Kim loại khi tác dụng với axit nitric (HNO3) sẽ tạo ra những sản phẩm khác nhau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về quá trình này.
Mục lục
Cơ sở lý thuyết
Phương trình tổng quát
- Kim loại + HNO3 đặc, nóng → muối nitrat + NO2 + H2O
- M + 2nHNO3 → M(NO3)n + nNO2 + nH2O
- Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
- 3M + 4nHNO3 → 3M(NO3)n + nNO + 2nH2O
Lưu ý
- Axit nitric tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt).
- Một số kim loại như Fe, Al, Cr không tan trong axit HNO3 đặc, nguội.
- Axit nitric loãng tác dụng với kim loại có tính khử mạnh như Mg, Al, Zn có thể tạo ra sản phẩm khử như NO, N2O, N2, NH4NO3.
- Kim loại tác dụng với HNO3 không tạo ra khí H2.
Phương pháp giải bài tập
a. 1 kim loại + HNO3 → 1 sản phẩm khử (NO2; NO; N2O; N2; NH4NO3)
- Thí dụ: Hoà tan hoàn toàn m g bột Cu trong 800 g dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch 2,24 lít khí NO (đktc). Tìm m?
Gợi ý:
- Số mol NO = 0,1 mol
- Phương trình hóa học: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
- x = 0,1.3/2 = 0,15 mol
- → m = 0,15 .64 = 9,6g
b. 2 hay nhiều kim loại + HNO3 → 1 sản phẩm khử (NO2; NO; N2O; N2; NH4NO3)
- Thí dụ: Cho 11 g hỗn hợp hai kim loại Al và Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 6,72 lít khí NO (đktc) duy nhất. Tính khối lượng (g) của Al và Fe trong hỗn hợp đầu?
Gợi ý:
- Số mol NO = 0,3 mol
- Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp đầu
- Ta có: 27x + 56y = 11
- Al → Al+3 + 3e, x 3x mol
- Fe → Fe+3 + 3e, y 3y mol
- N+5 + 3e → N+2, 0,9 0,3 mol
- Theo định luật bảo toàn e: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,9 mol
- Hay: 3x + 3y = 0,9
- Từ (1) và (2) ta có:
- → x = 0,2 mol và y = 0,1
- → mAl = 5,4g và mFe = 5,6g
c. 1 kim loại + HNO3 → 2 sản phẩm khử (NO2; NO; N2O; N2; NH4NO3)
- Thí dụ: Cho 16g Cu vào dung dịch HNO3 sau phản ứng thu được 6,72 lít hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) (đktc). Tính % thể tích mỗi khí trong hỗn hợp X?
Gợi ý:
- Số mol X = 0,3 mol
- Số mol Cu = 0,25 mol
- Gọi x, y là số mol của NO2 và NO
- Ta có: x + y = 0,3
- Cu → Cu+2 + 2e, 0,25 0,5 mol
- N+5 + 1e → N+4, x x mol
- N+5 + 3e → N+2, 3y y mol
- Theo ĐLBT e: x + 3y = 0,5
- Từ (1) và (2) ta có:
- → x = 0,2 mol và y = 0,1mol
- %VNO2 = 66,7% và %VNO = 33,3%
*Lưu ý: Đối với Mg, Al, Zn khi tác dụng với HNO3. Nếu không có sản phẩm khử duy nhất hãy cẩn thận có muối NH4NO3 tạo thành.
Hãy cùng tìm hiểu và giải các bài tập vận dụng nhé!
Bài viết liên quan:
Bài tập vận dụng
Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 0,9g kim loại X vào dung dịch HNO3 thu được 0,28 lít khí N2O (đktc). Vậy X có thể là?
A. Cu
B. Fe
C. Zn
D. Al
Câu 2: Hoà tan m gam Fe vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 0,448 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là:
A. 1,12 gam
B. 11,2 gam
C. 0,56 gam
D. 5,6 gam
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với H2 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
Câu 4: Hoà tan hoàn toàn 0,1 mol Fe và 0,2 mol Al vào dung dịch HNO3 dư thu được hỗn hợp khí A gồm NO và NO2 có tỉ lệ mol tương ứng là 2:1. Thể tích của hỗn hợp khí A (ở đktc) là
A. 86,4 lít
B. 8,64 lít
C. 19,28 lít
D. 192,8 lít
Câu 5: Hoà tan hoàn toàn a gam Al trong dung dịch HNO3 loãng thấy thoát ra 44,8 lít hỗn hợp 3 khí NO, N2O và N2 có tỉ lệ mol tương ứng là 1:2:2. Giá trị của a là
A. 140,4 gam
B. 70,2 gam
C. 35,1 gam
D. 45,3 gam
Câu 6: Hoà tan hoàn toàn 12,8 gam Cu trong dung dịch HNO3 thấy thoát ra V lít hỗn hợp khí A gồm NO, NO2 (đktc). Biết tỉ khối hơi của A so với H2 là 19. Giá trị của V là
A. 4,48 lít
B. 2,24 lít
C. 0,448 lít
D. Kết quả khác
Câu 7: Cho 8 gam Cu tác dụng với 120 ml dung dịch X gồm HNO3 1 M và H2SO4 0,5 M thu được V lit khi NO (đkc). Tính V?
A. 1,244 lit
B. 1,68 lit
C. 1,344 lit
D. 1,12 lit
Câu 8: Cho 1,86 gam hợp kim Mg và Al vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được 560 ml (đkc) khí N2O duy nhất khối lượng của Mg trong hỗn hợp là:
A. 1,62 gam
B. 0,22 gam
C. 1,64 gam
D. 0,24 gam
