Các dạng bài tập Phản ứng oxi hóa, khử chọn lọc có đáp án chi tiết - Hoá học lớp 10

---

Các dạng bài tập Phản ứng oxi hóa, khử chọn lọc có đáp án chi tiết

Với Các dạng bài tập Phản ứng oxi hóa, khử chọn lọc có đáp án chi tiết Hoá học lớp 10 tổng hợp các dạng bài tập, trên 200 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Phản ứng oxi hóa, khử từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 10.

Tổng hợp Lý thuyết chương Phản ứng oxi hóa, khử

• Lý thuyết Phản ứng hóa học - Phân loại phản ứng trong hóa học vô cơ

  Xem chi tiết

• Lý thuyết Phản ứng oxi hóa khử

  Xem chi tiết

• Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 chương 4

  Xem chi tiết

Phương pháp giải Các dạng bài tập chương Phản ứng oxi hóa, khử

• 4 dạng bài tập Phản ứng oxi hóa khử trong đề thi Đại học có lời giải
• Dạng 1: Xác định loại phản ứng hóa học
• Dạng 2: Xác định chất khử, chất oxi hóa trong phản ứng hóa học
• Dạng 3: Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố
• Dạng 4: Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử
• Dạng 5: Các dạng bài tập về oxi hóa - khử
• Dạng 6: Phương pháp bảo toàn electron
• Dạng 7: Kim loại tác dụng với axit

Bài tập trắc nghiệm

• 30 bài tập trắc nghiệm chương Phản ứng hóa học có đáp án
• 50 câu trắc nghiệm Phản ứng oxi hóa, khử có lời giải chi tiết (cơ bản)
• 50 câu trắc nghiệm Phản ứng oxi hóa, khử có lời giải chi tiết (nâng cao)

Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

Theo trình tự 3 bước với nguyên tắc:

Tổng electron nhường = tổng electron nhận

Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.

Bước 2. Lập thăng bằng electron.

Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Lưu ý:

- Ngoài phương pháp thăng bằng electron, còn có thể cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp tăng – giảm số oxi hóa với nguyên tắc: tổng số oxi hóa tăng = tổng số oxi hóa giảm.

- Phản ứng oxi hóa – khử còn có thể được cân bằng theo phương pháp thăng bằng ion – electron: lúc đó vẫn đảm bảo nguyên tắc thăng bằng electron nhưng các nguyên tố phải được viết ở dạng ion đúng, như NO₃^-, SO₄^2-, MnO₄^-, Cr₂0₇^2-,...

- Nếu trong phản ứng oxi hóa – khử có nhiều nguyên tố có số oxi hóa cùng tăng (hoặc cùng giảm) mà:

+ Chúng thuộc một chất thì phải đảm bảo tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử.

+ Chúng thuộc các chất khác nhau thì phải đảm bảo tỉ lệ số mol của các chất đó theo đề cho.

* Với hợp chất hữu cơ:

- Nếu hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng có một nhóm nguyên tử thay đổi và một số nhóm không đổi thì nên xác định số oxi hóa của C trong từng nhóm rồi cân bằng.

- Nếu hợp chất hữu cơ thay đổi toàn phân tử, nên cân bằng theo số oxi hóa trung bình của C.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Cân bằng phản ứng:

FeS + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + N₂O + H₂SO₄ + H₂O

Hướng dẫn:

Bước 1. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

Fe⁺² → Fe⁺³

S^-2 → S⁺⁶

N⁺⁵ → N⁺¹

Bước 2. Lập thăng bằng electron:

Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e

S^-2 → S⁺⁶ + 8e

FeS → Fe⁺³ + S⁺⁶ + 9e

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹

→ Có 8FeS và 9N₂O.

Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:

8FeS + 42HNO₃ → 8Fe(NO₃)₃ + 9N₂O + 8H₂SO₄ + 13H₂O

Ví dụ 2. Cân bằng phản ứng trong dung dịch bazơ:

NaCrO₂ + Br₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaBr

Hướng dẫn:

CrO₂^- + 4OH^- → CrO₄^2- + 2H₂O + 3e

Br₂ + 2e → 2Br^-

Phương trình ion:

2CrO₂^- + 8OH^- + 3Br₂ → 2CrO₄^2- + 6Br^- + 4H₂O

Phương trình phản ứng phân tử:

2NaCrO₂ + 3Br₂ + 8NaOH → 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 4H₂O

Ví dụ 3. Cân bằng phản ứng trong dung dịch có H₂O tham gia:

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂O → MnO₂ + K₂SO₄

Hướng dẫn:

MnO₄^- + 3e + 2H₂O → MnO₂ + 4OH^-

SO₃^2- + H₂O → SO₄^2- + 2H⁺ + 2e

Phương trình ion:

2MnO₄^- + H₂O + 3SO₃^2- → 2MnO₂ + 2OH^- + 3SO₄^2-

Phương trình phản ứng phân tử:

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂ + 3K₂SO₄ + 2KOH

Ví dụ 4. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

C₆H₁₂O₆ + KMnO₄ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + MnSO₄ + CO₂ + H₂O

Hướng dẫn:

5C₆H₁₂O₆ + 24KMnO₄ + 36H₂SO₄ → 12K₂SO₄ + 24MnSO₄ + 30CO₂ + 66H₂O

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cho phản ứng: Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O → Na₂SO₄ + MnO₂ + KOH

Tỉ lệ hệ số của chất khử và chất oxi hóa sau khi cân bằng là:

A. 4:3        B. 3:2        C. 3:4        D. 2:3

Lời giải:

Đáp án: B

⇒ 3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ → 3Na₂SO₄ + 2MnO₂

Kiểm tra hai vế: thêm 2KOH vào vế phải, thêm H₂O vào vế trái.

⇒ 3Na₂SO₃ + 2KMnO₄ + H₂O → 3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH

Câu 2. Cho phản ứng: FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₂ + H₂O. Hệ số cân bằng của FeSO₄ và K₂Cr₂O₇ lần lượt là:

A. 6 ; 2        B. 5; 2        C. 6; 1        D. 8; 3

Lời giải:

Đáp án:

Hay 6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ → 3Fe₂(SO₄)3 + Cr₂(SO₄)3

Kiểm tra hai vế: thêm K₂SO₄ vào về phải; thêm 7H₂SO₄ vào vế trái → thêm 7H₂O vào vế phải.

⇒ 6FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ → 3Fe₂(SO₄)3 + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)2 + 7H₂O

Hay Cu + 2HNO₃ → Cu(NO₃)2 + 2NO₂

Kiểm tra hai vế: thêm 2HNO₃ vào vế trái thành 4HNO₃, thêm 2H₂O vào vế phải.

⇒ Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)2 + 2NO₂ + 2H₂O

Câu 3. Cân bằng phản ứng sau: Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

Lời giải:

Đáp án:

Hay 3Fe₃O₄ + HNO₃ → 9Fe(NO₃)3 + NO

Kiểm tra hai vế: thêm 28 vào HNO₃ ở vế trái, thêm 14H₂O ở vế phải.

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

Câu 4. Cân bằng phản ứng: As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + NO + H₂SO₄

Lời giải:

Đáp án:

Hay 3As2S3 + 28HNO₃ + 4H₂O → 6H₃AsO₄ + 28NO + 9H₂SO₄

Câu 5. Tính tổng hệ số cân bằng trong phản ứng sau:

A. 15        B. 14        C. 18        D. 21

Lời giải:

Đáp án: A

Phương trình: Cr₂O₃ + 3KNO₃ + 4KOH → 2K₂CrO₄ +2H₂O + 3KNO₂

⇒ Tổng hệ số cân bằng là 15

Câu 6. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau:

CH₃CH₂OH + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → CH₃COOH + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O

Lời giải:

Đáp án:

3CH₃CH₂OH + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ →3CH₃COOH + 2Cr₂(SO₄)3 + 2K₂SO₄ + 11H₂O

Câu 7. Xác định hệ số cân bằng của KMnO₄ trong phản ứng sau:

SO₂ + KMnO₄ + H₂O → K₂SO₄ + ...

A. 2        B. 5        C. 7        D. 10

Lời giải:

Đáp án: A

Câu 8. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng e:

a) Fe₂O₃ + Al → Al₂O₃ + Fe_nO_m

b) Fe_nO_m + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

Lời giải:

Đáp án:

Các dạng bài tập về oxi hóa - khử

Phương pháp:

* Định luật bảo toàn electron

Trong phản ứng oxi hoá - khử, số mol electron mà chất khử cho bằng số mol electron mà chất oxi hoá nhận. ∑_{ne cho} = ∑_{ne nhận}

Sử dụng tính chất này để thiết lập các phương trình liên hệ, giải các bài toán theo phương pháp bảo toàn electron.

* Nguyên tắc

Viết 2 sơ đồ: sơ đồ chất khử nhường e^- và sơ đồ chất oxi hoá nhận e^-.

* Một số chú ý

   - Chủ yếu áp dụng cho bài toán oxi hóa khử các chất vô cơ

   - Có thể áp dụng bảo toàn electron cho một phương trình, nhiều phương trình hoặc toàn bộ quá trình.

   - Xác định chính xác chất nhường và nhận electron. Nếu xét cho một quá trình, chỉ cần xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối số oxi hóa của nguyên tố, thường không quan tâm đến trạng thái trung gian số oxi hóa của nguyên tố.

   - Khi áp dụng PP bảo toàn electron thường sử dụng kèm các PP bảo toàn khác (bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố).

   - Khi cho KL tác dụng với dung dịch HNO₃ và dung dịch sau phản ứng không chứa muối amoni: n_NO3- = tổng số mol e nhường (hoặc nhận).

a/ Bài toán kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa

   - Công thức liên hệ giữa số mol kim loại và số mol khí H₂

2. nH₂ = n₂ . n_M1 + n₂ .n-_M2 +….. (với n1, n2 là số electron nhường của kim loại M1 và M2 ; n_M1 , n_M2 là số mol của kim loại M1, M2).

   - Công thức tính khối lượng muối trong dung dịch:

M_muối = m_KL + m_{gốc ax} (m_SO4^2-, m_X^-…)

Trong đó, số mol gốc axit được cho bởi công thức:

N_{gốc ax} = tổng e trao đổi/ điện tích gốc axit.

      + Với H₂ SO₄ : m_Muối = m_KL + 96.n_H2

      + Với HCl: m_muối =m_KL + 71.n_H2

      + Với HBr: m_muối =m_KL + 160.n_H2

Ví dụ 1: Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:

A. 2,7g và 1,2g     B. 5,4g và 2,4g     C. 5,8g và 3,6g     D. 1,2g và 2,4g

Hướng dẫn:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :m_H2 = 7,8-7,0 =0,8 gam

Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:

(Khi tham gia phản ứng nhôm nhường 3 e, magie nhường 2 e và H₂ thu về 2 e)

3.n_Al + 2.n_Mg =2.n_H2=2.0.8/2 (1)

27.n_Al +24.n_Mg =7,8 (2)

Giải phương trình (1), (2) ta có n_Al =0.2 mol và n_Mg = 0.1 mol

Từ đó ta tính được m_Al =27.0,2 =5,4 gam và m_Mg =24.0,1 =2,4 gam chọn đáp án B

Ví dụ 2: Cho 15,8 gam KmnO₄ tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:

A. 5,6 lít.     B. 0,56 lít.     C. 0,28 lít.     D. 2,8 lít.

Hướng dẫn:

Ta có: Mn⁺⁷nhường 5 e (Mn⁺²),Cl^-thu 2.e (Cl₂)

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có :

5.n_KmnO4 =2.n_Cl2

⇒ n_Cl2 = 5/2 n_KmnO4 =0.25 mol rArr; V_Cl2 =0,25 . 22,4 =0,56 lít

Ví dụ 3. Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

A. 55,5g.     B. 91,0g.     C. 90,0g.     D. 71,0g.

Hướng dẫn:

Áp dụng công thức 2 ta có:

m_muối = m _{kim loại} + m_{ion tạo muối}

= 20 + 71.0,5=55.5g

⇒ Chọn A

b/ Bài toán kim loại tác dụng với hỗn hợp axit có tính oxi hóa

Ví dụ 4. Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO₃ và H₂SO₄ đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO₂, NO, NO₂, N₂O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt là:

A. 63% và 37%.    B. 36% và 64%.     C. 50% và 50%.     D. 46% và 54%.

Hướng dẫn:

Ta có 24 n_Mg + 27 n_Al =15     (1)

   - Xét quá trình oxi hóa

Mg → Mg²⁺+ 2e

Al → Al³⁺+3e

⇒tổng số mol e nhường = 2n_Mg + 3 n_Al

   - Xét quá trình khử

2N⁺⁵ +2.4e → 2 N⁺¹

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

⇒tổng số mol e nhận = 2.0,4 + 0,2 = 1,4 mol

Theo định luật bảo toàn e ta có:

2n_Mg + 3 n_Al = 1,4        (2)

Giải hệ (1) và (2) ta được n_Mg = 0,4 mol, n_Al =0,2 mol

⇒% Al = 27.0,2/15 = 36%

⇒%Mg = 64%

⇒ Chọn B

Ví dụ 5: Một hỗn hợp X có khối lượng 18,2g gồm 2 Kim loại A (hóa trị 2) và B (hóa trị 3). Hòa tan X hoàn toàn trong dung dịch Y chứa H₂SO₄ và HNO₃. Cho ra hỗn hợp khí Z gồm 2 khí SO₂ và N₂O. Xác định 2 kim loại A, B (B chỉ co thể là Al hay Fe). Biết số mol của hai kim loại bằng nhau và số mol 2 khí SO₂ và N₂O lần lượt là 0,1 mol mỗi khí.

A. Cu, Al    B. Cu, Fe    C. Zn, Al    D. Zn, Fe

Hướng dẫn:

Quá trình khử hai anion tạo khí là:

4H⁺ + SO₄^2- + 2e → SO₂ + 2H₂O

                          0,2                 0,1 mol

10H⁺ + 2NO_3^- + 8e → N₂O + 5H₂O

                            0,8                 0,1 mol

Tổng e (nhận) = 0,2 + 0,8 = 1 mol

A → A²⁺ + 2e

a                 2a

B → B³⁺ + 3e

b              3b

Tổng e (cho) = 2a + 3b = 1       (1)

Vì số mol của hai kim loại bằng nhau nên: a= b        (2)

Giải ( 1), (2 ) ta có a = b = 0,2 mol

Vậy 0,2A + 0,2B = 18,2 ⇒ A + B = 91 ⇒ A là Cu và B là Al.

c/ Bài toán kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa

Trong các phản ứng oxy hóa khử, sản phẩm tạo thành có chứa các muối mà ta thường gặp như muối sunfat SO₄^2-(có điện tích là -2), muối nitrat NO_3^-, ( có điện tích là -1), muối halogen X^-( có điện tích là -1), ... Thành phần của muối gồm caction kim loại (hoặc cation NH₄⁺),và anion gốc acid. Muốn tính khối lượng muối tạo thành trong dung dịch ta tính như sau:

^mmuối = ^mkim loại + ^mgốc acid

Trong đó: m_{gốc acid} = M_{gốc acid} .ne (nhận)/(số điện tích gốc acid)

Ví dụ 6: Cho 6,3 g hỗn hợp Mg và Zn tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 3,36 lít H₂ (đktc). Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là:

A. 15,69 g    B. 16,95 g    C. 19,65 g    D. 19,56 g

Hướng dẫn:

Ta có: 2H⁺+ 2e → H₂

                   0,3     0,15 mol/

Vậy khối lượng muối trong dung dịch là:

M_muối = m_{kim loại} + m_{gốc acid} = 6,3+35,5.0,3/1=16,95 g.

⇒ Chọn B

Một số lưu ý:

   - Với kim loại có nhiều số oxy hóa khác nhau khi phản ứng với dung dịch axit HNO₃ loãng, HNO₃ đặc nóng sẽ đạt số oxi hóa cao nhất.

   - Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO₃ đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO₃ đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr….) khi dó N⁺⁵trong HNO₃ bị khử về mức oxi hóa thấp hơn trong những đơn chất khi tương ứng.

   - Các kim loại tác dụng với ion trong môi trường axit H⁺coi như tác dụng với HNO₃. Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion trong môi trường kiềm OH^-giải phóng NH₃.

Ví dụ 7: Hòa tan 15g hỗn hợp X gồm 2 kim loại Mg, Al vào dung dịch Y gồm HNO₃ và H₂SO₄ đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO₂, NO, NO₂, N₂O. Phần tram khối lượng của Al, Mg trong X lần lượt là:

Hướng dẫn:

Gọi Mg, Al trong hỗn hợp X lần lượt là x, y (mol).

Phương pháp bảo toàn electron

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

Trong phản ứng oxi hoá - khử, số mol electron mà chất khử cho bằng số mol electron mà chất oxi hoá nhận. ∑ne cho = ∑ne nhận

Sử dụng tính chất này để thiết lập các phương trình liên hệ, giải các bài toán theo phương pháp bảo toàn electron.

* Nguyên tắc

Viết 2 sơ đồ: sơ đồ chất khử nhường e^- và sơ đồ chất oxi hoá nhận e^-.

* Một số chú ý

- Chủ yếu áp dụng cho bài toán oxi hóa khử các chất vô cơ

- Có thể áp dụng bảo toàn electron cho một phương trình, nhiều phương trình hoặc toàn bộ quá trình.

- Xác định chính xác chất nhường và nhận electron. Nếu xét cho một quá trình, chỉ cần xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối số oxi hóa của nguyên tố, thường không quan tâm đến trạng thái trung gian số oxi hóa của nguyên tố.

- Khi áp dụng PP bảo toàn electron thường sử dụng kèm các PP bảo toàn khác (bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố).

- Khi cho KL tác dụng với dung dịch HNO₃ và dung dịch sau phản ứng không chứa muối amoni: n_NO3^- = tổng số mol e nhường (hoặc nhận).

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Cho 15,8 gam KMnO₄ tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:

A. 5,6 lít.        B. 0,56 lít.        C. 0,28 lít.        D. 2,8 lít.

Hướng dẫn:

Ta có: Mn⁺⁷ nhường 5 e (Mn⁺²),Cl^- thu 2.e (Cl₂)

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có :

5.n_KMnO4 = 2.n_Cl2

⇒ n_Cl2 = 5/2 n_KMnO4 =0.25 mol⇒ V_Cl2 = 0,25 . 22,4 = 0,56 lít

Ví dụ 2. Cho hỗn hợp chứa 0,05 mol Fe và 0,03 mol Al tác dụng với 100ml dd Y gồm AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ cùng nồng độ mol. Sau phản ứng được chất rắn Z gồm 3 kim loại. Cho Z tác dụng với dd HCl dư thu được 0,35mol khí.Nồng độ mol mỗi muối trong Y là?

Hướng dẫn:

3 kim loại trong chất rắn Z là Ag, Cu và Fe dư ⇒ Al và 2 muối trong Y hết

Z + HCl:

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO₃ 0,2M, sau một thời gian phản ứng thu được 7,76 gam hỗn hợp chất rắn X và dung dịch Y. Lọc tách X, rồi thêm 5,85 gam bột Zn và Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 10,53 gam chất rắn Z. Giá trị của m là?

Lời giải:

Đáp án:

Ta có: n_AgNO3 = 0,08 mol; n_Zn = 0,09 mol

Dựa vào sơ đồ (quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái cuối)

⇒ Ag⁺ là chất nhận e và Zn là chất nhường e

Ag⁺ + 1e → Ag

0,08     0,08     0,08

Zn – 2e → Zn²⁺

x      2x

Bảo toàn e ⇒ 2x = 0,08 ⇒ x = 0,04

n_{Zn dư} = 0,09 – 0,04 = 0,05 mol

Ta thấy: hỗn hợp rắn X và hỗn hợp rắn Z gồm 3 kim loại Ag, Cu, Zn dư với

∑m_kl = 7,76 + 10,53 = 18,29g

m_Cu = 18,29 – (m_Ag + m_{Zn dư}) = 18,29 – (0,08.108 + 0,05.65) = 6,4g

Câu 2. Hòa tan hết 7,44 gam hỗn hợp Al, Mg trong thể tích vừa đủ là 500 ml dung dịch HNO₃ loãng thu được dung dịch A và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp hai khí đẳng mol có khối lượng 5,18 gam, trong đó có một khí bị hóa nâu trong không khí. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Lời giải:

Đáp án:

n_hh = 3,136/22,4 = 0,14; (M- _khí ) = 5,18/0,14 = 37

NO (M = 30) → Khí 2: N₂O (M = 44)

n_NO = n_NO2 = 0,14/2 = 0,07 mol

Al – 3e → Al³⁺

x mol

Mg – 2e → Mg²⁺

y mol

N⁺⁵ + 3e → N⁺² (NO)

         3a      a

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹ (N₂O)

          8a      a

Theo định luật bảo toàn e ⇒ 3x + 2y = 3a + 8a = 0,77

Lại có : 27x + 24y = 7,44

→ x = 0,2; y = 0,085

%m_Mg = 27,42%; %m_Al = 72,85%

Câu 3. Hòa tan 19,2 gam kim loại M trong H₂SO₄ đặc dư thu được khí SO₂. Cho khí này hấp thụ hoàn toàn trong 1 lít dung dịch NaOH 0,6M, sau phản ứng đem cô cạn dung dịch thu được 37,8 gam chất rắn. Xác định M.

Lời giải:

Đáp án:

n_NaOH = 0,6 mol

Nếu chất rắn là NaHSO₃ thì: n_NaHSO3 = 0,3635 mol

Nếu chất rắn là Na₂SO₃ thì: n_Na2SO3 = 0,3 mol

Nhận thấy: n_NaOH = 2n_Na2SO3 nên phản ứng giữa SO₂ với NaOH là:

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

0,3        0,6        0,3

Ta có: M – ne → Mn⁺

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴ (SO₂)

       0,6        0,3

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:

n_M = 0,6/n → M = 19,2/(0,6/n) = 32n

Chọn n = 2 → M = 64 (Cu)

Câu 4. Cho 19,2g Cu tác dụng hết với dung dịch HNO₃. Tất cả lượng khí NO sinh ra đem oxi hóa thành NO₂ rồi sục vào nước cùng với dòng khí oxi để chuyển hết thành HNO₃. Tính thể tích Oxi (đktc) đã tham gia vào quá trình trên.

Lời giải:

Đáp án:

Phương pháp bảo toàn e

Cu – 2e → Cu⁺²

0,3      0,6

O₂ + 4e → 2O^-2

x      4x

→ 4x = 0,6 → x = 0,15

→ V_O2 = 0,15 × 22,4 = 3,36l

Câu 5. Cho a gam hỗn hợp A gồm FeO, CuO, Fe₃O₄, (có số mol bằng nhau) tác dụng vừa đủ với 250ml dung dịch HNO₃ thu được dung dịch B và 3,136 lít hỗn hợp NO₂ và NO có tỉ khối 90 với hidro là 20,143. Tính a và C_M của HNO₃.

Lời giải:

Đáp án:

Số mol e cho = số mol e nhận ⇒ 0,09 + (0,05 × 3) = 0,24 (mol)

→ Số mol Fe⁺² = 0,24 mặt khác n_FeO = n_Fe3O4 = 0,12 (mol)

a = 0,12(80 + 72 + 232) = 46,08

n_HNO3 = n_NO + n_NO2 + 3n_Fe + 2n_Cu = 0,14 + 3(0,12 × 4) + 2 × 0,12 = 1,82 (mol)

Vậy C_MHNO3 = 1,82 : 0,25 = 7,28M

Câu 6. Để m g phoi bào sắt (A) ngoài không khí sau một thời gian biến thành hỗn hợp (B) có khối lượng 30g gồm Fe và các oxit FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃. Cho B tác dụng hoàn toàn axit nitric thấy giải phóng ra 5,6 lít khí NO duy nhất (đktc). Tính m?

Lời giải:

Đáp án:

Fe + 1/2 O₂ → FeO (1)

3Fe + 2 O₂ → Fe3O₄ (2)

2Fe + 3/2 O₂ → Fe₂O₃ (3)

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

3FeO + 10 HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 5H₂O (5)

3Fe₃O₄ + 28HNO₃ → 9Fe(NO₃)₃ + NO↑ + 14H₂O (6)

Fe₂O₃ + 6HNO₃ → 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O (7)

7 phương trình phản ứng trên được biểu diễn bằng các quá trình oxi hóa khử sau:

Fe - 3e → Fe⁺³

O (O₂) + 2e → O^-2

N⁺⁵ + 3e → N⁺²

Vậy n_NO = 0,25 (theo giả thiết), số mol Fe là x và số mol nguyên tử oxi là y

Theo quy tắc bảo toàn e ta có: 3x = 2y + 0,75 (I)

Mặt khác B chỉ gồm Fe và O nên ta còn có 56x + 16y = 30 (II)

Giải hệ ta được: x = 0,45 và m = 0,45 × 56 = 25,2g