Chương 2. Nhóm nitơ

Coi $n_{hh} = 1(mol)$

Khi cho qua dung dịch $H_2SO_4$ đặc, $NH_3$ bị hấp thụ

$2NH_3 + H_2SO_4 \to (NH_4)_2SO_4$

$\Rightarrow n_{NH_3} = \dfrac{1}{2}n_{hh} = 0,5(mol)$

$\Rightarrow \%V_{NH_3} = \dfrac{0,5}{1}.100\% = 50\%$

Gọi $n_{N_2} = a(mol) ; n_{H_2} = b(mol)$

$M_{hh} = 8.2 = 16(g/mol)$

Ta có : \(\dfrac{28a+2b+0,5.17}{a+b+0,5}=16\) và $a + b + 0,5 = 1$

Suy ra : a = b = 0,25

$\Rightarrow \%V_{N_2} = \%V_{H_2} = \dfrac{0,25}{1}.100\% = 25\%$

Hỗn hợp khí đi qua H2SO4 đặc thì NH3 bị giữ lại. Khí thoát ra H2, N2

Gọi khối lượng phân tử trung bình của H2,N2 là  ¯¯¯¯¯¯MM¯

Trong hỗn hợp khí NH3 chiếm 50%, (N2,H2) chiếm 50%

¯¯¯¯¯¯M+172=8.2=16→¯¯¯¯¯¯M=15M¯+172=8.2=16→M¯=15

H2N2=11→%H2=%N2=25%

Hơi rắc rối tí nhé

25%, 25%, 50%

\(n_{NH_3}=0,2\left(mol\right)\)

PTHH: \(M\left(OH\right)_2+2NH_4NO_3\rightarrow M\left(NO_3\right)_2+2H_2O+2NH_3\uparrow\)

                                                            0,1           ←          0,2

\(M_{M\left(NO_3\right)_2}=\dfrac{26,1}{0,1}=261\)

Lập phương trình: \(M+2\left(14+16\cdot3\right)=261\Leftrightarrow M=137\)

Vậy M là kim loại Bari, M(NO₃)₂ là muối Bari nitrat.

Đề yêu cầu gì vậy bạn ?

a) Bán PT phản ứng:

\(Cu^{2+}+2NH_3+2H_2O\rightarrow Cu\left(OH\right)_2\downarrow+2NH_4^+\\ Cu\left(OH\right)_2+4NH_3\rightarrow\left[Cu\left(NH_3\right)_4\right]\left(OH\right)_2\\ Fe^{3+}+3NH_3+3H_2O\rightarrow Fe\left(OH\right)_3\downarrow+3NH_4^+\)

Kết tủa thu được chỉ có \(Fe\left(OH\right)_3\)

\(\Rightarrow m_{Fe\left(OH\right)_3}=10,7\left(g\right)\Rightarrow n_{Fe\left(OH\right)_3}=\dfrac{10,7}{107}=0,1\left(mol\right)\)

=> x = n_Fe³⁺ = n_Fe(OH)3 = 0,1 (mol)
BTĐT: \(2n_{Cu^{2+}}+3n_{Fe^{3+}}=n_{Cl^-}+n_{NO_3^-}\)

=> 2.0,2 + 3.0,1 = 0,3 + y

=> y = 0,4 + 0,3 - 0,3 = 0,4 (mol)

Dễ dàng thấy được

\(\dfrac{n_{Fe^{3+}}}{n_{Cl^-}}=\dfrac{0,1}{0,3}=\dfrac{1}{3};\dfrac{n_{Cu^{2+}}}{n_{NO_3^-}}=\dfrac{0,2}{0,4}=\dfrac{1}{2}\)

=> 2 muối ban đầu là FeCl₃, Cu(NO₃)₂ 

b) \(m=m_{Fe^{3+}}+m_{Cl^-}+m_{Cu^{2+}}+m_{NO_3^-}\)

=> m = 0,1.56 + 0,3.35,5 + 0,2.64 + 0,4.62 = 53,85 (g)

\(n_{CuO}=\dfrac{1,2}{80}=0,015\left(mol\right);n_{CuCl_2}=0,1.0,2=0,02\left(mol\right)\)

PTHH:

\(CuCl_2+2NH_3+2H_2O\rightarrow Cu\left(OH\right)_2\downarrow+2NH_4Cl\) (1)

Có thể có: \(Cu\left(OH\right)_2+4NH_3\rightarrow\left[Cu\left(NH_3\right)_4\right]\left(OH\right)_2\) (2)

\(Cu\left(OH\right)_2\xrightarrow[]{t^o}CuO+H_2O\) (3)

TH1: Không xảy ra phản ứng (2)

BTNT Cu: \(n_{CuCl_2\left(pứ\right)}=n_{CuO}=0,015\left(mol\right)< 0,02\left(mol\right)\left(tm\right)\)

Theo (1): \(n_{NH_3}=2n_{CuCl_2}=2.0,015=0,03\left(mol\right)\)

=> \(V_{dd.NH_3}=\dfrac{0,03}{0,1}=0,3\left(l\right)\)

TH2: Có xảy ra phản ứng (2)

Theo (3): \(n_{Cu\left(OH\right)_2\left(dư\right)}=n_{CuO}=0,015\left(mol\right)\)

Theo (1): \(n_{Cu\left(OH\right)_2\left(sinh.ra\right)}=n_{CuCl_2}=0,02\left(mol\right)\)

=> \(n_{Cu\left(OH\right)_2\left(2\right)}=0,02-0,015=0,005\left(mol\right)\)

Theo (1), (2): \(n_{NH_3}=2n_{CuCl_2}+4n_{Cu\left(OH\right)_2\left(2\right)}=0,06\left(mol\right)\)

=> \(V_{dd.NH_3}=\dfrac{0,06}{0,1}=0,6M\)

PTHH:
\(AlCl_3+3NH_3+3H_2O\rightarrow Al\left(OH\right)_3\downarrow+3NH_4Cl\\ FeCl_2+2NH_3+2H_2O\rightarrow Fe\left(OH\right)_2\downarrow+2NH_4Cl\\ 2Al\left(OH\right)_3\xrightarrow[]{t^o}Al_2O_3+3H_2O\\ 4Fe\left(OH\right)_2+O_2\xrightarrow[]{t^o}2Fe_2O_3+4H_2O\)

BTNT Al: \(n_{Al_2O_3}=\dfrac{1}{2}n_{Al}=0,075\left(mol\right)\)

BTNT Fe: \(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{1}{2}n_{Fe}=0,075\left(mol\right)\)

=> m = 0,075.102 + 0,075.160 = 19,65 (g)

a) $n_{NH_3} = \dfrac{2,24}{22,4} = 0,1(mol) ; n_{CuO} = \dfrac{16}{80}  =0,2(mol)$

$2NH_3 + 3CuO \xrightarrow{t^o} 3Cu + N_2 + 3H_2O$

Ta thấy : 

$n_{NH_3} : 2 < n_{CuO} : 3$ nên CuO dư

$n_{CuO\ pư} = \dfrac{3}{2}n_{NH_3} = 0,15(mol)$
$m_{CuO\ pư} = 0,15.80 = 12(gam)$

b)

$n_{CuO\ dư} = 0,2 - 0,15 = 0,05(mol)$
$CuO + 2HCl \to CuCl_2 + H_2O$
$n_{HCl} = 2n_{CuO\ dư} = 0,1(mol)$
$V_{dd\ HCl} =\dfrac{0,1}{2} = 0,05(lít)$

a) Ban đầu, dung dịch hóa đỏ. Sau khi đun nóng một lúc, $NH_3$ bay hơi dần nên dung dịch chuyển dần sang không màu

b) Ban đầu, dung dịch hóa đỏ. Sau khi cho HCl $(n_{HCl} = n_{NH_3}$ thì màu đỏ mất dần, chuyển sang dung dịch không màu.

$NH_3 + HCl \to NH_4Cl$

Đáng ra thổi HCl vào kết tủa A₃ 

A₁: Cu(OH)

A₂: [Cu(NH₃)₄](OH)₂

A₃: Cu(OH)₂

A₄: CuCl₂

\(Cu\left(NO_3\right)_2+2NH_3+2H_2O\rightarrow Cu\left(OH\right)_2\downarrow+2NH_4NO_3\)

\(Cu\left(OH\right)_2+4NH_3\rightarrow\left[Cu\left(NH_3\right)_4\right]\left(OH\right)_2\)

\(\left[Cu\left(NH_3\right)_4\right]\left(OH\right)_2+4HCl\rightarrow Cu\left(OH\right)_2\downarrow+4NH_4Cl\)

\(Cu\left(OH\right)_2+2HCl\rightarrow CuCl_2+2H_2O\)

_Trích mẫu thử, đánh STT_

- Cho dd Ba(OH)₂ dư vào các mẫu thử, nếu thấy:

+ Mẫu thử có khí không màu, mùi khai thoát ra -> NH₄Cl

\(Ba\left(OH\right)_2+2NH_4Cl\rightarrow BaCl_2+2NH_3\uparrow+2H_2O\)

+ Mẫu thử có khí không màu, mùi khai thoát ra và có kết tủa trắng -> (NH₄)₂SO₄

\(Ba\left(OH\right)_2+\left(NH_4\right)_2SO_4\rightarrow BaSO_4\downarrow+2NH_3\uparrow+2H_2O\)

+ Mẫu thử tạo kết tủa màu trắng xanh sau đó hoá nâu đỏi ngoài không khí -> FeCl₂

\(FeCl_2+2NaOH\rightarrow Fe\left(OH\right)_2\downarrow+2NaCl\\ 4Fe\left(OH\right)_2+O_2+2H_2O\rightarrow4Fe\left(OH\right)_3\downarrow\)

+ Mẫu thử tạo kết tủa màu nâu đỏ -> FeCl₃

\(FeCl_3+3NaOH\rightarrow Fe\left(OH\right)_3\downarrow+3NaCl\)

+ Mẫu thử tạo kết tủa keo trắng sao đó kết tủa tan hết -> Al(NO₃)₃

\(2Al\left(NO_3\right)_3+3Ba\left(OH\right)_2\rightarrow2Al\left(OH\right)_3\downarrow+3BaCl_2\)

\(2Al\left(OH\right)_3+Ba\left(OH\right)_2\rightarrow Ba\left(AlO_2\right)_2+4H_2O\)

+ Mẫu thử không hiện tượng -> NaNO₃

_Dán nhãn_