20 Bài tập về phản ứng nhiệt phân (2024) có đáp án

Bài tập về phản ứng nhiệt phân

1. Lý thuyết và Phương pháp giải

1.1 Khái niệm

Phản ứng nhiệt phân là phản ứng hóa học, trong đó chất phân hủy thành các chất khác dưới tác dụng của nhiệt độ cao.

1.2 Các trường hợp phản ứng nhiệt phân

Nhiệt phân hiđroxit các bazơ không tan đều bị phân hủy ở nhiệt độ cao

Lưu ý:

+ Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)₂ có mặt trong không khí

+ Với AgOH và Hg(OH)₂ không tồn tại ở nhiệt độ thường

+ Ở nhiệt độ cao thì Ag₂O và HgO tiếp tục bị phân huỷ

Nhiệt phân muối

 - Nhiệt phân muối amoni ($N{H}_4^{+}$)

Tất cả các muối đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi nung nóng. Do cấu trúc của ion $N{H}_4^{+}$ không bền. Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào bản chất của amoni gốc axit trong muối

TH1: Nếu amoni gốc axit trong muối không có tính oxi hoá thì không thuộc phản ứng oxi hoá khử

TH2: Nếu amoni gốc axit trong muối có tính oxi hoá thì sản phẩm của phản ứng không phải là NH₃ và axit tương ứng.

- Nhiệt phân muối nitrat ($N{O}_3^{-}$)

Tất cả các muối Nitrat đều dễ dàng bị nhiệt phân. Nguyên nhân là do cấu trúc của ion $N{O}_3^{-}$ kém bền với nhiệt. Sản phẩm của quá trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả năng hoạt động của kim loại trong muối. Có 3 trường hợp

Lưu ý

•  Ba(NO₃)₂ thuộc trường hợp 2
• Tất cả các phản ứng nhiệt phân muối nitrat đều thuộc phản ứng oxi hoá khử
• Khi nhiệt phân NH₄NO₃
• Khi nhiệt phân muối Fe(NO3)2 trong môi trường không có không khí sẽ dẫn tới phản ứng

- Nhiệt phân muối hidrocacbonat và muối cacbonat

•  Nhiệt phân muối hidrocacbonat (HCO3)
• Tất cả các muối hidro cacbonat đều kém bền và bị nhiệt phân huỷ khi bị đun nóng
• Nhiệt phân muối cacbonat ($C{O}_3^{2-}$)
• Các muối cacbonat không tan đều bị phân huỷ bởi nhiệt
• Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat đều không thuộc phản ứng oxi hoá khử

- Nhiệt phân muối chứa oxi của clo

Tất cả các muối chứa oxi của clo đều kém bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng và phản ứng phân huỷ đều thuộc phản ứng oxi hoá khử

- Nhiệt phân muối sunfat ($S{O}_4^{2-}$)

Nhìn chung các muối sunfat đều khó bị phân huỷ bởi nhiệt so với các muối khác do nguyên nhân liên kết trong ion $S{O}_4^{2-}$ bền. Phản ứng các muối sunfat của các kim loại từ Li đến Ba rất khó bị nhiệt phân. Ở nhiệt độ cao nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng. Các muối sunfat của các kim loại khác bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (>1000 độ C)

- Nhiệt phân muối sunfit ($S{O}_3^{2-}$)

Các muối sunfit đều kém bền nhiệt, dễ bị phân huỷ khi đun nóng

 - Nhiệt phân muối photphat ($P{O}_4^{3-}$) 

Hầu như các muối photphat đều rất bền với nhiệt và không bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao.

1.3 Phương pháp giải

Các bước giải toán:

+ Tính số mol các chất đã cho

+ Viết phương trình hóa học

+ Xác định chất dư, chất hết (nếu có), tính toán theo chất hết

+ Tính khối lượng hoặc thể tích các chất theo yêu cầu đề bài

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Nung nóng 66,2 gam Pb(NO₃)₂ thu được 55,4 gam chất rắn.

a. Tính hiệu suất của phản ứng phân hủy.

b. Tính thể tích các khí thoát ra (đkc) và tỷ khối của hỗn hợp khí so với không khí.

Lời giải:

Phương trình phản ứng

Pb(NO₃)₂ → PbO + 2NO₂ + 1/2 O₂

x                                        2x        1/2x mol

m_NO2 + m_O2 = 46.2x + 32.0,5x = 66,2 – 55,4 ⇒ x = 0,1 mol

a. Khối lượng của Pb(NO₃)₂ phản ứng là: m_Pb(NO3)2 = 0,1.331 = 33,1 gam

Hiệu suất phản ứng thủy phân là: H = 33,1/66,2.100% = 50%

b. Thể tích khí thoát ra: V = (0,1.2 + 0,1/2).22,4 = 5,6 lít

M_tb = (0,2.46 + 0,05.32)/0,25 = 43,2 gam ⇒ d_hh/kk = 43,2/29 = 1,49

Ví dụ 2: Khi nhiệt phân hoàn toàn muối nitrat của kim loại hóa trị 1 thu được 32,4 gam kim loại và 10,08 lít khí (đktc). Xác định công thức và tính khối lượng muối ban đầu.

Lời giải:

Gọi kim loại cần tìm là M ⇒ muối nitrat là: MNO₃

MNO₃ → M + NO₂ + 1/2 O₂

x                x        x        x/2

x + x/2 = 1,5x = 10,08/22,4 = 0,45 ⇒ x = 0,3

M = 32,4/0,3 = 108 ⇒ M là Ag

m_cr = 67,3 – (0,8.46 + 0,2.32) = 24,1 gam

Ví dụ 3: Nung 6,58 gam Cu(NO₃)₂ trong bình kín không chứa không khí, sau một thời gian thu được 4,96 gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Hấp thụ hoàn toàn X vào nước để được 300 ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH bằng

Lời giải:

n_NO2 = 0,03 ⇒ n_HNO3 = 0,03 mol ⇒ CM = 0,1 M ⇒ pH = 1

Ví dụ 4: Phân huỷ hoàn toàn 18,8g muối nitrat của một kim loại hoá trị II, thu được 8g oxit của kim loại đó. Vậy kim loại chưa biết là:

Lời giải:

n_NO2 = 0,2 ⇒ n_M(NO3)2 = 0,1 mol ⇒ M_M(NO3)2 = 18,8/0,1 = 188 ⇒ M = 64 là Cu

Ví dụ 5: 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) đã bị nhiệt phân là:

Lời giải:

n_NO2 = 0,01 mol ⇒ n_Cu(NO3)2 = 0,005 mol ⇒ m_Cu(NO3)2 = 0,94 gam

Ví dụ 6: Nhiệt phân hoàn toàn 4,7 gam muối nitrat của kim loại M thu được 2 gam chất rắn. Công thức của muối là.

Lời giải:

Công thức muối nitrat là M(NO₃)_n; n_NO2 = 0,05 mol ⇒ n_M(NO3)n = 0,05/n

⇒ M_M(NO3)n = 94n ⇒ M = 32n ⇒ M = 64. CT là Cu(NO₃)₂.

3. Bài tập vận dụng

Bài 1: Đốt cháy 5,6g bột Fe trong bình đựng O₂ thu được 7,36g hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Hoà tan hỗn hợp X bằng dung dịch HNO₃ vừa đủ thu được V ml (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO và NO₂ (không còn sản phẩm khử nào khác của N⁺⁵) và dung dịch Z. Tỉ khối của Y so với H₂ bằng 19. Giá trị của V là.

A. 0,336 lít        B. 0,224 lít        C. 0,896 lít        D. 1,008 lít

Lời giải:

Đáp án: C

M_Y = 19.2 = 38; n_NO/n_NO2 = 1/1 = x/x; n_O = (7,36 -5,6)/16 = 0,11 mol;

0,1.3 – 0,11.2 = 3x + x ⇒ x = 0,02 ⇒ V = 0,04.22,4 = 0,896 lít

Bài 2: Đem nung hỗn hợp A gồm: x mol Fe và 0,15 mol Cu, trong không khí một thời gian, thu được 63,2 gam hỗn hợp B, gồm hai kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng. Đem hòa tan hết lượng hỗn hợp B trên bằng dung dịch HNO₃ đậm đặc, thì thu được 0,6 mol NO₂. Trị số của x là:

A. 0,7 mol        B. 0,6 mol        C. 0,5 mol        D. 0,4 mol

Lời giải:

Đáp án: A

n_O = y mol; 56x + 0,15.64 + 16y = 63,2 (1); 3x + 0,15.2 = 2y + 0,6 (2)

Từ 1, 2 ⇒ x = 0,7 và y = 0,9)

Bài 3: Tìm phản ứng nhiệt phân sai:

A. NH₄NO₃ −^tº→ N₂O + 2H₂O

B. 2NaNO₃ −^tº→ 2NaNO₂ + O₂

C. 2AgNO₃ −^tº→ 2Ag + 2NO₂ + O₂

D. 2Fe(NO₃)₂ −^tº→ 2FeO + 4NO₂ + O₂

Lời giải:

Đáp án: D

Bài 4: Nung 67,2g hỗn hợp Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂ sau pư thu được 4,48 lit khí oxi (đktc). Chất rắn sau khi nung có khối lượng là:

A. 64g        B. 24g        C. 34g        D. 46g

Lời giải:

Đáp án: B

m_khí = 0,8.46 + 0,2.32 = 43,2 gam ⇒ m_cr = 67,2 – 43,2 = 24 gam)

Bài 5: Cho 17,7 gam hỗn hợp Cu, Zn, Mg tác dụng với dung dịch HNO₃ dư thu được dung dịch X, cô cạn dung dịch X thu được 67,3 gam muối khan (không có NH₄NO₃). Nung hỗn hợp muối khan này đến khối lượng không đổi thì thu được bao nhiêu gam chất rắn.

A.26, 1        B. 25,1        C. 24,1        D. 23,1

Lời giải:

Đáp án: C

n_NO3^- = (67,3 -17,7)/62 = 0,8 mol; n_NO2 = 0,8 mol ⇒ n_O2 = 0,2 mol

m_cr = 67,3 – (0,8.46 + 0,2.32) = 24,1 gam)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác:

20 Bài tập về phản ứng tráng gương (tráng bạc) (2024) có đáp án

20 Bài tập về phản ứng thế (2024) hay, có đáp án

20 Bài tập về phản ứng oxi hóa - khử (2024) có đáp án

20 Bài tập về phản ứng hóa hợp (2024) có đáp án

Lí thuyết về phân loại phản ứng hóa học (2024) hay, chi tiết nhất