LÝ THUYẾT / HÓA HỌC / HÓA HỌC VÔ CƠ / CHỦ ĐỀ 9. CÁC AXIT OXI HÓA MẠNH

Dạng 2: HỖN HỢP KIM LOẠI,OXIT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT

HỖN HỢP KIM LOẠI,OXIT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT

Fe+O_2➜(Fe,FeO.Fe₂O₃,Fe₃O₄)+H₂SO_4đ/HNO_3➜Muối+ Sản phẩm khử+ nước

Kim loại tác dụng với dung dịch HNO₃

Sản phẩm khử :

+ NO₂: khí màu nâu

+ NO: khí không màu, hóa nâu trong không khí

+ N₂O: khí không màu, gây cười

+ N₂: khí không màu

+ NH₄NO₃: muối tan trong dung dịch

Sản phẩm khử của N⁺⁵ tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit. Thông thường thì dung dịch đặc tạo NO₂, loãng tạo NO, kim loại có tính khử càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu.

Kim loại tác dụng với dung dịch H₂SO₄

Sản phẩm khử :

+ SO₂: khí mùi sốc (mùi hắc)

+ S: kết tủa vàng

+ H₂S: khí mùi trứng thối

Tổng số mol H₂SO₄ phản ứng bằng = nSO₄^2- 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)

+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: NaNO₃trong 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⁺

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

-Tối ưu sử dụng phương pháp quy đổi

-CÁC CÁCH

Quy đổi với hỗn hợp oxit sắt

Fe +<O>➜ FeO

Fe₂O₃+dd HNO₃ ➜ Muối + sản phẩm khử+ H₂O

Fe₃O₄

Các cách quy đổi

Cách 1: ta có thể quy đổi hỗn hợp ban đầu về các hỗn hợp khác đơn giản gồm hai chất (Fe và Fe₂O₃; FeO và Fe₂O₃ ; Fe₃O₄ và Fe₂O₃; Fe và FeO; Fe và Fe₃O₄ ; FeO và Fe₃O₄ hoăc thậm chí chỉ một chất Fe_xO_y

Cách 2: Quy đổi hỗn hợp thành Fe và O

Fe: x mol

O: y mol

BÀI 1:

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 m gam hỗn hợp X vào dung dich HNO₃ dư thu được 2,24 lít khí NO₂ (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là:

GIẢI

Quy hỗn hợp X về một chất Fe_xO_y:

Fe_xO_y + (6x - 2y) HNO₃ → xFe(NO₃)₃ + (3x - 2y) NO₂ + (3x -y) H₂O

mol 0,1mol

Bảo toàn Fe

Fe₆O₇ (M = 448)

=> m_X = 0,025 . 448 = 11,2g

BÀI 2:

Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ bằng HNO₃ đặc nóng thu được 4,48 lít khí NO (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 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.

GIẢI

Khối lượng muối thu được chỉ chứa Fe(NO₃)₃ → n_Fe(NO3)3 = 145,2 : 242= 0,6 mol
Coi hỗn hợp X chứa Fe: 0,6 mol và O: x mol
Bảo toàn electron : → 0,6×3= 2x+ 0,2 ×3 → x = 0,6 mol
→ m= m_Fe + m_O = 0,6×56 + 0,6×16 = 43,2 gam

BÀI 3

Hòa tan 3 gam hỗn hợp A gồm kim loại R hóa trị I và kim loại M hóa trị II vừa đủ vào dung dịch chứa HNO₃ và H₂SO₄ và đun nóng, thu được 2,94 gam hỗn hợp khí B gồm NO₂ và SO₂. Thể tích của B là 1,344 lít (đktc). Khối lượng muối khan thu được là ?

ĐÁP ÁN

Gọi n_NO2 = a mol; n_SO2 = b mol

=> m_B = 46a + 64b = 2,94 (1)

n_B= a + b = 0,06 mol (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,05; b = 0,01

Ta có: n_NO3 = n_{e NO2 nhận} = 0,05 mol

n_SO4 = n_{e SO2 nhận}/ 2 = 0,01.2 / 2 = 0,01

Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc NO3} + m_{gốc SO4} = 3 + 0,05.62 + 0,01.96 = 7,06

Đáp án cần chọn là: C