Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Nitric acid và muối nitrate (Hóa học Lớp 11)

Định hướng tư duy giải: Áp dụng bảo toàn electron: $n_{N_2}=\frac{0,448}{22,4}=0,02$ mol. Gọi $n_{N{H}_4^{+}}=a$ mol, theo bảo toàn electron: $0,2\times 2=a\times 8+0,02\times 10\Rightarrow a=0,025$ mol. X chứa $Zn(N{O}_3{)}_2$ và $N{H}_{4}N{O}_3$. Theo bảo toàn điện tích: $2n_{Z{n}^{2+}}=n_{N{O}_3^{-}}-n_{N{H}_4^{+}}$, với $n_{Z{n}^{2+}}=0,2$ mol. Khối lượng muối: $m=m_{Zn}+62(n_{N{O}_3^{-}})=13+62\times (2\times 0,2+0,025)=13+26,35=39,8$ gam. Vậy $m=39,8$ gam.

Hướng dẫn giải: Khối lượng dung dịch tăng bằng khối lượng các kim loại

$\to n_{N{H}_{4}N{O}_3}=\frac{0,1\cdot 2+0,04\cdot 3+0,15\cdot 2}{8}=0,0775\stackrel{H^{+}}{\to }{n}_{HN{O}_3}=0,775$

(AI giải đề cho tôi)
Diêm tiêu kali là kali nitrat, công thức KNO${}_3$, được dùng chế thuốc nổ đen và làm phân đạm. Đáp án A.

Định hướng tư duy giải
V = (3,6/24).2 : 3.22,4 = 2,24

(AI giải đề cho tôi)
HNO₃ bị khử sinh ra NO và N₂. Số mol N trong sản phẩm khử: NO cho 0,1 mol N; N₂ cho 2×0,05 = 0,1 mol N. Mỗi phân tử HNO₃ chứa 1 nguyên tử N, nên số mol HNO₃ bị khử = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol. Thông tin về kim loại/MgO chỉ dùng để xác định phần HNO₃ còn lại (tạo muối), không ảnh hưởng phần bị khử. Đáp án C.

Định hướng tư duy giải
Ta có: n${}_{Mg}$ = 0,1 $\stackrel{\text{BTE}}{\to }$ n${}_{N_2}$ = $\frac{0,1.2}{10}$ = 0,02 $⟶$ V = 0,448

(AI giải đề cho tôi)
a) Đúng. Cấu tạo HNO${}_3$: nguyên tử N liên kết với 2 nguyên tử O bằng liên kết cộng hóa trị thường và với 1 nguyên tử O bằng liên kết cho – nhận (N→O), nên phân tử có đúng 1 liên kết cho nhận.

b) Sai. HNO${}_3$ là acid mạnh (điện li hoàn toàn), nhưng nitric acid có tính oxi hóa mạnh (do ion NO${}_3^{-}$ với N ở số oxi hóa +5, ví dụ $3Cu+8HN{O}_3\to 3Cu(N{O}_3{)}_2+2NO\uparrow +4H_{2}O$), chứ không có 'tính oxi khử mạnh' — đây là hai khái niệm khác nhau (tính oxi hóa ≠ tính oxi khử). Do đó phát biểu sai, khớp đáp án chính thức S (bảng PHẦN II, Câu 3, trang 150).

c) Đúng. Dung dịch HNO${}_3$ đặc (~68%) dùng trong hóa hữu cơ để nitro hóa hợp chất thơm, ví dụ điều chế trinitrotoluene (TNT) từ toluene.

d) Đúng. Kiểm tra tính toán: m(HNO${}_3$ tinh khiết) = 200000 × 60% = 120000 tấn → n(HNO${}_3$) = 120000×10${}^6$ g / 63 g/mol ≈ 1,90476×10${}^9$ mol. Theo sơ đồ Ostwald, tỉ lệ mol NH${}_3$ : HNO${}_3$ = 1 : 1 → m(NH${}_3$ lý thuyết) = 1,90476×10${}^9$ × 17 ≈ 32381 tấn. Với hiệu suất 96,2%: m(NH${}_3$) = 32381 / 0,962 ≈ 33660 tấn, khớp dữ kiện.

Đáp án: a) Đúng, b) Sai, c) Đúng, d) Đúng (khớp bảng đáp án chính thức PHẦN II, Câu 3, trang 150: a Đ, b S, c Đ, d Đ).
a) (AI giải đề cho tôi)
Trong phân tử HNO${}_3$, N tạo 2 liên kết cộng hóa trị thường với 2 nguyên tử O và 1 liên kết cho – nhận (N→O) với nguyên tử O thứ ba, nên có đúng 1 liên kết cho nhận.
b) (AI giải đề cho tôi)
HNO${}_3$ là acid mạnh, nhưng nitric acid có tính oxi hóa mạnh (do ion NO${}_3^{-}$, N ở số oxi hóa +5, ví dụ $3Cu+8HN{O}_3\to 3Cu(N{O}_3{)}_2+2NO\uparrow +4H_{2}O$), không phải 'tính oxi khử mạnh' — hai khái niệm này khác nhau, nên phát biểu sai (khớp đáp án chính thức S).
c) (AI giải đề cho tôi)
Dung dịch HNO${}_3$ đặc (~68%) dùng trong hóa hữu cơ để nitro hóa hợp chất thơm, ví dụ điều chế TNT từ toluene, nên phát biểu đúng.
d) (AI giải đề cho tôi)
m(HNO${}_3$) = 200000 × 60% = 120000 tấn → n = 1,90476×10${}^9$ mol. Tỉ lệ NH${}_3$ : HNO${}_3$ = 1 : 1 → m(NH${}_3$ lý thuyết) ≈ 32381 tấn; với hiệu suất 96,2%: m(NH${}_3$) = 32381/0,962 ≈ 33660 tấn, khớp dữ kiện nên phát biểu đúng.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 3 về nitric acid (HNO3).

a) Đúng. Cấu tạo phân tử HNO3: phân tử gồm nguyên tử H liên kết với nhóm –NO2 qua một nguyên tử O. Trong phân tử có 2 liên kết cộng hóa trị thường N–O (một liên kết đôi N=O và một liên kết N–OH) và 1 liên kết cho – nhận (liên kết N→O), trong đó nguyên tử N (có cặp electron riêng) cho nhận cặp electron chung với nguyên tử O. Vậy trong HNO3 có đúng 1 liên kết cho nhận.

b) Đúng. HNO3 là acid mạnh: trong dung dịch phân li hoàn toàn HNO3 → H+ + NO3−; tác dụng với kim loại, oxide base, base, muối (ví dụ: HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O; 2HNO3 + CaO → Ca(NO3)2 + H2O; 2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O). Đồng thời HNO3 loãng, đặc đều có tính oxi hóa mạnh (N ở số oxi hóa +5), tác dụng được với hầu hết kim loại kể cả Cu, Ag (không tạo H2 mà tạo các oxide của nitrogen như NO, NO2).

c) Đúng. Do có tính oxi hóa mạnh, dung dịch HNO3 68% (acid đặc) được dùng trong hóa hữu cơ để nitro hóa hợp chất hữu cơ, ví dụ điều chế trinitrotoluene (TNT) từ toluene: CH3C6H5 + 3HNO3 (đặc) →(H2SO4 đặc) CH3C6H2(NO2)3 + 3H2O. TNT là thuốc nổ quan trọng.

d) Đúng (kiểm tra bằng tính toán).
Sơ đồ: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O; 2NO + O2 → 2NO2; 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3.
Tổng quát: NH3 → HNO3 (tỉ lệ mol 1 : 1).
Khối lượng HNO3 nguyên chất: m = 200000 × 60% = 120000 tấn.
Số mol HNO3 = 120000/63 (triệu mol).
Lượng NH3 lý thuyết = 120000 × 17/63 = 32380,95 tấn.
Vì hiệu suất 96,2%: m(NH3) = 32380,95 / 0,962 ≈ 33660 tấn.
Vậy khẳng định cho d) là đúng: cần dùng 33660 tấn ammonia.

Ứng dụng của ammonia: làm chất làm lạnh (do dễ hóa lỏng, hơi amonia hấp thụ nhiều nhiệt); sản xuất phân bón chứa đạm như (NH4)2SO4, NH4NO3, urê CO(NH2)2, ammophos (phối hợp với H3PO4); sản xuất nitric acid (HNO3) theo sơ đồ Ostwald; làm dung môi và nguyên liệu trong nhiều ngành hóa chất.

Chọn A. HNO${}_3$ có tính oxi hóa mạnh, tác dụng với Fe tạo sản phẩm có số oxi hóa cao nhất, +3.

(AI giải đề cho tôi)
Fe tác dụng với HNO${}_3$ đặc, nóng tạo khí NO${}_2$ màu nâu đỏ: Fe + 6HNO${}_3$ đặc → Fe(NO${}_3$)${}_3$ + 3NO${}_2$↑ + 3H${}_2$O. NO${}_2$ là khí duy nhất trong các đáp án có màu nâu đỏ (NO không màu, N${}_2$ và N${}_2$O không màu). Chọn D.

Chọn C. Ta có $n_{Fe}=0,4$ mol.
$$\text{Fe}-3e\to {\text{Fe}}^{+3}|{\text{N}}^{+5}+3e\to {\text{N}}^{+2}$$
$0,4\to 1,2$ | $1,2\to 0,4$
$\Rightarrow n_e$ cho $=n_e$ nhận $=0,4\cdot 3=1,2$ mol.
$\Rightarrow n_{NO}=1,2/3=0,4$ mol $\Rightarrow V_{NO}=8,96$ lít.

(AI giải đề cho tôi)
Phương trình: $Fe+4HN{O}_3\to Fe(N{O}_3{)}_3+NO\uparrow +2H_{2}O$ (HNO${}_3$ loãng dư, Fe tạo Fe${}^{3+}$; cân bằng: Fe mất 3e, N +5 → +2 nhận 3e).$n(NO)=\frac{4,48}{22,4}=0,2$ mol. Theo phương trình $n_{Fe}=n_{NO}=0,2$ mol (tỉ lệ 1:1). Kiểm tra electron: 0,2 mol Fe nhường 0,6 mol e = 0,2 mol NO nhận 0,6 mol e ✓. Vậy $m=0,2\times 56=11,2$ g.

(AI giải đề cho tôi)
Fe và Ag bị oxi hóa hết: Fe → Fe³⁺ (nhờ HNO₃ loãng dư, Fe³⁺ không phản ứng thêm với Ag vì Ag không khử Fe³⁺ khi HNO₃ còn... thực tế Ag có thể khử Fe³⁺, nhưng để hòa tan hết với lượng HNO₃ ít nhất, tính theo e trao đổi: Fe cho 0,15×3 = 0,45 mol e; Ag cho 0,3×1 = 0,3 mol e; tổng 0,75 mol e. NO nhận 3e/nitơ nên n(NO) = 0,75/3 = 0,25 mol. HNO₃ làm muối: n(NO₃⁻ muối) = 0,45 + 0,3 = 0,75 mol; HNO₃ tạo khí: 0,25 mol. Tổng n(HNO₃) = 1,0 mol → V = 1,0/0,5 = 2 lít. Chọn D.

(AI giải đề cho tôi)
Sắt phản ứng với HNO3 đặc, nóng: Fe + 6HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O. Khí NO2 có màu nâu đỏ, các khí còn lại đều không màu (N2O, N2, NH3). Vậy đáp án là B.

(AI giải đề cho tôi)
Fe + axit loãng H2SO4, HCl chỉ tạo muối sắt(II). FeCl3 phản ứng với Fe tạo FeCl2. Chỉ HNO3 loãng (dư) có tính oxi hóa mạnh oxi hóa Fe lên sắt(III): Fe + 4HNO3 loãng (dư) → Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O. Vậy đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Cả hai muối đều là muối amoni nên NaOH đều thoát NH${}_3$ (không phân biệt được). Điểm khác là anion: khi cho Cu vào hỗn hợp có NO${}_3^{-}$ và H${}^{+}$ (từ NH${}_4$NO${}_3$ + HCl) sẽ tạo môi trường axit nitric loãng: $2N{O}_3^{-}+8H^{+}+3Cu\to 2NO\uparrow +3C{u}^{2+}+4H_{2}O$, xuất hiện khí không màu hóa nâu ngoài không khí và dung dịch xanh. Với (NH${}_4$)${}_2$SO${}_4$ + HCl, Cu không phản ứng (không hiện tượng). Vậy dùng kim loại Cu và dung dịch HCl phân biệt được hai dung dịch.

(AI giải đề cho tôi)
Ion NO3^- chỉ thể hiện tính oxi hóa khi môi trường axit. Đun nóng nhẹ dung dịch Ba(NO3)2 với Cu và H2SO4 loãng: H2SO4 cung cấp H+, tạo môi trường axit, khi đó NO3^- oxi hóa Cu: 3Cu + 8H+ + 2NO3^- → 3Cu^2+ + 2NO↑ + 4H2O, thấy dung dịch chuyển xanh và có khí không màu hóa nâu ngoài không khí (NO + O2 → NO2). Chỉ dùng Cu (A) không phản ứng vì không có môi trường axit; H2SO4 loãng (B) hoặc Cu + Na2SO4 (C) không tạo được NO. Vậy đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Trong môi trường axit (H2SO4 loãng), ion NO3^- có tính oxi hóa mạnh và oxi hóa Cu: $3Cu+8H^{+}+2N{O}_3^{-}\to 3C{u}^{2+}+2NO\uparrow +4H_{2}O$. Cu không tác dụng với H2SO4 loãng (không giải phóng H2), và sản phẩm khử của NO3^- trong axit loãng là NO chứ không phải N2 hay NH3. Vậy khí giải phóng là NO.

(AI giải đề cho tôi)
nFeO = 2,16/72 = 0,03 mol; nHNO3 = 0,2 mol (dư). Phương trình: 3FeO + 8HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO↑ + 4H2O. Theo tỷ lệ 3:1, nNO = 0,03/3 = 0,01 mol → V = 0,01 × 22,4 = 0,224 lít. Kiểm tra HNO3 cần 0,08 mol < 0,2 mol nên FeO hết, thỏa mãn.