PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP KIM LOẠI VỚI A XIT_SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ÔN THI HSG HOÁ HỌC CẤP THCS

“Phương pháp giải bài tập kim loại với axitBài tập hỗn hợp ”. Qua các năm giảng dạy hóa học lớp 9 và bồi dưỡng học sinh giỏi văn hóa, tôi nhận thấy rằng để đạt kết quả cao trong kì thi học sinh giỏi văn hóa các cấp thì học sinh cần phải nắm vững tính chất hóa học của các loại hợp chất vô cơ (oxit, axit, bazơ, muối), phương pháp giải bài toán theo phương trình hóa học, phương pháp tìm công thức hóa học của các loại hợp chất vô cơ và đặc biệt là phải nắm vững dạng bài tập kim loại tác dụng với axit – Bài tập hỗn hợp

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU ĐĂNG KÝ SÁNG KIẾN

1 Họ và tên người đăng ký: PHẠM HÙNG ANH.

2 Chức vụ: Giáo viên.

3 Đơn vị công tác: Trường THCS Thạnh Mỹ Tây.

4 Nhiệm vụ được giao trong đơn vị: Chủ nhiệm lớp và dạy lớp.

5 Tên đề tài sáng kiến: “Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp ”.

6 Lĩnh vực đề tài sáng kiến: Hóa học (bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học THCS).

7 Tóm tắt nội dung sáng kiến: “Phương pháp giải bài tập kim loại với axit-Bài tập hỗn hợp ”.

Qua các năm giảng dạy hóa học lớp 9 và bồi dưỡng học sinh giỏi văn hóa, tôi nhận thấy rằng để đạt kết quả cao trong kì thi học sinh giỏi văn hóa các cấp thì học sinh cần phải nắm vững tính chất hóa học của các loại hợp chất vô cơ (oxit, axit, bazơ, muối), phương pháp giải bài toán theo phương trình hóa học, phương pháp tìm công thức hóa học của các loại hợp chất vô cơ và đặc biệt là phải nắm vững dạng bài tập kim loại tác dụng với axit – Bài tập hỗn hợp, học sinh cần chú ý:

a Với HCl, H 2 SO 4 loãng.

Kim loại (trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại) + axit  muối + hiđro

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2

* Chú ý: Nếu kim loại có nhiều hóa trị khi phản ứng với axit tạo muối của kim loại hóa trị thấp

b Với H 2 SO 4 đặc nóng, HNO 3

Kim loại + axit  muối (kim loại hóa trị cao) + chất khác hiđro + nước

Cu + 2H2SO4 đặc ⃗t 0 CuSO4 + SO2 + 2H2O

2Fe + 6H2SO4 đặc ⃗t 0 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO2 + 4H2O

* Chú ý: Khi kim loại phản ứng với HNO3 có thể tạo ra nhiều sản phẩm như NO (khí không màu hóa nâu trong không khí), NO2 (khí màu nâu), N2 (khí không màu, không cháy, chiếm 78% thể tích không khí), NH4NO3,….tùy thuộc vào kim loại, điều kiện phản ứng và nồng độ axit

 Với những kim loại vừa phản ứng với nước, vừa phản ứng với axit, khi cho vào dung dịch axit, kim loại sẽ phản ứng với axit trước, nếu dư kim loại mới phản ứng với nước

Ví dụ: Cho Ba dư vào dung dịch H2SO4

Ba + H2SO4  BaSO4 + H2

Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2

(Trong 2 phản ứng trên sau khi lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu được là Ba(OH)2.

 Với HNO3 thật loãng và lạnh, khi phản ứng với kim loại cho ra H2

 Al, Fe không tác dụng với HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội

8 Thời gian, địa điểm, công việc áp dụng sáng kiến: Bắt đầu từ năm học 2014-2015, tôi

bắt đầu nghiên cứu và dạy bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học lớp 9 và áp dụng cho tới bây giờ tại trường THCS Thạnh Mỹ Tây

9 Đơn vị áp dụng sáng kiến: Trường THCS Thạnh Mỹ Tây.

10 Kết quả đạt được:

- Chất lượng giảng dạy của bộ môn được nâng lên, học sinh học tập hứng thứ hơn, hàng năm trường đều có học sinh giỏi môn hoá học dự thi

- Tỉ lệ học sinh giỏi văn hóa đạt chỉ tiêu như sau:

+ Năm học 2014-2015 (3 học sinh giỏi huyện, 1 học sinh dự thi cấp tỉnh)

+ Năm học 2015-2016 (1 học sinh dự thi cấp tỉnh)

+ Năm học 2016-2017 (4 học sinh giỏi cấp huyện)

+ Năm học 2017-2018 (1 học sinh đạt giải B, 2 học sinh đạt giải A, 1 học sinh dự thi cấp tỉnh) + Năm học 2018-2019 (1 học sinh giỏi cấp huyện)

+ Năm học 2019-2020 ( 2 học sinh đạt giải cấp huyện)

+ Năm học 2020-2021 ( 1 học sinh đạt giải cấp huyện)

Thạnh Mỹ Tây, ngày 13 tháng 12 năm 2021

Tác giả

Phạm Hùng Anh

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG THCS THẠNH MỸ TÂY

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thạnh Mỹ Tây, ngày 13 tháng 12 năm 2021

BÁO CÁO

Kết quả thực hiện sáng kiến, cải tiến, giải pháp kỹ thuật, quản lý, tác nghiệp, ứng dụng

tiến bộ kỹ thuật hoặc nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng

I- Sơ lược lý lịch tác giả:

- Họ và tên: Phạm Hùng Anh Nam.

- Ngày tháng năm sinh: 10-12-1987

- Nơi thường trú: Cầu Dây_Thạnh Mỹ Tây_Châu Phú_An Giang

- Đơn vị công tác: Trường THCS Thạnh Mỹ Tây

- Chức vụ hiện nay: Giáo viên

- Lĩnh vực công tác: Dạy hóa học lớp 8,9

II Sơ lược đặc điểm tình hình đơn vị:

- Trong những dạng bài tập của môn hóa học, dạng bài tập “kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp” là dạng bài tập mà học sinh thường lúng túng Để giải quyết loại bài tập này học sinh phải nắm vững lí thuyết, tính chất hóa học, phương pháp giải bài tập, tính toán thành thạo,… Đó là nỗi lo âu, trăn trở của nhiều học sinh, đặc biệt là học sinh giỏi văn hoá của môn hoá học

- Là giáo viên đang giảng dạy môn hóa học của trường, để nâng cao chất lượng dạy và học, để góp phần bồi dưỡng học sinh khá, giỏi và bồi dưỡng học sinh giỏi văn hóa bộ môn của trường

và hình thành cho học sinh những kiến thức cơ bản của môn hóa học

- Xuất phát từ lý do trên cùng với những suy nghĩ làm thế nào giúp học sinh giải tốt các bài

tập hóa học phần“Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp” , bài tập dạng

này trong đề thi học sinh giỏi văn hóa hàng năm đều có, chính vì lí do đó tôi xin đưa ra một số ý

kiến của mình qua sáng kiến: “Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp”.

- Tên sáng kiến/ đề tài giải pháp: “Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn

hợp”.

- Lĩnh vực: Hóa học (bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học THCS).

III Mục đích yêu cầu của đề tài, sáng kiến:

1/ Thực trạng ban đầu trước khi áp dụng sáng kiến:

- Thực trạng cho thấy hầu hết học sinh khi đọc một bài tập hoá học phải mất rất nhiếu thời gian

để xác định và phân dạng bài tập, phần còn lại để các em tính toán trình bày lời giải của mình không còn thời gian là bao nhiêu

- Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy nhiều em còn lúng túng khi làm bài tập về“Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp” Việc học sinh không giải được hoặc giải

sai bài tập chưa đủ cơ sở để kết luận các em không hiểu biết gì về kiến thức và kĩ năng hoá học

mà do nhiều nguyên nhân, trong đó chủ yếu là do: Không hiểu điều kiện của bài tập, không biết cần vận dụng kiến thức nào để giải bài tập, không nắm vững phương pháp giải bài tập vì yếu về

kĩ năng nhận biết, phân loại các chất, viết phương trình hóa học sai vì chưa biết vận dụng tính chất hoá học của chất, chưa nắm được phương pháp giải các dạng bài tập,

2/ Sự cần thiết phải áp dụng sáng kiến:

- Trong quá trình dạy học ở THCS đã có nhiều em học sinh bộc lộ khả năng về tư duy và học

tập môn hóa học Chẳng hạn, có em thích khám phá thế giới tự nhiên, thích tìm hiểu về các dạng bài toán hóa học khác nhau giải bài toán hóa học bằng nhiều cách giải khác nhau,… Cũng có

em thích làm thí nghiệm nhỏ để tìm hiểu và chứng minh các hiện tượng và rút ra quy luật Nhiều

em có trí nhớ đặc biệt về sự phân loại các chất và tính chất của chúng, thể hiện sự sáng tạo và thông minh trong cách giải bài tập,….Tuy nhiên, các em muốn phát triển được khả năng tư duy của mình về môn hóa học thì cần phải được trang bị một cách có hệ thống từ lý thuyết đến kĩ năng giải bài tập và các ứng dụng thực hành phù hợp với sự phát triển nhận thức của lứa tuổi hào hứng và phấn khởi này

- Chính vì thế, để giúp cho giáo viên bộ môn và học sinh THCS có thêm tài liệu tham khảo, bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học, tôi xin giới thiệu kinh nghiệm của mình về đề tài:

“Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp”.

3/ Nội dung sáng kiến: “Phương pháp giải bài tập kim loại với axit – Bài tập hỗn hợp”.

Cơ sở lý thuyết:

- Trong một số trường hợp, đề bài không cho hai chất tác dụng với nhau mà cho nhiều chất cùng tác dụng với nhau, khi đó ta có dạng bài toán hỗn hợp

- Khi gặp dạng bài toán này, bên cạnh đòi hỏi các kĩ năng hóa học học sinh cần phải có các kĩ năng toán học, giải hệ phương trình toán học, học sinh phải nắm vững tính chất hóa học của các loại hợp chất vô cơ (oxit, axit, bazơ, muối), nắm vững phương pháp tìm các loại hợp chất vô cơ

Kỹ năng giải:

- Các bước giải:

+ Đọc kĩ, tóm tắt và phân tích đề

+ Chuyển giả thiết về bài toán số mol (lưu ý: nếu cho khối lượng của hỗn hợp nhiều chất thì không được đổi về số mol)

+ Đặt ẩn các chất cần tìm (thường là đại lượng số mol)

+ Viết và cân bằng các phương trình phản ứng hóa học

+ Dựa vào tỉ lệ số mol của các chất trong phản ứng để tìm mối liên hệ giữa chúng, xuất phát từ chất có số mol đặt làm ẩn số

+ Lập hệ phương trình toán học

+ Giải hệ phương trình, tìm ẩn số đã đặt

+ Từ số mol đó tìm câu trả lời mà đề bài yêu cầu

- Lưu ý: đối với axit loãng và axit đặc:

 Với HCl, H2SO4 loãng:

Kim loại (trước H trong dãy hoạt động hóa học của kim loại) + axit  muối + hiđro

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2

* Chú ý: Nếu kim loại có nhiều hóa trị khi phản ứng với axit tạo muối của kim loại hóa trị thấp

 Với H2SO4 đặc nóng, HNO3:

Kim loại + axit  muối (kim loại hóa trị cao) + chất khác hiđro + nước

Cu + 2H2SO4 đặc ⃗t 0 CuSO4 + SO2 + 2H2O

2Fe + 6H2SO4 đặc ⃗t 0 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO2 + 4H2O

* Chú ý: Khi kim loại phản ứng với HNO3 có thể tạo ra nhiều sản phẩm như NO (khí không màu hóa nâu trong không khí), NO2 (khí màu nâu), N2 (khí không màu, không cháy, chiếm 78% thể tích không khí), NH4NO3,….tùy thuộc vào kim loại, điều kiện phản ứng và nồng độ axit  Với những kim loại vừa phản ứng với nước, vừa phản ứng với axit, khi cho vào dung dịch axit, kim loại sẽ phản ứng với axit trước, nếu dư kim loại mới phản ứng với nước

Ví dụ: Cho Ba dư vào dung dịch H2SO4

Ba + H2SO4  BaSO4 + H2

Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2

(Trong 2 phản ứng trên sau khi lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu được là Ba(OH)2

 Với HNO3 thật loãng và lạnh, khi phản ứng với kim loại cho ra H2

 Al, Fe không tác dụng với HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội

BÀI TẬP VỀ MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXIT.

Bài 1: Cho 11,2 gam Fe phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 7,3% Sau phản ứng thu được khí

A và dung dịch B

a/ Tính V khí A (đktc)

b/ Tính khối lượng dung dịch axit tham gia

c/ Tính C% dung dịch B

Hướng dẫn: a/ Ta có: nFe = 112,/56 = 0,2 (mol)

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 

0,2 0,4 0,2 0,2 (mol)

 V H2 = n.22,4 = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)

b/ Ta có: mHCl = n.M = 0,4.36,5 = 14,6 (g)  mdung dịch HCl = (14,6.100)/7,3 = 200 (g)

c/ Ta có: m H2 = 0,2.2 = 0,4 (g)

m FeCl 2 = 0,2.127 = 25,4 (g)

 Khối lượng dung dịch sau phàn ứng là mdung dịch = 11,2 + 200 – 0,4 = 210,8 (g)

Vậy C% = (25,4/210,8).100% = 12,05%

Bài 2: Cho 4,8 gam kim loại A (II) phản ứng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 0,5M (vừa đủ), sau phản ứng thu được 4,48 lít H2 (đktc)

a/ Xác định kin loại

b/ Tính thể tích dung dịch H2SO4 cần dùng

c/ Tính CM dung dịch sau phản ứng ( Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể)

Hướng dẫn:

a/ Ta có: n H2 = 4,48:22,4 = 0,2 (mol)

A + H2SO4  ASO4 + H2

0,2 0,2 0,2 0,2 (mol)

 MA = 4,8:0,2 = 24 (Mg)

Vậy A là kim loại magie

b/ Thể tích dung dịch H2SO4 là: V H2SO 4 = 0,2:0,5 = 0,4 (l)

c/ Ta có: CM dung dịch sau phản ứng = 0,2:0,4 = 0,5 (M)

* Chú ý: Khi trộn lẫn các chất với nhau, nếu đề cho V không đổi sau khi trộn thì:

- Chất lỏng 1 trộn với chất lỏng 2, lúc đó V dung dịch sau phản ứng = V chất lỏng 1 + V chất lỏng 2

- Chất khí (hoặc chất rắn) cho vào chất lỏng, suy ra V dung dịch sau phản ứng = V chất lỏng ban đầu

Bài 3: Để hòa tan hoàn toàn 5,4 gam kim loại cần 300 gam dung dịch HCl 7,3%.

a/ Tìm kim loại

b/ Tính C% dung dịch sau phản ứng

Hướng dẫn: Đây là bài toán xác định kim loại nhưng chưa cho biết hóa trị của chúng, vì vậy

cần lập mối quan hệ giữa khối lượng mol M với hóa trị của kim loại, sau đó biện luận để tìm kim loại

a/ Gọi n là hóa trị của kim loại A

Ta có: nHCl = (7,3.300)/(100.36,5) = 0,6 (mol)

2A + 2nHCl  2ACln + nH2

0,6/n 0,6 0,6/n 0,3 (mol)

 MA = 5,4:(0,6/n) = 9n

Vì n là hóa trị của kim loại A nên n = 1,2,3 Ta có:

Vậy kim loại cần tìm là nhôm

b/ Ta có: m AlCl 3 = 0,2.133,5 = 26,7 (g)

mdung dịch sau phản ứng = 5,4 + 300 + 0,3.2 = 304,8 (g)

Nồng độ % của dung dịch sau phản ứng: C% = (26,7.100%)/304,8 = 8,76%

Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam kim loại R trong dung dịch H2SO4 đặc nóng, sau phản ứng thu được 3,36 lít SO2 (đktc) Tìm R

Hướng dẫn: Gọi x là hóa trị của R, a là số mol của R tham gia.

Ta có: n SO 2 = 3,36/22,4 = 0,15 (mol)

2R + 2xH2SO4 đặc ⃗t 0 R2(SO4)x + xSO2 + 2xH2O

a ax/2 (mol)

 n SO

2 = ax/2 = 0,15 (mol)  ax = 0,3 mà aR = 9,6 Suy ra R = 32x

Chọn x = 2, R = 64 (Cu) Vậy kim loại R là đồng

Bài 5: Hòa tan 6,75 gam kim loại M chưa rõ hóa trị vào dung dịch axit thì cần 500ml dung dịch

HCl 1,5M Xác định kim loại M

Hướng dẫn: Gọi x là hóa trị của kim loại M, ta có nHCl = 0,5.1,5 = 0,75 (mol).

2M + 2xHCl  2MClx + xH2

0,75/x 0,75 (mol)

 M = 6,75:(0,75/x) = 9x Chọn x = 3, M = 27 (Al) Vậy kim loại M là nhôm

BÀI TẬP VỀ HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT DUNG DỊCH AXIT.

Bài 6: Hòa tan hoàn toàn 2 gam hỗn hợp gồm 1 kim loại hoá trị II và 1 kim loại hóa trị III cần

dùng 31,025 gam dung dịch HCl 20%

a/ Tính thể tích khí hiđro thoát ra ở đktc

b/ Tính khối lượng muối khô được tạo thành

Hướng dẫn: a/ Ta có: nHCl = (20.31,025)/(100.36,5) = 1,17 (mol).

Gọi A và B lần lượt là 2 kim loại hóa trị II và III cần tìm

A + 2HCl  ACl2 + H2 (1)

2B + 6HCl  2BCl3 + 3H2 (2)

Theo phương trình (1,2) ta có: n H2 = 1/2nHCl = 0,17/2 = 0,085 (mol)  V H2 = 1,904 (lít) b/ Ta có: nCl = nHCl = 0,17 (mol)  mCl = 0,17.35,5 = 6,035 (g)

Vậy khối lượng muối khô tạo thành là: mmuối khô = mA + mB + mCl = 2 + 6,035 = 8,035 (g)

Bài 7: Cho a gam Fe hòa tan trong dung dịch HCl (thí nghiệm 1) sau khi cô cạn dung dịch thu

được 3,1 gam chất rắn Nếu cho a gam Fe và b gam Mg (thí nghiệm 2) vào dung dịch HCl (cùng với lượng như trên) Sau khi cô cạn dung dịch thì thu được 3,34 gam chất rắn và 448 ml H2 (đktc) Tính a, b và khối lượng các muối

Hướng dẫn: Thí nghiệm 1: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (1)

0,024 0,024 (mol)

Nếu Fe hết thì số mol chất rắn là số mol FeCl2 nên n FeCl 2 = 3,1/127 = 0,024 (mol)

Thí nghiệm 2: Ta có n H2 = 0,448/22,4 = 0,02 (mol)

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (2)

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 (3)

Ta thấy: Ngoài a gam Fe như thí nghiệm 1 cộng với b gam Mg mà chỉ giải phóng 0,02 mol H2 chứng tỏ thí nghiệm 1 dư Fe

Theo phương trình (2,3) ta có: nHCl = n H2 (TN 2)

= 2.0,02 = 0,04 (mol) Theo phương trình (1): nFe = n FeCl 2 = 1/2nHCl = 0,04/2 = 0,02 (mol)

Nên m FeCl 2 = 0,02.127 = 2,54 (g)  mFe dư = 3,1 – 2,54 = 0,56 (g)

 nFe dư = 0,56/56 = 0,1 (mol)  nFe(TN1) = 0,02 + 0,01 = 0,03 (mol)

 mFe(TN1) = 0,03.56 = 1,68 (g)  a = 1,68 (g)

Thí nghiệm 2: Giả sử chỉ có Mg tham gia phản ứng còn Fe thì không

Theo phương trình (3): n MgCl 2 = n H2 = 0,02 (mol)  m MgCl 2 = 0,02.95 = 1,9 (g)

 mchất rắn = 1,68 + 1,9 = 3,58 (g)

Theo đề bài thì khối lượng chất rắn là 3,34 gam nên giả thiết trên là không đúng, n < 0,02 Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Mg

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

x 2x x x

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2

y 2y y y

Theo phương trình: nHCl = 2(x+y) = 0,04 (mol) = x+y = 0,02 y = 0,02-x (*)

m MgCl

2 + m FeCl

2 + mFe dư = 95y + 127x + 1,68 – 56x = 3,34 (g)

 95y + 71x =1,66 (**)

Thế (*) vào (**) ta có: 95y + 71(0,02-y) = 1,66  y = 0,01  x = 0,02-0,01 = 0,01

Nên: mMg = 24y = 24.0,01 = 0,24 (g)  b = 0,24 (g)

m FeCl

2 (TN2) = 127x = 1,27 (g)

m = 95y = 0,95 (g)

m FeCl

2 (TN1) = 0,02.127 = 2,54 (g)

Bài 8: Cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung dịch HCl Khi phản ứng hoàn toàn,

cô cạn dung dịch được 34,575g chất rắn Lặp lại thí nghiệm trên với 800ml dung dịch HCl rồi

cô cạn thu được 39,9g chất rắn Tính nồng độ mol của dung dịch HCl và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp

Hướng dẫn: Nhận xét: Nếu trong thí nghiệm lần thứ nhất với 500 ml dung dịch HCl hết kim

loại thì thí nghiệm lần thứ 2 với 800 ml dung dịch HCl có khối lượng muối bằng lần thứ nhất Theo đầu bài, khối lượng muối lần thứ 2 nhiều hơn lần thứ nhất nên ở thí nghiệm 1 dư kim loại, thí nghiệm 2 kim loại hết

 Thí nghiệm 2: Gọi a và b lần lượt là số mol của Zn và Fe

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2

a 2a a a

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

b 2b b b

Ta có: mZn + mFe = 65a + 56b = 1 8,6  b = (18,6-65a)/56 (1)

Theo phương trình: m ZnCl 2 + m FeCl

2 = 136a + 127b = 39,9 (2) Thế (1) vào (2) ta có: a = 0,2

Nên: mZn = 65a = 13 (g); mFe = 18,6-13 = 5,6 (g)

 Thí nghiệm 1: Gọi x và y lần lượt là số mol của Zn và Fe

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2

x 2x x x

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2

y 2y y y

Theo phương trình: m ZnCl 2 + m FeCl

2 = 136x + 127y

Ta có: mZn dư = 13-65x ; mFe dư = 5,6-56y

Nên: 136x + 127y + 13 – 65x + 5,6 – 56y = 34,575  x + y = 0,225

Theo phương trình: nHCl = 2(x + y) = 0,45 (mol)

Vậy CM,HCl = 0,45/0,5 = 0,9 (M)

Bài 9: X là hỗn hợp 2 kim loại Mg và Zn Y là dung dịch H2SO4 chưa rõ nồng độ.

Thí nghiệm 1: Cho 24,3g X vào 2 lít Y, sinh ra 8,96 lít H2

Thí nghiệm 2: Cho 24,3g X vào 3 lít Y, sinh ra 11,2 lít H2 (Các thể tích đều đo ở đktc)

a/ Chứng minh rằng trong thí nghiệm 1 thì X chưa tan hết, trong thí nghiệm 2 thì x tan hết b/ Tính nồng độ mol của dung dịch Y và khối lượng của mỗi kim loại trong X

Hướng dẫn: Thí nghiệm 1: n H2 = 8,96/22,4 = 0,4 (mol).

Thí nghiệm 2: n H2 = 11,2/22,4 = 0,5 (mol)

Mg + H2SO4  MgSO4 + H2

a a a a

Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2

b b b b

Ta thấy: Số mol H2 ở thí nghiệm 2 lớn hơn số mol H2 ở thí nghiệm 1 nên kim loại ở thí nghiệm

1 dư, axit hết

Ta có:

V H

2SO 4(TN 2 )

V H

2SO 4(TN 1)

=3

2=1,5 ;

V H

2(TN 2)

V H

2(TN 1)

=11,2 9,96=1,25.

 Thí nghiệm 2: H2SO4 dư, X tan hết

b/ Thí nghiệm 2:

Theo phương trình: n H2 =a + b =0,5 9(mol)⇒b = 0,5 − a (1)

Ta có: mMg + mZn = 24a + 65b = 24,3 (2)

Thế (1) vào (2) ta có: a = 0,2

Nên: mMg = 24a = 24.0,2 = 4,8 (g); mZn = 24,3 – 4,8 = 19,5 (g)

C M , H

2SO 4=0,4

2 =0,2 ( M ) (tính theo TN 1) .

Bài 10: Hòa tan 13,2g hỗn hợp A gồm 2 kim loại có cùng hóa trị vào 400ml dung dịch HCl

1,5M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 32,7g hỗn hợp muối khan

a/ Chứng minh rằng hỗn hợp A không tan hết

b/ Tính thể tích hidro sinh ra (đktc)

Hướng dẫn: a/ Ta có: nHCl = 0,4.1,5 = 0,6 (mol).

Gọi M và N là 2 kim loại trong hỗn hợp A có hóa trị x, a và b lần lượt là số mol của M và N 2M + 2xHCl  2MClx + xH2

a xa a 0,5xa

2N + 2xHCl  2NClx + xH2

b xb a 0,5xb

 nHCl = x(a +b) = 0,6 (mol)

Ta có: m MCl x + m NCl

x=(M +35,5 x)a + ( N + 35, 5x )b = 32 ,7 → ( Ma + Nb ) + 35 ,5 x( a + b ) = 32, 7

Nên: mM + mN = 11,4<13,2 Do đó hỗn hợp A không tan hết

b/ Theo phương trình: n H2=0,5 x(a + b) = 0,5.0,6 = 0,3 (mol ) → V H

2=0,3 22,4 = 6,72 (l).

* Chú ý: Trường hợp chỉ biết tổng khối lượng của 2 kim loại (không biết số mol mỗi kim loại)

và số mol ban đầu của axit, vấn đề đặt ra là hỗn hợp 2 kim loại có tan hết trong lượng axit nói trên hay không ? Ta có thể áp dụng phương pháp sau:

Gọi A, B là khối lượng mol của 2 kim loại A, B; M là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp

(với A<B), ta có:

m hh

B <n hh=m hh

M <

m hh

A (vì A <M <B )

- Muốn chứng minh hỗn hợp tan hết, ta giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại nhẹ hơn A Nếu ta đủ

axit để hòa tan hết A, do n hh

<m hh

A =n A

, thì hỗn hợp thật ta sẽ dư axit  hỗn hợp A hết

- Muốn chứng minh không đủ axit để hòa tan hết hỗn hợp, ta giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại

nặng hơn B ( n B=

m hh

B ) Nếu ta không đủ axit để hòa tan hết B thì với hỗn hợp thật, với số mol lớn hơn, ta sẽ thiếu axit  hỗn hợp không tan hết Khi đó kim loại nào hoạt động mạnh hơn trong dãy hoạt động hóa học của kim loại sẽ tan trước, kim loại đó tan hết rồi đến kim loại kia (Lưu ý: Các lí luận trên chỉ chắc chắn đúng khi A, B có cùng hóa trị)

Bài 11: Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hóa trị II (không đổi) có tỉ lệ mol 1 : 2.

Cho khí H2 dư qua 2,4g hỗn hợp A nung nóng thì thu được hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng đúng 80ml dung dịch HNO3 1,25M và thu được khí NO duy nhất Xác định công thức hóa học của oxit kim loại Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Hướng dẫn: Đặt công thức của oxit kim loại hóa trị II là RO.

Gọi a và 2a là số mol của CuO và RO có trong 2,4g hỗn hợp A

Vì H2 chỉ khử được những oxit kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại, nên có 2 khả năng xảy ra:

- R là kim loại đứng sau Al:

CuO + H2 ⃗t 0 Cu + H2O

a a

RO + H2 ⃗t 0 R + H2O

2a 2a

3Cu + 8HNO3 ⃗t 0 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

A 8a/3

3R + 8HNO3 ⃗t 0 3R(NO3)2 + 2NO + 4H2O

2a 16a/3

Theo đề bài: { 3 8 a +

16 a

Không nhận Ca vì kết quả trái với giả thiết R đứng sau Al

- R phải là kim loại đứng trước Al

CuO + H2 ⃗t 0 Cu + H2O

a a

3Cu + 8HNO3 ⃗t 0 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O