Dạng III Bài tập kim loại tác dụng với axit hóa học 9 I Lý thuyết và phương pháp giải Dãy hoạt động hóa học của một số kim loại K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au Các kim loại đứng trước (H) t[.]
Dạng III Bài tập kim loại tác dụng với axit hóa học I Lý thuyết phương pháp giải - Dãy hoạt động hóa học số kim loại: K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au Các kim loại đứng trước (H) dãy hoạt động hóa học kim loại tác dụng với dung dịch axit (như H2SO4 loãng, HCl …) tạo thành muối giải phóng H2 Ví dụ: Mg + H2SO4 loãng → MgSO4 + H2 ↑ 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑ Chú ý: - Các kim loại có nhiều hóa trị tác dụng với axit HCl; H2SO4 loãng… thu muối kim loại mức hóa trị thấp Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑ - Nếu kim loại tan nước (như Na, K…) tác dụng với dung dịch axit (HCl; H2SO4 loãng …) giải phóng H2, cần lưu ý: +) Nếu dung dịch axit dư có phản ứng kim loại + axit +) Nếu kim loại dùng dư, xét phản ứng theo thứ tự: 1) Kim loại + axit 2) Kim loại + nước dung dịch - Kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc tạo thành muối sunfat khơng giải phóng H2 Ví dụ: t Cu + 2H2SO4 đặc ⎯⎯ → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O o t 2Fe + 6H2SO4 đặc ⎯⎯ → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O - Phương pháp giải Để giải tập kim loại tác dụng với axit thông thường áp dụng tính tốn theo phương trình hóa học: + Bước 1: Xử lí số liệu đề cho viết phương trình phản ứng hóa học + Bước 2: Đặt ẩn, lập hệ phương trình (nếu cần) + Bước 3: Giải hệ phương trình (nếu có) tính tốn theo u cầu đề Ngồi ra, phối hợp phương pháp bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, bảo tồn ngun tố … II Ví dụ minh họa o Ví dụ 1: Hịa tan a gam bột sắt cần vừa đủ 600ml dung dịch H2SO4 thu 10,08 lit khí H2(đktc) dung dịch A 1, Tính a? 2, Tính nồng độ mol dung dịch axit dùng? Hướng dẫn giải: 10,08 Ta có: n H = = 0,45mol 22,4 Phương trình phản ứng hóa học: Fe + H 2SO → FeSO + H 0,45 0,45 0,45mol a/ mFe = a = 0,45.56 = 25,2g 0,45 b/ CMdd(H2SO4 ) = = 0,75M 0,6 Ví dụ 2: Hịa tan 7g hỗn hợp kim loại Al, Fe, Cu dung dịch H2SO4 loãng dư Sau kết thúc phản ứng, thấy bình phản ứng cịn 1,5g chất rắn thu 4,48 lit H2 (đktc) Tính % khối lượng kim loại ? Hướng dẫn giải: Ta có: n H = 0,2 mol 1,5g chất rắn lại bình khối lượng Cu Cu khơng phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng 1,5 100 = 21,43% %mCu = mFe Al = mhh – mCu = -1,5 = 5,5g Đặt: nAl = x mol nFe = y mol Ta có phương trình khối lượng: 27x + 56y = 5,5 (1) Phương trình phản ứng hóa học: 2Al + 3H 2SO → Al (SO )3 + 3H x x Fe + H 2SO → FeSO + H y y mol x + y = 0,2 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình: Ta có: n H = mol 27x + 56y = 5,5 x = 0,1 3 y = 0,05 x + y = 0,2 0,1.27 100 %= 38,57% %mAl = %mFe = 100% – 38,57% – 21,43% = 40% Ví dụ 3: Cho 6,8 gam hỗn hợp X gồm Mg Fe vào 150 ml dung dịch H2SO4 lỗng a (M) thu 3,36 lít khí bay (đktc) dung dịch A a Tính % khối lượng kim loại X khối lượng muối có dung dịch tạo thành sau phản ứng a ? b Nếu cho hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với H2SO4 đặc nóng thu dung dịch A V lít khí SO2 (đktc) Tính giá trị V khối lượng H2SO4 tham gia phản ứng? Hướng dẫn giải: Đặt: nMg = x mol nFe = y mol Phương trình phản ứng hóa học: Mg + H 2SO 4( lỗng ) → MgSO4 + H x x x x Fe + H 2SO ( loãng ) → FeSO + H y Ta có: y y y mhhX = 24x + 56y = 6,8g (1) n H = x + y = 0,15 (2) Từ (1) (2) x = 0,05; y = 0,1 0,05.24 100 %= 17,65% a %mMg = 6,8 %mFe = 100% – 17,65% = 82,35% mmuối = m MgSO4 + m FeSO4 = 0,05.120 + 0,1.152 = 21,2g n H 2SO4 = x + y = 0,15 mol CM(H2SO4 ) = 0,15 : 0,15 = 1M b Phương trình phản ứng hóa học: t Mg + 2H 2SO4đ ⎯⎯ → MgSO + SO + 2H 2O o 0,05 → 0,1 → 0,05 mol t 2Fe + 6H 2SO4đ ⎯⎯ → Fe (SO )3 + 3SO + 6H 2O o 0,1 → 0,3 → 0,15 mol n SO2 = 0,05 + 0,15 = 0,2 mol V = 0,2.22,4 = 4,48 lít m H 2SO = (0,1 + 0,3).98 = 39,2g III Bài tập tự luyện Bài 1: Cho 0,1 mol kim loại kẽm vào dung dịch HCl dư Khối lượng muối có dung dịch thu sau phản ứng là: A 13,6 g B 1,36 g C 20,4 g D 27,2 g Bài 2: Cho 4,8 gam kim loại magie tác dụng vừa đủ với dung dịch axit sunfuric lỗng Thể tích khí hiđro thu đktc là: A 44,8 lít B 4,48 lít C 2,24 lít D 22,4 lít Bài 3: Hoà tan 12,1 g hỗn hợp bột kim loại Zn Fe cần 400ml dung dịch HCl 1M Khối lượng hỗn hợp muối thu sau phản ứng là: A 26,3 g B 40,5 g C 19,2 g D 22,8 g Bài 4: Cho 10,5 gam hỗn hợp hai kim loại Zn, Cu vào dung dịch H2SO4 loãng dư, người ta thu 2,24 lít khí (đktc) Thành phần phần trăm theo khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu là: A 61,9% 38,1% B 63% 37% C 61% 39% D 65% 35% Bài 5: Hồ tan hết 3,6 g kim loại hố trị II dung dịch H2SO4 lỗng 3,36 lít H2 (đktc) Kim loại là: A Zn B Mg C Fe D Ca Bài 6: Cho g hỗn hợp Fe Mg tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl dư sinh 4,48 lít khí H2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng Fe Mg là: A 70% 30% B 60% 40% C.50% 50% D 80% 20% Bài 7: Hoà tan hoàn toàn m gam bột Cu dung dịch HNO3 dung dịch Y 4,48 lít khí NO (đktc) Tính m? A 12,8g B 19,2g C 9,6g D 25,6g Bài 8: Cho 10,38 gam hỗn hợp gồm Fe, Al Ag chia làm phần nhau: - Phần 1: Tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng dư thu 2,352 lít khí (đktc) - Phần 2: Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu 2,912 lít khí SO2 (đktc) Khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu là: A 1,12g; 5,4g 1,08g B 3,24g; 1,35g 0,6g C 1,68g; 1,35g 2,16g D 2,8g; 0,54g 1,8g Bài 9: Cho m gam hỗn hợp Zn, Fe tác dụng với vừa đủ với 73g dung dịch HCl 10% Cô cạn dung dịch thu 13,15 gam muối Giá trị m A 7,05 B 5,3 C 4,3 D 6,05 Bài 10: Cho 5,4 gam kim loại R tan hồn tồn H2SO4 đặc nóng, phản ứng kết thúc thu dung dịch muối X 6,72 lít SO2 sản phẩm khử (đktc) Tìm kim loại R? A Fe B Zn C Cu D Al Đáp án tham khảo: 1A 2B 3A 4A 5B 6A 7B 8C 9D 10D ... mol kim loại kẽm vào dung dịch HCl dư Khối lượng muối có dung dịch thu sau phản ứng là: A 13,6 g B 1,36 g C 20,4 g D 27,2 g Bài 2: Cho 4,8 gam kim loại magie tác dụng vừa đủ với dung dịch axit. .. 6,8 gam hỗn hợp X gồm Mg Fe vào 150 ml dung dịch H2SO4 loãng a (M) thu 3,36 lít khí bay (đktc) dung dịch A a Tính % khối lượng kim loại X khối lượng muối có dung dịch tạo thành sau phản ứng a ?...Ví dụ 1: Hịa tan a gam bột sắt cần vừa đủ 600ml dung dịch H2SO4 thu 10,08 lit khí H2(đktc) dung dịch A 1, Tính a? 2, Tính nồng độ mol dung dịch axit dùng? Hướng dẫn giải: 10,08 Ta có: n H = =