Phân loại và phương pháp giải bài tập phần kim loại tác dụng với dung dịch muối và dung dịch ãit

Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu đề tài này cần dùng các phương pháp : - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết : + Nghiên cứu tài liệu liên quan về bài tập hóa học, sách giáo khoa, tài l

Em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong trung tâm KLF trung tâm thông tin , tư liệu , thư viện trường đại học Hồng Đức đã tạo điều kiện cho

em mượn tài liệu và sử dụng máy tính để em hoàn thành đề tài

Tôi cũng xin cảm ơn đến bạn bè trong lớp K18 - ĐHSP Hóa Học đã động viên , đóng góp ý kiến trong quá trình học tập và nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện không thể tránh hết được mọi thiếu sót và hạn chế

Em rất mong các thầy cô giáo và các bạn có những ý kiến góp ý để em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Thanh Hoá , tháng 5 năm 2019

Sinh viên

Lê Thị Nhung

MỤC LỤC

PHẦN I – MỞ ĐẦU 1

I Lý do chọn đề tài 1

II Mục đích nghiên cứu 2

III Nhiệm vụ nghiên cứu 2

IV Đối tượng và khách thể nghiên cứu 2

V Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu đề tài này cần dùng các phương pháp : 2

PHẦN II - NỘI DUNG 3

CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ LUẬN 3

1.1 Bài tập hoá học 3

1 1 1 Tác dụng của bài tập hóa học 3

1.1 2 Phân loại bài tập hóa học 8

1.2 Cơ sở lý luận về kim loại 9

1.2 1 Tính chất chung của kim loại 9

1.2.1.1 Tính chất vật lý 9

1.2.1.2 Tính chất hóa học 9

1.2.2 Cơ sở phân loại bài tập kim loại 10

1.2.2.1 Dựa vào nội dung 10

1.2.2.2 Dựa vào phương pháp giải bài tập 10

1.2.2.3 Dựa vào tính chất của kim loại 11

CHƯƠNG II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DD MUỐI VÀ AXIT 12

2.1 Kim loại tác dụng với dung dịch muối 12

Dạng 1 : Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối 12

Dạng 2: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa hai muối 14

Dạng 3: Hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối 18

Dạng 4: Hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa hai muối 23

2.2 Kim loại tác dụng với dung dịch axit 28 Dạng 1: Kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng …………30 Dạng 2: Kim loại tác dụng với dung dịch axit H2SO4 đặc, axit HNO3 33 Dạng 3: Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HNO3 và H2SO4 đặc nóng 39 Dạng 4: Kim loại tác dụng với hỗn hợp muối nitrat trong môi trường axit mạnh 42 PHẦN III – KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PHẦN I – MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Định hướng đổi mới phương pháp dạy học trong giai đoạn hiện nay là: phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của người học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, hình thành thái

độ tình cảm, hứng thú học tập cho học sinh Và mục đích của sự đổi mới đó nhằm nâng cao hiệu quả dạy và học Để tiếp cận với định hướng trên, mỗi giáo viên phải tự thay đổi phương pháp dạy học phù hợp với xu hướng giáo dục đã đề ra

Có rất nhiều phương pháp dạy học nhưng với hóa học, một phương pháp dạy học không thể thiếu là phương pháp giải bài tập hóa học Nhiều nhà lí luận đã xếp bài tập hóa học vào nhóm “phương pháp dạy học- công tác tự lực của học sinh” Giải bài tập hóa học là lúc học sinh hoạt động tự lực để củng cố và trau dồi kiến thức hóa học của mình Bài tập hóa học cung cấp cho học sinh cả kiến thức, cả con đường để giành lấy kiến thức, cả niềm vui sướng của sự phát hiện

ra kiến thức Do vậy, bài tập hóa học vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm

Hoá học là môn khoa học vừa lý thuyết và thực nghiệm, vì thế bên cạnh việc nắm vững lý thuyết người học cần phải vận dụng linh hoạt, sáng tạo mọi vấn để thông qua hoạt động thực nghiệm, thực hành giải bài tập Một trong những phương pháp học tích cực là sử dụng bài tập hoá học trong hoạt động dạy và học Bài tập hoá học đóng vai trò vừa là nội dung vừa là phương tiện để chuyển tải kiến thức nhờ đó giúp học sinh, sinh viên hoàn thiện kiến thức đồng thời phát triển trí thông minh, sáng tạo, rèn luyện được tính kiên nhẫn những kỹ xảo năng lực nhận thức và tư duy phát triển sáng tạo hơn Thông qua bài tập Hóa học giúp giáo viên kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh sinh viên từ đó đưa ra phương pháp và hình thức tổ chức dạy học hợp lý

Bài tập Hóa học thật đa dạng và phong phú, trong đó bài tập về phần kim loại tác dụng với dung dịch muối dung dịch axit là một phần quan trọng trong chương trình hóa học vô cơ Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài:

“ Phân loại và phương pháp giải bài tập phần kim loại tác dụng với dung dịch muối và dung dịch axit ”

II Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu, phân loại bài tập phần kim loại tác dụng với dung dịch muối, dung dịch axit

III Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ và lý luận của đề tài về bài tập hóa học, yêu cầu của việc xây dựng bài tập

- Nghiên cứu cở sở lý thuyết về tính chất vật lý, tính chất hoá học, dây hoạt động hoá học của kim loại

- Nghiên cứu phân loại và xây dựng bài tập trong phần kim loại tác dụng với dung dịch muối và dung dịch axit

IV Đối tượng và khách thể nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu : Quá trình dạy và học ở trường trung học cơ sở và trung học phổ thông

- Đối tượng nghiên cứu : Bài hoá học phần kim loại

V Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu đề tài này cần dùng các phương pháp :

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết :

+ Nghiên cứu tài liệu liên quan về bài tập hóa học, sách giáo khoa, tài liệu tham khảo để xây dựng cơ sở lý thuyết cho đề tài này :

+ Nghiên cứu cơ sở lý luận của bài tập hóa học, ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học , yêu cầu của hệ thống bài tập cần xây dựng :

+ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm : Điều tra, khảo sát thực tế về việc dạy bài tập hóa học để rút ra kết luận thực tế về mục tiêu và yêu cầu dạy học bài tập hóa học và phương pháp dạy học bài tập hóa học theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh, sinh viên

- Phương pháp tổng kết kinh nghiệm : Thăm dò, lấy ý kiến của giáo viên về phương pháp xây dựng hệ thống bài tập và phương pháp giải phù hợp nhất

PHẦN II - NỘI DUNG CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Bài tập hoá học

Bài tập hóa học là một hoặc nhiều vấn đề (câu hỏi hoặc bài toán) mà người giải quyết phải trả lời được thông qua các hoạt động của tư duy Mỗi loại bài tập có tính chất, tác dụng riêng, tuy nhiên trong khuôn khổ có hạn, luận văn chỉ trình bày loại bài tập định lượng thức bài toán hóa học

Bài tập định lượng hay bài toán hóa học là loại bài tập vừa có tính hóa học (cần dùng đến kiến thức hóa học, ngôn ngữ hóa học mới giải được )và vừa có tính toán học ( cần dùng các kĩ năng toán học mới giải được ) Đối với học sinh, giải bài tập là một phương pháp học tập tích cực Để giải bài toán hóa học cho học sinh cần phải hiểu rõ các dữ kiện, các yêu cầu cần giải quyết, xác định các bước giải và các thao tác cần thiết

Do đó khi giải các bài toán hóa học, những kiến thức học sinh đã lĩnh hội trong quá trình học tập đã cùng cố, đào sâu, vận dụng.Việc hoàn thành và pháp triển

kỹ năng giải các bài toán hóa học cho phép thực hiện những mối liên hệ qua lại mới giữa các tri thức thuộc cùng một trình độ của cùng một năm học và thuộc những trình độ khác nhau, của những năm học khác nhau cũng như giữa tri thức

và kỹ năng, Thông qua bài tập, giáo viên có thể kiểm tra được khả năng tiếp thu kiến thức của học sinh, đồng thời phát hiện những sai sót, yếu kém của học sinh

mà qua đó có kế hoạch rèn luyện kịp thời

1 1.1 Tác dụng của bài tập hóa học

Học sinh có thể thuộc lòng các khái niệm, các định luật, nhưng nếu không qua việc giải bài tập học sinh chưa thể nào nắm vững được cái mà học sinh đã thuộc lòng Bài tập hóa học sẽ rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng được những kiến thức đã học, biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của thầy cô thành kiến thức của chính mình

- Bài tập hóa học làm chính xác bởi các khái niệm hóa học, củng cố, đào sâu,

mở rộng kiến thức để làm sinh động và phong phú, giúp người đọc hiểu sâu và nhớ lâu kiến thức

- Bài tập hóa học ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất -Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh một số kỹ năng hóa học như : cân bằng phương trình phản ứng tính theo phương trình , tính theo công thức

- Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức vào giải thích các hiện tượng trong thực tiễn đời sống

- Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh kỹ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học Phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

- Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh các thao tác tư duy phân tích, so sánh, khái quát hóa , trừu tượng hóa và giúp học sinh có năng lực tư duy logic

- Bài tập hóa học phát triển tư duy rèn luyện trí thông minh cho học sinh -Về một thái độ

+Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh tính kiên nhẫn, trung thực, lòng mê say khoa học

+Bài tập hóa học có tác dụng làm cho học sinh hiểu sâu hơn và làm chính xác hóa các khái niệm đã học

Ví dụ : Hòa tan 2,7g Al vào lượng dư dung dịch H2SO4, chưa rõ nồng độ , thấy khí thoát ra V lít ( đktc ) một khí A có tỉ khối hơi so với H2 là 17 , Giá trị của V là :

A 0 ,84 lít B 2,24 lít C 1,12 lít D 4 ,48 lít

Để giải bài tập này học sinh phải rà soát , nhớ lại các sản phẩm , lựa chọn khí thích hợp và viết được phương trình phản ứng , cách cân bằng phương trình ôxi hóa - khử Từ đó học sinh học được phản ứng của Al với H2SO4 đặc có thể tạo

ra những sản phầm khử

-Các bài tập hóa học đào sâu mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động phong phú và không làm nặng nề khối lượng kiến thức của học sinh Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến tức một cách sâu sắc Hơn nữa , một số bài tập với các tình huống có vấn đề sẽ tạo hứng thú cho học sinh tiếp thu kiến thức được mở rộng hơn từ lí thuyết phản ứng đã học

Ví dụ : Hòa tan 28,7g Fe vào V ml dung dịch HNO3, 1M thấy tạo ra 6,72 lít khí không màu hóa nâu trong không khí và một lượng chất rắn không tan có khối lượng m gam Tìm giá trị của V và m

Với bài tập này , nếu học sinh hấp tấp vội vàng sẽ chỉ viết một phương trình phản ứng khử Fe -> Fe3+ ” , tìm ngay ra V và m Nhưng với học sinh nắm chắc kiến thức thì sẽ nhận ra ngay đây là tình huống có vấn đề khiến cho học sinh phải đề phòng , suy xét Lúc này phản ứng : Fe 3+ + Fe ->Fe 2+ trong dây điện hóa sẽ được thực tế hoá

-Bài tập hóa học củng cố kiến thức cũ một cách thường xuyên và hệ thống hóa các kiến thức đã học Kiến thức cũ nếu chỉ đơn thuần nhắc lại sẽ làm cho học sinh nhàm chán vì không có gì mới và hấp dẫn , Bài tập hóa học sẽ ôn tập , củng

cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi nhất , một số đáng kể bài tập hóa học đòi hỏi học sinh phải vận dụng tống hợp kiến thức của nhiều nội dung nhiều chương , nhiều bài khác nhau Qua việc giải các bài tập hóa học này , học sinh sẽ tìm ra mối liên hệ giữa các nội dung của nhiều bài , chương khác nhau từ

đổ về hệ thống hóa kiến thức đã học

Ví dụ : Đối với chương trinh lớp 12 sau khi học xong phần Fe có bài tập: Chia

m gam hỗn hợp A gồm Ba , Al , Fe thành 3 phần bằng nhau :

- Phần 1 cho tác dụng với nước dư thấy thoát ra 0,986 lít khí H2

- Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy 6, 944 lít khi bay ra

- Phần 3 cho vào dung dịch HCl dư thu được 9 ,814 lít khí

Tìm m và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A Các khí đo ở đktc

Để giải được bài tập này , học sinh phải nắm được tính chất hóa học của Fe và

cả chương trước là kim loại kiềm thổ và nhôm Như vậy qua bài tập này chúng

ta đã giúp học sinh ôn lại kiến thức của phần trước cũng như phần vừa học xong -Bài tập hóa học giúp rèn luyện các kỹ năng về hóa học

Các kỹ năng về hóa học như :

- Kỹ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học

- Lập công thức , cân bằng phương trình hóa học

- Tính theo phương trình hóa học

- Các tính toán đại số : giải phương trình và hệ phương trình , kỹ năng nhận biết hóa chất …

- Kỹ năng giải từng loại bài tập khác nhau qua việc thường xuyên giải các bài tập hỗn hợp , lâu dần học sinh sẽ thuộ hết những ký hiệu hóa học hóa trị , số oxi hóa của các nguyên tố …

Bài tập hóa học tạo điều kiện để tư duy học sinh phát triển

Bài tập hóa học phát triển năng lực nhận thức , rèn luyện trí thông minh cho học sinh

Khi giải một bài tập , học sinh được rèn luyện các thao tác tư duy như phân tích , tổng hợp , so sánh , diễn dịch , quy nạp Và học sinh buộc phải nhớ lại các kiến thức đã học mà có liên quan đến đề bài , xác định mối liên hệ giữa những điều kiện đã cho và yêu cầu của đề để tìm ra cách giải tối ưu nhất Qua

đó tư duy của học sinh được phát triển , tính tích cực , độc lập của học sinh được nâng cao

Ví dụ : Cho 6,8g hỗn hợp Fe , CuO tác dụng với HCl thu được chất rắn B và

dung dịch A Cho tiếp dung địch HCl dư vào thì tan một phần , còn lại 1,28g chất rắn không tan Lọc bỏ chất rắn thêm NaOH dư và lọc kết tủa nung trong môi trường có không khí thu được 6g chất rắn Tìm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu

Để giải được bài tập này , học sinh phải nhớ lại tính chất hóa học của kim loại , oxit kim loại khi có tác dụng với axit không có tính oxi hóa Học sinh phải phân tích , lập luận được tại sao sau hai lần cho HCl vào thì còn một chất rắn không tan mà đáng ra cả Fe và CuO đều tan hết trong HCl dư , Đến đây học sinh phải dự đoán được chất không tan là Cu , nhưng Cu sinh ra từ đâu ? Để trả lời ca hỏi này học sinh phia suy luận được các phương trình phản ứng khi cho Fe , CuO tác dụng với HCl thiếu Khi đó Fe ,CuO tác dụng với HCl thiếu tạo ra FeCl2 , CuCl2 ; Fe dư sẽ tiếp tục phản ứng với CuCl2 , sinh ra Cu , vậy trong chất rắn B có Cu , có thể có CuO dư , Fe đư Cho HCl dư vào chất B thì Fe và CuO

dư tan hết , còn lại Cu Từ suy luận này học sinh có thể sẽ tìm ra được cách giải thích hợp

-Tác dụng giáo dục tư tưởng

Khi giải bài tập hóa học , học sinh được rèn luyện về tính kiên nhẫn , tỉnh trung thực trong lao động học tập , tính độc lập , sáng tạo , khi xử lý các vấn đề xảy ra Mặt khác việc tự mình giải các bài tập hóa học còn giúp cho học sinh rèn luyện tinh thần kỉ luật , biết tự kiềm chế , có cách suy nghĩ và trình bày chính xác , khoa học , nâng cao lòng yêu thích bộ môn hóa học

Bài toán hóa học gồm nhiều bước để đi đến đáp số cuối cùng Nếu các em sai ở bất kì một khâu nào sẽ làm cho hệ thống bài toán sẽ bị sai

Ví dụ : Cho m1 gam Mg và Al vào m2 gam dung dịch HNO3 , 24 % Sau khi các kim loại tan hết có 8 ,96 lít hỗn hợp khí X gồm NO, N2O, N2,( đktc ) thoát ra và được dung dịch A Thêm một lượng O2, vừa đủ vào X , sau phản ứng thu được hỗn hợp khí Y Dẫn khi Y từ từ qua dung dịch NaOH dư , có 4,48 hỗn hợp khi

Z đi ra ( đktc ) Tỷ khối của Z so với H2 bằng 20 Nếu cho dung dịch NaOH vào A để được lượng kết tủa lớn nhất thì thu được 62, 2g kết tủa Tính m1 , m2 Biết lượng HNO3đã lấy dư 20 % so với lượng cần thiết

Phân tích : Để giải được bài tập này học sinh phải thực hiện từng bước một các phản ứng , nhìn nhận bản chất vấn đề để tìm ra cách giải thích hợp nhiều học sinh hấp tấp , vội vàng , tính sai ở bất kì bước nào thì cả hệ thống bán toán sẽ sai Bài tập hóa học có nội dung thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện tính cẩn thận , tuân thủ triệt để quy định khoa học , chống tác phong luộm thuộm dựa vào kinh nghiệm lặt vặt , chưa khái quát , vi phạm những nguyên tắc của khoa học -Giáo dục kỹ thuật tổng hợp

Bộ môn hóa học có nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp , còn bài tập hóa học thì tạo điều kiện cho nhiệm vụ này phát triển và những vấn đề kỹ thuật của sản xuất được chuyển tải thành các nội dung trong các bài tập hóa học như : hiệu suất, cách khảo sát thành phần hỗn hợp chất, quy trình sản xuất Hg2SO4,HNO3, bài toán nhiệt nhôm , sản xuất gang thép

Ví dụ : Tính khối lượng quặng chứa 92, 8 % Fe3O4 , để sản xuất 10 tấn gang chứa 4 % C và một số tạp chất biệt hiệu suất của quá trình là 87,5 %

Với bài tập này , học sinh phải hiểu được gang có thành phần chủ yếu là gì , biết được nguyên liệu sản xuất gang và hiểu được quá trình sản xuất trên thực tế không đạt hiệu suất 100 %

Bài tập hóa học còn cung cấp cho học sinh những số liệu lý thủ của kỳ thuật , những số liệu mới về phát minh , về năng suất lao động , về sản lượng ngành sản xuất giúp học sinh hòa nhịp với sự phát triển của khoa học , kĩ thuật thời đại mình đang sống Chính vì các tác dụng của bài tập hóa học kể trên , chúng ta với tư cách là người giáo viên , phải rèn luyện cho học sinh khả năng giải bài tập hóa học thường xuyên để học sinh phát triển tư duy , nâng cao kiến thức và đặc biệt là càng thêm tự tin và hứng thú học môn hóa học

1.1.2 Phân loại bài tập hóa học

1 Phân loại dựa vào nội dung kiến thức hóa học

+ Bài tập định tính ( không có tính toán )

+ Bài tập định lượng ( có tính toản )

2 Phân loại dựa vào hoạt động của học sinh khi giải bài tập

+ Bài tập lí thuyết ( không có tiến hành thí nghiệm )

+ Bài tập thực nghiệm ( có tiến hành thí nghiệm )

3 Phân loại dựa vào nội dung hóa học của bài tập

+ Bài tập hóa đại cương

+ Bài tập hóa vô cơ

+ Bài tập hóa hữu cơ

4 Dựa vào kiểu và dạng bài tập

+ Bài tập tìm nguyên tố chưa biết

+ Bài tập tính theo công thức và phương trình

+ Bài tập biện luận

+ Bài tập dùng giá trị trung bình

5.Dựa vào khối lượng kiến thức , mức độ đơn giản , phức tạp của bài tập + Bài tập dạng cơ bản

+ Bài tập dùng ôn tập , ôn luyện , tổng kết

+ Bài tập dùng bồi đường học sinh giỏi

+ Bài tập dùng phụ đạo học sinh yếu

Mỗi cách phân loại có những ưu và nhược điểm riêng của nó , tùy những trường hợp cụ thể mà giáo viên sử dụng hệ thống phân loại này hay hệ thống phân loại khác hay kết hợp các cách phân loại nhằm phát huy hết ưu điểm của nó

1.2 Cơ sở lý luận về kim loại

1.2 1 Tính chất chung của kim loại

1.2.1.1 Tính chất vật lý

Các kim loại có tính chất chung là : tính dẻo , tính dẫn điện , có tính ánh kim Hầu hết kim loại ở thể rắn trừ thủy ngân và Copernixi ở thể lỏng trong tự nhiên chỉ có một số ít tồn tại tự do ( vàng , platin ) các kim loại còn lại tồn tại ở dạng hợp chất

1.2.1.2 Tính chất hóa học

Tinh chất hóa học chung của kim loại là tính khử : M → Mn+ + ne

• Tác dụng với phi kim : Kim loại tác dụng với oxi tạo thành các oxit

Kim loại tác dụng với phi kim khác tạo thành muối

•Tác dụng với axit :

- Phản ứng với dung dịch axit Hg2SO4 loãng , HCl:

Nhiều kim loại khử được ion H+ ( H3O+ ) của các axit này thành H2

2M + 2n H+ → 2Mn+ + n H2 ( n là hóa trị thấp nhất của M )

- Phản ứng với dung dịch axit HNO3 , H2SO4 đặc

Hầu hết các kim loại ( từ Au , Pt ) khử đượcN+5 và S+6 trong các axit này xuống

số oxi hóa thấp hơn : S+4 ( SO2 ) , S0 ( S ) , S-2 (H2S) , N-3 ( NH4+ ) , N0 ( N2 ) ,

N+2 ( NO ) , N+4( NO )

• Tác dụng với dung dịch muối :

Kim loại hoạt động mạnh đây kim loại hoạt động kém ra khỏi dung dịch muối :

mA + nB+m → m An+ + nB

•Tác dụng với nước :

Những kim loại có tính khử mạnh ( như : Na , K ) khử H2O dễ dàng ở nhiệt

độ thường

Ví dụ : 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Một số kim loại có tính khử trung bình ( như : Zn , Fe ) khử được hơi nước ở nhiệt độ cao

3Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4H2

Kim loại có tính chủ yếu ( như Cu , Ag , Hg …) không khử được nước dù ở nhiệt độ cao

• Tác dụng với dung dịch kiềm ( với M : Be , Al , Cr , Zn , Pb …)

2M + 2n H2O + 2( 4 – n) NaOH → 2Na(4- n )[ M(OH)4 + nH2

1.2.2 Cơ sở phân loại bài tập kim loại

1.2.2.1 Dựa vào nội dung

• Bài tập đại cương về kim loại

• Bài tập kim loại phân nhóm chính nhóm IA

• Bài tập kim loại phân nhóm chính nhóm IIA

• Bài tập về kim loại nhiên và hợp chất của nó

• Bài tập về kim loại chuyển tiếp Ga - le - Cu )

1.2.2.2 Dựa vào phương pháp giải bài tập

• Bài tập áp dụng định luật hào toàn electron

• Bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng tăng giảm khối lượng

• Bài tập dựa vào giá trị trung bình

• Bài tập áp dụng định luật bảo toàn điện tích

• Bài tập tính theo công thức và phương trinh

• Bài tập sử dụng phương pháp ghép ẩn số

1.2.2.3 Dựa vào tính chất của kim loại

• Bài tập kim loại tác dụng với nước

• Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch kiềm

• Bài tập kim loại tác dụng với axit

• Bài tập kim loại tác dụng với muối

• Bài tập kim loại mạnh khử oxit của kim loại yếu

• Bài tập về xác định thế điện cực , điện phân , định luật Faraday

• Bài tập xác định tên kim loại

Mỗi cách phân loại đều có những ưu điểm riêng của nó Tuy nhiên cách phân loại theo tính chất của kim loại phù hợp khi giảng dạy tất cả các chương của kim loại , mặt khác chưa có một tác giả nào thật sự đi sâu nghiên cứu theo cách phân loại này Vì thế luận văn của tôi xin trình bày theo cách phân loại thứ 3 tức là phân loại theo tính chất của kim loại III Phân loại bài tập kim loại

- Bài tập kim loại tác dụng với nước

- Bài tập kim loại tác dụng với dd kiềm

- Bài tập kim loại mạnh khử oxit của kim loại yếu ( phản ứng nhiệt nhôm )

- Bài tập kim loại tác dụng với axit

+ Một kim loại tác dụng với một axit

+ Một kim loại tác dụng với hỗn hợp axit

+ Hỗn hợp kim loại tác dụng với một axit

+ Hỗn hợp kim loại tác dụng với dd hỗn hợp axit

- Bài tập kim loại tác dụng với dd muối

+ Một kim loại tác dụng với dd một muối

+ Một kim loại tác dụng với dd hai muối

+ Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp muối

- Bài tập về điều chế kim loại

- Bài tập xác định tên kim loại

CHƯƠNG II PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẦN

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DD MUỐI VÀ AXIT 2.1 Kim loại tác dụng với dung dịch muối

Dạng 1 : Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối

Một số chú ý và phương pháp giải

• Hiểu và phân biệt được :

- Khối lượng thanh kim loại tăng hay giảm sau phản ứng :

∆ m tăng = m kim loại( tan ) hoặc ∆ m giảm = m kim loại( tan ) - m kim loại( bám )

- Khối lượng thanh kim loại sau phản ứng ( khối lượng chất rắn thu được)

∆ m thanh kim loại sau phản ứng = m thanh kim loại ban đầu = ∆ m tăng (- ∆ m giảm )

- Chú ý phản ứng hoàn toàn hay không hoàn toàn ( sau một thời gian phản ứng )

m muối sau một thời gian phản ứng = m muối trước phản ứng + ∆ m tăng (- ∆ m giảm )

- Fe cho vào dung dịch AgNO3, có thể tạo muối Fe2+ , Fe3+hoặc cả hai muối tùy thuộc vào lượng Fe , AgNO3 dư hay không

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1 Cho 5,4 gam bột Al phản ứng vừa đủ với hung dịch thời MSO4 được dung dịch X Khối lượng chất tan trong dung dịch X giảm 10,2 gam so với dung dịch MSO4 Tìm công thức của MSO4

Vậy công thức muối cần tìm là CrSO4

Bài 2 Tiến hành 2 thí nghiệm sau:

- Thí nghiệm 1: Cho m gam bột Fe dư vào V lít dung dịch Cu(NO3)2

- Thí nghiệm 2: Cho m gam bột Fe dư vào V lít dung dịch AgNO3 0,1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng chất rắn thu được ở 2 thí nghiệm đều bằng nhau Tính giá trị của V1 so với V2

a= m thanh Zn ban đầu = 65x + 7,8 = 65 × 0,28 + 7,8 = 26 g

2 Trong dung dịch sau phản ứng (1) có: 0,28 mol ZnBr2 và

(0.125 × 3,52) - 0,28 = 0,16 mol CuBr2, còn dư

Vì thể tích dung dịch coi như không đáng kể (125ml),

2Al + 3CuCl2 → 2AlCl3 + 3Cu

Số mol CuCl2 tham gia phản ứng bằng :

Cho kim loại A tác dụng với dung dịch muối chứa 2 ion kim loại Bn+ và Cn+ (giả

Giả sử (1, 2) vừa xong 9 A hết, B và C kết tủa hết: mrắn = mC + mB = m2)

So sánh mị và mã sẽ biết được mức độ sảy ra các phản ứng Nếu muốn mrắn < m1 = C kết tủa một phần, B chưa kết tủa Nếu m1< mrắn< m1 = C kết tủa một phần, B kết tủa một phần Nếu mrắn> m2 = B, C kết tủa hết, A dư

Khi biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và biết số mol từng chất ban đầu hoặc biết khối lượng chất rắn sau phản ứng thì có thể sử dụng ĐLBT electron để biết mức độ xảy ra các phản ứng

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1 Cho một lượng Zn vào dung dịch X gồm FeCl2 và CuCl2 Khối lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 0,5 gam Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muối khan Tính tổng khối lượng muối trong X

Giải:

Ta có nAgNO2 = 0,05.0,42 = 0,021: nPb(NO3)2 = 0,05.0,36 = 0,018: nAI = 0,03

Thứ tự các phản ứng:

Al + 3Ag+ → Al3+ + 3Ag

0,007 0,021 0,021 mol

2A1 + 3Pb2+ → 2A13+ + 3Pb

0,012 0,018 0,018 mol

Vậy nAL dư là 0,03 – (0,007 + 0,012)= 0,011 mol

=> mrắn = mAg + mPb + mAl dư = 6,291 gam

Bài 3 Một dung dịch chứa 3,2 gam CuSO4 và 6,24 gam CuSO4 Cho thanh kẽm

65 gam vào dung dịch Sau khi phản ứng hoàn tất tất cả kim loại thoát ra đều bám vào thanh kim loại Viết các phương trình phản ứng xảy ra Hỏi khối lượng sau cùng của thanh kim loại là bao nhiêu

Bài 4 Cho a gam bột Fe vào 200ml dung dịch X gồm hỗn hợp hai muối là

AgNO3 và Cu(NO3)2 Khi phản ứng xong thu được 3,44 gam chất rắn B và dung dịch C Tách B rồi cho dung dịch C tác dụng với NaOH dư được 3,68 gam kết tủa hai hidroxit kim loại Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi được 3,2 gam chất rắn

1 Xác định a

2 Tính nồng độ mol/lít của các muối trong dung dịch X

Giải:

Khi Fe vào dung dịch X thì AgNO3 phản ứng trước

Fe + 2 AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓ (1)

Sau khi phản ứng (1) AgNO3 phải hết vì nước lọc C chỉ tạo ra 2 hidroxit kim loại khi tác dụng với NaOH nghĩa là C chỉ có 2 muối Sau khi AgNO3hết Fe sẽ phản ứng với Cu(NO3)2

Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu↓ (2)

Sau phản ứng (2) Cu(NO3)2còn dư nên Fe hết

Phản ứng của C với NaOH

Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 (3)

Cu(NO3)2 + NaOH → Cu(OH)2 + NaNO3 (4)

Sau đó : 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (5)

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Lượng Fe ban đầu là a= 56x0,03 = 1,68(g)

2 Đặt lượng AgNO3 là n mol, lượng Cu(NO)3

để tác dụng với Fe ban đầu là n’mol

Bài 5 Cho 12 gam Mg vào 300ml dung dịch gồm FeSO4 1M và CuSO4 1M Sau phản ứng hoàn toàn lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam chất rắn không tan Tính m

Giải:

Ta có: nCu2+ = 0,3 mol; nFe2+ = 0,3 mol; nMg = 0,5 mol

Các phương trình phản ứng xảy ra:

Cho hai kim loại A, B vào dung dịch chứa muối Cm+

+ Thứ tự phản ứng: Kim loại mạnh phản ứng trước rồi đến kim loại yếu hơn + Nếu biết số mol ban đầu của hai kim loại (A, B) và số mol muối thì:

Kiểm soát mức độ phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên và theo nguyên tắc kim loại yếu hơn chỉ tham gia phản ứng khi kim loại mạnh hơn đã hết và muối vẫn còn (cũng có thể kiểm soát mức độ xảy ra dựa vào ĐLBT electron)

+ Nếu biết số mol ban đầu của hai kim loại (A, B) nhưng không biết số mol ban đầu của muối Cm+ ta áp dụng phương pháp xét khoảng để giải:

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1 Cho hỗn hợp gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch

AgNO3 1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn Tinh giá trị của m

1 Tính khối lượng của Fe và Cu trong 15,28 gam hỗn hợp A

2 Dung dịch X phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch KMnO4 trong H2SO4 Tính nồng độ mol/lít của dung dịch KMnO4

Fe2(SO4)3+ Cu →2 FeSO4 + CuSO4

Bài 4 Cho 1,36 gam hỗn hợp bột A gồm Fe và Mg vào 400 ml dung dịch

CuSO4 có nồng độ a mol/lít Sau khi phản ứng xong thu được 1,84 gam chất rắn

B và dung dịch C

Thêm NaOH vào dung dịch C được kết tủa Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi cân được 1,2 gam chất rắn D Tính thành phần phần trăm hai kim loại trong A ? Tính a ?

Giải

Các phương trình phản ứng:

Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu↓ (1)

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ (2)

B chứa Cu và có thể còn kim loại ban đầu dư; Dung dịch C chứa MgSO4, FeSO4, và có thể còn dư CuSO4

Khi tác dụng với dung dịch NaOH dư:

MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2↓ + Na2SO4

FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4

Nung kết tủa trong không khí:

Mg(OH)2→ MgO + H20

2Fe(OH)2 + 1

2 O2 → Fe2O3 + 2H20 Cu(OH)2→ CuO + H20

Nhận xét:

• Nếu Mg và Fe tác dụng hết thì khối lượng chất rắn D (oxit kim loại) phải lớn hơn khối lượng A

Vì mD = 1,2 (g)<mA =1,36 (g) ta loại trường hợp này

Vậy CuSO4 hết Gọi nCuSO4 =x (mol)

Bài 5 Cho hỗn hợp gồm 1,4 gam Fe và 0,24 gam Mg vào 200 ml dung dịch

CuSO4 khuấy đều phản ứng hoàn toàn thu được 2,2 gam chất rắn Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4

Từ (1, 2) suy ra tổng số mol CuSO4 = 0,01 + 0,02 = 0,03

=> Nồng độ mol của CuSO4 là: 0,03/0,2 = 0,15 M