Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình học tập và nghiên cứu HOC247 đã biên soạn và tổng hợp Chuyên đề phương pháp giải bài tập kim loại, oxit kim loại và muối tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh môn Hóa học 12 năm 2021-2022. Hy vọng đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
1. Tổng quan kiến thức
1.1. Tổng quan kiến thức
-Axit có tính oxi hóa mạnh H2SO4 đặc và HNO3 có thể oxi hóa được một số kim loại đứng sau Hidro trong dãy điện hóa (Cu,Ag) mà axit không có tính oxi hóa (HCl, H2SO4) không oxi hóa được . Oxi hóa được Fe, các hợp chất của của Fe chưa ở mức oxi hóa cao nhất (VD: FeO, FeS…) lên số oxi hóa cao nhất là +3. Ngoài ra chúng còn có thể tác dụng được một số phi kim như C,S,…
-Phản ứng tạo ra “sản phẩm khử”
+Tác dụng với H2SO4 đặc sản phẩm khử đa số là SO2 (ngoài ra còn có H2S,S)
+Tác dụng với HNO3 loãng là NO, HNO3 đặc là NO2 (ngoài ra còn có N2, N2O, NH4NO3)
1.2. Phương pháp giải bài tập
Phương pháp chủ yếu là sử dụng định luật bảo toàn electron, kết hợp với các phương pháp khác như bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích.
Một số vấn đề chú ý khi làm bài tập:
+ Khi cho kim loại tác dụng với các axit H2SO4 và HNO3 thì:
- Tổng số mol H2SO4 phản ứng bằng = nSO42- trong muối + n của sản phẩm khử( SO2, S, H2S)
- Tổng số mol HNO3 phản ứng = nNO3- trong muối + n của sản phẩm khử( NO2, NO, N2O, N2,NH3)
Lưu ý:
+Nếu sản phẩm khử là N2, N2O thì phải nhân thêm 2
VD: 2N+5 → N2 + 10e
+ Tất cả các chất khi tác dụng với 2 axit trên đều lên mức oxi hóa cao nhất
+ Ion NO3- trong môi trường H+ có tính oxi hóa như HNO3 loãng
VD: NaNO3 trong H2SO4 loãng
+ Nếu một bài toán có nhiều quá trình oxi hóa khử chúng ta chỉ cần để ý đến số oxi hóa của nguyên tố đó trước và sau phản ứng, sau đó dùng định luật bảo boàn e áp dụng chung cho cả bài toán
+ Khi Fe tác dụng với HNO3, nếu sau phản ứng Fe còn dư thì Fe sẽ tác dụng với Fe(NO3)3 tạo thành Fe(NO3)2
+ Riêng với Fe2+vẫn còn tính khử nên khi tác dụng với NO3- trong H+ thì đều tạo ra Fe3+
2. Một số bài tập tham khảo
Bài 1. Hòa tan hết 5,6 gam Fe bằng một lượng vừa đủ dung dịch HNO3 đặc nóng thu được V lít NO2 là sản phẩm khử duy nhất (tại đktc). V nhận giá trị nhỏ nhất là
A. 1,12 lít. B. 2,24 lít. C. 4,48 lít. D. 6,72 lít.
Lời giải chi tiết
Sắt tác dụng với HNO3 đặc nóng tạo ra NO2 nên ta có:
Fe0→Fe+3 +3e
N+5 + 1e →N+4
Bảo toàn e →nNO2= 3nFe = 0,1.3=0,3 mol
→VNO2 = 0,3.22,4 = 6,72 lít
Bài 2. 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. B. 4,48. C. 5,60. D. 3,36.
Lời giải chi tiết
Ta có hỗn hợp Fe, Cu có tỉ lệ số mol 1:1 và khối lượng là 12 gam
→nFe = nCu = 12/(56+64)=0,1 mol
Ne cho = ne của Cu + ne của Fe = 0,1.2 + 0,1.3 = 0,5 mol
Gọi nNO = x ; nNO2 = y → 3x + y =ne cho =0,5 mol
Tỉ khối X so với H2 bằng 19 →x:y=1:1
→x = y = 0,125 mol → V = 0,125.2.22,4 = 5,6 lít
→Đáp án C
Bài 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 khí 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.
Lời giải chi tiết
Ta có nY = nN2O + nNO = 1,334/22,4 = 0,06 mol
Hỗn hợp Y tỉ khối so với khí H2 là 18 →x :y=1 :1 →x=y = 0,03 mol
2N+5 + 8e → 2N+1
2N+5 + 10e → 2N0
→ne nhận = 0,03.10 + 0,03.8 = 0,54 mol
Ta có ne của Al cho = (12,42/27).3= 1,38
→Sản phẩm khử ngoài N2O và N2 còn có NH4NO3
→ nNH4NO3=(1,38 – 0,54)/8 = 0,105 mol
mcr khan= mmuối = mAl(NO3)3 + mNH4NO3 = 0,46.213 + 0,105.80 =106,38 gam
→Đáp án B
Bài 4. Nung 8,4 gam Fe trong không khí sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO. Hòa tan hết m gam X vào dung dịch HNO3 dư thu được 2,24 lít khí NO2 (ở đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là
A. 11,2 gam. B. 10,2 gam. C. 7,2 gam. D. 6,9 gam.
Lời giải chi tiết
Phân tích: Ban đầu Fe và O2 sau khi tác dụng HNO3 dư thì thu được NO2 . Suy ra chất khử là Fe và chất oxi hóa là O2 và N+5
Ta có:
Fe0→Fe+3 +3e
N+5 + 1e →N+4
O2 + 4e →2O2-
→ne O2 nhận= nFe.3 – nNO2=8,4.3/56 – 2,24/22,4 = 0,35 mol
→nO2 = 0,35/4 = 0,0875 →mO2 = 0,0875.32 = 2,8 gam
Khối lượng chất rắn: m = mFe + mO2 = 8,4 + 2,8 = 11,2 gam
→Đáp án A
Bài 5. Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 bằng HNO3 đặc, nóng thu được 4,48 lít khí NO2 (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 145,2 gam muối khan. Giá trị của m là
A. 35,7 gam. B. 46,4 gam. C. 15,8 gam. D. 77,7 gam.
Lời giải chi tiết
Phân tích: Coi hỗn hợp ban đầu có Fe và O2 sau khi tác dụng HNO3 dư thì thu được NO2 . Suy ra chất khử là Fe và chất oxi hóa là O2 và N+5
Ta có cô cạn dung dịch sau phản ứng được muối khan → muối khan đó là Fe(NO3)3
→nFe = nFe(NO3)3 = 145,2/242 =0,6 mol → mFe = 0,6.56 = 33,6 gam
Fe0→Fe+3 +3e
N+5 + 1e →N+4
O2 + 4e →2O2-
→ne O2 nhận= nFe.3 – nNO2= 3.0,6 – 0,2 = 1,6 mol
→nO2 = 1,6/4 = 0,4 mol →mO2 = 0,4.32 =12,8 gam
Khối lượng của hỗn hợp ban đầu: m = mFe + mO2 =33,6 + 12,8 = 46,4 gam
→ Đáp án B
Bài 6. Cho 13,24 gam hỗn hợp X gồm Al, Cu, Mg tác dụng với oxi dư thu được 20,12 gam hỗn hợp 3 oxít. Nếu cho 13,24 gam hỗn hợp X trên tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch Y và sản phẩm khử duy nhất là khí NO. Cô cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam chất rắn khan
A. 64,33 gam. B. 66,56 gam. C. 80,22 gam. D. 82,85 gam.
Lời giải chi tiết
Phân tích: Ban đầu có khối lượng của 3 kim loại sau khi tác dụng với O2 dư thì được 3 oxit . Bảo toàn khối lượng suy ra khối lượng tăng là khối lượng của Oxi
Áp dụng định luật bảo toàn KL
→mO = moxit – mKL = 20,12 – 13,24 = 6,88 gam → nO= 0,43 mol
Ne của KL cho = 0,43 .2 =0,86 mol
Dung dịch Y gồm các muối nitrat của các ion Al3+, Cu2+, Mg2+
Ta có mNO3-= ne cho.62 = 0,86.62
→ Khối lượng chất rắn khan: mcr khan = mKL + mNO3- = 13,24 + ne cho.62 = 13,24 + 0,86.62 = 66,56 gam
→ Đáp án B
Bài 7. Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 151,5. B. 137,1. C. 97,5. D. 108,9.
Lời giải chi tiết
Phân tích: Cho Cu và Fe3O4 tác dụng với HNO3 loãng sản phẩm thu được có dung dịch Y và 2,4 gam kim loại . Suy ra kim loại đó là Cu và trong Y không có muối sắt (III)
Gọi số mol Cu phản ứng là x, số mol Fe3O4 là y
→64x + 232y = 61,2 – 2,4 = 58,8 (1)
Cu0 → Cu+2 + 2e
3Fe+8/3 + 2e → 3Fe+2
N+5 + 2e → N+2
→2x - 2y = 0,45 (2)
Từ (1) và (2) → x=0,375 mol ; y=0,15 mol
Khối lượng muối khan thu được: m = mCu(NO3)2 + mFe(NO3)2 = 0,375.188 + 0,15.180 = 97,5 gam
→Đáp án C
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập kim loại, oxit kim loại và muối tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh môn Hóa học 12 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
