Sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học 12 phần kim loại

Phần kim loại có rất nhiều dạng bài tập khác nhau, mỗi dạng bài tập có những phƣơng pháp đặc trƣng để giải, vì thế sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học 12 phần kim loại được thực hiện với mong ước giúp các em học sinh nắm chắc các phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần kim loại. Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.

8.Đơn vị công tác : Trường THPT LONG THÀNH

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị ( trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất : Thạc sỹ

- Năm nhận bằng : 2011

- Chuyên ngành đạo tạo : Hoá học

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

-Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Hoá học

-Số năm có kinh nghiệm :16 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây

“Hướng dẫn phương pháp giải toán hoá hữu cơ bằng phương pháp tương đương” năm 2003

“ Một số phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học” năm 2008

“ Phân loại và phương pháp giải bài tập Hóa học 12 phần kim loại” năm 2011

Tên sáng kiến kinh nghiệm : PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP

Trong các đề thi Đại học - Cao đẳng của bộ từ năm 2007-2011 phần kim loại chiếm một phần quan trọng trong cấu trúc đề thi Phần kim loại có rất nhiều dạng bài tập khác nhau, mỗi dạng bài tập có những phương pháp đặc trưng để giải Trong quá trình đứng lớp, tôi đã tích lũy được những kinh nghiệm đáng quí Với mong ước, giúp các em học sinh nắm chắc các phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần kim loại, đã thôi thúc tôi viết chuyên đề

“PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC 12 PHẦN KIM LOẠI”

Do thời gian hạn chế nên trong chuyên đề này tôi xin gới hạn phạm vi nghiên cứu:

chương “Đại cương về kim loại” và chương “Kim loại kiềm-Kim loại kiềm thổ-Nhôm” sách Hóa học lớp 12 nâng cao

2 TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

2.1 Cơ sở lý luận

- Dựa theo kiến thức nền tảng là sách giáo khoa Hóa học 12 nâng cao

- Dựa vào nội dung các định luật: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn số mol…

- Các phương pháp: dùng công thức tương đương, phương pháp tăng giảm khối lượng, sử dụng phương trình ion rút gọn, phương pháp biện luận, phương pháp ghép ẩn số, phương pháp dựa theo sơ đồ phản ứng, sơ đồ đường chéo, phương pháp tự chọn lượng lượng chất, phương pháp qui đổi …

2.2 Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài

2.2.1 Phương pháp giải toán : Kim loại tác dụng với axit (HCl, H2 SO 4 loãng)

2.2.1.1 Cơ sở lý thuyết

a Kim loại tác dụng với dung dịch HCl

Ta có sơ đồ tổng quát như sau:

Từ (1) ta luôn luôn có số mol HCl = 2 lần số mol H2

KL: có thể là một kim loại hay hỗn hợp nhiều kim loại

Thông thường đề bài hay cho số mol H2 ta suy ra số mol HCl hay ngược lại

Đề bài hay yêu cầu tính khối lượng muối khan ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

b Kim loại tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng

Ta có sơ đồ tổng quát như sau:

KL + H2SO4 loãng muối +H2 (2)

Từ (2) ta luôn luôn có số mol H2SO4 = số mol H2

KL: có thể là một kim loại hay hỗn hợp nhiều kim loại

Thông thường đề bài hay cho số mol H2 ta suy ra số mol H2SO4 hay ngược lại

Đề bài hay yêu cầu tính khối lượng muối khan ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

c.Kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm HCl và H 2 SO 4 loãng

Ta có sơ đồ tổng quát như sau:

KL + 2H+ muối +H2 (3)

Từ (3) ta luôn luôn có số mol H+ = 2 lần số mol H2

KL: có thể là một kim loại hay hỗn hợp nhiều kim loại

Đề bài hay yêu cầu tính khối lượng muối khan ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

Hay :

2.2.1.2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 11 gam hỗn hợp gồm Al, Fe tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được

dung dịch X và 8,96 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

Ví dụ 2: Cho 1,48 gam hỗn hợp gồm Al, Mg, Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu

đƣợc dung dịch X và 0,896 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu đƣợc là

Ví dụ 3: Cho 2,96 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Zn tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch HCl

1,4M thu đƣợc dung dịch X và H2 Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu đƣợc là

Ví dụ 5: Cho 6,88 gam hỗn hợp gồm Mg, Al, Fe, Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4

loãng thu đƣợc dung dịch X và 2,24 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu đƣợc là

gam



m nuối = m KL + 96 nH 2 =11+96.0,4 = 49,4(gam)

Ví dụ 7 : Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp

HCl 1M và H2SO4 0,28M thu đƣợc dung dịch X và 8,736 lít khí H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X thu đƣợc lƣợng muối khan là

A 38,93 gam B 103,85 gam C 25,95 gam D 77,86 gam

Hướng dẫn giải

Số mol HCl = 0,5 (mol) = số mol Cl

-Số mol H2SO4 = 0,14(mol) = số mol SO4

Ví dụ 8: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lƣợng vừa đủ dung dịch

H2SO4 10%, thu đƣợc 2,24 lít khí H2 (ở đktc) Khối lƣợng dung dịch thu đƣợc sau phản ứng là

A 101,68 gam B 88,20 gam C 101,48 gam D 97,80 gam

Câu 1: Cho 2,37 gam hỗn hợp gồm Al, Cr tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu đƣợc dung

dịch X và 1,68 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu đƣợc là

Câu 2: Cho 2,70 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cr tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu đƣợc

dung dịch X và 1,568 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu đƣợc là

Câu 3: Cho 3,94 gam hỗn hợp gồm Cr, Fe , Zn, Mg tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4loãng thu đƣợc dung dịch X và 1,792 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu đƣợc là

NO2NO

n cho e n R x[ x là số e mà kim loại (R) đã cho]

Sau đây là số mol e nhận tính theo các sản phẩm

Khi sử dụng các quá trình trên cần lưu ý:

 Kim loại R là Fe thì sau phản ứng có thể tạo thành Fe3+ hoặc Fe2+ hoặc cả Fe3+ và Fe2+

Fe Fe3+ +3e ( nếu HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng, dư)

FeFe2+ +2e( nếu Fe dư)

số mol electron cho = số mol electron nhận

3 2

32

Số mol HNO3 (bđ) = số mol H+ = số mol NO3-(bđ)

Hoặc sử dụng định luật bảo toàn khối lƣợng để tính lƣợng muối tạo thành

 Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động trong các axit HNO3 đặc, nguội và HNO3 đặc nguội

- Nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của quá trình phản ứng rồi áp dụng định luật bảo toàn e

- Chất oxi hóa là S+6 có thể bị khử xuống mức oxi hóa thấp hơn : S+4(SO2), S0, S

Một số lưu ý khi giải toán

- Trong môi trường axit (HCl, H2SO4 loãng, NaHSO4) ion NO3

trong muối nitrat có tính oxi hóa mạnh tương tự như HNO3 Dạng bài toán thường gặp là cho kim loại ( ví dụ Cu) tác dụng với dung dịch hỗn hợp (HNO3+ H2SO4 loãng); hỗn hợp (KNO3+ H2SO4 loãng) hoặc KNO3+ KHSO4) Khi đó viết phương trình phản ứng dạng ion rút gọn:

3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

- Vấn đề quan trọng là xem xét chất nào hết trong phản ứng bằng cách lấy số mol ban đầu của các chất (Cu, H+, NO3-) chia cho hệ số của chất tương ứng (3,8,2) thì chất phản ứng hết là chất có tỉ lệ mol nhỏ nhất

c.Một số công thứ giải nhanh

1 Tính khối lượng muối sunfat thu được khi hoà tan hết hỗn hợp các kim loại bằng H 2 SO 4 đặc,nóng giải phóng khí SO 2 :

m Muối = m kl +96n SO2

2.Tính khối lượng muối sunfat thu được khi hoà tan hết hỗn hợp các kim loại bằng H 2 SO 4 đặc,nóng giải phóng khí SO 2 , S, H 2 S:

m Muối = m kl + 96(n SO2 + 3n S +4n H2S )

3 Tính số mol HNO 3 cần dùng để hòa tan hỗn hợp các kim loại:

n HNO3 = 4n NO + 2n NO2 + 10n N2O +12n N2 +10n NH4NO3

4 Tính khối lượng muối nitrat kim loại thu được khi cho hỗn hợp các kim loại tác dụng HNO 3 ( không có sự tạo thành NH 4 NO 3):

m muối = m kl + 62( 3n NO + n NO2 + 8n N2O +10n N2 )

2.2.2.2.Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu đƣợc

V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dƣ) Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19 Giá trị của V là

số mol NO = số mol NO2 = a (mol)

Áp dụng định luật bảo tòan e, ta có :

Gọi R là công thức tương đương của Fe, Cu ( đều có cùng hóa trị II)

Áp dụng định luật bảo tòan e ta có :

nNO.3 = n R.2 =(0,15+0,15).2 = 0,6(mol)

nNO = 0,2( mol)

Áp dụng định luật bảo tòan nguyên tố N ta có

N (HNO3) = N[R(NO3)2] +N (NO)

nHNO3 = 2nR(NO3)2 + nNO = 0,3.2+0,2 = 0,8 (mol)

Gọi hóa trị của M là x

Áp dụng định luật bảo tòan e ta có :

0,336 x

nAl.3 = nNO.3 + nN2O.8 + nN2.10

nAl.3 = 0,1.3 + 0,2.8 + 0,2.10

nAl=1,3 (mol)

m = 27.1,3=35,1 (gam)

(Đáp án C)

Ví dụ 6: Hòa tan m gam bột Al vào dung dịch HNO3 dƣ đun nóng đƣợc 11,2 lít hỗn hợp khí

X gồm NO và NO2 (ở đktc), có tỉ khổi hơi của X so với H2 là 19,8 Giá trị của m là

nNO = 0,5.2

nNO2 = 0,5 - 0,2= 0,3 (mol)

MY= 19,8.2=39,6

Áp dụng định luật bảo tòan e, ta có:

nAl.3 = nNO.3 + nNO2.1

hoàn toàn thu đƣợc 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X Khối lƣợng muối khan thu đƣợc khi làm bay hơi dung dịch X là

A 8,88 gam B 13,92 gam C 6,52 gam D 13,32 gam

Hướng dẫn giải

Số mol NO = 0,04(mol)

Số mol Mg = 0,09(mol)

Số mol e cho = 0,09.2 = 0,18(mol)

Số mol e nhận = 0,04.3 = 0,12 (mol)< 0,18(mol)trong dung dịch Y có NH4NO3

Theo định luật bảo toàn e, ta có:

2số mol H+số mol H2SO4 = 0,4(mol) = số mol SO42- (bđ)

Số mol SO42- (tạo muối) = số mol SO42- (bđ) - số mol SO42- ( bị khử)

(Đáp án A)

Ví dụ 9: Cho m gam hỗn hợp X gồm Ag, Cu tác dụng hoàn toàn với lƣợng dƣ dung dịch

chứa HNO3, H2SO4 đặc nóng thu đƣợc và dung dịch Y chứa 7,06 gam muối và hỗn hợp khí Z gồm 0,05 mol NO2 và 0,01 mol SO2 Giá trị của m là

Ví dụ 10: Cho 6,72 gam Fe tác dụng với dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc nóng (giả sử

SO2 là sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y số gam muối khan thu đƣợc là

Hướng dẫn giải

Số mol Fe = 0,12 (mol)

( ) 0,3

(mol) 2a 6a a

Ví dụ 11: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5

M thoát ra V lít NO (biết NO là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là

Ví dụ 12: Cho 5,76 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa KNO3 0,25M và H2SO4

1,5 M thoát ra V lít NO (biết NO là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là

Ví dụ 13: Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dƣ đƣợc 896 ml hỗn hợp X gồm

NO và NO2 ( ở đktc) có tỉ khối so với H2 bằng 21 và dung dịch Y Cô cạn dung dịch lƣợng muối khan thu đƣợc là

A 9,41 gam B 10,08 gam C 5,07 gam D 8,15 gam

Hướng dẫn giải

Cách 1

Ví dụ 14: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến khi phản ứng xảy ra

hoàn toàn, thu đƣợc khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X Dung dịch X có thể hoà tan tối đa m gam Cu Giá trị của m là

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 10,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R (có hóa trị không đổi)

bằng dung dịch HCl thu đƣợc 6,72 lít H2 (ở đktc) Mặt khác, nếu cho10,4 gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dƣ thì thu đƣợc 1,96 lít N2O duy nhất (ở đktc) và không tạo ra NH4NO3 Kim loại R là

Câu 2: Hoà tan hỗn hợp gồm Mg, Al, Zn trong V lít dung dịch HNO3 2M vừa đủ thu được 1,68 lít hỗn hợp khí X (ở đktc) gồm N2O và N2 Tỉ khối của X so với H2 là 17,2 Giá trị của V

là

Câu 3 : Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn

hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (duy nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất Giá trị tối thiểu của V là

Câu 4: Cho 4,32 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư) Sau khi phản ứng xảy ra

hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là

A 29,40 gam B 29,04 gam C 26,64 gam D 13,32 gam

2.2.3 Phương pháp giải toán : kim loại tác dụng với phi kim

2.2.3.1 Cơ sở lý thuyết

a Kim loại tác dụng với oxi

Hầu hết các kim loại đều tác dụng với oxi ( trừ Au, Ag, Pt)

4M + xO2 t02M2Ox(1)

Để giải nhanh cần chú ý :

m chất rắn ( hoặc oxit) = m kim loại + mO ( và nO = n 2

o ( trong oxit) Sau quá trình (1) thường cho oxit (hoặc sản phẩm rắn) tác dụng với

 Dung dịch axit (HCl hay H2SO4 loãng )

 Dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3 hoặc H2SO4 đặc)

Cần chú ý trạng thái đầu và cuối cùng, rồi vận dụng định luật bảo toàn e và sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính mO = m chất rắn( hoặc oxit) – mkim loại

R Rx+ + xe ( R là kim loại, x là số e cho) số mol e cho = x.nR

O2 + 4e2O2-số mol e nhận = 4.số mol O2

Theo định luật bảo toàn e, ta có: x.nR = 4.số mol O2

b.Kim loại tác dụng với lưu huỳnh

- Hầu hết các kim loại đều tác dụng với lưu huỳnh khi đun nóng ( riêng Hg phản ứng với S ngay ở nhiệt độ thường)

M + S t0MS

- Phản ứng xảy ra không hoàn toàn( sản phẩm gồm MS, M, S ) khi hòa tan trong oxit ( HCl,

H2SO4 loãng ) được hỗn hợp 2 khí H2S; H2 và một phần không tan là S (cũng có thể là CuS, PbS)

- Các muối sunfua thu được khi đốt ngoài không khí cho các kim loại ( số oxi hóa cao hơn)

4FeS + 7O2t02Fe2O3+ 4SO2

- Vì số mol O2 phản ứng > số mol SO2 mên phản ứng trên làm giảm số mol khí áp suất

n p

V T const

n  p 

- Nắm vững tính tan của các muối sunfua

- Trong một số trường hợp ta có thể áp dụng định luật bảo toàn e hoặc bảo toàn nguyên tố sẽ cho kết quả nhanh chóng

c Kim loại tác dụng với clo

- Hầu hết các kim loại đều tác dụng với clo ở nhiệt độ thường hoặc nung nóng cho muối clorua

2M + xCl2

0

t

 2MClx

Khi giải bài toán này thường áp dụng:

-Định luật bảo toàn khối lượng: m rắn = m muối clorua= m kim loại + m

-Định luật bảo toàn e

R Rx+ + xe ( R là kim loại, x là số e cho) số mol e cho = x.nR

Cl2 + 4e2Cl-số mol e nhận = 2.số mol Cl2

Theo định luật bảo toàn e, ta có: x.nR = 2.số mol Cl2

2.2.3.2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đốt cháy m gam hỗn hợp X gồm Mg, Cu, Zn ở dạng bột thu được 34,5 gam hỗn

hợp rắn Y Để hòa tan hỗn hợp Y cần vừa đủ 400 ml dung dịch HCl 2 M Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

Số mol HCl = 0,8 mol = số mol H+

2H+ + O2- H2O (mol) 0,8 0,4

2 16.0,4 6,4( ) ( )

O

m    gam m O oxit

m chất rắn ( hoặc oxit) = m kim loại + mO

 m kim loại = 34,5- 6,4 = 28,1(gam)

0,15

0,15( )1

HCl

(Đáp án A)

Ví dụ 3: Cho 40 gam hỗn hợp X gồm Au, Ag, Fe, Zn tác dụng với oxi dƣ nung nóng thu

đƣợc 46,4 gam chất rắn.Thể tích dung dịch H2SO4 20% (d=1,14 g/ml) cần để phản ứng với chất rắn Y là

2 4

2 4

0,4( ) 0,4.98.100

171,93( ) 20.1,14

Ví dụ 4: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 5,68 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Fe,

FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3(dư), thoát ra 0,672 lít

NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

nNO = 0,03(mol)

Chất khử là Fe ( Fe cho 3 e)

Chất oxi hóa là O2 và HNO3 ( O2 nhận 4 e, HNO3 nhận 3e)

Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe, O2

Theo định luật bảo toàn e, ta có : 3a= 4b + 0,03.3 3a - 4b = 0,09(1)

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có : 56a+32b = 5,68(2)

Từ (1) và (2) ta có a = 0,08(mol), b= 0,0375 (mol)

mFe= m = 56.0,08= 4,48 (gam)

(Đáp án B)

Ví dụ 5: Trộn 4,48 gam bột sắt với 1,92 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều

kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc) Giá trị của V là

Ví dụ 6: Nung m gam hỗn hợp gồm bột Fe và S trong bình kín không có không khí Sau

phản ứng đem phần rắn thu đƣợc hòa tan bằng lƣợng dƣ dung dịch HCl đƣợc 3,8 gam chất rắn X không tan, dung dịch Y và 0,2 mol khí Z Dẫn Z qua dung dịch Cu(NO3)2 dƣ, thu đƣợc 9,6 gam kết tủa đen Giá trị của m là

Ví dụ 7: Cho V lít ( ở đktc) hỗn hợp khí X gồm clo và oxi tác dụng vừa hết với hỗn hợp

gồm 4,8 gam Mg và 8,1 gam Al tạo ra 37,05 gam hỗn hợp các muối và oxit của hai kim loại Giá trị của V là

Ví dụ 8: Cho 11,2 lít ( ở đktc) hỗn hợp khí X gồm clo và oxi tác dụng vừa hết với 16,98 gam

hỗn hợp Y gồm Mg và Al tạo ra 42,34 gam hỗn hợp các muối và oxit của hai kim loại Số

gam của Al có trong hỗn hợp Y là

Gọi x, y lần lƣợt là số mol của Mg, Al

Số mol e cho = 2x+3y

Theo định luật bảo toàn, e ta có: 2x+3y = 1,52(1)

Từ (1) và (2) ta có x = 0,535 mol ; y = 0,15 (mol)

mAl = 0,15.27 = 4,05(gam)

(Đáp án C)

Ví dụ 9: Cho hỗn hợp X gồm Mg, Al tác dụng vừa đủ với 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp Y gồm

O2, Cl2 có tỉ khối so với H2 là 27,375 Sau phản ứng thu đƣợc 5,055 gam chất rắn Số gam của Al, Mg có trong hỗn hợp X lần lƣợt là

Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg, Al

Số mol e cho = 2x+3y (mol)

Theo định luật bảo toàn e ta có : 2x+3y = 0,17(1)

Câu 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Zn ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu

được 2,81 gam hỗn hợp Y gồm các oxit Hòa tan hoàn toàn hết lượng hỗn hợp Y nói trên bằng dung dịch H2SO4 loãng (đủ) Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 6,81 gam muối khan Giá trị của m là

Câu 2: Nung m gam bột Fe trong O2 thu được 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4,

Fe2O3 Cho toàn bộ chất rắn X tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m là

Câu 3: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện

không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G Để đốt cháy hoàn toàn X

và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc) Giá trị của V là

Câu 4: Cho 4,26 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hoàn

toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 6,66 gam Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là

Câu 5: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết

hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít NO (phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m là

Câu 6: Đốt cháy hồn tồn 7,2 gam kim loại M (cĩ hố trị hai khơng đổi trong hợp chất)

trong hỗn hợp khí Cl2 và O2 Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn và thể tích hỗn hợp khí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc) Kim loại M là

2.2.4 Phương pháp giải tốn : Kim loại tác dụng với dung dịch muối

2.2.4.1 Cơ sở lý thuyết

a Dạng 1: 1 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối

Kim loại (A) cĩ thể khử được ion kim loại kém hoạt động hơn(Bn+) trong dung dịch muối thành kim loại tự do (B)

Hay nA + mBn+  nAm+

+ mB Khối lượng thanh kim loại tăng (hoặc giảm) sau phản ứng :

Nếu thanh kim loại tăng m = m kim loại(bám) – m kim loại (tan)

b.Dạng 2: 2 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối

 Thứ tự phản ứng: Kim loại nào cĩ tính khử mạnh hơn sẽ tác dụng trước

 Nếu biết số mol ban đầu của 2 kim loại (A, B) và số mol muối(Cm+

) thì dựa vào số mol

ta sẽ viết các phương trình phản ứng xảy ra theo nguyên tắc kim loại yếu hơn chỉ tham gia phản ứng khi kim loại mạnh hơn đã hết và muối vẫn cịn( cũng cĩ thể kiểm sĩat mức độ xảy ra dựa vào định luật bảo tồn eclectron)

Cm+ còn dư A hết; B tác dụng 1 phần

A tác dụng một phần

B chưa phản ứng

c Dạng 3: 1 kim loại tác dụng với dung dịch 2 muối

Cho kim loại A tác dụng với dung dịch muối chứa 2 ion kim loại Bn+

, Cm+ ( Giả sử tính khử A>B>C)

Thứ tự các phản ứng

+ mC (1) Sau phản ứng (1) nếu cịn dư A sẽ cĩ phản ứng

nA α++ αB(2)

Giả sử (1) vừa xong, (2) chưa chưa xảy ra A hết, B chưa kết tủa, C kết tủa hết

m rắn = mC = m1

Giả sử (1,2) vừa phản ứng xong A hết, B và C kết tủa hết

m rắn = mC + mB = m2

So sánh m1 và m2 sẽ biết đƣợc mức độ xảy ra các phản ứng

 Nếu m rắn< m1 C kết tủa một phần, B chƣa kết tủa

 Nếu m1<m rắn< m2C chƣa kết tủa hết, B kết tủa một phần

 Nếu m rắn> m2B,C kết tủa hết, A dƣ

Khi biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và biết số mol từng chất ban đầu hoặc biết khối lƣợng chất rắn sau phản ứng thì có tể sử dụng định luật bảo toàn electron để biết mức độ xảy ra phản ứng

d.Dạng 4: 2 kim loại tác dụng với dung dịch 2 muối

Phản ứng xảy ra theo thứ tự ƣu tiên: kim loại có tính khử mạnh nhất ƣu tiên phản ứng với ion kim loại có tính khử mạnh nhất ( dựa vào dãy điện hóa)

Ví dụ 3: Có 2 lá kim loại cùng chất cùng khối lượng và có hóa trị II Ngâm lá một trong dung

dich Pb(NO3)2 lá hai trong dung dịch Cu(NO3)2 Sau một thời gian người ta lấy các lá kim loại ra khỏi dung dịch thấy khối lượng lá 1 tăng 19%, lá 2 giảm 9,6% Biết rằng, trong 2 phản ứng trên, khối lượng các kim loại bị hoà tan như nhau Lá kim loại là

A Mg B Zn C Cd D Fe

Hướng dẫn giải

Gọi x là khối lượng lá kim loại ban đầu, có số mol phản ứng là 1 mol

R + Pb2+ R2+ + Pb (1) (mol) 1 1

R+ Cu2+ R2+

+ Cu (2) (mol) 1 1

A 2,80 B 2,16 C 4,08 D 0,64

Hướng dẫn giải

Số mol Fe = 0,04(mol)

Số mol AgNO3 = 0,02(mol)

Số mol Cu(NO3)2 = 0,1(mol)

Tính oxi hóa Ag+ > Cu2+

Số mol e cho = 0,04.2= 0,08(mol)

Số mol e nhận = 0,02.1+0,1.2 = 0,22 (mol)> 0,08(mol)Cu2+ dư

A 8,10 và 5,43 B 1,08 và 5,16 C 0,54 và 5,16 D 1,08 và 5,43

Hướng dẫn giải

Số mol H2 = 0,015

Số mol AgNO3 = 0,03(mol)

Số mol Cu(NO3)2 = 0,03(mol)

Ví dụ 6: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3

1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hóa : Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag)

Fe + 2Ag+ Fe2+

+ 2Ag (mol) 0,10,2 0,1 0,2

Fe2++ Ag+Fe3+

+ Ag (mol) 0,05 0,05

m rắn = mAg =108.0,55 = 59,4(gam)

(Đáp án A)

Ví dụ 7: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sau khi kết

thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu đƣợc m gam bột rắn Thành phần phần trăm theo khối lƣợng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là

Fe + Cu2+ Fe2+

+ Cu (mol) (1-x) (1-x)

Fe + Cu2+ Fe2+

+ Cu (mol) a  a a

108.0,2 + 64a + 56(0,25-0,1-a) = 30,4a = 0,05(mol)

0,05

0,125( )0,4

(Đáp án B)

Ví dụ 9: Cho hỗn hợp gồm 2,8 gam Fe và 0,81 gam Al vào 200 ml dung dịch X chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 phản ứng kết thúc đƣợc dung dịch Y và 8,12 gam chất rắn Z gồm 3 kim loại Cho Z tác dụng với dung dịch HCl dƣ đƣợc 0,672 lít H2 (ở đktc) Nồng độ mol của dung dịch AgNO3 và dung dịch Cu(NO3)2 lần lƣợt là

A 0,1; 0,2 B 0,15; 0,25 C 0,28; 0,15 D 0,25; 0,1

Hướng dẫn giải

Số mol Al = 0,03(mol)

2.2.4.3 Bài tập vận dụng

Câu 1: Nhúng thanh kim loại M hoá trị II và 1120ml dung dịch CuSO4 0,2M Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng thanh kim loại tăng 6,72 gam và nồng độ CuSO4 còn lại là 0,05M Cho rằng Cu kim loại giải phóng ra bám hết vào thanh kim loại Kim loại M là

Câu 2: Nhúng một thanh Mg vào 200ml dung dịch Fe(NO3)3 1M, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra cân lại thấy khối lượng tăng 0,8 gam Số gam Mg đã tan vào dung dịch là

A 1,4 gam B 4,8 gam C 8,4 gam D 4,1gam

Câu 3: Nhúng một thanh sắt nặng 100 gam vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2

0,2M và AgNO3 0,2M Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm khô cân được 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh sắt) Khối lượng sắt đã phản ứng là

A 1,40 gam B 2,16 gam C 0,84 gam D 1,72 gam

Câu 4: Ngâm thanh Fe vào dung dịch chứa 0,03 mol Cu(NO3)2 một thời gian, lấy thanh kim loại ra thấy trong dung dịch chỉ còn chứa 0,01 mol Cu(NO3)2 Giả sử kim loại sinh ra bám hết vào thanh Fe Khối lượng thanh Fe sau phản ứng thay đổi là

A tăng 0,08 gam B tăng 0,16 gam C giảm 0,08 gam D giảm 0,16 gam

Câu 5: Người ta phủ một lớp bạc trên một vật bằng đồng có khối lượng 8,48 gam bằng cách

ngâm vật đó trong dung dịch AgNO3.Sau một thời gian lấy vật đó ra khỏi dung dịch làm khô cân được 10 gam Số gam Ag phủ trên bề mặt của vật là

A 1,52 B 2,16 C 1,08 D 3,20 2.2.5.Phương pháp giải toán :Nhiệt luyện

2.2.5.1.Cơ sở lý thuyết

Oxit KL+ COt0KL + CO2 (1) Oxit KL+ H2

0

t

KL + H2O (2) Oxit KL +[CO, H2] t0KL + [CO2, H2O] (3)

Từ (1), (2), (3) ta thấy nếu 1 mol chất khử phản ứng tạo ra sản phẩm thì khối lượng chất khử tăng 16 gamkhối lượng chất rắn giảm 16 gam

Từ (3)n[CO, H2] = n [CO2, H2O]= nO(oxit pứ)

Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

Hay sử dụng phương phản tăng giảm khối lượng

Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng chất khử tăng = mO[oxit]pư

2.2.5.2.Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe3O4 nung nóng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam Giá trị của V là

Hướng dẫn giải

Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng chất khử tăng

Cứ 1 mol [CO, H2] phản ứng khối lượng chất khử tăng 16 gam

A 3,22 B 3,12 C 4,00 D 4,20

Hướng dẫn giải

50,05( )100

Cách 1:Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1 mol CO phản ứng khối lƣợng chất khử tăng 16gam, khối lƣợng chất rắn giảm 16 gam Vậy 0,05 mol CO phản ứng khối lƣợng chất rắn giảm =16.0,05 = 0,8 (gam)

m = 2,32 + 0,8 = 3 ,12 (gam)

(Đáp án B)

Cách 2:Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

244.0,05 2,32 28.0,05 3,12( )

raé n oxit

Ví dụ 6: Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 2,24 lít CO (ở đktc) Khối lƣợng sắt thu đƣợc là

A 5,6 gam B 6,72 gam C 16,0 gam D 8,0 gam

Ví dụ 8 : Khử hoàn toàn 4 gam hỗn hợp CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao thu đƣợc m

gam chất rắn Khí sinh ra sau phản ứng đƣợc dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dƣ thu đƣợc 10g kết tủa Giá trị của m là

m = 4-16.0,1=2,4 (gam)

(Đáp án B)

Ví dụ 9: Để khử hoàn toàn 45 gam hỗn hợp gồm CuO, FeO, Fe3O4, Fe và MgO cần dùng vừa

đủ 8,4 lít CO (ở đktc) Khối lƣợng chất rắn thu đƣợc sau phản ứng là

A 39 gam B 38 gam C 24gam D 42gam

Hướng dẫn giải

2

8,4 0,375( ) 22,4

A 5,60 lít B 4,48 lít C 6,72 lít D 2,24 lít

Câu 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lƣợng dƣ hỗn hợp rắn

gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu đƣợc khí

X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lƣợng dƣ dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 40 gam kết tủa Giá trị của V là

A 11,20 B 8,96 C 4,480 D 2,24

Câu 3 : Cho khí CO khử hoàn toàn hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 thấy có 4,48 lít CO2 (ở đktc) thoát ra Thể tích CO (ở đktc) đã tham gia phản ứng là

A 1,12lít B 2,24lít C 3,36lít D 4,48lít

Câu 4: Khử hoàn toàn 35,9 gam hỗn hợp CuO và PbO, FeO bằng khí CO ở nhiệt độ cao thu

được m gam chất rắn Khí sinh ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2

dư thu được 30gam kết tủa Giá trị của m là

A 31,1 B 24,4 C 32,1 D 25,4

Câu 5:Cho V lít (ở đktc) CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng, một thời gian thu được 13,92g chất rắn X gồm Fe, Fe3O4, FeO và Fe2O3 Cho X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng thu được 5,824 lít NO2 (ở đktc) Giá trị của V, m lần lượt là

A 3,200 lít và 16 gam B 2,912 lít và 16gam

C 2,912 lít và 8 gam D 2,500 lít và 24gam

2.2.6 Phương pháp giải toán : Điện phân

2.2.6.1 Cơ sở lý thuyết

a Điện phân nóng chảy

Chỉ áp dụng đối với MCln, MOH, Al2O3 ( với M là kim loại nhóm IA, IIA)

2

2Al O  NaAlF ,ñpnc 6  4Al+3O

b Điện phân dung dịch

Chỉ áp dụng đúng các qui tắc sau:

Vai trò của H2O trước hết là dung môi hòa tan các chất điện phân, sau đó có thể tham gia trực tiếp vào quá trình điện phân với vai trò sau:

Tại cataot(K): H2O bị khử 2H2O + 2e 2OH- + H2

Tại anot(A): H2O bị oxi hóa 2H2O4H+ + O2+ 4e

 Qui tắc(K, catot): xảy ra quá trình khử Mn+

, H+, H2O Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử ( khi đó H2O bị khử)

Các cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy điện hóa( ion có tính oxi hóa mạnh hơn

bị khử trước): Mn++ neM

Ví dụ : khi điện phân dung dịch chứa Fe2(SO4)3, CuSO4 thứ tự bị khử là

Anion gốc axit có oxi(NO3-, SO42-) không bị oxi hóa (khi đó H2O) bị oxi hóa

Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự : I

->Br->Cl-> OH->H2O

c Để giải nhanh bài toán điện phân cần nắm vững các cơ sở sau:

Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào

Khối lượng dung dịch trước và sau điện phân luôn thay đổi, được xác định:

Độ giảm khối lượng của dung dịch : m = (m+ m)

Khí thoát ra sau điện phân gồm cả khí thoát ra ở (A) và (K) ( trừ khí gây ra phản ứng phụ, tạo thành sản phẩm tan trong dung dịch) Do đó phải định định rõ là khí ở điện cực nào hay khí sau điện phân

Viết đúng phản ứng xảy ra ở các điện cực theo thứ tự

ne F (*) ( với F = 96500 khi t = giây và F=26,8 khi t= giờ)

Sau đó biện luận tiếp theo thứ tự điện phân:

 Nếu cho lượng thoát ra ở điện cực hoặc sự thay đổi về khối lượng dung dịch, khối lượng điện cực, pH,… thì cách tính ngay số mol e theo lượng chất tạo thành để thay vào công chức(*) rồi tính I hay t

 Trong nhiều trường hợp có thể dùng định luật bảo toàn eclectron cũng cho kết quả nhanh

Ngoài ra có thể sử dụng công thức Faraday

m dung dịch sau điện phân = m dung dịch trước điện - (m+ m)

m : Khối lượng chất thu được ở điệm cực (gam)

A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực

I: Cường độ dịng điện (A) n: Số e mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận t: Thời gian điện phân(s)

Khối lượng dung dịch giảm = 64.0,1+32.0,05 = 8 (gam)

(Đáp án C)

Ví dụ 2: Điện phân dung dịch chứa a mol CuSO4 và b mol NaCl ( với điện cực trơ, cĩ màng ngăn xốp ) Để dung dịch sau điện phân làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng thì điều kiện của a và b là ( biết ion SO4

khơng bị điện phân trong dung dịch )

A b > 2a B b =2a C b < 2a D 2b =a

Hướng dẫn giải

CuSO4 + 2NaClđpddCu +Cl2+ Na2SO4(1) (mol) a 2a

2NaCl+ 2H2Ođpddcó mn 2NaOH+H2+Cl2(2)

Dung dịch sau điện phân làm phenolphthalein từ không màu chuyển sang màu hồng thì phản ứng phải xảy ra nên b>2a

2NaOH + H2SO4Na2SO4 + 2H2O (mol) 0,04 0,02

5250

Ví dụ 4: Thể tích khí (đktc) thu đƣợc khi điện phân hết 0,1 mol NaCl trong dung dịch với

điện cực trơ, màng ngăn xốp là