Đề tài: Phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với axit

LỜI MỞ ĐẦU Lĩnh vực hóa học ngành nghiên cứu tính chất ngun tố hóa học ứng dụng đời sống xã hội Nhà bác học Mendelep nghiên cứu đưa hệ thống bảng tuần hồn hóa học Trong bảng tuần hồn thường nghiên cứu hai ngun tố kim loại phi kim Và tiểu luận hôm liên quan đến nguyên tố kim loại Cụ thể đề tài kim loại tác dụng với axít Như biết tất kim loại tác dụng với axít ngược lại Do làm toán kim loại tác dụng với axít phải tn theo dãy hoạt động hóa học tính chất axít Cụ thể axít mạnh HCl, H2SO4 Một số a xít yếu H2CO3, HNO3…hay tùy vào trạng thái axít mà xảy phản ứng hóa học khác nhau, tạo sảnphẩm khác Như nhóm tác dụng với HNO3 trạng thái lỏng tác dụng với HNO3 đặc nóng Fe + H2SO4 (lỏng) tạo muối H2 Fe + H2SO4 (đặc, nóng) tạo muối khí SO2 H2O Đó số vấn đề mà tối trình bày tiểu luận Sau tơi trình bày số dạng tập phương pháp giải để bạn hiểu rõ Đây lần làm tiểu luận hóa học Nếu có sai sót mong thầy bạn góp ý để tiểu luận dược hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC I LỜI MỞ ĐẦU II HỆ THỐNG BÀI TẬP III.PHƯƠNG PHÁP GIẢI IV BÀI GIẢI……………………………………………… ………… …… ………… V KẾT LUẬN ………………………………………………………………………………… VI.TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… III HỆ THỐNG BÀI TẬP A MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT Câu 1: Ngâm kim loại 50 (g) vào HCl Khí thu sau phản ứng 3,36 ml H2 (đktc) khối lượng kim loại giảm 1,68 Kim loại là? Câu 2: Hịa tan 1,92 (g) kim loại R 1,5 lít dung dịch HNO3 0,15M thu 0,448 lít khí NO (đktc) dung dịch A Tìm kim loại R Câu 3: Hòa tan 1,35 g kim loại M dung dịch HNO3 lỗng dư, thu 22,4 lít khí NO NO2 (đktc) có tỉ khối so với H2 21 Tìm kim loại M Câu 4: Cho 3,.024 g kim loại M tan hết dung dịch HNO3 (l) thu khí NxOy (sản phẩm khử đktc) Có tỉ khối với H2 22 Khí NxOy kim loại M là? Câu 5: Cho 9,6(g) kim loại M vào 400ml dung dịch HCl Khi phản ứng kết thúc thu 5,376 lít H2 (đktc) Kim loại M ? B HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT Câu 1: Hịa tan hồn tồn g hỗn hợp X gồm Fe kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch HCl dư thu 3,36 l khí H2 (ở đktc) Nếu hịa tan (g) M dùng khơng đến 0,09 (mol) HCl dung dịch kim loại M? Câu 2: Hòa tan hỗn hợp gồm Fe Zn 500 ml dung dịch HCl 0,4M thu dung dịch A 1,972 lít khí H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 10,52 g muối khan Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp Câu 3: Hòa tan (g) hỗn hợp gồm Cu Fe dung dịch HNO3 1M (vừa đủ) thu 0,7 lít N2O (đktc) Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp Câu 4: Cho 11 g hỗn hợp kim loại Al, Fe tác dụng HNO3 dư tạo 6,72 (l) khí NO (đktc) Tìm khối lượng hỗn hợp kim loại Câu 5: Cho 0,015 mol Fe ; 0,04 mol HNO3 Phản ứng xảy hồn tồn thu khí NO X Cô cạn X thu g muối Câu 6: Cho 3,68 g hỗn hợp Al Zn tác dụng với lượng dư dung dịch H2S04 10% thu 2,24 lít H2 (đktc) Khối lượng dung dịch sau phản ứng? Câu 7: Thể tích dung dịch HNO3 1M lỗng cần dùng để hịa tan hồn toàn 18 g hỗn hợp Fe, Cu theo tỷ lệ mol 1:1 (biết phản ứng tạo chất khí NO) Câu 8: Hỗn hợp X gồm kim loại Mg Zn có khối lượng 46,2g Chia X thành phần, phần có khối lượng gấp đôi phần - Cho phần tác dụng với 200ml dung dịch H2SO4 1M thu V lít khí H2 - Cho phần tác dụng với 800ml dung dịch H2SO4 1M thu 13,44 lít khí H2 Tìm V? Câu 9: Hỗn hợp X gồm Mg kim loại M Hịa tan hồn tồn 8g hỗn hợp X cần vừa đủ 200 g dung dịch HCl 7,3% Mặt khác cho g hỗn hợp X tác dụng với Cl2 cần dùng 5,6 lít (đktc) tạo hai muối Clorua Kim loại M % theo khối lượng hỗn hợp Câu 10: Hịa tan 12 g Fe Cu tác dụng HNO3 dư thu 6,72 (l) hỗn hợp khí B gồm (NO2, NO) có khối lượng 12,2 g Tính khối lượng muối sinh C MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT Câu 1: Khi hịa tan 3,6 g kim loại N thuộc phân nhóm chính, dung dịch HCl HNO3, thấy lượng muối Nitrat muốn clorua thu 7,95 (g) Tìm kim loại N, biết N tác dụng với HNO3 sinh khí NO2 Câu 2: Hòa tan 0,1 mol Cu tác dụng 120 ml dung dịch X gồm (HNO3 1M, H2SO4 5M) Sau phản ứng liên tục thu V (lít) khí NO Tính V? Câu 3: Hòa tan 9,6 g Cu vào 180 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 1M H2SO4 0,5M Kết thúc phản ứng thu V lít (đktc) khí khơng màu hóa nâu ngồi khơng khí Giá trị V là? Câu 4: Cho bột sắt tác dụng với 100ml dung dịch gồm hai axít HCl 1M H2SO4 0,5M Tinh khối lượng Fe phản ứng V lít khí D HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT Câu 1: Cho 10 g hỗn hợp A gồm Fe Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 (l) vừa đủ Sau phản ứng, người ta thu dung dịch, chất rắn khơng tan V lít khí H2 Cũng lượng hỗn hợp đó, cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu 7,728 lít khí SO2 (các thể tích khí đktc) Tính khối lượng kim loại hỗn hợp Câu 2: Cho 13.6 g hỗn hợp Mg, Fe tác dụng với 200ml dung dịch gồmHCl 2M H2SO4 2M Sau phản ứng thu 6,72 lít H2 (duy nhất) bay (đktc) Chất cịn dư? Tính khối lượng Mg Fe hỗn hợp Câu 3: Hòa tan 7,74 (g) hỗn hợp Mg Al vào 500ml dung dịch HCl M vafff H2SO4 0,28M Thu dung dịch X 8,763 lít H Timhs khối lượng muối tạo thành ? E HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT Câu 1: Cho 1,68 g A gồm Fe, Cu, Mg tác dụng H2SO4 (đ, n) tạo hỗn hợp T 1,008 (l) khí SO2 Tính khối lượng thu muối T số mol H2SO4 phản ứng Câu 2: Cho kim loại Al, Fe, Cu tác dụng lít dung dịch HNO3 Sau phản ứng thu 1,792 (l) khí X gồm (N2, NO) có tỷ khối Heli 9,25 Tính CM HNO3 dung dịch ban đầu? II MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI  Xác định tên kim loại kim loại tác dụng với axít - Có thể tính khối lượng mol nguyên tử kim loại M theo cách sau: Từ khối lượng (m) số mol (n) kim loại ⇒M= m n , Từ Mhợp chất → Mkim loại - Theo công thức Faraday ⇒M= Từ m n F I t (n số e trao đổi điện cực) a< m< b α 0,4 mol a 0,2 M tác dụng với axít => M có tác dụng với nước tạo H2 M , 08 mol a + aH 2O M(OH) a 0,08 0,4 ,08 Tổng số mol kim loại M : nM= a + a = 9,6 a M = , 48 =20a => a=1 =>M =40(Ca) + a H 2 0,04 , 48 mol a Vậy M Ca B HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT Câu 1: Hịa tan hồn tồn g hỗn hợp X gồm Fe kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch HCl dư thu 3,36 l khí H2 (ở đktc) Nếu hịa tan (g) M dùng khơng đến 0,09 (mol) HCl dung dịch kim loại M? Giải nH = 0,15 (mol) nX = nH − = 0,15 (mol) → M =40 Để hịa tan g M dùng khơng đến 0,09 (mol) HCl n Nghiệm thảo mãn: m = n = ⇒x = y = 0,1 (mol) 5,6 100=70 % Kim loại Fe %M = Từ (1) ⇒ M = 56 → Câu 10: Hòa tan 12 g Fe Cu tác dụng HNO3 dư thu 6,72 (l) hỗn hợp khí B gồm (NO2, NO) có khối lượng 12,2 g Tính khối lượng muối sinh Giải Gọi x, y số mol NO, NO2 Ta có hệ phương trình: − 4H+ + NO + 3e 0,3 → { 30x+46 y=12,2¿¿¿¿ NO + 2H2O ← 0,1 − 2H+ + NO + 1e → NO2 + H2O 0,2 ← 0,2 ∑ nNO − = 0,3 + 0,2 = 0,5 (mol) − Vậy mmuối = mKL + m NO = 12 + 0.5.62 = 43 (g) C MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT Câu 1: Khi hòa tan 3,6 g kim loại N thuộc phân nhóm chính, dung dịch HCl HNO3, thấy lượng muối Nitrat muốn clorua thu 7,95 (g) Tìm kim loại N, biết N tác dụng với HNO3 sinh khí NO2 Giải: Kim loại N thuộc phân nhóm nên có hóa trị x N + xHCl → N + 2x HNO3 → NClx + x H 2 N(HNO3)x + x.NO2 + x.H2O Từ phương trình: 3,6 [ ( N +62 x )− ( N +35 ,5 x ) ] =7 , 95 N ⇔ MN =12x với x = N = 24 Vậy kim loại N Mg Câu 2: Hòa tan 0,1 mol Cu tác dụng 120 ml dung dịch X gồm (HNO3 1M, H2SO4 5M) Sau phản ứng liên tục thu V (lít) khí NO Tính V? Giải nH nH+ = +2 SO = 0,12 + 2,06 = 0,24 (mol) − n NO = 0,12 (mol) − Phương trình Ion: 3Cu + 8H+ + NO → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,24 (mol) 0,06 (mol) Theo phương trình thì: nNO = 0,06 (mol) → V = 0,06.22,4 = 1,344 (l) Câu 3: Hòa tan 9,6 g Cu vào 180 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 1M H2SO4 0,5M Kết thúc phản ứng thu V lít (đktc) khí khơng màu hóa nâu ngồi khơng khí Giá trị V là? Giải Khí khơng màu, hóa nâu khơng khí NO nCu = 0,15 (mol) − n NO = 0,18 (mol) ∑ nH =0 ,36 (mol) + − 3Cu + 8H+ + NO → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,36 (mol) 0,09 mol → VNO = 0,09.22,4 = 2,016 l ,36 , 15 , 18 < < (Do → H+ phản ứng Cu dư) D HAI KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HAI AXÍT Câu 1: Cho 10 g hỗn hợp A gồm Fe Cu tác dụng với dung dịch H2SO4 (l) vừa đủ Sau phản ứng, người ta thu dung dịch, chất rắn khơng tan V lít khí H2 Cũng lượng hỗn hợp đó, cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu 7,728 lít khí SO2 (các thể tích khí đktc) Tính khối lượng kim loại hỗn hợp Giải n SO Fe = 0,345 (mol) + H2SO4 (l) → FeSO4 H + x Fe ↑ + H2SO4 (đ,n) → Fe2SO4 + 3SO2 + 6H2O x 1,5x Cu + 2H2SO4(đ,n) → CuSO4 + SO2 +2H2O y y Gọi x, y số mol Fe Cu hỗn hợp A Ta có: { 56 x+64 y=10,68 ¿¿¿¿ mFe = 0,15.56 = 8,4 (g) mCu = 0,12.64 = 7,68g Ta có: nFe = nH = 0,15 (mol) → VH = 0,15.22,4 = 3,36 (l) Câu 2: Cho 13.6 g hỗn hợp Mg, Fe tác dụng với 200ml dung dịch gồm HCl 2M H2SO4 2M Sau phản ứng thu 6,72 lít H2 (duy nhất) bay (đktc) Chất cịn dư? Tính khối lượng Mg Fe hỗn hợp Giải nHCl = nH SO = 0.2.2 = 0,4 (mol) Nhận thấy nH2 = nHCl + nH2SO4 n H = 0,4+0,4=0,6(mol ) Giả sử a xít phản ứng hết ⇒ 2 Giả sử a xít cịn dư, kim loại phản ứng hết Nhận thấy: nMg = nH nFe = , 72 =0,3( mol) ⇒ nMg + nFe = 22 , nH (1) Mặt khác 24nMg + 56nFe = 13,6 (2) Từ (1) (2) ⇒ {nMg=0,1(mol)⇒mMg=2,4(g)¿ ¿¿¿ Câu 3: Hòa tan 7,74 (g) hỗn hợp Mg Al vào 500ml dung dịch HCl M H2SO4 0,28M Thu dung dịch X 8,763 lít H2 Tính khối lượng muối tạo thành ? Giải: Ta có : nH nHCl= 1.0,5 = 0,5 mol ; SO 4=0 ,28 0,5=0 ,14 mol n H =0 , 39 mol Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: mhỗn hợp kim loại +mhỗn hợp a xít = mmuối + mH mH mmuối = mhỗn hợp kim loại +mhỗn hợp a xít = 7,74 + 2 (0,5.36,5 + 0,14.98 ) – 0,39.2 = 38,93 (g) E HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXÍT Câu 1: Cho 1,68 g A gồm Fe, Cu, Mg tác dụng H2SO4 (đ, n) tạo hỗn hợp T 1,008 (l) khí SO2 Tính khối lượng thu muối T số mol H2SO4 phản ứng Giải 4H+ + SO4 → SO2 +2H2O 0,18 ← 0,045 2H+ → H2 0,18→ 0,09 nH = nH SO = 0,09 (mol) Vậy mT = 1,38 + 0,09(2 + 32 + 16.4) – 0,045(32 + 16.2) – 0,09.18 = 6(g) Câu 2: Cho kim loại Al, Fe, Cu tác dụng lít dung dịch HNO3 Sau phản ứng thu 1,792 (l) khí X gồm (N2, NO) có tỷ khối Heli 9,25 Tính CM HNO3 dung dịch ban đầu? Giải dX/He = 9,25→ MX = 37 nX = 0,08 NO2 46 37 N2 28 Gọi x, y số mol NO2, N2 { x= y ¿ ¿ ¿ ¿ Ta có hệ phương trình : ∑ nNO = 0,04.12 + 0.04.2 = 0,56 (mol) − CM = ∑ nNO V HNO − = ,56 =0 , 28 M KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu đề tài hệ thống tạp giải kim loại tác dụng với a xít tơi hồn thành Mục đích việc nghiên cứu trang bị kiến thức cần thiết cho học sinh – sinh viên vốn kiến thức sở kiến thức rèn luyện tư duy, sáng tạo Vì kiến thức nguyên liệu tư Việc học khơng có mục đích kế thừa kiến thức người biết mà cịn mục đích rèn luyện trí thơng minh, nhanh nhẹn sáng tạo Để học tốt môn hóa học cần phải có nhiều yếu tố hệ thống kiến thức vững vàng, sâu sắc, có trình độ tư hóa học phát triển, có lực phân tích, tổng hợp so sánh, khái qt…có kỹ thực hành vận dụng sáng tạo kiến thức hóa học để giải vấn đề học tập Một tốn hóa học có nhiều cách giải khác Mỗi cách phương pháp tổ hợp nhiều phương pháp khác để tìm phương pháp giải hay nhất, nhanh gọn cho tốn Thơng qua khuyến khích tìm tịi sáng tạo cho học sinh – sin viên, tạo hứng thú mơn hóa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Giới thiệu Đề thi tuyển sinh Đại học Cao đẳng mơn Hóa học (Từ năm 2002 – 2005) – Đặng Văn Thanh) Tuyển tập tập hóa học Trung học phổ thơng – Phan Văn Hoan