SKKN phương pháp giải bài tập đại cương kim loại

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI đa số các em học sinh không chọn và không chú tâm vào học môn hóa khá rắc rối và khó.. Qua thực tiễn giảng dạy, tôi đã rút ra một số kinhnghiệ

Trang 1

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI

đa số các em học sinh không chọn và không chú tâm vào học môn hóa khá rắc rối

và khó Điều thứ hai, ngay khi bước vào lớp 12 chuyển hẳn sang hình thức thikiểm tra trắc nghiệm với lượng kiến thức rộng và không có thời gian làm bài tậpnhư các lớp 10, 11 khiến các em mất phương hướng, không theo kịp nên nhiều em

đã bỏ luôn môn hóa Những điều này điều này khiến tôi gặp khó khăn để ổn định

và tạo một quá trình học và dạy học môn hóa lớp 12 đạt hiệu quả như mongmuốn Vì vậy ở đề tài này tôi chỉ đưa ra quá trình hình thành và phương pháp giảicác bài tập tương đối cơ bản để tạo niềm tin cho học sinh khi chọn học bộ mônhóa 12 và nâng cao cho một số học sinh khá

Để hệ thống, nắm chắc kiến thức thì việc giải các bài tập hoá học là cách tốtnhất giúp thí sinh hoàn thành chủ động chiếm lĩnh kiến thức bài học, qua đó các

em làm tốt bài thi của mình Qua thực tiễn giảng dạy, tôi đã rút ra một số kinhnghiệm giải toán hoá học đối với dạng bài tập về đại cương kim loại lớp 12, chủyếu về tính chất hóa học của kim loại và dãy điện hóa từ dễ đến khó theo trình tựnhư đề thi Quốc gia

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhàtrường, tổ chuyên môn và các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này.Đây là những kinh nghiệm rút ra của cá nhân tôi Tôi rất mong được sự đónggóp ý kiến của hội đồng khoa học nhà trường, các đồng nghiệp và Ban giám hiệunhà trường giúp tôi có được phương pháp dạy học phần này tốt hơn

Trang 2

II CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

Hiện nay trong chương trình hóa học số tiết để giải bài tập rất ít, trong cácgiờ luyện tập, giáo viên chỉ ôn tập kiến thức về lí thuyết và hướng dẫn các em giảimột số bài tập sách giáo khoa, mặc dù nhiều tài liệu cũng có đưa ra các bài tập trắcnghiệm và có thể cả lời giải, nhưng thường hạn chế ở một số ít dạng bài tập Do

đó cách giải bài tập bằng phương pháp trắc nghiệm còn nhiều bỡ ngỡ đối với họcsinh, các em không có được kiến thức giải cơ bản, áp dụng các công thức tínhnhanh mà không hiểu vần đề nên khá rời rạc, giải sai và không kiểm soát hệ thống

mà mình đã học được Do đó, việc phân loại và hướng dẫn cách giải các dạng bàitập nói chung và phần về đại cương kim loại 12 nói riêng là rất cần thiết, giúp họcsinh biết phân dạng và nắm phương pháp giải, từ đó có thể tự ôn luyện kiến thức

và vận dụng kiến thức để giải các bài tập và đạt được điểm cao trong các kỳ thi

Mục đích và nhiệm vụ của đề tài:

- Tóm tắt tính chất hóa học và trình bày một số dạng bài tập về kim loại;hướng dẫn giải chúng bằng phương pháp ngắn gọn, dễ hiểu

- Học sinh nắm được cách phân loại và phương pháp giải một số dạng bàitập trắc nghiệm về kim loại, giúp các em có thể chủ động phân loại và vận dụngcác cách giải để nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm mà không còn bỡ ngỡnhư trước đây Qua đó sẽ góp phần phát triển tư duy, nâng cao tính sáng tạo và tạohứng thú học tập môn Hóa học của học sinh

Đề tài này dựa trên cơ sở:

- Những bài tập thuộc về tính chất hóa học của kim loại

- Để giải bài tập về kim loại, ta thường kết hợp các phương pháp: Bảo toànkhối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, phương pháp tăng giảm khốilượng

Khi giảng dạy ở lớp 12, tôi thấy nhiều em học sinh gặp khó khăn trong việcphân loại và giải các bài tập phần này, dường như những kiến thức này là sự tổnghợp và củng cố lại các kiến thức mà các em đã làm từ lớp 8 tới giờ Các emthường sử dụng lí thuyết nhớ được khá rời rạc không có tính hệ thống, vì vậy các

em chỉ làm được các bài có phương trình hóa học quen thuộc, các em không thểhoàn thành được bài tập khác Để giúp các em có thể giải được các bài tập phầnnày, tôi đề xuất phương pháp giải giúp các em hệ thống lại kiến thức về kim loạilớp 12 mà bao hàm hóa học vô cơ mà các em đã học được một cách rời rạc ở lớpdưới Đó là:

“Phương pháp giải bài tập đại cương kim loại”

Trang 3

III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP

+ Chuyên đề này được áp dụng thực hiện tại các lớp 12 cơ bản học kỳ I,năm học 2014-2015; 2015-2016 và 2016-2017 với hầu hết là học sinh ban cơ bản,vào các tiết luyện tập, ôn tập học kỳ I và học tăng tiết trái buổi

+ Chuyên đề được chia thành 5 dạng bài tập cụ thể:

- Dạng 1: Kim loại tác dụng với phi kim:

+ 1 Kim loại tác dụng hỗn hợp phi kim

+ 2 Kim loại tác dụng hỗn hợp phi kim

- Dạng 2: Kim loại tác dụng nước:

+ Kim loại tác dụng với nước

+ Kim loại tác dụng với nước, trung hòa dung dịch thu được bằng dung dịchaxit

- Dạng 3: Kim loại tác dụng với dung dịch axit:

+ Kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl hoặc H2SO4 loãng

+ Kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit HCl và H2SO4 loãng

+ Một kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3

+ Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3 hoặc H2SO4 đặc

- Dạng 4: Kim loại tác dụng với dung dịch muối:

+ Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa 1 muối

+ Nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối

- Dạng 5: Bài toán oxit:

+ Oxi hóa kim loại bằng oxi Cho sản phẩm thu được tác dụng với axit H2SO4.+ Oxi hóa kim loại bằng oxi Cho sản phẩm thu được tác dụng với axit HNO3.+ Chia hỗn hợp kim loại thành 2 phần bằng nhau: 1 phần đốt cháy trong oxi(hoặc không khí), 1 phần tác dụng với axit hoặc dung dịch bazơ

- Dạng 6: Bài toán điện phân:

+ Điện phân nóng chảy

+ Điện phân dung dịch

* Mỗi dạng đều có ba phần:

Phần 1: Tóm tắt lý thuyết và kiến thức cần nhớ và phương pháp.

Phần 2: Bài tập minh họa: Đưa ra hệ thống những bài tập đa dạng, khai thác

ở nhiều khía cạnh khác nhau và được sắp xếp từ cơ bản đến nâng cao, vừa hay, vừa

có loại khó và phân chúng ra thành từng dạng nhỏ, đồng thời hướng dẫn giải chocác dạng đó với phương pháp ngắn gọn và dễ nhớ

Trang 4

Phần 3: Phần bài tập vận dụng cho các dạng: Cung cấp hệ thống bài tập

từ dễ đến khó nhằm giúp các em tự ôn luyện và vận dụng, qua đó giúp các em nhớ

và nắm chắc phương pháp giải hơn

-DẠNG 1 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI PHI KIM Phần 1 Về lí thuyết và phương pháp giải.

- Về lí thuyết

Tính chất chung 1: Tác dụng với phi kim: Hầu hết các kim loại khử được phi

kim thành ion âm

- Với O2,hầu hết các kim loại (trừ Ag, Au, Pt) tạo oxit

2x M + y O2→ 2 MxOy ( M là kim loại từ Li → Mn)2n M + m O2 ¾¾¾® t cao o 2MnOm (M là kim loại từ Zn → Hg), cần đốt ởnhiệt độ cao hơn

Ví dụ: 4Al + 3O2 ¾¾¾® t cao o 2Al2O3

o

t cao

¾¾¾® Ca3N2

- Phương pháp giải.

• Dựa vào phương trình phản ứng hóa học

Áp dụng các định luật bảo toàn:

• Định luật bảo toàn electron: Σne cho = Σne nhận

• Định luật bảo toàn khối lượng,

• Lập phương trình đại số và đưa ra nghiệm là số mol

Trang 5

Phần 2 Bài tập minh họa.

Câu 1: Cho 13,5 gam kim loại hóa trị III tác dụng với Cl2 dư thu được 66,75 gam muối Kim loại đó là?

A Fe (M=56) B Cr (M=52) C Al (M=27) D As (M=75)

Hướng dẫn giải Cách 1: Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

2 Cl

m = 66,75 – 13,5 = 53,25 (gam)

⇒n = Cl2 0,75(mol)

71

53,25=Phương trình hóa học: 2 M + 3 Cl2

o t

Nhận xét: Bài toán này rất dễ với những học sinh hiểu được khối lượng

được bảo toàn Tuy nhiên nhiều em không tính được số mol bất kì chất nào nênkhông làm được, tôi thấy đa số học sinh lập tỉ lệ theo cách 2 giải được nhưng các

em không hiểu tại sao có tỉ lệ đó, nếu đổi thành oxit nhôm thì các em lập tỉ lệ sai

Câu 2: Đốt cháy bột Mg trong bình khí clo dư, sau khi phản ứng xảy ra hết khối

lượng chất rắn trong bình tăng thêm 10,65 gam so với ban đầu Khối lượng Mg đãphản ứng là? (Cho Mg:24; Cl:35,5)

A 3,6 gam B 2,4 gam C 4,8 gam D 2,69 gam.

Hướng dẫn giải

Phương trình hóa học: Mg + Cl2

o t

→ MgCl2Bảo toàn khối lượng ta được: mCl2 =10,65gam

⇒

2 Cl

Nhận xét: Rất nhiều học sinh không hiểu khối lượng chất rắn tăng thêm

10,65 gam nghĩa là gì Các em hay hiểu nhầm đó là khối lượng muối Dẫn tới kếtquả các em sẽ chọn đáp án D

Trang 6

Câu 3: Đốt một lượng nhôm (Al) trong 6,72 lít O2 Chất rắn thu được sau phảnứng đem hoà tan hết vào dung dịch HCl dư thấy bay ra 6,72 lít H2 (các thể tích khí

đo ở đkc) Khối lượng nhôm đã dùng là (Cho Mg:24; Al: 27; O:32; Cl:35,5)

A 8,1gam B 16,2gam C 18,4gam D 24,3gam.

Al2O3 + 6HCl→ 2AlCl3+ 3H2O (2)2Al + 6HCl→ 2AlCl3+ 3H2 (3)

Từ phương trình (2) và (3) ta suy ra:

Cách 2: Gọi số mol Al là a mol.

Đề cho nO2 =0,3mol , nHCl =0,3mol

Suy ra: a = 0,6 mol ⇒ mAl =0,6.27 16,20gam= , chọn B

Nhận xét: Khó khăn nhất bài toán là lượng nhôm vẫn còn dư sau khi phản

ứng với oxi do đó khi hòa tan sản phẩm vào HCl mới tạo khí Chỉ có vài phươngtrình đơn giản là giải tốt bài này bằng nhiều cách Tuy nhiên vẫn có nhiều học sinhkhông thể nhận ra nhôm dư và không làm được bài

Câu 4 Cho V lít hỗn hợp khí Cl2 và O2 ở (điều kiện tiêu chuẩn) tác dụng vừa đủvới hỗn hợp chứa 2,7 gam Al và 3,6 gam Mg, sau phản ứng hoàn toàn thu được22,1 gam chất rắn Giá trị của V là ? (Cho Mg:24; Al: 27; O:32; Cl:35,5)

A 4,48 lít B 5,6 lít C 6,72 lít D 5,04 lít

Trang 7

Vì cả Al và Mg đều tác dụng với Cl2 và O2 nên sẽ có 4 phương trình hóahọc, điều đó là khó khăn khi giải bằng phương trình hóa học nên sử dụng phươngpháp bảo toàn electron là hợp lý nhất.

Gọi a, b lần lượt là số mol Clo và oxi

0

Mg → 2

Mg+ + 2e O + 4 e 0 2 → 2

2O−0,15 mol 0,3 mol b mol 4b mol

Bảo eletron ta được: 2a + 4b= 0,3 + 0,3 = 0,6 mol (1)

Bảo toàn khối lượng ta được: 2,7 + 3,6 + 71a + 32b = 22,1 gam (2)

Từ (1) và (2) suy ra: a = 0,2 mol; b = 0,05 mol

Vậy V = (a+b).22,4 = (0,2 + 0,05).22,4 = 5,6 lít, chọn B

Nhận xét: Đây là một bài khó trong đề thi học kỳ I năm 2014 của sở Rất

nhiều học sinh trung bình và yếu không nắm chắc phản ứng oxi hóa khử nênkhông thể làm bài này Các em sẽ viết 2 phương trình hóa học gán cho mỗi phikim vào mỗi kim loại và tính số mol oxi, clo theo số mol kim loại đã cho, màkhông hiểu rằng có 4 chất tạo ra Dẫn tới kết quả các em sẽ chọn đáp án D

Phần 3: Một số bài tập vận dụng “kim loại tác dụng với phi kim”

Câu 1: Đốt 1 lượng (Al, Fe) trong 2,8 lít O2 Chất rắn thu được sau phản ứng chohoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl không thấy khí bay ra, tiếp tục sục khí clotới dư vào dung dịch thì thu được 29,6 gam muối khan Khối lượng hỗn hợp kimloại là

Câu 2: Cho 6,72 gam kim loại tác dụng với Cl2 dư thu được 19,5 gam muối Kimloại đó là?

A Fe (M=56) B Cr (M=52) C Al (M=27) D Mg (M=24) Câu 3: Đốt cháy bột m gam bột Al trong bình khí clo dư, sau khi phản ứng xảy ra

hết khối lượng chất rắn trong bình là (m+21,3) Khối lượng Al đã phản ứng là?

Câu 4: Đốt một lượng Mg trong 2,24 lít O2 Chất rắn thu được sau phản ứng đemhoà tan hết vào dung dịch HCl dư thấy bay ra 1,12 lít H2 (các thể tích khí đo ởđkc) Khối lượng Mg đã dùng là (Cho Mg:24; Al: 27; O:32; Cl:35,5)

Trang 8

Câu 5: Cho V lít hỗn hợp khí Cl2 và O2 ở (điều kiện tiêu chuẩn) tác dụng vừa đủvới hỗn hợp chứa 2,7 gam Al và 3,6 gam Mg, sau phản ứng hoàn toàn thu được22,1 gam chất rắn Giá trị của V là ? (Cho Mg:24; Al: 27; O:32; Cl:35,5).

A 4,48 lít B 5,6 lít C 6,72 lít D 5,04 lít

Câu 6: Bao nhiêu gam clo tác dụng vừa đủ kim loại nhôm tạo ra 26,7 gam AlCl3?

A 21,3 gam B 12,3 gam C 13,2 gam D 23,1 gam Câu 7: Cho m gam 3 kim loại Fe, Al, Cu vào một bình kín chứa 0,9 mol oxi.

Nung nóng bình 1 thời gian cho đến khi số mol O2 trong bình chỉ còn 0,865 mol

và chất rắn trong bình có khối lượng 2,12 gam Giá trị m đã dùng là:

A 1,2 gam B 0,2 gam C 0,1 gam D 1,0 gam

Câu 8: Đốt cháy bột Al trong bình khí Clo dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn

khối lượng chất rắn trong bình tăng 4,26 gam Khối lượng Al đã phản ứng là

Câu 9: Đốt 1 lượng bột (Al, Mg) trong 1,12 lít O2 Chất rắn thu được sau phảnứng cho hoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl thấy bay ra 2,24 lít H2 (các thể tíchkhí đo ở đkc) Phần trăm theo khối lượng nhôm trong hỗn hợp là

Câu 10 Bao nhiêu gam Cu tác dụng vừa đủ với clo tạo ra 27 gam CuCl2?

A 12,4 gam B 12,8 gam C 6,4 gam D 25,6 gam Câu 11: Đốt 1 lượng (Al, Fe) trong 2,8 lít O2 Chất rắn thu được sau phản ứng chohoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl không thấy khí bay ra, tiếp tục sục khí clotới dư vào dung dịch thì thu được 29,6 gam muối khan Phần trăm theo khối lượng

Tính chất chung 2: Tác dụng với nước:

- Những kim loại có tính khử mạnh IA, IIA như: K, Ba, Ca, Na, ( trừ Bekhông tác dụng còn Mg phản ứng ở nhiệt độ cao) khử nước mãnh liệt ở nhiệt độthường tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro

Thí dụ: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2↑Tổng quát: 2M + 2xH2O → 2M(OH)x + xH2↑

Trang 9

- Một số kim loại có tính khử kém hơn những kim loại trên như Zn, Fe, (Xét Mg đến Fe) khử được H2O ở nhiệt độ cao, không tạo dung dịch kiềm.

Bảo toàn khối lượng tính mdd bazơ:

m dd bazo = m nước + m kim loại phản ứng – m khí hdroTrung hòa bazơ:

M(OH)x + xHCl → MClx + xH2O2M(OH)x + xH2SO4 → M2(SO4)x + 2xH2OKết quả: nH+ = nOH- = 2nH2

Chủ yếu dựa vào phương trình phản ứng hoặc phương trình phản ứng tổngquát, bảo toàn khối lượng để lập phương trình đại số và đưa ra nghiệm là số mol

Câu 1 Khi hòa tan 4,68 gam một kim loại nhóm IA vào 195,44 gam nước, thu

được dung dịch A và 1,344 lít khí hidro (ở điều kiện tiêu chuẩn)

m chất tan = 0,12.56 = 6,72 gam

Bảo toàn khối lượng ta được:

m dung dịch bazơ = 4,68 + 195,44 – 0,06.2 = 200 gam

Trang 10

Vậy C% KOH = 6,72.100 3,36%

Nhận xét: Với bài này, đa số học sinh làm tốt, tuy nhiên vẫn có học sinh

yếu viết sản phẩm tạo ra A2O và H2, cũng có nhiều học sinh không tính được khốilượng dung dịch sau phản ứngdẫn tới kết quả sai

Câu 2 Hòa tan hết 6,4 gam hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kì kế tiếp trong nhóm

IIA vào nước dư, thu được dd X và 2,24 lit khí H2 (đktc)

a) Hai kim loại đó là? (Cho: Mg: 24; Ca: 40; Sr: 88; Be: 9; Ba: 137)

A Be và Mg B Mg và Ca C Ca và Sr D Sr và Ba

b) Thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng để trung hòa lượng dd X là ?

A 0,1 lit B 0,3 lit C 0,075 lit D 0,15 lit

a) Gọi chung hai kim loại nhóm IIA là A số mol là x

Phương trình hóa học chung: A + 2H2O → A(OH)2 + H2↑

Nhận xét: Với bài này, đa số học sinh làm sẽ đặt 2 kim loại A, B với số mol

a, b nên đa số không thể làm được, tuy nhiên sau khi được gợi ý các em làm tốtcâu a, đến câu b các em lại viết 2 phương trình rồi giải hệ pt ra số mol các bazo rồimới viết phương trình với HCl nên khá dài

Phần 3: Một số bài tập vận dụng “kim loại tác dụng với nước”

Câu 1 Khi hòa tan 2,76 gam một kim loại nhóm IA nước dư, thu được dung dịch

A và 1,344 lít khí hidro (ở điều kiện tiêu chuẩn) Kim loại đó là ?

A K (M=39) B Li (M=7) C Na (M=23) D Rb (M=85)

Câu 2 Hòa tan hết 10,0 gam hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kì kế tiếp trong nhóm

IIA vào nước dư, thu được dd X và 2,24 lit khí H2 (đktc) Hai kim loại đó là?(Cho: Mg: 24; Ca: 40; Sr: 88; Be: 9; Ba: 137)

Trang 11

A Be và Mg B Mg và Ca C Ca và Sr D Sr và Ba

Câu 3 Khi hòa tan 3,68 gam Na vào 95,12 gam nước, thu được dung dịch A.

Nồng độ phần trăm của dung dịch tạo thành là ?

A 14,00 % B 3,36 % C 6,5 % D 13,97 %

Câu 4 Hòa tan hết m gam hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kì kế tiếp trong nhóm

IIA vào nước dư, thu được dd X và 1,12 lit khí H2 (đktc) Thể tích dung dịch HCl1M cần dùng để trung hòa lượng dd X là ?

Câu 5 Nồng độ phần trăm của dung dịch tạo thành khi khi hòa tan 7,8g kali kim

loại vào 36,2 gam nước là:

A 25,57% B 12,795 C 25,45% D 12,72%

Câu 6 Hỗn hợp X gồm K và Al Cho m gam X tác dụng với nước dư thu được 5,6

lít khí Mặt khác, cũng m gam X tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được8,96 lít khí (các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở điều kiện chuẩn).Giá trị của m là:

Câu 9 Cho 21g hỗn hợp hai kim loại K và Al hòa tan hoàn toàn trong nước được

dung dịch X Thêm từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch X, lúc đầu không thấykết tủa, đến khi kết tủa hoàn toàn thì cần 400mL dung dịch HCl 1M Số gam Ktrong hỗn hợp là:

A 15,6g B 5,4g C 7,8g D 10,8g

Câu 10 Hòa tan hoàn toàn 7,3 gam hỗn hợp X gồm kim loại Na và kim loại M

(hóa trị n không đổi) trong nước thu được dung dịch Y và 5,6 lít khí hiđro (ởđktc) Để trung hòa dung dịch Y cần dùng 100 mL dung dịch HCl 1M Phần trăm

về khối lượng của kim loại M trong hỗn hợp X là:

A 68,4 % B 36,9 % C 63,1 % D 31,6 %

Câu 11 Thực hiện hai thí nghiệm sau:

• Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp Ba và Al vào nước dư, thu được 0,896 lítkhí (ở đktc)

• Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp trên cho vào dung dịch NaOH dưthu được 2,24 lít khí (ở đktc) Các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Trang 12

Giá trị của m là:

A 2,85 gam B 2,99 gam C 2,72 gam D 2,80 gam

Câu 12 Hỗn hợp X gồm Na, K, Ba hòa tan hết trong nước dư tạo dung dịch Y và

5,6 lít khí (ở đktc) Tính V mL dung dịch H2SO4 2M tối thiểu để trung hòa Y

A 125 mL B 100 mL C 200 mL D 150 mL

Câu 13 Cho 1,4 g hỗn hợp gồm một kim loại kiềm X và một kim loại kiềm thổ Y

(Mx < My) vào nước dư, thu được không quá 2,24 lít khí H2 (đktc) Kim loại X là

Tính chất chung 3: Tác dụng với axit:

a- Tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng, HCl và các axit thông thường khác

Nhiều kim loại ( trước H, trừ Ag, Cu, Hg, Au, Pt) có thể khử được ion H+(H3O+) trong dung dịch axit thành H2

Tổng quát : 2M + 2nH+  → 2Mn+ + n H2↑

Ví dụ: Fe + 2H+  → Fe2+ + H2↑

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2↑Những kim loại có tính khử mạnh (K, Ba, Ca, Na, ) dễ gây nổ khi tiếp xúc vớidung dịch axit

c- Tác dụng với HNO 3

Các kim loại (trừ Pt, Au) khử N+5 xuống số oxi hóa thấp hơn (NH4NO3, N2,

N2O, NO, NO2)

M + HNO3  → M(NO3)n + {NxOy ; NH4NO3; N2} + H2O

Ví dụ: Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Trang 13

Zn + 10HNO3 loãng → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Zn + 10HNO3 loãng → 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O

Fe + 6HNO3 đặc, nóng, dư  → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O

Fe + 4HNO3 đặc, nóng, dư  → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

Nếu Fe vẫn còn dư sau p/ư (2)thì: Fedư + HNO3 đặc, nóng  → Fe(NO3)2

Lưu ý: Al, Fe, Cr thụ động với (HNO3 và H 2 SO 4 ) đặc nguội.

- Phương pháp giải.

* Kim loại trước H + Axit HCl, H2SO4 loãng → Muối có hóa trị thấp + H2↑

* Kim loại đứng sau hidro thì không phản ứng với HCl và H2SO4 loãng

 mmuối clorua = mKL pư + 71.nH2

• mmuối sunfat = mKL pư + 96.nH2

• Kim loại + HNO3 hoặc H2SO4 đặc, tạo ra muối mà kim loại có số oxi hóa caonhất

• Áp dụng định luật bảo toàn electron: Hóa trị cao nhất của kim loại là x

x.nKL pư = 6.nS + 2 n + 8.SO2 nH2S

x.nKL pư = nNO2+ 3.nNO + 10.

2 N

n + 8.nN2O+ 8.

3

4 NO NH

n

• mmuối nitrat = mKL pư + 62.ne cho (hay e nhân)+ 80.

3

4 NO NH

n + 4.nNO + 12.

2 N

n + 10.nN2O+ 10.

3

4 NO NH

n

• nH 2 SO 4phản ứng = 4.nS + 2. n + 5.SO2 nH2S

a) Kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl hoặc H 2 SO 4 loãng

Câu 1 Khi hòa tan m gam một kim loại vào dung dịch HCl dư, thu được dung

dịch A chứa 15,24 gam muối clorua và 2,856 lít khí hidro (ở điều kiện tiêuchuẩn) Kim loại đó là ?

Trang 14

Câu 2: Cho 8 gam hỗn hợp Mg, Fe tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được

dung dịch A và V lít khí (đktc) Cô cạn dung dịch A thu được 22,2 gam muối khan.Giá trị của V là

Hướng dẫn giải Cách 1 : Gọi chung 2 kim loại là M hóa trị x số mol a

Bảo toàn khối lượng cho phản ứng (*) ta suy ra công thức :

mkim loại + mHCl = mmuối clorua + mmuối clorua H2

⇒ mkim loại + 36,5.2n = m H2 muối clorua + 2.n H2

Trang 15

b) Kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit HCl và H 2 SO 4 loãng

Câu 3: Cho 7,68 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al và 380 mL dung dịch Y gồm HCl

1M và H2SO4 0,5M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,512 lít khí (ởđktc) Biết trong dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion

a) Phần trăm về khối lượng của Al trong hỗn hợp X là

⇒Axit và axit vừa đủ.

a) Gọi a, b lần lượt là số mol magie và nhôm

b) Bảo toàn khối lượng ta được:

m muối = m kim loại +maxit phản ứng- m khí =7,68+0,38.36,5+0,38.0,5.98-0,38.2=39,41 g

⇒ Đáp án B.

Nhận xét: Rất nhiều học sinh trung bình và yếu không nắm chắc phản ứng

oxi hóa khử nên không thể làm bài này Các em sẽ viết 2 phương trình hóa họcgán cho mỗi axit vào mỗi kim loại và tính số mol kim loại, mà không hiểu rằng có

4 chất tạo ra Dẫn tới kết quả các em sẽ chọn đáp án sai

c) Một kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3

Câu 4: Hoà tan hoàn toàn 16,8 gam Fe vào dung dịch HNO3 dư, thu được 6,72 lítkhí NO duy nhất (ở đktc) Cô cạn dung dịch thu được số gam muối khan là

Trang 16

Vì axit dư nên chỉ tạo muối sắt III.

Cách 1: Bảo toàn mol nguyên tố Fe:

3 3 Fe( NO )

n = nFe= 0,3 mol ⇒mmuối = 0,3.242= 72,6 gam

Cách 2: Bảo toàn electron ta được: nNO3− trong muối = nelectron trao đổi = 3.nNO = 0,9 mol

mmuối = mFe + mNO3− = 16,8 + 62×3×0,3 = 72,6 gam, chọn Đáp án D.

Nhận xét: Các em sẽ viết phương trình hóa học và tính số mol muối dễ

dàng theo lớp 11 chỉ gặp các bài axit dư, tuy nhiên các em không lường được cókhả năng tạo muối sắt II hay không

Câu 5: Cho 13,5 gam Al tác dụng vừa đủ với 4,4 lít dung dịch HNO3, sinh ra hỗnhợp gồm 2 khí NO và N2O Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí so với CH4 là 2,4 Nồng

độ mol của axit ban đầu là

Gọi x, y lần lượt là số mol 2 khí NO và N2O

Ta có thể sử dụng phương pháp đường chéo để tìm tỉ lệ mol 2 khí:

2

2, 4 16 ( )

2N+5 + 8 e → 2N+1 (N2O) 8y mol y mol

Áp dụng định luật bảo toàn electron: 0,5×3 = 6x + 8y (2)

Nhận xét: Đa số các em học sinh trung bình, yếu và cả học sinh khá vẫn

không làm được bài này, vì các em không tính được số mol các khí

d) Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3 hoặc H 2 SO 4 đặc Câu 6: Hoà tan hết 17,84 gam hỗn hợp A gồm ba kim loại Fe, Ag, Cu bằng dung

dịch HNO3 loãng lấy dư, thu được 4,032 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ở

Trang 17

đktc) thoát ra và dung dịch B Đem cô cạn dung dịch B, thu được hỗn hợp m gam

ba muối khan Giá trị của m là

Phương trình hóa học chung cho 3 kim loại

3M + 4xHNO3 loãng → 3M(NO3)x + xNO + 2xH2O

Từ phương trình ta thấy: nNO3−trong muối = nelectron trao đổi = 3.nNO = 0,54 mol

Nên dễ dàng ta có:

m3muối = m3kim loại +mNO /muoi3− = mkim loại +62.0,54=17,84 + 62.0,54 = 51,32 gam

⇒ Đáp án C

Nhận xét: Đa số các em học sinh áp dụng công thức tính nhanh để làm bài

này, không gặp khó khăn gì

Câu 7: Cho 10 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu (trong đó Cu chiếm 10% về khối

lượng) vào dung dịch HNO3 Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 1,6 gam chấtrắn, dung dịch Y và 2,24 lít khí NO (là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Lượngmuối trong dung dịch Y là

Đối với dạng toán này, chúng ta không thể áp dụng ngay biểu thức tính khốilượng muối ở trên được vì sau phản ứng kim loại dư

Trước hết ta phải tính : mkim loại phản ứng = 10 – 1,6 = 8,4 gam

⇒ mmuối = mkim loại phản ứng + 62×3nNO = 8,4 + 62 ×0,3 = 27 gam

⇒ Đáp án C

Nhận xét: Đa số các em học sinh áp dụng công thức tính nhanh để làm bài

này, một số em lấy khối lượng kim loại phản ứng là 10 nên sai

Phần 3: Một số bài tập vận dụng “kim loại tác dụng với axit”

Câu 1 Khi hòa tan m gam một kim loại vào dung dịch HCl dư, thu được dung

dịch A chứa 15,24 gam muối clorua và 2,856 lít khí hidro (ở điều kiện tiêuchuẩn) Kim loại đó là ?

A Fe (M=56) B Mg (M=24) C Na (M=23) D Zn (M=65) Câu 2: Cho 8 gam hỗn hợp Mg, Fe tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu được

dung dịch A và V lít khí (đktc) Cô cạn dung dịch A thu được 22,2 gam muối khan.Giá trị của V là

Trang 18

1M và H2SO4 0,5M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,512 lít khí (ởđktc) Biết trong dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion Phần trăm vềkhối lượng của Al trong hỗn hợp X là

Câu 4: Hoà tan hoàn toàn 16,8 gam Fe vào dung dịch HNO3 dư, thu được 6,72 lítkhí NO duy nhất (ở đktc) Cô cạn dung dịch thu được số gam muối khan là

Câu 5: Cho 13,5 gam Al tác dụng vừa đủ với 4,4 lít dung dịch HNO3, sinh ra hỗnhợp gồm 2 khí NO và N2O Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí so với CH4 là 2,4 Nồng

độ mol của axit ban đầu là

Câu 6: Hoà tan hết 17,84 gam hỗn hợp A gồm ba kim loại Fe, Ag, Cu bằng dung

dịch HNO3 loãng lấy dư, thu được 4,032 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất ởđktc) thoát ra và dung dịch B Đem cô cạn dung dịch B, thu được hỗn hợp m gam

ba muối khan Giá trị của m là

Câu 7: Cho 10 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu (trong đó Cu chiếm 10% về khối

lượng) vào dung dịch HNO3 Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 1,6 gam chấtrắn, dung dịch Y và 2,24 lít khí NO (là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Lượngmuối trong dung dịch Y là

1M và H2SO4 0,5M Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,512 lít khí (ởđktc) Biết trong dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion Khối lượngmuối trong dung dịch Y là

A 41,120 g B 40,265g C 52,285g D 65,375g Câu 9 Khi hòa tan m gam một kim loại vào dung dịch HCl dư, thu được dung

dịch A chứa 11,4 gam muối clorua và 2,688 lít khí hidro (ở điều kiện tiêu chuẩn).Kim loại đó là ?

A Mg (M=24) B Fe (M=56) C Na (M=23) D Zn (M=65) Câu 10: Cho 10,4 gam hỗn hợp Mg, Fe tác dụng hết với dung dịch HCl dư thu

được dung dịch A và V lít khí (đktc) Cô cạn dung dịch A thu được 31,7 gam muốikhan Giá trị của V là

Câu 11: Hoà tan hoàn toàn m gam Fe vào dung dịch HNO3 dư, thu được 6,72 lítkhí NO duy nhất (ở đktc) Giá trị m là

Trang 19

Câu 12: Cho 13,5 gam Al tác dụng vừa đủ với 500 mL dung dịch HNO3, sinh rahỗn hợp gồm 2 khí NO và N2O Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí so với hidro là 19,2.Nồng độ mol của axit ban đầu là

Câu 13 Hoà tan 2,0 gam một kim loại hóa trị II trong dung dịch HCl, sau đó cô

cạn dung dịch thu được 5,55 gam muối khan Tên của kim loại đó là ?

A Canxi B Kẽm C Magie D Bari.

Câu 14 Hòa tan 1,8 gam muối sunfat của một kim loại nhóm IIA trong nước rồi

pha loãng cho đủ 50 mL dung dịch Để phản ứng hết với dung dịch này cần 20 mLdung dịch BaCl2 0,75M Công thức của muối sunfat là ?

Câu 15 Cho 16,2 gam kim loại M (hóa trị không đổi) tác dụng với 0,15 mol O2,chất rắn sau phản ứng tan trong dung dịch HCl dư tạo 13,44 lít khí (đktc) M là ?

Câu 16 Hòa tan hoàn toàn 10 gam hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch HCl thu

được 0,5 gam khí H2 Khi cô cạn dung dịch thu được số gam muối khan là ?

A 27,75 gam B 27,25 gam C 28,25 gam D 28,75 gam Câu 17 Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl Sau

khi thu được 336 mL H2 (đktc) thì thấy khối lượng lá kim loại giảm 1,68 % Kimloại đó là ?

A Fe B Cu C Mg D Ba.

Câu 18 Hòa tan 0,5 gam hợp kim của Ag vào dung dịch HNO3 Thêm dung dịchHCl vào dung dịch trên, thu được 0,398 gam kết tủa Thành phần % Ag trong hợpkim là ?

A 60 % B 61 % C 62 % D 63 %.

Câu 19 Ngâm 2,33 gam hợp kim Fe – Zn trong dung dịch HCl đến phản ứng

hoàn toàn thu được 0,896 lít H2 (đktc) Thành phần % của Fe là ?

A 75,1 % B 74,1 % C 73,1 % D 72,1 %.

Câu 20 Hoà tan hoàn toàn15,4 gam hỗn hợp Mg và Zn trong dung dịch HCl dư

thấy có 0,6 gam khí H2 bay ra Số gam muối tạo thành là ?

A 35,7 gam B 36,7 gam C 63,7 gam D 53,7 gam Câu 21 Hòa tan hết 2,4 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe bằng dung dịch

HCl, thu được 3,136 lít khí (đktc) và m gam muối clorua Giá trị của m là ?

A 13,44 gam B 15,2 gam C 9,6 gam D 12,34 gam.

Câu 22 Cho a gam kim loại M tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HCl 2M thu

được (a + 21,3) gam muối MCln V có giá trị là ?

A 0,6 lít B 0,4 lít C 0,3 lít D 0,2 lít.

Trang 20

Câu 23 11,2 gam sắt để ngoài không khí bị gỉ thành 13,6 gam chất rắn A Cho A

tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được V lít NO (đktc) duy nhất Giátrị của V là

A 2,24 lít B 0,224 lít C 3,36 lít D 0,336 lít Câu 24 Cho 10,2 gam hỗn hợp 3 kim loại Mg, Zn, Al tác dụng hết với dung dịch

HCl dư, thu được 5,6 lít khí (đktc) Cô cạn dung dịch thì số gam muối khan thuđược là ?

A 28 gam B 27,95 gam C 27 gam D 29 gam Câu 25 Cho 11 gam hỗn hợp nhiều kim loại trước H2 tác dụng với dung dịch

H2SO4 loãng, dư thu được 6,72 lít khí (đktc) Cô cạn dung dịch thì số gam muốikhan thu được là

A 3,98 gam B 39,8 gam C 35 gam D 3,5 gam Câu 26 Cho 22 gam hỗn hợp muối cacbonat của kim loại IA và IIA tác dụng với

dung dịch HCl dư thu được 0,3 mol khí (đktc) Cô cạn dung dịch thì số gam muốikhan là ?

Câu 27 Cho 3,87 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 250 mL dung dịch Y chứa

axit HCl 1M và H2SO4 0,5M được dung dịch Z và 4,368 lít H2 (đktc) Thành phần

% về khối lượng Mg trong hỗn hợp X là ?

A 37,21 % B 26 % C 35,01 % D 36 %.

Câu 28 Cho 1,935 gam hỗn hợp 2 kim loại Mg và Al tác dụng với 125 mL dung

dịch gồm HCl 1M và H2SO4 loãng 0,28M, thu được dung dịch X và 2,184 lít H2(đktc) Cô cạn dung dịch, thu được số gam muối khan là ?

A 9,7352 g B 9,3725 g C 9,7532 g D 9,2357 g Câu 29 m gam hỗn hợp Mg, Al tác dụng với 250 mL dung dịch X chứa hỗn hợp

HCl 1M và H2SO4 0,5M sinh ra 5,32 lít H2 (đktc) và dung dịch Y (coi Vdung dịch làkhông đổi) Dung dịch có pH là ?

Câu 30 (CĐ 2012) Hòa tan hoàn toàn 1,1 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm X

và một kim loại kiềm thổ Y (Mx < My) trong dung dịch HCl dư, thu được 1,12 lítkhí H2 (đktc) Kim loại X là

-DẠNG 4 KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

Phần 1 Về lí thuyết và phương pháp giải.

- Về lí thuyết

Tính chất chung 4: Tác dụng với dung dịch muối:

Trang 21

- Kim loại không tan trong nước khử được ion kim loại hoạt động yếu hơntrong dung dịch muối thành kim loại tự do.

Ví dụ: Fe + CuSO4 dung dịch → FeSO4 + Cu

- Nếu kim loại tan trong nước như: K, Ba, Ca, Na khi tác dụng với dungdịch muối thì phản ứng với nước trước tạo ra bazo, sau đó bazo này phản ứng vớidung dịch muối nên không thu được kim loại

Ví dụ: cho Na vào dung dịch CuSO4

Đầu tiên: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Sau đó: 2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2¯ xanh + Na2SO4

Điều kiện để kim loại A đẩy kim loại B khỏi dung dịch muối:

- Nói chung, nếu chưa biết số mol của kim loại và số mol của muối ban đầu thì

ta không thể xác định được chính xác phản ứng nào xảy ra tiếp theo

* Trường hợp nếu M là kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) thì M sẽ khử ion

H+ của H2O thành H2 và tạo thành dung dịch bazơ Sau đó xảy ra các phảnứng trao đổi giữa muối và dung dịch bazơ

* Kim loại B sinh ra bám trên thanh kim loại A

* Khối lượng thanh kim loại A thay đổi ∆m = mB tạo ra – m A p/ư

* Khối lượng chất rắn tăng: ∆ ↑m > 0

* Khối lượng chất rắn giảm: ∆ ↓m < 0

* Khối lượng chất rắn tăng = khối lượng dung dịch giảm

a) Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối

Câu 1: Cho 13,7 gam kim loại Ba vào 200 mL dung dịch FeSO4 1M, sau khi cácphản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được kết tủa có khối lượng là

Trang 22

nBa = 0,1 mol; n FeSO4 = 0,2 mol.

Các phản ứng xảy ra:

Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2↑ (1) Ba(OH)2 + FeSO4 → BaSO4↓ + Fe(OH)2↓ (2)

Từ (1) và (2) ta có: nBaSO4 = nFe OH( )2 = nBa= 0,1 mol

⇒mkết tủa = 0,1×233 + 0,1×90 = 32,3 gam ⇒Đáp án B

Nhận xét: Rất nhiều học sinh trung bình và yếu không nắm chắc phản ứng

giữa Ba với nước trước nên sẽ viết phản ứng đẩy sắt kim loại ra Dẫn tới kết quảcác em sẽ chọn đáp án sai

Câu 2: Cho thanh kẽm nặng 10 gam vào 100 mL dung dịch AgNO3 1M Sau mộtthời gian lấy thanh kẽm ra cân thấy thanh kẽm nặng 11,51 gam, giả sử toàn bộ Agsinh ra bám vào thanh kẽm Khối lượng bạc kim loại thu được là ?

Đặt x là số mol Zn phản ứng với AgNO3

Phương trình phản ứng: Zn + 2AgNO3 → 2Ag + Zn(NO3)2

Khối lượng thanh kim loại Zn thay đổi là: ∆m = mAg tạo ra – m Zn phản ứng

11,51 - 10 = 108.2x - 65x = 151x ⇒ x = 0,01 mol

⇒mAg tạo ra = 108×0,02 = 2,16 (gam) ⇒Đáp án A

Nhận xét: Đa số học sinh không biết phương pháp giải, các em gặp khó

khăn trong vấn đề không phân biệt được khối lượng thanh kẽm trước và sau phảnứng, đa số tính số mol kẽm từ 10 gam ban đầu, và khối lượng tăng là khối lượng

Ag nên dẫn tới kết quả các em sẽ chọn đáp án sai

Câu 3: Nhúng một kim loại M chỉ có hoá trị II trong hợp chất có khối lượng

15,525 gam vào 150mL dd AgNO3 1M cho đến khi phản ứng hoàn toàn Lọc dungdịch, đem cô cạn thu được 13,725 gam muối khan Kim loại M là

A Fe (M=56) B Zn (M=65) C Pb (M=207) D Ni (M=59)

Ta thấy mmuối thu được < mkim loại nên kim loại dư, AgNO3 hết

M + 2AgNO3 → M(NO3)2 + 2Ag

0,075 ¬ 0,15 → 0,075 mol

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	748 KB