Phương pháp giải nhanh bài toán kim loại tác dụng với O21.. Để hòa tan hết hỗn hợp X cần vừa đủ dung dịch chứa 0,8 mol HCl... Cho toàn bộ X phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu
Trang 1Phương pháp giải nhanh bài toán kim loại tác dụng với O2
1 Một số chú ý:
Hầu hết các kim loại đều tác dụng với oxi (trừ Au, Ag, Pt):
2M +
2
n
O2 → M2On (1)
Để giải nhanh cần chú ý:
mrắn (hoặc moxit) = mkl + mO và n = nO O2 − trong oxit
Sau quá trình (1) thường cho oxit hoặc sản phẩm rắn tác dụng với:
1- Dung dịch các axit HCl, H2SO4 loãng khi đó: ta luôn có
2H+ + O-2
(trong oxit) → H2O (2) tức n = 2nH + O2 −
2- Dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc nóng: thường áp dụng ĐLBT e (chú ý áp dụng ĐLBTKL để tính mO = mrắn (hoặc moxit) – mkl)
Cân bằng điện tích: 1 mol O2- = 2 mol Cl- => nO 2 − =2nCl −
1 mol O2- = 1 mol SO42- => nO 2 − =nSO 2 −
mmuối = mkl + mgốc axit = moxit – mO + mgốc axit
2 Bài tập áp dụng:
Bài 1: Đốt cháy m gam hỗn hợp 3 kim loại Mg, Cu, Zn thu được 34,5 gam hỗn hợp rắn X gồm 4 oxit kim loại Để hòa tan hết hỗn hợp X cần vừa đủ dung dịch chứa 0,8 mol HCl Giá trị của m là:
A 28,1 B 21,7 C 31,3 D 24,9
Hướng dẫn giải:
Ta có:
+ m gam (Mg, Cu, Zn) + O2 → 34,5 gam rắn X (4 oxit)
Bước 1: Áp dụng ĐLBT khối lượng
=> mO = moxit – m = 34,5 – m => O O2
34,5
16
m
−
−
+ 34,5 gam rắn X + 0,8 mol HCl (vừa đủ):
0,8 mol 0,4 mol
=> 34,5 0, 4
16
m
− = => m = 28,1 gam → Đáp án A
Trang 2Bài 2: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Cu, Fe ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam Thể tích dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là:
Hướng dẫn giải:
+ 2,13 gam X (Mg, Al, Cu, Fe) + O2 → 3,33 gam hỗn hợp Y (các oxit)
Bước 1: Áp dụng ĐLBT khối lượng
=> mO = 3,33 – 2,13 = 1,2 gam => O 2
1, 2
16
+ 33,3 gam Y + V (l) (HCl 1M và H2SO4)
2H+ + O2- → H2O
0,15 mol 0,075 mol
=> 5V = 0,15 => V = 0,03 lít hay 30 ml → Đáp án B
Bài 3: Đốt cháy a gam bột Fe thu được b gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3
(trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3) Để hòa tan hết b gam X cần vừa đủ 80 ml dung dịch HCl 1M Giá trị của a và b lần lượt là:
Hướng dẫn giải:
+ Vì nFeO=nFe O2 3nên coi FeO.Fe2O3 = Fe3O4, khi đó X chỉ có Fe3O4
Fe3O4 + 8H+ → FeCl2 + FeCl3 + 4H2O
0,01 mol 0,08 mol
=> b = 0,01.232 = 2,32 gam
+ Ta có: 2H+ + O2- → H2O
0,08 0,04
=> mO(oxit) = 0,04.16 = 0,64 gam
Mặt khác: b = mFe + mO => mFe = 2,32 – 0,64 = 1,68 gam
Hoặc 0,01 mol Fe3O4 => có 0,01.3 = 0,03 mol Fe (Fe3O4)
=> nFe(bd) =nFe(Fe O )3 4 =0,03 mol=> mFe = 0,03.56 = 1,68 gam.
→ Đáp án A
Bài 4: Nung m gam bột Fe trong O2 thu đươc 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO,
Fe2O3 và Fe3O4 Cho toàn bộ X phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất) (đktc) Giá trị của m là:
Trang 3A 8,4 B 11,2 C 11,36 D 8,96
Hướng dẫn giải:
Trạng thái đầu: Fe0, O2 , HNO → Trạng thái cuối: Fe+5 3 +3, O2-, NO+2
Quá trình nhường e: Fe - 3e → Fe3+
m
56
3m 56 Quá trình nhận e: O2 + 4e → O-2
11,36 - m
32
11,36 - m 8
N+5 + 3e → N+2
0,18 0,06
Áp dụng ĐLBT electron:
3m 11,36-m
= +0,18 => m=8,96gam
Bài 5: Hòa tan hết hỗn hợp gồm 6,96g Fe3O4, 1,6g Fe2O3, 1,02g Al2O3 vào V(ml) dung dịch chứa HCl 0,5M và H2SO4 0,25M Giá trị V là:
A 560 ml B 480 ml C 360 ml D 240 ml
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Tính số mol của oxi trong các oxit:
3 4 2 3 2 3
O Fe O Fe O Al O
n = 4.n +3.n +3.n => n =4.O 6,96+3.1,6+3.1,02=0,18 mol
Bước 2: Tính số mol ion H+
2 4
2
HCl H SO
H
n + =n + n = 0,5V + 2.0,25V = V (mol)
2H+ + O-2 → H2O
0,36 mol 0,18 mol
=> V = 0,36 lít = 360 ml → Đáp án C
Bài 6: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Zn ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được 2,81 gam hỗn hợp Y gồm các oxit Hòa tan hoàn toàn lượng Y ở trên vào
H2SO4 loãng, vừa đủ Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 6,81 gam hỗn hợp muối sunfat khan Giá trị của m là:
A 4,00 B 4,02 C 2,01 D 6,03
Hướng dẫn giải:
1 mol O-2 (oxit) → 1 mol SO42- (muối) → Δm = 96 - 16 = 80 gam↑
0,05 mol O-2 (oxit) ← Δm = 6,81 - 2,81 = 4 gam↑ (Theo bài)
=> mO(oxit) = 0,05.16 = 0,08gam
Mà mOxit = mkl + mO => mkl = 2,81 – 0,8 = 2,01 gam → Đáp án C
Trang 4Bài luyện tập
Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit
H2SO4 0,1M, vừa đủ Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là:
A 6,81 gam B 4,81 gam C 3,81 gam D 5,81 gam
Bài 2: Cho 40 gam hỗn hợp Au, Ag, Cu, Fe, Zn tác dụng với O2 dư nung nóng thu được 46,4 gam chất rắn X Thể tích dung dịch HCl 2M có khả năng phản ứng với chất rắn là:
A 200 ml B 400ml C 600 ml D 800 ml
Bài 3: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Cu, Fe ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam Thể tích dung dịch hỗn hợp HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là:
A 57 ml B 90 ml C 75 ml D 50 ml
Bài 4: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl dư Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn dung dịch Y thu được 7,62 gam FeCl2 gam và m gam FeCl3 Giá trị của m là:
A 9,75 B 8,75 C 7,80 D 6,50