Bài Tập Kim Loại Và HNO3 Có Lời Giải

Bài tập về phản ứng của kim loại với axit nitric (HNO3) là một phần quan trọng trong chương trình hóa học lớp 11. Việc giải quyết các bài tập này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về phản ứng giữa kim loại và HNO3, đồng thời hướng dẫn giải chi tiết một số dạng bài tập phổ biến.

Phản ứng giữa kim loại và HNO3: Khái quát

HNO3 là một axit mạnh, có tính oxi hóa mạnh hơn so với các axit thông thường như HCl, H2SO4 loãng. Do đó, khi tác dụng với kim loại, HNO3 không giải phóng khí hydro (H2) mà tạo thành các sản phẩm khử khác nhau như NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3.

Sản phẩm khử của HNO3 phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

Nồng độ HNO3: Nồng độ càng loãng, sản phẩm khử càng có số oxi hóa thấp.
Bản chất kim loại: Kim loại có tính khử càng mạnh, sản phẩm khử càng có số oxi hóa thấp.
Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao, sản phẩm khử có xu hướng chuyển dịch về N2 và NH4NO3.

Dạng bài tập 1: Xác định sản phẩm khử của HNO3

Ví dụ 1: Cho kim loại đồng (Cu) tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng. Viết phương trình phản ứng xảy ra.

Lời giải:

Cu là kim loại có tính khử trung bình, HNO3 đặc nóng là chất oxi hóa mạnh, nên sản phẩm khử sẽ là NO2.

Phương trình phản ứng:

Cu + 4HNO3 (đặc, nóng) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

Ví dụ 2: Cho sắt (Fe) phản ứng với dung dịch HNO3 loãng, dư. Xác định sản phẩm khử và viết phương trình hóa học.

Lời giải:

Fe là kim loại có tính khử mạnh, HNO3 loãng là chất oxi hóa yếu, nên sản phẩm khử sẽ là NO.

Phương trình phản ứng:

Fe + 4HNO3 (loãng) → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

Phản ứng kim loại và HNO3

Dạng bài tập 2: Tính toán theo phương trình hóa học

Ví dụ 3: Cho 6,5 gam kẽm (Zn) tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 loãng, thu được V lít khí N2O (đktc). Tính giá trị của V.

Lời giải:

Bước 1: Viết phương trình phản ứng

4Zn + 10HNO3 (loãng) → 4Zn(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O

Bước 2: Tính số mol Zn

n(Zn) = m(Zn) / M(Zn) = 6,5 / 65 = 0,1 mol

Bước 3: Tính số mol N2O theo phương trình phản ứng

Theo phương trình: n(N2O) = 1/4 * n(Zn) = 0,025 mol

Bước 4: Tính thể tích khí N2O (đktc)

V(N2O) = n(N2O) * 22,4 = 0,025 * 22,4 = 0,56 lít

Vậy, thể tích khí N2O thu được là 0,56 lít.

Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam Fe trong dung dịch HNO3, thu được 13,44 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm NO và NO2 (tỉ lệ mol 1:1) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m.

Lời giải:

Bước 1: Tính số mol mỗi khí trong hỗn hợp X

n(X) = V(X) / 22,4 = 13,44 / 22,4 = 0,6 mol

Vì tỉ lệ mol NO:NO2 = 1:1 nên:

n(NO) = n(NO2) = 0,3 mol

Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa – khử

Fe → Fe3+ + 3e
N+5 + 3e → N+2 (NO)
N+5 + e → N+4 (NO2)

Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn electron

Tổng số mol electron nhường = Tổng số mol electron nhận
=> 3 * n(Fe) = 3 * n(NO) + n(NO2)
=> n(Fe) = (3 * 0,3 + 0,3) / 3 = 0,4 mol

Bước 4: Tính khối lượng muối khan

m(muối) = m(Fe) + m(NO3-) = m(Fe) + 62 * n(e nhường) = 11,2 + 62 * (3 * 0,4) = 86 gam

Vậy, khối lượng muối khan thu được là 86 gam.

Bài tập kim loại và HNO3

Kết luận

Bài viết đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về phản ứng giữa kim loại và HNO3, đồng thời hướng dẫn giải chi tiết một số dạng bài tập cơ bản. Để nâng cao kỹ năng giải bài tập, bạn nên luyện tập thường xuyên với các dạng bài tập nâng cao hơn.

Bạn cần hỗ trợ thêm về bài tập kim loại và HNO3 có lời giải?

Liên hệ với chúng tôi:

Số Điện Thoại: 02033846993
Email: [email protected]
Địa chỉ: X2FW+GGM, Cái Lân, Bãi Cháy, Hạ Long, Quảng Ninh, Việt Nam.

Chúng tôi có đội ngũ chăm sóc khách hàng 24/7.