Bài tập HNO3 nâng cao đóng vai trò quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 11, giúp học sinh nắm vững tính chất hóa học đặc trưng của axit nitric và rèn luyện kỹ năng giải bài tập hóa học. Bài viết này cung cấp bộ bài tập HNO3 nâng cao có lời giải chi tiết, được chọn lọc từ tài liệu Violet, giúp học sinh tự tin chinh phục các dạng bài tập HNO3 từ cơ bản đến phức tạp.
Các Dạng Bài Tập HNO3 Nâng Cao Thường Gặp
Bài tập HNO3 nâng cao thường xoay quanh các dạng bài tập sau:
1. Bài Tập HNO3 Tác Dụng Với Kim Loại
Dạng 1: HNO3 loãng phản ứng với kim loại
Ở dạng bài tập này, HNO3 loãng thể hiện tính oxi hóa mạnh, tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) tạo thành muối nitrat, sản phẩm khử (NO, N2O, N2, NH4NO3) và nước.
Ví dụ 1: Cho 11,2 gam Fe tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư. Tính thể tích khí NO (đktc) thu được, biết NO là sản phẩm khử duy nhất.
Lời giải:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học:
3Fe + 8HNO3 → 3Fe(NO3)3 + 2NO + 4H2O
- Bước 2: Tính số mol Fe:
nFe = 11,2 / 56 = 0,2 mol
- Bước 3: Tính số mol NO theo phương trình hóa học:
nNO = (2/3) * nFe = 0,4/3 mol
- Bước 4: Tính thể tích khí NO:
VNO = (0,4/3) * 22,4 = 2,987 lít
Dạng 2: HNO3 đặc, nóng phản ứng với kim loại
HNO3 đặc, nóng có tính oxi hóa mạnh hơn HNO3 loãng, tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) tạo thành muối nitrat (kim loại ở mức oxi hóa cao nhất), sản phẩm khử (NO2, N2O4) và nước.
Ví dụ 2: Cho 6,4 gam Cu tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư. Tính thể tích khí NO2 (đktc) thu được, biết NO2 là sản phẩm khử duy nhất.
Lời giải:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học:
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
- Bước 2: Tính số mol Cu:
nCu = 6,4 / 64 = 0,1 mol
- Bước 3: Tính số mol NO2 theo phương trình hóa học:
nNO2 = 2 * nCu = 0,2 mol
- Bước 4: Tính thể tích khí NO2:
VNO2 = 0,2 * 22,4 = 4,48 lít
2. Bài Tập HNO3 Tác Dụng Với Hợp Chất
Dạng 1: HNO3 tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối
HNO3 thể hiện tính chất của một axit mạnh, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của axit yếu hơn tạo thành muối nitrat và các chất như nước, khí bay hơi.
Dạng 2: HNO3 tác dụng với các chất khử khác
HNO3 thể hiện tính oxi hóa mạnh, tác dụng với các chất khử mạnh như Fe2+, S, I-,… tạo thành sản phẩm khử của N+5 và các chất oxi hóa tương ứng.
3. Bài Tập Xác Định Sản Phẩm Khử Của HNO3
Để xác định sản phẩm khử của HNO3, cần dựa vào nồng độ HNO3 và tính khử của kim loại.
Nguyên tắc:
- HNO3 loãng: Kim loại có tính khử càng yếu, sản phẩm khử sinh ra có số oxi hóa của N càng thấp.
- HNO3 đặc: Thường tạo ra sản phẩm khử là NO2.
4. Bài Tập Hỗn Hợp Kim Loại Tác Dụng Với HNO3
Dạng bài tập này yêu cầu học sinh vận dụng linh hoạt các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố để giải quyết.
Bài tập HNO3 nâng cao
Ví dụ 3: Cho 10 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 3,36 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
Lời giải:
-
Bước 1: Gọi số mol Fe và Cu lần lượt là x và y mol.
-
Bước 2: Viết phương trình hóa học:
Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
- Bước 3: Thiết lập hệ phương trình dựa vào dữ kiện bài toán:
56x + 64y = 10 (1)
3x + 8/3y = 3,36/22,4 = 0,15 (2)
-
Bước 4: Giải hệ phương trình, ta được: x = 0,1 mol; y = 0,05 mol.
-
Bước 5: Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại:
%mFe = (0,1 * 56 / 10) * 100% = 56%
%mCu = 100% - 56% = 44%
Mẹo Giải Bài Tập HNO3 Nâng Cao Hiệu Quả
Để giải bài tập HNO3 nâng cao hiệu quả, học sinh cần:
- Nắm vững tính chất hóa học của HNO3, đặc biệt là tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với kim loại.
- Nắm vững các nguyên tắc để xác định sản phẩm khử của HNO3.
- Vận dụng thành thạo các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng.
- Luyện tập giải nhiều dạng bài tập HNO3 từ cơ bản đến nâng cao.
Giải bài tập HNO3
Kết Luận
Bài viết đã cung cấp bộ bài tập HNO3 nâng cao có lời giải chi tiết, được chọn lọc từ tài liệu Violet. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho các bạn học sinh trong quá trình học tập và ôn luyện môn Hóa học lớp 11.