Tailieumoi.vn xin giới thiệu đến các quý thầy cô, các em học sinh đang trong quá trình ôn tập tài liệu Bài tập chuyên đề về axit nitric có đáp án, chọn lọc môn Hóa học lớp 11, tài liệu bao gồm 8 trang, đầy đủ lý thuyết, phương pháp giải chi tiết và bài tập có đáp án (có lời giải), giúp các em học sinh có thêm tài liệu tham khảo trong quá trình ôn tập, củng cố kiến thức và chuẩn bị cho bài thi môn Hóa học sắp tới. Chúc các em học sinh ôn tập thật hiệu quả và đạt được kết quả như mong đợi.

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:

    BÀI TOÁN CHUYÊN ĐỀ VỀ AXIT NITRIC 

A. MỘT SỐ CHÚ Ý
I. Tính oxi hóa của HNO3
      HNO3 thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với các chất có tính khử như: Kim loại, phi kim, các hợp chất Fe(II), hợp chất S2-, I-, . . . Thông thường:
   + Nếu axit đặc, nóng tạo ra sản phẩm NO2
   + Nếu axit loãng, thường cho ra NO. Nếu chất khử có tính khử mạnh, nồng độ axit và nhiệt độ thích hợp có thể cho ra N2O, N2, NH4NO3.
* Chú ý: 
    1. Một số kim loại (Fe, Al, Cr, . . .) không tan trong axit HNO3  đặc, nguội do bị thụ động hóa.
    2. Trong một số bài toán ta phải chú ý biện luận trường hợp tạo ra các sản phẩm khác: NH4NO3 dựa theo phương pháp bảo toàn e (nếu ne cho > ne nhận để tạo khí) hoặc dựa theo dữ kiện đề bài (chẳng hạn cho dung dịch NaOH vào dung dịch sau phản ứng thấy có khí thoát ra) hoặc các hợp chất khí của Nitơ dựa vào tỉ khối hơi của hỗn hợp đã cho.
    3. Khi axit HNO3 tác bazơ, oxit bazơ không có tính khử chỉ xảy ra phản ứng trung hòa.
    4. Với kim loại có nhiều hóa trị (như Fe, Cr), nếu dùng dư axit sẽ tạo muối hóa trị 3 của kim loại (Fe3+, Cr3+); nếu axit dùng thiếu, dư kim loại sẽ tạo muối hóa trị 2 (Fe2+, Cr2+), hoặc có thể tạo đồng thời 2 loại muối.
    5. Các chất khử phản ứng với muối NO3- trong môi trường axit tương tự phản ứng với HNO3. Ta cần quan tâm bản chất phản ứng là phương trình ion.

II. Nguyên tắc giải bài tập: Dùng định luật bảo toàn e.
   →      +   ne  
   +  (5 – x)e   →   

  ne nhường   =  ne nhận

* Đặc biệt
     + Nếu phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm khử của N thì ne nhường   =  ne nhận
     + Nếu có nhiều chất khử tham gia phản ứng ne nhường   = ne nhận 
         - Trong một số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo toàn điện tích (tổng điện tích dương = tổng điện tích âm) và định luật bảo toàn nguyên tố 
         - Có thể sử dụng phương trình ion – electron hoặc các bán phản ứng để biểu diễn các quá trình. 
                          M    Mn+   +  ne
                       4H+  +  NO3-  + 3e    NO  +  2H2O    
     + Đặc biệt trong trường hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta có:
                             nHNO3 (pư) =  2nNO2 =  4nNO  =  10nN2O  =  12nN2  =  10nNH4NO3     
                             nNO3- (trong muối) =  nNO2 =  3nNO  =  8nN2O  =  10nN2 =  8nNH4NO3     
    Nếu hỗn hợp gồm cả kim loại và oxit kim loại phản ứng với HNO3 (và giả sử tạo ra khí NO) thì: 
             nHNO3 (pư)  =  4nNO  +  2nO (trong oxit KL)  

III. Một số Ví dụ
VD1. Hoà tan hoàn toàn m g bột Cu trong 800 g dung dịch HNO3 được dung dịch Y và 2,24 lit khí NO (đktc).     Y tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH 2 M được kết tủa R. Sau khi nung R đến khối lượng không đổi thu được 20 g chất rắn. 
a. Tính khối lượng Cu ban đầu.
b. Tính khối lượng các chất trong Y và nồng độ % của dung dịch HNO3 đã dùng
Giải:
        nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol; nNaOH = 0,3.0,2 = 0,06 mol
a. Khi cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thu được kết tủa R chỉ chứa Cu(OH)2. Chất rắn thu được khi nung là CuO    nCuO =  20/80 = 0,25 mol     = nCuO = 0,25 mol.
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
nCu (ban đầu) = nCu (trong CuO) = 0,25 mol  mCu = 0,25.64 = 16 g
b. Trong X, n =  = 0,25 mol  m = 188.0,25 = 47 g
       Cu         Cu2+     +       2e
                     0,25 mol        0,5 mol
Mà:       +  3e         
                    0,3 mol    0,1 mol
Vậy chứng tỏ phản ứng của Cu và HNO3 phải tạo ra NH4NO3.
ne (Cu nhường)   =  ne nhận = 0,5 mol   ne nhận = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol  
             +    8e         
                   0,2 mol     0,025 mol
  n  = 0,025 mol   m = 80.0,025 = 2 g
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
n pư = nN (trong  ) + nN (trong NO) + nN (trong ) 
             = 2n  + nNO  +  2n = 0,65 mol
  (Nếu sử dụng công thức tính nhanh ở trên ta có: n pư = 4.nNO + 10.n = 4.0,1 + 10.0,25 = 0,65 mol)
 m = 63.0,65 = 40,95 g  C% =  = 5,12%
VD2. 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. 5,4 và 5,6.            B. 5,6 và 5,4.            C. 4,4 và 6,6.            D. 4,6 và 6,4.
Giải:
nNO = 6,72/22,4 = 0,3 mol
             +  3e         
                    0,9 mol    0,3 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp đầu
Ta có:  27x + 56y = 11          (1)       
                Al             Al+3     +     3e
               x mol                              3x mol
                Fe             Fe+3     +     3e
               y mol                              3y mol
Theo định luật bảo toàn e: ne (KL nhường)   =  ne  (N nhận) = 0,9 mol
                                      hay:   3x + 3y = 0,9      (2)
Từ (1) và (2) ta có       Đáp án A.
VD3: Cho a mol Cu tác dụng hết với 120 ml dung dịch A gồm HNO3 1 M, H2SO4 0,5 M thu được V lit NO ở đktc
    a. Tính V ( biện luận theo a)
b. Nếu Cu dư hoặc vừa đủ thì lượng muối thu được là bao nhiêu?
Giải:
a. n = 0,12.1 = 0,12 mol; n = 0,12.0,5 = 0,06 mol
   n = 0,12 + 2.0,06 = 0,24 mol; n = 0,12 mol
Ta có ptpư:         3Cu    +    8H+   +   2NO3-       3Cu+2   +   2NO   +   4H2O
Có thể xảy ra các trường hợp
     + Cu hết, H+ và NO3- dư
nNO =  nCu =  a (mol)   V = 22,4.  a = 14,93 (lit)
     + Cu đủ hoặc dư, H+ hết (NO3- luôn dư so với H+ !)
nNO =   n  = 0,06 mol  V = 22,4.0,06 = 13,44 (lit)                                        
b. Khi Cu hết hoặc dư
n =  .n  = 0,09   m = 188.0,09 = 16,92 (g)

B. Một số dạng bài toán quen thuộc và cách giải nhanh
    1) Cho hỗn hợp gồm Fe và các oxit của Fe tác dụng với HNO3 hoặc hỗn hợp gồm S và các hợp chất chứa S của Fe (hoặc của Cu) tác dụng với HNO3 
    2) Cho hỗn hợp oxit sắt có tính khử và Cu (hoặc Fe) tác dụng với dung dịch HNO3
 Phương pháp giải:Dùng cách quy đổi. 
 Nội dung của phương pháp: Với hỗn hợp nhiều chất ta có thể coi hỗn hợp tương đương với 1 số chất (thường là 2) hoặc có thể chỉ là 1 chất (chẳng hạn hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 có thể coi tương đương FeO và Fe2O3 còn nếu biết FeO và Fe2O3 có số mol bằng nhau có thể coi tương đương với duy nhất Fe3O4) hoặc quy đổi theo các nguyên tố thành phần tạo nên hỗn hợp.
VD1. Để m gam Fe ngoài không khí, sau một thời gian biến thành hỗn hợp H có khối lượng 12 gam gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 và Fe. Hòa tan hết H vào dung dịch HNO3 thu được 2,24 lít khí NO (đo ở đktc). Giá trị m gam là bao nhiêu?
Giải
              nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol
Gọi x là số mol Fe; y là tổng số mol nguyên tử O của không khí tham gia phản ứng
Ta có:  mH = 56x + 16y = 12    (1)
Trong toàn bộ quá trình phản ứng: ne (Fe cho) = ne(O nhận) + ne (N nhận) 
                                                           3x  =  2y + 3.0,01         (2)
Từ (1) và (2) có được: x = 0,18; y = 0,12
Do đó: mFe = 56x = 10,08
 Chú ý: 
    1. Ngoài cách quy đổi theo Fe và O như ở trên ta cũng có thể quy đổi hỗn hợp theo Fe và Fe2O3 hoặc Fe và FeO hoặc FeO và Fe2O3, . . . 
* Lưu ý theo cách quy đổi các nghiệm tính được có thể là giá trị âm và ta vẫn sử dụng để tính toán bình thường.
Chẳng hạn, nếu quy đổi theo Fe và FeO ta có hệ:
              (với x = nFe; y = nFeO)
     Tìm được x = 0,06; y = 0,12  nFe (ban đầu) = nFe + nFe (trong FeO) = 0,18  mFe = 10,08 g
Còn nếu quy đổi theo FeO (x mol) và Fe2O3  (y mol) ta có:
        x = 0,3 ; y = -0,06
                                          nFe (ban đầu) = nFe (trong FeO) + nFe (trong Fe2O3) = 0,18  mFe = 10,08 g
    2. Dùng công thức giải nhanh
       Gọi x là số mol Fe ban đầu; a là tổng số mol electron mà N+5 của axit nhận vào; m’ là khối lượng hỗn hợp H 
Áp dụng định luật bảo toàn e:     ne (Fe cho) = n(O nhận) + ne (axit nhận)
                                                    Mà: mO = mH – mFe = m’ – m 
                            3x = 2.  + a    x = 0,1(m’/8 + a) hay mFe = 5,6(m’/8 + a)
Nếu dùng Cu thì:  nCu = 0,1(m’/8 + a);   mCu = 6,4(m’/8 + a)

   3. Quy đổi gián tiếp
        Giả sử trong quá trình thứ hai ta không dùng HNO3 mà thay bằng O2 để oxi hóa hoàn toàn hỗn hợp H thành Fe2O3 thì từ việc bảo toàn e:   nO (thêm) = 3/2nNO = 0,15 (mol)  
           moxit = 12 + 0,15.16 = 14,4   nFe = 0,18 (mol)
Ngoài các cách giải trên bài toán còn rất nhiều cách giải khác!

VD2: Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp H gồm: S, FeS, FeS2 trong HNO3 dư được 0,48 mol NO2 và dung dịch X. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào X, lọc kết tủa nung đến khối lượng không đổi thì khối lượng chất rắn thu được là:
A. 17,545 gam                  B. 18,355 gam            C. 15,145 gam        D. 2,4 gam
Giải
     Gọi x, y lần lượt là tổng số mol Fe và S trong hỗn hợp (cũng có thể coi x, y là số mol Fe và S đã tham gia phản ứng với nhau tạo ra hỗn hợp trên)
    Ta có:  56x + 32y = 3,76
Mặt khác:  ne (cho) = 3x + 6y = 0,48 = ne (nhận)    (vì hỗn hợp H bị oxi hóa tạo muối Fe3+ và H2SO4)
Từ đó có:  x = 0,03; y = 0,065
    Khi thêm Ba(OH)2 dư kết tủa thu được có: Fe(OH)3 (0,03 mol) và BaSO4 (0,065 mol).
Sau khi nung chất rắn có: Fe2O3 (0,015 mol) và BaSO4 (0,065 mol).
             mchất rắn = 160.0,015 + 233.0,065 = 17,545 (gam)
VD3. 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. Xác định giá trị của m?
Giải
   nNO = 0,15 (mol)
Gọi a là số mol Cu trong X đã phản ứng. Gọi b là số mol Fe3O4 trong X
Ta có: 64a + 232b = 61,2 – 2,4