TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA HÓA HỌC

TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU KHOA HỌC
NGÀNH: SƯ PHẠM HÓA HỌC

Đề tài: Sưu tầm và xây dựng hệ thống bài tập nâng cao chương kim loại
kiềm- kim loại kiềm thổ- nhôm để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học THPT

Họ và tên: Võ Thị Ánh Hồng
Lớp: Hóa 2A
Mã SV: 13S2011039
1
Sv: võ thị ánh hồng


A.CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2
Sv: võ thị ánh hồng


3
Sv: võ thị ánh hồng


4
Sv: võ thị ánh hồng



m
it
vài
loạ
i,phi
ki
oxi
tm
mạ
ki
nh:
m
Cl
loạ
i,
hid
rox
it
ki
m
loạ
i
lưỡ
ng
tín
h

5
Sv: võ thị ánh hồng


B(OH)n + (4 – n) AOH → A4 – nBO2 + 2H2O

B + (n – 2) H2O + (4 – n) AOH → A4 – nBO2 +n/2 H2
−Tùy nhiều trường hợp mà ta sử dụng các định luật bảo toàn: khối lượng, nguyên tố, bảo
toàn điện tích, bảo toàn electron……

Ta sẽ xét các trường hợp cụ thể sau:
Bài tập
Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 0,297g hỗn hợp gồm natri và một kim loại thuộc nhóm
IIA trong bảng HTTH vào nước, ta được dung dich X và 56ml khí Y (dktc)
Xác định kim loại chưa biết và tính thành phần mỗi kim loại trong hỗn hợp ban
đầu.

Hướng dẫn giải:
7
Sv: võ thị ánh hồng


Đặt kí hiệu nguyên tử khối của kim loại nhóm IIA chưa biết là M và a,b lần lượt là số mol của
Na và M trong hỗn hợp.
Theo bài ta có hpt hóa học:
mhh =mNa + mM =23a +Mb =0,297 (1)
nH2 = 0,5a +b =56:22400 =0,0025 mol (2)
Từ (2) suy ra a = 0,005 – 2b, thế vào (1) rồi rút gọn ta được:
b(M-46) =0,182 hay b=0,182/(M-46)
Điều kiện : 0
KI
ĐƠ
HỢ
OX
HI
Tác
M
Pư
=>M=2,43.16/1,6=24,3
M
N
P
IT
DR
dụ
UỐ
tra
nhi

LO
CH
Vậy M là ệtoIngOX
Mg
ẠI
ẤT
IT
với
đổi
ph


Vậy B là Al.
hid
h
rox

Bài 3: Hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm A,B thuộc hai chu kì lien tiếp.
it

a) Nếu cho X tác dụng vừa đủ với V1 lít dung dịch HCl rồi cô cạn thì thu được a
gam hỗn hợp muối clorua khan. Còn nếu cho X tác dụng với V2 lít dung dịch
H2SO4 rồi cô cạn thì thu được b gam hỗn hợp muối sunfat khan.
Hãy thiết lập biểu thức tính tổng số mol của hai kim loại có trong X theo a và b.
b) Nếu cho X tác dụng với dung dịch gồm 0,5V1 lít dung dịch HCl và 0,5V2 lít dung
dịch H2SO4 đã dùng ở trên rồi đem cô cạn thì thu được c gam hỗn hợp muối
clorua và sunfat khan của A và B.
Hãy thiết lập biểu thức tính c theo a và b.
c) Cho b=1,1807a. Hỏi A,B là kim loại kiềm gì?
d) Cho c=45,25g. Tính khối lượng của X và lượng kết tủa thu được sau khi hòa
tan c gam hỗn hợp các muối ở trên vào nước và cho tác dụng với BaCl 2 dư.
củ
a

ki

m

loạ
i

lư

Theo (I), tổng số mol của hai kim loại kiềm là:
x= (b-a)/12,5 =(1,1807a-a)/12,5 =0,1807a.41,5/12,5 =0,6mol
Vậy, khối lượng các kim loại kiềm bằng: 0,6.33,8 =20,28g
Theo (2): nH2SO4 = nM2SO4 =0,3/2=0,15 mol (vì chỉ dùng một nửa lượng axit)
Ta có: mBaSO4 =0,15.233= 34,95g.

Bài 4: Hoà tan 46g một hỗn hợp gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ
liên tiếp vào nước thì được dung dịch D và 11,2 lít khí đo ở đktc. Nếu thêm 0,18
mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết Ba.
Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư
Na2SO4. Xác định tên 2 kim loại kiềm?

Hướng dẫn giải:
Gọi R là kim loại đại diện cho hai kim loại kiềm A,B; x là số mol Ba, y là số mol của R.
Theo đề ta có:
mhh = 137x + Ry=46 (1)
nH2 =x +0,5y =11,2/22,4 =0,5 (2)
nBa = nNa2SO4 suy ra 0,18 (137-2R)x =46-R (4)
Từ (3) và (4) ta suy ra (137-2R).0,18
CH
ph
OX
ng
Iệt

nh
ẤT
ân
IT
với
ph
Gọi hóa tri
M=x, số mol NaHCO3=0,2
nư
phi
du
ôm
dd
nó
axi
baz
ân
2M+2xHCl→2MClx+xH2↑
ớc
ki
baz
tng
o
NaHCO3+HCl→NaCl+CO2↑+H2O

Thay số yế→ khối lượng dd HCl(b)=228g.
Theo phương
trình số mol HCl=0,2+0,8=1 mol
u
C%HCl=16%
hơ
n

Bài 6: Chia hỗn hợp hai kim loại A và B có hóa trị tương ứng là n và m thành ba
phần bằng nhau:
- Phần 1: Cho hòa tan hết trong dung dịch HCl thu được 1,792 lít khí H2
- Phần 2: Cho tác dụng với NaOH dư được 1,344 lít khí (đo ở đktc) còn lại chất
rắn không tan có khối lượng = 4/13 khối lượng mỗi phần.
- Phần 3: Nung trong oxi dư thu được 2,84 gam hỗn hợp oxit M2On và B2Om.
a. Hãy xác định 2 kim loại A và B.
b.Tính khối lượng mỗi kim loại trong 1/3 hỗn hợp đầu

Hướng dẫn giải:
Gọi x, y lần lượt là số mol của A, B trong mỗi phần
Phần 1: nH2 = 0,08 mol
A + 2nHCl → n/2 H2
x
nx/2
B + 2mHCl →m/2 H2
y
mx/2
0,5(nx + my) = 0,08
nx + my + 0,16
11
Sv: võ thị ánh hồng

a) Tính thể tích khí H2 thu được ở đktc.
b) Nếu X,Y là hai kim loại thuộc hai chu kì liên tiếp của nhóm IIA và dung dịch axit
chỉ chứa HCl. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi muối clorua
thu được, biết khối lượng hai muối là 7,49g.

Hướng dẫn giải:
a) Khối lượng một phần : 7,882=3,94g
Số mol nguyên tử O kết hợp với hỗn hợp kim loại:
4,74−3,9416=0,05mol.
Trong quá trình tạo oxi, oxi đã thu electron của hai kim loại như sau:
O+2e→O2−
(1)
(mol) 0,050,10,05
12
Sv: võ thị ánh hồng


Theo (1):0,05 mol O nhận 0,1 mol electron do 3,94g hỗn hợp hai kim loại phóng ra. Vậy
khi 3,94g hỗn hợp hai kim loại khử H+ của hai dung dịch axit cũng phóng ra 0,1 mol electron
theo nửa phản ứng :
2H++2e→H2
(2)
(mol) 0,10,10,05
Vậy VH2=0,05.22,4=1,12 lít (đktc).
b) Kí hiệu M là kí hiệu chung của 2 kim loại.
M−2e→M2+ (3)
(mol 0,050,1
M =3,940,05=78,8g/mol. Theo đề bài. X và Y là hai kim loại thuộc 2 chu kì liên tiếp ở phân
nhóm IIA nên ta có:
Chọn X=Ca(40)
→ x + 2y +3z = 244,5
= y=
= z=
x = 23,1m
13
Sv: võ thị ánh hồng


Vì m là hóa trị của X nen có giá trị từ 1, 2, 3
Khi m = 1 → x = 23 (Na)
Khi m = 2 → x = 46,2 (loại)
Khi m = 3 → x = 69,3 (loại)
y = 27 (Al) ; z = 56 (Fe)

Bài 9: Trộn 100 gam dung dịch chứa một muối sunfat của kim loại kiềm nồng

độ 13,2% với 100 g dung dịch NaHCO34,2%. Sau khi phản ứng xong thu được
dung dịch A có khối lượng m (ddA)
kiềm thổ bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch B. Cô cạn dung dịch B và điện
phân nóng chảy hoàn toàn hỗn hợp muối thì thu được ở anot 3,696l khí C (ở
27,30C và 1 atm) và hỗn hợp kim loại D ở catot.
1)
2)

3)

Tính khối lượng của D
Lấy m gam D cho tác dụng hết với nước ta được dung dịch E và V lít
khí ở đktc. Cho từ từ Al vào dung dịch E cho tới khi ngừng thoát khí,
thấy hết p gam Al và có V1 lít khí thoát ra ở đktc.
a) So sánh V1 và V
b) Tính p theo m
Nếu lấy hỗn hợp kim loại D rồi luyện thêm 1,37g Ba thì thu được một
hợp kim trong đó Ba chiếm 23,07% về số mol. Hỏi hỗn họp đầu là oxit
của cá kim loại kiềm, kiềm thổ nào?

Hướng dẫn giải:
1)

Đặt công thức oxit kim loại kiềm và oxit kim loai kiềm thổ là R2O và MO (R là kim loại
kiềm và M là kim loại kiềm thổ)
Các ptpu:
R2O +2HCl =2RCl +H2O (1)
MO +2HCl =MCl2 + H2O (2)
2RCl = 2R + Cl2
(3)
MCl2 =M + Cl2
(4)

Nhận thấy lấy tất cả D sẽ có nOH- =2.0,15= 0,3 mol
vì chỉ lấy m gam D nên nOH- = 0,3m/8,25 mol
Do đó: P = 0,3m.27/8,25 =0,982m
Theo (1,2,3,4): 0,5.nR + nM = 0,15
nBa thêm vào =1,37/137 =0,01 mol
Biện luận:
− Giả sử hỗn hợp D chỉ có kim loại kiềm thổ (nM =0,15 mol)
 %Ba = 0,01.100/(0,15+0,01) =6,25%
− Giả sử hỗn hợp D chỉ có kim loại kiềm (nR =2.0,15 = 0,3 mol)
 %Ba =0,01.100/(0,3+0,01) =3,22%
Bài cho, %Ba trong D =23,07% => M phải là Ba
Ta có: 11Equation Section (Next)
nBa + 0, 01
nBa + 0, 01
23, 07
=
=
nR + nBa + 0, 01 2(0,15 − nBa ) + 0, 01 + nBa
100

Giải ra: nBa =0,05 →nR =2(0,15-0,05) =0,2 mol
MR =(8,25-0,05.137)/0,2 =7. Vậy R là Li


DẠNG 2: Dạng toán về CO2 hoặc SO2 tác dụng với dung dịch
kiềm
16

Sv: võ thị ánh hồng


Chú ý: Để giải được bài toán dạng này chúng ta cần hểu;
+ Cho dù đầu bài cho CO2 hay SO2 tác dụng với 1 hay nhiều dung dịch kiềm thì ta cũng đưa hết
về số mol OH17
Sv: võ thị ánh hồng


+ Nếu bài toán yêu cầu tính số mol kết tủa thì giữa số mol CO 32- (SO32-) và Ba2+ (Ca2+) ion nào có
số mol nhỏ hơn thì số mol kết tủa tính theo ion đó.

Bài tập:
Ta sẽ xét các ví dụ cụ thể sau đây:

Bài 1: Hấp thụ hoàn toàn 2,24 lít khí CO2 ở đktc vào 100ml dung dịch gồm K2CO3
0,2M và KOH xM. Sau k hi các pư xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y. Cho
toàn bộ Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu được 11,82 gam kết tủa. Tính x.

Hướng dẫn giải:
nCO2 =2,24/22,4 =0,1 mol;
nK2CO3= 0,1.0,2 =0,02 mol
nKOH= 0,1.x mol
Cơ chế xảy ra như sau:
khi sục khí CO2 vào dung dịch chứa K2CO3 và KOH thì xảy ra các pư sau:
CO2 + 2OH- = CO32- + H2O

(1)

Nếu CO2 vẫn còn thì:
CO2 + CO32- + H2O =2HCO3-

(2)

Ba(OH)2 thì tạo ra được 2 muối:
Khi sục thêm 0,02 mol CO2 nữa thì lượng kết tủa giảm xuống chứng tỏ kết tủa đã bị
tan 1 phần, có hai trường hợp: chỉ tạo muối trung hòa và trường hợp tạo 2 muối
Giả sử Ba(OH)2 pư vừa đủ với CO2 để tạo muối trung hòa, tức: 2b=0,06 →b=0,03.
Như vậy để hòa tan 0,03 mol kết tủa thì cần thêm lượng CO 2 là 0,03 mol
Nếu lượng CO2 thêm vào ít hơn 0,03 mol thì bz=0,01→Ba(OH)2(0,07 mol)


−

19
Sv: võ thị ánh hồng


Bài 3: Cho 28 gam hỗn hợp khí X (CO2, SO2) có dX/O2= 1,75 lội chậm qua 500ml

Hấp thụ hoàn toàn X vào 100ml dung dịch NaOH x mol/lít thu được dung dịch Z.
Dung dịch Z phản ứng với BaCl2 dư tạo ra 3,94 gam kết tủa. Trung hòa hoàn toàn
dung dịch Z cần 50ml dung dịch KOH 0,2M. Giá trị của x và hiệu suất nhiệt phân
MgCO3 lần lượt là bao nhiêu?
20
Sv: võ thị ánh hồng


Hướng dẫn giải:
Dung dịch Z vừa tác dụng với BaCl2 và KOH suy ra Z chứa CO32- và HCO3-.
CO32- + Ba2+→ BaCO3 với nBaCO3=3,94/197=0,02 mol
0,02 0,02 0,02
HCO3- + OH- → CO32- + H2O với nKOH=0,01 mol
0,01 0,01
Suy ra dd Z gồm: Na2CO3 (0,02mol), NaHCO3 (0,01mol) => nNaOH=0,02*2+0,01=0,05 mol
n CO2=0,02+0,01=0,03 mol
Vậy x=0,05/0,1=0,5(M) và H%=0,03/(3/84)*100% =84%

Bài 6: Sục V lít khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thì thu được m1 gam kết tủa. Nếu
sục tiếp 3,36 lít khí CO2 nữa thì thu được m2 gam kết tủa, còn nếu sục tiếp V1 lít
khí CO2 nữa thì thu được kết tủa cực đại là m gam. Biết m1=3/7m, m1:m2=3:2.
Tìm V và m1,m2,m.

Hướng dẫn giải:
Vì m2>m`1>m nên khi sục tiếp 3,36 lit CO2 nữa thì kết tủa từ m1 tăng đến cực đại (m) rồi tan đến
m 2.
Ta có: m1=3/7m, m2=2/7m suy ra mối quan hệ giữa 3,36lit và V là:
3,36=(1-3/7+5/7)V= 9/7V => V=2,61 lít
m1=2,61/22,4*100=11,65 gam
m=7/3m1= 27,183 gam

Vậy tổng số mol H2 là: ∑nH2=1/2 nOH- +3/2nOH-=2nOH−

Còn nếu hỗn hợp vào bazo dư thì các pư tương tự như trên, nhưng ở đây Al tan hết,
vì vậy:
nH2=1/2nOH- + 3/2nAlbandau

Tùy vào từng trường hợp cụ thể mà người ta cho hỗn hợp sau pư (gồm AlO 2- và OH-) tác
dụng với CO2 hoặc axit …


Hỗn hợp Al với các kim loại khác

Thường gặp là cho hỗn hợp nhôm với các kim loại khác vào dung dịch H2SO4 đặc, HNO3…
hoặc vào dung dịch muối của kim loại khác.
Phương pháp giải thường là gọi 2 hay 3 ẩn, sử dụng các định luật bảo toàn electron, bảo
toàn nguyên tố, phương pháp tăng giảm khối lượng…

Bài tập:

Ta sẽ xét các bài toán cụ thể sau:

Bài 1: Hòa tan 5,9 gam hỗn hợp Al và kim loại R hóa trị II vào dung dịch
H2SO4 đặc nóng. Sau đó cho tác dụng với dung dịch NaOH đến dư. Lọc và
rửa sạch kết tủa còn lại trong dung dịch rồi cho tacs dụng tiếp với dung
dịch HCl dư, thu được dung dịch A. Đem điện phân dung dịch A cho đến khi
có bọt khí thoát ra ở catot thì dừng lại, khối lượng của catot tăng lên 3,2
gam còn ở anot thoát ra 1,12 lit một khí.
Xác định R và thể tích khí thoát ra từ dung dịch H2SO4. (Các khí đo ở đktc).

Hướng dẫn giải:

100%.

Hướng dẫn giải:
Vì Al hoạt động hơn Fe, và vì chất rắn gồm 3 kim loại nên chúng phải là Ag, Cu, Fe. Các phản
ứng có thể xảy ra là:
Al + 3AgNO3→ Al(NO3)3 + 3Ag

(1)

2Al + 3Cu(NO3)2→ 2Al(NO3)3 + 3Cu (2)
Fe + 2AgNO3→ Fe(NO3)2 + 2Ag
Fe+ Cu(NO3)2→ Fe(NO3)2 + Cu
Fe + 2HCl→ FeCl2 + H2

(3)
(4)

(5)
23

Sv: võ thị ánh hồng


Các phản ứng (1) và (5) chắc chắn xảy ra, còn (2),(3),(4) xảy ra hay không còn tùy thuộc vào
lượng Al hay AgNO3 thừa, thiếu.
Theo (5), nH2=0,672/22,4= 0,03mol = nFe còn lại
Gọi a, b là số mol AgNO3 và Cu(NO3)2 ta có phương trình bảo toàn e:
1*a + 2*b +2*0,03 =3*0,0 3 +2*0,05
(I)
Mặt khác, theo khối lượng 3 kim loại, ta có:

=> 0,2+a=0,1+b (1)
Lại có: 39a+27b=9,3 (2)
a)

b)

24
Sv: võ thị ánh hồng


Từ (1) và (2) suy ra a=0,1, b=0,2
mK=0,1*39=3,9 gam, mAl=0,2*27=5,4 gam.

Bài 4:

Một hỗn hợp gồm Na, Al, Fe. Tiến hành các thí nghiệm sau
TN1: Cho hỗn hợp vào nước, có V lít khí thoát ra.
TN2: Cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư, thấy thoát ra 7/4V lít khí.
TN3: Cho hỗn hợp vào dung dịch HCl dư đến phản ứng xong, thấy thoát ra
9/4V lít khí.
a) Viết phương trình phản ứng và giải thích
b) Tính thành phần % mỗi kim loại trong hỗn hợp.
c) Nếu vẫn giữ nguyên lượng Al, còn thay Na và Fe bằng một kim loại nhóm 2
có khối lượng bằng 45% tổng khối lượng Na và Fe, sau đó cũng cho hỗn hợp vào
dung dịch HCl dư cho đến phản ứng xong, cũng thấy thoát ra 9/4V lít khí. Xác
định tên kim loại nhóm 2 (không được dùng kết quả % của câu b).
Các thể tích đều đo ở cùng điều kiện.

Hướng dẫn giải:
a)

TrongTN1, nH2=0,5x +1,5x=2x
Trong TN2, nH2=0,5x +1,5y=7/4*2x=3,5x =>y=2x
Trong TN3, nH2=0,5x +1,5y +z=9/4*2x=4,5x =>z=x
25

Sv: võ thị ánh hồng