Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với axit - Pdf 26

I. LỜI MỞ ĐẦU
Lĩnh vực hóa học là ngành nghiên cứu về tính chất của các nguyên tố hóa học
và ứng dụng của nó trong đời sống xã hội. Nhà bác học Mendelep đã nghiên cứu và
đưa ra hệ thống bảng tuần hoàn hóa học. Trong bảng tuần hoàn đó chúng ta thường
nghiên cứu hai nguyên tố chính là kim loại và phi kim. Và bài tiểu luận này của tôi
hôm nay sẽ liên quan đến nguyên tố kim loại. Cụ thể hơn là đề tài kim loại tác dụng
với axít.
Như chúng ta đã biết không phải tất cả các kim loại đều tác dụng với axít và
ngược lại. Do vậy khi chúng ta làm một bài toán về kim loại tác dụng với axít thì phải
tuân theo dãy hoạt động hóa học và tính chất của từng axít. Cụ thể axít mạnh là HCl,
H
2
SO
4
. Một số a xít yếu H
2
CO
3
, HNO
3
…hay tùy vào từng trạng thái của một axít mà
có thể xảy ra các phản ứng hóa học khác nhau, tạo ra sảnphẩm khác nhau. Như nhóm
có thể tác dụng với HNO
3
ở trạng thái lỏng nhưng không thể tác dụng với HNO
3
đặc
nóng được.
Fe + H
2
SO

loãng dư, thu được
22,4 lít khí NO và NO
2
(đktc) có tỉ khối so với H
2
là 21. Tìm kim loại M.
Câu 4: Cho 3,.024 g một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO
3
(l) thu được
khí N
x
O
y
(sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Có tỉ khối với H
2
là 22. Khí N
x
O
y
và kim
loại M là?
Câu 5: Cho 9,6(g) kim loại M vào 400ml dung dịch HCl. Khi phản ứng kết thúc
thu được 5,376 lít H
2
(đktc). Kim loại M là ?
B. HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 6 g hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại M (hóa trị II)
vào dung dịch HCl dư thu được 3,36 l khí H
2
(ở đktc). Nếu chỉ hòa tan 2 (g) M thì

toàn 18 g hỗn hợp Fe, Cu trên theo tỷ lệ mol 1:1 (biết phản ứng tạo chất khí duy nhất
là NO).
Câu 8: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại Mg và Zn có khối lượng là 46,2g. Chia X
thành 2 phần, trong đó phần 2 có khối lượng gấp đôi phần 1.
- Cho phần 1 tác dụng với 200ml dung dịch H
2
SO
4
1M thu được V lít khí H
2
.
- Cho phần 2 tác dụng với 800ml dung dịch H
2
SO
4
1M thu được 13,44 lít khí H
2
.
Tìm V?
Câu 9: Hỗn hợp X gồm Mg và kim loại M. Hòa tan hoàn toàn 8g hỗn hợp X cần
vừa đủ 200 g dung dịch HCl 7,3%. Mặt khác cho 8 g hỗn hợp X tác dụng với Cl
2
cần
dùng 5,6 lít (đktc) tạo ra hai muối Clorua. Kim loại M và % theo khối lượng của nó
trong hỗn hợp.
Câu 10: Hòa tan 12 g Fe và Cu tác dụng HNO
3
dư thu được 6,72 (l) hỗn hợp
khí B gồm (NO
2

SO
4
0,5M. Tinh khối lượng Fe phản ứng và V lít khí.
D. HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT
Câu 1: Cho 10 g hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
(l)
vừa đủ. Sau phản ứng, người ta thu được dung dịch, chất rắn không tan và V lít khí H
2
.
Cũng lượng hỗn hợp đó, nếu cho tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
đặc nóng dư thì thu
được 7,728 lít khí SO
2
(các thể tích khí đều ở đktc).
Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.
Câu 2: Cho 13.6 g hỗn hợp Mg, Fe tác dụng với 200ml dung dịch gồmHCl 2M
và H
2
SO
4
2M. Sau phản ứng đã thu được 6,72 lít H
2
(duy nhất) bay ra (đktc). Chất nào
còn dư? Tính khối lượng Mg và Fe trong hỗn hợp.

HNO
3
trong dung dịch ban đầu?
III. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
 Xác định tên kim loại khi một kim loại tác dụng với một axít
- Có thể tính được khối lượng mol nguyên tử kim loại M theo các cách sau:
Từ khối lượng (m) và số mol (n) của kim loại.
n
m
M 
, Từ M
hợp chất

M
kim loại
- Theo công thức Faraday thì
tI
Fnm
M
.


(n là số e trao đổi ở mỗi điện cực).
Từ
bma 


 n



+
đóng vai trò là chất
oxi hóa) khi đó:
4342
32
POHSOHHCl
H
nnnn 


Viết phương trình dưới dạng ion rồi giải:
2X + 2nH
+

2X
+
+ nH
2
- Lưu ý: n là số oxi hóa thấp nhất của x
* Trường hợp 2: Hỗn hợp 2 axit không mang tính oxi hóa và một axit mang tính
oxi hóa ( thông thường là H
2
SO
4
hoặc HCl và HNO
3
) thì trong mỗi hỗn hợp này H
+
đóng vai trò là một trường còn NO
3

- Viết phương trình hóa học.
- Kim loại nào có tính khử mạnh hơn sẽ ưu tiên phản ứng trước.
- Những kim loại đứng sau H trong dãy điện hóa thì không tác dụng với axít có
tính oxi hóa như HNO
3
, H
2
SO
4
đặc. Cần phân biệt các khí tạo thành ở nhiều trường
hợp khác nhau.
* Chú ý: Al, Fe, Cr, Mn bị thụ động hóa trong HNO
3
, H
2
SO
4
đặc nguội.
- Công thức tính khối lượng muối
m
muối
= m
hỗn hợp kim loại
+ m
Anion
*. HỖN HỢP HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT
Với dạng bài tập này thường bình luận nhiều trường hợp để đơn giản thường sử
dụng phương pháp oxi hóa khử hayviết phương trình ion .Để tính khối lượng muối ta
dung công thức:
m

= 0,015 (mol)
m
KL giảm
=
84,0
100
68,1.50
M
(g)
Gọi kim loại cần tìm M hóa trị n
2M+ 2nHCl

2MCl
n
+ nH
2
n
3,0

0,015
n
n
M 28
3,0
.84,0

khi n = 2

M = 56


2
0
R
M
92,1
(mol) 0,255 mol 0,02 mol
Từ phương trình:
3.02,0.
92,1
 x
M
R






64
2
32
R
R
M
x
xM
(Thỏa mãn)

Kim loại R là Cu.
Câu 3. Hòa tan 1,35 g một kim loại M bằng dung dịch HNO





075,0
025,0
3
1,0
y
x
yx
yx
N là hóa trị của M thì
M
0

M
+n
+ ne
M
35,1

M
n35,1
N
+5
+ 3e

NO
0,075

2
là 22. Khí N
x
O
y
và kim
loại M là?
Giải
d N
x
O
y/H2
=22

M
NxOy
= 44
Vậy N
x
O
y
là N
2
O

n N
2
O = 0,042 (mol)
2N
+5

M = 27).

Kim loại M là Al.
Câu 5: Cho 9,6(g) kim loại M vào 400ml dung dịch HCl. Khi phản ứng kết thúc
thu được 5,376 lít H
2
(đktc). Kim loại M là ?
Giải:
Gọi số mol của kim loại M la a
Ký hiệu M cũng là nguyên tử khối của kim loại .
M + aHCl S> MCl
a
+
2
2
H
a
1mol amol S>
mol
a
2
mol
a
4,0
<
S
0,4mol 0,2mol
n
HCl
= 0,4.1 = 0,4 mol ;

a
08,0
=
mol
a
48,0
M =
48,0
6,9 a
=20a => a=1 =>M =40(Ca)
Vậy M là Ca
B. HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 6 g hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại M (hóa trị II)
vào dung dịch HCl dư thu được 3,36 l khí H
2
(ở đktc). Nếu chỉ hòa tan 2 (g) M thì
dùng không đến 0,09 (mol) HCl trong dung dịch kim loại M?
Giải
2
H
n
= 0,15 (mol)
n
X
=
2
H
n
= 0,15 (mol)


a 2a a a
Zn + 2HCl

ZnCl
2
+ H
2
b 2b b b
Ta có hệ phương trình:











04,0
04,0
52,10.136127
08,0
b
a
ba
ba
m
Fe

4Cu + 10 HNO
3

4Cu(HNO
3
) + N
2
O + 5H
2
O
b
b
4
1
2
N
n
= 0,3125 (mol)
Gọi a, b lần lượt là mol của Fe và Cu
Ta có hệ phương trình:











khí NO (đktc). Tìm khối lượng hỗn hợp 2 kim loại trên.
Giải
Al

Al
3+
+ 3e
x 3x
Fe

Fe
3+
+ 3e
y

3y
N
5+
+ 3e

N
+2
0,9

0,3

 nhan echoe
9,033  yx
Gọi x, y lần lượt là số mol của Al, Fe
Ta có:

Giải
Fe + 4HNO
3

Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
0,01

0,04 0,01
Fe dư: Fe + 2Fe(NO
3
)
3

3Fe(NO
3
)
2
0,005

0,01

0,015
m
X

H
m
= 98 (g)

m
(dd sau phản ứng)
= 3,68 + 98 – 0,2 = 101, 48 (g)
Câu 7: Thể tích dung dịch HNO
3
1M loãng ít nhất cần dùng để hòa tan hoàn
toàn 18 g hỗn hợp Fe, Cu trên theo tỷ lệ mol 1:1 (biết phản ứng tạo chất khí duy nhất
là NO).
Giải
n
Fe
= n
Cu
= 0,15 (mol)
Do
3
HNO
V
cần dùng ít nhất

muối Fe
2+

 6,0)25,015,0(2necho
Theo định luật bảo toàn electron:
n

.
Tìm V?
Giải
Phần 1: 15,4 g hỗn hợp



)(:
)(:
molbZn
molaMg
Phần 1: 30,8 g hỗn hợp



)(2:
)(2:
molbZn
molaMg
Phản ứng H
2
SO
4
:
Mg + H
2
SO
4

MgSO

(Mg, Zn)
phản ứng = n
H2
(phần 2) = n
H2
Mà H
2
SO
4
phản ứng 1 = 0,2 mol

V = 0,2.22,4 = 4,48 lít
Câu 9: Hỗn hợp X gồm Mg và kim loại M. Hòa tan hoàn toàn 8g hỗn hợp X cần
vừa đủ 200 g dung dịch HCl 7,3%. Mặt khác cho 8 g hỗn hợp X tác dụng với Cl
2
cần
dùng 5,6 lít (đktc) tạo ra hai muối Clorua. Kim loại M và % theo khối lượng của nó
trong hỗn hợp.
Giải
n
HCl
= 0,4 (mol);
2
Cl
n
= 0,25 (mol); n
Mg
= x (mol); n
M
= y (mol)

2
, NO) có khối lượng 12,2 g. Tính khối lượng muối sinh ra.
Giải
Gọi x, y lần lượt là số mol của NO, NO
2
.
Ta có hệ phương trình:











2,0
1,0
3,0
2,124630
b
x
yx
yx
4H
+
+


n
= 0,3 + 0,2 = 0,5 (mol)
Vậy m
muối
= m
KL
+ m

3
NO
= 12 + 0.5.62 = 43 (g)
C. MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT
Câu 1: Khi hòa tan 3,6 g kim loại N thuộc phân nhóm chính, trong dung dịch HCl và
HNO
3
, thấy lượng muối Nitrat và muốn clorua thu được hơn kém nhau 7,95 (g). Tìm kim
loại N, biết N tác dụng với HNO
3
sinh ra khí NO
2
.
Giải:
Kim loại N thuộc phân nhóm chính nên có hóa trị duy nhất là x
N + xHCl

NCl
x
+
2
2

2
SO
4
5M). Sau phản ứng liên tục thu được V (lít) khí NO. Tính V?
Giải
n
H+
=
3
HNO
n
+ 2
42
SOH
n
= 0,12 + 2,06 = 0,24 (mol).
n

3
NO
= 0,12 (mol)
Phương trình Ion: 3Cu + 8H
+
+ 2

3
NO

3Cu
2+


H
n
(mol)
3Cu + 8H
+
+ 2

3
NO

3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
0,36 (mol)

0,09 mol
V
NO
= 0,09.22,4 = 2,016 l
(Do
2
18,0
3
15,0
8
36,0


4 (l)

FeSO
4
+

H
x 2
Fe + H
2
SO
4 (đ,n)

Fe
2
SO
4
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
x 1,5x
Cu + 2H
2
SO
4(đ,n)

CuSO
4

m
Cu
= 0,12.64 = 7,68g
Ta có: n
Fe
=
2
H
n
= 0,15 (mol)

2
H
V
= 0,15.22,4 = 3,36 (l)
Câu 2: Cho 13.6 g hỗn hợp Mg, Fe tác dụng với 200ml dung dịch gồm HCl 2M
và H
2
SO
4
2M. Sau phản ứng đã thu được 6,72 lít H
2
(duy nhất) bay ra (đktc). Chất nào
còn dư? Tính khối lượng Mg và Fe trong hỗn hợp.
Giải
n
HCl
=
42
SOH

2
H
n

n
Mg
+ n
Fe
=
)(3,0
4,22
72,6
mol
(1)
Mặt khác 24n
Mg
+ 56n
Fe
= 13,6 (2)
Từ (1) và (2)






)(2,11)(2,0
)(4,2)(1,0
gmmoln
gmmoln

= m
muối
+
2
H
m
m
muối
= m
hỗn hợp kim loại
+m
hỗn hợp a xít
-
2
H
m
= 7,74 + (0,5.36,5 + 0,14.98 ) – 0,39.2
= 38,93 (g)
E. HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT
Câu 1: Cho 1,68 g A gồm Fe, Cu, Mg tác dụng H
2
SO
4
(đ, n) tạo ra hỗn hợp T và 1,008 (l)
khí SO
2
. Tính khối lượng thu được muối T và số mol H
2
SO
4

= 0,09 (mol)
Vậy m
T
= 1,38 + 0,09(2 + 32 + 16.4) – 0,045(32 + 16.2) – 0,09.18 = 6(g).
Câu 2: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu tác dụng 2 lít dung dịch HNO
3
. Sau phản ứng
thu được 1,792 (l) khí X gồm (N
2
, NO) có tỷ khối đối với Heli là 9,25.
Tính C
M
HNO
3
trong dung dịch ban đầu?
Giải
dX/
He
= 9,25

M
X
= 37 và n
X
= 0,08
Gọi x, y lần lượt là số mol của NO
2
, N
2
Ta có hệ phương trình :

28,0
2
56,0
3
3



NO
2
N
2
37
9
9
46
28
V. KẾT LUẬN
Sau thời gian nghiên cứu đề tài hệ thống bài tập và bài giải về kim loại tác dụng
với axít của tôi đã hoàn thành. Mục đích của việc nghiên cứu này là trang bị kiến thức
cần thiết cho học sinh – sinh viên những vốn kiến thức cơ bản trên cơ sở những kiến
thức đó rèn luyện tư duy, sáng tạo. Vì kiến thức là nguyên liệu của tư duy. Việc học
không chỉ có một mục đích là kế thừa những kiến thức con người đã biết mà còn mục
đích rèn luyện trí thông minh, nhanh nhẹn và sáng tạo. Để học tốt môn hóa học cần
phải có nhiều yếu tố như hệ thống kiến thức cơ bản vững vàng, sâu sắc, có trình độ tư
duy hóa học phát triển, có năng lực phân tích, tổng hợp so sánh, khái quát…có kỹ
năng thực hành và vận dụng sáng tạo kiến thức hóa học để giải quyết các vấn đề trong
học tập.
Một bài toán hóa học đều có nhiều cách giải khác nhau. Mỗi một cách là một
phương pháp hoặc tổ hợp của nhiều phương pháp khác nhau để tìm được phương pháp


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status