CHUYÊN ĐỀ: NHIỆT PHÂN MUỐI NITRAT KIM LOẠI

I. KIẾN THỨC CẦN NHỚ a. Muối nitrat của kim loại trước Mg: Tạo muối nitrit và O2: 2M(NO3)n 2M(NO2)n + nO2 Ví dụ: 2KNO3 2KNO2 + O2 Ca(NO3)2    Ca(NO2)2 + O2 b. Muối nitrat của kim loại từ Mg đến Cu: Tạo oxit, NO2 và O2: 4M(NO3)n 4M(NO2)n +4nNO2 + 2O2    Ví dụ: 2Mg(NO3)2    2MgO + 4NO2 + O2 4Fe(NO3)3    2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2. Chú ý: 2Ba(NO3)2 2BaO + 4NO2 + O2. 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2. Muối nitrat của kim loại sau Cu: Tạo kim loại, NO2 và O2: 2M(NO3)3 2M + 2n NO2 + nO2               Ví dụ: 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 Các phương pháp thường dùng khi giải nhiệt phân muối nitrat. - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng - Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng - Giải câu tập bằng phương pháp đặt ẩn, lập hệ phương trình rồi giải - Biện luận.  II. BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1: Nhiệt phân 6,58 gam muối Cu(NO3)2 thu được 4,96 gam chất rắn và toàn bộ khí thoát ra được hấp thụ vào nước tạo ra 300 ml dung dịch A. Tính pH của dung dịch A. Giải: Phản ứng nhiệt phân: 2Cu(NO3)2    2CuO + 4NO2 + O2 Phản ứng hợp nước: 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 Cách 1: Gọi x, y lần lượt là số mol của Cu(NO3)2 đã nhiệt phân và chưa bị nhiệt phân: 188(x + y) = 6,58 gam (1) 80x + 188y = 4,96 gam (2) Từ (1, 2) ta có: x = 0,015 mol; y = 0,02 mol Cách 2: Phương pháp tăng giảm khối lượng Dễ dàng có hiệu số chênh lệch khối lượng trước và sau phản ứng chính là khối lượng khí sinh ra do nhiệt phân nên nếu gọi z là số mol NO2 sinh ra thì:

mt - ms = mNO2 + mO2 6,58 – 4,96 = 46z + 32. z = 0,03 mol

(Từ đó ta cũng tính được kết quả giống 2 cách trên) Vậy nHNO3 = 0,03 mol [H+] = 0,1M pH = 1 Câu 2: Trong một bình kín dung tích 1 lit chứa N2 ở 27,30C và 0,5 atm. Thêm vào bình 9,4 gam một muối kim loại M. Nhiệt phân hết muối rồi đưa nhiệt độ bình về 136,50C áp suất trong bình là p, chất rắn còn lại là 4 gam. a. Xác định công thức muối nitrat b. Tính p, cho rằng thể tích chất rắn không đáng kể. Giải: a. Khi nhiệt phân muối có thể xảy ra 3 trường hợp: - Đối với muối kim loại trước Mg trong dãy điện hoá: 2M(NO3)n 2M(NO2)n + n.O2 Ta có: 5,4M = n(62.4 – 9,4.46) M = -34n (loại)

1

- Đối với muối mà oxit của kim loại dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao: 2M(NO3)n 2M + 2nNO2 + nO2 Ta có: M = 45,92n. Không có kim loại thoả mãn. - Đối với kim loại còn lại: 4M(NO3)n 2M2On + 4nNO2 + nO2 Ta có: M = 32n. Nghiệm phù hợp là n = 2, M = 64 (Cu) nmuối = b. 2Cu(NO3)2    2CuO + 4NO2 + O2

     1 mol                            2 mol    0,5 mol       0,05 mol                             0,1 mol 0,025 mol nN2 trước khi nhiệt phân muối = Sau khi nhiệt phân muối, số mol khí là: 0,02 + 0,1 + 0,025 = 0,175 mol P = Câu 3: Nung 302,5 gam muối Fe(NO3)3 một thời gian rồi dừng lại và để nguội. Chất rắn X còn lại có khối lượng 222 gam. a.Tính khối lượng của muối đã phân huỷ b.Tính thể tích các khí thoát ra. Giải: 4Fe(NO3)3    2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2. Cứ 1 mol Fe(NO3)3 phản ứng, khối lượng chất rắn giảm 242 – 81 = 162 gam Vậy x mol Fe(NO3)3 phản ứng, khối lượng chất rắn giảm 302,5 – 222 = 80,5 gam      x = a. Khối lượng muối đã phân huỷ: = 0,5.242 = 121 gam b. Dễ dàng tính được: nNO2 = 1,5 mol; nO2 = 0,375 mol Tổng số mol chất khí thoát ra là: 1,5 + 0,375 = 1,875 mol Thể tích chất khí thoát ra là: V = 1,875.22,4 = 42 lit. Câu 4: Nhiệt phân 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO3)2 và Mg(NO3)2 đến khối lượng không đổi thì sau phản ứng phần rắn giảm 3,24 gam. Xác định % mỗi muối trong hỗn hợp đầu. Giải: 2Mg(NO3)2    2MgO + 4NO2 + O2 2Cu(NO3)2    2CuO + 4NO2 + O2 Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg(NO3)2 và Cu(NO3)2 (x, y > 0) 148x + 188y = 5,24 (1) 46(2x + 2y) + 32( ) = 3,24 (2) Từ (1, 2) ta được: x = 0,01; y = 0,02. Từ đó tìm ra kết quả. Câu 5: Nung nóng 111 gam hỗn hợp hai muối NaNO3 và Cu(NO3)2 cho đến khi phản ứng xảy ra xong. Chất rắn còn lại cân nặng 53,8 gam. Tính tỉ lệ phần trăm về khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp. Giải: Gọi x, y lần lượt là số mol của NaNO3 và Cu(NO3)2 trong hỗn hợp: 85x + 188y = 111 (1) 2NaNO3 2NaNO2 + O2

2Cu(NO3)2    2CuO + 4NO2 + O2 80x + 69y = 53,8 (2) Từ (1, 2) ta có: x = 0,2 mol; y = 0,5 mol. Dễ dàng tính được %NaNO3 = 15,3% và %Cu(NO3)2 = 84,7% Câu 6: Nung hỗn hợp X gồm FeCO3 và Fe(NO3)2 trong bình kín không chứa không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1 chất rắn duy nhất và hỗn hợp A chứa 2 chất khí. Tính % khối lượng của FeCO3 trong hỗn hợp trước khi nung và tính dA/không khí Giải: 4Fe(NO3)2 2Fe2O3 + 8NO2 + O2. 4FeCO3 + O2    2Fe2O3 + 4CO2 Chất rắn duy nhất là Fe2O3, 2 khí là NO2 và CO2, không còn O2 Fe(NO3)2 + FeCO3 Fe2O3 + 2NO2 + CO2 Chọn số mol các muối đều là 1 mol

2

%FeCO3 =

dA/kk = II. CÂU TẬP TỰ LUYỆN Tự luận.Câu 1: Nhiệt phân 16,2g AgNO3 một thời gian thu được hỗn hợp khí có tổng hkối lượng 6,2gam. Tính khối lượng Ag tạo ra trong phản ứng trên                           ĐS: 5,4g Câu 2: Nhiệt phân 9,4 gam Cu(NO3)2 một thời gian thu được 7,24 g chất rắn. Tính hiệu suất của phản ứng nhiệt phân                                                                          ĐS: 20% Câu 3: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Pb(NO3)2 và AgNO3 thu được 12,32 lít hỗn hợp khí Y. Sau khi làm lạnh hỗn hợp Y để hoá lỏng NO2 thì còn lại một khí với thể tích là 3,36 lít. Tính thành phần % khối lượng các muối có trong hỗn hợp X. Biết thể tích các khí được đo ở đktc. Câu 4: Nhiệt phân 29,78g hỗn hợp gồm Al(NO3)3 và AgNO3 được 8,4 lít hỗn hợp khí đktc và chất rắn A. a)  Viết phương trình phản ứng xảy ra. b)  Tính phần trăm các chất trong hỗn hợp đầu. c) Nếu cho chất rắn trên tác dụng với HNO3 (l) thì thu được bao nhiêu lít khí NO(đktc) Câu 5: Nung nóng hoàn toàn 37,6 gam muối nitrat của kim loại M có hoá trị không đổi thu được 16 gam chất rắn là oxit kim loại và hỗn hợp khí.    a) Xác định công thức của muối nitrat.    b) Lấy 12,8 gam kim loại M tác dụng với 100 ml hỗn hợp HNO3 1M, HCl 2M, H2SO4 2M thì thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính V. Câu 6: Nung nóng hoàn toàn 37,6 gam muối nitrat của kim loại M có hoá trị không đổi thu được 16 gam chất rắn là oxit kim loại và hỗn hợp khí.    a) Xác định công thức của muối nitrat.    b) Lấy 12,8 gam kim loại M tác dụng với 100 ml hỗn hợp HNO3 1M, HCl 2M, H2SO4 2M thì thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Tính V. Câu 7: Hỗn hợp X gồm: Cu(NO3)2; Mg(NO3)2; Fe(NO3)3 nặng 100 gam. nhiệt phân hoàn toàn X thu được bao nhiêu gam chất rắn .Biết trong X, khối lượng oxi chiếm 67,2%.Câu 8: Nung nóng 4,43 gam hỗn hợp NaNO3 và Cu(NO3)2 đến phản ứng hoàn toàn thu được khí A có tỉ khối so với H2 bằng 19,5.a.Tính thể tích khí A (đktc).b.Tính khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu.c.Cho khí A hấp thụ vào 198,92 ml nước thu được dung dịch B và còn lại khí C bay ra. Tính nồng độ % của dung dịch B và thể tích khí C ở đktc.Câu 9:Nung nóng 302,5 gam muối Fe(NO3)3 một thời gian rồi ngừng lại và để nguội. Chất rắn X còn lại có khối lượng là 221,5 gam.a.Tính khối lượng muối đã phân hủy.b.Tính thể tích các khí thoát ra (đktc). c.Tính tỉ lệ số mol của muối và oxit có trong chất rắn X.Câu 10:Nung 27,25g hỗn hợp 2 muối NaNO3 và Cu(NO3)2 khan thu được một hỗn hợp khí A. Dẫn toàn bộ khí A vào 89,2ml nước thì thấy có 1,12 lít khí ở đktc không bị nước hấp thụ. a. Tính %m mỗi muối.b. Tính CM và C% của dung dịch tạo thành, coi thể tích dung dịch không đổi và lượng oxi tan trong nước là không đáng kể.

Trắc nghiệm.Câu 1: Nhiệt phân hoàn toàn KNO3 thu được các sản phẩm là: A. KNO2, NO2, O2.              B. KNO2, NO2                    C. KNO2, O2.             D. K2O, NO2, O2.             Câu 2: Nhiệt phân hoàn toàn Cu(NO3)2 thu được các sản phẩm là: A. Cu(NO2)2, NO2.                  B. Cu, NO2, O2.          C. CuO, NO2, O2.                  D. CuO, NO2.        Câu 3: Nhiệt phân hoàn toàn AgNO3 thu được các sản phẩm là: A. Ag2O, NO2, O2.                 B. Ag, NO2.                 C. Ag2O, NO2.                   D. Ag, NO2, O2.      Câu 4: Nung 9,4 gam một muối nitrat của một kim loại có hoá trị bền cao nhất đến khối lượng không đổi được 4 gam chất rắn. Xác định kim loại A.Mg          B. Fe        C. Cu           D. Ag

3

Câu 5: Nhiệt phân hoàn toàn R(NO3)2 thu được 8 gam oxit kim loại và 5,04 lít hỗn hợp khí X. Khối lượng của hỗn hợp khí X là 10 gam. Công thức của muối X là: A. Fe(NO3)2.                 B. Mg(NO3)2.                  C. Cu(NO3)2.                                 D. Zn(NO3)2 . Câu 7: Nhiệt phân hoàn toàn 18,8 gam muối nitrat của kim loại M (hoá trị II), thu được 8 gam oxit tương ứng. Kim loại M là: A. Mg.                     B. Cu.                         C. Zn.                          D. Ca. Câu 8: Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 một thời gian rồi dừng lại, làm nguội và đem cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu. Khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bị nhiệt phân là: A. 1,88 gam.                            B. 9,4 gam.                             C. 0,47 gam.                            D. 0,94 gam. Câu 9: Nung nóng 27,3 gam hh X gồm NaNO3 và Cu(NO3)2 được hh khí Y .Hấp thụ Y vào H2O dư được dd Z và có 1,12 lít khí (đktc) không bị hấp thụ thoát ra .Tính phần tăm khối lượng của NaNO3 trong X(các pứ xảy ra hoàn toàn) ? A. 31,13%     B. 68,87%       C. 68,78%        D. Đáp án khác Câu 10: Hỗn hợp X khối lượng 21,52 gam gồm kim loại hoá trị 2 (không phải là kim loại mạnh) và muối nitrat của nó . Nung X trong bình kín đến hoàn toàn được chất rắn Y. Biết Y pứ vừa hết với 600ml dd H2SO4 0,2 M và Y cũng pứ vừa hết được với 380 ml dd HNO3 nồng độ 1,333 M tạo NO. Xác định kim loại A. Cu           B. Pb        C. Mg           D. Đáp án khác Câu 11: Cho m gam bột Cu vào dd AgNO3 .Sau khi pứ xong thu được dd X và 49,6 gam chất rắn Y.Cô cạn X lấy chất rắn thu được đem nhiệt phân đến hoàn toàn thu được 16 g chất rắn Z. Tính m? A. 18,4 g        B. 19,2 g        C. 24 g        D. Đáp án khác Câu 12: Nung 16,39 gam chất rắn X gồm KCl, KClO3, KNO3 đến khối lượng không đổi được chất rắn Y và 3,584 lít (đktc) khí Z.Cho Y vào dd AgNO3 dư thì được 20,09 gam kết tủa. Tính khối lượng của KClO3 trong X? A. 4,9 gam       B. 7,35 gam        C. 6,3 gam       D. Đáp án khác Câu 13.Nhiệt phân hoàn toàn 9,4g một muối nitrat kim loại thu được 4g một chất rắn. Công thức muối đã dùng: A. NH4NO3 B. HNO3 C. Cu(NO3)2 D. Fe(NO3)3

Câu 14.Đem nung một khối lượng Cu(NO3)2 sau một thời gian dừng lại, làm nguội, rồi cân thấy khối lượng giảm 0,54g. Vậy khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bị nhiệt phân là:

A. 0,5g. B. 0,49g. C. 9,4g D. 0,94gCâu 15. Nhiệt phân hoàn toàn 4,7 gam muối nitrat của kim loại M thu được 2 gam chất rắn. Công thức của muối là: A. Pb(NO3)2. B. Fe(NO3)2. C. Cu(NO3)2. D. AgNO3.Câu 16.Phân huỷ hoàn toàn 18,8g muối nitrat của một kim loại hoá trị II, thu được 8g oxit của kim loạiđó. Vậy kim loại chưa biết là:A. Mg B. Zn C. Cu D. SnCâu 17.(ĐHB-2011): Hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 và AgNO3. Thành phần % khối lượng của nitơ trong X là 11,864%. Có thể điều chế được tối đa bao nhiêu gam hỗn hợp ba kim loại từ 14,16 gam X?

A. 10,56 gam B. 7,68 gam C. 3,36 gam D. 6,72 gamCâu 18.Nung m gam hỗn hợp X gồm Zn(NO3)2 và NaNO3 ở nhiệt độ cao đến phản ứng hoàn toàn thu được 8,96 lít hỗn hợp khí Y (đktc). Cho khí hấp thụ vào nước thu được 2 lít dung dịch Z và còn lại thoát ra 3,36 lít khí (đktc). Tính pH của dung dịch Z. A.pH = 0 B. pH = 1 C. pH = 2 D. pH =3Câu 19.Nung hoàn toàn m gam Cu(NO3)2 thu được hỗn hợp khí NO2 và O2. Hấp thụ hoàn toàn lượng khí đó bằng nước thu được 2 lít dung dịch có pH = 1,0. Tính m.

A.9,4 gam B. 14,1 gam C. 15,04 gam D. 18,8 gamCâu 21.Nhiệt phân hoàn toàn R(NO3)2 thu được 8 gam oxit kim loại và 5,04 lít hỗn hợp khí X (NO 2 và O2). Khối lượng của hỗn hợp khí X là 10 gam. Xác định công thức của muối X. A. Fe(NO3)2 B. Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 D. Zn(NO3)2 .Câu 22. Đem nhiệt phân hoàn toàn a mol Fe(NO3)2 thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng T1. Nhiệt phân hoàn toàn a mol Fe(NO3)3 thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng T2. Biểu thức nào dưới đây là đúng :A.T1 = 0,972T2 B.T1 = T2 C.T2 = 0,972T1

D.T2 = 1,08T1

4