Google
Câu hỏi: Hỗn hợp X gồm a mol P và b mol S. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO3 đặc, nóng lấy dư 20% so với lượng cần phản ứng thu được dung dịch Y và thoát ra khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất). Trung hoà dung dịch Y bằng NaOH thì cần bao nhiêu mol?
A. (3,2a + 1,6b).
B. (1,2a + 3b).
C. (3a + 2b).
D. (4a + 3,2b).
A. (3,2a + 1,6b).
B. (1,2a + 3b).
C. (3a + 2b).
D. (4a + 3,2b).
Phương pháp giải:
Cách 1: Tính toán theo các PTHH
P + 5HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H3PO4 + 5NO2 + H2O
S + 6HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
Các phản ứng xảy ra khi trung hòa:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Cách 2: Sử dụng bảo toàn e
- Khi X + HNO3: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
P\left( a \right) \\
S\left( b \right) \\
\end{array} \right.+HN{{O}_{3}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{H}_{3}}P{{O}_{4}}\left( a \right) \\
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\left( b \right) \\
HN{{O}_{3}}du \\
\end{array} \right.+N{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O$
Áp dụng bảo toàn e: nNO2 = 5nP + 6nS.
Bảo toàn nguyên tố N: nHNO3 pư = nNO2 ⟹ nHNO3 dư = 20%. NHNO3 pư.
- Khi trung hòa thì nOH- = nH+ ⟹ nNaOH = 3nH3PO4 + 2nH2SO4 + nHNO3 dư.
Giải chi tiết:
Cách 1: Viết PTHH
P + 5HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H3PO4 + 5NO2 + H2O
a → 5a → a (mol)
S + 6HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
b → 6b → b (mol)
⟹ nHNO3 pứ = 5a + 6b (mol)
⟹ nHNO3 dư = 20%. NHNO3 pứ = 20%.(5a + 6b) = a + 1,2b (mol)
⟹ Dung dịch Y gồm $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{H}_{3}}P{{O}_{4}}:a\left( mol \right) \\
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}:b\left( mol \right) \\
HN{{O}_{3}}:a+1,2b\left( mol \right) \\
\end{array} \right.$
Các phản ứng xảy ra khi trung hòa:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
⟹ nNaOH = 3nH3PO4 + 2nH2SO4 + nHNO3 dư = 3a + 2b + (a + 1,2b) = 4a + 3,2b (mol)
Cách 2: Sử dụng bảo toàn e
- Khi X + HNO3: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
P\left( a \right) \\
S\left( b \right) \\
\end{array} \right.+HN{{O}_{3}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{H}_{3}}P{{O}_{4}}\left( a \right) \\
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\left( b \right) \\
HN{{O}_{3}}du \\
\end{array} \right.+N{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O$
Áp dụng bảo toàn e: 5nP + 6nS = nNO2 = 5a + 6b (mol)
Bảo toàn nguyên tố N: nHNO3 pư = nNO2 = 5a + 6b (mol)
⟹ nHNO3 dư = 20%.(5a + 6b) = a + 1,2b (mol)
- Khi trung hòa thì nOH- = nH+
⟹ nNaOH = 3nH3PO4 + 2nH2SO4 + nHNO3 dư = 3. A + 2. B + (a + 1,2b) = 4a + 3,2b (mol).
Cách 1: Tính toán theo các PTHH
P + 5HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H3PO4 + 5NO2 + H2O
S + 6HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
Các phản ứng xảy ra khi trung hòa:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Cách 2: Sử dụng bảo toàn e
- Khi X + HNO3: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
P\left( a \right) \\
S\left( b \right) \\
\end{array} \right.+HN{{O}_{3}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{H}_{3}}P{{O}_{4}}\left( a \right) \\
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\left( b \right) \\
HN{{O}_{3}}du \\
\end{array} \right.+N{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O$
Áp dụng bảo toàn e: nNO2 = 5nP + 6nS.
Bảo toàn nguyên tố N: nHNO3 pư = nNO2 ⟹ nHNO3 dư = 20%. NHNO3 pư.
- Khi trung hòa thì nOH- = nH+ ⟹ nNaOH = 3nH3PO4 + 2nH2SO4 + nHNO3 dư.
Giải chi tiết:
Cách 1: Viết PTHH
P + 5HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H3PO4 + 5NO2 + H2O
a → 5a → a (mol)
S + 6HNO3 đ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
b → 6b → b (mol)
⟹ nHNO3 pứ = 5a + 6b (mol)
⟹ nHNO3 dư = 20%. NHNO3 pứ = 20%.(5a + 6b) = a + 1,2b (mol)
⟹ Dung dịch Y gồm $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{H}_{3}}P{{O}_{4}}:a\left( mol \right) \\
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}:b\left( mol \right) \\
HN{{O}_{3}}:a+1,2b\left( mol \right) \\
\end{array} \right.$
Các phản ứng xảy ra khi trung hòa:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
⟹ nNaOH = 3nH3PO4 + 2nH2SO4 + nHNO3 dư = 3a + 2b + (a + 1,2b) = 4a + 3,2b (mol)
Cách 2: Sử dụng bảo toàn e
- Khi X + HNO3: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
P\left( a \right) \\
S\left( b \right) \\
\end{array} \right.+HN{{O}_{3}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{H}_{3}}P{{O}_{4}}\left( a \right) \\
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\left( b \right) \\
HN{{O}_{3}}du \\
\end{array} \right.+N{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O$
Áp dụng bảo toàn e: 5nP + 6nS = nNO2 = 5a + 6b (mol)
Bảo toàn nguyên tố N: nHNO3 pư = nNO2 = 5a + 6b (mol)
⟹ nHNO3 dư = 20%.(5a + 6b) = a + 1,2b (mol)
- Khi trung hòa thì nOH- = nH+
⟹ nNaOH = 3nH3PO4 + 2nH2SO4 + nHNO3 dư = 3. A + 2. B + (a + 1,2b) = 4a + 3,2b (mol).
Đáp án D.