skkn PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC 12 PHẦN KIM LOẠI.

Cơ sở lý luận - Dựa theo kiến thức nền tảng là sách giáo khoa Hóa học 12 nâng cao - Dựa vào nội dung các định luật: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích,bảo toàn ng

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

8.Đơn vị công tác : Trường THPT LONG THÀNH

- Học vị ( trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất : Thạc sỹ

- Năm nhận bằng : 2011

- Chuyên ngành đạo tạo : Hoá học

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

-Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : Hoá học

-Số năm có kinh nghiệm :16 năm

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây

“Hướng dẫn phương pháp giải toán hoá hữu cơ bằng phương pháp tương đương”năm 2003

“ Một số phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học” năm 2008

“ Phân loại và phương pháp giải bài tập Hóa học 12 phần kim loại” năm 2011

Tên sáng kiến kinh nghiệm : PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC 12 PHẦN KIM LOẠI

Trong các đề thi Đại học - Cao đẳng của bộ từ năm 2007-2011 phần kim loại chiếm mộtphần quan trọng trong cấu trúc đề thi Phần kim loại có rất nhiều dạng bài tập khác nhau, mỗidạng bài tập có những phương pháp đặc trưng để giải Trong quá trình đứng lớp, tôi đã tíchlũy được những kinh nghiệm đáng quí Với mong ước, giúp các em học sinh nắm chắc cácphương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần kim loại, đã thôi thúc tôi viết chuyên đề

“PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC 12 PHẦN KIM LOẠI”

Do thời gian hạn chế nên trong chuyên đề này tôi xin gới hạn phạm vi nghiên cứu: chương “Đại cương về kim loại” và chương “Kim loại kiềm-Kim loại kiềm thổ-Nhôm” sách Hóa học lớp 12 nâng cao

2 TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

2.1 Cơ sở lý luận

- Dựa theo kiến thức nền tảng là sách giáo khoa Hóa học 12 nâng cao

- Dựa vào nội dung các định luật: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích,bảo toàn nguyên tố, bảo toàn số mol…

- Các phương pháp: dùng công thức tương đương, phương pháp tăng giảm khối lượng, sửdụng phương trình ion rút gọn, phương pháp biện luận, phương pháp ghép ẩn số, phươngpháp dựa theo sơ đồ phản ứng, sơ đồ đường chéo, phương pháp tự chọn lượng lượng chất,phương pháp qui đổi …

2.2 Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài

2.2.1 Phương pháp giải toán : Kim loại tác dụng với axit (HCl, H2 SO 4 loãng)

2.2.1.1 Cơ sở lý thuyết

a Kim loại tác dụng với dung dịch HCl

Ta có sơ đồ tổng quát như sau:

KL + 2HCl muối +H2(1)

Từ (1) ta luôn luôn có số mol HCl = 2 lần số mol H2

KL: có thể là một kim loại hay hỗn hợp nhiều kim loại

Thông thường đề bài hay cho số mol H2 ta suy ra số mol HCl hay ngược lại

Đề bài hay yêu cầu tính khối lượng muối khan ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

2

muoái KL HCl H

Hay : m muoái m KLm Cl (n Cl  2.n H2 )

b Kim loại tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng

Ta có sơ đồ tổng quát như sau:

KL + H2SO4 loãng muối +H2 (2)

Từ (2) ta luôn luôn có số mol H2SO4 = số mol H2

KL: có thể là một kim loại hay hỗn hợp nhiều kim loại

Thông thường đề bài hay cho số mol H2 ta suy ra số mol H2SO4 hay ngược lại

Đề bài hay yêu cầu tính khối lượng muối khan ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

c.Kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm HCl và H 2 SO 4 loãng

Ta có sơ đồ tổng quát như sau:

KL + 2H+ muối +H2 (3)

Từ (3) ta luôn luôn có số mol H+ = 2 lần số mol H2

KL: có thể là một kim loại hay hỗn hợp nhiều kim loại

Đề bài hay yêu cầu tính khối lượng muối khan ta có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

Ví dụ 1: Cho 11 gam hỗn hợp gồm Al, Fe tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được

dung dịch X và 8,96 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

Ví dụ 2: Cho 1,48 gam hỗn hợp gồm Al, Mg, Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu

được dung dịch X và 0,896 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

( Đáp án B)

Ví dụ 3: Cho 2,96 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Zn tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch HCl

1,4M thu được dung dịch X và H2 Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

gam



m nuối = m KL + 96 nH 2 =11+96.0,4 = 49,4(gam)

( Đáp án A)

Ví dụ 5: Cho 6,88 gam hỗn hợp gồm Mg, Al, Fe, Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch X và 2,24 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

( Đáp án D)

Ví dụ 7 : Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn

hợp HCl 1M và H2SO4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H2 (ở đktc) Côcạn dung dịch X thu được lượng muối khan là

A 38,93 gam B 103,85 gam C 25,95 gam D 77,86 gam.

Hướng dẫn giải

Số mol HCl = 0,5 (mol) = số mol Cl

-Số mol H2SO4 = 0,14(mol) = số mol SO4

Ví dụ 8: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch

H2SO4 10%, thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc) Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là

A 101,68 gam B 88,20 gam C 101,48 gam D 97,80 gam.

2.2.1.3.Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho 2,37 gam hỗn hợp gồm Al, Cr tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được dung

dịch X và 1,68 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

Câu 2: Cho 2,70 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Cr tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được

dung dịch X và 1,568 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

Câu 3: Cho 3,94 gam hỗn hợp gồm Cr, Fe , Zn, Mg tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch X và 1,792 lít H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X số gam muối khan thu được là

( ) 

n cho e n x R

[ x là số e mà kim loại (R) đã cho]

Sau đây là số mol e nhận tính theo các sản phẩm

 NO2 số mol e nhận = 1.số mol NO2 [

 NOsố mol e nhận = 3.số mol NO [

Khi sử dụng các quá trình trên cần lưu ý:

 Kim loại R là Fe thì sau phản ứng có thể tạo thành Fe3+ hoặc Fe2+ hoặc cả Fe3+ và Fe2+

Fe Fe3+ +3e ( nếu HNO3 hoặc H2SO4 đặc nóng, dư)

FeFe2+ +2e( nếu Fe dư)

3 2

32

Số mol HNO3 (bđ) = số mol H+ = số mol NO3-(bđ)

số mol electron cho = số mol electron nhận

Hoặc sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính lượng muối tạo thành.

 Chú ý: Al, Fe, Cr bị thụ động trong các axit HNO3 đặc, nguội và HNO3 đặc nguội

- Chất oxi hóa là N+5 có thể bị khử xuống mức thấp hơn N+4(NO2), N+2(NO), N+1(N2O), N

-3(NH4NO3) ( chú ý xem có sự hình thành NH4NO3 hay không, thông thường dựa vào bài toánnếu cho sự khử là duy nhất thì không có sự hình thành NH4NO3 hoặc kiểm tra bằng định luậtbảo toàn e, nếu sản phẩm qua kiềm có khí mùi khai thì có sản phẩm khử NH4NO3)

- Nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của quá trình phản ứng rồi áp dụng địnhluật bảo toàn e

 Dạng 2: kim loại+ H 2 SO 4 đặc, nóng

Một số lưu ý:

-Chất khử là kim loại bị oxi hóa lên mức cao nhất RRx++xe ( chú ý Fe có thể bị oxi hóa thành Fe2+ hoặc Fe3+ hoặc cả Fe2+ và Fe3+ tùy thuộc vào lượng Fe dư hay không dư)

- Chất oxi hóa là S+6 có thể bị khử xuống mức oxi hóa thấp hơn : S+4(SO2), S0, S

-2(H2S).Thông thường tạo ra SO2

-Từ dữ kiện bài toán phải nhận định đúng trạng thái số oxi hóa đầu và trạng thái số oxihóa cuối rồi áp dụng định luật bảo toàn e

 Dạng 3: kim loại + hỗn hợp (HNO 3 + H 2 SO 4 đặc)

Số mol NO3- (tạo muối) = số mol e cho = số mol e nhận)

Một số lưu ý khi giải toán

- Trong môi trường axit (HCl, H2SO4 loãng, NaHSO4) ion NO3- trong muối nitrat có tính oxi hóa mạnh tương tự như HNO3 Dạng bài toán thường gặp là cho kim loại ( ví dụ Cu) tác dụngvới dung dịch hỗn hợp (HNO3+ H2SO4 loãng); hỗn hợp (KNO3+ H2SO4 loãng) hoặc KNO3+ KHSO4) Khi đó viết phương trình phản ứng dạng ion rút gọn:

3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2++ 2NO + 4H2O

- Vấn đề quan trọng là xem xét chất nào hết trong phản ứng bằng cách lấy số mol ban đầu củacác chất (Cu, H+, NO3-) chia cho hệ số của chất tương ứng (3,8,2) thì chất phản ứng hết là chất có tỉ lệ mol nhỏ nhất

c.Một số công thứ giải nhanh

1 Tính khối lượng muối sunfat thu được khi hoà tan hết hỗn hợp các kim loại bằng H 2 SO 4

3 Tính số mol HNO 3 cần dùng để hòa tan hỗn hợp các kim loại:

n HNO3 = 4n NO + 2n NO2 + 10n N2O +12n N2 +10n NH4NO3

4 Tính khối lượng muối nitrat kim loại thu được khi cho hỗn hợp các kim loại tác dụng HNO 3 ( không có sự tạo thành NH 4 NO 3):

m muối = m kl + 62( 3n NO + n NO2 + 8n N2O +10n N2 )

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được

V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư) Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19 Giá trị của V là

số mol NO = số mol NO2 = a (mol)

Áp dụng định luật bảo tòan e, ta có :

Khi Fe tác dụng với lượng ít nhất HNO3 thì tạo muối Fe(II)

Gọi R là công thức tương đương của Fe, Cu ( đều có cùng hóa trị II)

Áp dụng định luật bảo tòan e ta có :

nNO 3 = n R.2 =(0,15+0,15).2 = 0,6(mol)

nNO = 0,2( mol)

Áp dụng định luật bảo tòan nguyên tố N ta có

N (HNO3) = N[R(NO3)2] +N (NO)

nHNO3 = 2nR(NO3)2 + nNO = 0,3.2+0,2 = 0,8 (mol)

V(HNO3) = 0,8

1 = 0.8(l)

(Đáp án C )

Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung

dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2 Tỉ khối của hỗn hợp khí

Y so với khí H2 là 18 Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là

Ví dụ 4: Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 lỗng, thu được940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) cĩ tỉ khối đối với H2 bằng 22 Khí NxOy

và kim loại M là

A NO và Mg B N2O và Al. C.N2O và Fe. D NO2 và Al.

Hướng dẫn giải

Gọi hĩa trị của M là x

Áp dụng định luật bảo tịan e ta cĩ :

M (NxOy) = 22.2= 44 NxOy là N2O

n N2O = 0,9408

22,4 = 0.042 (mol)nM.x = nN2O.8 = 0,042.8= 0,336(mol) nM = 0,336

x (mol)M(M) = 3,024

0,336 x

Áp dụng định luật bảo tịan e, ta cĩ

nAl.3 = nNO.3 + nN2O.8 + nN2.10

nAl.3 = 0,1.3 + 0,2.8 + 0,2.10

nAl=1,3 (mol)

m = 27.1,3=35,1 (gam)

(Đáp án C)

Ví dụ 6: Hòa tan m gam bột Al vào dung dịch HNO3 dư đun nóng được 11,2 lít hỗn hợp khí

X gồm NO và NO2 (ở đktc), có tỉ khổi hơi của X so với H2 là 19,8 Giá trị của m là

23

nNO2 = 0,5 - 0,2= 0,3 (mol)

MY= 19,8.2=39,6

Áp dụng định luật bảo tòan e, ta có:

nAl.3 = nNO.3 + nNO2.1

nAl.3 = 0,2.3 + 0,3.1 = 0,9(mol)

nAl = 0,3(mol)

m = 0,3.27 = 8,1(gam)

(Đáp án A)

Ví dụ 7: Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư) Sau khi phản ứng xảy ra

hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là

A 8,88 gam B 13,92 gam C 6,52 gam D 13,32 gam.

Hướng dẫn giải

Số mol NO = 0,04(mol)

Số mol Mg = 0,09(mol)

Số mol e cho = 0,09.2 = 0,18(mol)

Số mol e nhận = 0,04.3 = 0,12 (mol)< 0,18(mol) trong dung dịch Y có NH4NO3

Theo định luật bảo toàn e, ta có:

2số mol H+ số mol H2SO4 = 0,4(mol) = số mol SO42- (bđ)

Số mol SO42- (tạo muối) = số mol SO42- (bđ) - số mol SO42- ( bị khử)

Số mol SO42- (tạo muối) = 0,4-0,2 = 0,2(mol)

m muối = 8,37+ 0,2.96 = 27,57(gam)

Cách 2: Sử dụng công thức

m Muối = m kl + 96(n SO2 + 3n S +4n H2S ) = 8,37+96 0,2= 27,57 gam

(Đáp án A)

Ví dụ 9: Cho m gam hỗn hợp X gồm Ag, Cu tác dụng hoàn toàn với lượng dư dung dịch

chứa HNO3, H2SO4 đặc nóng thu được và dung dịch Y chứa 7,06 gam muối và hỗn hợp khí Z gồm 0,05 mol NO2 và 0,01 mol SO2 Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

Số mol Fe = 0,12 (mol)

( ) 0,3

2Fe + 6H2SO4Fe2(SO4)3+ 3SO2+ 6H2O

(mol) 2a 6a a

Fe + 2 H2SO4FeSO4+ SO2+ 2H2O

Ví dụ 11: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5

M thoát ra V lít NO (biết NO là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là

Ví dụ 12: Cho 5,76 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa KNO3 0,25M và H2SO4

1,5 M thoát ra V lít NO (biết NO là sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là

Ví dụ 13: Cho 1,35 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 dư được 896 ml hỗn hợp X gồm

NO và NO2 ( ở đktc) có tỉ khối so với H2 bằng 21 và dung dịch Y Cô cạn dung dịch lượngmuối khan thu được là

A 9,41 gam B 10,08 gam C 5,07 gam D 8,15 gam.

Hướng dẫn giải

Cách 1

Số mol e cho = số mol e nhận = 0,01.3 + 0,03 = 0,06(mol)

Số mol NO3- (tạo muối) = 0,06(mol)

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 10,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R (có hóa trị không đổi)

bằng dung dịch HCl thu được 6,72 lít H2 (ở đktc) Mặt khác, nếu cho10,4 gam X tác dụnghoàn toàn với dung dịch HNO3 loãng dư thì thu được 1,96 lít N2O duy nhất (ở đktc) và khôngtạo ra NH4NO3 Kim loại R là

A Al B Mg C Zn D Ca

Câu 2: Hoà tan hỗn hợp gồm Mg, Al, Zn trong V lít dung dịch HNO3 2M vừa đủ thu được1,68 lít hỗn hợp khí X (ở đktc) gồm N2O và N2 Tỉ khối của X so với H2 là 17,2 Giá trị của Vlà

Câu 3 : Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn

hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (duy nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất Giá trị tối thiểu của V là

Câu 4: Cho 4,32 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư) Sau khi phản ứng xảy ra

hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X Khối lượng muối khan thu đượckhi làm bay hơi dung dịch X là

A 29,40 gam B 29,04 gam C 26,64 gam D 13,32 gam 2.2.3 Phương pháp giải toán : kim loại tác dụng với phi kim

2.2.3.1 Cơ sở lý thuyết

a Kim loại tác dụng với oxi

Hầu hết các kim loại đều tác dụng với oxi ( trừ Au, Ag, Pt)

4M + xO2  t0 2M2Ox(1)

Để giải nhanh cần chú ý :

m chất rắn ( hoặc oxit) = m kim loại + mO ( và nO = no2

( trong oxit)Sau quá trình (1) thường cho oxit (hoặc sản phẩm rắn) tác dụng với

 Dung dịch axit (HCl hay H2SO4 loãng )

Cần chú ý trạng thái đầu và cuối cùng, rồi vận dụng định luật bảo toàn e và sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính mO = m chất rắn( hoặc oxit) – mkim loại

R Rx+ + xe ( R là kim loại, x là số e cho)  số mol e cho = x.nRO2 + 4e2O2-  số mol e nhận = 4.số mol O2

Theo định luật bảo toàn e, ta có: x.nR = 4.số mol O2

b.Kim loại tác dụng với lưu huỳnh

- Hầu hết các kim loại đều tác dụng với lưu huỳnh khi đun nóng ( riêng Hg phản ứng với S ngay ở nhiệt độ thường)

M + S  t0 MS

- Phản ứng xảy ra không hoàn toàn( sản phẩm gồm MS, M, S ) khi hòa tan trong oxit ( HCl, H2SO4 loãng ) được hỗn hợp 2 khí H2S; H2 và một phần không tan là S (cũng có thể là CuS, PbS)

- Các muối sunfua thu được khi đốt ngoài không khí cho các kim loại ( số oxi hóa cao hơn)

và khí SO2

2MS +3O2  t0 2MO + 2SO2

4FeS + 7O2 t0 2Fe2O3+ 4SO2

- Vì số mol O2 phản ứng > số mol SO2 mên phản ứng trên làm giảm số mol khí  áp suất

trong bình giảm tỉ lệ với số mol

- Nắm vững tính tan của các muối sunfua

- Trong một số trường hợp ta có thể áp dụng định luật bảo toàn e hoặc bảo toàn nguyên tố sẽ cho kết quả nhanh chóng

c Kim loại tác dụng với clo

- Hầu hết các kim loại đều tác dụng với clo ở nhiệt độ thường hoặc nung nóng cho muối clorua

2M + xCl2 t0 2MClx

Khi giải bài toán này thường áp dụng:

-Định luật bảo toàn khối lượng: m rắn = m muối clorua= m kim loại + mCl2(pứ)

-Định luật bảo toàn nguyên tố: n Cl (muoái) 2. n Cl2( )pö

-Định luật bảo toàn e

R Rx+ + xe ( R là kim loại, x là số e cho)  số mol e cho = x.nR

Cl2 + 4e2Cl-  số mol e nhận = 2.số mol Cl2

Theo định luật bảo toàn e, ta có: x.nR = 2.số mol Cl2

2.2.3.2 Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đốt cháy m gam hỗn hợp X gồm Mg, Cu, Zn ở dạng bột thu được 34,5 gam hỗn

hợp rắn Y Để hòa tan hỗn hợp Y cần vừa đủ 400 ml dung dịch HCl 2 M Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

Số mol HCl = 0,8 mol = số mol H+

2H+ + O2- H2O(mol) 0,8 0,4

O

m chất rắn ( hoặc oxit) = m kim loại + mO

 m kim loại = 34,5- 6,4 = 28,1(gam)

0,15 0,15( )1

HCl

(Đáp án A)

Ví dụ 3: Cho 40 gam hỗn hợp X gồm Au, Ag, Fe, Zn tác dụng với oxi dư nung nóng thu

được 46,4 gam chất rắn.Thể tích dung dịch H2SO4 20% (d=1,14 g/ml) cần để phản ứng với chất rắn Y là

A.257,96 ml B.334,86ml C.85,96 ml D.171,93ml.

2 4

2 4

0,4( ) 0,4.98.100 171,93( ) 20.1,14

Ví dụ 4: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 5,68 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Fe,

FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3(dư), thoát ra 0,672 lít

NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

nNO = 0,03(mol)

Chất khử là Fe ( Fe cho 3 e)

Chất oxi hóa là O2 và HNO3 ( O2 nhận 4 e, HNO3 nhận 3e)

Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe, O2

Theo định luật bảo toàn e, ta có : 3a= 4b + 0,03.3 3a - 4b = 0,09(1)

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có : 56a+32b = 5,68(2)

Từ (1) và (2) ta có a = 0,08(mol), b= 0,0375 (mol)

mFe= m = 56.0,08= 4,48 (gam)

(Đáp án B)

Ví dụ 5: Trộn 4,48 gam bột sắt với 1,92 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều

kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dungdịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G Để đốt cháy hoàntoàn X và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc) Giá trị của V là

Ví dụ 6: Nung m gam hỗn hợp gồm bột Fe và S trong bình kín không có không khí Sau

phản ứng đem phần rắn thu được hòa tan bằng lượng dư dung dịch HCl được 3,8 gam chất rắn X không tan, dung dịch Y và 0,2 mol khí Z Dẫn Z qua dung dịch Cu(NO3)2 dư, thu được 9,6 gam kết tủa đen Giá trị của m là

Hướng dẫn giải

nCuS = 0,1(mol) = số mol H2S= nS(pư) = nFe (pư)

Hỗn hợp Z gồm H2S và H2  số mol H2 = 0,2-0,1= 0,1(mol) = nFe(dư)

mFe = (0,1+ 0,1).56 = 11,2(gam)

mS(ban đầu) = 32.0,1+ 3,8 = 7(gam)

m = 11,2+7=18,2(gam)

(Đáp án B)

Ví dụ 7: Cho V lít ( ở đktc) hỗn hợp khí X gồm clo và oxi tác dụng vừa hết với hỗn hợp

gồm 4,8 gam Mg và 8,1 gam Al tạo ra 37,05 gam hỗn hợp các muối và oxit của hai kim loại.Giá trị của V là

Hướng dẫn giải

Ví dụ 8: Cho 11,2 lít ( ở đktc) hỗn hợp khí X gồm clo và oxi tác dụng vừa hết với 16,98 gam

hỗn hợp Y gồm Mg và Al tạo ra 42,34 gam hỗn hợp các muối và oxit của hai kim loại Sốgam của Al có trong hỗn hợp Y là

Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg, Al

Số mol e cho = 2x+3y

Theo định luật bảo toàn, e ta có: 2x+3y = 1,52(1)

mY=16,89 24x+27y=16,89 (1)

Từ (1) và (2) ta có x = 0,535 mol ; y = 0,15 (mol)

mAl = 0,15.27 = 4,05(gam)

(Đáp án C)

Ví dụ 9: Cho hỗn hợp X gồm Mg, Al tác dụng vừa đủ với 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp Y gồm

O2, Cl2 có tỉ khối so với H2 là 27,375 Sau phản ứng thu được 5,055 gam chất rắn Số gamcủa Al, Mg có trong hỗn hợp X lần lượt là

Số mol e nhận = 4a+2b = 0,17(mol)

Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg, Al

Số mol e cho = 2x+3y (mol)

Theo định luật bảo toàn e ta có : 2x+3y = 0,17(1)

Câu 1: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Zn ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu

được 2,81 gam hỗn hợp Y gồm các oxit Hòa tan hoàn toàn hết lượng hỗn hợp Y nói trên

bằng dung dịch H2SO4 loãng (đủ) Sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được 6,81 gam muối khan Giá trị của m là

Câu 2: Nung m gam bột Fe trong O2 thu được 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Cho toàn bộ chất rắn X tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng dư, thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m là

Câu 3: Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện

không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịchHCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G Để đốt cháy hoàn toàn X

và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc) Giá trị của V là

Câu 4: Cho 4,26 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác dụng hoàn

toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 6,66 gam Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là

Câu 5: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết

hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít NO (phẩm khử duy nhất, ở đktc).Giá trị của m là

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M (có hoá trị hai không đổi trong hợp chất)

trong hỗn hợp khí Cl2 và O2 Sau phản ứng thu được 23,0 gam chất rắn và thể tích hỗn hợpkhí đã phản ứng là 5,6 lít (ở đktc) Kim loại M là

2.2.4 Phương pháp giải toán : Kim loại tác dụng với dung dịch muối

2.2.4.1 Cơ sở lý thuyết

a Dạng 1: 1 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối

Kim loại (A) có thể khử được ion kim loại kém hoạt động hơn(Bn+) trong dung dịch muốithành kim loại tự do (B)

AAm+ + me Bn+ + neB

Hay nA + mBn+  nAm+ + mB

Khối lượng thanh kim loại tăng (hoặc giảm) sau phản ứng :

Nếu thanh kim loại tăng m = m kim loại (bám) – m kim loại (tan)

b.Dạng 2: 2 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối

 Thứ tự phản ứng: Kim loại nào cĩ tính khử mạnh hơn sẽ tác dụng trước

 Nếu biết số mol ban đầu của 2 kim loại (A, B) và số mol muối(Cm+) thì dựa vào số mol

ta sẽ viết các phương trình phản ứng xảy ra theo nguyên tắc kim loại yếu hơn chỉ thamgia phản ứng khi kim loại mạnh hơn đã hết và muối vẫn cịn( cũng cĩ thể kiểm sĩatmức độ xảy ra dựa vào định luật bảo tồn eclectron)

 Nếu biết số mol ban đầu của 2 kim loại (A, B) nhưng khơng biết số mol ban đầu củamuối(Cm+), ta áp dụng phương pháp xét khoảng để giải:

+ Nếu chỉ A tác dụng hết với Cm+  m rắn = mC + mB = m1

Nếu A, B đều phản ứng hết với Cm+ ( hết Cm+)  m rắn = m2

A, B hết

Cm+ còn dư A hết; B tác dụng 1 phần

A tác dụng một phần

B chưa phản ứng

c Dạng 3: 1 kim loại tác dụng với dung dịch 2 muối

Cho kim loại A tác dụng với dung dịch muối chứa 2 ion kim loại Bn+, Cm+ ( Giả sử tính khửA>B>C)

So sánh m1 và m2 sẽ biết được mức độ xảy ra các phản ứng

 Nếu m rắn< m1  C kết tủa một phần, B chưa kết tủa

 Nếu m1<m rắn< m2 C chưa kết tủa hết, B kết tủa một phần

 Nếu m rắn> m2 B,C kết tủa hết, A dư

Khi biết các phản ứng xảy ra hồn tồn và biết số mol từng chất ban đầu hoặc biết khối lượngchất rắn sau phản ứng thì cĩ tể sử dụng định luật bảo tồn electron để biết mức độ xảy raphản ứng

d.Dạng 4: 2 kim loại tác dụng với dung dịch 2 muối

Phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên: kim loại có tính khử mạnh nhất ưu tiên phản ứng với ionkim loại có tính khử mạnh nhất ( dựa vào dãy điện hóa)

Ví dụ 3: Có 2 lá kim loại cùng chất cùng khối lượng và có hóa trị II Ngâm lá một trong dung

dich Pb(NO3)2 lá hai trong dung dịch Cu(NO3)2 Sau một thời gian người ta lấy các lá kim loại ra khỏi dung dịch thấy khối lượng lá 1 tăng 19%, lá 2 giảm 9,6% Biết rằng, trong 2 phản ứng trên, khối lượng các kim loại bị hoà tan như nhau Lá kim loại là

A Mg B Zn C Cd D Fe.

Hướng dẫn giải

Gọi x là khối lượng lá kim loại ban đầu, có số mol phản ứng là 1 mol

R + Pb2+ R2+ + Pb (1)(mol) 1 1

R+ Cu2+ R2+ + Cu (2)(mol) 1 1

A 2,80 B 2,16 C 4,08 D 0,64

Hướng dẫn giải

Số mol Fe = 0,04(mol)

Số mol AgNO3 = 0,02(mol)

Số mol Cu(NO3)2 = 0,1(mol)

Tính oxi hóa Ag+ > Cu2+

Số mol e cho = 0,04.2= 0,08(mol)

Số mol e nhận = 0,02.1+0,1.2 = 0,22 (mol)> 0,08(mol)Cu2+ dư

mY= 108.0,02 + 64.0,03 = 4,08(gam)

(Đáp án C)

Ví dụ 5: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m2 gam chất rắn X Nếu cho m2 gam X tác

dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,336 lít khí (ở đktc) Giá trị của m1 và m2 lần lượt là

A 8,10 và 5,43 B 1,08 và 5,16 C 0,54 và 5,16 D 1,08 và 5,43.

Hướng dẫn giải

Số mol H2 = 0,015

Số mol AgNO3 = 0,03(mol)

Số mol Cu(NO3)2 = 0,03(mol)

Ví dụ 6: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3

1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hóa : Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag)

Ví dụ 7: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sau khi kết

thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn Thành phần phần trămtheo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là

A 12,67% B 85,30% C 90,27% D 82,20%.

A 0,1; 0,2 B 0,15; 0,25 C 0,28; 0,15 D 0,25; 0,1.

Câu 2: Nhúng một thanh Mg vào 200ml dung dịch Fe(NO3)3 1M, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra cân lại thấy khối lượng tăng 0,8 gam Số gam Mg đã tan vào dung dịch là

Câu 3: Nhúng một thanh sắt nặng 100 gam vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)20,2M và AgNO3 0,2M Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm khô cânđược 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh sắt) Khốilượng sắt đã phản ứng là

A 1,40 gam B 2,16 gam C 0,84 gam D 1,72 gam

Câu 4: Ngâm thanh Fe vào dung dịch chứa 0,03 mol Cu(NO3)2 một thời gian, lấy thanh kim loại ra thấy trong dung dịch chỉ còn chứa 0,01 mol Cu(NO3)2 Giả sử kim loại sinh ra bám hết vào thanh Fe Khối lượng thanh Fe sau phản ứng thay đổi là

A tăng 0,08 gam B tăng 0,16 gam C giảm 0,08 gam D giảm 0,16 gam Câu 5: Người ta phủ một lớp bạc trên một vật bằng đồng có khối lượng 8,48 gam bằng cách

ngâm vật đó trong dung dịch AgNO3.Sau một thời gian lấy vật đó ra khỏi dung dịch làm khô cân được 10 gam Số gam Ag phủ trên bề mặt của vật là

A 1,52 B 2,16 C 1,08 D 3,20 2.2.5.Phương pháp giải toán :Nhiệt luyện

2.2.5.1.Cơ sở lý thuyết

Oxit KL+ CO t0 KL + CO2 (1)Oxit KL+ H2 t0 KL + H2O (2)Oxit KL +[CO, H2]  t0 KL + [CO2, H2O] (3)

Từ (1), (2), (3) ta thấy nếu 1 mol chất khử phản ứng tạo ra sản phẩm thì khối lượng chất khử tăng 16 gamkhối lượng chất rắn giảm 16 gam

Từ (1)nCO = nCO2

= nO[ trong oxit bị khử]

Từ (2) n H2 n H O2 = nO[ trong oxit bị khử]

Từ (3)n[CO, H2] = n [CO2, H2O]= nO(oxit pứ)

Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

Hay sử dụng phương phản tăng giảm khối lượng

Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng chất khử tăng = mO[oxit]pư

2.2.5.2.Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe3O4 nung nóng Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam Giá trị của V là

Hướng dẫn giải

Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng chất khử tăng

Cứ 1 mol [CO, H2] phản ứng khối lượng chất khử tăng 16 gam

Ví dụ 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm

CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa Giá trị của

V là

Cách 1:Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

Cứ 1 mol CO phản ứng khối lượng chất khử tăng 16gam, khối lượng chất rắn giảm 16 gam Vậy 0,05 mol CO phản ứng khối lượng chất rắn giảm =16.0,05 = 0,8 (gam)

m = 2,32 + 0,8 = 3 ,12 (gam)

(Đáp án B)

Cách 2:Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng

Hướng dẫn giải

Chỉ có CuO bị khử bởi CO

nCO = nO[CuO] = nCuO = 9,1 8,3 0,05( )

Ví dụ 8 : Khử hoàn toàn 4 gam hỗn hợp CuO và PbO bằng khí CO ở nhiệt độ cao thu được m

gam chất rắn Khí sinh ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 10g kết tủa Giá trị của m là

Ví dụ 9: Để khử hoàn toàn 45 gam hỗn hợp gồm CuO, FeO, Fe3O4, Fe và MgO cần dùng vừa

đủ 8,4 lít CO (ở đktc) Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là

Hướng dẫn giải

2

8,4 0,375( )22,4

A 1,68 lít và 8,8 gam B 2,24 lít và 8,8.gam.

C 1,68 lít và 5,6 gam D 3,36 lít và 8,4gam.

Hướng dẫn giải

Số mol NO = 0,05(mol)

Trong toàn bộ các phản ứng trên chỉ có C(CO), N(HNO3) thay đổi số oxi hóa (chỉ xét trạng thái đầu và cuối)

Dựa vào định luật bảo toàn e, ta có

2.n CO= 3.nNO VCO =

A 5,60 lít B 4,48 lít C 6,72 lít D 2,24 lít

Câu 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn

gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí

X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 40 gam kếttủa Giá trị của V là

A 11,20 B 8,96 C 4,480 D 2,24.

Câu 3 : Cho khí CO khử hoàn toàn hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 thấy có 4,48 lít CO2 (ở đktc) thoát ra Thể tích CO (ở đktc) đã tham gia phản ứng là

A 1,12lít B 2,24lít C 3,36lít D 4,48lít

Câu 4: Khử hoàn toàn 35,9 gam hỗn hợp CuO và PbO, FeO bằng khí CO ở nhiệt độ cao thu

được m gam chất rắn Khí sinh ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2

dư thu được 30gam kết tủa Giá trị của m là

A 31,1 B 24,4 C 32,1 D 25,4.

Câu 5:Cho V lít (ở đktc) CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng, một thời gian thu được 13,92g chất rắn X gồm Fe, Fe3O4, FeO và Fe2O3 Cho X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng thu được 5,824 lít NO2 (ở đktc) Giá trị của V, m lần lượt là

A 3,200 lít và 16 gam B 2,912 lít và 16gam.

C 2,912 lít và 8 gam D 2,500 lít và 24gam.

2.2.6 Phương pháp giải toán : Điện phân

2.2.6.1 Cơ sở lý thuyết

a Điện phân nóng chảy

Chỉ áp dụng đối với MCln, MOH, Al2O3 ( với M là kim loại nhóm IA, IIA)

Tại cataot(K): H2O bị khử 2H2O + 2e 2OH- + H2

Tại anot(A): H2O bị oxi hóa 2H2O4H+ + O2+ 4e

 Qui tắc(K, catot): xảy ra quá trình khử Mn+, H+, H2O

Các cation nhóm IA, IIA, Al3+ không bị khử ( khi đó H2O bị khử)

Các cation kim loại khác bị khử theo thứ tự trong dãy điện hóa( ion có tính oxi hóa mạnh hơn

 Qui tắc( cực dương, A): xảy ra quá trình oxi hóa: anion gốc axit, OH-, H2O

Anion gốc axit có oxi(NO3-, SO42-) không bị oxi hóa (khi đó H2O) bị oxi hóa

Các trường hợp khác bị oxi hóa theo thứ tự : I->Br->Cl-> OH->H2O

c Để giải nhanh bài toán điện phân cần nắm vững các cơ sở sau:

Khối lượng catot tăng chính là khối lượng kim loại tạo thành sau điện phân bám vào