50 bài tập về Kim loại tác dụng với HNO3 (có đáp án 2024) và cách giải

Bài tập kim loại tác dụng với HNO₃ và cách giải – Hóa học lớp 11

A. Lý thuyết ngắn gọn

- HNO₃ phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối nitrat + H₂­O và sản phẩm khử của N⁺⁵ (NO₂, NO, N₂O, N₂ và NH₄NO₃).- Thông thường : HNO₃ loãng → NO , HNO₃ đặc → NO₂ .

- Với các kim loại có tính khử mạnh : Mg, Al, Zn,… HNO₃ loãng có thể bị khử đến N₂O, N₂, NH₄NO₃.

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

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

4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

* Chú ý : Fe, Al, Cr bị thụ động trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội do tạo màng oxit bền, bảo vệ kim loại khỏi tác dụng của axit → dùng bình Al hoặc Fe để đựng HNO₃ đặc nguội.

* Au, Pt tan được trong nước cường toan (cường toan 3HCl : 1HNO₃), không hòa tan được Ag vì tạo kết tủa AgCl.

Au + 3HCl + HNO₃ → AuCl₃ + NO + 2H₂O

B. Phương pháp giải

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học

Cách 2: Áp dụng bảo toàn e: n_{e nhận} = n_{e cho}

Trong một số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn nguyên tố.

Chú ý:

- Khi cho nhiều kim loại tác dụng với cùng một dung dịch HNO₃ cần nhớ: Kim loại càng mạnh tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng thì N⁺⁵ trong gốc bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp: NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃.

- Ta có:

$n_{HN{O}_3\left(phanung\right)}=2n_{N{O}_2}+4n_{NO}+10n_{N_{2}O}+12n_{N_2}+10n_{N{H}_{4}N{O}_3}$

$n_{N{O}_3^{-}\left(trongmuoi\right)}=n_{N{O}_2}+3n_{NO}+8n_{N_{2}O}+10n_{N_2}+8n_{N{H}_{4}N{O}_3}$

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. 5,4 gam.

B. 8,1 gam.

C. 2,7 gam.

D. 0,54 gam.

Lời giải chi tiết

$n_{NO}=\frac{6,72}{22,4}=0,3mol$

Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp

Khối lượng hỗn hợp là 11 gam nên 27x + 56y = 11 (1)

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l}Al+4HN{O}_3\to Al{\left(N{O}_3\right)}_3+NO+2H_{2}O\\ xx\end{array}$

$\begin{array}{l}Fe+4HN{O}_3\to Fe{\left(N{O}_3\right)}_3+NO+2H_{2}O\\ yy\end{array}$

→ n_NO = x + y = 0,3 (2)

Từ (1) và (2) $\to \begin{array}{l}x=0,2\\ y=0,1\end{array}$

Khối lượng kim loại Al trong hỗn hợp bằng: m_Al = 0,2.27 = 5,4 gam

Chọn A.

Ví dụ 2: Chia m gam hỗn hợp A gồm hai kim loại Cu, Fe thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ đặc, nguội thu được 0,672 lít khí.

- Phần 2 tác dụng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được 0,448 lít khí.

Giá trị của m là (biết các thể tích khí được đo ở đktc)

A. 4,96 gam.

B. 8,80 gam.

C. 4,16 gam.

D. 17,6 gam.

Lời giải chi tiết

Hỗn hợp Cu, Fe khi tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc, nguội thì chỉ có Cu phản ứng:

Cu + 4HNO₃ $\to$ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O (1)

mol: 0,015 $\leftarrow$ 0,03

Hỗn hợp Cu, Fe khi tác dụng H₂SO₄ loãng thì chỉ có Fe phản ứng:

Fe + H₂SO₄ $\to$ FeSO₄ + H₂ (2)

mol: 0,02 $\leftarrow$ 0,02

Theo (1), (2) và giả thiết ta có:

$n_{Cu}=\frac{1}{2}{n}_{N{O}_2}=0,015mol;n_{Fe}=n_{HCl}=0,02mol.$

Khối lượng của Cu và Fe trong A là : m = 2(0,015.64 + 0,02.56) = 4,16 gam.

Chọn C.

Ví dụ 3:

A. 3,42 gam.

B. 2,94 gam.

C. 9,9 gam.

D. 7,98 gam.

Lời giải chi tiết

Sơ đồ phản ứng:

2Al $\stackrel{HN{O}_3}{\to }$ 2Al(NO₃)₃ $\stackrel{t^o}{\to }$Al₂O₃ (1)

mol: 0,02 $\to$ 0,02 $\to$ 0,01

Cu $\stackrel{HN{O}_3}{\to }$ Cu(NO₃)₂ $\stackrel{t^o}{\to }$CuO (2)

mol: 0,03 $\to$ 0,03 $\to$ 0,03

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho sơ đồ (1), (2) ta thấy:

$n_{A{l}_2{O}_3}=0,01$ mol ; $n_{CuO}=0,03$mol.

Vậy khối lượng chất rắn thu được là : 0,01.102 + 0,03.80 = 3,42 gam.

Chọn A.

D. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. 5,60.

B. 11,20.

C. 0,56.

D. 1,12

Câu 2:

A. 55,7%.

B. 45,5%.

C. 56,0%.

D. 47,0%.

Câu 3:

A. 5,4 gam.

B. 3,51 gam.

C. 2,7 gam.

D. 8,1 gam.

Câu 4:

A. 63% và 37%.

B. 36% và 64%.

C. 50% và 50%.

D. 46% và 54%.

Câu 5:

A. 25% và 75% ; 1,12 gam.

B. 25% và 75% ; 11,2 gam.

C. 35% và 65% ; 11,2 gam.

D. 45% và 55% ; 1,12 gam.

Câu 6:

A. 36,66% và 28,48%.

B. 27,19% và 21,12%.

C. 27,19% và 72,81%.

D. 78,88% và 21,12%.

Câu 7:

A. 2,24 lít và 6,72 lít.

B. 2,016 lít và 0,672 lít.

C. 0,672 lít và 2,016 lít.

D. 1,972 lít và 0,448 lít.

Câu 8:

A. 2,24 lít.

B. 4,48 lít.

C. 5,60 lít.

D. 3,36 lít.

Câu 9:

A. 66,75 gam.

B. 33,35 gam.

C. 6,775 gam.

D. 3,335 gam.

Câu 10:

A. 55,35 gam và 2,2M.

B. 55,35 gam và 0,22M.

C. 53,55 gam và 2,2M.

D. 53,55 gam và 0,22M.

ĐÁP ÁN

Câu 1	Câu 2	Câu 3	Câu 4	Câu 5	Câu 6	Câu 7	Câu 8	Câu 9	Câu 10
D	A	B	B	B	B	B	C	C	B