Buzz
1. Kim loại không phản ứng với HNO3 đặc nguội
HNO3 đặc nguội là dạng cô đặc của axit nitric, có chứa nồng độ cao axit nitric trong dung dịch. Dưới đây là một số đặc điểm chính của HNO3 đặc nguội:
+ Tính chất vật lý: HNO3 đặc nguội là chất lỏng trong suốt, màu đỏ nâu đặc trưng. Ở nhiệt độ phòng, nó có mùi khá mạnh và khó chịu.
+ Tính ăn mòn: HNO3 đặc nguội là một axit cực kỳ mạnh và có khả năng ăn mòn rất cao. Nó có thể tác động mạnh lên nhiều kim loại, gây ra phản ứng oxi hóa và tạo ra các sản phẩm phản ứng.
+ Ứng dụng: HNO3 đặc nguội được dùng phổ biến trong ngành hóa học để sản xuất hợp chất hữu cơ và khoáng sản. Nó cũng được áp dụng để xử lý bề mặt kim loại trước khi mạ lớp bảo vệ chống ăn mòn. HNO3 đặc nguội còn được dùng trong các quy trình hóa học đặc biệt như nitrat hóa các chất hữu cơ.
+ An toàn: HNO3 đặc nguội phải được xử lý với sự cẩn trọng do tính ăn mòn và độc hại của nó. Khi làm việc với HNO3 đặc nguội, cần đeo kính bảo hộ, găng tay hóa học và làm việc dưới quạt hút để tránh hít phải hơi axit.
Lưu ý rằng HNO3 đặc nguội không thường xuyên được sử dụng trong các ứng dụng thông thường mà chủ yếu được dùng trong các quy trình hóa học đặc biệt hoặc trong phòng thí nghiệm với các biện pháp an toàn nghiêm ngặt.
Một số kim loại có tính thụ động trong dung dịch HNO3 đặc nguội, nghĩa là chúng không bị ăn mòn mạnh mẽ bởi axit này nhờ vào lớp bảo vệ oxide hoặc nitrate hình thành trên bề mặt. Các kim loại thụ động trong HNO3 đặc nguội bao gồm:
+ Nhôm (Al): Khi nhôm tiếp xúc với HNO3 đặc nguội, nó tạo ra một lớp oxide bảo vệ trên bề mặt, ngăn chặn sự tiếp tục tác động của axit lên kim loại.
+ Sắt (Fe): Sắt cũng hình thành lớp oxide (Fe2O3) khi tiếp xúc với HNO3 đặc nguội, giúp ngăn chặn quá trình ăn mòn tiếp theo.
+ Crom (Cr): Crom tạo ra lớp oxide bảo vệ (Cr2O3) khi tiếp xúc với HNO3 đặc nguội, bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn.
+ Vàng (Au): Vàng là một trong những kim loại hiếm hoi không bị ăn mòn bởi HNO3 đặc nguội và không phản ứng ngay cả khi tiếp xúc lâu dài.
+ Platinum (Pt): Platinum cũng là một kim loại bền vững trước HNO3 đặc nguội và thường không bị ăn mòn trong điều kiện thông thường.
+ Rhodium (Rh): Rhodium, một kim loại quý khác, cũng có khả năng chống lại sự ăn mòn của HNO3 đặc nguội.
2. Bài tập về các kim loại không phản ứng với HNO3 đặc nguội
Câu 1. Khi hòa tan 30,0 gam hỗn hợp đồng và đồng (II) oxit trong dung dịch HNO3 1,00M dư, thu được 6,72 lít khí NO (ở điều kiện tiêu chuẩn). Khối lượng của đồng (II) oxit trong hỗn hợp ban đầu là:
A. 1,20 gam
B. 4,25 gam
C. 1,88 gam
D. 2,52 gam
Câu 2: Khi hòa tan hoàn toàn m gam bột đồng (Cu) trong 800 g dung dịch HNO3, ta thu được dung dịch Y và 4,48 lít khí NO (ở điều kiện tiêu chuẩn). Xác định giá trị của m.
Câu 3: Cho 6 gam hợp kim gồm Mg và Al vào dung dịch HNO3 đặc và lạnh, sau khi phản ứng hoàn tất, thu được 4,48 lít khí NO2 (ở điều kiện tiêu chuẩn). Tính tỷ lệ phần trăm khối lượng của từng kim loại trong hợp kim.
Câu 4: Khi cho 11 gam hỗn hợp gồm hai kim loại Al và Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, ta chỉ thu được 6,72 lít khí NO (ở điều kiện tiêu chuẩn). Tính khối lượng (g) của từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
Câu 5: Cho 5,76 gam đồng (Cu) phản ứng hoàn toàn với 120 ml dung dịch A chứa HNO3 1 M và H2SO4 0,5 M, thu được V lít khí NO (ở điều kiện tiêu chuẩn). Tính giá trị của V.
Câu 6: Nhận xét nào dưới đây là không đúng?
A. HNO3 phản ứng với tất cả các bazơ.
B. HNO3 (loãng, đặc, nóng) có phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt.
C. Mọi muối amoni khi bị nhiệt phân đều sinh ra khí amoniac.
D. Hỗn hợp muối nitrat và các hợp chất hữu cơ khi nóng chảy có khả năng bốc cháy.
Câu 7: Xem xét các phát biểu sau:
(1) Cr và Fe sẽ bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc và nóng.
(2) Đá khô thường được sử dụng để dập tắt các đám cháy của kim loại Mg trong thực tế.
(3) CO có thể khử các oxit kim loại như Al2O3, Fe2O3, CuO.
(4) Al(OH)3 và Cr(OH)3 đều là những chất có tính lưỡng tính, vừa có khả năng oxi hóa vừa có khả năng khử.
(5) Cr2O3 và Al2O3 tan trong dung dịch KOH loãng, ngay cả khi có dư.
(6) Đánh giá độ dinh dưỡng của phân lân dựa vào hàm lượng P2O5.
Số lượng phát biểu đúng là:
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
Câu 8. Cho m (g) hỗn hợp Fe và Cu phản ứng hoàn toàn với 100 ml dung dịch HNO3 2,4 M khi đun nóng, thu được dung dịch A và một khí có màu nâu đỏ. Khi cô cạn dung dịch A, thu được 10,48 g hỗn hợp hai muối khan.
a. Xác định giá trị của m (g)?
b. Nếu cho hai muối trong dung dịch A phản ứng với 200 ml dung dịch NaOH, tính nồng độ mol/l của dung dịch NaOH cần dùng cho phản ứng?
3. Hướng dẫn giải bài tập về các kim loại không phản ứng với HNO3 đặc nguội
Câu 1.
Hướng dẫn giải bài tập:
3Cu + 8 HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O. Số mol khí NO tính được là 6,72/22,4 = 0,30 mol
Dựa vào phương trình (1), số mol Cu là 0,3 x 3 / 2 = 0,45 mol
Khối lượng đồng có trong hỗn hợp là: 0,45 x 64 = 28,8 gam
Khối lượng CuO trong hỗn hợp được tính là: 30,0 - 28,8 = 1,20 gam
Chọn đáp án A
Câu 2.
Hướng dẫn giải bài tập:
Số mol NO là 4,48/22,4 = 0,2 mol
Quá trình cho electron: Cu → Cu2+ + 2e, 3e
0,3 mol 0,3 mol 0,6 mol
Quá trình nhận electron: N+5 + 3e → N+2
0,6 mol 0,2 mol
Áp dụng Định luật bảo toàn electron: nCu = 0,3 mol, do đó m = 0,3 x 64 = 19,2 g
Câu 3.
Trong hỗn hợp chỉ có Mg phản ứng với dung dịch HNO3 đặc ở nhiệt độ phòng.
Số mol electron cho ra = 2 x số mol Mg
n = 4,48/22,4 = 0,2 mol, do đó số mol electron nhận = số mol NO2 = 0,2 mol
Vì số mol electron cho ra bằng số mol electron nhận, nên số mol Mg = 0,1 mol và khối lượng Mg = 24 x 0,1 = 2,4 g
Tỷ lệ phần trăm Mg là: 2,4/6 x 100% = 40%, do đó tỷ lệ phần trăm Al = 100% - 40% = 60%
Câu 4.
Số mol NO tính được là 6,72/22,4 = 0,3 mol
Gọi x và y lần lượt là số mol của Al và Fe trong hỗn hợp ban đầu.
Ta có phương trình: 27x + 56y = 11 (1)
Al → Al+3 + 3e, với số mol electron nhường là 3x mol
Fe → Fe+3 + 3e, với số mol electron nhường là 3y mol
N+5 + 3e → N+2, với số mol NO2 là 0,9 và số mol electron nhận là 0,3 mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol electron nhường = số mol electron nhận = 0,9 mol
Vậy có phương trình: 3x + 3y = 0,9 (2)
Từ các phương trình (1) và (2) suy ra: x = 0,2 mol và y = 0,1 mol, do đó khối lượng Al là 5,4 g và khối lượng Fe là 5,6 g
c. Một kim loại phản ứng với HNO3 sẽ tạo ra 2 loại sản phẩm khử như NO2, NO, N2O, N2 hoặc NH4NO3
Câu 5.
Số mol HNO3 tính được là 0,12 x 1 = 0,12 mol
Số mol H2SO4 tính được là 0,12 x 0,5 = 0,06 mol
Tổng số mol H+ là: 0,12 + 2 x 0,06 = 0,24 mol
Số mol Cu là 0,09 mol
Phương trình phản ứng: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu+2 + 2NO + 4H2O
0,09 và 0,24
x = 0,09 x 2 / 3 = 0,06 mol, do đó thể tích NO là 1,344 lít
Câu 6. Lựa chọn đáp án C
Câu 7. Lựa chọn đáp án A
(1) Cr và Fe bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc khi đun nóng
Sai: Chúng bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc ở nhiệt độ phòng
(2) Trong thực tế, người ta thường sử dụng đá khô để dập tắt đám cháy của kim loại Mg
Sai: Vì có phản ứng 2Mg + CO2 → 2MgO + C
(3) CO có khả năng khử các oxit kim loại như Al2O3, Fe2O3, CuO
Sai: CO không thể khử Al2O3
(4) Al(OH)3 và Cr(OH)3 đều là những chất lưỡng tính, đồng thời có tính oxi hóa và tính khử
Sai: Al(OH)3 không có tính khử
(5) Cr2O3 và Al2O3 tan trong dung dịch KOH loãng khi có dư
Sai, vì Cr2O3 không phản ứng với dung dịch kiềm loãng, mà chỉ phản ứng với kiềm đặc
(6) Đánh giá độ dinh dưỡng của phân lân dựa vào hàm lượng P2O5 (Chuẩn)
Câu 8.
Số mol HNO3 là 0,1 x 2,4 = 0,24 mol
2H+ + NO3- + e → NO2 + H2O
a. Số mol NO3- tạo thành muối là 0,12 mol, do đó khối lượng muối là m + 0,12 x 62, dẫn đến m = 10,48 – 7,44 = 3,04 g
b. Số mol N+ = số mol NO3- tạo muối = 0,12 mol, do đó nồng độ của NaOH là 0,12/0,2 = 0,6 M
