ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Khoa học tự nhiên - Bài tập nitric acid

Muối thu được là Fe(NO₃)₃0,27 mol

Coi hỗn hợp ban đầu gồm Fe và O

Bảo toàn nguyên tố Fe: n_Fe(NO3)3= n_Fe= 0,27 mol

=>m_O= 20,88 – 0,27.56 = 5,76 gam =>n_O= 0,36 mol

=>n_Fe: n_O= 0,27 : 0,36 = 3 : 4 =>oxit sắt là Fe₃O₄

Xét quá trình cho – nhận e:

\[\begin{array}{*{20}{c}}{}&{Fe \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \,\, + \,3e{\rm{\;\;\;\;\;\;}}\,\,\,\,{\rm{\;\;}}\mathop {\,\,N}\limits^{ + 5} \,\,\, + {\rm{\;n}}e \to X}\\{}&{\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\mathop O\limits^0 \,\,\, + {\rm{\;2}}e \to \mathop O\limits^{ - 2} \,}\end{array}\]

Bảo toàn e: 3.n_Fe= n.n_X + 2.n_O=>3.0,27 = n.0,03 + 2.0,36 =>n = 3

=>X là NO

Đáp án cần chọn là: B

Xét quá trình cho – nhận e:

\[\begin{array}{*{20}{c}}{}&{Fe{S_2} \to \,\,F{e^{3 + }} + \,\,2\mathop S\limits^{ + 6} \,\,\, + \,\,15e\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\mathop N\limits^{ + 5} \,\,\, + \,\,1e\,\, \to \,\,\mathop N\limits^{ + 4} \,{O_2}}\\{}&{0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,1,5\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,1,5\,\,\,\, \to \,\,\,\,1,5}\end{array}\]

=>V_NO2= 1,5.22,4 = 33,6 lít

Đáp án cần chọn là: C

Gọi nNO= a mol; nN2O= b mol =>nX= a + b = 0,25 mol (1)

\[{\bar M_X} = \frac{{30a + 44b}}{{a + b}} = 16,4.2\](2)

Từ (1) và (2) =>a = 0,2; b = 0,05

Giả sử phản ứng tạo ra NH4NO3x mol

Bảo toàn e: ne cho= ne nhận= 3.nNO+ 8.nN2O+ 8.nNH4NO3= 3.0,2 + 8.0,05 + 8a

=>nNO3 (trong muối)= ne cho= 1 + 8a

Bảo toàn nguyên tố N: nHNO3= nNO+ 2.nN2O+ nNO3 (trong muối)+ 2.nNH4NO3

=>1,425 = 0,2 + 2.0,05 + 1 + 8a + 2a =>a = 0,0125 mol

=>mmuối= mkim loại+ mNO3 (trong muối)+ mNH4NO3= 29 + (1 + 8.0,0125).62 + 0,0125.80 = 98,2 gam

Đáp án cần chọn là: A

n_Cu= 0,3 mol;  n_NaNO3= 0,5 mol;  n_HCl= 1 mol

3Cu  +  8H⁺ +2NO₃^-→ 3Cu²⁺+ 2NO + 4H₂O

Xét \[\frac{{{n_{Cu}}}}{3} = \frac{{0,3}}{3} = 0,1;\,\,\,\,\frac{{{n_{{H^ + }}}}}{8} = \frac{1}{8} = 0,125;\,\,\,\,\frac{{{n_{NO_3^ - }}}}{2} = \frac{{0,5}}{2} = 0,25\]

=>Cu hết, H⁺và NO₃^-còn dư

=>n_NO= 2/3.n_Cu= 0,2 mol =>V_NO= 4,48 lít

Đáp án cần chọn là: B

- n_S= 0,15 mol;  n_HNO3= 1 mol

S + 6HNO₃→ 6NO₂+ H₂SO₄+ 2H₂O

0,15 → 0,9          →          0,15

=>dung dịch sau phản ứng gồm H₂SO₄0,15 mol và HNO₃0,1 mol

=>n_H+ = 0,4 mol;  n_NO3-= 0,1 mol

- Cu  +  4H⁺ +2NO₃^-→ Cu²⁺+ 2NO₂+ 2H₂O

0,05 ← 0,2 ←  0,1

=>m_Cu= 3,2 gam

Đáp án cần chọn là: A

3Cu  +  8H⁺ +2NO₃^-→ 3Cu²⁺+ 2NO + 4H₂O

TN1: n_Cu= 0,1 mol; n_HNO3= 0,12 mol

Xét\[\frac{{{n_{Cu}}}}{3} = \frac{{0,1}}{3};\,\,\,\,\frac{{{n_{{H^ + }}}}}{8} = \frac{{0,12}}{8} = 0,015;\,\,\,\,\frac{{{n_{NO_3^ - }}}}{2} = \frac{{0,12}}{2} = 0,06\]

=>H⁺hết, Cu và NO₃^-dư =>phản ứng tính theo H⁺

n_{NO (1)}= 1/4.n_H+ = 1/4.0,12 = 0,03 mol

TN2: n_Cu= 0,1 mol;  n_H+= 0,24 mol;  n_NO3-= 0,12 mol

Xét \[\frac{{{n_{Cu}}}}{3} = \frac{{0,1}}{3};\,\,\,\,\frac{{{n_{{H^ + }}}}}{8} = \frac{{0,24}}{8} = 0,03;\,\,\,\,\frac{{{n_{NO_3^ - }}}}{2} = \frac{{0,12}}{2} = 0,06\]

=>H⁺hết, Cu và NO₃^-dư =>phản ứng tính theo H⁺ 

n_{NO (2)}= 1/4.n_H+ = 1/4.0,24 = 0,06 mol

=>n_{NO (2)} = 2.n_{NO (1)} =>b = 2a

Đáp án cần chọn là: B

Al + 0,62 mol HNO₃→ Al(NO₃)₃+ khí  X

Nếu muối chỉ có m_Al(NO3)3=  < 8m → muối có cả NH_4>

NO₃

Al(NO₃)₃+ 4NaOH → NaAlO₂+ NaNO₃+ 2H₂O

NH₄NO₃+ NaOH → NaNO₃+ NH₃+ H₂O

Ta có n_NaOH = 0,646 = \[\frac{m}{{27}}.4 + \frac{{8m - 7,89m}}{{80}} \to {\rm{ }}m{\rm{ }} = 4,32{\rm{ }}g\] → Al: 0,16 mol và NH₄NO₃: 0,006 mol

Al  → Al⁺³+ 3e                            N⁺⁵+8e → N^-3

N⁺⁵+ (5-x) e → N^+X

Bảo toàn e có 3.n_Al= 8n_NH4+ (5-x).n_N(+x)→ 0,48 = 8.0,006 + (5-x).n_N(+x)

Bảo toàn N có n_N(+x)+ 2n_NH4NO3+ 3n_Al= n_HNO3→ n_N(+x)= 0,62 – 2.0,006 – 3.0,16 = 0,128

→ x = 1,625

A sai vì cả 2 khí N đều có số oxh >1,625

B sai vì tạo khí H₂

C đúng

D sai vì cả 2 khí đều có số oxh nhỏ hơn 1,625

Đáp án cần chọn là: C

Xét hỗn hợp khí Y có N₂O : x mol và H₂: y mol

Có n_Y= 0,25 = x + y mol

Và m_Y= M_Y . n_Y= 13,6.2.0,25 = 6,8 g = 44x + 2y

Nên x = 0,15 mol và y = 0,1 mol

Xét phản ứng Mg tác dụng với NaNO₃và NaHSO₄thì

4Mg + 10H⁺+ 2NO₃^-→  4Mg⁺² + 5H₂O + N₂O

Mg +2H⁺→ Mg⁺²+ H₂

Ta có 4n_N2O+ n_H2= 4.0,15 + 0,1 = 0,7 mol  < n_Mg>

= 0,9 nên phản ứng có tạo ra NH₄⁺:

4Mg + 10H⁺+ NO₃^-→  4Mg⁺² + 3H₂O + NH₄⁺

nên n_NH4+= (0,9 – 0,7 ) : 4 =0,05 mol

Bảo toàn nguyên tố N có n_NaNO3= 2n_N2O+ n_NH4=2.0,15 + 0,05 = 0,35 mol

Bảo toàn nguyên tố H có n_NaHSO4= 10n_N2O+ 2n_H2+ 10n_NH4= 10.0,15 + 0,1.2 + 0,05.10 = 2,2 mol

Sau phản ứng dung dịch X thu được có Mg⁺²: 0,9 mol; NH₄⁺: 0,05 mol; Na⁺: 2,55 mol và SO₄^2- : 2,2 mol

=>m_muối= m_ion= 0,9.24 + 0,05.18 + 2,55.23 + 2,2.96 = 292,35

_{Khi cho dung dịch Z tác dụng với BaCl2}dư thì kết tủa thu được là BaSO₄

\[ \to {n_{BaS{O_4}}} = \frac{{166,595}}{{233}} = 0,715\,\,mol\]

Bảo toàn gốc \[SO_4^{2 - } \to {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,715\,\,mol\]

_{Khi cho Z tác dụng với NaOH vừa đủ thu được khí là NH3}

_{\[{n_{N{H_3}}} = \frac{{0,56}}{{22,4}} = 0,025\,\,mol \to {n_{NH_4^ + }} = 0,025\,\,mol\]}

Bảo toàn điện tích cho dung dịch Z:

\[2{n_{M{g^{2 + }}}} + 2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} + {n_{NH_4^ + }} + {n_{N{a^ + }}} = 2{n_{SO_4^{2 - }}}\]

Mà \[{n_{NaOH}} = 2{n_{M{g^{2 + }}}} + 2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} + {n_{NH_4^ + }} = 1,285\,\,mol\]

\[ \to 1,285 + {n_{N{a^ + }}} = 2.0,715 \to {n_{N{a^ + }}} = 0,145mol\]

Ta có:

\[{n_{O{H^ - }{\kern 1pt} {\kern 1pt} (trong{\kern 1pt} {\kern 1pt} hidroxit)}} + {n_{NH_4^ + }} = {n_{NaOH}} \to {n_{O{H^ - }{\kern 1pt} {\kern 1pt} (trong{\kern 1pt} {\kern 1pt} hidroxit)}} = 1,285 - 0,025 = 1,26\,\,mol\]

Bảo toàn khối lượng:

\[{m_{Fe}} + {m_{Mg}} + {m_{O{H^ - }{\kern 1pt} {\kern 1pt} (trong{\kern 1pt} {\kern 1pt} hidroxit)}} = 43,34 \to {m_{Fe}} + {m_{Mg}} + 1,26.17 = 43,34\]

\[ \to {m_{Fe}} + {m_{Mg}} = 21,92g\]

Bảo toàn khối lượng cho dung dịch Z:

\[{m_{Mg}} + {m_{Fe}} + {m_{Na}} + {m_{NH_4^ + }} + {m_{SO_4^{2 - }}} = 21,92 + 0,145.23 + 0,025.18 + 0,715.96 = 94,345g\]

Bảo toàn khối lượng cho phản ứng:

\[{m_X} + {m_{{H_2}S{O_4}}} + {m_{NaN{O_3}}} = {m_Z} + {m_Y} + {m_{{H_2}O}}\]

\[ \to 28,16 + 0,715.98 + 0,145.85 = 94,345 + 5,14 + {m_{{H_2}O}}\]

\[ \to {m_{{H_2}O}} = 14,07g \to {n_{{H_2}O}} = 0,615\,\,mol\]

Bảo toàn nguyên tố H :\[2{n_{{H_2}S{O_4}}} = 2{n_{{H_2}}} + 4{n_{NH_4^ + }} + 2{n_{{H_2}O}}\]

\[ \to 2.0,715 = 2{n_{{H_2}}} + 4.0,025 + 2.0,615 \to {n_{{H_2}}} = 0,05\,\,mol\]

Đặt số mol của CO₂, NO và N₂lần lượt là x, y, z

\[ \to x + y + z + 0,05 = 0,2 \to x + y + z = 0,15\](*)

Tổng khối lượng Y là 5,14 \[ \to 44x + 30y + 28z + 0,05.2 = 5,14\]

\[ \to 44x + 30y + 28z = 5,04\](**)

Bảo toàn nguyên tố N :

\[{n_{NaN{O_3}}} = {n_{NO}} + 2{n_{{N_2}}} + {n_{NH_4^ + }} \to 0,145 = y + 2z + 0,025\]

\[ \to y + 2z = 0,12\](***)

Từ (*), (**) và (***) → x = 0,04; y = 0,01; z = 0,04

\[ \to {n_{FeC{O_3}}} = 0,04\,\,mol\]

Gọi số mol của Mg và Fe₃O₄lần lượt là a và b

\[ \to 24a + 232b + 116.0,04 = 28,16 \to 24a + 232b = 23,52\](1)

Vì tổng khối lượng của Mg và Fe trong hỗn hợp X là 21,92g

\[ \to 24a + 56.(3b + 0,04) = 21,92 \to 24a + 168b = 19,68\](2)

Từ (1) và (2) → a = 0,4; b = 0,06

\[ \to {\rm{\% }}{m_{Mg}} = \frac{{0.4.24}}{{28,16}}.100{\rm{\% }} = 34,09{\rm{\% }}\]

Đáp án cần chọn là: A

PT ion rút gọn: 3Cu + 8H⁺+ 2NO₃^- → 3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O

ban đầu:                      0,24       0,6                                             (mol)

pư:                   0,09←0,24  →0,06                                            (mol)

sau:                  0,09                 0,54                                            (mol)

PT ion rút gọn:  Cu + 2Fe³⁺→ Cu²⁺+ 2Fe²⁺

0,1 ← 0,2 (mol)

\[ = >{\rm{ }}\sum {\rm{ }}{n_{Cu}}\; = {\rm{ }}0,09{\rm{ }} + {\rm{ }}0,1{\rm{ }} = {\rm{ }}0,19{\rm{ }}\left( {mol} \right)\]

=>m_Cu= 0,19.64 = 12,16 (g)

Đáp án cần chọn là: C

X + HNO₃→ Muối + NO + H₂O

BTKL: m_H2O= m_X+ m_HNO3- m _muối - m_NO= 18,6 + 0,98.63 - 68,88 - 0,1.30 = 8,46 gam

=>n_H2O= 0,47 mol

BTNT "H": n_HNO3= 4n_NH4++ 2n_H2O =>0,98 = 4n_NH4+ + 2.0,47 =>n_NH4+ = 0,01 mol

BTNT "N": n_HNO3= n_NO3- + n_NH4+ + n_NO=>0,98 = n_NO3- + 0,01 + 0,1 =>n_NO3- = 0,87 mol

BTNT "O": n_O(X) + 3n_HNO3= 3n_NO3- + n_NO+ n_H2O

=>n_O(X) + 3.0,98 = 3.0,87 + 0,1 + 0,47 =>n_O(X) = 0,24 mol

=>m = m_KL= m_X- m_O(X) = 18,6 - 0,24.16 = 14,76 gam

Đáp án cần chọn là: A

Đặt số mol Al và Fe trong X là x mol thì m_X= 27x + 56x = 2,49

→ x = 0,03 mol

+) X + 0,17 mol HCl   

2 Al  + 6HCl → 2AlCl₃+ 3H₂

Fe + 2HCl → FeCl₂+ H₂

→ Dd Y thu được có AlCl₃: 0,03 mol; FeCl₂: 0,03 mol; HCl: 0,02 mol

+) Y + 0,2 mol AgNO₃thì :

3Fe²⁺+    4H⁺+    NO₃^-→   3Fe³⁺+    2H₂O  +  NO

0,015 mol ← 0,02 mol

Ag⁺+     Cl^-→  AgCl

0,17           0,17       0,17  (mol)

\[{n_{F{e^{2 + }}}}\]còn lại = 0,015

n_Ag⁺ còn lại = 0,03n

Fe²⁺+   Ag⁺→   Fe³⁺  + Ag

0,015     0,03                  

=>\[{n_{F{e^{2 + }}}}\]phản ứng hết trước 

=>\[{n_{F{e^{2 + }}}} = {n_{Ag}} = 0,015mol\]

→ m_rắn= m_AgCl+ m_Ag= 0,17.143,5 + 0,015.108 = 24,395 + 1,62= 26,015 g

→ gần nhất với 26,0 g

Đáp án cần chọn là: D

Khi thêm O₂vừa đủ vào Y thu được các khí NO₂, N₂O, N₂. Dẫn qua dung dịch KOH dư thì NO₂bị hấp thụ khí còn lại là N₂O và N₂.

=>n_NO= n_NO2= 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

Áp dụng đường chéo cho hỗn hợp Z:

Mà n_N2O+ n_N2= n_Z= 0,2 mol =>n_N2O= 0,15 và n_N2= 0,05

Đặt: n_Mg= 4x và n_Al = 5x (mol) =>n_Mg(OH)2= 4x và m_Al(OH)3= 5x

m _{kết tủa max} = m_KL+ m_OH-=>m + 39,1 = m + 17(4x.2 + 5x.3) =>x = 0,1

=>n_Mg= 0,4 mol và n_Al = 0,5 mol

Ta thấy: 2n_Mg + 3n_Al >3n_NO+ 8n_N2O+ 10n_N2=>Có tạo muối NH₄NO₃

Bảo toàn e: 2n_Mg + 3n_Al = 3n_NO + 8n_N2O+ 10n_N2+ 8n_NH4NO3

=>2.0,4 + 3.0,5 = 3.0,1 + 8.0,15 + 10.0,05 + 8n_NH4NO3

=>n_NH4NO3= 0,0375 mol

Công thức tính nhanh: n_{HNO3 pư}= 4n_NO+ 10n_N2O + 12n_N2 + 10n_NH4NO3= 2,875 mol

=>n_{HNO3 bđ}= 2,875 + 2,875.(20/100) = 3,45 mol

=>m _{dd HNO3} = 3,45.63.(100/20) = 1086,75 gam

m _{dd sau pư} = m_Mg+ m_Al + m _{dd HNO3} – m_NO– m_N2O– m_N2

= 0,4.24 + 0,5.27 + 1086,75 – 0,1.30 – 0,15.44 – 0,05.28 = 1098,85 gam

Ta có: n_Al(NO3)3= n_Al= 0,5 mol

→ %m_Al= (0,5.213/1098,85).100% = 9,69% gần nhất với 9,7%

Đáp án cần chọn là: D

n_HNO3 = 12n_N2 + 2n_NO2 + 4n_NO+ 10n_N2O

= 12x + 2x + 4y + 10z = 14x + 4y +10z (*)

*n_Z = 2x + y + z = 0,5 mol (1)

*m_Z= n_Z.M_Z=>28x + 44x + 30y + 44z = 0,5.8,9.4

=>74x + 30y + 44z = 17,8 (2)

\[\mathop \to \limits^{\frac{3}{7}(2) - \frac{{62}}{7}(1)} 14x + 4y + 10z = 3,2\]

(*) và (**) =>n_HNO3= 3,2 mol

Đáp án cần chọn là: C

Do Fe dư nên tạo thành muối Fe²⁺

n_Fe= (20 – 3,2)/56 = 0,3 mol

BTe ta có: 2n_Fe= 3n_NO=>n_NO= 2.0,3/3 = 0,2 mol

=>V = 4,48 lít

Đáp án cần chọn là: C

Chỉ có Cu phản ứng với HNO₃sinh ra khí.

Sử dụng định luật bảo toàn e ta có: 2n_Cu= n_NO2=>n_NO2= 2.0,1 = 0,2 mol

=>V = 4,48 lít

Đáp án cần chọn là: C