Lý thuyết Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O và bài tập có đáp án

Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + NH4NO3 + H2O là phương trình phản ứng oxi hóa khử Mg tác dụng HNO₃ sản phẩm khử sinh ra NH₄NO₃. Sau đây, TPHT Chuyên Lam Sơn hướng dẫn các bạn viết phương trình và cân bằng phản ứng kèm theo các dạng bài tập chi tiết trong bài viết dưới đây

Tham khảo thêm:

Nội Dung

Phương trình phản ứng Mg tác dụng HNO3 loãng:

3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Điều kiện phản ứng Mg + HN03: Dung dịch HNO3 loãng dư.

Cách thực hiện phản ứng Mg + HN03: Cho kim loại magie tác dụng với dung dịch axit nitric

Hiện tượng nhận biết phản ứng Mg + HN03: Kim loại tan dần tạo thành dung dịch không màu và khí không màu thoát ra.

Cân bằng phương trình Mg + HNO3→ Mg(NO3)2 + NO + H2O bằng phương pháp cân bằng electron:

Mg⁰ + HN⁺⁵O₃ → Mg⁺²(NO₃)₂ + N⁺²O ↑ + H₂O

3Mg + 2HNO₃ → 3Mg(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Sau đó thêm 6 gốc NO₃^–(trong đó N không thay đổi số oxi hóa) nghĩa là tất cả có 8HNO₃

Cuối cùng ta có:

3Mg + 8HNO₃ → 3Mg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Các bước cân bằng phản ứng oxi hoá – khử theo phương pháp thăng bằng electron

Bước 1: Xác định số oxi hoá của những nguyên tố thay đổi số oxi hoá.

Bước 2: Viết quá trình oxi hoá và quá trình khử, cân bằng mỗi quá trình:

Dấu “+e” đặt bên có số oxi hoá lớn.
Số e = số oxi hoá lớn – số oxi hoá bé.
Nhân cả quá trình với chỉ số của nguyên tố thay đổi số oxi hoá nếu chỉ số khác 1 (với các đơn chất có thể chấp nhận giữ nguyên chỉ số).

Bước 3. Tìm hệ số thích hợp sao cho tổng số e cho bằng tổng số e nhận:

Tìm bội chung nhỏ nhất của số e nhường và nhận.
Lấy bội chung nhỏ nhất chia cho số e ở từng quá trình được hệ số.

Bước 4. Đặt hệ số của chất oxi hoá và chất khử vào sơ đồ phản ứng và kiểm tra lại.

Phương trình ion thu gọn của Mg + HNO₃ loãng

Phương trình ion

3Mg + 8H⁺ + 5NO₃^– → 3Mg²⁺ + 3NO₃^–+ 2NO + 4H₂O

Phương trình ion thu gọn:

3Mg + 8H⁺ + 5NO₃⁻ → 3Mg²⁺ + NO + 4H₂O

Axit Nitric tác dụng với kim loại

Axit nitric tác dụng với kim loại trừ Au và Pt tạo muối và nhiều sản phẩm oxi hóa khác nhau như NO₂, NO, N₂O ,N₂, NH₄NO₃

Sản phẩm khử của N⁺⁵ sinh ra tùy thuộc vào độ mạnh yếu của kim loại và nồng độ của dung dịch axit, thông thường thì:

Dung dịch HNO₃ đặc tác dụng với kim loại → NO₂;

Dung dịch HNO₃ loãng tác dụng với kim loại khử yếu (như: Cu, Pb, Ag,..) → NO;

Dung dịch HNO₃ loãng tác dụng với kim loại mạnh (như: Al, Mg, Zn,…) thì N bị khử xuống mức càng sâu → (N₂, N₂O, NH₄NO₃).

Cách phân biệt các khí sản phẩm sinh ra N₂O là khí gây cười

N₂ không duy trì sự sống, sự cháy NO₂ có màu nâu đỏ

NO khí không màu nhưng bị oxit hóa thành NO₂ màu nâu đỏ

NH₄NO₃ không sinh ra ở dạng khí, khi cho kiềm vào kim loại thấy có mùi khai amoniac NH₃

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₃ + H₂O

Bài tập phản ứng Mg + HN03

Câu 1. Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl₃. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Giá trị của m là

Giải:

Xét 2 trường hợp:

Trường hợp 1: Sau phản ứng Mg còn dư. Chỉ có phản ứng (1) khối lượng chất rắn thu được là Fe vào Mg dư

n_Fe= n_FeCl3 = 0,12 mol => m_Fe = 0,12 . 56 = 6,72g > 3,36 (loại)

Trường hợp 2: Xảy ra 2 phản ứng (1) và (2) (khi Mg hết FeCl₃ còn sẽ tác dụng tiếp với Fe)

Gọi số mol của Mg là: n_Mg = a mol

3Mg + 2FeCl₃ → 3MgCl₂ + 2Fe (1)

a ———> 2a/3 —————-> 2a/3

Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂(2)

2a/3 – 0,06 –> 2 (2a/3 – 0,06)

n_{Fe dư sau pư 2} = 3,36 : 56 = 0,06 mol => n_{Fe (pư2)}= (2a/3 – 0,06) mol

Theo phương trình phản ứng 1: 2n_FeCl3= 2a/3 + 2(2a/3 – 0,06) = 0,12 mol

=> a = 0,12 mol

=> m = 0,12 . 24 = 2,88 g

Câu 2. Dung dịch nào dưới đây khi phản ứng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, thu được kết tủa trắng?

A. Ca(HCO₃)₂.

B. FeCl₃.

C. AlCl₃.

D. H₂SO₄.

Giải:

A đúng vì Ca(HCO₃)₂+ 2NaOH → CaCO₃↓ trắng + Na₂CO₃ + 2H₂O

B sai vì Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ: FeCl₃+ 3NaOH → Fe(OH)₃ ↓ + 3NaCl

C sai vì không thu được kết tủa: Al³⁺ + 4OH^– dư → AlO_2- + 2H₂O

D sai vì không có kết tủa: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

Câu 3. Cho 1,38 g hổn hợp Al, Fe tác dụng với dung dịch hổn hợp H₂SO₄ đặc và HNO₃ đặc, đun nóng thu được hổn hợp khí gồm 0,063 mol NO₂ và 0,021 mol SO₂. Nếu cho hổn hợp kim loại trên tác dụng với dung dịch HCl có dư thì số mol khí H₂ sinh ra là bao nhiêu?

Giải:

Gọi số mol Al, Fe trong hỗn hợp là x, y

m_hh = 27x + 56y = 1,38 (g) (1)

Al⁰ → Al⁺³ + 3e N⁺⁵ + 1e → N⁺⁴

x → 3x 0,063 ← 0,063

Fe0 → Fe⁺³ + 3e S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

y → 3y 0,042 ← 0,021

Áp dụng bảo toàn e: 3x + 3y = 0,063 + 0,042 = 0,105 (mol) (2)

Từ (1) và (2) → x = 0,02; y = 0,015

+) Hỗn hợp kim loại + HCl dư:

Al⁰ → Al⁺³+ 3e 2H⁺+ 2e → H₂

0,02 → 0,06 0,09 → 0,045

Fe⁰ → Fe⁺² + 2e

0,015 → 0,03

n_{e nhường}= 0,06 + 0,03 = 0,09 => n_H2 = 0,09/2 = 0,045 mol

Câu 4. Cho từng chất: Fe, FeO, Fe(OH)2, Fe(OH)₃, Fe₃O₄, Fe₂O₃, Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, FeSO₄, Fe₂(SO₄)₃, FeCO₃ lần lượt phản ứng với HNO₃ đặc, nóng. Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hoá – khử là

Giải:

Các chất có phản ứng oxi hóa- khử là: Fe, FeO, Fe(OH)₂, Fe₃O₄, Fe(NO₃)₂, FeSO₄, FeCO₃.

Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃+ 3NO₂ ↑ + 3H₂O

FeO + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

Fe(OH)₂ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 3H₂O

Fe₃O₄+ 10HNO₃ → 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O

Fe(NO₃)₂ + 2HNO₃→ Fe(NO₃)₃ + NO₂ + H₂O

FeSO₄ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃+ H₂SO₄+ NO₂ + H₂O

FeCO₃ + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + CO₂ + NO₂ + 2H₂O

Câu 5. Cho 0,896 lít CO₂ hấp thụ hết vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)₂ 0,12M thu được m gam kết tủa. Giá trị m là:

Giải:

n_CO2= 0,04 mol; n_OH– = 0,06 mol

Có: 1 < n_OH/n_CO2 = 1,5<2

=>Tạo 2 muối là CO₃(2-) (x mol) và HCO₃(-) (y mol)

Ta có:

x + y = 0,042 (1)

x + y = 0,06 (2)

Giải hệ phương trình (1), (2)

<=> x = y = 0,02

=>n_BaCO3= n_CO3(2-)= 0,02 mol

=>m_BaCO3= 3,94 g

Câu 6. Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B thuộc phân nhóm chính nhóm II, ở 2 chu kỳ liên tiếp. Cho 2,56 gam X tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít khí H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng muối khan thu được là

Giải:

Phương trình phản ứng: R + 2HCl → RCl₂ + H₂

Ta có n_HCl = 2n_H2 = 0,2 mol

m_muối = m_{kim loại} + m_Cl– = 2,56 + 0,2. 35,5 = 9,66 gam.

Câu 7. Trong một cốc nước có chứa 0,03 mol Na⁺; 0,01 mol Ca²⁺; 0,01 mol Mg²⁺; 0,04 mol HCO₃^–; 0,01 mol Cl-; 0,01 mol SO₄^2-. Nước trong cốc thuộc loại

Giải:

Đun nóng dung dịch:

2HCO₃– → CO₃^2-+ CO₂+ H₂O

0,04 → 0,02 (mol)

Ta thấy Ca²⁺ và Mg²⁺ bị kết tủa hết:

Ca²⁺ + CO₃^2-→ CaCO₃↓

0,01 → 0,01

Mg²⁺ + CO₃^2-→ MgCO₃ ↓

0,01 → 0,01

Vậy nước cứng bị mất tính cứng khi đun nóng nên là nước cứng tạm thời.

Câu 8. Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 9,75 gam FeCl₃. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,68 gam chất rắn. Giá trị của m là :

Giải: