Đề bài

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).

Phương pháp giải :

- Cách 1: Tính toán theo các PTHH

Bước 1: Viết các PTHH của P tác dụng với HNO₃ đặc và S tác dụng với HNO₃ đặc.

P + 5HNO_{3 đ} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

S + 6HNO_{3 đ} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

Bước 2: Tính n_{HNO3 pứ} và n_{HNO3 dư}

- Đặt số mol của P, S là a, b

- Từ PTHH, tính n_{HNO3 pứ} và n_{HNO3 dư}

Bước 3: Xác định thành phần dd Y và viết các PTHH khi trung hòa

Bước 4: Tính n_NaOH

- Cách 2: Sử dụng bảo toàn e

Bước 1: Tính n_{HNO3 pư} và n_{HNO3 dư}

Áp dụng bảo toàn e: n_NO2 = 5n_P + 6n_S.

Bảo toàn nguyên tố N: n_{HNO3 pư} = n_NO2 ⟹ n_{HNO3 dư} = 20%.n_{HNO3 pư}.

Bước 2: Tính n_NaOH

Khi trung hòa thì n_OH^- = n_H⁺ ⟹ n_NaOH = 3n_H3PO4 + 2n_H2SO4 + n_{HNO3 dư}.

Lời giải chi tiết :

Cách 1: Viết PTHH

Bước 1: Viết các PTHH của P tác dụng với HNO₃ đặc và S tác dụng với HNO₃ đặc.

P + 5HNO_{3 đ} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) H₃PO₄ + 5NO₂ + H₂O

a → 5a → a (mol)

S + 6HNO_{3 đ} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

b → 6b → b (mol)

Bước 2: Tính n_{HNO3 pứ} và n_{HNO3 dư}

- Đặt số mol của P, S là a, b

⟹ n_{HNO3 pứ} = 5a + 6b (mol)

⟹ n_{HNO3 dư} = 20%.n_{HNO3 pứ} = 20%.(5a + 6b) = a + 1,2b (mol)

Bước 3: Xác định thành phần dd Y và viết các PTHH khi trung hòa

- Dung dịch Y gồm \(\left\{ \begin{array}{l}{H_3}P{O_4}:\,\,a\left( {mol} \right)\\{H_2}S{O_4}:b\left( {mol} \right)\\HN{O_3}:a + 1,2b\left( {mol} \right)\end{array} \right.\)

- Các phản ứng xảy ra khi trung hòa:

H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

Bước 4: Tính n_NaOH

- n_NaOH = 3n_H3PO4 + 2n_H2SO4 + n_{HNO3 dư} = 3a + 2b + (a + 1,2b) = 4a + 3,2b (mol)

Cách 2: Sử dụng bảo toàn e

Bước 1: Tính n_{HNO3 pư} và n_{HNO3 dư}

- Đặt số mol của P, S là a, b

- Khi X + HNO₃: \(\left\{ \begin{array}{l}P\left( a \right)\\S\left( b \right)\end{array} \right. + HN{O_3} \to \left\{ \begin{array}{l}{H_3}P{O_4}\left( a \right)\\{H_2}S{O_4}\left( b \right)\\HN{O_3}du\end{array} \right. + N{O_2} + {H_2}O\)

- Áp dụng bảo toàn e: 5n_P + 6n_S = n_NO2 = 5a + 6b (mol)

- Bảo toàn nguyên tố N: n_{HNO3 pư} = n_NO2 = 5a + 6b (mol)

⟹ n_{HNO3 dư} = 20%.(5a + 6b) = a + 1,2b (mol)

Bước 2: Tính n_NaOH

- Khi trung hòa thì n_OH^- = n_H⁺

⟹ n_NaOH = 3n_H3PO4 + 2n_H2SO4 + n_{HNO3 dư} = 3.a + 2.b + (a + 1,2b) = 4a + 3,2b (mol).

Đáp án : D

Báo lỗi/Góp ý

Các bài tập cùng chuyên đề

Bài 1 :

Tổng hệ số cân bằng của các chất trong phản ứng dưới đây là :

Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + H₂O

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?

Báo lỗi góp ý