Công thức tính nhanh số mol HNO3 phản ứng hay nhất – Hóa học lớp 11

Công thức tính nhanh số mol HNO₃ phản ứng hay nhất – Hóa học lớp 11

Dạng toán cho kim loại, oxit kim loại phản ứng với HNO₃ là bài tập đặc trưng liên quan đến các quá trình oxi hóa - khử. Các dạng bài tập này thường tính toán khá phức tạp và dễ nhầm lẫn nếu chưa thành thạo. Một số công thức tính số mol HNO₃ dưới đây sẽ giúp các em giải nhanh và chính xác dạng bài tập này.

1. Công thức tính nhanh số mol HNO₃ phản ứng

- Trong phản ứng giữa kim loại với dung dịch HNO₃ tạo thành muối nitrat, nước và các sản phẩm khử (NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃)

Số mol HNO₃ cần dùng:

$n_{HN{O}_3}$= (số e trao đổi + số nguyên tử N trong sản phẩm khử).n_{sản phẩm khử}

→ $n_{HN{O}_3}=2n_{N{O}_2}+4n_{NO}+10n_{N_{2}O}+12n_{N_2}+10n_{N{H}_{4}N{O}_3}$     

- Hỗn hợp cả kim loại và oxit kim loại phản ứng với HNO₃ thì:

$n_{HN{O}_3}=2n_{N{O}_2}+4n_{NO}+10n_{N_{2}O}+12n_{N_2}+10n_{N{H}_{4}N{O}_3}$+ 2n_{O (trong oxit kim loại)}

Chú ý:  Sản phẩm khử nào không có thì số mol bằng 0.

Ví dụ:

A. 0,3 mol.               

B. 0,6 mol.               

C. 1,2 mol.               

D. 2,4 mol.

Hướng dẫn giải:

n_NO = 0,3 mol

$n_{HN{O}_3}$= 4.n_NO = 4.0,3 = 1,2 mol

→ Chọn C

2. Bạn nên biết

Sử dụng định luật bảo toàn electron tính nhanh các quá trình oxi hóa – khử:

$\sum$n_{e nhường} = $\sum$n_{e nhận}

   $\sum$ (n_Kl . Hóa trị)= $\sum$(Số e nhận . n _{sản phẩm khử} )

Nếu là hỗn hợp kim loại và oxit kim loại:

        $\sum$ (n_Kl . Hóa trị)= 2.n_{O (trong oxit kim loại)} +$\sum$ (Số e nhận . n_{sản phẩm khử} )

Trong đó sản phẩm khử thường là các khí hoặc muối NH₄⁺

Khí (NH4+)	NO2	NO	N2O	N2	NH4+
Số e nhận	1	3	8	10	8

3. Kiến thức mở rộng

- Kim loại Fe tác dụng với HNO₃ dư luôn lên mức oxi hóa cao nhất $\stackrel{+3}{Fe}$.

- Trong phản ứng của kim loại Mg, Al, Zn với dung dịch HNO₃ loãng, ngoài những sản phẩm khử là khí thì dung dịch còn có thể có sản phẩm khử khác là muối NH₄NO₃.

4. Bài tập minh họa

Câu 1:

A. 1,0.                      

B. 1,5.                      

C. 1,8.                      

D. 1,2.

Hướng dẫn giải:

$n_{N_{2}O}$= 0,15 mol

$n_{HN{O}_3}$= 10.$n_{N_{2}O}$ = 1,5 mol

→ x = 1,5

→ Chọn B

Câu 3:

A. 1,2 lít.             

B. 0,6 lít.             

C. 0,8 lít.             

D. 1,0 lít.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật bảo toàn electron

$\sum$(n_Kl . Hóa trị)= $\sum$(Số e nhận . n_{sản phẩm khử} )

3.n_Fe + 2.n_Cu = 3. $n_{NO}$

→      3.0,15 + 2.0,15 = 3. $n_{NO}$

 → n_NO = 0,25 mol

$\to n_{HN{O}_3}$= 4. $n_{NO}$= 4.0,25 = 1 mol

→ $V_{HN{O}_3}$ = 1 lít

→ Chọn D

Ví dụ 2:

A. 2,24      

B. 2,80       

C. 1,12      

D. 1,68

Lời giải

n_Al = 0,54 mol

Giả sử sau phản ứng có tạo thành muối NH₄NO₃

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

$\to$3n_Al = 10 $n_{N{H}_{4}N{O}_3}$+ 8$n_{N_2}$ =  1,62 (1)

Lại có: $n_{HN{O}_3}$= 12$n_{N{H}_{4}N{O}_3}$+ 10$n_{N_2}$ = 2 (2)

 Giải hệ (1) và (2) → n_N2 = 0,05 mol

$\to$ V_N2 = 1,12 lít

$\to$ Chọn C