Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch HNO3

Bài 10: Hòa tan 16,2 gam bột kim loại M hóa trị III vào 5 lít dung dịch HNO₃ 0,5M (d = 1,25 g/ml). Sau khi phản ứng kết thúc thu được 2,8 lít khí hỗn hợp NO, N₂ (đo ở 0ºC và 2 atm). Trộn hỗn hợp khí trên với lượng oxi vừa đủ thì thể tích hỗn hợp khí thu được chỉ bằng 5/6 tổng thể tích hỗn hợp khí trước phản ứng.

a) Xác định tên kim loại

b) Tính C% dung dịch HNO₃ sau phản ứng

Bài giải

a) Gọi x, y lần lượt là số mol NO, N₂

M + 4HNO₃ = M(NO₃)₃ + NO + H₂O                                      (1)

                          x        4x                            x

10M + 36HNO₃ = 10M(NO₃)₃ + 3N₂ + 18H₂O                      (2)

	10y	12y	y
	3

Ta có: nNO, N2 = x + y =	2,8.2	= 0,25 mol                                      (3)
	0,082.273

Ở điều kiện thường, chỉ có phản ứng

NO + 0,5O₂ = NO₂

x        0,5x      x

Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm x mol NO₂ và y mol N₂

Theo bài ra: x + y =	5	(x + y + 0,5x) = 0,25 mol                          (4)
	6

Giải hệ phương trình (3, 4) ta được x= 0,1; y = 0,15

nM = x +	10y	= 0,6 mol → M =	16,2	= 27 (Al)
	3		0,6

b) n_HNO3 bđ = 5.0,5 = 2,5 mol

Theo (1, 2) → n_HNO3 p.ư = 4x + 12y = 2,2 mol hay 18,9 gam.

                  → n_HNO3 dư = 2,5 – 2,2 = 0,3 mol

m_dd sau p.ư = m_{dd HNO3} + m_Al – m_NO – m_N2

                   = 5000.1,25 + 16,2 – 10.0,1 – 28.0,15 = 6259 gam

→ C%(HNO3 dư) =	18,9	.100 = 0,3 %
	6259