Học giỏi Hóa lớp 12 Bài Kim loại tác dụng với acid có tính oxy hóa – HocHay

Kim loại + HNO₃/H₂SO_{4 đặc} → muối + sản phẩm khử + H₂O

– Kim loại tác dụng với HNO₃ và H₂SO₄ đặc sinh ra muối có số oxi hóa cao nhất

– Hầu hết các kim loại đều tác dụng (trừ Au, Pt)

– Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong HNO₃ đặc nguội và H₂SO₄ đặc nguội

Sản phẩm khử :

+ NO₂ : khí màu nâu

+ NO : khí không màu, hóa nâu trong không khí

+ N₂O : khí không màu, gây cười

+ N₂ : khí không màu

+ NH₄NO₃ : muối tan trong dung dịch

Sản phẩm khử của N⁺⁵ tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của dung dịch axit. Thông thường thì dung dịch đặc tạo NO_2, loãng tạo NO, kim loại có tính khử càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu.

+ Đề cho là sinh ra một sản phẩm khử duy nhất là một trong các khí sau: NO, NO_2, N₂O, N₂ thì sẽ không có NH₄NO₃.

+ Nếu đề cho thêm dữ kiện cho NaOH vào dung dịch sau phản ứng thấy có khí mùi khai thoát ra => trong dung dịch còn có thêm NH₄NO₃.

+ Nếu đề không nói sinh ra khí gì (không hiện tượng) thì chắc chắn có tạo NH₄NO₃.

+ Nếu đề cho sản phẩm khử là các khí, lại vừa cho khối lượng kim loại và vừa cho khối lượng muối thì cẩn thận, từ khối lượng kim loại tính xem khối lượng muối nitrat do kim loại tạo là bao nhiêu, nếu lớn hơn khối lượng muối đề cho => có thêm NH₄NO₃.

+ Khi đề cho Zn, Mg hoặc Al tác dụng với HNO₃ thì cần chú ý có sinh ra muối NH₄NO₃ không.

n_{NO3−tạo muối} = n_{e cho}

m_muối = m_{kim loại} + m_NO3 = m_{kim loại} + 62.n_{e cho}

Bảo toàn nguyên tố H: n_H+ = 2n_H2 hay n_H+ = 4n_NH4 +2n_H2O

Bảo toàn nguyên tố N: n_HNO3 = n_NO − 3n_{NO3 −trong muối} + n_{N trong sản phẩm khử}

n_{HNO3 phản ứng} = 2n_NO2 + 4n_NO + 10n_N2O + 12n_N2 + 10n_NH4NO3

Nếu có hỗn hợp kim loại chứa Fe phản ứng với axit, sau phản ứng còn dư kim loại thì muối sắt thu được là muối Fe(II)

Dung dịch chứa đồng thời ion H⁺ và NO⁻³ có tính oxi hóa tương tự dung dịch axit HNO₃

– SO₂ : khí mùi sốc (mùi hắc)

– S : kết tủa vàng

– H₂S : khí mùi trứng thối

Sử dụng các định luật bảo toàn

Các công thức cần nhớ

nSO42− = necho2

m_muối = m_{kim loại} + m_SO4 = m_{kim loại} + 96n_SO2

Bảo toàn nguyên tố S: ốảẩửnH2SO4=nSO42−trongmuối+nStrongsảnphẩmkhử

Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác  dụng với hỗn hợp axit thì dùng định luật bảo toàn mol electron và phương pháp ion–e để giải cho nhanh. So sánh tổng số mol electron cho và nhận để biện luận xem chất nào hết, chất nào dư.

Khi hỗn hợp kim loại trong đó có Fe tác dụng với H₂SO₄ đặc nóng hoặc HNO₃ cần chú ý xem kim loại có dư không. Nếu kim loại (Mg → Cu) dư thì có phản ứng kim loại khử Fe³⁺ về Fe²⁺.

Ví dụ: Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺

Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺ + 2Fe²⁺

Khi hòa tan hoàn hoàn hỗn hợp kim loại trong đó có Fe bằng dung dịch HNO₃ mà thể tích axit cần dùng là nhỏ nhất → muối Fe²⁺

Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ ưu tiên phản ứng trước

 Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng muối trong dung dịch, ta áp dụng công thức sau:

m _muối = m _cation + m _{anion tạo muối} = m _{kim loại} + m _{anion tạo muối}

(m _{anion tạo muối} = m _{anion ban đầu} – m anion tạo khí)

Cần nhớ một số các bán phản ứng sau:

2H+ + 2e → H₂

NO^3- + e + 2H⁺ → NO²⁺ H2O

SO4^2– + 2e + 4H⁺ → SO² + 2H₂O

NO^3- + 3e + 4H⁺ → NO + 2H₂O

SO₄^2– + 6e + 8H⁺ → S + 4H₂O

2NO^3- + 8e + 10H⁺ → N₂O + 5H₂O

SO₄^2– + 8e + 10H⁺ → H₂S + 4H₂O

2NO^3- + 10e + 12H⁺ → N₂ + 6H₂O

NO^3- + 8e + 10H⁺ → NH₄⁺ + 3H₂O

 Cần nhớ số mol anion tạo muối và số mol axit tham gia phản ứng:

ạốnSO42−tạomuối = necho2 ; ạốnNO−3tạomuối=necho

n_H2SO4 = 2.n_SO2 + 4.n_S + 5.n_H2S

n_HNO3 = 2.n_NO2 + 4.n_NO + 10.n_N2O + 12.n_N2

Trung tâm tiếng Anh online HocHay: https://hochay.com/hoa-lop12/hoa-lop-12-chuong-5-bai-3-kim-loai-tac-dung-voi-acid-co-tinh-oxy-hoa-hochay-831.html

#HocHay #hocgioihoa12 #hoalop12 #hochoalop12 #ontaphoalop12 #baitaphoalop12 #huongdangiaibaitaphoa12 #giaibaitaphoalop12 #lythuyethoalop12 #thanhhuyenhochay #VietNam