Dạng toán kim loại phản ứng với axit

Tính khối lượng muối khan 5.. Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại 6.. Cô cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là: 2... Tính khối lượng dung dịch HNO3 4.. Xác định kim loại,

DẠNG TOÁN: KIM LOẠI TÁC DỤNG H2SO4 đđ

A NỘI DUNG

Phương trình khái quát:

Kim loại + H2SO4 đặc  Muối + sản phẩm khử (S; SO2; H2S) + H2O

Công thức 1 : Liên hệ giữa kim loại và sản phẩm khử

Hóa trị KL x n KL = (6 - số oxi hóa S)x số mol sản phẩm khử

Với SO2 : Hóa trị KL x n KL = (6 - 4) nSO2 Với S : Hóa trị KL x n KL = (6 - 0 ) nS Với H2S : Hóa trị KL x n KL = (6 + 2) nH2S

Công thức 2: Tính số mol H2SO4 đặc từ sản phẩm khử

nH 2 SO 4 = số một sản phẩm khử + 1/2 số mol e nhận

Với SO2 : n H2SO4 = nSO2 + 1/2(6 - 4) nSO2

Với S : n H2SO4 = nS + 1/2 (6 - 0) nS

Với H2S : n H2SO4 = nH2S + 1/2 (6 + 2) nH2S

Công thức 3: tính khối lượng muối có trong dung dịch

m muối = m kim loại + m SO4

2-Với SO2 : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 - 4) nSO2

Với S : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 - 0) nS

Với H2S : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 + 2) nH2S

B YÊU CẦU THƯỜNG GẶP

1 Tính thể tích hay số mol H2SO4

2 Tính khối lượng H2SO4

3 Tính nồng độ % trong dịch H2SO4

4 Tính khối lượng muối khan

5 Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại

6 Xác định sản phẩm khử (SO2 ; H2S; S)

7 Xác định axit (hợp chất oxi hóa)

Bài tập

1 Hòa tan hết 29,6g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu (theo tỉ lệ mol 1 : 2 : 3) bằng H2SO4 đặc nguội được dung dịch Y và 3,36 lít SO2 (đktc) Cô cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là:

2 Hòa tan 0,1 mol Al và 0,2 mol Cu trong dung dịch H2SO4 đặc, dư thu được V (lít) SO2 (00C, 1at) Giá trị V là

DẠNG TOÁN: KIM LOẠI TÁC DỤNG HNO3

phương trình chung:

Kìm loại + HNO3 -> Muối + (N2,NO; NO2; NH4NO3) + H2O

Đặc điểm sản phẩm khử

- N2O : khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí

- NO : khí hóa nâu trong không khí

- NO2 : khí màu nâu

- NH3 : khí mùi khai

- NH4NO3 : không có khí thoát ra

Công thức 1: Liên hệ giữa kim loại và sản phẩm khử

Với NO2 : Hóa trị KL x n KL = (5 - 4) nNO2 Với NO : Hóa trị KL x n KL = (5 - 2 ) nNO Với N2O : Hóa trị KL x n KL = 2(5 – 1) nN2O

Với N2 : Hóa trị KL x n KL = 2(5 - 0) nN2 Với NH4NO3 : Hóa trị KL x n KL = (5 + 3 ) nNH4

Công thức 2: Tính số mol HNO3 từ sản phẩm khử

Với NO2 : nHNO3 = nNO2 + (5 - 4) nNO2

Với NO : nHNO3 = nNO + (5 - 2 ) nNO Với N2O : nHNO3 = 2nN2O + 2(5 – 1) nN2O

Với N2 : nHNO3 = 2nN2 + 2(5 - 0) nN2 Với NH4NO3 : nHNO3 = 2nNH4NO3 + (5 + 3 ) nNH4NO3 = 10nNH4NO3

Công thức 3: Tính khối lượng muối có trong dung dịch

m muối = m kim loại + m NO3- = m kim loại + 62 ne nhận

Với NO2 : m muối = m kim loại + 62(5 - 4) nNO2 Với NO : m muối = m kim loại + 62(5 - 2 ) nNO Với N2O : m muối = m kim loại + 62x2(5 – 1) nN2O

Với N2 : m muối = m kim loại + 62x2(5 - 0) nN2 Với NH4NO3 : m muối = m kim loại + 62(5 + 3 ) nNH4NO3

Các loại yêu cầu thường gặp

1 Tính thể tích HNO3

2 Tính số moi HNO3

3 Tính khối lượng dung dịch HNO3

4 Tính nồng độ % dung dịch HNO3

5 Tính khối lượng muối khan

6 Tính % muối khan

7 Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại

8 Xác định sản phẩm khử (NxOy, NH4NO3, NH3)

9 Xác định hợp chất oxi hóa

Bài tập

1 Hòa tan hết 12,2g hỗn hợp X gồm Zn, Cu bằng HNO3 đặc nóng được dung dịch Y và 0,56 lít N2O (đktc) Cô cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là:

2 Cho 3 ,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư sinh ra 2,24 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Khí X là

DẠNG TOÁN THUỶ PHÂN

A MỘT SỐ PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG CẦN NHỚ

Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2

Fe + 2FeCl3 -> 3FeCl2

Fe + Fe2(SO4)3 -> 3FeSO4

AgNO3 + Fe(NO3)2 -> Ag + Fe(NO3)3

3AgNO3 dư + FeCl2 -> 2AgCl + Fe(NO3)3 + Ag

B PHƯƠNG PHÁP

Phương pháp 1 : Cho thanh kim loại A + muối BCln hoặc B(NO3)n

Nếu MA < MB : (lượng tan ít hơn lượng bám)

-> Khối lượng thanh kim loại A tăng so với ban đầu:

A B

A B A B

t b

M M

m m M M

m m m

−

−

=

−

−

↑=

∆ Khối lượng thanh kim loại A sau phản ứng là:

) ( )

Bài tập:

1 Lấy thanh sắt nặng 11,2g nhúng vào dung dịch 200ml CuCl2 0 2M Khối lượng thanh sắt sau phản ứng là:

2 Lấy thanh kẽm nặng 9,75g nhúng vào dung dịch V ml Cu(NO3)2 0,5M Tính V biết thanh Zn giảm 0,12g

Phương pháp 2: Cho thanh kim loại A + hỗn hợp 2 muối BCln hoặc D(NO3)a

A + BCln -> AClm + B

A + D(NO3)a -> AClb + D

+ Kim loại có tính khử mạnh phản ứng trước, yếu phản ứng sau + Sau khi kết thức phản ứng; thu được 2 phần:

* Dung dịch: theo thứ tự muối kim loại mạnh nhất rồi đến muối yếu hơn

* Phần rắn: ngược lại; kim loại yếu nhất rồi đến đến kim loại mạnh hơn

Bài tập

1 Cho 5,5g hỗn hợp bộ Al và Fe (trong đó số mol Al gấp đôi số mol Fe) vào 300 ml dung dịch AgNO3 1M Khuấy kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn Giá trị của m là:

Phương pháp 3: Cho kim loại A, B + muối MXa (M > A, B)

A + MXa -> AXm + M

B + MXa -> BXn + M

* Chất rắn : M và A, B (nếu dư)

* m rắn = mM + mB thì A hết và B chưa phản ứng

* mA + mB < m rắn < ΣmM + mB thì A hết và B đã phản ứng chưa hết

Những trường hợp khác phải xét từng bài toán cụ thể

Phương pháp: mốc so sánh

Bước 1: Tính khối lượng các ion kim loại trong muối

Bước 2: So sánh dựa trên hai mốc khối lượng

m1 = m kim loại muối yếu và m2 = m tổng các kim loại muối

Bước 3: Xác định chất rắn và tính toán

Bước 1: Tính m1 (khối lượng của kim loại yếu hơn)

Tính m2 (tổng khối lượng các kim loại có trong các dung dịch muối) Bước 2:

Nếu m c rắn < m 1 : Thì kim loại R chỉ đủ phản ứng một phần với muối của ion kim loại yếu hơn

Như vậy một phần ion kim loại yếu hơn bị khử thành kim loại Y (muối của ion kim loại mạnh hơn không bị khử)

Vậy: mY tạo ra = mc.rắn => nY => nR (theo bt hoá trị) => mR.

Nếu m 1 <m c rắn < m 2 : Thì kim loại R phản ứng hết với muối của ion kim loại yếu hơn và một

phần muối của ion kim loại mạnh hơn Như vậy ion kim loại yếu hơn bị khử hoàn toàn thành kim loại

Y và một phần ion kim loại mạnh hơn bị khử thành kim loại Z

Vậy: mY + mz = mc.rắn => mz = mc.rắn - mY

Từ nY và nZ => nR (theo bt hoá trị) => mR

Nếu m c rắn > m 2 : Thì kim loại R phản ứng hết với các muối của ion kim loại và còn dư sau phản

ứng Như vậy các ion kim loại trong các muối bị khử hết thành kim loại Y và G

Vậy: mR dư = mc.rắn – m2

Từ nY và nG (có trong bài toán) => nR p.ứ (theo bt hoá trị) => mR pứ

mR banđầu = mR pứ + mR dư

Bước 2:

mc.rắn = 5,16g

m1 = 3,24g m2 =7,08 g

m rắn = 8,0 > gam -> Ag+, Cu2+ bị khử hết thành chất rắn Ag, Cu và Mg còn dư

Bước 3:

MMg dư = 8,0 - 7,08 = 0,92 gam

Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> nMg= ½ nAg + nCu = ½.0,03 + 0,06 = 0,075 gam

mMg = 0,075x24 + 0,92 = 2,72 gam

Bài tập

1 Cho m (g) Mg tác dụng vớị 300ml dung dịch X chứa CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,16g chất rắn Giá trị của m là

A 0,64 gam B 0,24 gam C 0,32 gam D 0,45 gam

Bước 1:

m1 = mAg = 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag+ tham gia hết)

m2 = mAg + mCu =3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam (Cu+2, Ag+ tham gia hết)

Bước 2:

mc.rắn = 2,16g

m1 = 3,24g m2 =7,08 g

m rắn = 2,16 < m1 = 3,24 gam

Mg chỉ đủ phản ứng một phần với Ag+ và sinh ra chất rắn hết)

Bước 3:

-> mc rắn = mAg= 2,16g -> nAg = 0,02 mol

Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> nMg= ½ nAg = 0,01 -> mMg = 0,24 gam

2 Cho m gam Mg tác dụng với 300ml dung dịch X chứa CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5,16 gam chất rắn Giá trị của m là

A 1,24 gam B 1,58 gam C 1,32 gam D 1,08 gam

Bước 1:

m1 = mAg = 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag+ tham gia hết)

m2 = mAg + mCu =3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam (Cu+2, Ag+ tham gia hết)

Bước 2:

mc.rắn = 5,16g

m1 = 3,24g m2 =7,08 g

m rắn = 2,16 < mc rắn < 7,08 gam

Mg phản ứng hết với Ag+ và một phần Cu2+ sinh ra chất rắn Ag, Cu

Bước 3:

-> mc rắn = mAg+ mCu = 3,24 + mCu =5,16g => nCu = 0,03 mol

Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> nMg= ½ nAg + nCu = ½.0,03 + 0,03 = 0,045 gam

mMg = 0,045x24 = 1,08 gam

3 Cho m gam Mg tác dụng với 300 ml dung dịch X chứa CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,0 gam chất rắn Giá trị của m là

A 1,32 gam B 2,72 gam C 2,56 gam D 1,80 gam

Bước 1:

m1 = mAg = 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag+ tham gia hết)

m2 = mAg + mCu =3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam (Cu+2, Ag+ tham gia hết)

Bước 2:

mc.rắn = 5,16g

m1 = 3,24g m2 =7,08 g

m rắn = 8,0 > gam -> Ag+, Cu2+ bị khử hết thành chất rắn Ag, Cu và Mg còn dư

Bước 3:

MMg dư = 8,0 - 7,08 = 0,92 gam

Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> nMg= ½ nAg + nCu = ½.0,03 + 0,06 = 0,075 gam

mMg = 0,075x24 + 0,92 = 2,72 gam

thu được 5 ,16 g chất rắn Gíá trị của m là 1

B-g ' ' ' ' 1

* Bước 1 ' ' ' ' ' ' ' ' '1

1

1

* Bước 2: ' ' ~ ' - '

ml = 3 ,24 m2 = 7 ,08

m2 = 7 ,08 gam > mchất rắn = 5 :iê > mi = 3 ,24 gam

Ag Cu ' ' '

(Ag+ bị khử hết và Cu2+ bị khử một phần)

~ Chất rắn : 5,16 gam = mAg + mcu 3 ,24 ' + mcu

1, 92

~ ~ mcu = 5 ,16 - 3 ,24 = 1,92 gam ~ ncu = 64 = 0,03 mol Theo Đ LBT ele ctron : 2 m Mg = 1 n Ag+ + 2 n cu2 + '

= 1.nAg+ + '2.ncu2+ = + 0, 03 = ó,045 mọl'

~ nMg 2 2 2 '

~ mMg = o,ữ45.24 = 1,08 (gam) ~ Ch~n C '

thu được 8 ,0 g chất rắn Giá trị của m là

A 1,32 gam ' B 2?72 gam ' C 2?56 gam D i,80 gam

Theo đề : MKL = 1 ,88 g = mcu + mfedư ' 1

= X + y = 0 01 + 0, 015 = 0, 025 mol ' 1

~ ncus04 ' 1

ữ, 025 = 0, lM ~ Chọn A ' ' 1

=> CM(CUSO4) - 0 25 ' / ạ

( Phương pháp 4: ' ' ' \

1 Cho kim 1oại A, B + muối 1VIXa (M > A, B) 1 1

1 A + 1VIXa ~ ' AXm + M~ ' ' \ '1

t B + IVIXa ' BXn + M~ ' 1 ~

1 Chất rắn : M và A, B (nếu dừ) ' t ~

\ thì A hết và B chưa phản ứng \ 1

t mạ + mB < mrấn ' < ~ ~ ' ' ' \ ~

1 Bước 2: So sánh ~ ne nhường và ~ ne nhận \

\ Bước 3 : Xác định chất rắn và tính tọán - 1

Bằ/ Tập MÂU

B~

eletron ' ~ n e nhường '= 0 , 1 2 + 0 ,2 , 2 = 0 ,6 mol

' 0 1 mol; nMg = ữ'2 mol ~ ~ ,

nzn '

n 2+ ữ'5.V mol' n + = O;2.V mol '

Ag

~ = ữ Õ V 2 + 0 ,2 :V 1 = 1 ,2 V mol

~ ne nhận

* Bướ c 2 : Lập phương trình ẩn V theo ĐLBT electron

.Theo ĐLBT electron: '

ne nhường - e nhận

~ Chọn C '