Đang tải... (xem toàn văn)
DẠNG 1 BÀI TẬP VỀ DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI A Lý thuyết ngắn gọn 1 Cặp oxi hóa – khử của kim loại nM ne M O XH K Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – kh[.]
DẠNG 1: BÀI TẬP VỀ DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI A Lý thuyết ngắn gọn Cặp oxi hóa – khử kim loại : M n ne M O XH K Dạng oxi hóa dạng khử nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – khử kim loại (Mn+ / M) Thí dụ ta có cặp oxi hóa – khử : Ag+ / Ag ; Cu2+ / Cu ; Fe2+ / Fe Dãy điện hóa kim loại : So sánh tính chất cặp oxi hóa – khử : ** Thí dụ : cho đinh sắt vào dung dịch CuSO4 : Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Ngược lại, cho Cu vào dung dịch FeSO4 : không phản ứng → kết luận : Fe có tính khử mạnh Cu ; Cu2+ có tính oxi hóa mạnh Fe2+ ** Thí dụ : cho Cu vào dung dịch AgNO3 : Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag Ngược lại : cho Ag vào dung dịch Cu(NO3)2 : không phản ứng → kết luận : tính khử Cu > Ag ; tính oxi hóa Ag+ > Cu2+ Từ thí dụ : tính khử Fe > Cu > Ag ; tính oxi hóa Fe2+ < Cu2+ < Ag+ Ý nghĩa dãy điện hóa kim loại : – Tính oxi hóa ion Mn+ mạnh tính khử kim loại M yếu ngược lại (tính oxi hóa ion Mn+ yếu tính khử kim loại M mạnh) – Dự đoán chiều phản ứng cặp oxi hóa khử xảy theo chiều: chất oxi hóa mạnh oxi hóa chất khử mạnh sinh chất oxi hóa yếu chất khử yếu (quy tắc α ) Thí dụ: phản ứng cặp Ag+ /Ag Cu2+ /Cu là: Cu 2Ag+ → + Khử mạnh oxh mạnh Cu2+ + oxh yếu 2Ag khử yếu B Các dạng Dạng 1: Kim loại tác dụng với nước 1.Phương pháp giải –Lưu ý: a Kim loại mạnh : nhóm IA IIA (trừ Be không khử nước, Mg khử chậm) Các kim loại lại khử mạnh nước nhiệt độ thường, giải phóng khí H2 2M + 2nH2O → 2M(OH)n + nH2 Ví dụ : 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 Ca + H2O → Ca(OH)2 + H2 b Kim loại trung bình : Fe, Zn khử nước nhiệt độ cao Ví dụ : t Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O c Kim loại yếu : Cu, Ag, Au không khử nước dù nhiệt độ cao – Để giải tập viết phương trình tính theo phương trình Hoặc áp dụng định luật bảo tồn ngun tố,bảo tồn electron, bảo tồn khối lượng Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho 3,9 gam kali vào 101,8 gam nước thu dung dịch KOH có nồng độ % bao nhiêu? A 5,31% B 5,20% C 5,30% D 5,50% Lời giải chi tiết Theo giả thiết: n K 3,9 0,1 mol 39 Phương trình hóa học: 2K 2H2O 2KOH H2 1 Theo phương trình: n H2 n K 0,1 0,05 mol 2 mH2 2.0,05 0,1g Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mdung dịch sau phản ứng = mK mH2O mH2 = 105,6 gam Nồng độ phần trăm dung dịch KOH là: C% KOH 0,1.56 100% 5,3% 105,6 Chọn C Ví dụ 2: Cho m gam Na tan hết vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,04M 500 ml dung dịch có pH = 13 Giá trị m A 0,23 gam B 0,46 gam C 1,15 gam D 0,276 gam Lời giải chi tiết Gọi số mol Na x mol → nNaOH = x mol n OH n NaOH 2n Ba(OH)2 a 0,04 (mol) Dung dịch thu có pH = 13 → pOH = 14 – 13 = → [OH –] = 10–1 = 0,1M → x + 0,04 = 0,1.0,5 → x = 0,01 → mNa = 0,23 gam Chọn A Dạng 2: Kim loại tác dụng với axit HCl, H2SO4 loãng Phương pháp giải Viết phương trình hóa học tính theo phương trình hóa học Kim loại + HCl/H2SO4 lỗng → muối + H2 Chú ý: Chỉ kim loại đứng trước H dãy điện hóa phản ứng với HCl, H2SO4 lỗng Ngồi áp dụng định luật bảo toàn: n HCl 2n H2 + Bảo toàn nguyên tố H: n H2SO4 n H2 → hỗn hợp hai axit: n HCl 2n H2SO4 2n H2 + Bảo toàn khối lượng: mkim loại + maxit = mmuối mH2 mmuối = mkim loại + mgốc axit + Bảo toàn electron: Σne nhường =Σ ne nhận Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch HCl dư thu 1,12 lít khí H2 (đktc) Giá trị m A 5,60 B 1,12 C 2,80 D 1,40 Lời giải chi tiết n H2 1,12 0,05 mol 22,4 Phương trình hóa học: Fe 2HCl FeCl2 H2 Theo phương trình: n Fe n H2 0,05 mol m mFe 0,05.56 2,8g Chọn C Ví dụ 2: Hịa tan hồn tồn Fe vào dung dịch H2SO4 lỗng vừa đủ thu 4,48 lít H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch điều kiện khơng có oxi thu m gam muối khan Giá trị m A 30,4 B 15,2 C 22,8 D 20,3 Lời giải chi tiết n H2 4,48 0,2 mol 22,4 Phương trình hóa học: Fe H2SO4 FeSO4 H2 Theo phương trình: n FeSO4 n H2 0,2 mol m mFeSO4 0,2.152 30,4g Chọn A Dạng 3: Kim loại tác dụng với muối Phương pháp giải Viết phương trình hóa học theo thứ tự phản ứng (nếu nhiều kim loại, nhiều muối phản ứng) tính theo phương trình hóa học + Kim loại mạnh (Kim loại kiềm, Ca, Ba): Ban đầu kim loại tác dụng với nước Kim loại + H2O → kiềm + H2 Sau kiềm tác dụng với dung dịch muối Kiềm + muối → sản phẩm (điều kiện: có kết tủa, bay chất điện ly yếu) + Các kim loại trung bình yếu: Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau khỏi dung dịch muối Chú ý: Các trường hợp cần nhớ: Muối Fe2+ tác dụng với muối Ag+ Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag Fe tác dụng với muối Fe3+ tạo muối Fe2+ Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ Ngoài áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng, bảo tồn electron Ví dụ minh họa Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp Na, K vào dung dịch chứa muối CuSO4 thu dung dịch màu xanh, 3,36 lít khí H2 (đktc) chất rắn B không tan Lọc lấy chất rắn, đem nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi m gam rắn C Giá trị m A 9,8 B 14,7 C 4,9 D 12,0 Lời giải chi tiết n H2 3,36 0,15 mol 22,4 Phương trình hóa học: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 (1) 2K + 2H2O → 2KOH + H2 (2) CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 (3) CuSO4 + 2KOH → Cu(OH)2 + K2SO4 (4) t Cu(OH)2 CuO H 2O (5) Theo (1) (2) ta có: n NaOH n KOH 2n H2 2.0,15 0,3 mol 1 Theo (3) (4) ta có: n Cu(OH)2 (n NaOH n KOH ) 0,3 0,15 mol 2 Theo (5) ta có: n CuO n Cu(OH)2 0,15 mol → mC = mCuO = 0,15.80 = 12 gam Chọn D Ví dụ 2: m gam Fe phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch CuSO4 1M Giá trị m A 5,6 B 11,2 C 16,8 D 22,4 Lời giải chi tiết n CuSO4 0,2.1 0,2 mol Phương trình hóa học: Fe CuSO4 FeSO4 Cu Theo phương trình: n Fe n CuSO4 0,2 mol → m = mFe = 0,2.56 = 11,2 gam Chọn B C Bài tập tự luyện Câu 1: Cho 4,017 gam kim loại kiềm X hòa tan vào nước dư dung dịch Y Trung hòa dung dịch Y cần vừa đủ 0,103 mol HCl Kim loại X A Na B Li C Rb D K Câu 2: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A, B nằm nhóm IA Lấy 6,2 gam X hịa tan hồn tồn vào nước thu 2,24 lít hiđro (đktc) A, B A Li, Na B Na, K C K, Rb D Rb, Cs Câu 3: Cho 3,6 gam hỗn hợp X gồm K kim loại kiềm M tác dụng vừa hết với nước, thu 2,24 lít khí H2 0,5 atm 00C Biết số mol kim loại M hỗn hợp lớn 10% tổng số mol hai kim loại M kim loại A K B Na C Li D Rb Câu 4: Hịa tan hồn tồn 8,5 gam hỗn hợp X gồm Na K vào nước, thu dung dịch Y V lít khí H2 (đktc) Trung hịa Y H2SO4, sau cạn dung dịch, thu 22,9 gam muối Giá trị V A 6,72 B 4,48 C 3,36 D 2,24 Câu 5: Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm ba kim loại kiềm vào nước, thu 4,48 lít khí H2 (đktc) Nếu cho lượng X tác dụng với O2 dư thu ba oxit thấy khối lượng chất rắn tăng m gam Giá trị m A 3,2 B 1,6 C 4,8 D 6,4 Câu 6: Cho 1,5 gam hỗn hợp Na kim loại kiềm A tác dụng với H2O thu 1,12 lít H2 (đktc) A A Li B Na C K D Rb Câu 7: Cho 4,9 gam kim loại kiềm M vào cốc nước Sau thời gian lượng khí vượt q 7,5 lít (đktc) Kim loại kiềm M A Li B Na C K D Rb Câu 8: Cho 1,08 gam kim loại M (hóa trị II khơng đổi) tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ, sau phản ứng thu 5,4 gam muối sunfat trung hòa Kim loại M A Fe B Mg C Zn D Ca Câu 9: Cho gam hỗn hợp X gồm Ag Al vào dung dịch HCl dư Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 3,36 lít khí H2 (đktc) Phần trăm khối lượng Al X A 54,0% B 49,6% C 27,0% D 48,6% Câu 10: Hịa tan hồn tồn 2,17 gam hỗn hợp ba kim loại A, B, C dung dịch HCl dư thu 2,24 lít khí H2 (đktc) m gam muối Giá trị m A 9,27 B 5,72 C 6,85 D 6,48 Câu 11: Hịa tan hồn toàn 15,4 gam hỗn hợp X gồm Zn Mg dung dịch HCl dư, thu 6,72 lít khí H2 (đktc) Thể tích O2 (đktc) cần để phản ứng hoàn toàn với hỗn hợp X A 4,48 lít B 3,92 lít C 2,08 lít D 3,36 lít Câu 12: Hịa tan hồn tồn 6,5 gam Zn dung dịch H2SO4 lỗng, thu V lít khí H2 (đktc) Giá trị V A 4,48 B 2,24 C 3,36 D 1,12 Câu 13: Cho hỗn hợp gồm 2,7 gam Al 11,2 gam Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu V lít H2 (Ở đktc) Giá trị V A 7,84 B 8,96 C 6,72 D 10,08 Câu 14: Cho 10,0 gam bột Fe Cu phản ứng với dung dịch HCl loãng (dư), đến phản ứng xảy hồn tồn thu 3,36 lít khí H2 (đktc) Khối lượng Cu 10,0 gam hỗn hợp A 2,8 gam B 5,6 gam C 8,4 gam D 1,6 gam Câu 15: Ngâm đinh sắt 100 ml dung dịch CuSO4 aM Sau phản ứng kết thúc, lấy đinh sắt khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,6 gam Giá trị a A 2,0 B 0,2 C 1,0 D 0,1 Câu 16: Cho 2,8 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch gồm AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,5M Khi phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn X Giá trị m A 4,48 B 3,28 C 4,72 D 4,08 Câu 17: Một hỗn hợp X gồm 6,5 gam Zn 4,8 gam Mg cho vào 200 ml dung dịch Y gồm Cu(NO3)2 0,5M AgNO3 0,3M thu m gam chất rắn Z Giá trị m A 23,61 B 12,16 C 20,16 D 21,06 Câu 18: Ngâm Zn vào cốc thủy tinh chứa 50 ml dung dịch Cu(NO3)2 0,5M đến dung dịch cốc hẳn màu xanh, khối lượng Zn sau phản ứng A tăng 0,025 gam so với ban đầu B giảm 0,025 gam so với ban đầu C giảm 0,1625 gam so với ban đầu D tăng 0,16 gam so với ban đầu Câu 19: Nhúng nhôm nặng 45 gam vào 400 ml dung dịch CuSO4 0,5M Sau thời gian lấy nhôm cân nặng 46,38 gam Khối lượng Cu thoát A 0,64 gam B 1,28 gam C 1,92 gam D 2,56 gam Câu 20: Ngâm đinh sắt 200 ml dung dịch CuSO4 xM Sau phản ứng hoàn toàn, lấy đinh sắt khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 3,2 gam Giả sử tất lượng Cu sinh bám hết vào đinh sắt Giá trị x A 1,0 B 1,5 C 2,0 D 0,5 ĐÁP ÁN Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu 10 D B B C A A A B A A Câu 11 Câu 12 Câu 13 Câu 14 Câu 15 Câu 16 Câu 17 Câu 18 Câu 19 Câu 20 D B A D A C D B C C ... thứ tự phản ứng (nếu nhiều kim loại, nhiều muối phản ứng) tính theo phương trình hóa học + Kim loại mạnh (Kim loại kiềm, Ca, Ba): Ban đầu kim loại tác dụng với nước Kim loại + H2O → kiềm + H2 Sau... giải Viết phương trình hóa học tính theo phương trình hóa học Kim loại + HCl/H2SO4 lỗng → muối + H2 Chú ý: Chỉ kim loại đứng trước H dãy điện hóa phản ứng với HCl, H2SO4 lỗng Ngồi áp dụng định luật... 2Ag khử yếu B Các dạng Dạng 1: Kim loại tác dụng với nước 1.Phương pháp giải –Lưu ý: a Kim loại mạnh : nhóm IA IIA (trừ Be không khử nước, Mg khử chậm) Các kim loại lại khử mạnh nước nhiệt độ