CHUYÊN ĐỀ 11: HỖN HỢP KIM LOẠI pot

Thường gặp dưới dạng kim loại phản ứng với axit, bazơ, muối và với nước.. Kim loại + Axit ----> Muối + H2 Lưu ý: Kim loại trong muối có hoá trị thấp đối với kim loại đa hoá trị - Kể từ

CHUYÊN ĐỀ 11: HỖN HỢP KIM LOẠI

Thường gặp dưới dạng kim loại phản ứng với axit, bazơ, muối và với

nước

Ý NGHĨA CỦA DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC

K Na Ba Ca Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag

Pt Au

- Dãy được sắp xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hoá học (từ trái sang phải)

- Một số kim loại vừa tác dụng được với axit và với nước: K, Na, Ba, Ca

Kim loại + H2O > Dung dịch bazơ + H2

- Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ: (Be), Al, Zn, Cr

2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H2O -> 2Na4 – nAO2 + nH2

Ví dụ: 2Al + 2NaOH + 2H2O > 2NaAlO2+ 3H2 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O > Ba(AlO2)2 + 3H2

Zn + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2

Zn + Ba(OH)2 -> BaZnO2 + H2

- Kim loại đứng trước H tác dụng với dung dịch axit HCl, H2SO4 loãng tạo muối và giải phóng H2

Kim loại + Axit > Muối + H2 Lưu ý: Kim loại trong muối có hoá trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị)

- Kể từ Mg trở đi kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi muối của chúng theo quy tắc:

Chất khử mạnh + chất oxi hóa mạnh   chất oxi hoá yếu + chất khử

yếu

Lưu ý: những kim loại đầu dãy (kim loại tác dụng được với nước) thì

không tuân theo quy tắc trên mà nó xảy ra theo các bước sau:

Kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ) + H2O   Dung dịch bazơ + H2 Sau đó: Dung dịch bazơ + dung dịch muối   Muối mới + Bazơ mới (*)

Điều kiện(*): Chất tạo thành phải có ít nhất 1 chất kết tủa (không tan) VD: cho Ba vào dung dịch CuSO4

Trước tiên: Ba + 2H2O   Ba(OH)2 + H2

Ba(OH)2 + CuSO4   Cu(OH)2 + BaSO4

Đặc biệt: Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2

Cu + Fe2(SO4)3 -> CuSO4 + 2FeSO4

Các bài toán vận dụng số mol trung bình và xác định khoảng số mol của chất

1/ Đối với chất khí (hỗn hợp gồm có 2 khí)

Khối lượng trung bình của 1 lit hỗn hợp khí ở đktc:

MTB = V

V M V M

4 , 22

2 1

1 

Khối lượng trung bình của 1 mol hỗn hợp khí ở đktc:

MTB = M V1VM V2 Hoặc: MTB = n

n n M n

M 1 2( 1)

(n là tổng số mol khí trong hỗn hợp)

Hoặc: MTB = 1

) 1 ( 1 2

1 M x x

M   (x1là % của khí thứ nhất)

Hoặc: MTB = dhh/khí x Mx

2/ Đối với chất rắn, lỏng MTB của hh = hh hh

n m

Tính chất 1:

MTB của hh có giá trị phụ thuộc vào thành phần về lượng các chất thành phần trong hỗn hợp

Tính chất 2:

MTB của hh luôn nằm trong khoảng khối lượng mol phân tử của các chất thành phần nhỏ nhất và lớn nhất

Mmin < nhh < Mmax Tính chất 3:

Hỗn hợp 2 chất A, B có MA < MB và có thành phần % theo số mol là a(%) và b(%)

Thì khoảng xác định số mol của hỗn hợp là

B B M

M m

Giả sử A hoặc B có % = 100% và chất kia có % = 0 hoặc ngược lại

Lưu ý:

- Với bài toán hỗn hợp 2 chất A, B (chưa biết số mol) cùng tác dụng với 1 hoặc cả 2 chất X, Y (đã biết số mol) Để biết sau phản ứng đã hết A, B hay

X, Y chưa Có thể giả thiết hỗn hợp A, B chỉ chứa 1 chất A hoặc B

- Với MA < MB nếu hỗn hợp chỉ chứa A thì:

nA = hh

M

m > nhh = hh

M m

Như vậy nếu X, Y tác dụng với A mà còn dư, thì X, Y sẽ có dư để tác dụng hết với hỗn hợp A, B

- Với MA < MB, nếu hỗn hợp chỉ chứa B thì:

nB = hh B

M

m < nhh = hh hh

M m

Như vậy nếu X, Y tác dụng chưa đủ với B thì cũng không đủ để tác dụng hết với hỗn hợp A, B

Nghĩa là sau phản ứng X, Y hết, còn A, B dư

Ví dụ 1: Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Fe, Al tan hoàn toàn trong HCl, ta thu được 13,44 lít H2 (đktc) Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp và khối lượng muối clorua khan thu được

Bài giải

Vì phản ứng hoàn toàn nên ta có thể thay hỗn hợp Fe, Al bằng kim loại tương đương M có hoá trị n Gọi x là số mol Fe trong 1 mol hỗn hợp

M = 56.x + 27(1 - x)

n = 2.x + 3(1 - x)

PTHH: M + nHCl   M Cln +

2

n

H2

M

2 , 22

M

2 , 22

M

2 , 22

2

n

Theo bài ra:

M

2 , 22

2

n

= nH2 =

4 , 22

44 , 13

= 0,6 (mol)

56 27 ( 1 ) 2

) 1 ( 3 2

2

,

22

x x

x x









= 0,6

 x = 0,6 mol Fe và 0,4 mol Al

M = 0,6.56 + 27.0,4 = 44,4 (g/mol)

% Fe =

4

,

44

56

.

6

,

0

.100% = 75,67%

% Al = 100 - 75,67 = 24,33%

Ta có n = 0,6.2 + 0,4.3 = 2,4 (mol)

Khối lượng muối clorua khan:

m =

M

2

,

22

(M + 35,5 n) = 22,2 +

4 , 44

4 , 2 5 , 35

.22,2 = 64,8 gam

Chú ý : Có thể áp dụng KLMTB của một hỗn hợp vào bài toán xác định tên

kim loại Thông thường đó là bài toán hỗn hợp hai kim loại thuộc 2 chu kỳ, hai phân nhóm kế tiếp,

Ví dụ 2: Khi cho 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kỳ liên tiếp tác dụng hết với nước ta thu được 1,12 lít H2 (đktc) Xác định hai kim loại và tính thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp

Bài giải

Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên ta có thể thay thế hỗn hợp hai kim loại kiềm bằng một kim loại tương đương A có hoá trị 1 (kim loại kiềm)

2A + 2H2O   2AOH + H2 (1)

Theo (1)  nA = 2nH2= 2

4 , 22

12 , 1

= 0,1 (mol)

 A =

1 , 0

1 , 3

= 31 g/mol

Na = 23 < A = 31 < K = 39

Mặt khác: A = 31 =

2

39

23 

 số mol hai chất bằng nhau nghĩa là

trong 1 mol hỗn hợp mỗi kim loại có 0,5 mol Thành phần % khối lượng:

% Na =

31

23 5 , 0 100 = 37,1% và % K = (100 - 37,1)% = 62,9%

Nhận xét: Sử dụng các đại lượng trung bình sẽ cho phép chúng ta giải

quyết nhanh các bài tập hoá học