40 Bài tập kim loại tác dụng với HNO3 (2024) có đáp án

Bài tập kim loại tác dụng với HNO₃

1. Lí thuyết và phương pháp giải

1.1 Kim loại tác dụng với HNO₃

- HNO₃ phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối nitrat + H₂­O và sản phẩm khử của N⁺⁵ (NO₂, NO, N₂O, N₂ và NH₄NO₃).
- Thông thường : HNO₃ loãng → NO , HNO₃ đặc → NO₂ .

- Với các kim loại có tính khử mạnh : Mg, Al, Zn,… HNO₃ loãng có thể bị khử đến N₂O, N₂, NH₄NO₃.

Cu + 4HNO₃ (đặc)→ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Fe + 4HNO₃ loãng → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O  

* Chú ý : Fe, Al, Cr bị thụ động trong dung dịch HNO₃ đặc, nguội do tạo màng oxit bền, bảo vệ kim loại khỏi tác dụng của axit  → dùng bình Al hoặc Fe để đựng HNO₃ đặc nguội.

* Au, Pt tan được trong nước cường toan (cường toan 3HCl : 1HNO₃), không hòa tan được Ag vì tạo kết tủa AgCl.

    Au + 3HCl + HNO₃ → AuCl₃ + NO + 2H₂O

1.2 Phương pháp giải

Cách 1: Tính theo phương trình hóa học

Cách 2: Áp dụng bảo toàn e: n_{e nhận} = n_{e cho}

Trong một số trường hợp cần kết hợp với định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn nguyên tố.

Chú ý:

- Khi cho nhiều kim loại tác dụng với cùng một dung dịch HNO₃ cần nhớ: Kim loại càng mạnh tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng thì N⁺⁵ trong gốc bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp: NO₂, NO, N₂O, N₂, NH₄NO₃.

- Ta có:

n_{HNO3(phan ung)} = 2n_NO2 + 4n_NO + 10n_N2O + 12n_N2 + 10n_NH4NO3

n_{NO3^-(trong muoi)} = n_NO2 + 3n_NO + 8n_N2O + 10n_N2 + 8n_NH4NO3  

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 11 gam hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch HNO₃ loãng, dư thì có 6,72 lít khí NO bay ra (đktc). Khối lượng Al trong hỗn hợp là 

A. 5,4 gam.

B. 8,1 gam.

C. 2,7 gam.

D. 0,54 gam.

Lời giải chi tiết

n_NO =  = 0,3 mol

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

Khối lượng hỗn hợp là 11 gam nên 27x + 56y = 11 (1)

Phương trình hóa học:

Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ +  NO + H₂O

x                                           x

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ +  NO + H₂O

y                                             y

→ n_NO = x + y = 0,3 (2)

Từ (1) và (2) →  

Khối lượng kim loại Al trong hỗn hợp bằng: m_Al = 0,2.27 = 5,4 gam

Chọn A.

Ví dụ 2: Chia m gam hỗn hợp A gồm hai kim loại Cu, Fe thành hai phần bằng nhau :

- Phần 1 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ đặc, nguội thu được 0,672 lít khí.

- Phần 2 tác dụng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được 0,448 lít khí.

Giá trị của m là (biết các thể tích khí được đo ở đktc)

A. 4,96 gam.

B. 8,80 gam.

C. 4,16 gam.

D. 17,6 gam.

Lời giải chi tiết

Hỗn hợp Cu, Fe khi tác dụng với dung dịch HNO₃ đặc, nguội thì chỉ có Cu phản ứng :

          Cu    +     4HNO₃  →  Cu(NO₃)₂    +     2NO₂    +    2H₂O              (1)

mol:     0,015                   ←                             0,03 

      Hỗn hợp Cu, Fe khi tác dụng H₂SO₄ loãng thì chỉ có Fe phản ứng :

          Fe    +   H₂SO₄  →  FeSO₄    +     H₂        (2)

mol:   0,02                   ←                      0,02

      Theo (1), (2) và giả thiết ta có : 

          n_Cu = n_NO2 = 0,015 mol; n_Fe = n_HCl = 0,02

      Khối lượng của Cu và Fe trong A là : m = 2(0,015.64 + 0,02.56) = 4,16 gam.

Chọn C.

Ví dụ 3: Hòa tan hết 0,02 mol Al và 0,03 mol Cu vào dung dịch HNO₃,cô cạn dung dịch sau phản ứng và nung đến khối lượng không đổi thì thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là

A. 3,42 gam.

B. 2,94 gam.

C. 9,9 gam.

D. 7,98 gam.

Lời giải chi tiết

Sơ đồ phản ứng :

          2Al  2Al(NO₃)₃  Al₂O₃                                   (1)

mol:   0,02      →          0,02      →        0,01 

Cu  Cu(NO₃)₂   CuO                         (2)

mol:   0,03       →        0,03      →      0,03 

      Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho sơ đồ (1), (2) ta thấy :

          n_Al2O3 = 0,01 mol;    n_CuO = 0,03   

      Vậy khối lượng chất rắn thu được là :  0,01.102 + 0,03.80 = 3,42 gam.

Chọn A.

3. Bài tập vận dụng

Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn trong dung dịch HNO₃ thu được 1,12 lít hỗn hợp khí NO và N₂ có tổng khối lượng 1,44 gam. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được 66,88 gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là:

A. 0,94 

B. 1,04

C. 1,03 

D. 0,96

Lời giải chi tiết:

Chọn B.

Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 11,95 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn trong dung dịch HNO₃ thu được 1,568 lít hỗn hợp khí NO và N₂ có tổng khối lượng 2,04 gam. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được 72,55 gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là

A. 0,98 

B. 1,12

C. 1,18 

D. 1,16

Lời giải chi tiết: 

Chọn B.

Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 15,35 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO₃ thu được 2,912 lít hỗn hợp khí NO, NO₂ và N₂ có tỷ lệ mol 6:4:3. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được 82,15 gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là?

A. 1,32 

B. 1,28

C. 1,35 

D. 1,16

Lời giải chi tiết: 

Chọn B.

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 16,43 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO₃ thu được 3,584 lít hỗn hợp khí NO, NO₂ và N₂ có tỷ lệ mol 9:4:3. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được 83,05 gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là?

A. 1,2 

B. 1,1

C. 1,3 

D. 1,6

Lời giải chi tiết: 

Chọn C.

Câu 5: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO₃ thu được 1,12 lít hỗn hợp khí NO, NO₂ và N₂ có tỷ lệ mol 1:2:2. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là?

A. 0,39 

B. 0,61

C. 0,38 

D. 0,42

Lời giải chi tiết: 

Chọn D.

Câu 6: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO₃ thu được 1,12 lít hỗn hợp khí NO, NO₂ và N₂ có tỷ lệ mol 1:2:2. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là?

A. 0,39 

B. 0,61

C. 0,38 

D. 0,42

Lời giải chi tiết: 

Chọn D.

Câu 7: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO₃ thu được 2,24 lít hỗn hợp khí NO, NO₂ và N₂ có tỷ lệ mol 3:6:1. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là?

A. 0,39 

B. 0,66

C. 0,38 

D. 0,56

Lời giải chi tiết: 

Chọn D.

Câu 8: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al, Zn, Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO₃ thu được 2,464 lít hỗn hợp khí NO, NO₂ và N₂ có tổng khối lượng là 4,58 gam. Cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng thu được gam muối. Số mol HNO₃ phản ứng là?

A. 0,58 

B. 0,66

C. 0,38 

D. 0,56

Lời giải chi tiết: 

Chọn A.

Câu 9: Cho 4,8g Mg tác dụng với HNO₃ dư. Phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít NO (đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối thu được trong X:

A. 29,6g 

B. 30,6g

C. 34,5g 

D. 22,2g

Lời giải chi tiết: 

Chọn B.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác:

30 Bài tập về hoá hợp (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về hợp chất vô cơ (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập nguyên tử (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về nguyên tố hoá học (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về dung dịch (2024) có đáp án chi tiết nhất