Phương pháp giải Công thức tính nhanh khối lượng muối nitrat (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 17-07-2023 Lớp 11

353

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Công thức tính nhanh khối lượng muối nitrat (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 11.

Phương pháp giải Công thức tính nhanh khối lượng muối nitrat (50 bài tập minh họa)

Việc viết phương trình phản ứng hóa học, tính toán theo phương trình đối những bài toán oxi hóa - khử phức tạp, có nhiều sản phẩm tạo ra là rất khó khăn và làm tốn thời gian. Vậy có cách nào để tính nhanh khối lượng muối nitrat tạo thành sau phản ứng của kim loại, oxit kim loại tác dụng với HNO₃? Bài viết dưới đây sẽ giúp các em hiểu rõ vấn đề này.

1. Công thức tính

Sơ đồ phản ứng:

M + HNO₃ → M(NO₃)_n+ sản phẩm khử (NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃) + H₂O

- Khối lượng muối nitrat kim loại M(NO₃)_n

m _{muối nitrat kim loại}= $m_{M {(N O_{3})}_{n}}$

= $m_{K L} + 62. (n_{N O_{2}} + 3 n_{N O} + 8 n_{N_{2} O} + 10 n_{N_{2}} + 8 n_{N {H_{4}}^{+}})$

- Khối lượng muối nitrat bao gồm M(NO₃)_n và NH₄NO₃

$m_{M {(N O_{3})}_{n}}$ + $m_{N H_{4} N O_{3}}$

= $m_{K L} + 62. (n_{N O_{2}} + 3 n_{N O} + 8 n_{N_{2} O} + 10 n_{N_{2}} + 8 n_{N {H_{4}}^{+}})$ + 80. $n_{N H_{4} N O_{3}}$

Chú ý: Sản phẩm khử nào không có thì số mol cho bằng 0.

Ví dụ: Cho 5,52 gam Mg tan hết vào dung dịch HNO₃ thì thu được 0,896 lít hỗn hợp khí N₂ và N₂O có tỉ khối so với H₂ là 16. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng chất rắn là

A. 34,04 gam

B. 34,64 gam

C. 34,84 gam

D. 44,6 gam

Hướng dẫn giải:

n _Mg = 0,23 mol

n _{hỗn hợp khí}= 0,4 mol

m _{hỗn hợp khí}= 16.2.0,4 = 12,8 gam

→ $\{\begin{cases} n_{N_{2}} + n_{N_{2} O} = 0, 04 m o l \\ 28. n_{N_{2}} + 44. n_{N_{2} O} = 1, 28 g \end{cases}$ → $\{\begin{cases} n_{N_{2}} = 0, 03 m o l \\ n_{N_{2} O} = 0, 01 m o l \end{cases}$

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

$\sum$ (n_Kl . Hóa trị)= $\sum$ (Số e nhận . n _{sản phẩm khử} )

→ 2.n _Mg = 10. $n_{N_{2}}$ + 8. $n_{N_{2} O}$ + 8. $n_{N H_{4} N O_{3}}$

→ 2.0,23 = 10.0,03 + 8.0,01 + 8. $n_{N H_{4} N O_{3}}$

→ $n_{N H_{4} N O_{3}}$ = 0,01 mol

→ m _rắn = m _Mg + 62.( 10. $n_{N_{2}}$ + 8. $n_{N_{2} O}$ + 8. $n_{N H_{4} N O_{3}}$ ) + 80. $n_{N H_{4} N O_{3}}$

→ m _rắn = 5,52 + 62.( 10.0,03 + 8.0,01 + 8.0,01) + 80.0,01 = 34,84 gam

→ Chọn C

2. Bạn nên biết

Các bán phản ứng biểu diễn sự nhận electron

$2 H^{+} + N {O_{3}}^{-} + 1 e \to N O_{2} + H_{2} O$

$4 H^{+} + N {O_{3}}^{-} + 3 e \to N O + 2 H_{2} O$

$10 H^{+} + 2 N {O_{3}}^{-} + 8 e \to N_{2} O + 5 H_{2} O$

$12 H^{+} + 2 N {O_{3}}^{-} + 10 e \to N_{2} + 6 H_{2} O$

$10 H^{+} + N {O_{3}}^{-} + 10 e \to N {H_{4}}^{+} + 3 H_{2} O$

3. Kiến thức mở rộng

Bài toán hỗn hợp kim loại và oxit kim loại phản ứng với HNO₃

Giả sử có hỗn hợp (Fe, FeO, Fe₂O₃) ta có thể quy đổi hỗn hợp thành (Fe, O)

Áp dụng công thức:

$n_{H N O_{3}} = 2 n_{N O_{2}} + 4 n_{N O} + 10 n_{N_{2} O} + 12 n_{N_{2}} + 10 n_{N H_{4} N O_{3}}$ + 2n_O _{(trong oxit kim loại)}

m _{muối nitrat} = $m_{K L} + 62. (n_{N O_{2}} + 3 n_{N O} + 8 n_{N_{2} O} + 10 n_{N_{2}} + 8 n_{N {H_{4}}^{+}} + 2 n_{O (t r o n g ox i t)})$ + 80.

Tính toán theo yêu cầu đề bài.

4. Bài tập minh họa

Câu 1: Hòa tan hết 13,28 gam hỗn hợp Cu và Fe vào V lít dung dịch HNO₃ 0,5M dư thu được 8,064 lít hỗn hợp khí NO và NO₂ (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) có tỉ khối hơi so với H₂ là 21 và dung dịch G. Khối lượng muối khan có trong dung dịch G và giá trị V là

A. 46,76 gam; 1,8.

B. 39,08 gam; 1,8.

C. 46,76 gam; 0,9.

D. 39,08 gam; 0,9.

Hướng dẫn giải:

n _{hỗn hợp khí}= 0,36 mol

m _{hỗn hợp khí}= 21.2.0,36 = 15,12 gam

$\{\begin{cases} n_{N O} + n_{N O_{2}} = 0, 36 \\ 30. n_{N O} + 46. n_{N O_{2}} = 15, 12 \end{cases}$ → $\{\begin{cases} n_{N O} = 0, 09 \\ n_{N O_{2}} = 0, 27 \end{cases}$

$n_{H N O_{3}}$ = 4.n_NO + 2. $n_{N O_{2}}$ = 0,9 mol → V = 1,8 lít

m _muối = m_KL + 62.(3n_NO + $n_{N O_{2}}$ ) = 13,28 + 62.(3.0,09 + 0,27) = 46,76 gam

→ Chọn A

Câu 2: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ và Fe₃O₄ phản ứng hết với dung dịch HNO₃ loãng dư, thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:

A. 49,09

B. 34,36

C. 35,50

D. 38,72

Hướng dẫn giải:

n _NO = 0,06 mol

Quy đổi (Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄) → (Fe, O)

Ta có 56.n_Fe + 16.n_O = 11,36 (1)

Bảo toàn electron: 3.n_Fe = 2n_O + 3n_NO

→ 3n_Fe – 2n_O = 3.0,06 (2)

Từ (1) và (2) → n_Fe = 0,16 mol; n_O = 0,15 mol

m _muối = m_KL + 62.(3n_NO + 2n_O) = 0,16.56 + 62.(3.0,06 + 2.0,15) = 38,72 gam