Chương Kim loại A - Một số kiến thức cÇn nhí I - TÝnh chÊt vËt lÝ cđa kim loại - Kim loại có tính dẻo, dễ dát mỏng, kéo sợi Những kim loại khác có tính dẻo khác - Kim loại có tính dẫn điện, kim loại khác có khả dẫn điện khác nhau, kim loại dẫn điện tốt bạc sau đến đồng, nhôm, sắt - Kim loại có tính dẫn nhiệt, kim loại khác có khả dẫn nhiệt khác nhau, kim loại dẫn điện tốt thường dẫn điện tốt - Các kim loại có ánh kim - Ngoài kim loại có số tính chất vật lí riêng khác: + Các kim loại khác có khối lượng riêng khác nhau, kim loại có khối lượng riêng nhỏ gam/cm3 gọi kim loại nhẹ, kim loại có khối lượng riêng lớn gam/cm3 gọi kim loại nặng + Các kim loại khác có nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi khác Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp Thuỷ ngân (Hg) - 39oC cao vonfram (W) 3410oC + Các kim loại khác có độ cứng khác II - Tính chất hoá học chung kim loại Phản ứng kim loại với phi kim a Tác dụng với oxi Hầu hết kim loại (trừ Au, Pt ) phản ứng với oxi nhiệt độ thường nhiệt độ cao tạo thành oxit (thường oxit bazơ) Thí dụ 1: Natri phản ứng với oxi tạo thành natri oxit: 4Na + O2 2Na2O ThÝ dô 2: Sắt cháy oxi không khí tạo thành sắt từ oxit: to 3Fe + 2O2 Fe3O4 ThÝ dô 3: Đồng cháy oxi tạo thành đồng (II) oxit: 2Cu + O2 o t 2CuO 31 DeThiMau.vn b Tác dụng với phi kim khác nhiệt độ cao kim loại phản ứng với nhiều phi kim khác tạo thành muối Thí dụ 1: Natri nóng chảy phản ứng với khí clo tạo thành muối natri clorua tinh thĨ: to 2Na + Cl2 2NaCl ThÝ dơ 2: Sắt phản ứng với lưu huỳnh nhiệt độ cao tạo thành sắt (II) sunfua: to Fe + S FeS Thí dụ 3: Đồng phản ứng clo tạo thành đồng (II) clorua: to CuCl2 Cu + Cl2 Phản ứng kim loại với dung dịch axit Một số kim loại phản ứng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loÃng ) tạo thành muối gi¶i phãng khÝ hidro ThÝ dơ: Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 Phản ứng kim loại với dung dịch muối Kim loại hoạt động hoá học mạnh (trừ kim loại tác dụng với nước nhiệt độ thường như: K, Ca, Na ) đẩy kim loại hoạt động yếu khỏi dung dịch muối tạo thành muối kim loại Thí dụ 1: Sắt đẩy đồng khỏi dung dịch muối đồng (II) sunfat: Cu Fe + CuSO4 + FeSO4 ThÝ dô 2: Nhôm đẩy bạc khỏi dung dịch muối bạc nitrat: Al + 3AgNO3 3Ag + Al(NO3)3 ThÝ dô 3: Đồng đẩy bạc khỏi dung dịch muối bạc nitrat: Cu + 2AgNO3 2Ag + Cu(NO3)2 III - Dy hoạt động hoá học DÃy hoạt động hoá học dÃy kim loại xếp theo chiều giảm dần mức hoạt động hoá học 32 DeThiMau.vn DÃy hoạt động hoá học số kim loại thường gặp: K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au Dựa vào tính chất hoá học chung kim loại ta có bảng tổng kết sau: Tính chất Kim loại Tác dụng K, Ba Na, Ca Mg, Al, Zn, Fe, Pb, Cu Au, Pt … víi oxi Phản ứng cần nhiệt độ cao để khơi Không phản mào phản ứng nhiệt độ thường ứng víi O2 o t c¶ ë 2Cu + O2 2CuO nhiƯt ®é cao 4K + O2 2K2O Tác dụng Kim loại đứng trước Một số kim loại hoạt Không phản với nước Mg phản ứng với nước động tương đối mạnh ứng nhiệt độ thêng gi¶i ph¶n øng víi níc ë phãng H2 nhiƯt độ cao tạo thành oxit giải phóng H2 2K+2H2O to 2KOH+H2 Mg+H O 2MgO+H 2 Tác dụng Kim loại đứng trước H phản ứng với mét sè axit víi dung (HCl, HBr, H2SO4 lo·ng …) tạo thành muối dịch axit giải phóng H2 Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Kim loại đứng sau H không phản ứng với HCl, H2SO4 loÃng Tác dụng Kim loại đứng trước (trừ kim loại tác dụng với nước nhiệt độ với thường) đẩy kim loại đứng sau khỏi dung dịch muối dung dÞch Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag muèi IV - Nhôm Tính chất vật lí Nhôm kim loại phổ biến màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn nhiệt dẫn điện tốt, nhẹ (khối lượng riêng 2,7 gam/cm3), dẻo nên có nhiều ứng dụng đời sống đồ dùng gia đình, chế tạo hợp kim Tính chất hoá học a Phản ứng nhôm với phi kim * Tác dụng với oxi Nhôm cháy sáng oxi tạo thành nhôm oxit: 4Al + 3O2 2Al2O3 33 DeThiMau.vn ë ®iỊu kiƯn thường nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al2O3 mỏng bền vững bảo vệ không cho nhôm phản ứng với oxi không khí nước * Nhôm tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành muối Thí dụ: Nhôm tác dụng với S, Cl2, Br2 to 2Al + 3S Al2S3 b Ph¶n øng cđa nhôm loại với dung dịch axit Nhôm phản ứng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loÃng ) tạo thành muối giải phóng khí hidro Thí dụ: 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 Chú ý: Nhôm không phản ứng với axit H2SO4 đặc nguội axit HNO3 đặc nguội Có thể phản ứng với dung dịch axit H2SO4 đặc nóng, dung dịch axit HNO3 không giải phóng H2 Thí dụ: to 2Al + 6H2SO4 đặc Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Al + 4HNO3 lo·ng Al(NO3)3 + NO + 2H2O c Phản ứng nhôm với dung dịch muối kim loại hoạt động Thí dụ 1: Nhôm đẩy sắt khỏi dung dịch muối sắt (II) sunfat: 2Al + 3FeSO4 + Al2(SO4)3 3Fe ThÝ dụ 2: Nhôm đẩy bạc khỏi dung dịch muối b¹c nitrat: 3Ag Al + 3AgNO3 + Al(NO3)3 d Phản ứng nhôm với dung dịch kiềm 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 NaAlO2 lµ muèi natri aluminat Sản xuất nhôm Trong tự nhiên nhôm tån t¹i chđ u díi d¹ng oxit, mi Ngêi ta sản xuất nhôm phương pháp điện phân nóng chảy hỗn hợp nhôm oxit với criolit (Na3AlF6): 2Al2O3 Điện phân nóng chảy 4Al + 3O2 V - Sắt Tính chất vật lí Sắt kim loại màu trắng xám, có ánh kim, dẫn nhiệt dẫn điện tốt, sắt 34 DeThiMau.vn kim loại nặng (khối lượng riêng 7,86 gam/cm3), dẻo nên có nhiều ứng dụng đời sống đồ dùng gia đình, chế tạo hợp kim Tính chất hoá học a Phản ứng với phi kim * Tác dụng với oxi Sắt cháy oxi không khí tạo thành sắt từ oxit: to Fe3O4 3Fe + 2O2 * Sắt tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành muối Thí dụ: Sắt tác dụng với S, Cl2, Br2 Fe + S o t FeS o 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 b Phản ứng sắt với dung dịch axit Sắt phản ứng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loÃng ) tạo thành muối giải phóng khí hidro ThÝ dô: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Chó ý: S¾t không phản ứng với axit H2SO4 đặc nguội axit HNO3 đặc nguội Có thể phản ứng với dung dịch axit H2SO4 đặc nóng, dung dịch axit HNO3 không gi¶i phãng H2 ThÝ dơ: t to Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2Fe + 6H2SO4 đặc Fe + 4HNO3 lo·ng Fe(NO3)3 + NO + 2H2O c Phản ứng sắt với dung dịch muối kim loại hoạt động Thí dụ 1: Sắt đẩy ®ång khái dung dÞch muèi ®ång (II) sunfat: Cu Fe + CuSO4 + FeSO4 ThÝ dơ 2: S¾t đẩy chì khỏi dung dịch muối chì nitrat: Pb Fe + Pb(NO3)2 + Fe(NO3)2 VI - hỵp kim sắt Hợp kim Hợp kim chất rắn thu sau làm nguội hỗn hợp nóng chảy nhiều kim loại khác hỗn hợp kim loại phi kim Hợp kim sắt 35 DeThiMau.vn Gang Các hợp - Gang hợp kim sắt với kim cacbon, hàm lượng sắt cacbon chiếm từ - 5% Ngoài gang có số nguyên tố khác Mn, Si, S - Có hai loại gang: + Gang trắng thường dùng để luyện thép + Gang xám thường dùng để chế tạo máy móc, thiết bị Sản xuất - Nguyên liệu chính: Các loại quặng sắt: manhetit Fe3O4, hematit Fe2O3 than cốc, không khí - Nguyên tắc sản xuất: Dùng CO khử oxit sắt nhiệt độ cao lò luyện kim - Quá trình sản xuất: + Phản ứng tạo CO to Thép - Thép hợp kim sắt với cacbon số nguyên tố khác, hàm lượng cacbon chiếm 2% - Thép thường dùng chế tạo máy móc, công cụ lao động, xây dựng - Nguyên liệu chính: Gang, sắt phế liệu khí oxi - Nguyên tắc sản xuất: oxi hoá kim loại, phi kim để loại khỏi gang phần lớn nguyên tố C, S, P, Mn, Si - Quá trình sản xuất: + O2 phản ứng với Fe tạo FeO to C + O2 CO2 to C + CO2 2CO + Khư s¾t oxit to Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 to Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2 + T¹o xØ 2Fe + O2 2FeO + FeO oxi ho¸ c¸c nguyên tố khác có gang như: C, S, P, Mn, Si thành oxit loại khỏi thép to Fe + MnO FeO + Mn to CaO + SiO2 CaSiO3 VII - ăn mòn kim loại bảo vệ kim loại không bị ăn mòn Sự ăn mòn kim loại Sự phá huỷ kim loại, hợp kim môi trường tự nhiên tác dụng hoá học gọi ăn mòn kim loại Thí dụ: Sắt thép để không khí bị gỉ xốp, giòn dễ gÃy vỡ Những yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn kim loại 36 DeThiMau.vn - ảnh hưởng chất môi trường: Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn nhanh hay chậm Thí dụ môi trường ẩm, có nhiều chất oxi hoá kim loại bị phá huỷ nhanh chóng môi trường khô, mặt chất oxi hoá - Khi nhiệt độ cao kim loại bị ăn mòn nhanh nhiệt độ thấp Các phương pháp chống ăn mòn kim loại - Ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường xung quanh như: sơn, mạ, tráng men - Chế tạo hợp kim có khả chống chịu ăn mòn như: thép crom, thép niken B - câu hỏi Bài tập 2.1 Trong kim loại sau: Al, Cu, Ag, Au kim loại có khả dẫn điện tốt nhất? A Al B Ag C Au D Cu Đáp án: B 2.2 Vonfram (W) dùng làm dây tóc bóng đèn vì: A Có khả dẫn điện tốt B Có khả dÉn nhiƯt tèt C Cã ®é cøng cao D Cã nhiệt độ nóng chảy cao Đáp án: D 2.3 Trong kim loại sau: Na, Cu, Fe, Cr kim loại có độ cứng cao nhất? A Na B Fe C Cr D Cu Đáp án: C 2.4 HÃy tính thể tích mol kim loại phòng thí nghiệm, biết điều kiện nhiệt độ áp suất phòng thí nghiệm kim loại có khối lượng riêng tương ứng là: Li 0,5 (g/cm3), Fe 7,86 (g/cm3) Trong phương án sau phương án nhất: A Li 13,88 cm3, Fe 7,11 cm3 B Li 7,11 cm3, Fe 13,88 cm3 C Li 6,84 cm3, Fe 56,0 cm3 D Li 3,42 cm3, Fe 7,11 cm3 Đáp án: A 2.5 Sắp xếp kim loại sau theo chiều hoạt động hoá học tăng dÇn: A Ag, K, Fe, Zn, Cu, Al B Al, K, Fe, Cu, Zn, Ag C K, Fe, Zn, Cu, Al, Ag D K, Al, Zn, Fe, Cu, Ag 37 DeThiMau.vn Đáp án: D 2.6 Có dung dịch A chøa FeSO4 cã lÉn CuSO4, cã thĨ sư dơng kim loại số kim loại cho để loại bỏ CuSO4 khỏi dung dịch A A Na B Fe C Al D Cu Đáp án: B 2.7 Cho phản ứng sau: X + HCl A + H2 A + NaOH B + D B o t C H + H2O o t C H + CO X + E X lµ kim loại số kim loại sau: A Na B Ag C Fe D Cu Đáp án: C 2.8 Một kim loại vàng (Au) bị bám Fe bề mặt dùng dung dịch số dung dịch sau để hoà tan lớp bột sắt A H2O B Dung dịch HCl C Dung dịch AlCl3 D Dung dịch FeCl2 Đáp án: B 2.9 Một kim loại vàng (Au) bị bám Fe bề mặt dùng dung dịch số dung dịch sau để hoà tan lớp bột sắt A Dung dịch NaOH B Dung dÞch CuCl2 C Dung dÞch AlCl3 D DungdÞch FeCl3 Đáp án: D 2.10 Các nhóm kim loại cho thoả mÃn điều kiện tất kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl A Fe, Al, Ag, Zn, Mg B Al, Fe, Au, Mg, Zn C Fe, Al, Ni, Zn, Mg D Zn, Mg, Cu, Al, Ag Đáp án: C 2.11 Các nhóm kim loại cho thoả mÃn điều kiện tất kim loại tác dụng với dung dịch axit H2SO4 đặc nóng A Fe, Al, Ag, Zn, Mg B Al, Fe, Au, Mg, Zn C Fe, Al, Ni, Zn, Mg 38 DeThiMau.vn D C¶ hai nhãm kim loại a c Đáp án: D 2.12 Cho phản ứng sau: X + HCl A + H2 A + NaOHvõa ®đ B + D B + NaOHd H + E X kim loại số kim loại sau: A Al B Ag C Fe D Cu Đáp án: A 2.13 Có ba kim loại bề giống Ag, Ba, Al dùng dung dịch cho phân biệt đồng thời ba kim loại A Nước B Dung dịch axit HCl C Dung dịch axit H2SO4 loÃng D Cả b c Đáp án: C 2.14 Có dung dịch MgSO4, KOH, HCl dùng chất cho phân biệt đồng thời dung dÞch A Dung dÞch axit H2SO4 lo·ng B Dung dÞch axit HCl C Giấy quỳ tím D Cả a b Đáp án: C 2.15 Cho m gam hỗn hợp Al Ag tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loÃng thu 6,72 lít khí (đo đktc) Sau phản ứng thấy 4,6 gam kim loại không tan Tính thành phần % theo khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu Giải - Ag đứng sau H dÃy hoạt động hoá học nên không phản ứng với dung dịch H2SO4 loÃng Vậy khối lượng Ag hỗn hợp đầu mAg = 4,60 gam - Al phản ứng với dung dịch H2SO4: 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1) 6,72 nH2 = 0,30 mol 22,4 - Sè mol Al cã hỗn hợp: - Khối lượng Al có hỗn hợp: - % Khối lượng Al hỗn hợp: nAl = n H = 0,20 mol mAl = 27.0,20 = 5,4 mol 5,4 mAl = 100% = 54,0% 4,6 5,4 39 DeThiMau.vn - % Khèi lỵng Ag hỗn hợp: 4,6 mAg = 100% = 46,0% 4,6 5,4 2.16 Hoµ tan hoµn toµn 5,4 gam bột nhôm vào 200,0 ml dung dịch H2SO4 1,50 M a Tính thể tích khí thu đo điều kiện tiêu chuẩn b Tính nồng độ chất dung dịch thu sau phản ứng Thể tích dung dịch coi không đổi Giải Số mol Al = 5,4 0,2 mol, sè mol H2SO4 = V.CM = 0,2.1,5 = 0,3 mol 27 Phương trình phản ứng: 2Al + 3H2SO4 Theo phương trình phản ứng: 2mol 3mol Theo bµi ra: 0,2mol 0,3mol Ta cã tØ lƯ: Al2(SO4)3 + 1mol xmol 3H2 (1) 3mol ymol ,2 0,3 (Al) (H SO ) c¸c chÊt phản ứng với vừa đủ a Tính thể tích khí thoát (H2) Theo phương trình phản øng (1): y = n H ThÓ tÝch H2 đo điều kiện tiêu chuẩn: VH 3n Al 3.0,2 0,3 mol 2 22,4.n H 22,4.0,3 6,72 lÝt b ChÊt tan dung dịch thu sau phản ứng Al2(SO4)3 cã sè mol lµ: x = n Al2 (SO )3 n Al 0,2 0,1 mol 2 Thể tích dung dịch không đổi V = 200,0 ml = 0,2 lÝt Nång ®é chÊt tan dung dịch thu sau phản ứng: C Al2 (SO )3 n Al2 (SO )3 V 0,1 0,5 M 0,2 2.17 Hoµ tan hoµn toµn 2,7 gam bột nhôm vào 200,0 ml dung dịch H2SO4 1,0 M a Tính thể tích khí thu đo điều kiện tiêu chuẩn b Tính nồng độ chất dung dịch thu sau phản ứng Thể tích dung dịch coi không đổi Giải 40 DeThiMau.vn Số mol Al = 2,7 0,1 mol, sè mol H2SO4 = V.CM = 0,2.1,0 = 0,2 mol 27 Phương trình phản ứng: 2Al + 3H2SO4 Theo phương trình phản øng: 2mol 3mol Theo bµi ra: 0,1 mol 0,2mol Ta cã tØ lÖ: Al2(SO4)3 + 1mol xmol 3H2 (1) 3mol ymol 0,1 ,2 (Al) (H SO ) H2SO4 d, Al ph¶n øng hÕt tÝnh chất phản ứng theo Al a Tính thĨ tÝch khÝ tho¸t (H2) 3n Al 3.0,1 0,15 mol 2 ThĨ tÝch H2 ®o ë ®iỊu kiƯn tiªu chn: VH 22,4.n H 22,4.0,15 3,36 lít Theo phương trình phản ứng (1): n H b ChÊt tan dung dịch thu sau phản ứng Al2(SO4)3 H2SO4 d: n Al 0,1 0,05 mol 2 3n 3.0,1 n H 2SO Al 0,2 0,05 mol 2 n Al2 (SO )3 n H 2SO ( d ) Thể tích dung dịch không đổi V = 200,0 ml = 0,2 lít Nồng độ chất tan dung dịch thu sau phản ứng: C Al2 (SO )3 C H 2SO n Al2 (SO )3 V n H 2SO V 0,05 0,25M ,2 0,05 0,25M ,2 2.18 Hoà tan 19,00 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al vào dung dịch axit HCl dư, sau phản ứng thu 13,44 lít khí điều kiện tiêu chuẩn 6,40 gam chất rắn không tan HÃy tính thành phần % khối lượng chất hỗn hợp Giải - Vì Cu không phản ứng với axit HCl nên chất rắn không tan Cu mCu = 6,4 gam Khối lượng kim loại Mg Al tan lµ: mMg + mAl = 19.0 - 6,4 = 12,6 gam Gäi sè mol Mg vµ Al hỗn hợp x mol y mol 41 DeThiMau.vn Ta có phương trình phản ứng: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) Theo phương trình phản ứng (1) (2) ta có hệ phương trình: 24 x 27 y 12,6 x y 13,44 0,6 22,4 Giải hệ phương trình thu x = 0,3 mol; y = 0,2 mol Vậy % khối lượng kim loại hỗn hợp dầu là: %mCu = 6, 100% =33,68% 19,0 %mMg = 24.0,3 24 x 100% =37,89% 100% 19,0 19,0 %mAl = 27.0,2 27 y 100% =28,42% 100% 19,0 19,0 2.19 Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Al, Fe hoà tan hoàn toàn dung dịch HCl thu 13,44 lít H2 (đktc) Tính thành phần % khối lượng chất hỗn hợp khối lượng muối clorua khan thu Giải Gọi số mol Fe Al 22,2 gam hỗn hợp x mol y mol Ta có phương trình phản øng: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (1) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) Theo phương trình phản ứng (1) (2) ta có hệ phương tr×nh: 56 x 27 y 22,2 x y 13,44 0,6 22,4 Giải hệ phương trình thu x = 0,3 mol; y = 0,2 mol Vậy % khối lượng kim loại hỗn hợp dầu là: %mFe = 56.0,3 56 x 100% =75,68% 100% 22,2 22,2 42 DeThiMau.vn %mAl = 27.0,2 27 y 100% =24,32% 100% 22,2 22,2 Khối lượng muối clorua thu được: m = m FeCl2 m AlCl3 =127x + 133,5y = 64,8 gam 2.20 Nhúng nhôm có khối lượng 50,00 gam vào 400,0 ml dung dịch CuSO4 0,50 M thời gian Lấy nhôm sấy khô đem cân thấy kim loại lúc nặng 51,38 gam Giả sử tất lượng Cu giải phóng bám vào nhôm Tính khối lượng Cu thoát nồng độ muối có dung dịch (giả sử thay đổi thể tích trình phản ứng) Giải Phương trình phản ứng: 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu (1) Gäi sè mol CuSO4 cã 400,0 ml dung dịch ban đầu là: x = 0,4.0,5 = 0,2 mol Giả sử lượng CuSO4 đà tham gia phản ứng y mol Theo định luật bảo toàn khèi lỵng ta cã: 27y + 64y = 51,38 y = 0,03 mol Khối lượng Cu thoát lµ: mCu = 64y = 64.0,03 = 1,92 gam Số mol CuSO4 lại sau phản ứng: x - y = 0,2 - 0,03 = 0,17 mol 50 - Số mol Al2(SO4)3 tạo thành sau phản ứng: y = 0,01 mol Nồng độ dung dịch sau phản øng: C CuSO n CuSO C Al2 (SO )3 0,17 0,425M 0, V n Al2 (SO )3 V 0,01 0,025M 0, 2.21 Hoà tan m gam hỗn hợp Al kim loại R hoá trị II đứng trước H dÃy hoạt động hoá học vào 500,0 ml dung dịch HCl 2,0 M thu 10,08 lít H2 (đo đktc) dung dịch A Trung hoà dung dịch A NaOH sau cô cạn dung dịch thu 46,8 gam hỗn hợp muối khan a Tính khối lượng m hỗn hợp kim loại đà hoà tan b Xác định kim loại R biết tỉ lệ số mol R Al hỗn hợp 3:4 43 DeThiMau.vn Giải a Tính khối lượng hỗn hợp kim loại - Gọi số mol Al hỗn hợp x mol - Gọi số mol R hỗn hợp y mol Ta có x:y = 3:4 => 4x = 3y - Sè mol HCl: nHCl = 0,5.2 = 1,0 mol - Các phương trình phản ứng: 2Al + 6HCl 3H2 (1) 2AlCl3 + R + 2HCl RCl2 + H2 (2) NaOH + 2HCl RCl2 + H2 (3) - Số mol H2 thu được: 10,08 = 0,45 mol => x = 0,2 mol; y = 0,15 mol n H = 1,5x + y = 22,4 - Sè mol HCl tham gia ph¶n øng (1) vµ(2): nHCl = n H = 2.0,45 = 0,90 mol - Sè mol HCl tham gia ph¶n øng (3) b»ng sè mol NaOH: NNaOH = nHCl = 1,0 - 0,90 =0,10 mol - Khèi lỵng mi thu ®ỵc: mmi = m AlCl m RCl = 46,8 - mNaCl = 46,8 - 58,5.0,1 = 40,95 gam - Khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu: m = mAl + mR = 40,95 + mHCl - m H = 9,0 gam b Xác định R: - Ta có khối lượng hỗn hợp kim loại ban ®Çu: m = mAl + mR = 27x + Ry = gam => R = 24 lµ Mg 2.22 Cho hỗn hợp X gồm Fe, Al kim loại A có hoá trị II, hỗn hợp X cã tØ lƯ sè mol Al vµ Fe lµ 1:3 Chia 43,8 gam kim loại X làm phần nhau: Phần I cho tác dụng với dung dịch H2SO4 1,0 M Khi kim loại tan hết thu 12,32 lít khí Phần II cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 3,36 lít H2 Xác định kim loại A (A không phản ứng với dung dịch NaOH) tính thể tích dung dịch H2SO4 tối thiểu cần dùng Các khí đo điều kiện tiêu chuẩn Giải Gọi số mol Fe, Al A phần 3x, x y mol 44 DeThiMau.vn Phần I tác dụng với dung dịch H2SO4, kim loại tan hết nên A phản ứng với dung dÞch H2SO4: 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 (1) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2) A + H2SO4 ASO4 + H2 (3) Theo phương trình phản ứng ta có: 3x 3x 12,32 y 0,55 mol 22,4 (I) mhh = 2(56.3x + 27x + Ay) = 43,8 gam (II) Phần II tác dơng víi dung dÞch NaOH 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 Theo phương trình phản ứng (4): 3n 3.x 3,36 x = 0,1 mol n H Al 0,15 mol 2 22,4 (4) Thay x vào phương trình (I) thu được: y = 0,1 mol Thay x y vào phương trình (II) thu được: A = 24 Vậy kim loại A Mg Theo phương trình phản ứng từ (1) đến (3) số mol H2SO4 tối thiểu cần dùng b»ng sè mol H2 sinh ra: n H 2SO n H 0,55 mol ThÓ tÝch dung dịch H2SO4 tối thiểu cần dùng: VH 2SO n H 2SO CM 0,55 = 0,55 lÝt = 550,0 ml 1,0 2.23 Hoà tan a gam nhôm kim loại dung dịch H2SO4 đặc nóng có nồng ®é 98% (d =1,84 g/ml) KhÝ SO2 sinh ®ỵc hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH 1,0 M a TÝnh thĨ tÝch dung dÞch H2SO4 98% (d =1,84 g/ml) cần lấy, biết lượng dung dịch lấy dư 20% so với lượng cần phản ứng b Tính thể tích dung dịch NaOH cần lấy để hấp thụ hoàn toàn lượng SO2 tạo thành muối trung hoà Giải a TÝnh thĨ tÝch dung dÞch H2SO4 98% (d =1,84 g/ml) cÇn lÊy - Sè mol Al: 45 DeThiMau.vn 5,4 = 0,20 mol 27 - Phương trình phản ứng: nAl = to 2Al + 6H2SO4 - Sè mol SO2 sinh ra: nSO = 1,5nAl = 0,30 mol Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) - Sè mol H2SO4 cÇn dïng: n H 2SO = 3nAl = 0,60 mol - Khối lượng dung dịch H2SO4 cần dùng: 0,6.98.100% = 60 gam m ddH 2SO = 98% - ThÓ tích dung dịch H2SO4 cần dùng: 60.120% VddH 2SO = = 39,13 ml 1,84.100% b TÝnh thÓ tÝch dung dịch NaOH cần lấy - Phương trình phản ứng: SO2 + 2NaOH Na2SO3 + - Sè mol NaOH cÇn dïng: nNaOH = nSO = 0,60 mol H2O (2) - Thể tích dung dịch NaOH cần dùng: 0,60 Vdd NaOH = = 0,60 lÝt = 600,0 ml 1,0 2.24 Hoµ tan 5,1 gam Al2O3 vµo 200,0 ml dung dịch H2SO4 nồng độ 1,0 M Tính nồng độ chất dung dịch thu Giả sử thể tích dung dịch không đổi hoà tan Al2O3 Giải - Sè mol Al2O3: 5,1 = 0,05 mol n Al 2O3 = 102 - Phương trình phản ứng: Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O (1) - Sè mol H2SO4 ®· lÊy: n H 2SO = 0,2.1,0l = 0,20 mol 46 DeThiMau.vn - Số mol H2SO4 đà phản ứng: n H 2SO = n Al 2O3 = 3.0,05= 0,15 mol - Sè mol H2SO4 d: n H 2SO = 0,20 - 0,15 = 0,05 mol - Nång độ H2SO4 dung dịch thu được: CH 2SO = - Nồng độ Al2(SO4)3 dung dịch thu được: 0,05 = 0,25 M 0,20 CAl (SO )3 = 0,05 = 0,25 M 0,20 2.25 Nhóng mét Al có khối lượng 5,00 gam vào 100,0 ml dung dịch CuSO4 đến phản ứng hoàn toàn, dung dịch không màu xanh CuSO4 Lấy cẩn thận kim loại rửa sạch, sấy khô cân 6,38 gam (Giả sử Cu thoát bám hết vào kim loại) Tính thể tích nồng độ dung dịch CuSO4 đà lấy khối lượng Cu bám vào kim loại Giải - Phương trình phản ứng: 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu - Gọi số mol Al đà phản ứng 2x mol số mol CuSO4 phản ứng vµ sè mol Cu sinh lµ 3x mol - Theo định luật bảo toàn khối lương: mthanh kim loại = mAl + mCu - mAl pu = + 64.3x - 27.2x = 6,38 gam => x = 0,01 mol 3.0,01 - Nồng độ CuSO4 dung dịch ban ®Çu: CCuSO = = 0,30 M 0,10 - Khèi lượng Cu bám vào kim loại: mCu = 64.3x = 1,92 gam 2.26 Nguyên tố R phản ứng với lưu huỳnh tạo thành hợp chất RaSb Trong phân tử RaSb có nguyên tử, có khối lượng phân tử 150 Xác định nguyên tố R Giải - Phương trình phản ứng: aR + bS RaSb - Ta cã: a+b=5 (I) vµ Ra + 32b = 150 (II) 150 32b => R = ®ã < b < 5b Cặp nghiệm phù hợp lµ b = vµ R = 27 => R lµ Al vµ muèi lµ Al2S3 47 DeThiMau.vn 2.27 Hoµ tan a gam kim loại vào 500,00 ml dung dịch HCl thu dung dịch A 11,2 lít khí H2 (đktc) Trung hoà lượng HCl dư dung dịch A cần 100,0 ml dung dịch Ca(OH)2 1M Cô cạn dung dịch sau trung hoà thu 55,6 gam muối khan Tính nồng độ dung dịch axit HCl đà dùng, xác định kim loại đem hoà tan tính a Gọi kim loại đem hoà tan M có hoá trị n có x mol a gam - Sè mol Ca(OH)2 lµ y = 0,1.1 = 0,1 mol 11,2 0,5 mol - Sè mol H2 sinh ra: n H 22,4 Các phương trình ph¶n øng: 2M + 2nHCl 2MCln + nH2 2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O - Sè mol HCl có dung dịch ban đầu: n HCl n H n Ca ( OH )2 2.0,5 2.0,1 1,2 mol C M ( HCl) Nồng độ dung dịch HCl ban đầu: (1) (2) n HCl 1,2 2, M V 0,5 Khi cô cạn dung dịch sau trung hoà: m muèi khan m MCln m CaCl2 (M 35,5n ) x 111y 55,6 m MCln (M 35,5n ) x 55,6 111.0,1 44,5 gam áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phương trình phản ứng (1): m M m HCl m MCln m H a 36,5.2.n H 44,5 n H a gam n H2 n n Mặt khác a = Mx = 9gam M = 9n CỈp nghiƯm phï hợp là: n = M = 27 M Al 2.28 Tính khối lượng nhôm sản xuất từ 1,0 quặng boxit chứa 61,2% Al2O3 phương pháp điện phân nóng chảy Biết hiệu suất trình đạt 80% Giải 1000.61,2% - Khối lượng Al2O3 cã 1,0 tÊn qng: m Al 2O3 = = 612 kg 100% - Phương trình phản ứng: Theo phương trình phản ứng (1): x = 48 DeThiMau.vn Điện phân nóng chảy 2Al2O3 4Al + 3O2 - Theo phương trình phản ứng 102 gam điện phân 54 gam Al 612.54 => mAl = 80% = 259,2 kg 102 2.29 Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau: ( 2) AlCl3 ( 3) Al(NO3)3 ( 4) Al(OH)3 Al2O3 (1) Al (9) (10) (11) (5) (6) Al2O3 (7) Al (8) Al2(SO4)3 AlCl3 Gi¶i + 3Cl2 2AlCl3 + 3AgNO3 Al(NO3)3 2Al AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 Al(NO3)3 2Al(OH)3 3AgCl + 3NaNO3 (3) Al2O3 + 3H2O o + 3O2 2Al2O3 t 4Al §iƯn phân nóng chảy 2Al2O3 2Al o t + (1) (2) + 3H2SO4 (5) 4Al + 3O2 Al2(SO4)3 + 3H2 Al2(SO4)3 + 3BaCl2 2AlCl3 + 3BaSO4 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu 2Al(OH)3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O 2.30 Hoàn thành phương trình phản ứng sau: Al + HCl A + A + NaOH B + B C B D + NaOHd C + + HCl B + o t D + Điện phân nóng chảy (4) Al + 49 DeThiMau.vn (6) (7) (8) (9) (10) (11) Gi¶i 2Al AlCl3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 NaOH NaAlO2 NaAlO2 + HCl + H2O 2Al(OH)3 o t + 2H2O Al(OH)3 + Al2O3 + 3H2O Điện phân nóng chảy 2Al2O3 4Al + 3O2 2.31 Cho sơ đồ phản ứng sau: R + HCl A + … A + Cl2 B B + NaOH Dđỏ nâu + D (1) (2) (3) NaCl (4) (5 (6) o t E + … to E + CO R + R kim loại số kim loại cho đây: A Cr B Mg C Al Viết phương trình phản ứng cho sơ đồ biến hoá Đáp án: D ®óng Fe + 2HCl FeCl2 + H2 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3®á n©u + 3NaCl 2Fe(OH)3 D Fe o t Fe2O3 + 3H2O to Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO 2.32 Gang là: A Gang hợp chất sắt với cacbon, hàm lượng cacbon chiếm từ 5% Ngoài gang có số nguyên tố khác Mn, Si, S B Gang hợp kim sắt với cacbon, hàm lượng cacbon chiếm từ 5% Ngoài gang có số nguyên tố khác Mn, Si, S C Gang hợp kim sắt với cacbon, oxi hàm lượng cacbon chiếm từ - 5% Ngoài gang có số nguyên tố khác Mn, Si, S D Cả A C 50 DeThiMau.vn ... 2Ag + Cu(NO3)2 III - Dy hoạt động hoá học DÃy hoạt động hoá học dÃy kim loại xếp theo chiều giảm dần mức hoạt động hoá học 32 DeThiMau.vn DÃy hoạt động hoá học số kim loại thường gặp: K, Na, Mg,... đình, chế tạo hợp kim Tính chất hoá học a Phản ứng với phi kim * Tác dụng với oxi Sắt cháy oxi không khí tạo thành sắt từ oxit: to Fe3O4 3Fe + 2O2 * Sắt tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành... dùng gia đình, chế tạo hợp kim Tính chất hoá học a Phản ứng nhôm với phi kim * Tác dụng với oxi Nhôm cháy sáng oxi tạo thành nhôm oxit: 4Al + 3O2 2Al2O3 33 DeThiMau.vn ë ®iỊu kiƯn thường nhôm