Chuyên đề 11 đề

CHUYÊN ĐỀ - TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI I – KIẾN THỨC CẦN NHỚ Cơ sở lý thuyết a) Phản ứng kim loại với dung dịch muối K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au Giảm dần mức độ hoạt động hóa học kim loại - Kim loại (không phản ứng với nước nhiệt độ thường) đẩy kim loại yếu (đứng sau dãy HĐHH kim loại) khỏi dung dịch muối Ví dụ: Fe + CuCl2 → FeCl2 + Cu  - Các kim loại tan nước (K, Na, Ca, ) tác dụng gián tiếp với muối dung dịch chúng tác dụng với nước Ví dụ: Cho Na vào dung dịch CuSO4 phản ứng xảy sau: Na + H 2O → NaOH + H  NaOH + CuSO4 → Cu (OH )2  + Na2 SO4 b) Thứ tự phản ứng: - Khi cho nhiều kim loại vào dung dịch chứa nhiều muối sản phẩm chất dư nằm hỗn hợp, phản ứng xảy phức tạp Để đơn giản việc giải toán, phản ứng hồn tồn ta thực theo ngun tắc: phản ứng có khoảng cách kim loại đẩy xa (theo dãy hoạt động hóa học kim loại) xảy trước, phản ứng xong xảy phản ứng Ví dụ: Cho hỗn hợp (Fe, Mg) vào dung dịch AgNO3 thứ tự phản ứng là: Mg + AgNO3 → Mg ( NO3 )2 + Ag  Fe + AgNO3 → Fe( NO3 )2 + Ag  Fe( NO3 )2 + AgNO3 → Fe( NO3 )3 + Ag  (Nếu AgNO3 có dư) c) Bản chất độ tăng (giảm) khối lượng kim loại - Bản chất độ tăng giảm khối lượng kim loại (∆m) chênh lệch khối luợng kim loại phản ứng (kim loại mòn) kim loại sinh (kim loại bám) +) Độ tăng khối lượng kim loại: ∆m(tăng) = m kim loại bám – m kim loại mòn = m KL lấy – m KL ngâm vào +) Độ giảm khối lượng kim loại: ∆m(giảm) = m kim loại mòn – m kim loại bám = m KL ngâm vào – m KL lấy +) Nếu khối lượng kim loại tăng (giảm) a% mKL (bđ ) = m 100% a% - Nếu khối lượng kim loại tăng (hoặc giảm) gam khối lượng muối dung dịch muối giảm (hoặc tăng) nhiêu gam d) Một số ý quan trọng: - Khi cho kim loại từ Fe đến Cu (theo dãy HĐHH) vào dung dịch muối Fe(III), phản ứng hồn tồn Fe(III) bị đẩy Fe(II) Ví dụ: Fe+ FeCl3 → 3FeCl2 Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2 - Khi cho kim loại từ Mg đến trước Fe (theo dãy HĐHH) vào dung dịch muối Fe(III) đến phản ứng hồn tồn ngun tố Fe chuyển dần từ muối Fe(III) → muối Fe(II) → kim loại Fe Ví dụ: Mg + FeCl3 → MgCl2 + FeCl2 Mg (du ) + FeCl2 → MgCl2 + Fe Trang - Theo nguyên tắc kim loại mạnh “cướp” gốc axit muối kim loại yếu hơn, nên muối sau phản úng phải ưu tiên có mặt muối kim loại mạnh hơn, kim loại sau phản ứng phải ưu tiên có mặt kim loại yếu Ví dụ: Cho (Al,Mg) + dung dịch [AgNO3, Cu(NO3)2 ] + Nếu sau phản ứng có kim loại → kim loại Ag, Cu, Al + Nếu sau phản ứng có muối → muối Mg(NO3)2, Al(NO3)3 - Để dự đoán lượng chất lấy vào phản ứng dư hay thiếu ta thường áp dụng số phép so sánh sau đây: + So sánh tổng số mol hóa trị đơn chất kim loại với tổng số mol hóa trị gốc axit muối (hoặc kim loại muối) (theo quy tắc hóa trị) + So sánh khối lượng kim loại muối ban đầu với khối lượng chất rắn thu sau phản ứng (hoặc với khối lượng sản phẩm phản ứng phụ) 2-Phân dạng ví dụ minh họa 2.1-Dạng 1: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối a) Phương pháp giải toán: Thường áp dụng phương pháp đại số tăng giảm khối lượng PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ - Đặt x số mol phần kim loại phản ứng PHƯƠNG PHÁP SUY LUẬN TĂNG GIẢM - Xác định ∆m theo PTHH (theo hệ số cân bằng) - Viết PTHH, tính theo PTHH với ẩn x đặt - Xác định ∆m theo đề - Lập phương trình tốn biểu diễn độ tăng giảm khối - Áp dụng công thức: lượng m(theo đe) - nA =  he so cua A - Giải pt tìm số mol x kết luận m(theoPTHH ) - Tính tốn theo u cầu đề b) Ví dụ minh họa Ví dụ Để phủ lớp bạc lên vật đồng có khối lượng 8,48 gam, người ta ngâm vật vào dung dịch AgNO3 Sau thời gian lấy vật khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô, đem cân 10 gam Viết phương trình phản ứng xảy tính khối lượng bạc phủ lên bề mặt vật Phân tích Đây dạng hài lập đơn giản dạng kim loại phản ứng với dung dịch chứa muối Để giải toán học sinh cần hiểu số nội dung sau: - Cu hoạt động hóa học mạnh Ag nên đẩy Ag khỏi dung dịch AgNO3 - Phản ứng xảy bề mặt vật nên Ag sinh bám vật đồng - Khối lượng kim loại tăng lên khối lượng kim loại sinh (bám vào vật) lớn khối lượng kim loại phản ứng: m Ag(sinh ra) – m Cu(phản ứng) = 1,52 gam Hướng dẫn * Cách 1: Phương pháp đại số Cu + AgNO3 → Cu ( NO3 )2 + Ag  x mol 2x mol Theo đề ta có: 8, 48 − x.64 + x.108 = 10 → x = 0, 01 mol Vậy khối lượng Ag phủ vật là: mAg ( sinh ) = 0, 01.2.108 = 2,16 gam * Cách 2: Phương pháp tăng giảm khối lượng Cu + AgNO3 → Cu ( NO3 )2 + Ag  Theo phản ứng: mol Cu → mol Ag => tăng m = 216 − 54 = 152 gam Trang Theo đề: m = 10 − 8, 48 = 1,52 gam  nAg = 1,52 = 0, 02 mol  mAg ( sinh ) = 0, 01.2.108 = 2,16 (gam) 152 Ví dụ Một kim loại M hố trị II nhúng vào 200ml dung dịch FeSO4 thấy khối lượng tăng lên 3,2 gam Nếu nhúng kim loại M vào 400ml dung dịch CuSO4 khối lượng tăng lên 8,0 gam Biết phản ứng nói hồn tồn sau phản ứng dư kim loại M Hai dung dịch FeSO4 CuSO4 có nồng độ mol ban đầu Tính nồng độ mol dung dịch xác định kim loại M Phân tích Kim loại M dư nên → FeSO4 CuSO4 phản ứng hết Hai dung dịch CuSO4 FeSO4 có nồng độ mol → tỷ lệ số mol tỷ lệ thể tích → số mol CuSO4 gấp lần so mol FeSO4 Hướng dẫn * Cách 1: Phương pháp đại số Gọi nồng độ chất dung dịch x (mol/l) → nFeSO4 = 0, x mol; nCuSO4 = 0, x M + FeSO4 → MSO4 + Fe  0,2x 0,2x (mol) M + CuSO4 → MSO4 + Cu  0,4x 0,4x (mol) 0, 2.x.56 − 0, 2.x.M = 3,  x = 0,5 → → M = 24 => Vậy kim loại M Magie (Mg) 0, 4.x.64 − 0, 4.x.M = 8,  x.M = 12 Theo đề ta có:  Nồng độ mol dung dịch muối : CMFeSO4 = CMCuSO4 = 0,5M * Cách : Sử dụng tăng giảm khối lượng M + FeSO4 → MSO4 + Fe  0,2x (mol) → tăng m1 = 0, x.(56 − M ) 0,2x M + CuSO4 → MSO4 + Cu  0,4x (mol) → tăng m1 = 0, x.(56 − M ) 0,4x 0, 2.x.(56 − M ) = 3, → M = 24; x = 0,5 (mol/l) 0, 4.x(64 − M ) = 8, Hệ phương trình  * Cách : Phương pháp giả thiết Giả sử dùng 200ml dung dịch FeSO4 200ml dung, dịch CuSO4 M tăng 3,2 gam 4,0 gam → mCu − mFe = ∆m = − 3,2 = 0,8 (gam) → nFeSO4 = nCuSO4 = 0,8 0,1 = 0,1(mol ) → CMFeSO4 = CMCuSO4 = = 0,5M 64 − 56 0.2 M + CuSO4 → MSO4 + Cu  0,1 0,1 0,1 (mol) Ta có: 0,1.64 − 0,1M = → M = 24 g/ mol → M magie (Mg) Ví dụ Có kim loại M (có hố trị II), nặng 20 gam a) Thanh thứ nhúng vào 100ml dd AgNO3 0,3M Sau thời gian phản ứng, lấy kim loại ra, rửa sạch, làm khô đem cân lại thấy kim loại nặng 21,52 gam nồng độ AgNO3 dung dịch lại 0,1M Coi thể tích dung dịch khơng thay đổi lượng Ag sinh bám hoàn toàn vào kim loại Xác định kim loại M Trang b) Thanh thứ nhúng vào 460 gam dung dịch FeCl3 20% Sau thời gian phản ứng, lấy kim loại ra, dung dịch thu có nồng độ % MCl2 nồng độ % FeCl3 lại Biết xảy phản ứng theo sơ đồ: M + FeCl3 → MCl2 + FeCl2 Xác định khối lượng kim loại lấy khỏi dung dịch (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Phú Thọ, năm học 2012-2013) Phân tích a) Thể tích dd khơng đổi → nồng độ giảm xuống phản ứng → tính số mol AgNO3 phản ứng (0,02 mol) Độ tăng khối lượng kim loại ∆m = 1,52 gam = m Ag(sinh ra) – m M(phản ứng) b) Mấu chốt cho "nồng độ % FeCl3 dư nồng độ % MCl2”, với M kim loại biết câu trên, cần lưu ý kim loại lấy chỉnh phần dư kim loại M (vì theo đề cho phản ứng không sinh kim loại) Hướng dẫn: a) Tích dung dịch khơng đổi → nAgNO3 ( phan ung ) = 0,1.(0,3 − 0,1) = 0, 02 (mol) Độ tăng khối lượng kim loại: m = 21,52 − 20 = 1,52(gam) Phương trình hóa học: M + AgNO3 → M ( NO3 )2 + Ag  0,01 0,02 0,02 (mol) → 0, 02.108 − 0, 01M = 1,52  M = 64 gam/mol Vậy kim loại M đồng (Cu) b) mFeCl3 = 460.20 = 92( gam) 100 Gọi x số mol Cu phản ứng Cu + FeCl3 → 2FeCl2 + CuCl2 X 2x 2x x (mol) → mFeCl3 ( du ) = (92 − 325 x) (gam) Vì nồng độ % FeCl3 dư nồng độ % CuCl2 nên khối lượng FeCl3 dư khối lượng CuCl2 (do chúng dung dịch) → 135 x = 92 − 325 x  x = 0, mol Khối lượng kim loại lấy ra: → mCu ( du ) = 20 − 0, 2.64 = 7, (gam) 2.2- Dạng 2: Một kim loại tác dụng với dung dịch nhiều muối (hoặc nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối) a) Phương pháp giải toán: * Khi đề cho biết đầy đủ số mol tất muối kim loại ban đầu: - So sánh so mol hóa trị đon chất kim loại với số mol hóa trị gốc axit muối (hoặc kim loại muối) để xác định chất dư, thiếu - Viết phản ứng theo thứ tự tính theo phương trình hóa học • Khi biết số mol muối ban đầu khối lượng rắn sau phản ứng: - So sánh khối lượng chất rắn với khối lượng kim loại muối để xác định chất dư hết + Nếu m rắn sau phản ứng > m KL muối ban đầu → kim loại dư + Nếu m rắn sau phản ứng < m KL muối ban đầu → muối ban đầu dư + Nếu m KL muối < m rắn sau < m KL muối → muối phản ứng hết • Khi đề khơng cho biết số mol chất hỗn hợp kim loại ban đầu (hoặc hỗn hợp muối ban đầu): - Phương pháp biện luận theo trường hợp: + Trường hợp 1: xảy phản ứng (theo thứ tự phản ứng) + Trường hợp 2,3 : cho xảy phản ứng Trang - Phương pháp khác: Tùy vào đặc điểm tốn mà sử dụng phương pháp khác bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, phương pháp đại số, sử dụng quy tắc hóa trị , tự chọn lượng chất, hóa trị trung bình b) Ví dụ minh họa Ví dụ Một kim loại M nhúng 0,1 lít dung dịch CuSO4 0,5M Sau lấy M cân lại, thấy khối lượng tăng 0,16 gam, nồng độ CuSO4 giảm 0,3M (thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể) Xác định kim loại M Lấy 8,4 gam M nhúng vào 1,0 lít dung dịch B chứa AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,2M đến phản ứng xảy hoàn toàn Thanh M có tan hết hay khơng? Tính khối lượng chất rắn thu sau phản ứng nồng độ mol muối có dung dịch sau phản ứng (giả sử thể tích dung dịch 1,0 lít) Phân tích - Ý (xác định kim loại M) dạng tốn đơn giản, tính so mol CuSO4 phản ứng, ý hóa trị kim loại muối thường 1, - Ý 2: Cu hoạt động hóa học Ag nên muối AgNO3 phản ứng trước, sau đến phản ứng CuSO4 Hướng dẫn nCuSO4 ( phan ung ) = (0,5 − 0,3).0,1 = 0, 02 (mol) 2M + xCuSO4 → M (SO4 ) x + xCu  0, 04 x 0,02 mol Theo đề: → 0,02 (mol) 0, 04 M = 0, 02.64 − 0,16  M = 28 x(*) x - Biện luận theo (*) x M 28 56 84 (loại) (nhận) (loại) Vậy kim loại M sắt (Fe) nFe = 8, = 0,15(mol ); nAgNO3 = 0, 2(mol ); nCu ( NO3 )2 = 0,1( mol ) 56 So sánh hóa trị ta thấy: nAgNO3 = 0, 2.1  nFe = 0,15.2  nAgNO3 + nCu ( NO3 )2 = 0, → AgNO3 hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 dư Fe + AgNO3 → Fe( NO3 )2 + Ag  0,1 ←0,2 0,1 0,2 (mol) Fe + Cu ( NO3 )2 → Fe( NO3 ) + Cu  0,05→ 0,05 0,05 0,05 (mol)  mran ( sau phan ung ) = 0, 2.108 + 0, 05.64 = 24,8( gam) Nồng độ CM muối dung dịch sau phản ứng là: CMFe ( NO3 )2 = 0,1 + 0, 05 0,1 − 0, 05 = 0,15M ;C MCu ( NO3 )2 = = 0, 05M 1, 1, Ví dụ Cho 5,05 gam bột kim loại R (hóa trị khơng đổi) vào 200 gam dung dịch chứa đồng thời Cu(NO3)2 14,1% AgNO3 12,75% đến phản ứng hoàn toàn, lọc lấy chất rắn, sấy khô cân 26,8 gam a) Xác định kim loại R b) Tính nồng độ phần trăm chất tan dung dịch thu sau phản ứng Phân tích Trang Đây hài tốn mà muối tính số mol ban đầu, đồng thời biết khối lượng chất rắn sau phản ứng Vì ta dễ dàng biết muối hay kim loại R dư (hay hết) cách so sánh khối lượng chất rán với khối lượng kim loại muối Hướng dẫn: a) nCu ( NO3 )2 = 14,1.200 12, 75.200 = 0,15(mol ); nAg NO3 = = 0,15(mol ) 100.188 100.170  mCu + Ag (trong muoi ) = 0,15.(108 + 64) = 25,8( gam)  26,8( gam) Vậy kim loại R dư AgNO3, Cu(NO3)2 phản ứng hết  mR ( du ) = 26,8 − 25,8 = 1( gam) R + xAgNO3 → R( NO3 ) x + xAg  0,15 x 0,15 (mol) R + xCu(NO3 )2 → R( NO3 ) x + xCu  0,3 x → nR ( phan ung ) = 0,15 (mol) 0, 45 0, 45 (mol )  M R = 5, 05 −  M R = x x x Chỉ có x = 3, MR = 27 thỏa mãn => Vậy kim loại nhôm (Al) Lưu ý: Có thể giải câu a theo cách sử dụng chất ảo quy tắc hóa trị Đặt cơng thức chung muối ANO3 bảo toàn số mol NO3 → nANO3 = 0,15 + 0,15.2 = 0, 45(mol ) R + xANO3 → R( NO3 ) x + xA  0, 45 x  0,45 (mol) (Hoặc theo quy tắc hóa trị: n R ht R = nNO3  0, 45 M R = 5, 05 −  M R = x x 0, 45 x = 0, 45.1  M R = x ) MR b) Dung dịch sau phản ứng có chất tan Al(NO3)3: nAl ( NO3 )3 = 0, 45 = 0,15(mol ) Theo bảo toàn khối lượng → mdd = 5, 05 + 200 − 26,8 = 178, 25( gam) Nồng độ % chất tan dung dịch sau phản ứng: C % Al ( NO3 )3 = 0,15.213 100%  17,92% 178, 25 Ví dụ Cho 1,36 gam hỗn hợp Fe Mg vào 400ml dung dịch CuSO4 Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu chất rắn A nặng 1,84 gam dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư Lọc lấy kết tủa đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi hỗn hợp oxit nặng 1,2 gam Hãy tính khối lượng mồi kim loại nồng độ mol/l CuSO4 ban đầu (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa Lê Q Đơn- Bình Định, năm học 2014-2015) Phân tích Đây tốn cho biết khối lượng hỗn hợp kim loại (Mg, Fe) khối lượng rắn sau phản ứng với CuSO4 (chưa biết số mol nên không so sánh được) Tuy nhiên, để lại cho thêm kiện sản phẩm nung kết tủa ngồi khơng khí → 1,2 gam Dễ thấy mchất rắn sau nung < m2 kim loại ban đầu nên → Fe chưa phản ứng hết → rắn MgO, Fe2O3 Hướng dẫn: Gọi x,y số mol Mg phản ứng Fe phản ứng Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu  x x Trang x x (mol) => kim loại tăng m1 = 40 x( gam) Fe + CuSO4 —> FeSO4 + Cu y y y (mol) => kim loại tăng m2 = y ( gam) y Nếu toàn lượng Mg, Fe ban đầu chuyển hết vào hỗn hợp rắn sau nung khối lượng chất rắn m ran  1,36 (gam) → trái với giả thiết mran = 1, (gam) Vậy Mg phản ứng hết Fe phản ứng phần → dung dịch B có Mg(NO3)2 Fe(NO3)2 Mg ( NO3 )2 + NaOH → Mg (OH )2  +2 NaNO3 Fe( NO3 )2 + NaOH → Fe(OH )2  +2 NaNO3 t Mg (OH )2 ⎯⎯ → MgO + H 2O t Fe(OH )2 + 1/ 2O2 ⎯⎯ → Fe2O3 + H 2O Sơ đồ bảo toàn nguyên tố Mg, Fe: Mg ⎯⎯ → MgO; Fe ⎯⎯ → Fe2O3 x x y 0,5y (mol) 40 x + y = 1,84 − 1,36  x = 0, 01  40 x + y = 1,  y = 0, 01 Ta có :  → mMg (ban đau ) = 0, 01.24 = 0, 24( gam) → mFe (ban đau ) = 1,36 − 0, 24 = 1,12( gam) nCuSO4 = x + y = 0, 02(mol ) → CMCuSO4 = 0, 02 = 0, 05M 0, 2.3- Dạng 3: Hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối a) Phương pháp giải tốn: • Khi đề cho biết đầy đủ số mol kim loại muối ban đầu viết phản ứng theo thứ tự tính tốn theo phương trình hóa học (chú ý so sánh hóa trị) • Khi đề khơng cho biết đầy đủ số mol chất ban đầu dựa vào kiện sau phản ứng (khối lượng chất rắn, số lượng kim loại, số lượng muối, thí nghiệm phụ sản phẩm ) để kết luận chất phản ứng hết, chất dư → Phương pháp thường sử dụng: + Phương pháp đại số, kết hợp bảo toàn khối luợng, tăng (giảm) khối lượng + Phương pháp phân tích hệ số + Phương pháp sử dụng quy tắc hóa trị + Phương pháp giải theo chất ảo (chất đương đương) (Cấp THPT nhiều phương pháp khác: bảo tồn electron, bảo tồn điện tích b) Ví dụ minh họa Ví dụ Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol Fe 0,2 mol Mg vào 500ml dung dịch Y chứa đồng thời Cu(NO3)2 AgNO3 đến kết thúc phản ứng lọc đuợc 29,60 gam Z gồm kim loại Hịa tan tồn rắn Z dung dịch HCl dư, sau phản ứng hồn tồn khối lượng dung dịch giảm 2,70 gam a) Viết phương trình phản ứng hóa học xảy b) Tính nồng độ mol/ lít muối dung dịch Y Phân tích • Mấu chốt toán: - Rắn Z gồm kim loại, theo mức độ hoạt động kim loại ta khẳng định kim loại Ag, Cu, Fe - Z + dung dịch HCl làm dung dịch giảm 2,7 gam =>  mFe − mH 2 = 2, 7( g ) • Do số mol muối ban đầu nên muối phản ứng với kim loại nào, ta nên viết tất phản ứng xảy Hướng dẫn: Trang Các phương trình hóa học xảy ra: Mg + AgNO3 → Mg ( NO3 )2 + Ag  (1) Mg + Cu ( NO3 )2 → Mg ( NO3 )2 + Cu  (2) Fe + AgNO3 → Fe( NO3 )2 + Ag  (3) Fe + Cu ( NO3 )2 → Fe( NO3 ) + Cu  (4) Rắn Z gồm kim loại => Z gồm Ag, Cu, Fe → muối ban đầu phản ứng hết Fe + HCl → FeCl2 + H  (5) Theo (5): mol Fe → mol H  => dung dịch giảm m = 54(gam) Theo đề: giảm m = 2, 7(gam)  mFe ( trongZ ) = 2, = 0, 05( mol ) 54 Gọi x,y số mol AgNO3, Cu(NO3)2 dung dịch Y Sơ đồ bảo toàn Fe, Mg: Mg ⎯⎯ → Mg ( NO3 )2 ; Fe ⎯⎯ → Fe( NO3 )2 0,2 0,2 0,1 0,1 (mol)  x + y = 0, 2.2 + 0,1.2 = 0,  x = 0,1  108 x + 64 y = 29, − 0, 05.56 = 26,8  y = 0, 25 Ta có:  Nồng độ mol chất dung dịch Y là: CMAgNO3 = 0,1 0, 25 = 0, 2( M ); CMCu ( NO3 )2 = = 0,5( M ) 0,5 0,5 Ví dụ Cho 3,07 gam hỗn hợp bột kim loại X gồm Al Fe vào 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm Fe(NO3)3 1,0 M AgNO3 0,5 M, khuấy đều, sau phản ứng thu m gam kim loại dung dịch Y (chứa ba muối) Cho từ từ dung dịch NaOH dư, lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi 16,0 gam chất rắn khan Biết phản ứng xảy hồn tồn a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Tính m phần trăm khối lượng Al Fe X (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Gia Lai, năm học 2011-2012) Phân tích Sản phẩm nung có chất rắn → chất rắn Fe2O3 Vậy kết tủa nung khơng khí Dung dịch Y chứa muối Y gồm: Al(NO3)3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 → muối AgNO3 phản ứng hết Mặt khác, Al Fe tồn Y (do tác dụng với muối Y) Al, Fe phản ứng hết Vậy m (gam) kim loại có Ag Hướng dẫn: nFe ( NO3 )2 ban đau = 0,15(mol ); n AgNO3ban đau = 0, 075(mol ); nFe2O3 = 0,1(mol ) Theo đề cho Y có muối → muối Y là: Al(NO3)3, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 Vậy chất AgNO3, Al, Fe hết Kim loại sau phản ứng có Ag Các phương trình hóa học xảy ra: Al + AgNO3 → Al ( NO3 )3 + Ag  Al + 3Fe( NO3 )3 → Al ( NO3 )3 + 3Fe( NO3 ) (nếu Al dư so với AgNO3) Fe + AgNO3 → Fe( NO3 )2 + Ag  (nếu AgNO3 dư so với Al) Trang Fe + Fe( NO3 )3 → 3Fe( NO3 ) Fe( NO3 )3 + 3NaOH → Fe(OH)3  +3NaNO3 Fe( NO3 )2 + NaOH → Fe(OH)2  +2 NaNO3 Al ( NO3 )3 + 3NaOH → Al (OH)3 + 3NaNO3 NaOH + Al (OH)3 → NaAlO2 + H 2O t Fe(OH)3 ⎯⎯ → Fe2O3 + 3H 2O t Fe(OH)2 + 1/ 2O2 ⎯⎯ → Fe2O3 + H 2O b) m = mAg = 108.0, 075 = 8,1gam Theo bảo toàn mol Fe → nFe( X ) + nFe ( NO3 )3 = Fe2O3 nFe( X ) = 0,1.2 − 0,15 = 0, 05(mol ) → nFe( X ) = 0, 05.56 = 2,8( gam) %mFe(trong X ) = 2,8 100% = 91, 2%;%mAl = 100% − 91, 2% = 8,8% 3, 07 II Bài tập vận dụng Bài 1: Cho bột sắt vào dung dịch CuSO4 sau thời gian, lọc lấy chất rắn rửa nhẹ, sấy khô cân lại thấy khối lượng kim loại tăng 10% so với sắt ban đầu Tính % khối lượng Fe phản ứng Bài 2: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm Zn Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4, sau phản ứng hoàn toàn, lọc bởỏ phần dung dịch, thu m gam bột rắn Viết phương trình hóa học xảy tính thành phần phần trăm theo khối lượng Fe hỗn hợp X Biết phản ứng xảy hồn tồn (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên Hùng Vương-Gia Lai, năm học 2015- 2016) Bài 3: Nhúng kim loại A hóa trị II vào dung dịch CuSO4 Sau thời gian lấy kim loại thấy khối lượng giảm 0,05% Mặt khác lấy kim loại nhúng vào dung dịch Pb(NO3)2 thấy khối lượng kim loại tăng lên 7,1% Xác định tên kim loại A Biết số mol CuSO4 Pb(NO3)2 tham gia phản ứng trường hợp (Trích đề thi học sinh giỏi hóa lớp tỉnh Trà Vinh, năm học 2010-2011) Bài 4: Cho 1,7 gam hỗn hợp X gồm Mg Fe vào 500 ml dung dịch CuSO4 chưa rõ nồng độ Sau phản ứng xảy hoàn toàn chat rắn Y nặng 2,3 gạm dung dịch Z Cho Z tác dụng với NaOHdư Lọc lấy kết tủa đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi 1,5 gam oxit T Tính khối lưọng kim loại X nồng độ mol dung dịch CuSO4 Bài 5: Cho 5,15 gam hỗn hợp bột A gồm Zn Cu vào 140 ml dung dịch AgNO3 2M Sau phản ứng xong, 15,76 gam hỗn hợp hai kim loại dung dịch B Chia dung dịch B thành hai phần Thêm lượng dư dung dịch KOH vào phần thứ nhất, kết tủa Lọc lấy kết tủa, nung đến khối lượng không đổi, m gam chất rắn a- Viết phương trình hố học phản ứng xảy tính giá trị m b- Cho bột Zn tới dư vào phần thứ hai dung dịch B, thu dung dịch D Cho từ từ V ml dung dịch NaOH 2M vào dung dịch D 2,97 gam kết tủa Tính giá trị V Giả thiết phản ứng xảy hồn tồn (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Gia Lai, năm học 2013-2014) Bài 6: Cho 2,821 gam hỗn hợp X gồm Fe AI vào 250ml dung dịch AgNO3 0,836M Sau phản ứng xảy hoàn toàn chất rắn A nặng 23,132 gam dung dịch nước lọc B Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lấy kết tủa để ngồi khơng khí Viết phương trình phản ứng xảy tính khối lượng kim loại X Bài 7: Cho 1,02 gam hỗn hợp A gồm Fe Mg vào 200 ml dung dịch CuSO4 Sau phản ứng hoàn toàn lọc, thu 1,38 gam chất rắn B dung dịch C Thêm dung dịch NaOH dư vào C, lấy kết tủa đem nung ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 0,9 gam chất rắn D a- Tìm nồng độ CM dung dịch CuSO4 b- Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp A (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Thanh Hóa, năm học 2015-2016) Trang Bài 8: Cho 9,675 gam hỗn hợp X gồm Zn Cu phản ứng với dung dịch AgNO3 Sau kết thúc phản ứng thu 28,6 gam chất rắn Y dung dịch Z Cô cạn Z 23,575 gam muối khan Tính % khối lượng kim loại X Bài 9: Cho 3,971 gam hỗn hợp X gồm AI, Zn, Fe tác dụng với 220ml dung dịch Cu(NO3)2 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch A 5,632 gam chất rắn B Lọc bỏ chất rắn B, cho NaOH dư vào phần nước lọc thấy có kết tủa Lọc lấy kết tủa đem nung khơng khí khối lượng không đổi 3,52 gam chất rắn D Viết PTHH phản ứng xảy ra, tính khối lượng kim loại X Bài 10: Cho 7,84g bột sắt vào bình có chứa 3,36 lít khí clo (thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn) Đốt nóng bình đến phản ứng xảy hồn tồn chất rắn X Cho X vào cốc nước (dư), cho thêm vào cốc 400ml dung dịch AgNO3 1,2M Kết thúc phản ứng m gam chất rắn dung dịch Y Tính m nồng độ mol chất Y, biết dung dịch Y tích 500ml ? (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Quảng Nam, năm học 2013-2014) Bài 11: Cho m gam bột Fe vào 50ml dung dịch A gồm AgNO3 Cu(NO3)3 Sau phản ứng kết thúc thu 1,72 gam chất rắn B Tách B nước lọc C Cho C tác dụng vói NaOH (lỗng) dư 1,84g kết tủa D Nung D không khí đến khối lượng khơng đổi 1,6 gam chất rắn Z Biết B không tan dung dịch HCl a- Tính m b- Tính nồng độ mol/l muối A Bài 12: Trộn V lít dung dịch Pb(NO3)2 0,5M với V lít dung dịch AgNO3 0,6M thu dung dịch X Đem 1,2 gam bột Al tác dụng với 100ml dung dịch X Sau phản ứng lọc, làm khô tách t gam chất rắn dung dịch Y Thêm từ từ dung dịch Z chứa NaOH 0,2M Ba(OH)2 b mol/lít vào dung dịch Y đến lượng kết tủa đạt lớn dùng hết 50mldung dịch Z Viết phương trình hóa học xảy tìm giá trị t, b (Trích đề thi vào lớp 10 chun hóa TP Hà Nội, năm học 2012-2013) Bài 13: Cho 8,04 gam hỗn hợp X gồm Fe Cu tác dụng với 500 ml dung dịch AgNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y 26,88 gam chất rắn Z Cho Y tác dụng với NaOH dư, lọc lấy hết kết tủa, rửa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi 9,6 gam chất rắn T Tính khối lượng kim loại X nồng độ mol/l dung dịch AgNO3 Bài 14: Cho 15,35 gam hỗn hợp bột gồm Zn Fe vào 400 ml dung dịch CuSO4 nồng độ a mo/l Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X chứa muối 15,6 gam chất rắn Y Hịa tan hồn tồn Y lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 6,16 lít SO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) a) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu b) Tính giá trị a (Trích đề thi vào lớp 10 chun hóa ĐH Vinh - Nghệ An, năm học 2014-2015) Bài 15: Cho 9,16 gam hỗn hợp A gồm: Zn, Cu Fe vào cốc đựng 340 ml dung dịch CuSO4 0,5 M Sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch B kết tủa C Hoà tan hết C H2SO4 đặc, nóng, dư thu 3,36 lít SO2 (đktc) Thêm dung dịch NaOH dư vào B, lọc lấy kết tủa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi 10,4 gam rắn E Viết phương trình hóa học phản ứng xảy ra, tính khối lượng kim loại hỗn hợp A Bài 16: Cho m gam Al cho vào 500 ml dung dịch hỗn hợp A gồm Ag2SO4 CuSO4 Sau thời gian phản ứng, lọc chất rắn khỏi dung dịch thu 33,3 gam chất rắn B dung dịch C Chia B thành hai phần nhau, cho phần vào dung dịch NaOH dư thu chất rắn D 1,68 lít (đktc) khí Nung D khơng khí đến khối lượng không đổi thu khối lượng chất rắn tăng 16 % so với khối lượng D Cho dung dịch HCl vào dung dịch C thu dung dịch E không thấy kết tủa xuất Nhúng sắt vào dung dịch E đến dung dịch màu xanh có 0,448 lít (đktc) khí ra, khối lượng sắt giảm 1,088 gam so với khối lượng sắt ban đầu (giả sử kim loại thoát bám hết lên sắt) - Tính nồng độ mol/lít chất A - Cho phần chất rắn B vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu V lít khí SO2 (đktc, chất khử nhất) Tính V? (Trích đề đề thi vào lớp 10 chun hóa tỉnh Hải Dương, năm học 2014-2015) Trang 10 Bài 17: Có bốn dung dịch khác AgNO3, CuSO4, ZnSO4 FeSO4 có nồng độ mol Cho bốn mẫu kim loại X (dư) có khối lượng vào dung dịch trên, dung dịch thể tích 200ml, sau thời gian phản ứng xảy hoàn toàn, lọc phần chất rắn cân lại, thấy có mẫu kim loại có khối lượng tăng thêm 3,04gam so với khối lượng ban đầu, ba mẫu kim loại lại có khối lượng khơng đổi (a) Xác định kim loại X, cho biết X kim loại Ag, Cu, Zn, Fe Viết PTHH tính nồng độ mol dung dịch muối ban đầu (b) Cho 100ml dung dịch NaOH 0,5M vào bình chứa 100ml dung dịch ZnSO4 FeSO4 có nồng độ (hai bình chứa hai dung dịch khác nhau), khuấy đều, lọc thu kết tủa nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi Viết PTHH tính khối lượng chất rắn thu sau nung từ mồi dung dịch (Trích đề thi vào lớp 10 chun hóa PTNK TP Hồ Chí Minh, năm học 2013-2014) Bài 18: Chia 1,50 gam hỗn hợp X gồm kim loại Al, Fe, Cu thành hai phần nhau: Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch HCl dư, đến phản ứng xảy hoàn tồn thu 448 ml khí (đktc) 0,2 gam chất rắn Hãy tính khối lượng kim loại hỗn hợp X Phần 2: Cho tác dụng với 400ml dung dịch có chứa muối AgNO3 0,08M Cu(NO3)2 0,5M Khi phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp chất rắn A, dung dịch B a) Hãy xác định thành phần khối lượng chất hỗn hợp chất rắn A b) Tính nồng độ mol/lít chất có dung dịch B Giả sử thể tích dung dịch xem khơng thay đổi q trình phản ứng (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp TP cần Thơ, năm học 2014-2015) Bài 19: Cho m(gam) Fe vào V (ml) dung dịch AgNO3 l,0M đến phản ứng hoàn toàn thu ml (gam) hỗn hợp kim loại (X) Chia mi(gam) X thành phần - Phần 1: có khối lượng m2(gam) cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu 2,24 lít khí - Phần 2: có khối lượng m3(gam) cho tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 8,96 lít khí SO2 (SO2 sản phẩm khử H2SO4) Biết phản ứng xảy hồn tồn, khí đo đktc m3 − m2 = 16,4 a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Tìm m V (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Đồng Nai, năm học 2014-2015) Bài 20: Cho m gam bột sắt tác dụng với dung dịch A gồm AgNO3 Cu(NO3)2 thu chất rắn B dung dịch C Cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư, khơng khí, thu đưọc a gam kết tủa gồm hai hiđroxit kim loại Nung kết tủa khơng khí đến khối lượng không đổi thu b gam chất rắn Cho phản ứng xảy hoàn toàn Viết phương trình phản ứng xảy chứng minh rằng: m = 8,575b − a (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Quảng Trị, năm học 2012-2013) Bài 21: Dung dịch A chứa đồng thời muối bạc nitrat đồng (II) nitrat với nồng độ mol muối đồng gấp lần nồng độ mol muối bạc 1) Nhúng kẽm vào 250 ml dung dịch A Sau thời gian, lấy kẽm làm khô, thấy khối lượng kẽm tăng 1,51 gam Biết: dung dịch sau phản ứng chứa muối Tính nồng độ mol muối kẽm dung dịch sau phản ứng? 2) Nếu giữ kẽm 250 ml dung dịch A thòi gian đủ lâu thấy sau phản ứng dung dịch chứa muối vói nồng độ 0,54M Tính nồng độ mol muối dung dịch A ban đầu? (Coi tất kim loại sinh bám vào kẽm thể tích dung dịch khơng thay đổi) (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Ninh Bình, năm học 2012-2013) Bài 22: Cho hỗn hợp gồm 2,4 gam Mg 11,2 gam Fe vào 100 ml dung dịch CuSO4 2M Sau phản ứng, thu chất rắn A dung dịch B Cho dung dịch NaOH dư vào B, thu kết tủa C Nung C khơng khí đến khối lượng khơng đổi, thu chất rắn D Tính khối lượng chất rắn A D (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Thanh Hóa, năm học 2014-2015) Bài 23: Hỗn hợp X chứa Al, Fe Cho 13,9 gam X vào 200ml dung dịch CuSO4 1M Kết thúc phản ứng thu dược dung dịch Y 21,2 gam chất rắn Tính phần trăm khối lượng chất X (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp TP Hồ Chí Minh, năm học 2013-2014) Trang 11 Bài 24: Cho b gam hỗn hợp Mg, Fe dạng bột tác dụng với 300ml dung dịch AgNO3 0,8 M, khuấy kĩ để phản ứng xảy hoàn tồn thu dung dịch A1và chất rắn A2 có khối lượng 29,28 gam gồm hai kim loại Lọc hết chất rắn A2 khỏi dung dịch A1 1- Viết PTHH phản ứng xảy 2- Hoà tan hoàn toàn chất rắn A2 dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng Hãy tính thể tích khí SO2 (dktc) giải phóng Thêm vào A1 lượng dư dung dịch NaOH, lọc rửa toàn kết tủa tạo thành, nung khơng khí nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu 6,4 gam chất rắn Tính phần trăm theo khối lượng kim loại hỗn hợp Mg, Fe ban đầu (Trích đề thi HSG mơn hóa học lớp tỉnh Ninh Bình, năm học 2013-2014) Bài 25: Cho 5,2 gam bột kim loại M (hố trị 2) vào 0,5 lít dung dịch CuSO4 0,2M khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu kim loại dung dịch X Cho dung dịch NaOH loãng dư vào X, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi 1,6 gam rắn khan Y a- Xác định kim loại M b- Lấy m gam kim loại M cho vào 0,2 lít dung dịch A chứa AgNO3 0,2 Fe(NO3)3 O,1M Sau phản ứng (hoàn toàn) ta thu chất rắn Z khối lượng 4,32 gam dung dịch B Tính giá trị lớn m (các phản ứng xảy hoàn toàn) Bài 26: Tiến hành thí ngiệm đây: -Thí nghiệm 1: Cho 12 gam Mg 0,5 lít dung dịch ASO4 BSO4 có nồng độ 0,2M (Mg đứng trước A, A đứng trước B dãy hoạt động hóa học kim loại) Sau phản ứng hoàn toàn thu chất rắn C có khối lượng 19,2 gam C tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng dư, cịn lại kim loại khơng tan có khối lượng 6,4 gam Xác định kim loại A B -Thí nghiệm 2: Lấy 0,5 lít dung dịch chứa ASO4 BSO4 với nồng độ muối 0,2M thêm vào m gam Mg Lọc lấy dung dịch D Thêm NaOH dư vào dung dịch D được, kết tủa E, nung kết tủa E ngồi khơng khí đến khối lượng khơng đổi, cuối chất rắn F có khối lượng 10 gam Tính khối lượng m Mg dùng Bài 27: Cho 1,36 gam hỗn hợp bột A (Fe, Mg) vào 400 ml dung dịch Cu(NO3)2 có nồng độ a mol/lít Sau phản ứng hồn tồn thu 1,84 gam chất rắn B dung dịch C Thêm NaOH dư vào dung dịch C kết tủa Nung kết tủa ngồi khơng khí đến khối lượng không đổi, thu 1,2 gam chất rắn D - Tính thành phần phần trăm kim loại A tính a Cho 2,04 gam hỗn hợp A tác dụng với V ml dung dịch AgNO3 0,2M Sau phản ứng xong, thu chất rắn E có khối lượng 10,26 gam - Tính thành phần % chất E thể tích dung dịch AgNO3 dùng Bài 28: Lấy 8,2 gam hỗn hợp X gồm Zn Fe (có tỷ lệ mol tương ứng 2:5) vào 0,5 lít dung dịch Y chứa AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,3M Phản ứng cho chất rắn C dung dịch D Thêm NaOH loãng, dư vào D kết tủa, đem nung kết tủa ngồi khơng khí chất rắn E Tính khối lượng C, E nồng độ mol chất D (coi thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể) Bài 29: Một hỗn hợp X gồm Al Fe có khối lượng 1,94 gam Cho X vào 0,5 lít dung dịch A chứa AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,l M Sau phản ứng hoàn toàn rắn B dung dịch C chứa ba muối Cho NaOH (loãng) dư vào C, lọc lấy kết tủa nung khơng khí đến khối lượng không đổi thu 5,6 gam chất rắn D a) Viết phương trình hóa học phản ứng xảy b) Tính khối lượng B phần trăm khối lượng X Bài 30: Một hỗn hợp X gồm Zn Fe có khối lượng 2,98 gam Cho X vào 0,3 lít dung dịch Y chửa AgNO3 0,2M Cu(NO3)2 0,1M Sau phản ứng hoàn toàn rắn Z dung dịch A Cho NaOH (loãng) dư vào A, lọc lấy kết tủa nung không khí đen khối lượng khơng đổi thu 3,2 gam chat ran B Viết phương trình phản ứng xảy ra, tính khối lượng Z phần trăm khối lượng X Bài 31: Cho hỗn hợp X gồm X mol Mg, y mol Zn vào dung dịch chứa Z mol AgNO3 đến phản ứng hoàn toàn Xác định mối lquan hệ x, y, z thỏa mãn điều kiện sau - Sau phản ứng thủ dung dịch chứa muối - Sau phản ứng thu dung dịch chứa muối - Sau phản ứng thu dung dịch chứa muối ** Trang 12