Hòa tan hoàn toàn 9,75 gam Zn trong lượng dư dung dịch HNO3

Câu hỏi: Hòa tan hoàn toàn 9,75g Zn trong lượng dư dung dịch HNO₃ đặc nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X và 1,12 lit NO ( là khí duy nhất,dktc). Cô cạn X mang nung chất rắn đến khi khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:

A. 12,15  

B. 28,35     

C. 13,35    

D. 23,55

Trả lời:

Đáp án: A. 12,15  

Giải thích:

Vì chất tan trong dung dịch bị nung đến khối lượng không đổi

=> Dù có NH₄NO₃ cũng sẽ bị nhiệt phân thành N₂O và H₂O

Chỉ còn lại ZnO => n_ZnO = n_Zn  =0,15 mol

=>  m = 12,15g

=> A

Cùng Top lời giải tìm hiểu kim loại Kẽm nhé!

I. Kẽm là gì?

+ Về mặt hóa học: Kẽm là một nguyên tố kim loại lưỡng tính. Nó là nguyên tố đầu tiên trong nhóm 12 của bảng tuần hoàn nguyên tố, Kẽm chiếm khoảng 0,0075% trong vỏ Trái Đất, là nguyên tố phổ biến thứ 24 trong lớp vỏ Trái Đất và có 5 đồng vị bền.

+ Kí hiệu hóa học: Zn

+ Cấu hình electron là [Ar]3d¹⁰4s² 

+ Số hiệu hóa học là 30

+ Trạng thái oxi hóa thông thường duy nhất là +2.

+ Về mặt sinh học: Kẽm được xem là một chất khoáng rất cần thiết cho cơ thể con người. Cơ thể không thể tự sản sinh ra kẽm mà cần được bổ sung từ bên ngoài, mặc dù cơ thể chỉ cần chúng với một lượng rất ít nhưng nếu thiếu sẽ dẫn đến một số tình trạng bệnh lý.

II. Tính chất vật lí

- Kẽm là kim loại có màu lam nhạt, giòn ở nhiệt độ phòng, dẻo ở nhiệt độ 100 – 150⁰C, giòn trở lại ở nhiệt dộ trên 200⁰C. Kẽm có khối lượng riêng bằng 7,13 g/cm³, nóng chảy ở 419,5⁰C và sôi ở 906⁰C.

III. Nhận biết

- Kim loại kẽm tan trong dung dịch NaOH, sinh ra khí không màu.

Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

IV. Tính chất hóa học

-  Kẽm là kim loại hoạt động có tính khử mạnh, thế điện cực của kẽm E⁰Zn²⁺/Zn = - 0,76V.

a. Tác dụng với phi kim

 - Zn tác dụng trực tiếp với nhiều phi kim.

    Ví dụ: 2Zn  +  O₂ → 2ZnO

                Zn     +   Cl₂   →  ZnCl₂

 -  Ở điều kiện thường, Zn bị oxi hóa trong không khí hình thành lớp oxit bền bảo vệ ngăn không cho phản ứng tiếp tục xảy ra.

b. Tác dụng với axit

 - Với các dung dịch axit HCl, H₂SO₄loãng:

      Ví dụ:  Zn +  2HCl  → ZnCl₂  +  H₂

       Pt ion:  Zn  +  2H⁺  →  Zn²⁺  +   H₂

       (Zn khử ion H⁺ trong dung dịch axit thành hidro tự do).

 - Với dung dịch HNO₃, H₂SO₄ đặc:

Với các axit HNO₃ đặc nóng, HNO₃ loãng, H₂SO₄ đặc: Zn khử được N⁺⁵ và S⁺⁶ xuống những mức oxi hoá thấp hơn. 

      Zn  +  4HNO₃ đ  →  Zn(NO₃)₂  + 2NO₂ + 2H₂O

c. Tác dụng với H₂O

  - Do E^oZn²⁺/Zn    < E^o H₂O/H₂     (Zn khử được nước).

  - Phản ứng này hầu như không xảy ra vì trên bề mặt của kẽm có màng oxit bảo vệ.

 d. Tác dụng với bazơ

 - Kẽm tác dụng với dung dịch bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)₂....

Ví dụ: Cho Zn vào dung dịch NaOH

V. Trạng thái tự nhiên:

- Zn có 5 đồng vị bền, trong đó 64Zn chiếm 50,9%.

- Trữ lượng trong vỏ trái đất chiếm 1,5.10-3 tổng số nguyên tử

- Những khoáng chính của kẽm là: sphalereit (ZnS); calamin (ZnCO₃) thường lẫn với khoáng vật của cađimi.

- Kẽm và cađimi thường có trong quặng đa kim cùng với chì và đồng.

- Có trong thực vật, động vật.

- Cơ thể người chứa kẽm đến 0,001%.

- Ngoài ra, kẽm có trong enzim cacbanhiđrazơ (chất xúc tác quá trình phân hủy của hiđrocacbonat.

- Các loại khác khác có thể thu hồi được kẽm như smithsonit (kẽm cacbonat), hemimorphit (kẽm silicat), wurtzit (loại kẽm sulfua khác), và đôi khi là hydrozincit (kẽm cacbonat).

VI. Ứng dụng:

- Kẽm là kim loại được sử dụng phổ biến hàng thứ tư sau sắt, nhôm, đồng tính theo lượng sản xuất hàng năm:

- Kẽm được sử dụng để mạ kim loại, chẳng hạn như thép để chống ăn rỉ.

- Kẽm được sử dụng trong các hợp kim như đồng thau, niken trắng, các loại que hàn, bạc Đức

- Đồng thau có ứng dụng rộng rãi nhờ độ cứng và sức kháng rỉ cao.

- Kẽm được sử dụng trong đúc khuôn, đặc biệt là trong công nghiệp ô tô.

- Kẽm dạng cuộn được sử dụng để làm vỏ pin.

VII. Điều chế

- Kẽm kim loại được sản xuất bằng luyện kim khai khoáng. Sau khi nghiền quặng, phương pháp tuyển nổi bọt được sử dụng để tách các khoáng dựa vào tính dính ướt khác nhau của chúng. Ở bước cuối cùng này thì kẽm chiếm 50%, phần còn lại là lưu huỳnh (32%), sắt (13%), và SiO₂ (5%).

- Công đoạn thiêu kết sẽ chuyển kẽm sulfua thành kẽm ôxít

2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂

- Sau đó, người ta có thể dùng 2 phương pháp cơ bản trong luyện kim là nhiệt luyện (pyrometallurgy) hoặc điện phân (electrowinning). Quá trình nhiệt luyện khử kẽm ôxít với cacbon hoặc cacbon mônôxít ở 950 °C (1.740 °F) thành kim loại kẽm ở dạng hơi. Hơi kẽm được thu hồi trong bình ngưng. Quá trình được biểu diễn theo các phương trình dưới đây:

2 ZnO + C → 2 Zn + CO₂

2 ZnO + 2 CO → 2 Zn + 2 CO₂

- Quá trình điện phân, tách kẽm từ quặng tinh bằng axít sulfuric.

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

Sau đó, người ta dùng phương pháp điện phân để sản xuất kẽm kim loại

2 ZnSO₄ + 2 H₂O → 2 Zn + 2 H₂SO₄ + O₂