Bài tập có đáp án chi tiết về bài toán tạo muối amoni NH4NO3 trong phản ứng với HNO3 môn hóa học lớp 11 | Lớp 11, Hóa học - Ôn Luyện

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>1. Sơ lược về muối amoni:</b>

<i>Thời xa xưa, trên các ốc đảo phồn vinh thuộc sa mạc Libi hiện lên những đền thờ</i>
<i>thần Mặt trời cổ Ai Cập là thần Amôn. Những người thổ dân ở đây, khi chưng cất</i>
<i>phân lạc đà đã thu được một loại muối trắng có các tính chất kì lạ: nó biến mất ở chỗ</i>
<i>đun nóng và xuất hiện chỗ cách đó không xa; khi rắc muối này lên bề mặt những sản</i>
<i>phẩm bằng kim loại đang nóng thì bề mặt kim loại trở nên sạch và sáng bóng; khi</i>
<i>thêm muối này vào axit nitric thì thu được "nước vua" có khả năng hồ tan được cả</i>
<i>vàng–vua kim loại. Vì những tính chất đặc biệt đó nên người ta gọi nó là muối thần</i>

<i>Amơn. Đó chính là muối NH4Cl và ngày nay amoni được dùng để chỉ tất cả các muối</i>
<i>có chứa ion NH4+.</i>

Ion NH4+ có cấu tạo tứ diện đều với 4 nguyên tử H ở đỉnh và nguyên tử N ở trung

tâm. Về bán kính ion NH4+ khá giống với K+ và Rb+, tính tan tương tự như các muối

của kim loại kiềm.. Điểm khác biệt là:

- Muối amoni bị thủy phân tạo môi trường axit, có những muối bị thủy phân hồn
tồn như (NH4)2S.

- Kém bền nhiệt, tùy thuộc vào bản chất của axit tạo muối, phản ứng nhiệt phân
xảy ra một cách khác nhau. Muối của axit có tính oxh như HNO2, HNO3 ...khi được

đun nóng, axit được giải phóng sẽ oxh NH3 thành N2 hay oxit của nitơ.

NH4NO2 -> N2 + 2H2O

NH4NO3 -> N2O + 2H2O

Muối của axit dễ bay hơi khi đung nóng sẽ phân hủy theo q trình ngược với phản
ứng kết hợp. Ví dụ: NH4Cl -> NH3+ HCl

Các muối (NH4)2CO3, NH4HCO3 phân hủy ngay ở nhiệt độ thường, trong thực tế

NH4HCO3 thường dùng để gây xốp cho các loại bánh.

Muối amoni của axit khó bay hơi và nhiều nấc, khi đun nóng biến thành muối axit và
giải phóng NH3. Ví dụ: (NH4)2SO4 -> NH4HSO4 + NH3. Nếu tiếp tục đun nóng

NH4HSO4 phân hủy tạo SO2 + N2 + H2O

Muối amoni trong thực tế ứng dụng làm phân đạm. Quan trọng hơn hết là các
muối NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3. NH4Cl cịn được dùng tạo khói mù trong chiến

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Các muối amoni thường được điều chế bằng cách cho NH3 đi qua dung dịch axit

tương ứng.

<b> 2. Sự tạo thành NH4NO3 trong phản ứng của chất khử với HNO3.</b>

Chất khử tác dụng với dung dịch HNO3 thì sản phẩm N+5 có thể là NO2, NO, N2O,

N2 hoặc NH4+ tùy thuộc vào bản chất chất khử, nồng độ axit và nhiệt độ. Thông

thường chất khử càng mạnh và nồng độ axit càng loảng thì N+5_{bị khử về mức oxi hóa}

càng thấp. Trong chương trình hóa học ở bậc THPT ta thường gặp trường hợp chất
khử mạnh như Mg, Al, Zn có khả năng khử HNO3 về NH4NO3. Từ đây nếu khéo léo

dấu đi sản phẩm NH4NO3 trong bài tốn thì sẽ tạo ra sự nhầm lẫn hoặc mất phương

hướng giải quyết ở người học. Chỉ khi nào chứng minh được sự tồn tại của muối
amoni thì mâu thuẩn mới được giải quyết và người học mới có cơ hội hồn thành
được bài tốn. Sau đây tơi xin trình bày một số dạng tốn về muối amoni, đặc biệt chú
trọng bài tốn chứng minh sự có mặt của muối amoni khi cho chất khử tác dụng với
HNO3.

<b>2.3.2.2. Các dạng bài toán về muối amoni.</b>

<b>Dạng 1. Bài toán về ứng dụng của muối amoni.</b>

<b>Bài tốn: Hãy giải thích vì sao khi bón các loại phân đạm NH</b>4NO3, (NH4)2SO4 thì độ

chua của đất tăng lên. Giải thích tại sao khi urê dùng làm phân đạm ảnh hưởng
không đáng kể lên độ chua của đất?

<i>Bài giải:</i>

Do muối NH4NO3 gồm NH4+ có tính axit và NO3- có tính trung tính. Giải thích

tương tự cho muối (NH4)2SO4 .

Urê: (NH2)2+ 2H2O -> (NH4)2CO3 .Muối (NH4)2CO3 gồm NH4+ có tính axit yếu và

CO32- có tính bazơ yếu, nên muối này gần như trung tính, khơng làm thay đổi đáng kể

độ chua của đất.

<b>Dạng 2. Tìm cơng thức của muối amoni.</b>

<b>Bài toán 1: Khi nhiệt phân 1 muối vô cơ X thu được các chất ở trạng thái khí và hơi</b>
khác nhau, mỗi chất đều có 1 mol. Xác định công thức phân tử của X biết rằng nhiệt

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

độ dùng phân hủy không cao và phản ứng xẩy ra hoàn toàn. Khối lượng mol phân tử
của X là 79 g/mol. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xẩy ra?

<i><b> Bài giải:</b></i>

<b> Một muối nhiệt phân khong cho chất rắn chỉ có thể là muối của thủy ngân hoặc</b>
muối amoni. Ta loại ngay muổi của thủy ngân do không phù hợp về mặt khối lượng
mol.

Anion của gốc axit dễ bị nhiệt phân phải có gốc HCO3-, hoặc CO32- hoặc SO32- hoặc

HSO3-. Khi nhiệt phân các sản phẩm có số mol bằng 1, vậy NH4+ phải kết hợp với các

anion có hóa trị 1, nếu anion có hóa trị 2 sẽ tạo ra 2 mol NH3.

Muối có cơng thức: NH4SO3 M = 99 ( loại)

NH4HCO3 M = 79 ( thỏa mãn)

<b> Bài toán 2: Hoà tan 9,875 gam một muối hiđrocacbonat (Muối A) vào trong</b>
nước và cho tác dụng một lượng H2SO4 vừa đủ,rồi đem cô cạn cẩn thận được 8,25

gam một muối sunfat trung hồ khan.

Xác định cơng thức phân tử và gọi tên muối A

<i>Bài giải:</i>

Gọi công thức của muối A là M(HCO3)n, ta có phương trình hóa học của phản ứng

2M(HCO3)n + nH2SO4 -> M2(SO4)n + 2nCO2 + 2nH2O

Từ quan hệ số mol M(HCO3)n gấp đôi số mol M2(SO4)n ta suy ra M = 18n

n =1, 2, 3 ta chọn nghiệm thích hợp là n = 1, M = 18 => Muối A là NH4HCO3

<i>Nhận xét: Có nhiều khi chúng ta kết luận khơng có kim loại nào thỏa mãn hoặc nghĩ</i>
<i>mình đã giải sai nếu không xét đến muối moni. </i>

<b>Dạng 3: Chứng minh sự có mặt của muối amoni trong bài tốn chất khử tác</b>
<b>dụng với dung dịch HNO3.</b>

<b>A. Bài toán đơn giản </b>

<b>Bài toán 1 : Cho vụn Zn vào dung dịch HNO</b>3 loãng thu được dung dịch A và hỗn

hợp khí N2, N2O. Rót dung dịch NaOH cho đến dư vào dung dịch A thấy có khí thốt

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Vì A tác dụng với dung dịch NaOH dư có khí thốt ra chứng tỏ A chứa muối amoni.
Phương trình hóa học :

4Zn+ 10HNO3  4Zn(NO3)2 + N2O +5H2O

5Zn+ 12HNO3  5Zn(NO3)2 + N2 +6H2O

4Zn+ 10HNO3  4Zn(NO3)2 + NH4NO3 +3H2O

Dung dịch A chứa Zn(NO3)2, NH4NO3 và có thể có HNO3 dư

HNO3 + NaOH NaOH + H2O

NH4NO3 + NaOH  NaNO3 + NH3+ H2O

Zn(NO3)2 + 2NaOH  Zn(NO)2 + NaNO3

2NaOH + Zn(OH)2  Na2ZnO2 + 2H2O

<i>Nhận xét : </i>

<i>1- Đây là bài toán khá đơn giản học sinh trung bình cũng có thể nhận ra được sản</i>
<i>phẩm chứa muối amoni.</i>

<i>2 - Từ bài toán này ta thay Zn bằng Mg, Al ta sẽ có bài tập tương tự. </i>

<b>B. Bài tốn phức tạp :</b>

<b>Bài tốn 2: Hịa tan hồn tồn 1,68gam kim loại Mg vào V lít dung dịch HNO</b>3

0,25M vừa đủ thu được dung dịch X và 0.448 lít (đktc) một chất khí Y duy nhất,
nguyên chất. Cô cạn dung dịch X được 11,16g muối khan (quá trình cơ cạn khơng làm
muối phân hủy). Tìm cơng thức phân tử của khí Y và tính V.

<i>Bài giải : </i>

nMg =
24

68
,
1

= 0,07mol ; nY =
4
,
22

448
,
0

= 0,02mol

Sau cô cạn dung dịch X chắc chắn sản phẩm có Mg(NO3)2 0,07mol

=> mMg (NO3)2 = 0,07.148 = 10,36g < 11,16g

Vậy trong X cịn có NH4NO3 với khối lượng 11,16 – 10,36 = 0,8g

=> số mol NH4NO3 =
80

8
,
0

= 0,01mol

Q trình oxi hóa : Mg _Mg2+_{+ 2e}

0,07 _0,14(mol)

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Quá trình khử : NO3 + 10H + 8e  NH4 + 3H2O

0,1 0,08 _{0,01 (mol)}

xNO3- + (6x – 2y)H+ + (5x-2y)e  NxOy + (3x-y)H2O

0,02(6x-2y) 0,02(5x-2y) _0,02(mol)

Theo định luật bảo tồn e ta có: 0,14 = 0,08 + 0,02(5x-2y)

 5x-2y =2. Nghiệm hợp lí là x=y=1 . Vậy sản phẩm là NO

 số mol HNO3 = số mol H+ = 0,1+ 0,08 = 0,18 mol => V= 0,72 lít

<i>Nhận xét : </i>

<i>1- Ở bài tốn này học sinh có thể mắc một số sai lầm như sau:</i>
<i>- Cho rằng sản phẩm duy nhất </i>

<i>- Cho rằng bài toán thừa sữ kiện khối lượng muối </i>

<i>2- Phương pháp chứng minh đúng: Thấy được mâu thuẫn, khối lượng muối nitrat của</i>
<i>kim loại bé hơn khối lượng muối khan sau phản ứng do bài toán cho => sản phẩm</i>
<i>chứa muối amoni.</i>

<b>Bài toán 3: Cho 1,68gam Mg tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO</b>3 aM thu

được dung dịch Y và 0,448 lít (đktc) khí NO duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu
được.

<i>Bài giải:</i>

Số mol Mg = 0,07 mol; số mol NO = 0,02 mol
Quá trình oxh:

Mg _Mg2+_{+ 2e}

0,07 _0,14(mol)
Quá trình khử :

NO3- + 4H+ + 3e  NO + 2H2O

0,08 0,06 _{0,02 (mol)}

Ta thấy số mol e do chât khử nhường lớn hơn số mol e do chất oxh nhận . Do vậy
cịn có một qúa trình khử N+5_{tạo sản phẩm khử trong dung dịch X đó là NH}

4NO3

NO3- + 10H+ + 8e  NH4+ + 3H2O

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

Khối lượng muối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11.16 gam

<i>Nhận xét :</i>

<i>1- Đây là bài toán tương tự bài tốn 2 nhưng khơng cho khối lượng muối tạo thành.</i>
<i>Nếu thiếu cẩn thận học sinh có thể tính a và khối lượng muối như sau:</i>

<i>Số mol Mg(NO3)2= số mol Mg = 0,07 mol </i>

<i>=> khối lượng muối = 0,07.148 = 10,36 gam</i>
<i>NO3- + 4H+ + 3e </i><i> NO + 2H2O</i>

<i> 0,08 </i><i>_{0,02 (mol)}</i>

<i>=> số mol HNO3 = số mol H+ = 0,08 mol => a= 0,08: 0,5 = 0,16 M</i>

<i>2- Cách chứng minh sự có mặt của muối amoni trong bài tốn trên là: chứng minh</i>
<i>được số mol e do chất khử nhường lớn hơn số mol e do N+5_{nhận tạo khí do vậy sản}</i>

<i>phẩm khử có mặt muối amoni.</i>

<i><b>Phức tạp hơn nữa khi chất khử là một hỗn hợp.</b></i>

<b>Ta xét tiếp ví dụ sau:</b>

<b>Bài tốn 4: Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg, 0,35 mol Fe phản ứng với V lít dung</b>
dịch HNO3 1M thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí gồm 0,035 mol N2O; 0,1 mol

NO và cịn lại 2,8 gam kim loại. Tìm V?

<i>Bài giải:</i>

Khi phản ứng với HNO3 Mg sẽ phản ứng trước.

Khối lượng Fe ban đầu = 0,35.56 = 19,6 gam > 2,8 gam => sau phản ứng Fe dư và
muối trong dung dịch là muối sắt (II).

Số mol Fe phản ứng = 0,35 –
56

8
,
2

=0,3 mol

Quá trình oxh:
Fe _Fe2+_{+ 2e}

0,3 0,6mol
Mg _Mg2+_{+ 2e}

0,15 _0,3(mol)
Quá trình khử:

NO3- + 10H+ + 8e  N2O + 5H2O

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

0,35 _0,28_{0,035 (mol)}
NO3- + 4H+ + 3e  NO + 2H2O

0,4 _0,3_{0,1 (mol)}

0,9 mol = ne nhường > ne nhận =0,58 mol => sản phẩm khử cịn có NH4NO3

Số mol e do N+5_{nhận tạo ra NH}

4NO3 là: 0,9 – 0,58 = 0,32 mol

NO3- + 10H+ + 8e  NH4+ + 5H2O

0,4 _0,32_{0,04 (mol)}

Số mol HNO3 = số mol H+ = 1,15 mol => V= 1,15 lít
<b>Bài tốn 5 : </b>

Hịa tan hỗn hợp X gồm Zn, FeCO3, Ag bằng lượng dư dung dịch HNO3 thu được

hỗn hợp khí A gồm 2 chất khí có tỷ khối đối với H2 bằng 19,2 và dung dịch B. Cho B

tác dụng hết với dung dịch NaOH dư tạo kết tủa. Lọc kết tủa đem nung ở nhiệt độ cao
đến khối khơng dổi được 5,64g chất rắn. Tính khối lượng hỗn hợp X, biết trong X
khối lượng FeCO3 bằng khối lượng Zn; mỗi chất trong X khi tác dụng với dụng với

dung dịch HNO3 ở trên chỉ cho 1 sản phẩm khử.

<i>Bài giải:</i>

<i>A</i>

<i>M</i> =19,2.2=38,4 A gồm 2 chất khí, trong đó có CO2(M= 44>38,4)  khí cịn lại

có M<38,4 và là sản phẩm khử HNO3 của các chất trên đó là NO.

Giả sử trong 1 mol A có x mol CO2 

<i>n</i>

<i>_NO</i> =1-x

Ta có :44x + 30(1-x) = 38,4  x=0,6 hay

2

<i>CO</i>

<i>n</i>

=

2
3

<i>NO</i>

<i>n</i>

Gọi a,b,c lần lượt là số mol của Zn, FeCO3 , Ag trong X 

<i>n</i>

<i>_CO</i>₂=b

Nếu sản phẩm khử chỉ có NO duy nhất
Zn _Zn2+ _{+ 2e}

Fe2+ __Fe3+_{+1e N}+5_{+ 3e}__N+2

Ag _Ag+ ₊_1e

2a+b+c = 3

<i>n</i>

<i>_NO</i>  

<i>n</i>

<i>_NO</i> ₌

3

2

<i>a</i>



<i>b</i>



<i>c</i>

<i>FeCO</i>
<i>Zn</i>

<i>m</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

 _{Trái với kết quả}
2
<i>CO</i>

<i>n</i>

=

2

3

<i>NO</i>

<i>n</i>

vậy sản phẩm khí ngồi NO cịn có NH4NO3. Sản

phẩm đó chỉ có thể do Zn khử.

4Zn + 10HNO3  4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (1)

3FeCO3 + 10 HNO3 3Fe(NO3)3+ NO + 3 CO2 +5 H2O (2)

3Ag + 4 HNO3  3AgNO3 + NO + 2 H2O (3)

Dung dịch B chứa <i>_Fe</i>3_,<i>_Ag</i>_,

<i>_Zn</i>

2_,

<i>_H</i>

 _, 
4

<i>NH</i> , 
3

<i>NO . Khi tác dụng với dung</i>

dịch NaOH dư

H+ _{+ OH}- _ _H

2O


4

<i>NH</i>

+ OH- __NH

3 +H2O


3

<i>Fe</i> + 3OH- __Fe(OH)
3


2

<i>Zn</i>

+ 4OH- _ _Zn 2
2

<i>O</i> + 2H2O

2Ag+_{+ 2OH}- __Ag

2O + H2O

Nung kết tủa:2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O

2Ag2O  4Ag + O2

Chất rắn thu được là:Fe2O3 , Ag

b=
2
3
(
3
<i>c</i>
<i>b </i>
)
160

2

<i>b</i>

+ 180c= 5,64

=> b=c=0,003 

0

,

003

.

116

3

,

48

3



<i>Zn</i>





<i>FeCO</i>

<i>m</i>

<i>m</i>

g,

<i>m</i>

<i>Ag</i>



3

,

24

<i>g</i>

=>

<i>m</i>

<i>_X</i> = 10,2g

<i>Nhận xét: </i>

<i>Bài tốn khơng cho sản phẩm khử duy nhất cho nên buộc ta xét 2 trường hợp khi xét</i>
<i>NO là sản phẩm khử duy nhất ta thấy khơng phù hợp </i> <i> sản phẩm khử có NH₄NO₃</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

<i>đó chỉ có thể do Zn tạo ra( theo ngun tắc chất có tính khử càng mạnh khử _N</i>5<i> về</i>

<i>mức ơ xi hóa càng thấp) sau khi giải quyết các vấn đề đó thì bài tốn trở nên đơn</i>
<i>giản.</i>

<b>Một bài tốn khá đặc biệt khi axít ban đầu chưa xác định </b>
<b>Bài tốn 6: </b>

Có 1 dung dịch axit A chưa biết, , để tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit A cần
5,94g Al. Thu được khí X (đktc) và dung dịch muối B. Để tác dụng với muối B tạo
dung dịch trong suốt cần 200g dung dịch NaOH 19,25%, A là:

A. HCl B. CH3COOH C. HNO3 D. H2SO4

<i>Bài giải:</i>

Ta có:

<i>n</i>

<i>_Al</i>=
27

94
,
5

=0,22mol

<i>n</i>

<i>_OH</i> =

<i>n</i>

<i>_NaOH</i>=
40
.
1

2
.
25
,
19

=0,9625mol

Al  <i>_Al</i>3


 

4<i>OH</i>



<i>Al(OH</i>)4





số mol OH-_{cần dùng để phản ứng với muối nhôm là = 4.0,22=0,88 mol < 0,925 mol}

 lượng OH- còn lại phải tiêu tốn để phản ứng với 
4

<i>NH</i> trong dung dịch B, vậy A là

HNO3 => đáp án A.

<i>Nhận xét:</i>

<i>1- Với bài tốn này học sinh sẽ gặp khó khăn trong q trình phán đốn axit A vì cả 4</i>
<i>chất đều phản ứng được với Al tạo khí. Với những em học sinh cẩn thận trong tính</i>
<i>tốn mới nhận ra được sự có mặt của muối amoni từ đó chứng minh A là HNO3.</i>

<i>2- Cách chứng minh: So sánh lượng OH-_{cần phản ứng hết với muối của kim loại với}</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10></div>

<!--links-->