DẠNG TOÁN: KIM LOẠI TÁC DỤNG H 2 SO 4 đđ A. NỘI DUNG Phương trình khái quát: Kim loại + H 2 SO 4 đặc Muối + sản phẩm khử (S; SO 2 ; H 2 S) + H 2 O Công thức 1 : Liên hệ giữa kim loại và sản phẩm khử Hóa trị KL x n KL = (6 - số oxi hóa S)x số mol sản phẩm khử Với SO 2 : Hóa trị KL x n KL = (6 - 4). nSO 2 Với S : Hóa trị KL x n KL = (6 - 0 ). nS Với H 2 S : Hóa trị KL x n KL = (6 + 2). nH 2 S. Công thức 2: Tính số mol H 2 SO 4 đặc từ sản phẩm khử nH 2 SO 4 = số một sản phẩm khử + 1/2 số mol e nhận Với SO 2 : n H 2 SO 4 = nSO 2 + 1/2(6 - 4). nSO 2 Với S : n H 2 SO 4 = nS + 1/2 (6 - 0). nS Với H 2 S : n H 2 SO 4 = nH 2 S + 1/2 (6 + 2). nH 2 S Công thức 3: tính khối lượng muối có trong dung dịch m muối = m kim loại + m SO 4 2- Với SO 2 : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 - 4). nSO 2 Với S : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 - 0). nS Với H 2 S : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 + 2). nH 2 S B. YÊU CẦU THƯỜNG GẶP 1. Tính thể tích hay số mol H 2 SO 4 2. Tính khối lượng H 2 SO 4 3. Tính nồng độ % trong dịch H 2 SO 4 4. Tính khối lượng muối khan 5. Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại 6. Xác định sản phẩm khử (SO 2 ; H 2 S; S) 7. Xác định axit (hợp chất oxi hóa) Bài tập 1. Hòa tan hết 29,6g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu (theo tỉ lệ mol 1 : 2 : 3) bằng H 2 SO 4 đặc nguội được dung dịch Y và 3,36 lít SO 2 (đktc). Cô cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là: A. 38,4 g B. 21,2 g C. 43,4 g D. 36 ,5 g 2. Hòa tan 0,1 mol Al và 0,2 mol Cu trong dung dịch H 2 SO 4 đặc, dư thu được V (lít) SO 2 (0 0 C, 1at). Giá trị V là A. 3,36 B. 4,48 C. 7,84 D. 5,6 DẠNG TOÁN: KIM LOẠI TÁC DỤNG HNO 3 phương trình chung: Kìm loại + HNO 3 -> Muối + (N 2 , NO; NO 2 ; NH 4 NO 3 ) + H 2 O Đặc điểm sản phẩm khử - N 2 : khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí - N 2 O : khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí - NO : khí hóa nâu trong không khí - NO 2 : khí màu nâu - NH 3 : khí mùi khai - NH 4 NO 3 : không có khí thoát ra Công thức 1: Liên hệ giữa kim loại và sản phẩm khử Với NO 2 : Hóa trị KL x n KL = (5 - 4). nNO 2 Với NO : Hóa trị KL x n KL = (5 - 2 ). nNO Với N 2 O : Hóa trị KL x n KL = 2(5 – 1). nN 2 O. Với N 2 : Hóa trị KL x n KL = 2(5 - 0). nN 2 Với NH 4 NO 3 : Hóa trị KL x n KL = (5 + 3 ). nNH 4 + Công thức 2: Tính số mol HNO 3 từ sản phẩm khử Với NO 2 : nHNO 3 = nNO 2 + (5 - 4). nNO 2 Với NO : nHNO 3 = nNO + (5 - 2 ). nNO Với N 2 O : nHNO 3 = 2nN 2 O + 2(5 – 1). nN 2 O. Với N 2 : nHNO 3 = 2nN 2 + 2(5 - 0). nN 2 Với NH 4 NO 3 : nHNO 3 = 2nNH 4 NO 3 + (5 + 3 ). nNH 4 NO 3 = 10nNH 4 NO 3 Công thức 3: Tính khối lượng muối có trong dung dịch m muối = m kim loại + m NO 3 - = m kim loại + 62 . ne nhận Với NO 2 : m muối = m kim loại + 62(5 - 4). nNO 2 Với NO : m muối = m kim loại + 62(5 - 2 ). nNO Với N 2 O : m muối = m kim loại + 62x2(5 – 1). nN 2 O. Với N 2 : m muối = m kim loại + 62x2(5 - 0). nN 2 Với NH 4 NO 3 : m muối = m kim loại + 62(5 + 3 ). nNH 4 NO 3 Các loại yêu cầu thường gặp 1. Tính thể tích HNO 3 2. Tính số moi HNO 3 3. Tính khối lượng dung dịch HNO 3 4. Tính nồng độ % dung dịch HNO 3 5. Tính khối lượng muối khan 6. Tính % muối khan 7. Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại 8. Xác định sản phẩm khử. (N x O y , NH 4 NO 3 , NH 3 ) 9. Xác định hợp chất oxi hóa Bài tập 1. Hòa tan hết 12,2g hỗn hợp X gồm Zn, Cu bằng HNO 3 đặc nóng được dung dịch Y và 0,56 lít N 2 O (đktc). Cô cạn dung .dịch Y được khối lượng muối khan là: A. 16,5g B. 18,3g C. 21,4g D. 24,6g 2. Cho 3 ,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO 3 dư sinh ra 2,24 lít khí X (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Khí X là A. NO B . NO 2 C. N 2 . D . N 2 O. DẠNG TOÁN THUỶ PHÂN A. MỘT SỐ PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG CẦN NHỚ Cu + 2FeCl 3 -> CuCl 2 + 2FeCl 2 Fe + 2FeCl 3 -> 3FeCl 2 Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 -> 3FeSO 4 AgNO 3 + Fe(NO 3 ) 2 -> Ag + Fe(NO 3 ) 3 3AgNO 3 dư + FeCl 2 -> 2AgCl + Fe(NO 3 ) 3 + Ag B. PHƯƠNG PHÁP Phương pháp 1 : Cho thanh kim loại A + muối BCl n hoặc B(NO 3 ) n Nếu MA < MB : (lượng tan ít hơn lượng bám) -> Khối lượng thanh kim loại A tăng so với ban đầu: AB AB AB tb MM mm MM mm m − − = − − ↑=∆ Khối lượng thanh kim loại A sau phản ứng là: )()( bandauAsaupuA mmm +↑∆= Bài tập: 1. Lấy thanh sắt nặng 11,2g nhúng vào dung dịch 200ml CuCl 2 0 2M. Khối lượng thanh sắt sau phản ứng là: A. 12,56g B: 12,75g C. 11,85g D. 13,76g 2. Lấy thanh kẽm nặng 9,75g nhúng vào dung dịch V ml Cu(NO 3 ) 2 0,5M. Tính V biết thanh Zn giảm 0,12g A. 120 ml B . 240 ml C. 360 ml D. 480 ml Phương pháp 2: Cho thanh kim loại A + hỗn hợp 2 muối BCl n hoặc D(NO 3 ) a A + BCl n -> ACl m + B A + D(NO 3 ) a -> ACl b + D + Kim loại có tính khử mạnh phản ứng trước, yếu phản ứng sau + Sau khi kết thức phản ứng; thu được 2 phần: * Dung dịch: theo thứ tự muối kim loại mạnh nhất rồi đến muối yếu hơn. * Phần rắn: ngược lại; kim loại yếu nhất rồi đến đến kim loại mạnh hơn. Bài tập 1. Cho 5,5g hỗn hợp bộ Al và Fe (trong đó số mol Al gấp đôi số mol Fe) vào 300 ml dung dịch AgNO 3 1M. Khuấy kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là: A. 33,95 g B. 35,20 g C. 39,35 g D. 35,39 g Phương pháp 3: Cho kim loại A, B + muối MX a (M > A, B) A + MX a -> AX m + M B + MX a -> BX n + M * Chất rắn : M và A, B (nếu dư) * m rắn = m M + m B thì A hết và B chưa phản ứng * m A + m B < m rắn < Σ m M + m B thì A hết và B đã phản ứng chưa hết Những trường hợp khác phải xét từng bài toán cụ thể Phương pháp: mốc so sánh Bước 1: Tính khối lượng các ion kim loại trong muối Bước 2: So sánh dựa trên hai mốc khối lượng m 1 = m kim loại muối yếu và m 2 = m tổng các kim loại muối Bước 3: Xác định chất rắn và tính toán Bước 1: Tính m 1 (khối lượng của kim loại yếu hơn) Tính m 2 (tổng khối lượng các kim loại có trong các dung dịch muối) Bước 2: Nếu m c rắn < m 1 : Thì kim loại R chỉ đủ phản ứng một phần với muối của ion kim loại yếu hơn. Như vậy một phần ion kim loại yếu hơn bị khử thành kim loại Y (muối của ion kim loại mạnh hơn không bị khử) Vậy: m Y tạo ra = m c.rắn => n Y => n R (theo bt hoá trị) => m R. Nếu m 1 <m c rắn < m 2 : Thì kim loại R phản ứng hết với muối của ion kim loại yếu hơn và một phần muối của ion kim loại mạnh hơn. Như vậy ion kim loại yếu hơn bị khử hoàn toàn thành kim loại Y và một phần ion kim loại mạnh hơn bị khử thành kim loại Z Vậy: m Y + m z = m c.rắn => m z = m c.rắn - m Y Từ n Y và n Z => n R (theo bt hoá trị) => m R. Nếu m c rắn > m 2 : Thì kim loại R phản ứng hết với các muối của ion kim loại và còn dư sau phản ứng. Như vậy các ion kim loại trong các muối bị khử hết thành kim loại Y và G. Vậy: m R dư = m c.rắn – m 2 Từ n Y và n G (có trong bài toán) => n R p.ứ (theo bt hoá trị) => m R pứ m R banđầu = . m R pứ + m R dư Bước 2: m c.rắn = 5,16g m 1 = 3,24g m 2 =7,08 g m rắn = 8,0 > gam -> Ag + , Cu 2+ bị khử hết thành chất rắn Ag, Cu và Mg còn dư Bước 3: M Mg dư = 8,0 - 7,08 = 0,92 gam Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n Mg = ½ n Ag + n Cu = ½.0,03 + 0,06 = 0,075 gam m Mg = 0,075x24 + 0,92 = 2,72 gam Bài tập 1. Cho m (g) Mg tác dụng vớị 300ml dung dịch X chứa CuSO 4 0,2M và AgNO 3 0,1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,16g chất rắn. Giá trị của m là A. 0,64 gam B. 0,24 gam C. 0,32 gam D. 0,45 gam Bước 1: m 1 = m Ag = 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag + tham gia hết) . m 2 = m Ag + m Cu =3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam . (Cu +2 , Ag + tham gia hết) Bước 2: m c.rắn = 2,16g m 1 = 3,24g m 2 =7,08 g m rắn = 2,16 < m 1 = 3,24 gam Mg chỉ đủ phản ứng một phần với Ag + và sinh ra chất rắn hết) Bước 3: -> m c rắn = m Ag = 2,16g -> n Ag = 0,02 mol Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n Mg = ½ n Ag = 0,01 -> m Mg = 0,24 gam 2. Cho m gam Mg tác dụng với 300ml dung dịch X chứa CuSO 4 0,2M và AgNO 3 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5,16 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 1,24 gam. B. 1,58 gam. C. 1,32 gam. D. 1,08 gam. Bước 1: m 1 = m Ag = 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag + tham gia hết) . m 2 = m Ag + m Cu =3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam . (Cu +2 , Ag + tham gia hết) Bước 2: m c.rắn = 5,16g m 1 = 3,24g m 2 =7,08 g m rắn = 2,16 < m c rắn < 7,08 gam Mg phản ứng hết với Ag + và một phần Cu 2+ sinh ra chất rắn Ag, Cu Bước 3: -> m c rắn = m Ag + m Cu = 3,24 + m Cu = 5,16g => n Cu = 0,03 mol Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n Mg = ½ n Ag + n Cu = ½.0,03 + 0,03 = 0,045 gam m Mg = 0,045x24 = 1,08 gam 3. Cho m gam Mg tác dụng với 300 ml dung dịch X chứa CuSO 4 0,2M và AgNO 3 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,0 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 1,32 gam. B. 2,72 gam. C. 2,56 gam. D. 1,80 gam. Bước 1: m 1 = m Ag = 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag + tham gia hết) . m 2 = m Ag + m Cu =3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam . (Cu +2 , Ag + tham gia hết) Bước 2: m c.rắn = 5,16g m 1 = 3,24g m 2 =7,08 g m rắn = 8,0 > gam -> Ag + , Cu 2+ bị khử hết thành chất rắn Ag, Cu và Mg còn dư Bước 3: M Mg dư = 8,0 - 7,08 = 0,92 gam Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n Mg = ½ n Ag + n Cu = ½.0,03 + 0,06 = 0,075 gam m Mg = 0,075x24 + 0,92 = 2,72 gam thu được 5 ,16 g chất .rắn. Gíá trị của m là . . 1 B-g ' ' ' ' 1 * Bước 1 ' ' ' ' ' ' ' ' '1 . 1 1 * Bước 2: ' ' ~ ' - . ' ml = 3 ,24 m2 = 7 ,08 m2 = 7 ,08 gam > mchất rắn = 5 :iê > mi = 3 ,24 gam Ag Cu. . ' ' ' (Ag+ bị khử hết và Cu2+ bị. khử một phần) ~ Chất rắn : 5,16 gam = mAg + mcu 3 ,24 ' + . mcu 1, 92 ~ ~ mcu = 5 ,16 - 3 ,24 = 1,92 gam ~ ncu =. 64 = 0,03 mol Theo Đ LBT ele ctron : 2 . m Mg = . 1 . n Ag+ . + 2 .n cu2 + ' . . = 1.nAg+ + '2.ncu2+ = + 0, 03 =. ó,045 mọl' ~ nMg 2 2 2 ' ~ mMg = o,ữ45.24 = 1,08 (gam) ~ Ch~n C ' . thu được 8 ,0 g chất rắn. Giá trị của m là . . . A. 1,32 gam ' B. 2?72 gam ' C . 2?56. gam . D. i,80 gam Theo đề : MKL = 1 ,88 g = mcu + mfedư ' 1 = X + y = 0 01 + 0, 015 = 0, 025 mol ' 1 ~ ncus04 ' . 1 ữ, 025. = 0, lM ~ Chọn A. . ' ' . 1 => CM(CUSO4) - 0 25 ' / .ạ ( Phương pháp 4: . ' ' ' \ 1 Cho kim 1oại A, B + muối 1VIXa (M > A, B) . . 1 1 1 A + 1VIXa ~ ' AXm + M~ ' ' . . . \ '1 t B + IVIXa ' BXn + M~ ' . 1 ~ 1 Chất rắn : M và A, B (nếu dừ) . . ' t ~ \ thì A hết và B chưa phản ứng . . . \ 1 t mạ + mB < mrấn ' < ~ ~ ' ' ' . . . \ ~ 1 Bước 2: So sánh ~ ne nhường và ~ ne nhận . \ \ Bước 3 : Xác định chất rắn và tính tọán. - . 1 Bằ/ Tập MÂU . . B~ eletron ' ~ n e nhường '= 0 , 1 . 2 + 0 ,2 , 2 = 0 ,6 mol ' 0 1 mol; nMg = ữ'2 mol ~ ~ , . nzn ' n . 2+ ữ'5.V mol' n + = O;2.V mol ' Ag . ~ = ữ Õ V 2 + 0 ,2 :V. 1 = 1 ,2 .V mol ~ ne nhận * Bướ c 2 : Lập phương trình ẩn V theo ĐLBT electron . .Theo ĐLBT electron: ' ne nhường - e nhận ~ Chọn C . ' . . Với NO 2 : Hóa trị KL x n KL = (5 - 4). nNO 2 Với NO : Hóa trị KL x n KL = (5 - 2 ). nNO Với N 2 O : Hóa trị KL x n KL = 2(5 – 1). nN 2 O. Với N 2 : Hóa trị KL x n KL = 2(5 - 0). nN 2 Với. NHỚ Cu + 2FeCl 3 -> CuCl 2 + 2FeCl 2 Fe + 2FeCl 3 -> 3FeCl 2 Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 -> 3FeSO 4 AgNO 3 + Fe(NO 3 ) 2 -> Ag + Fe(NO 3 ) 3 3AgNO 3 dư + FeCl 2 -> 2AgCl +. S)x số mol sản phẩm khử Với SO 2 : Hóa trị KL x n KL = (6 - 4). nSO 2 Với S : Hóa trị KL x n KL = (6 - 0 ). nS Với H 2 S : Hóa trị KL x n KL = (6 + 2). nH 2 S. Công thức 2: Tính số mol H 2 SO 4