Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 1

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI
XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC

Người thực hiện: Tào Văn Việt
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh mực (mơn): Hóa Học

THANH HỐ NĂM 2021


MỤC LỤC
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13

NỘI DUNG
Mở đầu
Lí do chọn đề tài
Mục đích nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu
Những điểm mới của SKKN
Nội dung SKKN
Cơ sở lí luận của SKKN
Thực trạng vấn đề nghiên cứu
Giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề
Hiệu quả của SKKN
Kết luận, kiến nghị
Tài liệu tham khảo

Trang
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
17
18

20

1. MỞ ĐẦU
1.1. Lí do chọn đề tài
Trong cơng cuộc xây dựng và bảo vệ đất nước, nhất là trong thời đại hiện
nay, hóa học ln có vai trị to lớn. Vì vậy, hóa học trở thành mục tiêu quan

2


trọng trong giáo dục phổ thông. Việc xác định mục tiêu đào tạo hóa học trong
nhà trường có vai trị quyết định đến chất lượng dạy mơn hóa học.
Dạy mơn hóa học trong nhà trường phổ thơng gắn liền với việc thực hiện
đổi mới ra đề kiểm tra, đánh giá theo năng lực học của Bộ Giáo dục và Đào tạo,
Sở Giáo dục và Đào tạo Thanh Hóa
Để thực hiện nhiệm vụ năm học 2020-2021 của Sở giáo dục và Đào tạo
Thanh Hóa và trường THPT Thạch Thành 1 là đào tạo con người tồn diện
khơng chỉ cung cấp cho học sinh tri thức xã hội mà có cả kiến thức khoa học,
khơng chỉ lí thuyết mà có cả thực tiễn. Cho nên việc đổi mới phương pháp dạy
học môn hóa học là rất cần thiết.
Xuất phát từ thực tế dạy học mơn Hóa học tại trường THPT cho thấy khả
năng nhận thức và phương pháp học của học sinh vẫn chưa đạt hiệu quả cao.
Cấu trúc đề thi THPT Quốc gia năm học 2019-2020 có sự phân hóa về mức độ
nhận thức của học sinh rất rõ ràng, tôi nhận thấy việc học sinh phải biết nắm
vững kiến thức trọng tâm, cơ bản, có phương pháp học bộ mơn hóa học và vận
dụng phương pháp giải nhanh bài tập là vơ cùng cần thiết và quan trọng. Điều
đó sẽ giúp người học có thể nâng cao điểm số bộ môn trong các bài kiểm tra
cũng như trong kỳ thi THPT Quốc gia và chắc chắn chất lượng giáo dục sẽ được
nâng cao.
Đối với chương trình hóa học phổ thơng thì kiến thức về axit Nitric có nội

dung bao qt nhiều vấn đề khó và phức tạp, có tính logic cao liên quan với các
nội dung học ở các khối lớp 11 và 12. Chính vì vậy, tơi lựa chọn sáng kiến “
Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với dung
dịch axit Nitric”.
1.2. Mục đích nghiên cứu
- Sáng kiến nhằm trang bị kiến thức, kỹ năng cơ bản nhất, cần thiết nhất
cho học sinh học mơn Hóa học ở khối lớp 11 sau khi học xong phần axit Nitric
và học sinh khối lớp 12 khi học phần Hóa học Vơ cơ
3


- Giúp học sinh ôn tập và những học sinh u thích mơn hóa học có
nguyện vọng thi khối A, B.
- Giúp học sinh hứng thú, u thích bộ mơn Hóa học hơn.
- Phương pháp này cịn có thể được ứng dụng trong phạm vị nhất định
trong quá trình giảng dạy mơn hóa học nói chung theo hướng đổi mới trong
giảng dạy, học tập và thi cử hiện nay.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
+ Khảo sát các đối tượng là học sinh lớp 11 hàng năm
+ Áp dụng với đại đa số các học sinh trong nhà trường .
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện sáng kiến này tôi vận dụng một số phương pháp chủ yếu
sau:
- Phương pháp phân tích: xây dựng nội dung lí thuyết, nguyên tắc để vận
dụng theo từng dạng bài tập.
- Phương pháp hệ thống tổng hợp: xây dựng hệ thống các câu hỏi từ dễ
đến khó, từ đơn giản đến tổng hợp kiến thức trong đề thi THPT Quốc gia .
- Phương pháp so sánh: dựa trên việc xây dựng các dạng bài tập chuyên
đề có liên quan chú ý tới chất lượng giải bài tập, hứng thú khi giải bài tập, phong
phú đa dạng về nội dung, thể loại, bài tập có thể giải theo nhiều cách khác nhau

trong đó có cách giải ngắn gọn nhưng đòi hỏi sự suy luận. Học sinh được làm
bài tập có và khơng sử dụng định bảo tồn electron trong quá trình giải bài tập.
Giáo viên so sánh thời gian, thái độ và kết quả học tập của học sinh theo từng
nhóm đối tượng học sinh trước và sau khi sử dụng phương pháp này.
- Phương pháp thống kê: sau khi tiến thành thực nghiệm, giáo viên chấm
bài, thống kê điểm và phân tích kết quả thực nghiệm. Từ đó rút ra hiệu quả và
mức độ, phạm vi áp dụng của sáng kiến.
1.5. Những điểm mới của SKKN.

4


- Sáng kiến kinh nghiệm đã chia được các dạng bài tập, phương pháp
giải rõ ràng, dễ áp dụng.
- Hệ thống bài tập đa dạng.
2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
2. 1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
- Áp dụng định luật bảo toàn eletron trong phản ứng oxi hóa khử :

∑

số mol electron chất khử nhường =

∑

số mol electron chất oxi hóa nhận.

- Phương pháp bảo tồn electron chỉ áp dụng cho phản ứng oxi hóa khử,
chủ yếu áp dụng cho bài tốn oxi hóa khử các chất vơ cơ.
- Có thể áp dụng định luật bảo tồn electron cho một phương trình, nhiều

phương trình hay tồn bộ quá trình, cho một hay nhiều chất khử và một hay
nhiều chất oxi hóa.
- Xác định chính xác chất khử (nhường electron, số oxi hóa tăng sau phản
ứng) và chất oxi hóa (nhận electron, số oxi hóa giảm sau phản ứng).
+ Xét cho một phương trình hay một quá trình, chỉ cần xác định trạng thái
số oxi hóa đầu và cuối của nguyên tố.
+ Thường không quan tâm đến trạng thái số oxi hóa trung gian của
nguyên tố.
- Khi áp dụng định luật bảo toàn electron thường sử dụng kèm theo các
phương pháp bảo toàn khác (bảo toàn khối lượng, bảo tồn ngun tố, bảo tồn
điện tích....), phương pháp trung bình, phương pháp tăng giảm khối lượng…
- Đặc biệt khi cho đơn chất kim loại tác dụng với axit HNO3 và dung dịch
−

sau phản ứng không chứa muối amoni: n NO 3 ( tạo muối) =

∑

số mol e nhường

(hoặc nhận)
- Số mol HNO3 làm môi trường = số mol HNO3 tạo muối = số mol e cho =
số mol e nhận.
- Số mol HNO3 oxi hóa tính được theo số mol các sản phẩm khử, từ đó ta
tính được số mol HNO3 phản ứng
5


2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Trong q trình giảng dạy bộ mơn Hóa học với đối tượng học sinh khối 11

và khối 12 tại trường THPT Thạch Thành 1 qua các năm, bản thân tơi và các
đồng nghiệp đều có những nhận định chung:
Về giáo viên, chúng tôi đã dạy và cho học sinh làm quen với phương pháp
giải bài tập sử dụng định luật bảo toàn electron ngay từ lớp 10 sau khi các em
học xong chương phản ứng oxi hóa khử song mới chỉ dừng ở các bài tập đơn
giản.
Về học sinh, mặc dù các em đã được làm quen và ôn luyện, song khả
năng nhận thức và nắm vững kiến thức của học sinh vẫn chưa tốt, kĩ năng toán
học và tổng hợp kiến thức về axit HNO3 còn chậm, đồng thời các em gặp khó
khăn khi xác định dạng bài tập từ đó khó đưa ra cách giải quyết bài tập. Từ đó
các em cịn lúng túng, bị động và chưa thực sự hứng thú học trong quá trình giải
bài tập liên quan đến axit HNO3.
2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
Xây dựng và phân loại các dạng bài tập
Dạng 1: Một kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric tạo ra một sản
phẩm khử
a) Ví dụ mẫu
VD1: Hồ tan hồn tồn a gam Cu trong dd HNO 3 lỗng thì thu được 1,12 lit
khí NO (ở đktc).Giá trị của a là
A. 2,8 gam

B. 4,8 gam 

C. 3,3 gam

D. 9,6 gam

Bài giải
Cách 1 : Tính theo phương trình hóa học
+ Bước 1: Tính số mol các chất theo số liệu đề bài đã cho.

1,12

nNO = 22,4 = 0,05 (mol)
+Bước 2: Viết phương trình phản ứng ( Xác định sản phẩm phản ứng, xác
định số oxi hóa, thực hiện các bước cân bằng phản ứng oxi hóa khử)
6


3Cu

+

8HNO3 (lỗng)→ Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O
¬

0,075

0,05

(mol)

+ Tính theo u cầu đề bài
⇒ mCu = 0,075. 64 = 4,8 (g)

Cách 2 : Áp dụng định luật bảo toàn electron
+ Bước1: Dấu hiệu nhận biết để áp dụng định luật bảo toàn electron: có sự
thay đổi số oxi hóa của các chất
+ Bước 2: Tính số mol các chất theo số liệu đề bài đã cho
1,12

nNO = 22,4 = 0,05 (mol)
+ Bước 3: Viết q trình oxi hóa, q trình khử:
Cuo → Cu2+ + 2e
←

0,075

N+5

+

N2+

3e →

0,15 ← 0,05 (mol)

0,15

+ Bước 4 : áp dụng định luật bảo tồn electron để tính theo yêu cầu đề bài
⇒ mCu = 0,075. 64 = 4,8 (g)

VD2: Cho 19,5 gam một kim loại M hóa trị n tan hết trong dung dịch HNO 3 thu
được 4,48 lít khí NO (ở đktc). M là kim loại
A. Mg

B. Cu

C. Fe

D. Zn 

Bài giải
4, 48

nNO = 22, 4 = 0,2 mol
n+

M →

M

+ n.e

0,6/n

¬

0,6 mol

0

MM = 19,5 : (0,6/n) = 32,5n

+5

N

+2

+ 3e → N

0,6 ¬

0,2 mol

⇒ n = 2 và MM = 65 M là Zn

VD3: Để m gam bột sắt ngồi khơng khí một thời gian thu được 11,8 gam hỗn
hợp các chất rắn FeO, Fe3O4, Fe2O3, Fe. Hòa tan hồn tồn hỗn hợp đó bằng
dung dịch HNO3 lỗng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là
A. 5,02 gam

B. 9,94 gam 

C. 15,12 gam

D. 20,16 gam

Bài giải
7


Sơ đồ phản ứng:
+3

0

+2

+ O2
+ ddHNO3
→ FeO, Fe3O4, Fe2O3, Fe 
→ Fe +
Fe 

nNO =

N O + H2 O

2, 24
= 0,1 mol
22, 4
+3

0

0

Fe → Fe + 3e

x mol

→

O2

3x mol

−2

+ 4e → 2 O

y mol → 4y mol
+5

N

+2

+ 3e → N

0,3 ¬ 0,1 mol
56x + 32 y = 11,8

3x = 4 y + 0,3

giải hệ ta được kết quả : x = 0,1775 (mol) và y = 0,0581 (mol)
mFe = 0,1775 . 56 = 9,94 gam

Đáp án B

b) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 6 gam hỗn hợp chất rắn X. Hoà
tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 1,12 lít (ở đktc) NO (là
sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A. 5,04. 

B. 4,44.

C. 5,24.

D. 4,64.

Bài 2: Cho 11,2 gam một kim loại Z tan trong một lượng HNO 3 vừa đủ, sau
phản ứng thu được dung dịch A và 4,48 lít khí NO (ở đktc) là sản phẩm khử duy
nhất. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. Kim loại Z và giá trị của
m là
A. 55,6g, Fe

B. 48,4g, Fe. 

C. 56,5g, Ca

D. 48,4g, Cu

Bài 3: Hoà tan hết 12 gam một kim loại chưa rõ hoá trị trong dung dịch HNO 3
thu được 2,24 lit (đktc) một khí duy nhất có đặc tính khơng mầu, khơng mùi,
khơng cháy, nhẹ hơn khơng khí. Kim loại đó là
A. Cu

B. Pb

C. Ni

D. Mg. 

Dạng 2: Một kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric tạo ra hỗn hợp
sản phẩm khử
8

a) Ví dụ mẫu
VD1: Hịa tan hồn tồn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu
được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N 2O và N2.
Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H 2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m
gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 97,98.

B. 106,38. 

C. 38,34.

D. 34,08.

Bài giải
nY = 1,344 : 22,4 = 0,06 mol

M = 18 .2 = 36 g/mol

Áp dụng sơ đồ đường chéo
N2O 44

8
36

N2

28

8

1
nY
n N2O = n N2 = 2 = 0,03 mol

⇒
+5

2 N +8e →

+1

2N (N2O)

nAl = 12,42 : 27 = 0,46(mol)
+3
Al → Al + 3e

0,24 ¬ 0,03 (mol)
+5

0,46 →

1,38 (mol)

0

2 N + 10e → N 2
0,3 ¬ 0,03 mol

∑

n e nhận = 0,3 + 0,24 = 0,54 (mol)
n e nhường = 1,38 mol > n e nhận = 0, 54 mol
⇒ phản ứng cịn tạo NH4NO3 có ne = 1,38 - 0,54 = 0,84 mol

N+5 + 8e

→

0,84 →

NH4NO3
0,105 mol

m muối = 0,46. 213 + 80. 0,105 = 106,38(g)
Nhận xét: n

e nhường

>n

e nhận

Đáp án B

của sản phẩm khử HNO3 đã biết thì phải có muối

NH4NO3.

VD2: Hịa tan 4,59 gam Al bằng dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí NO và
N2O có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng 16,75. Thể tích NO và N 2O (đktc) thu
được lần lượt là

9


A. 2,24 lít và 6,72 lít

B. 2,016 lít và 0,672 lít 

C. 0,672 lít và 2,016 lít

D. 1,972 lít và 0,448 lít
Bài giải

n Al = 4,59 : 27 = 0,17 mol

M = 16,75 . 2 = 33,5 g/mol

Áp dụng sơ đồ đường chéo
NO

30

10,5
33,5

N2O 44
⇒

3,5
nNO
10,5 3
=
=
nN O
3,5
1
2

Al

+3

→

Al

0,17 →

+5

+ 3e

N

+2

+ 3e → N

9x ¬

0,51 mol
+5

2N

3x mol
+

+ 8e → N 2

8x ¬

x mol

Áp dụng ĐLBT electron: 9x + 8x = 0,51 ⇒ x = 0,03
⇒ VN O = 0,03 . 22,4 = 0,672 lít
2

VNO = 3. 0,672 = 2,016 lít

(Đáp án B)

VD3: Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO 3 dư. Sau khi phản ứng
xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (đktc) và dung dịch X. Khối lượng
muối khan thu được khi cô cạn dung dịch X là
A. 13,32 gam

B. 13,92 gam 

C. 8,88 gam

D. 6,52 gam

Bài giải
NMg = 2,16 / 24 = 0,09 mol

nNO = 0,896 : 22,4 = 0,04 mol

HNO3 dư, phản ứng hoàn toàn nên Mg bị oxi hóa hết:
Mg

→

0

Mg

0,09 → 0,18 →

+

2e
0,18 mol

+5

N

+2
+ 3e → N

0,12 ¬ 0,04 mol

⇒ n e cho > n e nhận nên tạo muối NH4NO3 ne = 0,18 – 0,12 = 0,06 mol
+5

−3

N + 8e → N

10


0,06 → 0,0075mol ⇒ m muối = 0,09.148 + 0,075 . 80 = 13,92 gam
b) Bài tập vận dụng
Bài 1:Hòa tan hoàn toàn 13 gam Zn trong dung dịch HNO 3 lỗng dư thu được
dung dịch X và 0,448 lít N2 (đktc). Khối lượng muối trong dung dịch X là
A. 18,9 gam

B. 37,8 gam

C. 28,35 gam

D. 39,8 gam 

Bài 2: Hoà tan 32g kim loại M trong dd HNO3 dư thu được 8,96lit (đktc) hỗn
hợp khí gồm NO, NO2 có tỉ khối so với H2 là 17. Kim loại M là

A. Mg.

B. Al.

C. Fe.

D. Cu. 

Bài 3: Hoà tan hoàn tồn 16,2 gam một kim loại chưa rõ hố trị bằng dung dịch
HNO3 được 5,6 lit (đktc) hỗn hợp A nặng 7,2 gam gồm NO và N 2. Kim loại đó
là
A.Fe

B.Zn

C.Al 

D.Cu

Dạng 3: Hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric tạo ra một
sản phẩm khử
a) Ví dụ mẫu
VD1: Thể tích dung dịch HNO3 1M (lỗng) ít nhất cần dùng để hịa tan hồn
tồn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là (biết phản ứng tạo chất
khử duy nhất là NO)
A. 0,8

B. 0,6

C. 1 

D. 1,2

Giải
+2

+2

Dung dịch HNO3 dùng ít nhất nên tạo muối Fe , Cu
0

Fe

→ F+2e + 2e

0,15 →

0,3 mol

0
+2
Cu → Cu

0,15 →

nNO −
3

+

3e →

+2

N

0,6 → 0,2 mol

+ 2e
0,3 mol

Theo ĐLBT electron:
⇒

+5

N

(muối)

∑

n e nhường = 0,3 + 0,3 = 0,6 mol = n e nhận

= n e nhận = 0,6 mol

11


Áp dụng ĐLBT nguyên tố:

nHNO

3

(bị khử)

= nNO3−

(muối)

+ n N(trong khí) = 0,6 + 0,2 = 0,8 mol

VHNO3 = 0,8 lít Đáp án C
Nhận xét: thể tích HNO3 tối thiểu ⇒ dung dịch sau phản ứng có muối Fe2+,
khơng chứa muối Fe3+
VD2: Hòa tan 6,72 gam Fe tác dụng với 400 ml dung dịch HNO 3 1M thu được
khí NO và dung dịch X. Dung dịch X có thể hịa tan tối đa bao nhiêu gam Cu.
Giá trị của m là
A. 1,92 

B. 3,2

C. 0,64

D. 3,84

Bài giải

nHNO3 = n H+ = 0,4 mol

n Fe = 6,72 : 56 = 0,12 mol
0

Fe

→ F+2e + 2e

0,12 →

+5
+
4 H + N O3- +3e →

0,24 mol

0,4

→

+2

N O + 2H2O

0,3 → 0,1 mol

Số mol electron do Cu nhường = 0,3 – 0,24 = 0,06 mol
0
+2
Cu → Cu

0,03 ¬

+ 2e
0,06 mol

⇒ mCu = 0,03 . 64 = 1,92 gam

Nhận xét: Dung dịch X có thể gồm: Fe3+, HNO3 dư hay Fe2+ và Fe3+ khi phản
ứng với Cu tối đa thì dung dịch thu được sẽ có Cu 2+ và Fe2+. Áp dụng ĐLBT
electron cho toàn bộ quá trình khơng cần xác định trong chất X (sản phẩm trung
gian) có chất gì.
VD3: Cho 38,7 gam hỗn hợp kim loại Cu và Zn tan hết trong dung dịch HNO 3,
sau phản ứng thu được 8,96 lít khí NO (ở đktc) sản phẩm khử duy nhất. Vậy
khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp sẽ là
A. 19,2 g và 19,5 g 

B. 12,8 g và 25,9 g

C. 9,6 g và 29,1 g

D. 22,4 g và 16,3 g
Bài giải

n NO = 8,96 : 22,4 = 0,4 mol

12


0

Zn

→

x mol
+5
N +

+2

Zn
→

+

3e →

+2

0

→ Cu
y mol →

2e

Cu

2x mol

+ 2e

2y mol

+2

N

1,2 mol ¬ 0,4 mol
65x + 64 y = 38, 7

 2x + 2y = 1,2
⇒ mZn = 65.0,3 = 19,5 gam

⇒

x = y = 0,3

MCu = 64. 0,3 = 19,2 gam

(Đáp án A)

b) Bài tập vận dụng
Bài 1: Hòa tan hịa tồn 10,44 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe trong dung dịch
HNO3 lỗng dư thu được 6,496 lít khí NO duy nhất bay ra ở điều kiện tiêu
chuẩn. Tính % khối lượng của Al trong hỗn hợp X
A. 51,72%

B.38,79%

C.25,86%

D. 46,45%.

Bài 2: Cho 1,86 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg và Al tan hết trong dung dịch
HNO3 thu được 560 ml khí N2O ( sản phẩm khử duy nhất ở đktc) thốt ra và
dung dịch A. Cơ cạn dung dịch A thu được lượng muối khan bằng
A. 41,26 gam

B. 14,26 gam

C. 24,16 gam

D. 21,46 gam

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 0,368 gam hỗn hợp gồm Al và Zn cần 25 lít dung dịch
HNO3 0,001M thì vừa đủ. Sau phản ứng thu được 1 dung dịch gồm 3 muối. Vậy
nồng độ mol/l của NH4NO3 trong dung dịch sau là
A. 0,01 M

B. 0,001 M

C. 0,0001 M 

D. 0,1 M

Dạng 4: Hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric tạo ra hỗn
hợp sản phẩm khử
a) Ví dụ mẫu

VD1: Hịa tan hồn tồn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO 3
dư thu được V lít (đktc) hỗn hợp X ( gồm NO và NO 2 là sản phẩm khử duy
nhất) và dung dịch Y. Tỉ khối của X so với H2 bằng 19. Giá trị của V là
A. 3,36

B. 2,24

C. 4,48

D. 5,6

Giải

13


Đặt nFe = nCu = a mol ⇒ 56 a + 64a = 12 ⇒ a = 0,1
Áp dụng phương pháp đường chéo:
n NO
46 − 38
=
= 1: 1
n NO2
38 − 30

⇒ nNO = nNO2

Phản ứng hoàn toàn, axit dư nên Fe, Cu hết tạo muối Fe(NO3)3, Cu(NO3)2
0
+3

Fe → Fe

0,1 →

+

N

0,3 mol

0
+2
Cu → Cu

+5

+ 2e

→

0,1

+5

+ 3e

N

+

0,2 mol

+2

3e →

N

3x ¬

x mol

1e →
¬

x

+4

N

x mol

Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3x + x = 0,3 + 0,2
⇒ x = 0,125 mol
⇒ V = 0,125 . 2 .22 ,4 = 5,6 lít

Nhận xét: Nếu bài toán này giải bằng cách viết phương trình phản ứng thì
viết tối đa 4 phương trình hóa hóa học ( mỗi kim loại tạo 1 sản phẩm khử) và tối
thiểu 1 phương trình hóa học (khi gộp các chất theo đúng tỉ lệ mol), tuy nhiên

cân bằng phương trình đó lại mất thời gian nhiều.
VD2: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu vào 2 lít dung dịch HNO 3 phản ứng vừa đủ thu
được 1,792 lít khí X (đktc) gồm N 2 và NO2 có tỉ khối hơi so với H 2 bằng 9,25 và
dung dịch Y( không chứa muối amoni). Nồng độ mol của HNO 3 trong dung dịch
đầu là
A. 0,28M

B. 1,4M

C. 1,7M

D. 1,2M

Giải
M

x

= 9,25 . 4 = 37 =

M N2 + M NO2
2

=

28 + 46
2

⇒ nNO = nNO2 = nX / 2 = 0,04 mol
+5

2N

+

10e →
0,4 ¬

+0

+5

N2

N

0,04 mol

Áp dụng ĐLBT điện tích: n NO3-(muối) =

+
0,04

∑n

+4
1e → N

¬ 0,04 mol

e nhận = 0,4 + 0,04 = 0,44 mol

14


Áp dụng bảo toàn nguyên tố:
⇒ nHNO3

(bị khử)

= nNO

3

−

(muối)

+ n N(trong khí) 0,44 + 0,04.2 + 0,04 = 0,56 mol

CM HNO3 = 0,56 / 2 = 0,28M

(Đáp án A)

b) Bài tập vận dụng
Bài 1: Hoà tan hết 7,44g hỗn hợp Al và Mg trong thể tích vừa đủ là 500ml dung
dịch HNO3 loãng thu được dung dịch A và 3,136 lit (đktc) hỗn hợp hai khí đẳng
mol có khối lượng 5,18g, trong đó có một khí bị hố nâu trong khơng khí .Thành
phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại Mg và Al trong hỗn hợp lần
lượt là

A. 81,8%; 18,2%.

B. 27,42%; 72,58%.

C. 18,8%; 81,2%.

D. 28,2%; 71,8%.

Bài 2: Hòa tan hết 4,43 gam hỗn hợp Al, Mg trong dung dịch HNO3 lỗng thu
được dung dịch X (khơng chứa muối amoni) và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí
khơng màu có khối lượng 2,59 gam trong đó có một khí bị hóa thành màu nâu
trong khơng khí. Số mol HNO3 đã phản ứng là
A. 0,51.

B. 0,45.

C. 0,55.

D. 0,49 

Bài 3: Hịa tan hồn tồn 11 gam hh gồm Fe và Al trong dung dịch HNO 3 dư thu
được 11,2 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và NO 2 có khối lượng 19,8 gam
(biết phản ứng khơng tạo NH4NO3). Vậy khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn
hợp bằng
A. 5,6 gam và 5,4 gam 

B. 2,8 gam và 8,2 gam

C. 8,4 gam và 2,7 gam

D. 2,8 gam và 2,7 gam

Dạng 5: Xác định sản phẩm khử khi cho kim loại tác dụng với dung dịch axit
nitric
VD1: Hịa tan hồn toàn 4,05 gam bột Al trong dung dịch HNO 3 dư thấy thốt ra
0,56 lít khí X ngun chất (đktc) và dung dịch có chứa 33,95 gam muối. Khí X
là
A. N2O

B. N2 

C. NO2

D. NO

15


Giải
n Al =

4, 05
= 0,15 mol Axit dư
27

⇒ Theo ĐLBT khối lượng:

⇒

nAl = nAl (NO ) = 0,15 mol

3 3

⇒

mAl ( NO3 )3 = 0,15 . 213 = 31,95 < 33,95

⇒

mNH 4 NO3 =

33,95 − 31,95
= 0, 025mol
80

Sơ đồ Al

+3
→ Al

+5
N + 8e →

+ 3e

0,15mol

0,45 mol

−3

N

0,2 mol 0,025 mol

Gọi CTPT X là N2Ox
+5

2 N + (10 - 2x) e

→

0,25 - 0,05x (mol)

x

2N
0,025 mol

Theo ĐLBT electron: 0,45 = 0,2 + 0,25 – 0,05x ⇒ x = 0
⇒ Khơng có Oxi trong X ⇒ N2

Nhận xét: Dạng bài tập này bài toán thường hay cho dữ kiện tính được
muối NH4NO3. Khi bài tốn khơng cho sản phẩm khử duy nhất, hay muối duy
nhất thì chú ý sẽ có thể có muỗi NH 4NO3. Tránh nhầm lẫn khí X ngun chất
(chỉ có 1 khí duy nhất) với sản phẩm khử duy nhất.
VD2: Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 lỗng, thu
được 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H 2
bằng 22. Khí NxOy và kim loại M là
A. NO và Mg.

B. N2O và Al 

C. N2O và Fe.

D. NO2 và Al.
Bài giải

M

Khí

= 22.2 = 44 g/mol chứng tỏ NxOy là N2O sản phẩm khử duy nhất

n N2O = 0,9408 : 22,4 = 0,042 mol
+5

+1

2 N + 8e → N 2O
0,336 ¬ 0,042 mol

M

→

0,336/n

+n

M

¬

+ ne
0,336 mol

16


⇒ MM = 3,024: (0,336/n) = 9n ⇒ n = 3, M = 27 ⇒ Al (Đáp án B)

VD3 : Hịa tan 5,95 gam hỗn hợp Al, Zn có tỉ lệ mol là 2 : 1 bằng dung dịch
HNO3 loãng dư thu được 0,896 lít (đktc) một sản phẩm khử duy nhất có chứa
nitơ. X là
A. N2O

B. N2 

C. NO

D. NH4NO3

Giải
nAl = 2x mol

nZn = x mol

27.2x+ 65x = 5,95

nX = 0,896 : 22,4 = 0,04 mol

x = 0,05

+2

0

0

Zn → Zn + 2e

0,05mol →

Al →

0,1 mol

+3

Al

+ 3e

0,1 mol

0,3 mol

Tổng số mol electron nhường = 0,1 + 0,3 = 0,4 mol
+5

N

+ ne

→

0,4 mol

+x

N

0,04 mol

⇒

0,04 . n = 0,4

⇒ n = 10 ⇒ N2

Đáp án B

b) Bài tập vận dụng
Bài 1: Cho 6,48 gam kim loại Al tan hoàn toàn trong dung dịch HNO 3 lỗng
nóng dư thu được 0,896 lít khí X nguyên chất và dung dịch Y. Cho dung dịch
NaOH dư vào dung dịch Y và đun nóng thấy thoat ra 1,12 lít khí mùi khai
( đktc). Cơng thức của khí X là
A. N2O.

B. N2.

C. NO.

D. NH3.

Bài 2: Cho 0,05 mol Mg tan hết trong dung dịch HNO3 thấy thoát ra 0,01 mol
khí X là sản phẩm khửduy nhất( đktc). X là
A. NO2

B. N2. 

C. NO

D. N2O

Bài 3: Hòa tan 2,4 gam Mg trong dung dịch HNO 3 loãng dư được hỗn hợp gồm
0,04 mol NO và 0,01 mol NxOy (khơng có sản phẩm khử nào khác). Cơng thức
NxOy là
A. N2O. 

B. NO.

C. NO2.

D. N2.

17


2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với
bản thân, đồng nghiệp và nhà trường

- Tiến hành rèn luyện thông qua các giờ luyện tập trên lớp, trong phần
củng cố bài, kiểm ra đầu giờ và hướng dẫn cho học sinh tự nghiên cứu ở nhà.
- Giao bài tập cho học sinh về nhà làm, học sinh nộp bài làm, giáo viên
chấm chữa bài, phân tích lỗi hay mắc phải của học sinh trong quá trình vận
dụng.
Giáo viên ra đề kiểm tra, học sinh làm trong thời gian 45 phút (thực hiện
vào buổi học chiều), giáo viên chấm bài và phân tích kết quả thu được.
Lớp

Tổng
số

11B2
trước
11B2
sau

11B2

Giỏi
≥ 8,0
SL
%

Khá
6,5 - 7,5
SL
%

Xếp loại điểm

T.bình
5,0 - 6,0
SL
%

Yếu
3,5- 4,5
SL
%

Kém
≤ 3,0
SL
%

32

2

6,2

7

21,9

14

43,7

9

28,2

0

0

32

6

18,7

12

37,5

10

31,2

4

12,6

0

0

Sĩ số

32

Thái độ học tập
Hứng thú
Bình thường
26hs
6hs

Khơng hứng thú
0hs

Biểu đồ so sánh kết quả lớp 11B2 trước và sau thực nghiệm
* Nhận xét :
18


- Thời gian làm bài và kết quả bài kiểm tra của đa số học sinh sử dụng
phương pháp giải bài tập này cao hơn khi chưa áp dụng.
- Hầu hết tất cả học sinh đều có thể tiếp cận, làm quen và có khả năng áp
dụng phương pháp giải vào các bài tập vận dụng. Đặc biệt học sinh khá giỏi rất
hứng thú và áp dụng rất nhanh phương pháp này.
- Đa số học sinh tiến thành thực nghiệm hứng thú với phương pháp giải
bài tập này.
- Một số ít học sinh gặp khó khăn khi áp dụng phương pháp này do nhận
thức của các em còn hạn chế (một số còn lúng túng khi xác định số oxi hóa,
khơng có kĩ năng tốn học hay khơng nhớ tính chất hóa học của axit HNO3).
3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận
- Việc áp dụng định luật bảo toàn elecron khi giải bài tập kim loại tác
dụng với dung dịch axit Nitric trong dạy học mơn Hóa học ở trường THPT đã

đáp ứng được yêu cầu đổi mới ra đề kiểm tra, đánh giá năng lực của học sinh
theo định hướng của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
- Việc áp dụng nội dung của sáng kiến này trong dạy học mơn Hóa học ở
trường THPT trong q trình kiểm tra bài cũ, củng cố kiến thức, luyện tập, ơn
tập góp phần tạo ra hiệu quả tích cực cung cấp cho học sinh kiến thức, kĩ năng
thiết thực để giải quyết các vấn đề phức tạp trong học tập và trong thi cử.
- Đối với học sinh khi học nội dung này theo phương pháp đề xuất đã
phát huy được tính tích cực và chủ động, tạo sự say mê yêu thích mơn học.
Nếu đề tài này giúp các thầy cơ giáo hiểu được kỹ hơn và sâu hơn về
vấn đề “ Xây dựng hệ thống và phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với
dung dịch axit Nitric”. hoặc tìm được một vài từ ngữ phù hợp, dễ hiểu để diễn
đạt vấn đề trên thì đó là điều tơi rất hạnh phúc. Đề tài chắc chắn cịn có chỗ chưa
được như ý muốn, vì vậy tơi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của q
thầy cơ.

19


3.2. Kiến nghị
- Các cấp lãnh đạo quan tâm, tạo điều kiện tổ chức nhiều buổi tập huấn
về chuyên môn, nghiệp vụ, đặc biệt chú trọng nội dung đổi mới kiểm tra, đánh
giá học sinh.
- Lãnh đạo các trường tăng cường hơn nữa trong việc chỉ đạo các tổ,
nhóm chuyên môn tổ chức các buổi Hội thảo, các chuyên đề đổi mới kiểm tra,
đánh giá học sinh. Xây dựng ngân hàng câu hỏi “ Xây dựng hệ thống và
phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch axit Nitric” .
- Bản thân mỗi giáo viên phải tích cực, sáng tạo, nghiên cứu nâng cao
năng lực dạy học.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 15 tháng 5 năm
2021
Tơi xin cam đoan đây là SKKN của
mình viết, không sao chép nội dung của
người khác.
(Ký và ghi rõ họ tên)

Tào Văn Việt

TÀI LIỆU THAM KHẢO
STT
1

Tên tài liệu
Đề thi thử Đại học năm 2011, 2012,

Tác giả

2013
20


2
3
4
5
6
7
8
9

Chun đề bồi dưỡng Hố học 11
Nguyễn Đình Độ
Phương pháp giải toán hoá hữu cơ 11
Lê Thanh Xuân
Hoá học 11 nâng cao
Ngô Ngọc An
Trang web: bachkim.com
Trang web: Ebook.edu.net.vn
Đề TSĐH – CĐ năm 2007; 2008; 2009;
2010
Tạp chí Hố học và ứng dụng
Hoá học 11- Nâng cao

Nhà xuất bản Giáo dục
- 2007
Nhà xuất bản Giáo dục

10

Bài tập Hoá học 11

11

- 2007
Giới thiệu đề tuyển sinh vào đại học - Nguyễn Văn Thoại
cao đẳng toàn quốc (từ năm học 2002 - Nguyễn Hữu Thạc
2003 đến năm học 2006 - 2006). Nhà

12

xuất bản Hà Nội
Đề thi tuyển sinh vào đại học và cao Nguyễn Đức Vận
đẳng trong tồn quốc mơn hố học. Năm Nguyễn Phi Lam

13
14

học 1998 - 1999: Nhà xuất bản Giáo dục
Phương pháp giải tốn hố vơ cơ
Quan Hán Thành
Giới thiệu đề tuyển sinh vào đại học và Nguyễn Văn Thoại
cao đẳng. Nhà xuất bản Hà Nội – 2000

Nguyễn Hữu Thạc

21