1.3. Bài toán Fe, Cu, CuO, Fe(OH)n, FexOy tác dụng với HNO3

13/12/2021
Đăng bởi Nhật Tài

A. Định hướng tư duy

Với dạng bài toán này ngoài việc vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn (đặc biệt là bảo toàn e) chúng ta cần sử dụng tư duy phân chia nhiệm vụ H+ theo các phương trình phản ứng sau:

          Những phương trình quan trọng cần nhớ (thuộc lòng).

$(1).\,\,\,2HN{{O}_{3}}+e\xrightarrow{{}}NO_{3}^{-}+N{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O$

$(2).\,\,\,4HN{{O}_{3}}+3e\xrightarrow{{}}3NO_{3}^{-}+NO+2{{H}_{2}}O$

$(3).\,\,\,10HN{{O}_{3}}+8e\xrightarrow{{}}8NO_{3}^{-}+{{N}_{2}}O+5{{H}_{2}}O$

$(4).\,\,\,10HN{{O}_{3}}+8e\xrightarrow{{}}8NO_{3}^{-}+N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}+3{{H}_{2}}O$

$(5).\,\,\,12HN{{O}_{3}}+10e\xrightarrow{{}}10NO_{3}^{-}+{{N}_{2}}+6{{H}_{2}}O$

$(6).\,\,\,2HN{{O}_{3}}+{{O}^{2-}}\xrightarrow{{}}2NO_{3}^{-}+{{H}_{2}}O$

$(7).\,\,\,HN{{O}_{3}}+O{{H}^{-}}\xrightarrow{{}}NO_{3}^{-}+{{H}_{2}}O$

Lưu ý: Số mol $NO_{3}^{-}$ (ở bên phải các phương trình) chạy vào trong các muối.

B. Ví dụ minh họa

Câu 1: Cho một luồng khí CO đi qua ống sử đựng m gam Fe2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 10,44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Hòa tan hết X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 4,368 lít NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính m

A. 12                      B. 8                            C. 20                         D. 24

*** Định hướng tư duy giải:

$\xrightarrow{{}}10,44\left\{ \begin{align} & Fe:a(mol) \\ & O:b(mol) \\ \end{align} \right.$$\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & 56a+16b=10,44 \\ & \xrightarrow{BTE}3a=2b+0,195 \\ \end{align} \right.$$\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & a=0,15 \\ & b=0,1275 \\ \end{align} \right.$

$\xrightarrow{BTNT,Fe}m=0,075.160=12(gam)$

*** Giải thích tư duy:

Bài toán này chúng ta vận dụng định luật BTE cho cả quá trình bằng cách tách hỗn hợp ban đầu ra thành Fe và O. Khi đó chất khử là Fe còn chất oxit hóa là O và N+5


Câu 2: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe2O3 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Giá trị của m là

A. 97,5                   B. 137,1                     C. 108,9                    D. 151,5

*** Định hướng tư duy giải:

$\xrightarrow{{}}61,2-2,4=58,8$$\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & 64a+232b=58,8 \\ & 2a=2b+0,45 \\ \end{align} \right.$$\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & a=0,375 \\ & b=0,15 \\ \end{align} \right.$ $\xrightarrow{{}}Y\left\{ \begin{align} & Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}:0,45 \\ & Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}:0,375 \\ \end{align} \right.$$\xrightarrow{BTKL}m=151,5(gam)$

*** Giải thích tư duy:

Bài toán nhìn thấy có kim loại Cu dư nên muối cuối cùng chỉ là Cu2+ và Fe2+. Ta chỉ xét phần bị tan là 58,8 gam khi đó chất khử là Cu và chất oxi hóa là Fe3+ và N+5. Ở đây tôi đặt số mol Cu và Fe3O4 lần lượt là a và b.


Trên đây là trích một phần lý thuyết. Để xem đầy đủ Phương Pháp Giải Nhanh Bài Tập (Lý thuyết, Bài tập, Hướng dẫn giải), bạn có thể tải file bên dưới.