BÀI THUYẾT TRÌNH môn bài tập hóa học PHỔ THÔNG CHUYÊN đề hóa vô cơ 2

DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI- ĂN MÒN KIM LOẠI-ĐIỆN PHÂN DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI- ĂN MÒN KIM LOẠI-ĐIỆN PHÂN... DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

KHOA HÓA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

KHOA HÓA HỌC

BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN BÀI TẬP HÓA HỌC PHỔ THÔNG

Thực hiện : Nhóm 1- Lớp sư phạm hóa K35

12 Nguyễn Thị Thúy Hiền

13 Mai Thị Thanh Hoa

14 Nguyễn Thị Tường Vy (sư phạm hóa k34)

DANH SÁCH NHÓM 1

DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI- ĂN MÒN KIM LOẠI-ĐIỆN

PHÂN

DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI- ĂN MÒN KIM LOẠI-ĐIỆN

PHÂN

DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH

MUỐI- ĂN MÒN KIM LOẠI-ĐIỆN PHÂN

DÃY ĐIỆN HÓA – KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH

MUỐI- ĂN MÒN KIM LOẠI-ĐIỆN PHÂN

ĐIỆN PHÂN

ĐIỆN PHÂN

DÃY ĐIỆN HÓA- PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

DÃY ĐIỆN HÓA- PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ

PIN ĐIỆN HÓA- ĂN MÒN KIM LOẠI

PIN ĐIỆN HÓA- ĂN MÒN KIM LOẠI

DẠNG 1:ĐIỆN PHÂN

I Lý thuyết điện phân

II Bài tập

I Lý thuyết điện phân

Định nghĩa

Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra trên các bề mặt các điện cực khi cho dòng điện một chiều chạy qua dung dịch chất điện li hoặc chất điện li nóng chảy.

Có 2 loại điện phân: điện phân nóng chảy và điện phân dung dịch.

Trong điện phân:

• Tại catot (K) - cực âm: xảy ra quá trình khử

• Tại anot (A) – cực dương: xảy ra qua trình oxi hoá.

Biểu thức Faraday:

mx= n x =

Trong đó:

m là khối lượng chất thoát ra ở điện cực(gam)

A là khối lượng mol ( nguyên tử hoặc phân tử của chất X)

I là cường độ dòng điện (ampe)

t là thời gian điện phân (s)

Q = I.t là điện lượng (C)

n là số e tham gia giải phóng e ở điện cực khi giải phóng một mol đơn chất X

F là hệ số Faraday phụ thuộc vào đơn vị của t Nếu:

t được tính bàng giây thì F = 96500

t được tính bằng giờ thì F = 26,8

II Bài tập

Ví dụ 1: 57/trang63

Điện phân ( với điện cực trơ ) 200 ml dung dịch CuSO4

nồng độ x mol/l, sau một thời gian thu được dung dịch Y vẫn còn màu xanh, có khối lượng giảm 8 gam so với dung dịch ban đầu Cho 16,8 bột Fe vào Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 12,4 gam kim loại Giá trị của x là:

A: 2,25 B: 1,5 C: 1,25 D: 3,25

BÀI GIẢI:

Dung dịch CuSO4 điện phân: 2CuSO4 + 2H2O → 2Cu + 2H2SO4 + O2↑

a mol mol

Dung dịch sau điện phân còn màu xanh => Cu 2+ chưa bị điện phân hoàn toàn.

Khối lượng dung dịch giảm: m = 64a + a = 8 (g)

Ví dụ 2: Bài 52 trang 62

có màng ngăn xốp) Để dung dịch sau khi điện phân làm phenolphtalein

bị điện phân trong dung dịch )

Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì

dung dịch phải có môi trường kiềm, do đó phản ứng trên phải còn dư NaCl

Tức: 2a < b

Do đó đáp án là: D

dịch, biết vận dung và đòi hỏi tư duy logic , bài tập này được dùng

cho học sinh lớp 12 và có thể dùng trong thi đại học

DẠNG 2 :DÃY ĐIỆN HÓA- PHẢN ỨNG OXI HÓA -

DÃY ĐIỆN HÓA :

là 1 dãy bao gồm các cặp oxi hóa – khử ,

được sắp xếp theo chiều tính oxi hóa tăng

dần ( hoặc tính khử giảm dần )

K + /K ; Na + /Na ; Mg 2+ /Mg ; Al 3+ /Al ;

Zn 2+ /Zn ; Fe 2+ /Fe ; Ni 2+ /Ni ; Sn 2+ /Sn ;

Pb 2+ /Pb ; 2H + /H2 ; Cu 2+ /Cu ;

Fe 3+ /Fe 2+ ; Ag + /Ag ; Au 3+ /Au

Ý NGHĨA CỦA DÃY ĐIỆN HÓA

I.Dãy điện hóa

II Phản ứng oxi hóa – khử

Ví dụ 1: Bài 13 trang 55:

Cho hỗn hợp gồm 0,56 gam Fe và 0,64 gam Cu vào

100 ml AgNO3 0,45M Khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch X Nồng độ mol/lit của Fe(NO3)2 trong X là A: 0,04 B: 0,05

C: 0,055 D: 0,045

Vậy lượng Fe 2+ còn lại là :

bỏ quên

Ví dụ 2: Bài 43 trang 61:

Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa 2 mol Cu2+ và 1 mol Ag+ đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được một dung dịch chứa 3 ion kim loại Trong các giá tri sau đây, giá trị nào của

x thoã mãn trường hợp trên

A: 1,5 B:1,8 C:2,0 D :1,2

BÀI GIẢI :

sau phản ứng còn lại 3 ion kim loại, suy ra Mg và Zn phản ứng hết,

Cu2+ còn dư 3 ion kim loại đó là Mg2+ ,Zn2+ và Cu2+ (dư)

Các quá trình xảy ra trong hệ là:

Đáp án đúng là D

Ví dụ 3: Câu 46 trang 62

Hòa tan hoàn toàn 24,4 gam hỗn hợp FeCl2 và NaCl ( có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2) vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X cho dung dịch AgNO3 (dư) vào dung dịch X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra m gam chất rắn giá

trị của m là A.68,2 B.28,7 C.10,8 D.57,4

BÀI GIẢI

Gọi a là số mol của FeCl2 → số mol của NaCl là 2a

Ta có 127a + 58,5.a.2 = 24,4 →a= 0,1

 Điểm lưu ý trong bài tập này là: thứ tự phản ứng trao đổi giữa muối với

muối với phản ứng oxi hóa-khử.

DẠNG 3: PIN ĐIỆN HÓA- ĂN MÒN KIM LOẠI

LÍ THUYẾT

LÍ

1.LÍ THUYẾT

- Pin điện hóa:

Hệ thống gồm 2 phần có cấu tạo giống nhau là một thanh kim loại nhúng trong dung dịch muối của nó (mỗi phần được gọi là một nửa pin), nối 2 thanh kim loại bằng dây dẫn điện Hệ thống này làm việc như một nguồn điện, nó sản sinh ra dòng điện một chiều và được đặt tên là pin điện hóa.

Ăn mòn điện hóa học là quá trình oxi hóa khử, trong đó kim loại

bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên

dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương

2.BÀI TẬP

Câu 28/ trang 60: Cho biết phản ứng oxi hóa - khử xảy ra trong

pin điện hóa Fe-Cu là

Giải :

Trong pin điện hóa Fe-Cu thì

Vậy = 0,78 v

Đáp án : C

cực,công thức tính Epin Đặc biệt học sinh cần chú ý phân biệt các quá trình xảy ra ở các điện cực trong bình điện phân và pin điện hóa Bài tập dùng cho học sinh lớp 12 và thi đại học

ví dụ 2:Câu 6/ trang 55:

khi vật bằng gang, thép bị ăn mòn điện hóa trong không khí ẩm,

nhận định nào sau đây đúng?

A Tinh thể sắt là cực dương, xảy ra quá trình khử

B Tinh thể sắt là cực âm, xảy ra quá trình oxi hóa

B Tinh thể cacbon là cực dương, xảy ra quá trình oxi hóa

C Tinh thể cacbon là cực âm, xảy ra quá trình oxi hóa

Giải:

Gang, thép là hợp kim Fe-C và một số nguyên tố khác Không khí ẩm có hòa tan CO2 , O2 tạo ra lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề mặt gang, thép, làm xuất hiện một số pin điên hóa mà Fe là cục âm, C là cực dương

- Ở cực âm xảy ra sự oxi hóa :

DẠNG: TÍNH ÁP SUẤT

TRONG BÌNH KÍN

PHƯƠNG PHÁP GIẢI:

suất, thể tích, và nhiệt độ của một khối khí lý tưởng nằm trong cân bằng nhiệt động lực học Phương trình này có dạng:

 Chú ý:

 V ( thể tích), T ( nhiệt độ), tổng số mol khí không đổi thì áp suất khí

trước và sau cũng không đổi.

Ví dụ 1:

• Câu 1 trang65: Cho vào một bình kín dung tích không đổi 2 mol Cl2 và 1 mol H2 thì áp suất của bình là 1,5 atm Nung nóng bình cho phản ứng xảy ra với hiệu suất đạt trên 90%, đưa bình về nhiệt độ ban đầu thì áp suất của bình là

A 1,35 atm B 1,75 atm

C 2,00 atm D 1,5 atm

Giải:

PTPƯ: + →

Theo phương trình phản ứng trên thì tổng số mol khí trước và sau phản ứng

không thay đổi Mặt khác, theo đề bài thì thể tích bình không đổi và nhiệt độ không đổi nên áp suất bình trước và sau phản ứng cũng không thay đổi

Vậy áp suất lúc sau là 1,5 atm

Chọn D

Ví dụ 2:

• Câu 8 trang66: Cho một thể tích khí mêtan cháy với 3 thể tích khí

clo, trong một bình kín áp suất 1 atm, thấy có muội đen ở thành bình Sau phản ứng đưa nhiệt độ bình về nhiệt độ ban đầu Áp suất trong bình sau phản ứng bằng P atm Giá trị của P là

 Nếu V ( thể tích), T ( nhiệt độ) không đổi thì

áp suất tỉ lệ với số mol khí.

Ví dụ 3:

Câu 2 trang65: X là hỗn hợp gồm một số hiđrocacbon ở thể

khí, Y là không khí (O2 chiếm 20%) Trộn X với Y ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất theo tỉ lệ thể tích (1 : 15) được hỗn hợp khí Z Cho Z vào bình kín dung tích không đổi V lít, nhiệt độ và áp suất trong bình là t˚C và P1 atm Sauk hi đốt cháy X, trong bình chỉ có N2, CO2 và hơi nước với

VCO2 : VH2O = 7 : 4 Đưa bình về t˚C, áp suất trong bình sau khi đốt là P2 có giá trị là:

A P2 = P1 B P2 P1

C P2 = 2P1 D P2 P1

47 48



16 17



Giải:

PTPƯ

vừa đủ và hiđrocacbon cháy hết.

x y

bình về nhiệt độ ban đầu, áp suấ trong bình là P2 (biết sau các

phản ứng, lưu huỳnh ở mức oxi hóa +4, giả thiết thể tích chất rắn không đáng kể) Tỉ lệ áp suất khí trong bình trước và sau khi

b

11 2

1 2

1 1

2 2 11a / 4 / 4 13

18a 9 : 1: 2

b b b

KIM LOẠI PHẢN ỨNG VỚI

AXIT, MUỐI

KIM LOẠI PHẢN ỨNG VỚI

AXIT, MUỐI

n = 2y/x→ kim loại M.

 Với hai kim loại kế tiếp nhau trong một chu kì hoặc phân nhóm → gọi công thức chung cho hai kim loại rồi giải.

Phương pháp giải

 Sử dụng phương pháp: bảo toàn electron, bảo toàn

nguyên tố, tăng- giảm khối lượng, sử dụng các giá trị trung bình.

 Khi đề bài không cho kim loại M có hóa trị không đổi thì khi M tác dụng với các chất khác nhau thể hiện các

số oxi hóa khác nhau → đặt kim loại M có các hóa trị khác nhau

 Hỗn hợp đầu chia làm hai phần không bằng nhau thì phần này gấp k lần phần kia tương ứng với số mol các chất phần này cũng gấp k lần số mol các chất phần

kia

Dạng 1: Kim loại,oxit kim loại tác dụng với dung dịch axit.

Đối với dung dịch HCl, H 2 SO 4 loãng:

M + nH+ → Mn+ + n/2H2

(M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn)

Với oxit kim loại là phản ứng trao đổi tạo muối , nước

Đối với H 2 SO 4 đặc, HNO 3 (axit có tính oxi hóa mạnh):

 Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa thì đạt số oxi hóa cao nhất

 Axit đặc nóng: Hầu hết các kim loại phản ứng được (trừ Pt, Au) và

N+5 trong HNO3 bị khử thành N+4 (NO2); S+6 trong H2SO4 bị khử thành

S+4 (SO2) ; So hoặc S-2 (H2S)

 Axit đặc nguội: (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó N+5 trong HNO3 bị

khử thành N+4 (NO2) và S+6 trong H2SO4 bị khử thành S+4 (SO2) ; So hoặc

S-2 (H2S)

 Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 loãng (trừ Pt, Au),

N+5 trong HNO3 bị khử thành N+2 (NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) hoặc N

-3 (NH4+)

 Kim loại trong oxit kim loại được đưa lên hóa trị cao nhất

Chú ý:kim loại kiềm, kiềm thổ tác dụng với nước, axit

Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ tác dụng với nước:

Chú ý:

+ Khi cho hỗn hợp gồm kim loại Al (Zn) và Na (Ba) tác dụng với

nước.Đầu tiên Na (Ba) tan trong nước tạo dd kiềm, sau đó Al (Zn) tan trong dd kiềm

+ Khi cho hỗn hợp gồm Al (Zn) và Na (Ba) tác dụng với dd kiềm thì đầu tiên Na (Ba) tan trong nước dd kiềm rồi sau đó Al (Zn) tan trong dd kiềm ( gồm ban đầu và mới sinh ra)

Câu 23/trang73: Cho m gam hỗn hợp gồm FeO,Fe2O3 và Fe3O4 vào dung dich HCl để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dich X Chia X làm 2 phần bằng nhau Phần 1:Cô cạn, được m1 gam muối Phần 2:Dẫn khí Cl2 dư vào rồi

cô cạn, thu được m2 gam muối khan Biết m2 – m1 =1,42gam; số mol

FeO:Fe2O3=1:1.Gía trị của m là:

Ta có: m2 - m1 = 1,42 hay 35,5*x/2=1,42

Suy ra x=1,42*2/35,5=0,08 molVậy m=0,08*232=18,56 gam

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 loãng

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 loãng

CÂU 5/67: Hòa tan hoàn toàn 2,45 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại

kiềm thổ vào 200ml dung dịch HCl 1,25M, thu được dung dịch Y chứa các chất tan có nồng độ mol bằng nhau Hai kim loại trong X là:

x(mol) 2x(mol) x(mol)

Dung dịch Y chứa các chất tan nên ngoài muối clorua có thể chứa HCl dư.

Các chất tan có nồng độ bằng nhau

=

=

Giải ra được x=1/12 mol

Tìm được khối lượng mol trung bình M= 2,45/(1/12)= 29,4

Suy ra đó là 2 kim loại Mg và Ca

Câu 24/trang74:Hòa tan hết m gam bột Fe bằng 400ml dung dịch HNO3

2M.Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch chứa 52,88 gam hỗn hợp muối sắt và khí NO (sản phẩm khí duy nhất).Gía trị của m là:

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 đặc, HNO3

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 đặc, HNO3

Câu 10/68: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt

bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch X

và 3,248 lít khí SO2 ( sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Cô cạn dung dịch X, thu được m gam muối sunfat khan Giá

trị của m là

A 52,2 B 48,4

C.54,0 D 58,0.

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 đặc, HNO3

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 đặc, HNO3

Bài giải:

Quy phân tử FexOy thành hai nguyên tử Fe và O.

Gọi a, b lần lượt là số mol của nguyên Fe và O.

m muối (Fe2(SO4)3) = ½ 0,29 400 = 58 (g)

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 đặc, HNO3

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI H2SO4 đặc, HNO3

Câu 9/trang76: cho m (g) bột Fe v ào 800ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M

v à H2SO4 0,25M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,6g hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO ( sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m và V lần lư

0,16mol 0,16 mol 0,16mol

Hỗn hợp bột kim loai gồm: Cu và Fe dư

Từ (1) ,(2) và (3) số mol Fe tham gia phản ứng là 0,1 + 0,05 +0,16 = 0,31mol

Số mol Fe dư = ( m/56 – 0,31 ) mol

Ta có: 0,6m= 0,16 64 + ( m/56 – 0,31 ).56

Suy ra m=17,8 gam

Từ (1) suy ra VNO = 0,1.22,4=2,24 lít

Câu 4/76: Hòa tan 9,875 gam một muối hidrocacbonat ( muối X) vào nước và cho tác dụng với một lượng H2SO4 vừa đủ rồi

cô cạn dd thì thu được 8,25 gam một muối sunfat trung hòa

khan.

Cho một số tính chất: tác dụng với dung dịch HCl (1); tác dụng với dung dịch NaOH (2); tác dụng với dung dịch BaCl2 (3) ; bị nhiệt phân hủy tạo một chất rắn và chất khí (4).

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 loãng KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 loãng

Câu 44/80: Chia hh X gồm K, Al, Fe thành hai phần bằng nhau:

và m gam hỗn hợp kim loại Y Hòa tan hoàn toàn Y vào dung dịch

Khối lượng tính theo gam của K, Al, Fe trong mỗi phần hỗn hợp X lần lượt là:

A.0,39; 0,54; 1,40

B 0,78; 0,54; 1,12

C 0,39; 0,54; 0,56

D 0,78; 1,08; 0,56

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 loãng

KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 loãng

B ài giải gi giảiải giải

G x l n l ọi x, y, z lần lượt là số mol của K, Al, Fe , y, z lần lượt là số mol của K, Al, Fe ần lượt là số mol của K, Al, Fe ượt là số mol của K, Al, Fe à số mol của K, Al, Fe m t l ol c a Al Fe ủa K, Al, Fe K, ,

Ph n 1 ần lượt là số mol của K, Al, Fe : 3 qua KOH dư K + H2O → KOH + H2 K a OH d H O OH H ư K + H2O → KOH + H2 2 : 3 → KOH + H2 K + H2O → KOH + H2 2 : 3.

Al OH AlO H + H2O → KOH + H2 - → AlO2- + H2 → KOH + H2 2 : 3.- → AlO2- + H2 + H2O → KOH + H2 2 : 3.

ol H x 1 1

Số mol của K, Al, Fe m 2 : 3.: 3 0,5x + 1,5y= = 0,035 (1) + H2O → KOH + H2 ,5x + 1,5y= = 0,035 (1)y= = 0,035x + 1,5y= = 0,035 (1) (1) )

Ph n ần lượt là số mol của K, Al, Fe 2 : 3.: 3 qua KOH dư K + H2O → KOH + H2 a H O d 2 : 3 ư

h h 1 th c h n h lo Fe Al d

V# $ 2 : 3 < Vkhí 1 và thu được hỗn hợp kim loại Y → Y gồm Fe và Al dư V# $ và ua KOH dư K + H2O → KOH + H2 đượt là số mol của K, Al, Fe ỗn hợp kim loại Y → Y gồm Fe và Al dư ợt là số mol của K, Al, Fe p kim loại Y → Y gồm Fe và Al dư #i x, y, z lần lượt là số mol của K, Al, Fe m ại x, y, z lần lượt là số mol của K, Al, Fe Y → Y gồm Fe và Al dư → KOH + H2 Y → Y gồm Fe và Al dư gồm và ư

HCl ol H

Y → Y gồm Fe và Al dư + H2O → KOH + H2 → KOH + H2 0,02 : 3.5x + 1,5y= = 0,035 (1) m 2 : 3.

Al HCl H + H2O → KOH + H2 → KOH + H2 2 : 3.

Fe HCl H + H2O → KOH + H2 → KOH + H2 2 : 3.

→ KOH + H2 số mol của K, Al, Fe m ol Al p kim loại Y → Y gồm Fe và Al dưƯ với HCl: nAl= (0,025 – z) với x, y, z lần lượt là số mol của K, Al, Fe HCl nAl : 3 = (1)0,02 : 3.5x + 1,5y= = 0,035 (1) – z) z lần lượt là số mol của K, Al, Fe )

C n òn đáp án D: mK=0,78; mAl= 1,08 nên x=0,02; y=0,04 đáp kim loại Y → Y gồm Fe và Al dư á D: 3 mK= 0,78; mAl= 0,54 nên x= 0,01 y=0,02 m = ,08 ên x= 0,01 y=0,02 n Al 1 n n x = 0,02 : 3.; mAl= 0,54 nên x= 0,01 y=0,02 y= 0,04

Tha x o 1 h n th a y , y và (1) ) # ông thỏa g ỏa

n C

Đáp kim loại Y → Y gồm Fe và Al dư á : 3.