PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TAM ĐẢO
TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TAM ĐẢO
----------

CHUYÊN ĐỀ HỌC SINH GIỎI
MÔN HÓA HỌC LỚP 9
Tên chuyên đề:
“BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC”

Giáo viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Anh
Tổ chuyên môn: Khoa học tự nhiên
Trường THCS Tam Đảo – Tam Đảo – Vĩnh Phúc

Năm học 2015-2016


CHUYÊN ĐỀ
“BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC”
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn chuyên đề
1.1. Lý do về mặt lí luận
Trước xu thế đổi mới nước ta hiện nay, đã và đang tiến hành công cuộc công
nghiệp hóa - hiện đại hóa, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển nền kinh tế - xã hội của
đất nước. Vấn đề “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” luôn
được chú trọng hàng đầu, nghị quyết của BCH TƯ khẳng định: "Giáo dục và đào
tạo là quốc sách hàng đầu", "đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triển, được
ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội". Một
trong những trọng tâm là "đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng
nhu cầu CNH-HĐH trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa
và hội nhập quốc tế". Phương hướng giáo dục của Đảng, Nhà nước và của ngành
giáo dục & đào tạo trong thời gian trước mắt cũng như lâu dài, làm sao đào tạo ra

em nắm vững các bài tập hoá học của từng chương, từng mảng kiến thức, biết cách
khai thác và có phương pháp thích hợp để vận dụng cho hiệu quả.
Tuy nhiên, trong chương trình SGK Hóa học lớp 9 chủ yếu là giới thiệu cho
học sinh khái niệm, phân loại, tính chất chung của các dạng chất (các loại hợp chất
vô cơ, hữu cơ, đơn chất kim loại và phi kim); giới thiệu một số đại diện cơ bản..
Đây mới chỉ là những kiến thức mang tính chung chung, mang đậm tính hình thức
mà chưa đầy đủ về bản chất, chưa đi sâu vào những chi tiết, cụ thể. Chính vì điều
đó khi học sinh vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải bài tập còn gặp nhiều lúng
túng, chưa thành thạo trong việc tìm ra phương pháp giải quyết, thường hay mắc
phải những sai lầm, nhất là những bài tập khó, những đề thi HSG.
Để thực hiện nhiệm vụ nâng cao chất lượng đại trà, cũng như chất lượng đội
tuyển học sinh giỏi, ngoài việc trang bị cho các em kiến thức, vận dụng những dạng
toán cơ bản, bên cạnh đó cần hướng dẫn các em tiếp xúc với các kiến thức và bài
tập nâng cao, vận dụng linh hoạt trong giải các bài toán, nhất là những tính chất hóa
học đặc biệt của các chất, những bẫy thường mắc phải trong giải toán…Giúp các
em hiểu sâu sắc bản chất, đặc thù của bộ môn.
Trong các bài toán khó, học sinh thường dễ mắc những sai lầm có những bài
toán liên quan đến kiến thức về kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, bởi nó
diễn ra theo nhiều chiều hướng khác nhau tùy thuộc vào các chất tham gia phản
ứng…Những bài toán này không chỉ dành cho HSG môn Hóa học 9 mà rất phổ
biến trong chương trình Hóa học cấp III, thi ĐH - CĐ.
Qua thực tế giảng dạy nhiều năm môn Hóa học cũng như công tác bồi dưỡng
học sinh giỏi, đã từ lâu tôi luôn trăn trở về việc xây dựng cho học sinh các dạng
toán và phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric,
để cho học sinh vận dụng thành thạo và khắc sâu được kiến thức cơ bản, đồng thời
phát huy tính tư duy sáng tạo, linh hoạt, có cái nhìn tổng quan trong việc giải quyết
những bài toán về kiến thức này, đồng thời mở rộng ra những mảng kiến thức khác.
Từ những vấn đề trên, bằng sự tích lũy cá nhân, với mong muốn góp phần
vào việc tìm tòi phương pháp dạy học thích hợp, tôi mạnh dạn chọn đề tài "Bài
toán kim loại với dung dịch axit nitric" nhằm củng cố vững chắc hơn kiến thức, kỹ

kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (giới hạn trong phạm vi kiến thức tính
chất hóa học của axit nitric tác dụng với kim loại thông thường).
4.2. Khách thể của chuyên đề
Là học sinh đội tuyển hóa học lớp 9 tham gia dự thi học sinh giỏi cấp huyện
và cấp tỉnh.
5. Phạm vi chuyên đề
Do hạn chế về thời gian nên đề tài này chỉ giới hạn trong phạm vi trường
THCS Tam Đảo - huyện Tam Đảo - tỉnh Vĩnh phúc, cụ thể là áp dụng đối với học
sinh trong đội tuyển HSG môn Hóa học 9 dự thi học sinh giỏi cấp huyện và cấp
tỉnh. Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiên cứu một số phương pháp để giải
các bài toán định lượng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (đối với những
kim loại thông thường).
Đề tài được thực hiện từ năm 2013 đến nay:
- Năm học 2013- 2014 trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng đội tuyển học sinh
giỏi tại trường, trong quá trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu


rồi từ đó thu thập thông tin, tài liệu, bước đầu xây dựng ở mức độ thử nghiệm đối
với đối tượng học sinh mình giảng dạy.
- Năm học 2014- 2015 hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng
dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi.
6. Phương pháp nghiên cứu của chuyên đề
Trong đề tài này tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như:
Phân tích lý thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một
số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư
phạm v.v...
Tham khảo các tài liệu đã được biên soạn, phân tích hệ thống các dạng bài
toán hoá học thường gặp khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (chủ yếu là
các bài toán định lượng).
Thu thập các phương pháp thường hay sử dụng khi giải các bài toán hóa học.

Fe2+ và Fe3+...), thì khi vận dụng giải bài tập thường không xác định được chiều
hướng phản ứng, các giai đoạn phản ứng, các quá trình hóa học diễn ra, từ đó
không khai thác được hết dữ kiện của đề bài. Khi viết các phương trình hóa học
diễn ra thường sai, không đúng bản chất hoặc trình tự phản ứng, dó đó đưa ra kết
quả thường không chính xác.
- Học sinh thường chỉ nắm được một số dạng bài tập hóa học và phương
pháp giả thuần túy là viết các phương trình hóa học rồi dựa vào dữ kiện chất đã biết
để suy luận ra số mol chất cần tìm. Khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric
đều là những phản ứng oxi hóa – khử, việc cân bằng phương trình phản ứng theo
phương pháp đại số đã là rất khó khăn, lẽ tất nhiên là rất khó hoặc không tìm ra lời
giải đúng đắn, thường cân bằng những phản ứng này là dùng phương pháp cân
bằng electron hoặc ion – electron…, đây là những phương pháp cân bằng khó đối
với học sinh lớp 9 – THCS, rất dễ nhầm lẫn. Hoặc khi tính toán theo phương trình
thường bị thiếu sót sản phẩm oxi hóa khử (ví dụ như có tạo ra sản phẩm NH4NO3).
- Phương pháp giải bài tập của học sinh lớp 9 còn đơn điệu, mang hình thức giới
thiệu, chưa đa dạng, chưa có cách nhìn khái quát, tổng thể. Nên khi đưa ra những
phương án giải còn hạn chế, mất nhiều thời gian, chưa linh hoạt, sáng tạo trong
những hướng giải quyết mới.
2. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề
Để bồi dưỡng cho học sinh phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng
với dung dịch axit nitric được thành thục, linh hoạt và bền vững, tôi đã tiến hành
các biện pháp của mình như sau:
- Đầu tiên là giới thiệu cho học sinh những kiến thức cơ bản về tính chất của
kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, giới thiệu dãy điện hóa và quy tắc
anpha... Đây là khâu hết sức quan trọng, vì nó là tiền đề, cơ sở để tư duy các bài
toán, thấy được các quá trình có thể xảy ra để vận dụng các dữ kiện của đề đúng
đắn. Bên cạnh đó, cần giới thiệu cho học sinh cách phát hiện các dữ kiện mấu chốt
của bài, rèn cho các em phương pháp khai thác, biện luận theo những dữ kiện đó,
sau cùng là logic lại các hệ quả để tìm ra lời giải của bài toán. Không thể bỏ qua
việc rèn cho học sinh cách trình bày lời giải sao cho ngắn gọn, chặt chẽ, khoa học

M0 → Mn+ + ne
N+5 + (5-x)e → N+x
- Bước 3: Theo định luật bảo toàn electron => ne nhường = ne nhận
- Bước 4: Xây dựng các phương trình ẩn và giải để tìm các ẩn => kết quả.
* Chú ý:
- Trường hợp tạo ra nhiều sản phẩm khử của N+5 thì ne nhường = ∑ne nhận.
- Trường hợp có nhiều kim loại tham gia thì ∑ne nhường = ne nhận.
- Nếu thấy ne nhường > ne nhận của các khí thì sản phẩm có muối NH4NO3 sinh ra.
- Khi kim loại phản ứng:
n HNO3 pu = 2.n NO2 + 4n NO + 10n N 2O + 12n N 2 + 10n NH 4 NO3

Số mol NO3- trong muối = .n NO + n NO + 8n N O + 10n N + 8n NH NO
Đối với việc giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric mà sử
dụng phương pháp giải thông thường là theo phương trình hóa học, thì ngay vấn đề
cân bằng phương trình phản ứng đã là rất khó khăn, phải viết nhiều phản ứng hóa
học, thậm chí không biết phản ứng xảy ra như thế nào, tạo ra những sản phẩm nào
(nhất là khó nhận ra có trường hợp tạo muối NH 4NO3) để viết phương trình phản
ứng. Còn khi sử dụng phương pháp bảo toàn electron thì chỉ cần ngắn gọn là xét
2

2

2

4

3


đến các bán phản ứng cho – nhận electron, học sinh sẽ hiểu được rõ hơn bản chất


Từ (1) và (2) ta có 

m Al = 27.0,2 = 5,4 g
m Fe = 56.0,1 = 5,6 g

⇒

Ví dụ 2. Cho 2,16g Mg tác dụng với dung dịch HNO 3 (dư). Sau khi phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lit khí NO (ở đktc) và dung dịch X. Tính khối
lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X.
Giải
- Theo đề bài, ta có:
n Mg =

0,896
2,16
= 0,04(mol ) .
= 0,09(mol ) ; n NO =
22,4
24

- Các bán phản ứng cho – nhận electron:
+5
Mg
→ Mg+2 + 2e
N
0,09 mol
0,09 mol
0,18 mol

Tìm giá trị của x ?
Giải
- Theo đề bài, ta có:
n Al =

1,344
12,42
= 0,06(mol ) ; MY = 18.2 = 36 (gam).
= 0,46(mol ) ; n hhY =
22,4
27

- Vận dụng quy tắc đường chéo đối với hỗn hợp Y:
N2O (44)
8
36
=> n N O = n N = 0,03(mol )
N2 (28)
8
- Các bán phản ứng cho – nhận electron:
+5
+2
Al
→ Al+3 + 3e
2 N + 8e → 2 N (N2O)
0,46 mol 0,46 mol 1,38 mol
0,24 mol 0,03 mol
2

2

0,105.80 = 106,38 (gam).
Ví dụ 4. Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 3O4 tác dụng với dung dịch
HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu
được 3,36 lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4
gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m.
Giải
- Do dư kim loại (dư Cu)=> chỉ tạo ra muối Fe 2+, Cu2+ và khối lượng X
tham gia phản ứng = 61,2 – 2,4 = 58,8g
- Gọi số mol Cu phản ứng = a (mol), số mol Fe 3O4 phản ứng = b (mol). Ta
có:
64a + 232b = 58,8 (1)
- Các bán phản ứng cho nhận electron:
Cu
→ Cu2+ + 2e
N5+ + 3e
→ N2+
a mol → 2a mol
2a mol
0,45 mol 0,15 mol
8/3+
3Fe
+ 2e → 3Fe2+


3b mol 2b mol
- Theo định luật bảo toàn electron: => 2a = 0,45+2b (2)
- Từ (1), (2) =>
a = 0,375 (mol) = nCu = nCu(NO3)2;
b = 0,15 (mol) => nFe(NO3)2 = 0,45 (mol).
Vậy khối lượng muối thu được = 0,375.188+ 0,45.180 = 151,5 gam.

- Mặt khác: mkl hao hụt = mkl pư – mkl tt
=> 0,4m = 56(0,15+0,16) - 64.0,16 => m = 17,8 (gam).
2.3. Phương pháp bảo toàn nguyên tố
Các bước tiến hành giải bài toán theo phương pháp bảo toàn nguyên tố rất
đơn giản là chỉ cần xét điểm đầu và điểm cuối của quá trình, không phải viết những
phản ứng phức tạp. Khi tính toán sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố (trong một
phản ứng hóa học nguyên tố được bảo toàn hay tổng số mol nguyên tử và ion của
mỗi nguyên tố được bảo toàn sau phản ứng). Điều này làm cho học sinh giải rất
nhanh và chính xác.
Có thể kết hợp với phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo
toàn điện tích khi áp dụng.


Ví dụ 1. Hòa tan hoàn toàn 9,18 gam Al nguyên chất cần V lít dung dịch axit
HNO3, nồng độ 0,25M, thu được một khí X và một dung dịch muối Y. Biết trong X
số nguyên tử của nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa là 0,3612.10 23 (số Avogađro
là 6,02.1023). Để phản ứng hoàn toàn với dung dịch Y tạo ra một dung dịch trong
suốt cần 290 gam dung dịch NaOH 20%.
a) Xác định khí X?
b) Tính V?
Giải
a) Theo định luật bảo toàn nguyên tố nhôm: Số mol Al = số mol Al 3+ trong
dung dịch muối tạo thành = 0,34 (mol).
- Phương trình ion thu gọn khi Y tác dụng với dung dịch NaOH :
Al3+ + 4OH- → AlO2- + 2H2O
Ta thấy, số mol NaOH phản ứng với muối Al 3+ = 0,34.4 = 1,36 (mol) < 1,45
(mol), nên trong dung dịch muối Y phải còn một muối nữa tác dụng với dung dịch
NaOH, đó là muối NH4NO3.
NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3 + H2O.
n NaOH = n NH4 NO3 =1,45-1,36=0,09mol

Sơ đồ phản ứng: Fe + HNO3 → Fe(NO3)2 + NO + NO2 + H2O
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nitơ:
gam

44,1 0, 25m
5, 6
=
2+
⇒
63
56
22, 4

m = 50,4


Vậy khối lượng muối trong dung dịch Y là:

0, 25.50, 4
180 = 40, 5gam
56

Ví dụ 3. Hỗn hợp M gồm Mg và MgO, chia hỗn hợp thành hai phần bằng
nhau.
Phần 1 cho vào dung dịch HCl dư thu được 3,136 lit H 2 (đktc) và 14,25 gam
muối A.
Phần 2 cho phản ứng với dung dịch HNO3 thu được 0,448 lit khí X nguyên
chất (đktc) và 23 gam muối khan.
a) Tính % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp M.
b) Xác định X.

=> n NH NO =
4

3

- Các bán phản ứng cho – nhận electron:
Mg → Mg2+ + 2e
N+5 + 8e → N-3
0,14 mol
0,28 mol
0,08mol 0,01 mol
+5
N
+ ae
→
X
0,02a mol 0,02 mol
Theo định luật bảo toàn electron, ta có: 2.0,14 = 0,01.8 + 0,02.a => a = 10
Chỉ có X là N2 là thỏa mãn vì: 2N+5 + 10e → N2
Vậy X là N2.
Ví dụ 4. Cho 29,2 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950
ml dung dịch HNO3 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lit hỗn hợp
khí X gồm NO và N 2O (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tỉ khối của X so với H 2 là
16,4. Tìm giá trị của m.
Giải


5,6

- Theo đề bài, ta có: n HNO = 0,95 x1,5 = 1,425(mol ) ; nX = 22,4 = 0,25(mol ) , MX =

2. Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng, thu
được 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H 2 bằng
22. Tìm kim loại M.
3. Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) cần thiết để hòa tan hoàn toàn một
hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là bao nhiêu.
4. Cho hỗn hợp gồm 6,72 gam Mg và 0,8 gam MgO tác dụng hết với lượng
dư dung dịch HNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,896 lit một
khí X (đktc) và dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y thu được 46 gam muối
khan. Tìm CTHH của khí X.
5. Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R có hóa trị không đổi. Hòa tan hết 3,3
gam X trong dung dịch HCl dư được 2,9568 lit khí ở 27,3 0C và 1 atm. Mặt khác
cũng hòa tan hết 3,3 gam trên trong dung dịch HNO 3 1M lấy dư 10% thì thu được
896 ml hỗn hợp khí Y gồm N2O và NO ở đktc có tỉ khối so với hỗn hợp (NO +
C2H6) là 1,35 và dung dịch Z chứa hai muối.
a) Tìm R và % khối lượng các chất trong X.
b) Cho Z phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,77 gam kết
tủa. Tính CM của dung dịch NaOH biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn.
6. Hỗn hợp A gồm Cu và Fe trong đó Cu chiếm 70% về khối lượng. Cho m
gam A phản ứng với 0,44 mol HNO3 trong dung dịch, thu được dung dịch B, phần
rắn C có khối lượng 0,75m (gam) và 2,87 lít hỗn hợp khí NO 2 và NO đo ở (1,2 atm,
270C).
Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, trong B không có muối amoni.
Tính khối lượng muối trong dung dịch B và tính khối lượng m.


7. Hòa tan 2,88 gam hỗn hợp Fe, Mg bằng dung dịch HNO 3 loãng dư thu
được 0,9856 lit hỗn hợp khí NO, N 2 (ở 27,30C, 1atm) có tỷ khối so với H 2 bằng
14,75.
a) Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra.
b) Tính phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học tại trường THCS cũng gặp không ít
những khó khăn trong việc giúp các em hiểu được các phương pháp giải toán Hóa


học, nhất là phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit
nitric. Song với lòng yêu nghề, sự tận tâm với công việc, cùng với kinh nghiệm của
bản thân, sự giúp đỡ của đồng nghiệp. Tôi đã luôn biết kết hợp giữa hai mặt lý luận
dạy học Hóa học và thực tiễn đứng lớp của giáo viên. Chính vì vậy không những
từng bước làm cho đề tài hoàn thiện hơn về mặt lý thuyết, về mặt lý luận dạy học
mà còn làm cho nó có tác dụng trong thực tiễn dạy và học Hóa học ở trường THCS,
tiếp cận, tạo tiền đề vững chắc cho học sinh học tập bộ môn ở bậc THPT và các bậc
học cao hơn.
2. Bài học kinh nghiệm sau khi thực hiện chuyên đề
Trong quá trình áp dụng sáng kiến kinh nghiệm của bản thân để bồi dưỡng
học sinh giỏi môn Hóa học, tôi rút ra được một số kinh nghiệm như sau:
- Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi
dưỡng cho học sinh. Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài
toán đó. Hoặc xây dựng hệ thống bài tập theo mảng kiến thức và những phương
pháp thường hay sử dụng.
- Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện theo hướng đảm bảo tính kế
thừa và phát triển vững chắc. Thường bắt đầu từ một bài tập mẫu, hướng dẫn phân
tích đầu bài cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải và tự giải, từ đó các em có thể
rút ra phương pháp chung để giải các bài toán cùng loại. Tuy nhiên, việc xác định
phương pháp giải cũng cần có sự trao đổi với học sinh, đồng nghiệp để vận dụng
sát với thực tiễn nhận thức của các em. Sau đó tổ chức cho học sinh giải bài tập
tương tự mẫu; phát triển các dạng biến của mẫu và cuối cùng nêu ra các bài tập
tổng hợp.
- Mỗi dạng bài toán cần đưa ra nguyên tắc nhằm giúp các em dễ nhận dạng
loại bài tập và dễ vận dụng các kiến thức, kỹ năng một cách chính xác; hạn chế
được những nhầm lẫn có thể xảy ra trong cách nghĩ và cách làm của HS, tránh

1. 500 bài tập hóa học - Đào Hữu Vinh - NXB GD 1995
2. Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Phước Hòa Tân - NXB Trẻ 2000


3. Phương pháp giải toán hóa vô cơ - Quan Hán Thành - NXB Trẻ 2000
4. Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Thanh Khuyến - NXB ĐHQG
2007
5. Tuyển tập 351 bài toán hóa học - Võ Tường Huy - NXB Trẻ 2000
6. Bồi dưỡng hóa học THCS - Vũ Anh Tuấn - NXB GD 2004.
7. Các đề thi HSG cấp huyện và cấp tỉnh.