SKKN Phương pháp giải nhanh một số dạng bài toán về axit nitric ở lớp 11 - THPT

SKKN Phương pháp giải nhanh một số dạng bài toán về axit nitric ở lớp 11 - THPT

Hiện nay trong quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy cũng như hình thức kiểm tra đánh giá chất lượng học sinh thì kiểm tra trắc nghiệm đã được áp dụng có hiệu quả. Kiểm tra trắc nghiệm là một phương pháp kiểm tra có hiệu quả với học sinh yêu cầu học sinh phải học tập, nghiên cứu vấn đề ở mức độ cao hơn: tư duy nhanh hơn, kỹ năng làm bài nhanh, các phương pháp làm bài cũng đa dạng hơn, phong phú hơn nhằm giúp học sinh tìm ra kết quả một cách nhanh nhất và chính xác

Vậy để học sinh có những kỹ năng như thế ngoài tự học, tự sáng tạo của học sinh thì giáo viên cũng phải cung cấp cho học sinh những phương pháp giải nhanh phù hợp với yêu cầu của hình thức thi. Trong các đề thi trắc nghiệm quốc gia, bài tập về axit nitric thường rất phong phú và liên quan đến nhiều chất đặc biệt là kim loại và hợp chất của kim loại. Có những bài toán xảy ra nhiều quá trình phức tạp đòi hỏi học sinh phải biết phân tích, đánh giá đúng bản chất và chọn được phương pháp giải nhanh phù hợp nhất. Nhiều học sinh không biết làm một cách tổng quát mà chỉ xét các trường hợp hoặc viết một loạt các phương trình phản ứng rồi đưa ra đáp án, với cách giải này đôi khi không giải ra kết quả. Như vậy trong khi thi trắc nghiệm yếu tố thời gian là rất cần thiết. Nếu học sinh giải như vậy sẽ mất nhiều thời gian, kết quả đạt được sẽ không cao. Vì vậy thực tế yêu cầu cần thiết phải có phương pháp giải nhanh bài toán phù hợp với các dạng bài toán.

Vì vậy tôi đã phân dạng bài tập, nêu cách giải nhanh trong từng dạng và đúc rút trong đề tài: " PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN VỀ AXIT NITRIC Ở LỚP 11 - THPT”.

 

doc 21 trang thuychi01 7256
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "SKKN Phương pháp giải nhanh một số dạng bài toán về axit nitric ở lớp 11 - THPT", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Mục lục
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
 1.1. Lí do chọn đề tài .......................................................................................2 
1.2. Mục đích nghiên cứu.2
1.3. Đối tượng nghiên cứu2
.Phương pháp nghiên cứu....2
PHẦN 2: NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm..3
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm..3
2.3. Nội dung của các dạng bài toán
2.3.1. Lý thuyết trọng tâm về axit nitric..........................................................3
2.3.2. Định luật thường vận dụng....................................................................4
2.3.3. Một số dạng bài tập về HNO3
Dạng 1: Kim loại ( hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3
Dạng 1.1: Sản phẩm khử không có NH4NO3 .............................................4
 Dạng 1.2. Đánh giá sự tạo thành muối amoni ............................................7
 Dạng 2: Bài toán xác định sản phẩm khử của HNO3 ....................................11
 Dạng 3: Bài toán NO3- trong môi trường axit ................................................14
 Dạng 4: Cho hỗn hợp X (kim loại và hợp chất của kim loại với lưu huỳnh) tác dụng với dung dịch HNO3 ............................................................................16
2.4. Thực nghiệm sư phạm ...........................................................................17
PHẦN 3: KẾT LUẬN................................................................................19
PHÂN 1: MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Hiện nay trong quá trình đổi mới phương pháp giảng dạy cũng như hình thức kiểm tra đánh giá chất lượng học sinh thì kiểm tra trắc nghiệm đã được áp dụng có hiệu quả. Kiểm tra trắc nghiệm là một phương pháp kiểm tra có hiệu quả với học sinh yêu cầu học sinh phải học tập, nghiên cứu vấn đề ở mức độ cao hơn: tư duy nhanh hơn, kỹ năng làm bài nhanh, các phương pháp làm bài cũng đa dạng hơn, phong phú hơn nhằm giúp học sinh tìm ra kết quả một cách nhanh nhất và chính xác
Vậy để học sinh có những kỹ năng như thế ngoài tự học, tự sáng tạo của học sinh thì giáo viên cũng phải cung cấp cho học sinh những phương pháp giải nhanh phù hợp với yêu cầu của hình thức thi. Trong các đề thi trắc nghiệm quốc gia, bài tập về axit nitric thường rất phong phú và liên quan đến nhiều chất đặc biệt là kim loại và hợp chất của kim loại. Có những bài toán xảy ra nhiều quá trình phức tạp đòi hỏi học sinh phải biết phân tích, đánh giá đúng bản chất và chọn được phương pháp giải nhanh phù hợp nhất. Nhiều học sinh không biết làm một cách tổng quát mà chỉ xét các trường hợp hoặc viết một loạt các phương trình phản ứng rồi đưa ra đáp án, với cách giải này đôi khi không giải ra kết quả. Như vậy trong khi thi trắc nghiệm yếu tố thời gian là rất cần thiết. Nếu học sinh giải như vậy sẽ mất nhiều thời gian, kết quả đạt được sẽ không cao. Vì vậy thực tế yêu cầu cần thiết phải có phương pháp giải nhanh bài toán phù hợp với các dạng bài toán.
Vì vậy tôi đã phân dạng bài tập, nêu cách giải nhanh trong từng dạng và đúc rút trong đề tài: " PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN VỀ AXIT NITRIC Ở LỚP 11 - THPT”.
Mục đích nghiên cứu
Th¨m dß kh¶ n¨ng vµ n¨ng lùc riªng cña häc sinh khi tiÕp xóc víi mét ph­¬ng ph¸p gi¶i to¸n míi .
Sö dông ®Þnh luËt b¶o toàn electron ®Ó gi¶i nhanh bµi to¸n ho¸ häc .
Ph©n lo¹i vµ tuyÓn chän mét sè bµi tËp, mét sè ®Ò tuyÓn sinh vµo c¸c tr­êng ®¹i häc, cao ®¼ng ®Ó häc sinh luyÖn thi ®¹i häc 
RÌn trÝ th«ng minh, ph¸t huy tÝnh tÝch cùc, chñ ®éng, s¸ng t¹o cña häc sinh, t¹o ra høng thó häc tËp bé m«n ho¸ häc cña häc sinh phæ th«ng .
Đối tượng nghiên cứu
Trong đề tài này tôi tổng kết phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về axit nitric
- Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3
- Phương pháp xác định sản phẩm khử
- Bài toán NO3- trong các môi trường đặc biệt là môi trường axit
- Cho hỗn hợp ( kim loại, hợp chất của kim loại với lưu huỳnh tác dụng với HNO3
Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu sách giáo khoa, sách bài tập hóa phổ 
thông, hệ thống bài tập thi ĐH-CĐ, các nội dung lí thuyết về bài tập hóa học, định luật bảo toàn electron, định luật bảo toàn nguyên tố làm cơ sở
- Tổng kết kinh nghiệm và thủ thuật giải bài toán về HNO3
- Thực nghiệm. 
+ Trao ®æi, trß chuyÖn víi ®ång nghiÖp, häc sinh trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu
+ Thực nghiệm sư phạm: Bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa THPT, ôn thi THPT quốc gia
+ Phương pháp thống kê toán học và xử lí kết quả thực nghiệm.
PHẦN 2: NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Hiện nay trong các bài kiểm tra, các kì thi học sinh phải làm bài môn hoá học dưới hình thức trắc nghiệm (50 câu trong thời gian 90 phút) đòi hỏi các em không những phải nắm vững kiến thức mà còn phải có phương pháp giải bài tập ngắn gọn nhất, kỹ năng tính toán nhanh và chính xác. 
Tuy nhiên trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy nhiều học sinh còn lúng túng trong việc tìm phương án nhanh nhất để đi đến kết quả cuối cùng. Vậy trước hết, học sinh phải nắm vững kiến thức lý thuyết trọng tâm liên quan đến bài toán, từ đó tiến hành các thao tác tư duy. Trong logic học, người ta thường biết có ba phương pháp hình thành những phán đoán mới: Quy nạp, suy diễn và loại suy.Ba phương pháp này có quan hệ chặt chẽ với những thao tác tư duy: phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hoá .
Sau khi tiến hành tư duy xong, học sinh lựa chọn phương pháp giải nhanh phù hợp với bài toán. Cụ thể với bài toán về HNO3 chủ yếu xảy ra các quá trình oxh và quá trình khử nên thường sử dụng phương pháp bảo toàn eletron trên cơ sở nắm vững bản chất: Xác định chính xác sự biến đổi số oxh từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối của các chất kết hợp thêm bảo toàn điện tích, phương pháp trung bình, bảo toàn nguyên tố...
2.2. Thực trạng 
Với học sinh trường THPT Hoằng Hoá 3, chất lượng còn thấp, độ nhanh nhạy chưa cao, phát hiện vấn đề còn chậm, khả năng tư duy còn hạn chế. Hơn nữa, các em thường quen với cách giải truyền thống: đó là viết phương trình phản ứng và lập phương trình hoặc lập hệ phương trình và biện luận. Với cách giải này các em mất khá nhiều thời gian để đi đến kết quả của bài toán, không phù hợp với kiểu bài thi trắc nghiệm hiện nay. Vì vậy, phân dạng bài tập một cách chi tiết, phân tích bản chất của bài toán để áp dụng phương pháp giải nhanh phù hợp đối với học sinh là rất cần thiết. Đó là cách mà tôi áp dụng trong quá trình giảng dạy và đúc rút nên đề tài này.
2.3. Nội dung của các dạng bài toán
2.3.1. Lý thuyết trọng tâm về axit nitric
- HNO3 là axít mạnh: có đầy đủ tính chất của axit
- HNO3 có tính oxh mạnh : là tính chất của ion NO3-/H+
Tác dụng với kim loại
Kim loại có nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với dung dịch axit HNO3 loãng, dung dịch axit HNO3 đặc nóng sẽ đạt số oxi hóa cao (Fe0 → Fe+3 )
Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 (trừ Pt, Au) khi đó N+5 trong HNO3 bị khử về các mức oxi hóa thấp hơn . Tùy theo bản chất của kim loại và nồng độ HNO3 mà tạo thành các sản phẩm khử: NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3 
 HNO3 đặc nguội làm thụ động một số kim loại như: Fe, Al, Cr 
Tác dụng với phi kim:
HNO3 tác dụng với nhiều phi kim : C, S, P... oxh phi kim lên mức oxh cao: CO2, H2SO4, H3PO4 đồng thời giải phóng NO hoặc NO2 tùy theo nồng độ HNO3
Tác dụng với nhiều chất khử
Đặc biệt chú ý các hợp chất của sắt mà trong đó sắt có số oxh < +3 
Bản chất Fe+2 → Fe+3
2.3.2 . Định luật thường vận dụng
Định luật bảo toàn electron được vận dụng chủ yếu trong giải bài toán về HNO3
Nguyên tắc của phương pháp như sau: khi có nhiều chất oxy hóa, chất khử trong một hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số electron của các chất khử cho phải bằng tổng số electron mà các chất oxy hóa nhận. Phương pháp này đặc biệt hữu ích đối với các bài toán cần phải biện luận nhiều trường hợp có thể xảy ra. Chỉ cần các em xác định đúng trạng thái oxi hoá-trạng thái khử và xác định đúng tổng số e nhường và tổng số e nhận 
Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán này cần lưu ý:
Trong phản ứng hoặc một hệ phản ứng chỉ cần quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian.
Nếu có nhiều chất oxi hóa và chất khử thì số mol electron trao đổi là tổng số mol của tất cả chất nhường hoặc nhận electron. 
2.3.3. Một số dạng bài tập về HNO3
Dạng 1: Kim loại ( hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3
Dạng 1.1: Sản phẩm khử không có NH4NO3
- Tất cả các phản ứng của kim loại với dung dịch HNO3 đều là phản ứng oxi hoa-khử. Vì vậy, phương pháp chủ đạo được áp dụng là định luật bảo toàn electron
- Các quá trình oxi hóa và quá trình khử xảy ra khi cho kim loại M tác dụng với dung dịch HNO3
 Các quá trình oxi-hóa Các quá trình khử:
 M → Mn+ + n e 2H + + NO3- + 1e NO2 + H2O
 a a.n mol 4H+ + NO3- +3 e NO + 2H2O
 10H+ + 2NO3- +8e N2O +5 H2O
 12H+ + 2 NO3- +10 e N2 + 6 H2O
 10H+ + NO3- +8e NH4+ +3H2O	
 Hoặc có thể viết:
 Các quá trình oxh các quá trình khử
 M → Mn+ + n e N+5 + 1e → N+4
 a a a.n mol N+5 + 4e → N+1
 2N+5 + 10e → N2
 N+5 + 3e → N+2
 N+5 + 8e → N-3
 Vậy ne nhường = nenhận = ne trao đổi
 a.n mol = nNO2 + 3.nNO + 8.nN2O + 10.nN2 + 8.nNH4+
Các dạng câu hỏi thường gặp:
Tính khối lượng muối trong dung dịch sau phản ứng
Dễ thấy số mol của NO3- trong muối M(NO3)n bằng a.n mol = ne trao đổi
 mmuối= mkim loại+ = mkim loại+ 62. ne trao đổi (1)
 2). Tính HNO3
 Cách 1: Dựa vào các bán phản ứng trên 
 (2)
 Cách 2: áp dụng định luật dảo toàn nguyên tố Nitơ
 = ne trao đổi +nN(spk) (3)
Chú ý: 
- Với những bài toán đề bài đã cho biết số mol của HNO3 thì phải dùng các bán phản ứng để giải chứ không được dùng các quá trình tắt:
N+5 + 1e → N+4
N+5 + 4e → N+1
 2N+5 + 10e → N2
N+5 + 3e → N+2
Khi đó các em dễ mắc phải sai lầm đưa toàn bộ số mol N+5 trong HNO3 vào để tính ne mà N+5 trong HNO3 có 2 vai trò: một phần bị khử trong môi trường H+ tạo sản phẩm khử, một phần không bị khử (tạo muối)
Bài tập vận dụng:
Bài 1: Cho 11 g hỗn hợp hai kim loại Al và Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 6,72 lit khí NO (đktc) duy nhất. Khối lượng (g) của Al và Fe trong hỗn hợp đầu là:
A. 5,6 và 5,4.	B. 5,4 và 5,6.	C. 4,4 và 6,6.	D. 4,6 và 6,4.
Giải: nNO = = 0,3 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp đầu
Ta có: 27x + 56y = 11 (1) 
 + 3e ® Al ® Al+3 + 3e
 0,9 mol 0,3 mol x mol 3x mol
 Fe ® Fe+3 + 3e
 y mol 3y mol
Theo định luật bảo toàn e: ne nhường = ne nhận = 0,9 mol
 hay: 3x + 3y = 0,9 (2)
Từ (1) và (2) ta có Þ → Đáp án B
Bài 2: (Câu 19 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH - 2007)
Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là
A. 2,24 lít. 	B. 4,48 lít. 	 D. 3,36 lít.	D. 5,60 lít.
Giải:
nFe = nCu = 12/(56+64) = 0,1 mol
áp dụng sơ đồ đường chéo:
NO 30 8
 38
NO2 46 8
Vậy nNO : nNO2 = 1:1
 Fe0 → Fe+3 + 3e N+5 + 3e → N+2
 0,1 0,3 mol 3.x x mol
 Cu0 → Cu+2 + 2e N+5 + 1e → N+4
 0,1 0,2 mol x x mol
Theo định luật bảo toàn e: ne nhường = ne nhận = 0,5 mol
Ta có: 4.x = 0,5 → x = 0,125
Vậy V = 0,125.2.22,4 = 5,6 lít → Đáp án D
Bài 3: Cho 8,63 gam hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Cu vào 2 lít dung dịch HNO3 x M phản ứng vừa đủ thu được 1,792 lít khí X (đktc) gồm N2 và NO2 có tỉ khối hơi so với He bằng 9,25. Nồng độ mol/lít HNO3 trong dung dịch đầu và tổng khối lượng muối thu được là: 
A. 0,28M ; 35,91gam 	B. 1,4M; 13,59gam	
C. 1,7M; 35,19 gam	D. 1,2M ; 31,59 gam
Phân tích đề: Đây là bài toán đã cho dữ kiện để tính sản phẩm khử, bài toán yêu cầu tính tổng muối chứ không yêu cầu tính muối của mỗi kim loại, và tính HNO3 nên ta chỉ cần tính ne trao đổi rồi áp dụng công thức tính nhanh đã lập ở trên
Giải: nX = 0,08 mol
áp dụng sơ đồ đường chéo:
N2 28 9
 37 Vậy nN2 : nNO2 = 1:1 → nN2 = nNO2 = 0,04 mol 
NO2 46 9
Ta có: 12H+ + 2 NO3- +10 e N2 + 6 H2O
 0,48 0,4 0,04 mol
 2H + + NO3- + 1e NO2 + H2O
 0,08 0,04 0,04 mol
Vậy số mol HNO3: 0,48 +0,08 = 0,56 mol → x = 0,56/2 = 0,28M
Khối lượng muối thu được: 
mmuối = mkim loại+ 62. ne trao đổi = 8,63 + 0,44.62 =35,91 gam → Đáp án A
Bài 4: Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn 18 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trộn theo tỉ lệ mol 1 : 1 là: (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO): 
A.1,0 lít 	B. 0,6 lít 	C. 0,8 lít 	D. 1,2 lít 
Phân tích đề:
- Đây là bài toán dù đơn giản nhưng khá hay, yêu cầu học sinh phải nắm vững tính chất của các chất nên rất dễ mắc sai lầm
- Vận dụng tính chất Fe3+ oxh được Feo→ HNO3 dùng ít nhất khi ta lợi dụng Fe3+ sinh ra hòa tan một phần sắt và Cu → sản phẩm cuối cùng của sắt là Fe2+
Giải:
nFe = nCu = 18/(56+64) = 0,15 mol
 Fe0 → Fe+2 + 2e 4H+ + NO3- +3 e NO + 2H2O
 0,15 0,3 mol 0,8 0,6 mol
 Cu0 → Cu+2 + 2e 
 0,15 0,3 mol 
Vậy số mol HNO3 = số mol H+ = 0,8 mol → VHNO3 = 0,8 (lít)
Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 32 gam kim loại M trong dung dịch HNO3 dư thu được
8,96lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 và NO, có tỉ khối so H2 bằng 17. Kim loại M là: A. Cu	B. Zn	C. Fe	D. Ca
Giải:
nX = 0,4 mol
áp dụng sơ đồ đường chéo:
NO 30 12
 34
NO2 46 4
Vậy nNO : nNO2 = 3:1 → nNO = 0,3 mol , nNO2 = 0,1mol
 M → Mn+ + n e N+5 + 1e → N+4
 1/n 1,0 mol 0,1 0,1 mol
 N+5 + 3e → N+2
 0,9 0,3 mol
M = 32.n với n = 2, M = 64 (Cu) → Đáp án A
Dạng 1.2. Đánh giá sự tạo thành muối amoni
Cho chất khử tác dụng với dung dịch HNO3, ngoài sản phẩm khử là các khí, còn có thể có sản phẩm khử là NH4NO3. 
Đây là một số phương pháp đánh giá sự tạo thành muối amoni
Cách 1: Cho chất khử ( thường là kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3 không có khí thoát ra → sản phẩm khử phải là NH4NO3
Cách 2: Cho chất khử ( thường là kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3 thu được dung dịch A, cho dung dịch A tác dụng với dung dịch kiềm thu được khí làm quỳ tím ẩm hóa xanh → khí đó là NH3 → dung dịch A chứa muối amoni: NH4+ + OH- → NH3 + H2O
Cách 3: Cho chất khử ( thường là kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3 thu được dung dịch A, cô cạn cẩn thận dung dịch A (chỉ có H2O bay hơi) thu được m gam muối khan.
VD: Đề bài đã cho số mol kim loại M là a mol, cho khối lương muối sau phản ứng là m gam
Đánh giá: 
 M → M(NO3)n
 a mol a mol 
Vậy ta tính được: Khối lượng muối M(NO3)n = b gam
So sánh m và b, nếu m > b chứng tỏ trong dung dịch A còn có muối amoni nitrat
→ Khối lượng NH4NO3 = m – b 
Cách 4: Cho chất khử ( thường là kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3 thu được sản phẩm khử là khí (đề đã cho dữ kiện tính số mol khí)
VD: Đề bài đã cho số mol kim loại M là a mol và cho số mol khí
Áp dụng định luật bảo toàn electron
M ® M+n + n e	 N+5 + (5-x) e ® N+x (khí)
a mol a.n mol b mol
Vậy ne trao đổi = a.n 
Nếu a.n > b thì chứng tỏ ngoài sản phẩm là khí còn có sản phẩm khử NH4NO3
Ta có : NO3- + 10H+ + 8e NH4+ +3H2O
 (n.a – b) mol 
	Cách 5: Bài toán cho số mol của HNO3, đồng thời cho số mol của sản phẩm khử là khí (HNO3 phản ứng vừa đủ)
	Ta có: Nếu số mol H+ (trong HNO3 ban đầu) > số mol H+ tạo khí (sản phẩm khử chứa nito) thì có muối amoni
Phương pháp giải :
Sau khi đánh giá bài toán có tạo ra NH4NO3,ta sử dụng định luật bảo toàn e giải tương tự dạng 1.1
mmuối =( mkim loại+ 62.ne trao đổi)+ (4)
 + (5)
 = ne trao đổi +nN(spk) (6)
Dấu hiệu nhận biết có sản phẩm khử NH4NO3
+ Kim loại tham gia phản ứng thường là kim loại hoạt động manh: Mg, Zn, Al...
+ Bài toán vừa cho số mol chất khử ( kim loại) vừa cho khối lượng muối sau phản ứng
+ Bài toán vừa cho số mol chất khử ( kim loại) vừa cho số mol sản phẩm khử là khí.
+ Bài toán vừa cho số mol HNO3 thường cho số mol sản phẩm khử là khí.
Bài tập vận dụng:
Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 0,368g hỗn hợp Al, Zn cần vừa đủ 25 lít dd HNO3 0,001M không có khí thoát ra. Tính thành phần % (m) mỗi kim loại trong hỗn hợp.
Phân tích đề: 
+ Theo giả thiết, hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 không có khí thoát ra → Sản phẩm khử là NH4NO3
+ Bài toán đã cho số mol HNO3 nên dùng bán phản ứng
 10H+ +NO3- +8eNH4+ +3H2O tính số mol e theo H+ vì NO3- còn dư (muối)
Không nên dùng quá trình :N+5 + 8e → N-3 vì HS dễ mắc sai lầm : đưa toàn bộ số mol N+5 trong HNO3 vào để tính ne vì N+5 trong HNO3 có 2 vai trò: một phần bị khử trong môi trường H+ tạo sản phẩm khử, một phần không bị khử để tạo muối.
Giải: 
số mol HNO3: 25.0,001 = 0,025 mol
 Al0 → Al+3 + 3e 10H+ + NO3- +8e NH4+ +3H2O
 x 3x mol 0,025 0,02mol
 Zn0 → Zn+2 + 2e 
 Y 2y mol 
Áp dụng bảo toàn e ta có phương trình: 3x + 2y = 0,02 (1)
Mặt khác, theo giải thiết ta có: 27x + 65y = 0,368 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x=0,004 , y = 0,004
%mAl = 29,35% %mZn = 100% - 29,35% =70,65%
Bài 2: Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 trong dd HNO3 loãng dư thu được 0,56 lít khí không màu, hóa nâu trong không khí và dd A chứa 21,51 gam muối khan. Nếu cho dd NaOH đến dư vào dd A thì thấy thoát ra 67,2 ml khí mùi khai. Biết các khí đo ở đktc. khối lượng (m) của hỗn hợp đầu ?
Phân tích đề: 
+ dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH có khí mùi khai thoát ra → trong dung dịch A có NH4NO3
+ Chỉ có Al phản ứng với HNO3 sinh ra sản phẩm khử, còn Al2O3 phản ứng với HNO3 chỉ tạo muối và H2O
+ Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO
Giải: 
 NH4+ + OH- → NH3 + H2O
3.10-3 mol
Vậy số mol NH4NO3 là 3.10-3 mol
Khối lượng muối Al(NO3)3 : 21,51 – 3.10-3.80 = 21,27 gam
Số mol Al(NO3)3 : 0,1 mol
Al0 → Al+3 + 3e N+5 + 3e → N+2
 0.033 0,099 mol 0,075 0,025 mol
 N+5 + 8e → N-3
 0,024 3.10-3 mol
Áp dụng bảo toàn e : ne nhường = nenhận = 0,075 + 0,024 = 0,099 mol
Áp dụng bảo toàn nguyên tố Al: 
số mol Al2O3 = (0,1- 0,033)/2 = 0,0335 mol
m = 0,033.27 + 0,0335.102 = 4,308 gam
Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 9,24 gam Mg vào dung dịch HNO3 dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và hỗn hợp 2 khí gồm 0,025 mol N2O và 0,15 mol NO. Vậy số mol HNO3 đã bị khử ở trên và khối lượng muối trong dung dịch Y là 
A. 0,215 mol và 58,18 gam. 	B. 0,65 mol và 58,18 gam. 
C. 0,65 mol và 56,98 gam. D. 0,215 mol và 56,98 gam. 
Phân tích đề: 
+ Bài toán vừa cho số mol của kim loại vừa cho số mol sản phẩm khí → dự đoán có muối amoni (cách đánh giá 4)
+ số mol HNO3 bị khử về sản phẩm khử = số mol N trong sản phẩm khử
Giải: 
nMg = 0,385 mol → ne nhường = 0,385.2 =0,77 mol
ne nhận tạo khí = 0,025.8 + 0,15.3 = 0,65 mol < 0,77 → có muối amoni
ne nhận tạo NH4+ = 0,77 – 0,65 = 0,12 mol 
→ số mol NH4NO3 = 0,12/8 = 0,015 mol
Số mol HNO3 bị khử: 0,025.2 + 0,15 + 0,015 =0.215 mol
Khối lượng muối thu được: (9,24 + 0,77.62) + 0,015.80 = 58,18 gam
Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 30 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al và Zn trong dung dịch HNO3, sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y và hỗn hợp gồm 0,1 mol N2O và 0,1 mol NO. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 127 gam hỗn hợp muối. Số mol HNO3 đã bị khử trong phản ứng trên là
A. 0,40 mol	B. 0,30 mol	C. 0,35 mol	D. 0,45 mol
Phân tích đề: 
+ Bài toán vừa cho số mol khí, vừa cho khối lượng kim loại, vừa cho số mol sản phẩm khí→ dự đoán có muối NH4NO3
+ Khi tính số mol e trao đổi chú ý phải cộng thêm e ở quá trình tạo NH4+
+ số mol HNO3 bị khử về sản phẩm khử = số mol N trong sản phẩm khử
Giải: 
Gỉa sử không có muối amoni:
mmuối = 30 + (0,1.8 + 0,1.3).62 = 98,2 # 127 → chứng tỏ có muối amoni
Gọi số mol NH4NO3 là x mol
mmuối = [30 + (0,1.8 + 0,1.3 + 8x).62] + 80x = 127 → x = 0,05 mol
số mol HNO3 bị khử = 0,1.2 + 0,1 + 0,05 =0,35 mol → Đáp án C
(GV nêu vấn đề: nếu tính khối lượng NH4NO3 = 127 – 98,2 =28,8 gam đúng hay sai? Vì sao? GV nhấn mạnh: cách tính này hoàn toàn sai vì 98,2 không phải là muối nitrat kim loại vì (0,1.8 + 0,1.3) chưa phải số 

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_phuong_phap_giai_nhanh_mot_so_dang_bai_toan_ve_axit_nit.doc