Lê Minh Hoàng
CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI
AXIT CÓ LỜI GIẢI CHI TIẾT
Ví dụ 1:
Lấy 9,6g kim loại M có hóa trị ll hòa tan hoàn toàn trong dung dịch HCl,
cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được 38g muối khan. Hãy xác định kim
loại M.
Hướng dẫn giải:
Áp dụng định luật hợp phần khối lượng:
Khối lượng của nguyên tử Cl: m
cl
=38-9.6=28,4(g)
Số mol của nguyên tử Cl: n
cl
=
28,4
0,8( )
35,5
mol=

⇒
Số moi của nguyên tử kim loại M là:
n
M =
0,8
0,4( )
2 2
ncl
mol= =
M =
9,6

=
+

10,5 3,5a b⇔ =

3,5 1
10,5 3
a
b
⇔ = =
Hay a : b = 1:3
1
Lê Minh Hoàng
Số mol của Al là: n
Al
=
24,3
0,9( )
27
mol=
Phương trình phản ứng:
9Al + 34HNO
3

→
9Al(NO
3
)
3
+ NO + 3N

O} có tỉ khối so với H
2
bằng 16,4. Tìm m, số mol của
HNO
3
phản ứng.
Hướng dẫn giải:
Phương pháp bảo toàn electron:
Áp dụng sơ đồ chéo cho hỗn hợp khí B ta có:
NO 30 11,2
N
2
O 44 2,8

⇒
NO : N
2
O = 11,2 : 2,8 = 4 : 1

n
B =
1,68
0,075( )
22,4
mol=

⇒

2
N O

N
2
O + 4NO
0,3 0,015(mol)
Theo ĐLBT eletron ta có:
3x + 4y = 0,3 (mol) (1)
Mặt khác ta có :
m
A
= m
Fe(ban đầu)
+ m
oxi

⇔
56x + 16y = 12(g) (2)
Từ (1) và (2) suy ra:
x = 0,18 (mol), y = 0,06 (mol) vậy :
m
Fe
= 0,18.56 = 10,8(g)
3
HNO
n
=
3 3
( )
3
Fe NO
n


→
Fe
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O (1)
Theo phương trình (1) thì: n
Fe
=
3
1

2 4
H SO
n
< 37,5%
Như vậy Fe dư.
Trong dung dịch sảy ra phản ứng:
Fe
(dư)
+ Fe
2
(SO

n
Fe
=
2 4 3
( )
3
Fe SO
n
. FeSO
4
= 0,015.3 = 0,045(mol)
m
Fe
= 0,045.56 = 2,52(g)
3
Lê Minh Hoàng
b. Hai kim loại tác dụng với một axit:
Trường hợp chỉ biết tổng khối lượng hai kim loại, không biết số mol mỗi
kim loại, và biết số mol ban đầu của axit, có thể sảy ra trường hợp một trong các
chất còn dư. Vậy làm sao để biết?
Gọi A, B là nguyên tử khối hai kim loại A và B;
M
là nguyên tử khối
trung bình của A, B (A<B) thì:
A <
M
< B
hh hh hh
hh
m m m

Ví dụ 1:
Hoà tan hoàn toàn 17,6g một hỗn hợp X gồm Fe và Cu vào dung dịch
HNO
3
2,5M (lấy dư 20% so với lượng cần thiết) thì thấy bay ra 8,96 lít hỗn hợp
khí gồm NO và NO
2
(đktc) có tỉ khối hơi của hỗn hợp so với H
2
bằng 19.
a) Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong X.
b) Tính
3
HNO
v
ban đầu.
Hướng dẫn giải
a) Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong X.
4
Lê Minh Hoàng
Gọi x và y lần lược là số mol của Fe và Cu ta có:
Fe - 3e
→
Fe
3+
x 3x x
Cu - 2e
→
Cu
2+


⇔

+ =

0,2( )
0,2( )
a mol
b mol
=

⇒

=

N
+5
- 1e
→
N
+4
O
2
0,2 0,2(mol)
N
+5
+3e
→
N
+2

3
HNO
v
ban đầu
Theo ĐLBT khối lượng nguyên tố ta có :
5
Lê Minh Hoàng
3
HNO
n
=
2 3 3 3 2
( ) ( )
3 2
NO NO Fe NO Cu NO
n n N N+ + +
mà :
3 3 3 2
( ) ( )
;
Fe NO Fe Cu NO Cu
n n n n= =
Do đó :
3
HNO
n
= 0,2+0,2+3.0,2+2.0,1=1,2(mol)
3
HNO
n⇒

Phương trình phản ứng:
Cu+2H
2
SO
4
→
CuSO
4
+So
2
↑
+2H
2
O (1)
2Ag+2H
2
SO
4
→
Ag
2
SO
4
+So
2
↑
+2H
2
O (2)
SO

n n mol= = =
0,08(**)
2
y
x + =
Từ (*) và (**) suy ra: x=0,04(mol); y=0,08(mol)
6
Lê Minh Hoàng
0,04.64
% .100% 22,86%
11,2
Cu
m = =
% 100 22,86 77,14%
Ag
m = − =
b.Tính nồng độ % của dung dịch H
2
SO
4
ban đầu:
2 4
H SO
n
=2x+y=0,08+0,08=0,16(mol)
c%H
2
SO
4
=

M
SO
4
+H
2
↑
0,2 0,2
6,4
32
0,2
M⇒ = =
(đvc)
Suy ra hai kim loai đó là: Mg va Ca
Gọi a và b là số mol của Mg và Ca ta được:
0,2
24 40 6,4
a b
a b
+ =


+ =

0,1( )
0,1( )
a mol
b mol
=

⇒

2
SO
4
loãng):
∑
n
eletron nhận
=
2
1
2
H
H
n n
+
=
(do: H
+
+1e
→
2
1
2
H
∑
n
electron cho
=
∑
n

+2e
→
S
+4
n
electron nhận
=2x
x 2x
N
+5
+3e
→
N
+2
n
electron nhận
=3y
y 3y
Ví dụ 1:
Một hỗn hợp X có khối lượng 3,9g gồm 2 kim loại A, B có tỉ lệ khối lượng
nguyên tử
A : B = 8 : 9 và tỉ số mol a : b = 1 : 2
a. Biết rằng A và B đều có khối lượng nguyên tử nhỏ hơn 30, xác định A, B và %
mỗi kim loại trong hỗn hợp X.
b. lấy 3,9g hỗn hợp X cho tác dụng với 100 ml dung dịch Y chứa HCl 3M và
H
2
SO
4
1M. chứng tỏ rằng hỗn hợp X tan hết cho ra dung dịch Z.

24a+54ª=3,9
⇒
a=0,05(mol)
⇒
b=0,1(mol)
Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp x là:
m
Mg
=0,05.24=1,2(g); m
Al
=0,1.27=2,7(g)
%mỗi kim loại trong X là:
1,2.100%
% 30,77%
3,9
% 100 30,77 69.23%
Mg
Al
m
m
= =
= − =
b. Hai axit HCl và H
2
SO
4
1M (loãng) tác dụng do tính oxi hoá của H
+
.
Nếu Mg và Al tan hết, tổng số mol electron (cho):

2 4
2.
H SO
H
n n
+
=
0,5 mol H
+
có thể nhận 0,5 mol electron > 0,4 mol. Vậy axit dư nên hỗn hợp X
tan hết.
d. Một kim loại tác dụng với 2 axit:
Ví dụ 1:
Khi hoà tan một lương kim loại R vào dung dịch HNO
3
đặc, nóng và vào
dung dịch H
2
SO
4
loãng thì thể tích khí NO
2
thu được gấp 3 lần thể tích khí H
2
ở
cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Khối lượng muối sunfat thu được bằng
62,81% khối lượng muối nitrat tạo thành. Hảy tính khối lượng nguyên tử của R
và R là kim loaik gì?
Hướng dẫn giải:
Vì kim loại khi tác dụng axit khác nhau có thể biểu hiện hoá trị khác nhau,

R + 2nHNO
3

→

R(NO
3
)
n
+ nNO
2
+ H
2
O
a a na
Ta có: na = 3.0,5ma
⇒
n = 1,5m
Nghiệm thích hợp: n = 3, m = 2
Theo đề: m
muối sunfat
=m.0,6281.m
muối nitrat
⇒
(R+96).a=(R+186).a.0,6281
⇒
R=56
Vậy kim loại đó là sắt (Fe)
Ví dụ 2:
Cho bột sắt dư tác dụng với 100ml dung dịch gồm 2 axit HCl 1M và H

0,1.1 0,1( ); 0,1.0,5( )
HCl H SO
n mol n mol= = =
2
0,05 0,05 0,1( )
0,05 0,05 0,1( )
Fe
H
n mol
n mol
= + =
= + =
∑
∑
Vậy khối lượng Fe tham gia phản ứng và thể tích khí H
2
là:
m
Fe
=0,1.56=5,6(g)
2
H
v
=0,1.22,4=2,24(l)
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
a. Nguyên tắc:
Tổng số electron cho bằng tổng số electron nhận. Từ đó suy ra tổng số mol
electron cho bằng tổng số electron nhận.
Phương pháp này áp dụng cho các bài toán mà các chất tham gia phản ứng
có sự thay đổi số oxi hóa (các phản ứng oxi hóa khử), các bài toán phức tạp sảy

5. Bài toán nhúng kim loại vào dung dịch muối
Nói chung bất kỳ bài toán nào lien quan tới sự thay đổi số oxi hóa đều có thể giải
được bằng phương pháp này.
c. Hệ thống bài giải:
Bài 1:
- Phản ứng:
Zn + Ag
2
SO
4
= ZnSO
4
+ 2Ag¯
Cu + Ag
2
SO
4
= CuSO
4
+ 2Ag¯
- Vì tổng số mol Zn và Cu nằm trong giới hạn:
0,387/65 < nhh < 0,387/64
→ 0,0059 < nhh < 0,00604
→ nhh lớn hơn 0,005 mol, chứng tỏ Ag
2
SO
4
hết.
- Giả sử Zn phản ứng một phần, Cu chưa tham gia phản ứng.
Gọi số mol Zn ban đầu là x; số mol Zn phản ứng là x'

x 1,5x 1,5x (mol)
Fe + CuSO
4
→ FeSO
4
+ Cu
y y y (mol)
Ta có: 27x + 56(y + z) = 4,15 (1)
1,5x + y = 0,2 . 0,525 = 0,105 (2)
64(1,5x + y) + 56z = 7,84 (3)
Giải hệ (1), (2), (3)
→ x = 0,05, y = 0,03 và z = 0,02.
Phản ứng với HNO
3
:
Fe + 4HNO
3
→ Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
z 4z (mol)
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)

2
(mol) 0,03 0,03
→ Số mol Fe phản ứng với muối:
0,05 - 0,03 = 0,02 (mol)
Ta có phản ứng sau (có thể xảy ra):
Al + 3AgNO
3
→ 3Ag¯ + Al(NO
3
)
2
→ Al + 3Ag
+
→ 3Ag¯ + Al
3+
.
2Al + 3Cu(NO
3
)
2
→ 2Al(NO
3
)
2
+ Cu¯
→ 2Al + 3Cu
2+
→ 2Al
3+
+ 3Cu¯

+
+ 1e → Ag
x x x (mol)
Cu
2+
+ 2e → Cu
y 2y y (mol)
Tổng số electron nhường = Tổng số electron nhận
→ x + 2y = 0,09 + 0,04 = 0,13 (1)
108x + 64y + 56 . 0,03 = 8,12 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được x = 0,03; y = 0,05.
14
Lê Minh Hoàng
Vậy: CM AgNO
3
= 0,03 / 0,2 = 0,15M
CM Cu(NO
3
)
2
= 0,05/0,2 = 0,25M.
Bài 4:
a)thay vì tính chất phản ứng giữa Mg,Zn với CuSO
4
vàAgNO
3
,ta tính số
mol e mà hỗn hợp X có thể cung cấp và dung dịch Y có thể nhận
nZn =6,5/65=0,1 mol nMg =4,8/24=0,2 mol
do : Zn – 2Zn

Cu
2+
bị khử hết.
Ag và Cu kết tủa .Mg có tính khử mạnh hơn Zn nên Mg phản ứng trước. 0,2 mol
Mg cung cấp 0,4 mol electron >0,26 mol vậy chỉ có Mg phản ứng và nMg phản
ứng =0,26/2= 0,13 mol còn dư: 0,2 – 0,13 =0,07 mol do đó chất rắn A gồm 0,06
mol Ag và 0,1 mol Cu, 0,07 mol Mg và 0,1 mol Zn
mA =0,06*108+0 ,1*64+0,07*24+0,1*65=21,6 gam
b) để phản ứng hết với dung dịch X, phải lấy một thể tích dung dịch Y có khả
năng nhận được 0,6 mol electron
VdY=(200*0,6)/0,26=461 ml

Bài 5 :
Các phản ứng xảy ra là:
Ba + 2HCl → BaCl
2
+ H
2

BaCl
2
+ CuSO
4
→ BaSO
4
+ CuCl
2

15
Lê Minh Hoàng

2,16<m1=3,24 gam, vậy chưa xong phản ứng,Ag+chưa bị khử hết
Nag = 2,16/108 = 0,02 mol
Vậy: m = mAg = 0,01*24 = 0,24 gam
Bài 7:
nFe =2,24/56=0,04 mol
nANO
3
=nAg
+
=0,02 mol:nCu
+
=0,1 mol
Fe + 2Ag
+
Fe
2+
+ 2Ag
Fe + Cu
2
+ Fe
2+
+Cu
Mk l= mAg +mCu = 0,02*108+0,03*64 = 4,08 gam
Bài 8:
nAl = 0,9 mol ; nNO3– = 0,225 mol ; nOH– = 0,675 mol
8Al + 3NO
3
– + 5OH– + 18H
2
O → 8[Al(OH)

3
= 0,4mol.
Fe + 2AgNO
3
=> Fe(NO
3
)
2
+ 2Ag
0,15 => 0,3 0,15 0,3
Fe(NO
3
)
2
+ AgNO
3
=> Fe(NO
3
)
3
+ Ag
0,1 <= 0,1 0,1 0,1
Suy ra: mAg = (0,1+0,3).108 = 43,2g.
Bài 11:
a, Cực âm : Cu
2+
+ 2e => Cu
Cực dương: Cu - 2e => Cu
2+
b, Nhìn tổng thể, nồng độ ion Cu2+ là không đổi về cục bộ , nồng độ Cu2+ xung

(2)/(1)=(64-M)/(56-M)=20/16=5/4
256-4M=280-5M
suy ra:m=24 là Mg
(1)suy ra: x=16/(56-24)=0,5 mol
[FeSO4]=[CuSO4]=0,5/1=0,5 M
Bài 13:
M + Cu
2+
= M
2+
+ Cu
Số mol Cu
2+
phản ứng là:
1(0,5-0,3)=0,2 mol
Độ tăng khối lượng của thanh kin loaị M:
M=mCu-mM tan=0,2(64-M)=1,6
Suy ra:M=56 là Fe
Bài 14:
TH1 : Ta có : nAlCl
3
= 0,1.
Na + H
2
O => NaOH + 1/2H
2
a a
3NaOH + AlCl
3
=> Al(OH)

Bài 15:
Ta có :
nAgNO
3
= 0,01 mol.
Zn + 2AgNO
3
=> Zn(NO
3
)
2
+ 2Ag
0,005 <= 0,01 0,01
mAg = 0,01.108 =1,08 g.
Đặt mZn = a => a = 1,08 – (0,005.65) =0,755g.

Bài 16:
nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol → Σ ne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol
nH+ = 0,4 mol ; nNO
3
– = 0,08 mol (Ion NO
3
–
trong môi trường H
+
có tính oxi hóa
mạnh như HNO
3
)
- Bán phản ứng: NO

2
O
19
Lê Minh Hoàng
nFe = 0,02 mol -> nHNO
3
= 0,08 mol .
nFe
3+
= 0,02 mol ( chú ý phản ứng 0,01 mol Cu + 0,02 mol Fe
3+
-> 0,01 mol Cu
2+
và 0,02 mol Fe
2+
)
Để HNO
3
cần dùng là tối thiểu thì cần dùng 1 lượng hòa tan vừa đủ 0,105-0,01 =
0,095 mol .
3Cu + 8HNO
3
-> 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O
từ đây tính được nHNO

+ NO + 2H
2
O
n
H+
= 0,4 mol ,nNO3- = 0,32 mol -> tính theo H
+
, nNO = nFe = nFe
3+
= 0,1 mol
Như vậy ,sau phản ứng đã có 0,1 mol Fe tham gia phản ứng với NO3-/H
+
để tạo NO và 0,1 mol Fe
3+
.
Ở đây ghi các phản ứng xảy ra hoàn toàn , nếu Fe ở đây không dư thì sau
phản ứng sẽ không còn kim loại -> trái với điều kiện bài toán, Fe dư , nên có
phản ứng : Fe + 2Fe
3+
-> 3Fe
2+
Theo lý thuyết ,phản ứng này xảy ra trước vì cặp Fe/Fe
3+
> Fe/Cu
2+

số mol Fe đã phản ứng ở đây là 0,05 mol -> tổng số mol Fe đã phản ứng là 0,15
mol = 8,4 gam . Fe tiếp tục phản ứng với Cu
2+
:

Fe + 2Fe
3+
→ 3Fe
2+
(2)
0,05 ← 0,1
Fe + Cu
2+
→ Fe
2+
+ Cu (3)
0,16 ← 0,16
- Từ (1) ; (2) ; (3) → nFe pư = 0,1 + 0,05 + 0,16 = 0,31 mol
- Hỗn hợp bột kim loại gồm Fe dư và Cu → (m – 0,31.56) + 0,16.64 =
0,6m → m = 17,8 gam (**)
Bài 20:
nFe bđ=8,4/56=0,15 mol
nAg
+
bđ=0,2*1=0,2 mol
nCu
2+
bđ=0,1 mol
Ag
+
có tính oxi hóa mạnh hơn Cu2+ nên Ag+ phản ứng trước với Fe:
Fe + 2Ag
+
= Fe
2+