Phân dạng và bài tập chuyên đề đại cương về kim loại có đáp án và lời giải

Chú ý: Nếu hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều axit, nên viết phương trình phản ứng dạng chung phương pháp chuyển bài toán hỗn hợp về chất tương đương hay viết phản ứng dạng ion;[r]

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ V ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI CHỦ ĐỀ 1 TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Bài 2: Nguyên tố Cu có số hiệu nguyên tử là 29, lớp electron ngoài cùng có 1e hãy cho biết:

a) Cấu hình electron của nguyên tử Cu và của các ion Cu+, Cu2+

b) Vị trí của Cu trong bảng tuần hoàn

b) Vị trí Cu: nằm ở ô số 29, chu kì 4 nhóm IB

Bài 3: Ion R+ có cấu hình electron là 1s22s22p6 Hãy xác định vị trí của nguyên tố R trong bảng hệ thống tuần hoàn

Hướng dẫn giải:

Trang 2

B BÀI TẬP RÈN LUYỆN KỸ NĂNG

Bài 1: Cation X2+ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p6 Hãy xác định vị trí của nguyên tố X trong bảng hệ thống tuần hoàn

A.Nhóm IIA, chu kì 4 B Nhóm IIIA, chu kì 4 C Nhóm IIIA, chu kì 2 D Nhóm IIA, chu kì 6 Hướng dẫn giải:

Đáp án: A

Từ X → X2+ + 2e ⇒ R có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p64s2: có 4 lớp electron nên thuộc chu kì 4; có electron cuối cùng thuộc phân lớp s nên thuộc nhóm A và có 2 electron hóa trị nên thuộc nhóm II

Bài 2: Có thể dùng axit nào sau đây để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm: Al, Fe, Pb, Ag?

A HCl B.HNO3 loãng C H2SO4 loãng D H2SO4 đặc nguội Hướng dẫn giải:

Trang 3

Nhận xét nào sau đây là đúng?

A Tính khử: X > X2+ > M B Tính khử: X2+ > M > X

C Tính oxi hóa: M2+ > X3+ > X2+ D.Tính oxi hóa: X3+ > M2+ > X2+

Đáp án: D

Bài 5: Có thể dùng dung dịch muối nào sau đây để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm: Al, Fe, Pb, Cu?

A Cu(NO3)2 B Pb(NO3)2 C.AgNO3 D Al(NO3)3

Đáp án: C

Bài 6: Hầu hết kim loại đều có ánh kim vì

A Các ion dương trong kim loại hấp thụ tốt những tia sáng có bước sóng mà mắt ta có thể thấy được

B Kim loại có cấu trúc mạng tinh thể nên dễ hấp thụ các tia sáng

C Mây electron tự do trong kim loại đã phản xạ tốt các tia sáng có bước sóng mà mắt ta thấy được

D Tinh thể kim loại đa số ở thể rắn, có hình thể đồng nhất nên phản xạ tốt các tia sáng chiếu tới tạo vẻ sáng lấp lánh

Bài 8: Có dung dịch FeSO4 lẫn CuSO4 Phương pháp đơn giản nhất để loại tạp chất là:

A Cho 1 lá đồng vào dung dịch B.Cho 1 lá sắt vào dung dịch

C Cho 1 lá nhôm vào dung dịch

D Cho dung dịch NH3 đến dư vào dung dịch, lọc lấy kết tủa Fe(OH)2 rồi hòa tan tủa vào dung dịch H2SO4 loãng

Đáp án: B

Bài 9: Tính chất chung của ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học là:

A Có phát sinh dòng điện

B Electron của kim loại được chuyển trực tiếp sang môi trường tác dụng

C Nhiệt độ càng cao tốc độ ăn mòn càng nhanh

D.Đều là các quá trình oxi hóa - khử

Trang 4

Bài 11: Dùng phản ứng của kim loại với dung dịch muối không thể chứng minh

A Cu có tính khử mạnh hơn Ag B Cu2+ có tính oxi hóa mạnh hơn Zn2+

C Fe3+ có tính oxi hóa mạnh hơn Fe2+ D.K có tính khử mạnh hơn Ca

Đáp án: D

Bài 12: Điểm khác nhau giữa kim loại và hợp kim

A Kim loại là đơn chất Hợp kim là hỗn hợp hay hợp chất

B Kim loại có điểm nóng chảy cố định Hợp kim có điểm nóng chảy thay đổi tuỳ theo thành phần

C Kim loại dẫn điện Hợp kim không dẫn điện

D.A,B đều đúng

Đáp án: D

Câu 13: Kết luận nào sau đây là sai ?

A Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Hg B.Kim loại dẻo nhất là natri

C Kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc D Kim loại nhẹ nhất là liti

Đáp án: B

Kim loại dẻo nhất là vàng

Câu 14: Phát biểu nào sau đây không đúng ?

A Kim loại cesi được dùng để làm tế bào quang điện B Kim loại crom được dùng để làm dao cát kính

C.Kim loai bạc dược dùng để làm dây dẫn điện trong gia đình

D Kim loại chì được dùng để chế tạo điện cực trong acquy

Đáp án: C

Mặc dù bạc dẫn điện tốt nhưng do đắt nên không dùng làm dây dẫn điện

Câu 15: Cho các kim loại sau: Li, Mg, Al, Zn, Fe, Ni Có bao nhiêu kim loại tác dụng với HCl và Cl2 thu được cùng một muối ?

(I) Dung dịch thu được sau phản ứng có màu xanh nhạt

(II) Khối lượng thanh đồng bị giảm sau phản ứng

(III) Khối lượng thanh sắt tăng lên sau phản ứng

Kết luận không đúng là

A.(I) B (II) C (III) D (I) (II) và (III)

Trang 5

Đáp án: A

Sau phản ứng, dung dịch có màu xanh nhạt của ion Fe2+; khối lượng thanh đồng và sắt tăng lên

Câu 17: Hoà tan hoàn toàn a gam hỗn hờp gồm FeO và Fe2O3 (tỉ lệ mol 1:1) vào dung dịch HCl Thêm tiếp b gam Cu vào dung dịch thu được ở trên thấy Cu tan hoàn toàn Mối quan hệ giữa a và b là

A.64a >232b B 64a < 232b C 64a > 116b D 64a < 116b

Đáp án: A

phản ứng hoà tan hoàn toàn FeO và Fe2O3 ( tỉ lệ mol 1:1) vào dung dịch HCl

Hoà tan Cu vào dung dịch trên:

Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

Khi Cu tan hoàn toàn tức là

Câu 18: Có các phản ứng như sau:

1 Fe + 2H+ → Fe2+ + H2

2 Fe + Cl2 → FeCl2

3 AgNO3 + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag

4 Ca + FeCl2 dung dịch → CaCl2 + Fe

5 Zn + 2FeCl3 → ZnCl2 + 2FeCl2

6 3Fe dư + 8HNO3 loãng →3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Trong các phản ứng trên, số phản ứng viết không đúng là

Đáp án: B

phản ứng 2,4 không đúng

Câu 19: Cho các phát biểu sau:

1 Có thể dùng lưu huỳnh để khử độc thủy ngân

2 Có thể dùng thùng bằng kẽm để vận chuyển HNO3 dặc, nguội

3 Ngay cả ở nhiệt độ cao, magie không tác dụng với nước

4 Bạc để lâu trong không khí có thể bị hoá đen do chuyển thành Ag2S

Trong các phát biểu trên, số phát biếu đứng là

Trang 6

A 1 B.2 C 3 D 4

Đáp án: B

phát biểu 1,4 đúng

Câu 20: Cho sơ đồ phản ứng của kim loại M với HNO3 như sau:

M + HNO3 → M(NO3)n + NxOy + H2O

Sau khí cân bằng PTHH, hệ số tối giản của HNO3 là

A (3x - 2y)n B (3x - y)n C (2x - 5y)n D.(6x - 2y)n

Đáp án: D

Câu 21: Các hỗn hợp chất nào sau đây không cùng tồn tại trong cùng một dung dịch?

A Ni(NO3)2 và AgNO3 B.Fe(NO3)2 và AgNO3

C Fe(NO3)2 và Cu(NO3)2 D Hg(NO3)2 và Cu(NO3)2

CHỦ ĐỀ 2 CHUỖI PHẢN ỨNG HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI

Nắm chắc các tính chất hóa học chung và các tính chất đặc trưng của từng nhóm kim loại để vận dụng viết phương trình phản ứng

(3) FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + NaCl

(4) 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3

(5) 2Fe(OH)3 −tº→ Fe2O3 + 3H2O

Trang 7

(6) Fe2O3 + 2Al −tº→ 2Fe + Al2O3

Bài 2: Hoàn thành phương trình phản ứng theo sơ đồ sau:

Cho biết: A1 là oxit kim loại A có điện tích hạt nhân là : 3,2.10-18 Culong; B1 là oxit phi kim B có cấu hình electron ở lớp vỏ ngoài cùng là 2s22p2

Trang 8

Bài 1: Cho các chất sau: Fe, FeCl2, FeCl3, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeO, Fe2O3 Những chất có cả tính oxi hóa và tính khử là:

A Fe, FeO, Fe2O3 B FeO, FeCl2, FeSO4

C Fe, FeCl2, FeCl3 D Fe, FeSO4, Fe2(SO4)3

Đáp án: B

Bài 2: Cho sơ đồ sau:

Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe → FeCl3

Số phương trình phản ứng oxi hóa - khử trong dãy là:

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaCl

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4 Fe(OH)3

2Fe(OH)3 −tº→ Fe2O3 + 3H2O

Fe2O3 + 2Al −tº→ 2Fe + Al2O3

Fe + Cl2 → FeCl3

Bài 3: Phương trình phản ứng nào sau đây viết sai?

A FeCO3 + 2HNO3 → Fe(NO3)2 + CO2 + H2O B 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3

C 2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + 2KCl + I2 D Fe2O3 + 6HNO3 đặc −tº→ 2Fe(NO3)3 + 3H2O Hướng dẫn giải:

Đáp án: A

3FeCO3 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO + 3CO2

Bài 4: Để khử ion Fe3+ trong dung dịch thành ion Fe2+ có thể dùng dư chất nào sau đây?

A Mg B Cu C Ba D Na

Trang 9

A FeS, Fe2O3, FeO B Fe3O4, Fe2O3, FeO

C Fe2O3, Fe3O4, FeO D FeO, Fe3O4, Fe2O3

Đáp án:C

2FeS2 + 11/2O2 −tº→ Fe2O3 + 4SO2

3Fe2O3 + CO −tº→ 2Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO −tº→ 3FeO + CO2

FeO + CO −tº→ Fe + CO2

CHỦ ĐỀ 3 CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ DÃY ĐIỆN HÓA KIM LOẠI VÀ PIN ĐIỆN HÓA

Xác định thế điện cực chuẩn, suất điện động chuẩn của pin điện hóa

+ Chiều phản ứng: Viết cặp oxi hóa - khử có thế điện cực nhỏ ở bên trái, cặp oxi hóa - khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ở bên phải rồi viết phương trình phản ứng oxi hóa - khử theo quy tắc α

Ví dụ minh họa

Bài 1: Tính thế điện cực chuẩn E0 của những cặp oxi hóa khử sau:

a E0 (Cr3+/Cr), biết suất điện động chuẩn của pin điện hóa Cr -Ni là +0,51V và E0 (Ni2+/Ni) = -0,23V

b E0 (Mn2+/Mn), biết suất điện động chuẩn của pin điện hóa Cd -Mn là +0,79V và E0 (Cd2+/Cd) = -0,40V Hướng dẫn giải:

Trang 10

Bài 2: Biết phản ứng oxi hóa khử xảy ra trong một pin điện hóa là:

Fe + Ni2+ → Fe2+ + Ni

a Hãy xác định các điện cực âm và dương của pin điện hóa

b Viết các phản ứng oxi hóa và phản ứng khử xảy ra trên mỗi điện cực

c Tính suất điện động chuẩn pin điện hóa

+) Pin điện hóa Fe – Ni: cực (-) là Fe; cực dương (+) là Ni

+) Pin điện hóa Zn – Ag : cực (-) là Zn; cực (+) là Ag

Bài 1: Cho pin điện hóa

biết

Trang 11

Vậy suất điện động của pin có giá trị là:

A Ion Fe3+ oxi hóa được Ag B Ion Fe2+ bị oxi hóa bởi Ag+

C Ion Ag+ bị khử bởi ion Fe3+ D Ion Fe2+ oxi hóa được Ag

Đáp án: B

Dựa vào E0 ta có thể viết phương trình phản ứng:

Ag+ + Fe2+ → Fe3+ + Ag↓

Bài 5: Tính thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa - khử sau:

E0Zn2+/Zn, biết rằng E0 pin(Zn-Cu) = 1,10V và E 0Cu2+/Cu = +0,34V

A -0,76V B 0,42 V C -0,38 V D 0,24V

Đáp án: A

Trang 12

Bài 6: Có pin điện hóa được tạo thành từ những cặp oxi hóa - khử sau:

Bài 7: Cho suất điện động chuẩn E0 của các pin điện hóa: E0 (Cu - X) = 0,46V; E0 (Y - Cu) = 1,1V; E0 (Z - Cu)

= 0,47V (X, Y, Z là ba kim loại) Dãy các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là:

A Z, Y, Cu, X B X, Cu, Z, y C Y, Z, Cu, X D X, Cu, Y, Z

Đáp án: B

E0 (Cu - X) = 0,46V > 0 → Tính khử của X < Cu

E0 (Y - Cu) = 1,1V > E0 (Z - Cu) = 0,47V > 0 → Tính khử của Y > Z > Cu

Tóm lại: tính khử tăng dần theo chiều X, Cu, Z, Y

Bài 8: Cho suất điện động chuẩn của các pin điện hóa: Zn-Cu là 1,1V; Cu-Ag là 0,46V Biết thế điện cực chuẩn

CHỦ ĐỀ 4 PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI

1 Phương pháp bảo toàn khối lượng:

Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phầm

Ví dụ trong phản ứng kim loại tác dụng với axit → muối + H2

Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có:

Trang 13

mdung dịch muối = mkim loại + mdung dịch axit - mH2

2 Phương pháp tăng giảm khối lượng:

Dựa vào sự tăng giảm khối lượng khi chuyển từ 1 mol chất A thành 1 hoặc nhiều mol chất B (có thể qua nhiều giai đoạn trung gian) ta có thể tính được số mol của các chất và ngược lại

Ví dụ Xét phản ứng: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Ta thấy: cứ 1 mol Fe (56 gam) tan ra thì có 1 mol Cu (64 gam) tạo thành, khối lượng thanh kim loại tăng 64 – 56 = 8 (gam) Như vậy nếu biết được khối lượng kim loại tăng thì có thể tính được số mol Fe phản ứng hoặc

số mol CuSO4 phản ứng,

Phương pháp sơ đồ dường chéo:

Thường áp dụng trong các bai tập hỗn hợp 2 chất khí, pha trộn 2 dung dịch, hỗn hợp 2 muối khi biết nồng độ phần trăm của dung dịch (C%) hoặc phân tử khối trung bình ( )

Ví dụ tính tỉ lệ khối lượng của 2 dung dịch có nồng độ phần trăm tương ứng là C1, C2 cần lấy trộn vào nhau

để được dung dịch có nồng độ C%.(C1 < C < C2)

Đối với bài toán có hỗn hợp 2 chất khử, biết phân tử khối trung bình cũng nên áp dụng phương pháp sơ đồ chéo để tính số mol từng khí

4 Phương pháp nguyên tử khối trung bình:

Trong các bài tập có hai hay nhiều chất có cùng thành phần hóa học, phản ứng tương tự nhau có thể thay chúng bằng một chất có công thức chung, như vậy việc tính toán sẽ rút gọn được số ẩn

+) Khối lượng phân tử trung bình của một hỗn hợp là khối lượng của 1 mol hỗn hợp đó

+) Sau khi được giá trị , để tính khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp cũng áp dụng phương pháp sơ

đồ chéo:

5 Phương pháp bảo toàn electron:

Trang 14

Phương pháp này áp dụng để gải các bài tập có nhiều quá trình oxi hóa khử xảy ra (nhiều phản ứng hoặc phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) Chỉ cần viết các quá trình nhường, nhận electron của các nguyên tố trong các hợp chất Lập phương trình tổng số mol electron nhường = tổng số mol electron nhận

6 Phương pháp bảo toàn nguyên tố:

Trong các phản ứng hóa học số mol nguyên tử của các nguyên tố được bảo toàn trước và sau phản ứng

Ví dụ xét phản ứng CO + oxit kim loại → kim loại + CO2

Bào toàn nguyên tử O: nCO = nCO2 = nO trong các oxit

7 Phương pháp viết pt phản ứng dưới dạng rút gọn:

Khi giải các bài toán có phản ứng của dung dịch hỗn hợp nhiều chất (dung dịch gồm 2 axit, 2 bazo, ) để tránh viết nhiều phương trình phản ứng, đơn giản tính toán ta viết phương trình ion rút gọn

Ví dụ minh họa

Bài 1: Hòa tan 1,35 gam một kim loại M bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu được 2,24 lít hỗn hợp khí NO và NO2 (đktc) có tỉ khối hơi so với hidro bằng 21 Tìm M

Áp dụng phương pháp bảo toàn electron

Áp dụng phương pháp sơ đồ chéo :

⇒ nNO = 0,025(mol) và nNO2 = 0,075 (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn số mol electron, ta có:

nX = 0,075 + 0,075 = 0,15 và MX = 1,35 ⇒ M = 9n

+) Khi n = 1 ⇒ M = 9 (loại)

+) Khi n = 2 ⇒ M = 18 (loại)

+) Khi n = 3 ⇒ M = 27 (kim loại là Al)

Bài 2: Hòa tan 4,59 gam nhôm trong dung dịch HNO3 1M thu được hỗn hợp X gồm hai khí NO và NO2, tỉ khối hơi của X đối với hidro bằng 16,75 Tính :

a) Thể tích mỗi khí đo ở đktc

Trang 15

b) Khối lượng muối thu đươc

c) Thể tích dung dịch HNO3 đã dùng

Ta có:

Áp dụng phương pháp sơ đồ chéo:

Áp dụng bảo toàn số mol electron: 17x = 0,51 ⇒ x = 0,03 (mol)

⇒ nNO = 0,09 (mol); nN2O = 0,03 (mol)

VNO = 0,09.22,4 = 2,016 (lít); VH2O = 0,03.22,4 = 0,672 (lit)

nHNO3 = nHNO3 bị khử + nHNO3 tham gia tạo muối = 5x + 3.nAl = 0,03 + 3.0,17 = 0,66(mol)

mmuối = nAl.M = 0,17.213 = 36,21 (gam)

mmuối = mFeCl2 + mMCln

⇔ (56 + 71)a + (M + 35,5)b = 4,575 ⇔ m = 1,38

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:

Trang 16

3a + nb = x + 2y = 0,105

Từ (1) và (2) ⇒ a = 0,015 (mol) và nb = 0,06

Mặt khác: 56a + Mb = 1,38 ⇒ Mb = 0,54

M = 9n ⇒ Nghiệm thích hợp n = 3, M = 27 (Al)

Bài 1: Một dung dịch có chứa các ion: x mol M3+, 0,2 mol Mg2+, 0,3 mol Cu2+, 0,6 mol SO42-, 0,4 mol NO3- Cô cạn dung dịch này thu được 116,8 gam hỗn hợp các muối khan M là:

A 1M B 0,5M C 0,25M D 0,4M

Đáp án: B

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Theo phương trình: Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4

Cứ 1 mol Fe (56 gam) tác dụng với 1 mol CuSO4 → 1 mol Cu (64 gam)

Khối lượng đinh sắt tăng: 64 – 56 = 8 (gam)

Thực tế khối lượng đinh sắt tăng 0,8 (gam)

Trang 17

Vậy nCuSO4 phản ứng = 0,8/8 = 0,1(mol) và CMCuSO4 = 0,1/0,2 = 0,5M

Bài 3: Oxi hóa hoàn toàn 0,792 gam hỗn hợp bột Fe và Cu ta thu được 1,032 gam hỗn hợp các oxit (hỗn hợp X) Hãy tính thể tích khí H2 (đktc) tối thiểu cần để khử hoàn toàn các oxit thành kim loại

Bài 4: Hỗn hợp bột gồm 3 kim loại Mg, Al, Zn có khối lượng 7,18 gam được chia làm hai phần đều nhau Phần

1 đem đốt cháy hoàn toàn trong oxi dư thu được 8,71 gam hỗn hợp oxit Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong HNO3 đặc nóng dư thu được V lít (đktc) khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất) Hãy tính giá trị của V

A 14,336l B 11,2l C 20,16l C 14,72l

Đáp án: A

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với phần 1 ta có:

Do khối lượng kim loại ở hai phần bằng nhau nên số mol do hỗn hợp kim loại nhường là như nhau ⇒ số mol eletron do O2 nhận bằng số mol eletron do N5+ nhận

⇒ nNO2 = 4nO2 = 0,64 ⇒ VNO2 = 0,64.22,4 = 14,336 (lít)

Bài 5: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vủa đủ dung dịch H2SO4 10% thu được 2,24 lít khí H2 (đktc) Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là:

A 101,48 gam B 101,68 gam C 97,80 gam D 88,20 gam

Trang 18

A 448 B 40,5 C 33,6 D 50,4

Đáp án: D

Khối lượng Fe = 0,3m gam và khối lượng Cu = 0,7m gam

Sau phản ứng còn 0,75m gam → Fe chỉ phản ứng 0,25m gam; Fe dư vậy sau phản ứng chỉ thu được muối

Trang 19

Do lượng kim loại không thay đổi nên số mol electron do O_2 nhận vào bằng số mol electron do H2 mất

⇒ nH2 = 2nO2 = 0,015 ⇒ VH2 = 0,336 ( lít )

CHỦ ĐỀ 5 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT

- Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng

Kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn âm (tức kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại) khử được ion hidro H+ của axit thành H2

- Với H2SO4 đặc nóng, HNO3: Hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) khử được S6+ và N5+ trong các axit này xuống số oxi hóa thấp hơn

Chú ý: Nếu hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều axit, nên viết phương trình phản ứng dạng chung (phương pháp chuyển bài toán hỗn hợp về chất tương đương) hay viết phản ứng dạng ion; viết các quá trình oxi hóa, quá trình khử, rồi vận dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron để giải

Các kiểu bài thường gặp

+) Kim loại tác dụng với 1 axit

+) Hỗn hợp kim loại tác dụng với 1 axit

+) Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit

+) Hỗn hợp kim loại tác dụng vưới hỗn hợp axit

Áp dụng phương pháp sơ đồ chéo:

Gọi nN2O = x (mol) và nNO = 3x (mol)

Trang 20

Áp dụng bảo toàn số mol electron: 17x = 0,51 ⇒ x = 0,03 (mol)

⇒ nNO = 0,09 (mol); nN2O = 0,03 (mol)

a) VNO = 0,09.22,4 = 2,016 (lít); VN2O = 0,03.22,4 = 0,672 (lit)

nHNO3 = nHNO3 bị khử + nHNO3 tham gia tạo muối = 5x + 3.nAl = 0,03 + 3.0,17 = 0,66(mol)

b) mmuối = n_Al.M = 0,17.213 = 36,21 (gam)

c) VHNO3 đã dùng = 0,66/1 = 0,66 (lít)

Bài 2: Cho 11 gam hỗn hợp Al và Fe vào dung dịch HNO3 loãng lấy dư thì có 6,72 lít khí NO bay ra (đktc) Tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp

Gọi số mol Al và Fe trong hỗn hợp là x, y (mol)

Bảo toàn electron: 3x + 3y = 0,9 ⇒ x + y = 0,3 (1)

mhỗn hợp = 27x + 56y = 11 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2): x = 0,2 (mol); y = 0,1 (mol)

Vậy mAl = 5,4 (gam) và mFe = 5,6 (gam)

Bài 3: Cho 3,87 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al vào 250 ml dung dịch X chứa axit HCl 1M và H2SO4 0,5M được dung dịch B và 4,368 lít H2 (đktc)

a) Tính phần trăm khối lượng kim loại trong A

b) Tính thể tích dung dịch C gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M cần để trung hòa hết lượng axit dư trong B Hướng dẫn giải:

a) Đối với bài tập có hỗn hợp axit, bazo giải theo phương trình ôn

nHCl = 0,25 (mol) ; nH2SO4 = 0,125 (mol); nH2 = 0,195 (mol)

= nH+ = 0,25 + 2.0,125 = 0,5 (mol);

nH2.2 < nH+ ⇒ H+ dư

Theo đề bài, ta có hệ phương trình:

Trang 21

Giải hệ phương trình ta được: x = 0,06 và y = 0,09

⇒ mMg = 1,44 (gam); mAl = 2,43(gam)

Bài 1: Cho 7,8 gam hỗn hợp Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HCl dư sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng thêm 7 gam Tính số mol HCl đã tham gia phản ứng

A 0,8 mol B 0,4mol C 0,3 mol D 0,25 mol

Đáp án: A

Nhận xét: Kim loại + HCl → muối + H2

Ta có: mdung dịch tăng = mkim loại – mkhí thoát ra

⇒ mH2 = 7,8 - 7 = 0,8 (gam) ⇒ nH2 = 0,4 (mol)

Áp dụng bảo toàn nguyên tử H: nHCl = 2.nH2 = 0,8 (mol)

Bài 2: Cho 10 gam hỗn hợp gồm Al và kim loại M đứng trước hidro trong dãy điện hóa vào 100 ml dung dịch hỗn hợp H2SO4 aM và HCl 3aM thì thu được 5,6 lít khí H2 (đktc), dung dịch X và phần kim loại chưa tan hết có khối lượng 1,7 gam Cô cạn X thu được m gam muối xác định giá trị m

A 12,4g B 28,55g C 32,14g D 17,46g

Đáp án: B

mmuối = mkim loại phản úng + mgốc axit = 8,3 + 96.0,1 + 35,5.0,3 = 28,55(gam)

Bài 3: Hỗn hợp bột gồm 3 kim loại Mg, Al, Zn có khối lượng 7,18 gam được chia làm hai phần đêu nhau Phần

1 đem đốt cháy hoàn toàn trong oxi dư thu được 8,71 gam hỗn hợp oxit Phần 2 hòa tan hoàn toàn trong HNO3 đặc nóng dư thu được V lít (đktc) khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất) Hãy tính giá trị của V

A 14,336l B 6,72l C 13,36l D 4,48l

Đáp án: A

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với phần 1 ta có:

mO2 = 8,71 - 7,18/2 = 5,12(g) ⇒ nO2 = 5,12/32 = 0,16(mol)

Trang 22

Do khối lượng kim loại ở hai phần bằng nhau nên số mol do hỗn hợp kim loại nhường là như nhau ⇒ số mol eletron do O2 nhận bằng số mol eletron do N5+ nhận

⇒ nNO2 = 4nO2 = 0,64 ⇒ VNO2 = 0,64.22,4 = 14,336 (lít)

Bài 4: Cho 3,24 gam một kim loại M tan hết trong 0,1 lít dung dịch HNO3 0,5M Phản ứng chỉ tạo ra khí NO (trong dung dịch không có sự tạo thành NH4NO3) và nồng độ mol của HNO3 còn lại sau phản ứng giảm đi 5 lần Xác định tên kim loại M

ne nhường = 2.nZn = 0,4 mol > ne nhận = 10.nN2 = 0,2 mol → phản ứng tạo thành NH4NO3

nNH4NO3 = (0,4 - 0,2)/8 = 0,025 mol (vì khi tạo thành NH4NO3: N + 8e → N)

Khối lượng muối trong dung dịch X là = 180.0,2 + 80.0,025 = 39,80 gam

Lưu ý: Đề bài không nói thu được khí X duy nhất nên có thể có muối NH4NO3 tạo thành

Bài 6: Hòa tan hoàn toàn 1,23 gam hỗn hợp X gồm Cu và Al vào dung dịch HNO3 đặc nóng thu được 1,344 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y Sục từ từ khí NH3 (dư) vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa Phần trăm khối lượng của Cu trong hỗn hợp X và giá trị của m lần lượt là:

A 21,95% và 0,78 B 78,05% và 0,78 C 78,05% và 2,25 D 21,95% và 2,25 Hướng dẫn giải:

Đáp án: B

Trang 23

Ta có: nNO2 = 1,344/22,4 = 0,06 mol; gọi nCu = x mol; nAl = y mol

Quá trình nhường e:

Quá trình nhận e:

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có hệ:

Cu(OH)2 ta được trong dung dịch NH3 dư vì tạo phức, do đó kết tủa thu được là Al(OH)3

Ta có: nZn = 0,04 mol; nAl = 0,08 mol

Do phản ứng không tạo khí nên trong dung dịch tạo NH4NO3 Trong dung dịch có: 0,04 mol Zn(NO3)2 và 0,08 mol Al(NO3)3

Vậy số mol NO3- còn lại để tạo NH4NO3 là:

Trang 24

Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe, Cu

CHỦ ĐỀ 6 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

Vận dụng dãy thế điện cực chuẩn:

- Kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn khử được cation kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn ra khỏi dung dịch muối (hay nói các khác: kim loại có tính khử mạnh và không tan trong nước đẩy được kim loại có tính khử yếu hơn ra khỏi muối)

- Trường hợp hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp nhiều muối, thì phản ứng xảy ra ưu tiên theo thứ tự: chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh để tạo ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn

Một số lưu ý

- Đối với bài tập một kim loại tác dụng với dung dịch gồm nhiều muối thì kim loại sẽ tác dụng với muối có chứa ion kim loại có tính oxi hóa mạnh hơn trước nếu sau phản ứng này, kim loại còn dư mới tiếp tục xảy ra phản ứng với muối còn lại

Chẳng hạn: cho Fe vào dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3 )2, thì Fe sẽ tác dụng với dung dịch AgNO3 trước, sau đó nếu Fe dư thì mới xảy ra tiếp phản ứng Fe tác dụng với dung dịch muối Cu(NO3)2

- Đối với bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch gồm nhiều muối nếu làm thông thường sẽ phải xét nhiều trường hợp

Chẳng hạn: Cho Fe, Al tác dụng với dung dịch gồm AgNO3 và Cu(NO3)2 Đầu tiên kim loại mạnh hơn sẽ tác dụng với muối có chứa ion kim loại có tính oxi hóa mạnh hơn

Al + 3Ag+ → Al3+ + 3Ag (1)

Trang 25

Sau phản ứng (1) nếu Ag dư:

2Al + 3Cu2+ → 2Al3+ + 3Cu (2)

Sau phản ứng (2) nếu Cu2+ dư:

Và mZn tham gia phản ứng = (0,02 + 0,03).65 = 3,25(gam)

Vậy khối lượng thanh Zn tăng: 4,64 - 3,25 = 1,39(gam)

Bài 2: Ngâm một cái đinh sắt vào 200 ml dung dịch CuSO4 Sau khi phản ứng kết thúc, lấy đinh ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 0,8 gam Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Theo phương trình: Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4

Cứ 1 mol Fe (56 gam) tác dụng với 1 mol CuSO4 → 1 mol Cu (64 gam)

Khối lượng đinh sắt tăng: 64 – 56 = 8 (gam)

Thực tế khối lượng đinh sắt tăng 0,8 (gam)

Vậy, nCuSO4 phản ứng = 0,8/8 = 0,1(mol)và CMCuSO4 = 0,1/0,2 = 0,5M

Bài 3: Cho 2,24 gam bột Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm có AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M, khuấy đều tới phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn A và dung dịch B

a) Tính số gam chất rắn A

b) Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch B

nAgNO3 = 0,02 (mol); nFe = 0,04 (mol); nCu(NO3)2 = 0,1(mol)

nFe phản ứng (1) = 0,01(mol); nFe pư (2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol)

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	3,26 MB