Bài 1:  Để hoà tan hết một hỗn hợp gồm 0,02 mol kim loại A (hoá trị II) và 0,03 mol kim loại B (hoá trị III) cần m gam dung dịch HNO₃ 21%. Sau phản ứng thu được 0,896 lít (đkc) hỗn hợp NO và N₂O. Viết các phương trinh phản ứng xảy ra và tính M.

Hướng dẫn giải

Các phản ứng xảy ra:             

3A + 8 HNO₃ = 3A(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

4A + 10HNO₃ = 4A(NO₃)₂ + N₂O + 4H₂O

B + 4HNO₃ = B(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

8B +30HNO₃ = 8B(NO₃)₃ + 3N₂O + 15H₂O

 Gọi a, b là số mol NO và N₂O thu được, ta có các quá trình cho nhận electron.

Cho

A       -    2e            =   A²⁺

0,02mol   0,04mol

B        -    3e            =   B³⁺

0,03mol   0,09mol

                          Nhận

NO₃^- + 3e + 4H⁺ = NO  + 2H₂O

            3a     4a      a

2NO₃^- + 8e + 10H⁺ = N₂O  + 5H₂O

              8b    10b         b

→ 3a + 8b = 0,04 + 0,09 = 0,13 (I)

a + b = 0,896/22,4 = 0,04 (II)

Từ (I), (II) : a = 0,038 và b = 0,02

→ Số mol HNO₃ = Số mol H⁺ = 4a + 10b = 0,172

→ Số mol dd HNO₃ 21% = (0,172 . 63 . 100) / 21 = 21,6(g)

Bài 2: Hỗn hợp A gồm 3 kim loại X, Y có hoá trị lần lượt là 3; 2; 1 và tỷ lệ mol lần lượt là 1:2:3, trong đó số mol của X là x. Hoà tan hoàn toàn A bằng dung dịch có chứa y gam HNO₃ (lấy đủ 25%). Sau phản ứng thu được dung dịch B không chứa NH₄NO₃và V lít (đkc) hỗn hợp khí G gồm NO và NO₂. Lập biểu thức tính y theo x và V.

Hướng dẫn giải

Gọi a, b là số mol NO và NO₂ sinh ra, ta có các quá trình cho, nhận electron:

Cho

X  -  3e = X³⁺

x     3x

Y  -  2e = Y²⁺

2x    4x

Z  -  e = Z⁺

3x   3x

                Nhận

NO₃^- + 3e + 4H⁺ = NO  + 2H₂O

            3a     4a      a

NO₃^- + e + 2H⁺ = NO₂ + H₂O

             b   2b         b

→ 3a + b = 3x + 4x + 3x = 10x (I)

a + b = V / 22,4 (II)

Từ (I), (II) → a = 1/2 (10x - V / 22,4) và b = 1/2 (3V / 22,4 - 10x)

→ Số mol HNO₃ = Số mol H⁺ = 4a + 2b = 10x + V / 22,4

→ y = 63 (10x + V / 22,4) + 25/100 . 63 (10x + V / 22,4) = 78,75 (10x + V / 22,4)

Bài 3: Cho một hỗn hợp gồm 2,8g Fe và 0,81g Al vào 200ml dung dịch C chứa AgNO₃ và Cu(NO₃)₂. Khi các phản ứng kết thúc được dung dịch D và 8,12 gam chất rắn E gồm ba kim loại. Cho E tác dụng với dung dịch HCl dư được 0,672 lít H₂ (đkc). Tính nồng độ mol của AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ trong dung dịch C.

Hướng dẫn giải

Do Al ưu tiên phản ứng trước Fe nên ba kim loại trong E phải là Fe, Cu, Ag. Ta có:

n_{Fe ban đầu} = 2,8 / 56 = 0,05 mol

n_{Al ban đầu} = 0,81 / 27 = 0,03 mol

Khi cho E tác dụng với HCl, chỉ xảy ra phản ứng:

Fe + 2HCl  = FeCl₂ + H₂

→ n_{Fe còn dư} = Số mol H₂ = 0,672 / 22,4 = 0,3

Þ Dung dịch C (gồm x mol AgNO₃ và y mol Cu(NO₃)₂) đã tác dụng vừa đủ với 0,03 mol Mg và (0,05 - 0,03) = 0,02 mol Fe

Ta có các quá trình cho, nhận electron:

                                Cho

Al      -     3e   =   Al³⁺

0,03mol   0,09mol

Fe       -    2e  =  Fe²⁺

0,02mol   0,04mol

                Nhận

AgNO₃ + e = Ag + NO₃^-

x             x       x

Cu(NO₃)₂ + 2e = Cu + 2NO₃^-

y                  2y      y

→ x + 2y = 0,04 + 0,09 = 0,013 (I)

108x + 64y + 0,03 . 56 = 8,12 (II)

Từ (I), (II) : x = 0,03 và y = 0,05

→ C_M AgNO₃ = 0,03 / 0,2 = 0,15M.

C_M Cu(NO₃)₂ = 0,05 / 0,2 = 0,25M
Bài 4:  Hoà tan 62,1 gam kim loại M trong dung dịch HNO₃ loãng được 16,8 lít (đkc) hỗn hợp X gồm 2 khí không màu, không hoá nâu ngoài không khí. Biết d x /H₂ = 17,2.

• a. Tìm tên M.
• b. Tính thể tích dung dịch HNO₃ 2M đã dùng, biết rằng đã lấy dư 25% so với lượng cần thiết.

Hướng dẫn giải

a. Ta có: M_X = 17,2 ´ 2 = 34,4

Hai khí không màu, không hoá nấu ngoài không khí và thoả điều kiện M₁ < 34,4 < M₂ ở đây chỉ có thể là N₂ và N₂O.

Gọi x là số mol M đã dùng và n là hóa trị của M. Gọi a, b là số mol N₂ và N₂O có trong X, ta có các quá trình cho nhận e:

Cho

                M  -  ne  = Mⁿ⁺

                x      nx

                Nhận

2NO₃^- + 10e + 12H⁺ = N₂ + 6H₂O

              10a     12a       a

2NO₃^- + 8e + 10H⁺ = N₂O  + 5H₂O

              8b    10b          b

→ x . M = 62,1 (I)

n . x = 10a + 8b (II)

a + b = 16,8/22,4 = 0,75 (III)

(28a + 44b) / 0,75 = 34,4 (IV)

Từ (I), (II), (III), (IV) :

a = 0,45

b = 0,3

x . M = 62,1

n . x = 6,9

Rút ra M = 9n. Chỉ có n = 3, ứng với M = 27 là phù hợp. Vậy M là Al

b. Ta có:

Số mol HNO₃ = Số mol H⁺ = 12a + 10b = 8,4

→ Thể tích dd HNO₃ = 8,4 / 2 + 25/100 . 8,4 / 2 = 5,25 lít

Bài 5:  Cho 12,45 gam hỗn hợp X (Al và kim loại M hoá trị II) tác dụng với dung dịch HNO₃ dư được 1,12 lít hỗn hợp N₂O và N₂, có tỷ khối đối với H₂ là 18,8 và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư được 0,448 lít NH₃. Xác định kim loại M và khối lượng mỗi kim loại trong X. Cho n_x = 0,25 mol và các thể tích đo ở đkc.

Hướng dẫn giải

Gọi a, b là số mol của Al và M có trong X

Gọi c, d, e là số mol N₂O, N₂ và NH₄NO₃ đã được tạo ra, ta có các quá trình cho, nhận electron.

                                Cho

                Al   -   3e   =   Al³⁺

                 a       3a

                M   -   2e   =   M²⁺

                 b       2b

                        Nhận

2NO₃^- + 8e + 10H⁺ = N₂O  + 5H₂O

              8c    10c          c

2NO₃^- + 10e + 12H⁺ = N₂ + 6H₂O

              10d     12d      d

2NO₃^- + 8e + 10H⁺ = NH₄NO₃ + 3H₂O

              8e                      e

Phản ứng của dung dịch Y với NaOH:

NH₄NO₃ + NaOH = NH₃  + H₂O + NaNO₃

       e                           e                          

suy ra :

27a + b.M = 12,45

a + b = 0,25

3a + 2b = 8c + 10 d + 8e

c + d = 1,12/ 22,4 = 0,05

(44c + 28d)/ (c + d) = 18,8 . 2 = 37,6

e = 0,448/22,4 = 0,02

→ a = 0,1

b = 0,15

c = 0,03

d = 0,2

e = 0,02

M = 65 → M là Zn

Bài 6:  Đốt cháy x mol Fe bởi oxi thu được 5,04g hỗn hợp A gồm các oxit sắt. Hoà tan hoàn toàn A trong HNO₃ thu được 0,035 mol hỗn hợp Y gồm NO và NO₂. Tỷ khối hơi của Y đối với H₂ là 19. Tính x.

Hướng dẫn giải

Căn cứ vào sơ đồ phản ứng:

x mol Fe + O₂ → Các oxi sắt + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + NO₂ + H₂O                            

Ta có các quá trình cho nhận electron:

                                Cho

                Fe   -   3e   =   Fe³⁺

                X        3x

                                Nhận

        O₂              +           4e                =       2O^2-

(5,04 - 56x)/32       4(5,04 - 56x)/32

NO₃^- + 3e + 4H⁺ = NO  + 2H₂O

            3a                 a

NO₃^- + e + 2H⁺ = NO₂ + H₂O

            b                 b

Suy ra:

a + b = 0,035

(30a + 46b) / (a + b) = 19 . 2 = 38

4(5,04 - 56x)/32 + 3a + 3b = 3x

→ a = 0,0175; b = 0,0175; x = 0,07

Bài 7:  Để m gam phôi bào sắt (A) ngoài không khí, sau một thời gian được hỗn hợp (B) nặng 12g gồm Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄. Hoà tan hết B bằng HNO₃ thấy giải phóng 2,24 lít NO (đkc) duy nhất

a. Viết phương trình phản ứng

b. Định m.

Hướng dẫn giải

a. Các phản ứng xảy ra:          

2Fe + O₂ = 2FeO

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄

4Fe + 3O₂ = 2Fe₂O₃

Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

3FeO + 10HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 3H₂SO₄

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ = 9Fe(NO₃)₃ + NO + 14H₂O

b. Căn cứ vào sơ đồ phản ứng:

a mol Fe + O₂ → Fe, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O.

Ta có các quá trình cho, nhận electron:

                                Cho

                Fe   -   3e   =   Fe³⁺

                a        3a

                                Nhận

        O₂              +           4e                =       2O^2-

(12 - 56a)/32       4(12 - 56a)/32

NO₃^- + 3e + 4H⁺ = NO  + 2H₂O

            0,03 mol     0,1 mol

 → 3a = 4(12 - 56a)/32 + 0,3 → a = 0,18

→ m = 56a = 10,08g