe
3+
+ 3OH
-

→
Fe(OH)
3
(4)
(mol) 1,2x 1,2x

H
+
+ OH
-

→
H
2
O (5)
Khi nung kết tủa ñến khối lượng không ñổi, ta có
2Fe(OH)
3

→
Fe
2
O
3
+ 3H
2
O
(mol) 1,2 x 0,6 x
Theo ñề bài , ta có phương trình: 233. 0,4x + 160 . 0,6x = 7,568  x = 0,04
Khối lượng từng chất trong hỗn hợp A là:
m
FeCO3
= 116. 0,04 = 4,64 (g) ; m
FeS2
= 0,08 . 120 = 0,96 (g)
3. – Số mol OH

-
trong dung dịch Ba(OH)
2
là: 0,216 (mol)
Số mol OH
-
ñã tác dụng với H
+
của H
2
SO
4
và Fe
3+
là:
0,4. 0,04. 2 + 1,2. 3. 0,04 = 0,176 (mol)
Vậy số mol OH
-
tác dụng với H
+
của HNO
3
là: 0,216 – 0,176 = 0,04 (mol)
Ta có: số mol HNO
3
ban ñầu là: 4x + 3,6 x + 0,04 = 0,344 (mol)
Vậy thể tích dung dịch HNO
3
là:
V =

44,163
10063344,0
×
×
×
= 23,89 ( ml)

DẠNG 2: XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM KHỬ CỦA N
+5
TRONG HNO
3


Thí dụ 1
:
Một miếng Mg bị oxi hóa một phần thành oxit, chia miếng ñó làm hai phần bằng
nhau.
- Phần I: cho hòa tan hết trong dung dịch HCl thì ñược 3,136 lít khí. Cô cạn thu ñược
14,25g chất rắn A.
- Phần II: cho hòa tan hết trong dung dịch HNO
3
thì thu ñược 0,448 lít khí X nguyên
chất, phần dung dịch cô cạn ñược 23g chất rắn B.
Xác ñịnh công thức phân tử khí X (các thể tích khí ño ở ñktc).
Giải:

- Phần I: các phản ứng
MgO + 2H
+

→
Mg
2+
+ H
2
O
Mg + 2H
+

→
Mg
2+
+ H
2



Chất rắn A là MgCl
2
có số mol là: 14,25 : 95 = 0,15 (mol)
n
Mg
= n
H2
= 3,136 : 22,4 = 0,14 ( mol) ; Số mol MgO là : 0,15 – 0,14 = 0,01 (mol)
- Phần 2 :
Mg, MgO
→
Mg(NO
3

)
2

Khối lượng muối Mg(NO
3
)
2
là: 0,15 . 148 = 22,2 (g) < 23 (g). Vậy trong B phải còn một
muối khác, ñó chỉ có thể là NH
4
NO
3
với số mol là: ( 23- 22,2) : 80 = 0,01 (mol)
Khí X có thể là: NO
2
, NO, N
2
O, N
2

Gọi số oxi hóa của N trong khí X là a, số nguyên tử N trong X là x ( x chỉ nhận giá trị 1
hoặc 2)
Các quá trình oxi hóa và khử:
Mg
→
Mg
2+
+ 2e
(mol) 0,14 0,28
N

+5

+ 8e
→
N
-3
; N
+5
+ ( 5-a) e
→
N
+a
(mol) 0,08 0,01 (5-a). 0,02x 0,02
Áp dụng ñịnh luật bảo toàn electron, ta có: (5-a).0,02x + 0,08 = 0,28
Với x = 1, ta có: a = -5 ( loại)
Với x = 2, ta có : a = 0 ( nhận). Vậy công thức phân tử của khí X là N
2

Thí dụ 2:

Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,72 g Mg và 1,95 g Zn trong dung dịch HNO
3

loãng, dư, thu ñược 0,015 mol sản phẩm khử duy nhất X. Xác ñịnh công thức phân tử của
X.
Giải
:
Sản phẩm khử duy nhất có thể là: NO
2
, NO, N

2
O, N
2
, NH
4
NO
3

Gọi số oxi hóa của N trong sản phẩm khử là a, số nguyên tử N bị khử trong 1 phân tử X là
x.
Ta có số mol các chất: n
Mg
= 0,72 : 24 = 0,03 (mol); n
Zn
= 1,95 : 65 = 0,03 (mol)
Quá trình khử và oxi hóa:
Mg
→
Mg
2+
+ 2e ; Zn
→
Zn
2+
+ 2e
(mol) 0,03 0,06 0,03 0,06
N
+5

+ ( 5 – a) e

→
N
+a

( mol) ( 5 – a). 0,015 x 0,015x
Áp dụng ñịnh luật bảo toàn electron, ta có: ( 5-a). 0,015 x = 0,12
Với x = 1, ta có : a = -3  X là NH
4
NO
3

Với x = 2, ta có : a = 1  X là N
2
O

Thí dụ 3:

Cho m gam hỗn hợp gồm Al và Al
2
O
3
hòa tan trong lượng dư HNO
3
rất loãng. Sau
phản ứng hoàn toàn, thu ñư ợc 0,03 mol khí N
2
( ở ñktc) và dung dịch A. Cô cạn cẩn
thận dung dịch A thu ñược 83,34 gam muối khan. Mặt khác, nếu cho dung dịch A tác

dụng với lượng dư dung dịch NH
3
thấy tạo thành 29,64 gam kết tủa.
a) Tính m.
b) Tính thể tích dung dịch HNO
3
0,01M ñã lấy, biết rằng lượng HNO
3
ñã dùng dư 20%
so với lượng cần thiết.
Giải
:
a) Dung dịch A tác dụng với lượng dư dung dịch NH
3
, có phản ứng tạo kết tủa:
Al
3+
+ 3NH
3
+ 3H
2
O
→
Al(OH)
3
+ 3NH
4
+

Số mol kết tủa Al(OH)

3
là: 29,64/ 78 = 0,38 (mol)
Vậy trong dung dịch A có muối Al(NO
3
)
3
với khối lượng là:
0,38. 213 = 80,94 (g) < 83,34 (g). Vậy trong dung dịch A ngoài muối Al(NO
3
)
3
còn
một muối khác, ñó là NH
4
NO
3
. Số mol NH
4
NO
3
là: ( 83,34 – 80,94) : 80 = 0,03 ( mol).
Gọi số mol Al, Al
2
O
3
ban ñầu lần lượt là a, b. (a, b >0).
Theo ñề bài, ta có a + 2b = 0,38 (1)
Các quá trình oxi hóa khử : Al
→
Al

3+
+ 3e

(mol) a 3a
2N
+5
+ 10 e
→
N
2
; N
+5
+ 8e
→
N
-3

(mol) 0,3 0,03 0,24 0,03
Áp dụng ñịnh luật bảo toàn electron, ta có: 3 a = 0,54
→
a = 0,18 (2)
Từ (1) và (2) ta có: a = 0,18 ; b = 0,1
Khối lượng hỗn hợp ban ñầu là: m = 0,18. 27 + 0,1. 102 = 15,06 ( g ).

b) Số mol HNO
3
ñã phản ứng là: n
HNO3
= 0,38. 3 + 0,03.2 + 0,03.2 = 1,26 (mol)
Vì axit ñã dùng dư 20% so vớ i lượng cần thiết nên số mol HNO

3
trong dung dịch ban
ñầu ñã lấy là: 1,26 + 0,2. 1,26 = 1,512 (mol)
Thể tích dung dịch HNO
3
ñã lấy là: V =
)(2,151
01,0
512,1
l=


DẠNG 3: KHẢ NĂNG OXI HÓA CỦA ION NO
3
-
TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT.

Thí dụ 1:
( ĐH- Khối B- 2007)
Thực hiện hai thí nghiệm:
1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO
3

1M thoát ra V
1

lít NO.
2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO
3

1M và H
2
SO
4

0,5 M
thoát ra V
2 lí
t NO. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí ño ở cùng ñiều
kiện. Quan hệ giữa V
1

và V
2

là :
A. V
2

= V
1
. B. V
2

= 2,5V
1
. C. V
2

= 2V

1
. D. V
2

= 1,5V
1
.
Giải
:
TN1 : n
Cu
= 3,84/64 = 0,06 (mol) ; n
HNO3
= 0,08 (mol)


TN2: n
Cu
= 0,06 (mol) ; n
H+
= 0,08 + 0,08 = 0,16 (mol); n
NO3-
= 0,08 (mol)
Phản ứng xảy ra ở 2 thí nghiệm :
3Cu + 2NO
3
-
+ 8H
+

→
3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
TN1 ( mol) 0,03 0,02 0,08 0,02
TN2 ( mol) 0,06 0,04 0,16 0,04
Các khí ño ở cùng ñiều kiện nên:
12
1
2
1
2
2
1
2
VV
n
n
V
V
=⇒==
. Chọn C.
Thí dụ 2:
Dung dịch B là dung dịch chứa HNO
3
1M và H
2
SO

4
0,2M. Để tác dụng vừa ñủ với
11,28 gam hỗn hợp X gồm Cu, Ag cần dùng 200ml dung dịch B. Kết thúc thí nghiệm thu
ñược dung dịch Y và khí Z (sản phẩm khử duy nhất) không màu, hóa nâu trong không
khí.
- Xác ñịnh thể tích khí Z ở 27,3°C; 1atm.
- Tính nồng ñộ mol các ion có trong dung dịch Y. Coi thể tích dung dịch vẫn là 200 ml.
Giải:

Trong dung dịch B, ta có: n
H+

= 0,2 + 0,04.2 = 0,28 (mol); n
NO3-
= 0,2 (mol)
Gọi số mol Cu, Ag trong X là a, b (mol).
Khối lượng hỗn hợp X là: 64a + 108b = 11,28 (1)
Các quá trình oxi hóa và khử xảy ra là:
Cu
→
Cu
2+
+ 2e ; Ag
→
Ag
1+
+ 1e
(mol) a 2 a b b
NO
3

-
+ 4H
+
+ 3e
→
NO + 2H
2
O
( mol) 0,07 0,28 0,21 0,07
Vì ñề bài cho hỗn hợp axit tác dụng vừa ñủ nên H
+
hết, NO
3
-
dư nên số mol khí tính theo
số mol H
+
.
Thể tích khí Z ở 27,3
0
C, 1 atm là: V =
1
3,300082,007,0
×
×
=
P
nRT
= 1,724 (lít)
Áp dụng ñịnh luật bảo toàn electron với quá trình trên, ta có: 2 a + b = 0,21 (2)

Từ (1) và (2), ta có : a = 0,075 ; b = 0,06
Nồng ñộ các ion trong dung dịch Y là:
Cu
2+
: 0,075/0,2 = 0,375 M ; Ag
+
: 0,06/ 0,2 = 0,3M;
SO
4
2-
: 0,2M; NO
3
-
: 0,13/0,2 = 0,65M

Thí dụ 3: ( ĐH- Khối B – 2010)
Cho 0,3 mol bột Cu và 0,6 mol Fe(NO
3
)
2
vào dung dịch chứa 0,9 mol H
2
SO
4
(loãng).
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở
ñktc). Giá trị của V là


A. 6,72 B. 8,96 C. 4,48 D. 10,08

Giải:

Các phản ứng xảy ra:
3Cu + 2NO
3
-
+ 8H
+

→
3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
(mol) 0,3 0,2 0,8 0,2
3Fe
2+
+ NO
3
-
+ 4H
+

→
3Fe
3+
+ NO + 2H
2
O

(mol) 0,6 0,2 0,8 0,2
Sau phản ứng : H
+
và NO
3
-
còn dư
Thể tích khí thoát ra ở ñktc là: 0,4 . 22,4 = 8,96 ( lít). Chọn B

Thí dụ 4:
( ĐH- Khối B- 2009)
Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO
3
)
2
0,2M và
H
2
SO
4
0,25M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược 0,6m gam hỗn hợp
bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở ñktc). Giá trị của m và V lần
lượt là:
A. 10,8 và 4,48. B. 10,8 và 2,24. C. 17,8 và 2,24. D. 17,8 và 4,48.
Giải:

Sau phản ứng hoàn toàn, thu ñược hỗn hợp bột kim loại, chứng tỏ Fe dư, dung dịch thu
ñược chứa muối sắt (II).
Số mol các ion trong dung dịch hỗn hợp:
n

H+
= 0,5. 0,8 = 0,4 (mol); n
NO3-
= 0,4. 0,8 = 0,32 ( mol); n
Cu2+
= 0,16 (mol)
Các phản ứng xảy ra: 3Fe + 2NO
3
-
+ 8H
+

→
3Fe
2+

+ 2NO + 4H
2
O
( mol) 0,15 0,1 0,4 0,1
Fe + Cu
2+

→
Fe
2+
+ Cu
(mol) 0,16 0,16
Theo phương trình ta có: m – ( 0,15 + 0,16). 56 + 64. 0,16 = 0,6m  m = 17,8 (g)
V = 0,1 . 22,4 = 2,24 (lít) . Chọn C

DẠNG 4: BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN MUỐI NITRAT.

Thí dụ 1: ( CĐ- Khối A- 2008)
Nhiệt phân hoàn toàn 34,65 gam hỗn hợp gồm KNO
3

và Cu(NO
3
)
2
, thu ñược hỗn
hợp khí X
(tỉ khối của X so với khí hiñro bằng 18,8). Khối lượng Cu(NO
3
)
2

trong hỗn
hợp ban ñầu là:

A. 8,60 gam. B. 20,50 gam. C. 11,28 gam. D. 9,40 gam.

Giải:



Hỗn hợp khí X gồm NO
2
và O

2
có M
X
= 18,8 . 2 = 37,6
NO
2
: 46 5,6
37,6 
3
2
2
2
=
O
NO
n
n

O
2
: 32 8,4
Gọi số mol NO
2
là a (mol) thì số mol O
2
là: 1,5.a
Các phản ứ ng nhiệt phân: KNO
3

→

0
t
KNO
2
+
2
2
1
O

( mol) 2,5 a 1,5 a – 0,25 a
Cu(NO
3
)
2

→
0
t
CuO + 2NO
2
+
2
2
1
O

( mol) 0,5 a a 0,25a
Khối lượng hỗn hợp 2 muối: 101. 2,5 a + 188. 0,5 a = 34,65
→

a = 0,1
Khối lượng
Cu(NO
3
)
2
trong hỗn hợp ban ñầu là: 0,05 . 188 = 9,4 (g) . Chọn D

Thí dụ 2:

Nhiệt phân hoàn toàn 9,4 gam muối nitrat của kim loại M thì thu ñược 4 gam chất
rắn. Xác ñ ịnh kim loại M.
Giải
Gọi a là số mol của muối M(NO
3
)
n
trong 9,4 gam muối
Ta có ( M + 62n ) a = 9,4 (1)
M(NO
3
)
n
bị nhiệt phân theo 3 trường hợp:
- Trường hợp 1: M là kim loại mạnh ( trước Mg trong dãy ñiện hóa)
2M(NO
3
)
n

→
0
t
2M(NO
2
)
n
+ nO
2
↑

m
M(NO3)2
= ( M + 46n). a = 4 (2)
Từ (1) và (2) ta có:
4
4,9
46
62
=
+
+
n
M
nM


M < 0 ( loại)
- Trường hợp 2 : M là kim loại yếu ( sau Cu trong dãy ñiện hóa)
M(NO

3
)
n

→
0
t
M + nNO
2
↑
+
n
2
O
2
↑

m
M
= M.a = 4 (3)
Từ (1) và (3), ta có:
4
4,962
=
+
M
nM


M = 45,92n

Với n nhận các giá trị: 1, 2, 3 không có kim loại nào phù hợp.
- Trường hợp 3: M là kim loại khác
2M(NO
3
)
n

→
0
t
M
2
O
n
+ 2nNO
2
↑
+
n
2
O
2
↑



M
M2On
= ( 2M + 16n) .0,5 a = 4 ( 4 )
Từ (1) và (4) ta có:

4
4,9
8
62
=
+
+
n
M
nM


M = 32n
Thay các giá trị n bằng 1, 2, 3 ta thấy chỉ có n = 2; M = 64 phù hợp,. Kim loại M cần
tìm là Cu.

Thí dụ 3
: ( ĐH- Khối A – 2009)
Nung 6,58 gam Cu(NO
3
)
2
trong bình kín không chứa không khí, sau một thời gian
thu ñược 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn X vào nước ñể ñược
300 ml dung dịch Y. Giá trị pH của dung dịch Y là:
A. 3. B. 2. C. 1. D. 4.
Giải:
Phản ứng nhiệt phân:
Cu(NO
3

)
2

→
0
t
CuO + 2NO
2
+
2
2
1
O

( mol) 4 a a
Khối lượng chấ t rắn trong bình giảm chính bằng khối lượng khí X.
Gọi số mol O
2
là a ( mol) thì số mol NO
2
là 4 a (mol)
Ta có phương trình: 32a + 46. 4a = 6,58 – 4,96

a = 0,0075
Hấp thụ X vào nước, xảy ra phản ứng: 4NO
2
+ O
2
+ 2H
2

O
→
4HNO
3

Nồng ñộ ion H
+
trong dung dịch Y là: C
M
= 0,0075.4/0,3 = 0,1 M = 10
-1
M
Vậy pH = 1. Chọn C.

* Các bài tập vận dụng:
Bài 1(
ĐH – Khối A – 2008)
Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO
3

0,8M và
H
2
SO
4
0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử
duy nhất, ở ñktc). Giá trị của V là
A. 0,746. B. 0,448. C. 0,672. D. 1,792.
Bài 2 ( ĐH – Khối B – 2008)
Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO

3

(dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn
toàn thu ñược 0,896 lít khí NO (ở ñktc) và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu ñược
khi làm bay hơi dung dịch X là :
A. 8,88 gam. B. 13,92 gam. C. 6,52 gam. D. 13,32 gam.
Bài 3 ( CĐ- Khối A – 2008)
Cho 3,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO
3

(dư), sinh ra 2,24 lít khí X (sản
phẩm khử duy nhất, ở ñktc). Khí X là
A. N
2
O. B. NO
2
. C. N
2
. D. NO.



Bài 4 ( CĐ – Khối A- 2010)
Cho

hỗn

hợp

gồm

6,72

gam

Mg

và

0,8

gam

MgO

tác

dụng

hết

với

lượng

dư

dung

dịch

HNO
3
. Sau

khi

các

phản

ứng

xảy

ra

hoàn

toàn,

thu

ñược

0,896

lít

một

khí

X

(ñktc)

và

dung

dịch

Y.

Làm

bay hơi

dung

dịch

Y

thu

ñược

46

gam

muối

khan.

Khí

X

là:
A.

N
2
O.

B.

NO
2
.

C.

N
2
.

D.

NO.

Bài 5
( CĐ – Khối A- 2010)

Cho

a

gam

Fe

vào

100

ml

dung

dịch

hỗn

hợp

gồm

HNO
3

0,8M

và

Cu(NO
3
)
2

1M.

Sau

khi các

phản

ứng

xảy

ra

hoàn

toàn,

thu

ñược

0,92a

gam

hỗn

hợp

kim

loại

và

khí

NO

(sản

phẩm

khử

duy nhất

của

N
+5

).

Giá

trị

của

a

là

A.

5,6.

B.

11,2.

C.

8,4.

D.

11,0.



III. K
ẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
Sau khi áp dụng ñề tài vào giảng dạy cho học sinh lớp 11A
1
, tôi thấy học sinh ñã biết
vận dụng tính chất hóa học của axit nitric, ion nitrat và muối nitrat vào giải các bài tập, từ
bài tập ñơn giản là viết phương trình hoá học các phản ứng xảy ra, HS ñã chú ý phát hiện
những phản ứng hóa học bị ẩn trong ñề bài . Từ bài tập lí thuyết, học sinh ñã vận dụng ñể
giải quyết các bài tập tính toán mà không bị sai, không bị thiếu trường hợp. Bên cạnh ñó,
học sinh ñã vận dụng ñược một số phương pháp, ñịnh luật trong hoá học, giúp giải quyết
bài tập nhanh gọn hơn, thích ứng dần với phương pháp thi trắc nghiệm. Khi tìm ñược quy
luật về phản ứng oxi hóa khử, ñặc biệt thể hiện trong các phản ứng của axit nitric với các
chất có tính khử, phản ứng của ion nitrat trong môi trường axit, phản ứng nhiệt phân muối
nitrat thì các bài toán trở nên ñơn giản hơn, ở ñó học sinh ñã tìm thấy sự hứng thú hơn khi
làm các bài tập liên quan axit nitric và muối nitrat và hiệu quả học tập cũng ñược nâng
lên.
Kết quả khảo sát về các dạng bài tập trên ñối với học sinh lớp 11A
1
cho k
ết quả:



Giỏi

Khá

Trung bình

Yếu

Kém

Số lượng 8 20 12 0 0
Tỷ lệ % 20 50 30 0 0









PHẦN III

KẾT LUẬN
Bài tập về axit nitric và muối nitrat là loại bài tập tương ñối khó và phổ biến trong các
ñề thi, qua những bài tập này, học sinh có ñiều kiện khắc sâu kiến thức về phản ứng oxi
hóa khử, rèn luyện tư duy logic, xây dựng mối liên hệ giữa các kiến thức trong chương
trình hóa vô cơ: phản ứng oxi hóa khử, axit, bazơ, kim loại, hợp chất vô cơ Trong
phạm vi của ñề tài, tôi chỉ ñề cập ñến dạng bài tập ngắn, nhưng học sinh hay bị mắc lỗi
khi không phát hiện hết các trường hợp có thể xảy ra. Trong thời gian thực hiện ñề tài và
áp dụng trong giảng dạy, tôi ñã thu ñược một số kết quả sau:

1) Về phía học sinh:
- Củng cố ñược kiến thức cơ bản về tính chất hóa học của axit nitric và muối nitrat.
- Biết vận dụng kiến thức về chất hóa học của axit nitric và muối nitrat, vận dụng các ñịnh
luật hoá học ñể giải quyết bài tập.
- Đa số học sinh có hứng thú với môn học, nắm ñược kiến thức một cách có hệ thống.
2) Về phía giáo viên:
- Sử dụng các bài tập trong các tiết luyện tập, ôn tập , ôn thi ñại học.
- Khi nghiên cứu ñề tài, bản thân tôi ñã phải ñọc nhiều tài liệu, tham khảo ý kiến các ñồng
nghiệp, tìm cách giải quyết các bài tập theo hướng ngắn gọn, dễ hiểu, ñồng thời phân loại
các bài tập giúp bản thân nắm kiến thức một cách có hệ thống. Từ ñó, giúp tôi nâng cao
ñược trình ñộ chuyên môn, tạo sự say mê trong nghề nghiệp.
- Rèn luyện cho giáo viên có kỹ năng, phương pháp giải bài tập ngắn gọn, dễ hiểu, thuyết
phục ñược học sinh.
Tuy nhiên ñề tài của tôi còn hạn chế là chưa tổng hợp ñược nhiều dạng bài tập khác về
axit nitric và muối nitrat. Do ñó, nội dung phương pháp còn chưa bao quát hết nên sau khi
áp dụng, khi học sinh gặp phải các dạng khác còn lúng túng khi giải quyết bài tập. Rất
mong sự ñóng góp ý kiến của các ñồng nghiệp ñể trong thời gian tới tôi sẽ hoàn thiện ñề
tài nhằm ñạt hiệu quả cao hơn.

Lào Cai ngày 10/4/2011
Ngư ời viết


Nguyễn Thị Thu Hiền

Tài liệu tham khảo:
1) Sách giáo khoa Hoá học 11 nâng cao, Hoá học 11 cơ bản ( NXB Giáo dục)
2) Sách bài tập Hoá học 11 nâng cao, Hoá học 11 cơ bản ( NXB Giáo dục)
3) Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao ñẳng môn Hoá học các khối A, B năm 2007, 2008,
2009, 2010.
4) Cấu trúc ñề thi môn Toán, Vật lí, Hoá học, Sinh học năm 2009 (NXB Giáo dục)
5) Tuyển tập Đề thi Đại học, Cao ñẳng môn Hoá học các năm từ 2001 ñến 2006