Một số dạng bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối nhưng không phải sau phản ứng khối lượng thanh kim loại tăng lên hoặc giảm xuống.. Dạng toán này đòi hỏi học sinh phải biết vận [r]
Trang 11 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA MỘT MUỐI
1.1- Phương pháp:
Dạng bài tập này thường cho dưới dạng nhúng một lá kim loại vào một dung dịch
muối,sau phản ứng lấy lá kim loại ra khỏi dung dịch rồi cân lại thấy khối lượng lá kim loại thay đổi.
Phương trình: kim loại tan + muối Muối mới + kim loại mới bám
+ Nếu đề bài cho khối lượng lá kim loại tăng hay giảm là m thì áp dụng như sau:
Khối lương lá kim loại tăng lên so với trước khi nhúng ta cĩ:
m kim loại bám vào - m kim loại tan ra = m tăng
Khối lương lá kim loại giảm so với trước khi nhúng ta cĩ:
m kim loại tan ra - m kim loại bám vào = m giảm
+ Nếu đề bài cho khối lượng lá kim loại tăng hay giảm là x% thì ta áp dụng như sau: Khối lương lá kim loại tăng lên x% so với trước khi nhúng ta cĩ:
m kim loại bám vào - m kim loại tan ra = m bđ * 100x
Khối lương lá kim loại giảm xuống x% so với trước khi nhúng ta cĩ:
m kim loại tan ra - m kim loại bám vào = m bđ * 100x Với m bđ là khối lượng ban đầu của thanh kim loại hoặc đề sẽ cho sẵn khối lượng kim loại ban đầu.
1.2- Một số bài tập cĩ hướng dẫn giải và phân tích các đáp án:
Câu 1: Ngâm một đinh sắt trong 200 ml dung dịch CuSO4 x M Sau khi phản ứng kết thúc lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch rửa nhẹ, làm khơ thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,6gam Giá trị của x là
HƯỚNG DẪN GIẢI
Gọi a là số mol CuSO4 tham gia phản ứng
Phương trình hĩa học: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Mol: a < - a -> a
Theo đề bài ta cĩ: mCu bám- mFe tan= mFe tăng
64a - 56a = 1,6 Giải ra a = 0,2
Nồng độ mol/l CuSO4: CM =
n
V =
0, 2
0, 2= 1 M Chọn A
- Đáp án B: Học sinh giải được số mol nhưng sử dụng thê tích là 200 ml để làm.
- Đáp án C: Học sinh giải số mol bằng 0,2 nhưng sử dụng sai cơng thức tính CM = n.V
- Đáp án D: Học sinh lấy số mol vừa giải để chọn làm đáp án.
Câu 2: Nhúng thanh kim loại M vào 100ml dung dịch FeCl2 0,5M Sau khi phản ứng hồn tồn khối lượng thanh kim loại giảm 0,45g Kim loại M là
HƯỚNG DẪN GIẢI
Trang 2Phân tích: Vì đề bài yêu cầu xác định kim loại mà chưa cho hĩa trị, các đáp án chỉ cĩ Al
là hĩa trị III, do đĩ để giải quyết bài tốn đơn giản hơn ta cĩ thể giả sử kim loại M cĩ hĩa trị II
để giải, nếu tìm khơng phải kim loại hĩa trị II ta chọn đáp án Al Cịn nếu đề bài cho các kim loại cĩ hĩa trị biến đổi từ I đến III, khi đĩ ta giải trường hợp tổng quát với n là hĩa trị của kim loại M
Giả sử kim loại cĩ hĩa trị II
Số mol của FeCl2: n = CM.V = 0,5 0,1 = 0,05 mol
Phương trình hĩa học: M + FeCl2 MCl2 + Fe
Mol: 0,05 < 0,05 -> 0,05mol
Theo đề bài ta cĩ: mM tan - mFe bám = mM giảm
0,05.M - 56.0,05 = 0,45 Giải ra M = 65 (Zn) Chọn C
Câu 3: Ngâm một lá Zn trong dung dịch cĩ hịa tan 4,16gam CdSO4 Phản ứng xong khối lượng lá Zn tăng 2,35% so với ban đầu Khối lượng lá Zn trước khi phản ứng là
(Cho : Cd=112, S=32, O=16, Zn=65)
A 1,30gam B 40,00gam C 3,25gam D 54,99gam.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Gọi mbđ là khối lượng lá Zn ban đầu
Số mol CdSO4 n=
m
M
4,16
208 = 0,02 mol Phương trình hĩa học: Zntan + CdSO4 ZnSO4 + Cdbám
Mol: 0,02 < -0,02 -> 0,02
Theo đề bài ta cĩ: mCd bám- mZn tan = mbđ*
2,35 100 112.0,02 - 65.0,02 = mbđ*
2,35
100 Giải ra: mbđ = 40 gam Chọn B
- Đáp án A: Học sinh lấy số mol Zn tham gia phản ứng là 0,02:
mZn = 0,02.65 = 1,3 gam
- Đáp án C: Học sinh sử dụng cơng thức: 112.x – 65.x = 2,35 x = 0,05
mZn = 0,05.65 = 3,25 gam
- Đáp án D:
Học sinh viết sai phương trình là : 2Zntan + CdSO4 Zn2SO4 + Cdbám
Mol: 0,04 < -0,02 -> 0,02
Theo đề bài ta cĩ: mZn bđ= (mZn tan - mCd bám) * 65 * 2,35
(65.0,04 - 112.0,02)* 65 * 2,35 = 54,99 gam Chọn D
Câu 4: Ngâm một lá Zn cĩ khối lượng 1 gam trong V (ml) dung dịch Cu(NO3)2 2 M Phản ứng xong khối lượng lá Zn giảm xuống 10% so với ban đầu Giá trị của V là
(Cho : Cu=64, N=14, O=16, Zn=65)
HƯỚNG DẪN GIẢI
Trang 3Ta cĩ khối lượng lá Zn ban đầu bằng 1 gam
Gọi x là số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng
Phương trình hĩa học: Zntan + Cu(NO3)2 Zn(NO3)2 + Cubám
Mol: x < -x -> x
Theo đề bài ta cĩ: mZn tan- mCu bám = mbđ*
10
100= 0,1 65.x - 64.x = 0,1 x = 0,1
VCu(NO3)2=
0,1
0, 05
2 lít = 50 ml Chọn A.
- Đáp án B: Đây là phương án nhiễu cho học sinh giải ra được thể tích bằng 0,05 lít,
nhưng thể tích trong đề cho là ml
- Đáp án C: Đây là phương án nhiễu cho học sinh sử dụng sai cơng thức tính thể tích là
V = n.CM = 0,2 lít
- Đáp án D: Đây là phương án nhiễu nếu học sinh lấy x = 0,1 là thê tích và chuyển về ml
Câu 5: Cho một thanh sắt nặng 20 gam vào 200ml dung dịch CuSO4 0,5M Khi phản ứng xảy
ra xong thì khối lượng thanh sắt sau khi đem ra khỏi dung dịch và sấy khơ là
A 19,2 gam B 6,4 gam C 5,6 gam D 20,8 gam.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Ta cĩ khối lượng thanh Fe ban đầu bằng 20 gam
Số mol CuSO4 = 0,5 0,2 = 0,1 mol
Phương trình hĩa học: Fetan + CuSO4 ZnSO4 + Cubám
Mol: 0,1 < -0,1 -> 0,1
Theo đề bài ta cĩ: mCu bám = 64.0,1 = 6,4 gam
mFe tan = 56.0,1 = 5,6 gam
Như vậy sau phản ứng khối lượng thanh Fe đã tăng lên: 6,4 – 5,6 = 0,8 gam
Khối lượng thanh Fe khi lấy ra khỏi dung dịch là: 20 + 0,8 = 20,8 gam Chọn D.
- Đáp án A: Nếu học sinh lấy 20 – 0,8 = 19,2 gam
- Đáp án B: Đây là phương án nhiễu nếu học sinh nghỉ rằng khối lượng Cu bám là khối
lượng Fe sau phản ứng
- Đáp án C: Đây là phương án nhiễu nếu học sinh tính khối lượng Fe tham gia phản ứng.
Một số dạng bài tốn kim loại tác dụng với dung dịch muối nhưng khơng phải sau phản ứng khối lượng thanh kim loại tăng lên hoặc giảm xuống Dạng tốn này địi hỏi học sinh phải biết vận dụng ý nghĩa của dãy điện hĩa để xét phản ứng đĩ cĩ xảy ra hay khơng và phương trình hĩa học của phản ứng đĩ được viết như thế nào
Dạng tốn này thường được cho trong các kỳ thi Cao đẳng và Đại học, muốn giải được học sinh phải biết vận dụng nhiều đến kiến thức tổng hợp vơ cơ như: cân bằng phản
Trang 4ứng oxi hóa khử, xác định chiều của 2 cặp oxi hóa khử, dự đoán được phản ứng diễn ra thế nào
Câu 6: Cho 0,12 mol Fe vào dung dịch chứa 0,4 mol HNO3 loãng để tạo V lít (đktc) khí NO,
và thu được dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là
HƯỚNG DẪN GIẢI
Phương trình hóa học: Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
Mol: 0,1< 0,4 -> 0,1
Sau phản ứng: Fedư = 0,12 – 0,1 = 0,02 mol
Trong dung dịch có chứa ion Fe3+ nên tiếp tục xảy ra phản ứng
Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 (2)
Mol: 0,02 ->0,04 -> 0,06
Dung dịch X gồm: Fe(NO3)2: 0,06 mol, Fe(NO3)3 còn lại: 0,1 – 0,04 = 0,06 mol
Khối lượng muối trong dung dịch X: (180 + 242).0,06 = 25,32 gam Chọn D
- Đáp án A: Đây là phương án sẽ có nhiều học sinh chọn nhất bằng cách chỉ tính khối
lượng muối Fe(NO3)3 = 0,1 242 = 24,2 gam
- Đáp án B: Phương án nhiễu này được tính bằng cách lấy số mol của Fe là 0,12 để suy
ra số mol của muối Fe(NO3)3 và tính khối lượng = 0,12.242 = 29,04 gam
- Đáp án C: Học sinh đã làm hoàn thiện đến phương trình (2), nhưng khi tính khối lượng
chỉ lấy số mol của Fe(NO3)2 và tính khối lượng muối sau phản ứng là 0,06.180 = 10,8 gam Không cộng khối lượng muối Fe(NO3)3 dư Phương án này cũng sẽ có nhiều học sinh chọn
Câu 7: Cho 0,01 mol Fe tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,025 mol AgNO3, sau phản ứng thu được chất rắn X và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan Giá trị của m là (Cho Fe = 56, Ag=108, N=14, O=16)
HƯỚNG DẪN GIẢI
Phương trình hóa học: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol: 0,01 -> 0,02 -> 0,01 ->0,02
Sau phản ứng: AgNO3dư = 0,025 – 0,02 = 0,005 mol
Trong dung dịch có chứa ion Fe2+ lại có ion Ag+ nên tiếp tục xảy ra phản ứng
Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag (2)
Mol: 0,005< -0,005 -> 0,005
Dung dịch X gồm: Fe(NO3)3: 0,005 mol, Fe(NO3)2 còn lại: 0,01 – 0,005 = 0,005 mol
Khối lượng muối trong dung dịch X: (180 + 242).0,005 = 2,11 gam Chọn A
- Đáp án B: Đây là phương án sẽ có nhiều học sinh chọn nhất, do nghĩ rằng chỉ xảy ra
phản ứng (1) rồi kết thúc Khối lượng Fe(NO3)2 = 0,01.180 = 1,8 gam
- Đáp án C: Đây cũng là phương án nhiễu tốt, học sinh đã làm hoàn chỉnh đến pt (2)
nhưng khi tính khối lượng chỉ tính của Fe(NO3)3 = 0,005.242 = 1,21 gam
Trang 5- Đáp án D: Phương án này được xây dựng sau khi học sinh đã viết được phương trình
(1), đặt đúng số mol và tính khối lượng muối bằng:
mFe NO( 3 2 ) + mAgNO3dö= 0,01.180 + 0,005.170 = 2,65 gam
Học sinh không viết được phương trình (2) và sẽ có rất nhiều em cho rằng phản ứng (2) không xảy ra do cùng gốc muối NO3-
Câu 8: Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,05 mol Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, sau phản ứng thu được dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan Giá trị của m là
A 19,45gam B 51,95gam C 35,70gam D 32,50gam.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Phương trình hóa học: Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O (1)
Mol: 0,1 -> 0,2
Cu không tác dụng với dung dịch HCl nhưng trong dung dịch tạo thành có chứa ion Fe3+ do
đó xảy ra phản ứng
2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2 (2)
Mol: 0,1< -0,05 ->0,1 >0,05
Dung dịch Y gồm: FeCl3: 0,1 mol, FeCl2: 0,1 mol, CuCl2: 0,05 mol
Khối lượng muối trong dd X: (127 + 162.5).0,1+135.0,05 = 35,7gam Chọn C
- Đáp án A: Phương án này được xây dựng nếu học sinh viết được phương trình (2) và
tính khối lượng của 2 muối FeCl2 với CuCl2: 0,1.127 + 0,05.135 = 19,45 gam
- Đáp án B: Học sinh cộng khối lượng 3 muối ở 2 phương trình lại:
0,1.162.5 + 0,1.127 + 0,05.135 = 51,95 gam
- Đáp án D: Đây sẽ là phương án mà nhiều học sinh chọn nhất được tính bằng cách lấy
số mol pt (1) tính cho khối lượng muối FeCl3: 0,2.162,5 = 32,5 gam Học sinh chọn phương án này nhiều do cho rằng đồng không phản ứng với dung dịch FeCl3 nên phản ứng sẽ dừng lại ở đây Học sinh khá, giỏi hơn có thể thấy được phương trình (2) nhưng nếu không cẩn thận có thể chọn đáp án A hoặc B
Câu 9: Cho 4,8 gam Mg vào dung dịch chứa 0,2 mol FeCl3, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X, cô cạn dung dịch X được m gam muối khan Giá trị của m là
HƯỚNG DẪN GIẢI
Phương trình hóa học: Mg + 2FeCl3 2FeCl2 + MgCl2 (1)
Mol: 0,1< - 0,2 -> 0,2 ->0,1
Sau phản ứng: Mgdư = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol
Trong dung dịch có chứa ion Fe2+ nên Mgdư sẽ tiếp tục khử Fe2+ thành Fe
FeCl2 + Mgdư MgCl2 + Fe (2)
Mol: 0,1< -0,1 -> 0,1
Dung dịch X gồm: FeCl2 còn lại: 0,1 mol, MgCl2: 0,2 mol
Khối lượng muối trong dung dịch X: 0,1.127 + 0,2.95 = 31,7 gam Chọn C
- Đáp án A: Học sinh viết được phương trình (1) và tính khối lượng muối:
mmuối = mFeCl2+ mMgCl2 = 0,2.127 + 0,1.95 = 34,9 gam, đây là phương án nhiễu hay nhất
mà nhiều học sinh sẽ chọn
Trang 6- Đáp án B: Học sinh viết được phương trình (1) và tính khối lượng muối: mFeCl2= 0,2.127 = 25,4 gam
- Đáp án D: Học sinh viết được phương trình (1) và phương trình (2), tính khối lượng
muối: mmuối = mFeCl2+ mMgCl2 = 0,2.127 + 0,2.95 = 44,4 gam, đây là phương án nhiễu nếu học sinh khơng trừ số mol FeCl2 đã phản ứng với Mg
Câu 10: Tiến hành hai thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: Cho m gam bột Fe (dư) vào V1 lít dung dịch Cu(NO3)2 1M;
- Thí nghiệm 2: Cho m gam bột Fe (dư) vào V2 lít dung dịch AgNO3 0,1M
Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, khối lượng chất rắn thu được ở hai thí nghiệm đều bằng nhau Giá trị của V1 so với V2 là
A V1 = V2 B V1 = 10V2 C V1 = 5V2 D V1 = 2V2
(Trích Đề thi TSĐH khối B – năm 2008)
HƯỚNG DẪN GIẢI
Phương trình hĩa học: Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (1)
Mol: V1< - V1 ->V1
Khối lượng chất rắn sau phản ứng: mCu bám- mFe tan = (64 - 56).V1
Phương trình hĩa học: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (2)
Mol: 0,05.V2< -0,1.V2 ->0,1.V2
Khối lượng chất rắn sau phản ứng: mAg bám- mFe tan = 0,1.V2.(108 – 56.0,5)
Theo đề bài khối lượng chất rắn thu được là bằng nhau:
Ta cĩ: (64 - 56).V1 = 0,1.V2.(108 – 56.0,5)
Giải ra ta được: V1 = V2 Chọn A
2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TỐN MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA HỖN HỢP MUỐI.
2.1- Phương pháp:
Cần lưu ý đến thứ tự các phản ứng: Ion kim loại trong các dung dịch muối lần lượt bị khử theo thứ tự giảm dần tính oxi hĩa Nghĩa là kim loại sẽ tác dụng với ion kim loại cĩ tính oxi hĩa mạnh trước.
Ví dụ: Cho Mg (z mol) phản ứng với dung dịch chứa đồng thời FeSO 4 a mol và CuSO 4 b mol thì ion Cu 2+ sẽ bị khử trước và bài tốn dạng này thường giải theo 3 trường hợp:
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu (1)
Mg + FeSO 4 → MgSO 4 + Fe (2)
TH 1: Chỉ xảy ra pứ(1) Nghĩa là pứ(1) xảy ra vừa đủ lúc đĩ dung dịch sau phản ứng gồm:
MgSO 4 , FeSO 4 chưa phản ứng và chất rắn chỉ cĩ Cu
TH 2: Xảy ra cả 2 pứ(1) và (2) vừa đủ Nghĩa là dung dịch thu được chỉ cĩ MgSO 4 và chất rắn gồm Cu và Fe.
TH 3: Pứ(1) xảy ra hết và pứ(2) xảy ra một phần, lúc này lại cĩ 2 khả năng xảy ra
- Sau phản ứng (2) FeSO 4 dư:
Số mol FeSO 4 dư là (a-x) mol với x là số mol FeSO 4 tham gia phản ứng (2).
Lúc đĩ dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO 4 , FeSO 4dư và chất rắn gồm Cu và Fe.
- Sau phản ứng (2) Mg dư:
Trang 7Số mol Mg dư là z – (a+b) với (a+b) là số mol Mg phản ứng với 2 muối.
Lúc đó dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO 4 và chất rắn gồm Cu, Fe và Mg dư
Bài toán dạng này thường chỉ xảy ra trường hợp 3, để giải được ta cần chú ý qui tắc sắp xếp của dãy điện hóa, cặp chất nào xảy ra trước và chú ý cách đặt số mol vào phương trình cho phù hợp Phải xác định được dung dịch và chất rắn sau phản ứng gồm những chất nào với số mol bao nhiêu.
2.2- Một số bài tập có hướng dẫn giải và phân tích các đáp án:
Câu 11: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam chất rắn Y Giá trị của m là
(Trích Đề thi TSĐH khối B – năm 2009)
HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Trong hỗn hợp dung dịch gồm ion Ag+ và ion Cu2+, mà ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh hơn nên phản ứng trước, khi Ag+ hết mà số mol Fe vẫn còn thì xảy ra tiếp phản ứng với Cu2+
Số mol AgNO3 = nAg = 0,02 mol; Số mol Cu(NO3)2 = nCu2+ = 0,1 mol;
Số mol Fe = 0,04 mol
Phương trình: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol 0,01 < 0,02 ->0,02
Sau phản ứng Fe còn 0,04 – 0,01 = 0,03 mol, phản ứng tiếp với Cu(NO3)2
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2)
Mol 0,03 ->0,03 ->0,03
Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam Chọn C
- Đáp án B: Đây là phương án nhiễu mà nhiều học sinh sẽ chọn, học sinh chỉ tính khối
lượng rắn = mAg từ phương trình (1) 0,02.108 = 2,16 gam
- Đáp án A: Học sinh sẽ tính khối lượng Fe tham gia phản ứng = 0,01.56 = 0,56 gam và
khối lượng rắn = mFe tgpư + mFe bđ = 0,56 + 2,24 = 2,8 gam
- Đáp án D: Học sinh tính khối lượng rắn = 2,8 – mAg = 0,64 gam
Câu 12: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m2 gam chất rắn X Nếu cho m2 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,336 lít khí (ở đktc) Giá trị của m1 và m2
lần lượt là
A 8,10 và 5,43 B 1,08 và 5,43 C 0,54 và 5,16 D 1,08 và 5,16.
(Trích Đề thi TSCĐ khối B – năm 2009)
HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: Trong hỗn hợp dung dịch gồm ion Ag+ và ion Cu2+, mà ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh hơn nên phản ứng trước, khi Ag+ hết mà số mol Al vẫn còn thì xảy ra tiếp phản ứng với Cu2+ Khi cho m2 gam chất rắn X vào dung dịch HCl dư tạo ra khí H2 nên trong X phải có Al dư
Số mol AgNO3 = nAg = 0,03 mol; Số mol Cu(NO3)2 = nCu2+ = 0,03 mol;
Phương trình: Al + 3AgNO3 Al(NO3)3 + 3Ag (1)
Mol 0,01 < 0,03 ->0,03
Trang 8Sau phản ứng Fe còn 0,04 – 0,01 = 0,03 mol, phản ứng tiếp với Cu(NO3)2
2Al + 3Cu(NO3)2 2Al(NO3)3 + 3Cu (2)
Mol 0,02< -0,03 ->0,03
Phương trình: 2Aldư + 2HCl 2AlCl3 + 3H2
Mol 0,01< -0,015
Giá trị m1 = mAl = (0,01+0,02+0,01 ).27 = 1,08 gam
Giá trị m2 = mAg + mCu = 0,03.108 + 0,03.64 = 5,16 gam Chọn D
Khi tìm được giá trị m1 = 1,08 gam ta chỉ còn 2 đáp án là B và D, học sinh sẽ chọn đáp
án B nếu tính khối lượng rắn m2 = mAg + mCu + mAl dư = 5,43 gam
- Đáp án C: Học sinh tính khối lượng m1 = mAl (phản ứng 3) = 0,02 27 = 0,54 gam
- Đáp án A: Đây là đáp nhiễu cho khối lượng m2
Câu 13: Cho 0,2 mol Fe vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,2 mol Fe(NO3)3 và 0,2 mol AgNO3 Khi phản ứng hoàn toàn, số mol Fe(NO3)3 trong dung dịch bằng :
HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: do ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion Fe3+ nên sẽ phản ứng với Fe trước, nếu sau phản ứng này ion Ag+ hết thì Fe sẽ tiếp tục phản ứng với Fe3+
Phương trình: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol 0,1< -0,2 ->0,2
Sau phản ứng Fe còn 0,2 – 0,1 = 0,1 mol, phản ứng tiếp với Fe(NO3)3
Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 (2)
Mol 0,1< -0,2 ->0,3
Vậy sau phản ứng Fe(NO3)3 đã phản ứng hết Chọn D
- Đáp án A: Học sinh viết phương trình (1) Fe + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 3Ag , lúc đó
số mol Fe(NO3)3 tạo ra là 0,1 + 0,2 (số mol Fe(NO3)3 chưa phản ứng) = 0,3 mol
- Đáp án B: Đây là đáp nhiễu nếu học sinh xem như Fe(NO3)3 không phản ứng với Fe,
do đó còn nguyên trong dung dịch
- Đáp án C: Học sinh viết phương trình (1) Fe + 3AgNO3 Fe(NO3)3 + 3Ag , và đặt
số mol Fe vào để tính được Fe(NO3)3 = 0,2 mol và số mol Fe(NO3)3 chưa phản ứng 0,2 = 0,4 mol
Câu 14: Cho m (g) bột Fe vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 1M và AgNO3 4M Sau khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch 3 muối ( trong đó có một muối của Fe) và 32,4 g chất rắn Giá trị của m là
A 11,2 B 16,8 C 8,4 D 5,6.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Nhận xét: Do chưa có số mol Fe, ta cần phân tích để thấy được khi nào dung dịch có 3
muối và đó là 3 muối nào để có cách giải phù hợp Bài toán xảy ra các phản ứng sau:
Phương trình: Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1),
- Nếu phản ứng (1) này vừa đủ dung dịch chỉ có 2 muối chứa 2 ion là Fe2+ và Cu2+
- Nếu sau phản ứng (1) Fe dư + Cu2+ Fe2+ + Cu (2),
- Phản ứng (2) xảy ra vừa đủ, dung dịch chỉ có 1 muối của ion Fe2+
Trang 9- Sau phản ứng (2) Fe dư dung dịch chỉ có 1 muối của ion Fe2+
- Sau phản ứng (2) Cu2+ dư dung dịch chỉ có 2 muối của 2 ion Cu2+ và Fe2+
Như vậy để được 3 muối thì chưa xảy ra phản ứng (2), nghĩa là trong dung dịch đã có muối của ion Cu2+, và sau phản ứng (1) AgNO3 dư và tiếp tục phản ứng với Fe(NO3)2
Phương trình: AgNO3 + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag (3)
- Để dung dịch chỉ có 1 muối của Fe thì sau phản ứng (3) Fe(NO3)2 phải hết và AgNO3
dư để được dung dịch có 3 muối là: Cu(NO 3 ) 2 chưa phản ứng, AgNO 3 dư, Fe(NO 3 ) 3 tạo ra.
Số mol AgNO3 = 0,4 mol; số mol Cu(NO3)2 = 0,1 mol, gọi x là số mol của Fe
Phương trình: Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol x ->2x ->x ->2x
Phương trình: AgNO3 + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag (3)
Mol x < -x -> x
Chất rắn gồm: Ag: 3x mol; 3x.108 = 32,4 x = 0,1
Khối lượng Fe = 0,1 56 = 5,6 gam Chọn D
- Đây là một bài toán khó, để giải được HS phải phân tích để đưa ra được 3 muối (có 1 muối của Fe)
- Đáp án A: HS đặt số mol AgNO3 vào p/t(1) tính khối lượng Fe bằng: 56.0,2 = 11,2 g
- Đáp án B: HS viết phương trình (1) và phương trình (2), xem phản ứng xảy ra vừa đủ,
đặt số mol AgNO3 và Cu(NO3)2 vào để tính khối lượng Fe = (0,1+0,2).56 = 16,8 gam
- Đáp án C: HS chỉ viết phương trình (1) dung dịch 3 muối gồm: Cu(NO 3 ) 2 chưa phản ứng, AgNO 3 dư, Fe(NO 3 ) 2 tạo ra
Khối lượng rắn: 108.2x = 32,4 x = 0,15 mFe = 8,4 gam
Câu 15: Cho m(gam) kim loại Fe vào 1 lít dung dịch chứa AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,1M Sau phản ứng người ta thu được 15,28g rắn và dung dịch X Giá trị của m là
HƯỚNG DẪN GIẢI Nhận xét: do ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion Cu2+ nên phản ứng trước với Fe, nhưng do chưa biết số mol Fe nên bài toán có thể xảy ra những trường hợp sau:
TH 1: Chỉ xảy ra phản ứng : Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol 0,05< -0,1 ->0,1
Khối lượng rắn = mAg = 0,1 108 = 10,8 gam < 15,28 gam
TH 2: Xảy ra phản ứng: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol 0,05< -0,1 ->0,1
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) Mol 0,1< -0,1 ->0,1
Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,1.108 + 0,1.64 = 17,28 gam > 15,28 gam Như vậy bài toán xảy ra trường hợp 3:
TH 3: Sau phản ứng (2) Fe hết và Cu(NO3)2 dư, với x là số mol Fe tham gia phản ứng (2)
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol 0,05< -0,1 ->0,1
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2) Mol x -> x -> x
Khối lượng chất rắn: mAg + mCu = 0,1.108 + 64.x = 15,28 x = 0,07 mol
Kiểm tra lại: CuSO4 dư: 0,1 – x = 0,1 – 0,07 = 0,03 mol
Khối lượng Fe: mFe = (0,05 + 0,07).56 = 6,72 gam Chọn A
Trang 10- Đáp án B: Học sinh chỉ tính khối lượng của Fe từ phương trình (1):
mFe = 0,05.56 = 2,8 gam
- Đáp án C: Học sinh tính khối lượng của Fe từ phương trình (1) và (2):
mFe = 0,05.56 + 0,1.56 = 8,4 gam
- Đáp án D: Học sinh tính m bằng cách lấy khối lượng Cu và khối lượng Ag trường hợp
(2) cộng lại:
Khối lượng rắn = mAg + mCu = 0,1.108 + 0,1.64 = 17,28 gam
3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH CHỨA MỘT MUỐI.
3.1- Phương pháp:
Khi cho hỗn hợp kim loại vào dung dịch chứa 1 muối ta cần chú ý đến thứ tự của các phản ứng xảy ra: Kim loại nào có tính khử mạnh hơn sẽ phản ứng với ion kim loại trong dung dịch muối trước Nếu sau phản ứng ion kim loại vẫn còn thì phản ứng tiếp với kim loại
có tính khử mạnh tiếp theo
Đối với những bài toán chưa cho số mol cụ thể ta phải lập các trường hợp để giải.
Ví dụ: Cho hỗn hợp Mg (a mol) và Fe (b mol) tác dụng với dung dịch chứa x mol CuSO 4 thì
Mg sẽ phản ứng trước, khi nào Mg hết mà CuSO 4 vẫn còn thì phản ứng tiếp với Fe Bài toán này cũng có 3 trường hợp có thể xảy ra theo thứ tự như sau:
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu (1) Mol a ->a ->a
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (2) Mol x < -x ->x
TH 1 : Chỉ xảy ra phản ứng (1) Lúc đó dung dịch chỉ có MgSO 4 và chất rắn gồm Cu, Fe còn nguyên và có thể có Mg còn dư
TH 2 : Xảy ra cả 2 phản ứng (1) và (2) vừa đủ Lúc đó dung dịch gồm MgSO 4 và FeSO 4 và chất rắn chỉ có Cu.
TH 3 : Phản ứng (1) xảy ra hết và phản ứng (2) xảy ra một phần và thường có 2 khả năng
- Sau phản ứng Fe còn dư
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu (1) Mol a ->a ->a ->a
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (2) Mol x < -x ->x ->x
+ Dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO 4 : a mol,FeSO 4 : x mol
+ Chất rắn sau phản ứng gồm: Cu (a+x)mol và Fe dư : (b-x)mol
- Sau phản ứng CuSO 4 còn dư
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu (1) Mol a ->a ->a ->a
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (2) Mol b ->b ->b ->b
+ Dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO 4 : a mol, FeSO 4 : x mol, CuSO 4 dư : [x-(a+b)] mol + Chất rắn sau phản ứng gồm: Cu (a+b)mol
- Bài toán dạng này có 3 trường hợp, với phần thi trắc nghiệm và bài tập cho hỗn hợp kim loại thường chỉ xảy ra trường hợp 3, trong trường hợp 3 lại có 2 khả năng và thường