Chuyên Đề Toán Kim Loại Tác Dụng Với Dung Dịch Muối

khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Chuyên đề 11: TỐN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI I- KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1- 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 (khơng 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: 2Na + 2H2O  2NaOH + H2  2NaOH + CuSO4  Cu(OH)2  + Na2SO4 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 tốn, 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 + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag  Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag  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 lượng 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% 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành – 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 + 2FeCl3 → 3FeCl2 Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2 – 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 + 2FeCl3 → MgCl2 + 2FeCl2 Mg (dư) + FeCl2 → MgCl2 + Fe – Theo ngun tắc kim loại mạnh “cướp” gốc axit muối kim loại yếu hơn, nên muối sau phản ứng 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 đốn 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 tốn: Thường áp dụng phương pháp đại số tăng giảm khối lượng Phương pháp đại số Phương pháp suy luận tăng giảm - Đặt x số mol phần kim loại - Xác định m theo PTHH (theo hệ số phản ứng cân bằng) - Viết PTHH, tính theo PTHH với - Xác định m theo đề ẩn x đặt - Áp dụng cơng thức: - Lập phương trình tốn biểu diễn m( theo đề) nA   hệ số A độ tăng giảm khối lượng m (theo PTHH) - Giải pt tìm số mol x kết luận - Tính tốn theo u cầu đề khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 b) Ví dụ minh họa Ví dụ 1: 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 khơ, đem cân 10 gam Viết phương trình phản ứng xảy tính khối lượng bạc phủ lên bề mặt vật Phân tích Đây dạng tập đơn giản dạng kim loại phản ứng với dung dịch chứa muối Để giải tốn 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: mAg(sinh ra)  m Cu( phản ứng)  1,52 gam Hướng dẫn Cách 1: Phương pháp đại số  Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag  x mol 2x mol Theo đề ta có: 8,48 – x.64 + 2x.108 = 10 → x = 0,01 mol Vậy khối lượng Ag phủ vật là: m Ag( sinh ra)  0,01.2.108 = 2,16 gam  Cách 2: Phương pháp tăng giảm khối lượng Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag  Theo phản ứng: 1mol Cu  2mol Ag  tăng m = 216 – 64 = 152 gam Theo đề: m = 10 – 8,48 = 1,52 gam 1,52  = 0,02 mol  mAg(sinh )  0,02.108  2,16(gam)  n Ag = 152 Ví dụ 2: 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 số mol FeSO4 Hướng dẫn Cách 1: Phương pháp đại số Gọi nồng độ chất dung dịch x (mol/l) 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành → n FeSO4  0, 2x mol; nCuSO4  0, 4x mol 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 Theo đề ta có:  0, 4.x.64 – 0, 4.x.M  8,  x.M  12 Vậy kim loại M Magie (Mg) Nồng độ mol dung dịch muối là: C M FeSO4  C M CuSO4  0,5M  Cách 2: Sử dụng tăng giảm khối lượng M + FeSO4 → MSO4 + Fe  0,2x 0,2x  tăng m1 = 0,2x.(56 – M) M + CuSO4 → MSO4 + Cu  0,4x 0,4x  tăng m2 = 0,4x.(64 – M) 0, 2x   56 – M   3,  Hệ phương trình   M =24 ; x = 0,5 mol/l 0, 4x   64 – M   8,0 Cách 3: 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) 0,1 0,8  0,5M  0,1(mol)  C M FeSO4  C M CuSO4  0, 64  56 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 3: 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 khơ 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 hồn tồn vào kim loại Xác định kim loại M 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)  n CuSO4  n FeSO4  khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Phân tích: a) Thể tích dung dịch 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 chỗ “nồng độ % FeCl3 dư nồng độ % MCl2”, với M kim loại biết câu Cần lưu ý kim loại lấy phần dư kim loại M (vì theo đề cho phản ứng khơng sinh kim loại) Hướng dẫn: a) Thể tích dung dịch khơng đổi  n AgNO3 ( phản ứng)  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 + 2AgNO3  M(NO3)2 + 2Ag  0,01 0,02 0,02 (mol)  0,02108 – 0,01M = 1,52  M = 64 gam/mol Vậy kim loại M đồng (Cu) 460.20  92(gam) b) mFeCl3  100 Gọi x số mol Cu phản ứng Cu + 2FeCl3  2FeCl2 + CuCl2 x 2x 2x x (mol)  mFeCl3 (dư)  (92  325x) (gam) Vì nồng độ % FeCl3 dư nồng độ % CuCl2 nên khối lượng FeCl3 dư khối lượng CuCl2 (do chúng dung dịch)  135x = 92 – 325x  x = 0,2 mol Khối lượng kim loại lấy ra: mCu (dư)  20 – 0,264 = 7,2 (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 tốn:  Khi đề cho biết đầy đủ số mol tất muối kim loại ban đầu: –So sánh số mol hóa trị đơn 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 đề cho 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 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành + Nếu m rắn sau phản ứng  mKL muối ban đầu  muối ban đầu dư + Nếu mKL 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 – Phương pháp khác: Tùy vào đặc điểm tốn mà sử dụng phương pháp khác bảo tồn 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 4: 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 0,1M đến phản ứng xảy hồn tồn 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 1(xác định kim loại M) dạng tốn đơn giản, tính số mol CuSO4 phản ứng, ý hóa trị kim loại muối thường 1,2 - Ý 2: Cu hoạt động hóa học Ag nên muối AgNO3 phản ứng trước, sau đến phản ứng CuSO4 Hướng dẫn n CuSO ( phản ứng) = (0,5  0,3)  0,1 = 0,02 (mol) 2M + xCuSO4 → M2(SO4)x + xCu  0,04 0,02mol 0,02(mol) x 0,04 Theo đề  M = 0,0264 – 0,16  M = 28x (*) x -Biện luận (theo *): x M 28 56 84 (loại) (nhận) (loại) Vậy kim loại M sắt (Fe) khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 n Fe  8, = 0,15(mol) ; n AgNO3  0,2(mol) ; 56 n Cu(NO3 )2  0,1 (mol) So sánh hóa trị ta thấy: nAgNO3  0, 2.1  nFe  0,15.2  nAgNO3  n Cu ( NO3 )2  0,  AgNO3 hết, Fe tan hết ; Cu(NO3)2 dư Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag  0,2 0,1 0,1 0,2 (mol) Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu  0,05 0,05 0,05 0,05 (mol)  m rắn (sau phản ứng)  0,2.108  0,05.64  24,8(gam) Nồng độ CM muối dung dịch sau phản ứng 0,1  0,05 0,1  0,05 C M Fe(NO )   0,15M ; C M Cu(NO )   0,05M 3 1,0 Ví dụ 5: 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 hồn, lọc lấy chất rắn, sấy khơ 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: Đây tốn mà muối tính số mol ban đầu, đồng thời biết ln 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 rắn với khối lượng kim loại muối Hướng dẫn: 14,1.200 12,75.200  0,15(mol) ; n AgNO3   0,15(mol) a) n Cu( NO3 )2  100.188 100.170  m Cu Ag( muối)  0,15.(108  64)  25,8(gam) < 26,8 (gam) Vậy kim loại R dư AgNO3, Cu(NO3)2 phản ứng hết  mR ( dư)  26,8  25,8  1(gam) R + xAgNO3  R(NO3)x + xAg  0,15 0,15(mol) x 2R + xCu(NO3)2  2R(NO3)x + xCu  0,3 0,15(mol) x 0, 45 0,45 (mol)   M R  5,05   M R  9x  n R ( phản ứng)  x x 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành Chỉ có x = 3, MR = 27 thỏa mãn Vậy kim loại nhơm (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 tồn số mol NO3  n ANO3  0,15  0,15.2  0, 45(mol) R + xANO3  R(NO3)x + xA  0, 45 0,45 (mol) x 0, 45  M R  5,05   M R  9x  x 4,05 x  0,45.1  M R  9x ) MR b) Dung dịch sau phản ứng có chất tan Al(NO3)3 0,45 n Al(NO3 )3   0,15 (mol) Theo bảo tồn khối lượng  mdd  5,05  200  26,8  178,25(gam) (Hoặc theo quy tắc hóa trị: n R  ht R  n NO3  I  Nồng độ % chất tan dung dịch sau phản ứng: 0,15.213 C%Al(NO )   100%  17,92% 3 178, 25 Ví dụ 6: Cho 1,36 gam hỗn hợp Fe Mg vào 400ml dung dịch CuSO4 Sau phản ứng xảy hồn tồn 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 kim loại nồng độ mol/l CuSO4 ban đầu (Trích đề thi vào lớp 10 chun 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 khơng so sánh được) Tuy nhiên, đề lại cho thêm kiện sản phẩm nung kết tủa ngồi khơng khí  1,2 gam Dễ thấy khối lượng chất rắn sau nung < khối lượng 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 x x (mol)  kim loại tăng m1  40x(gam) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu  y 10 y y y (mol)  kim loại tăng m2  8y(gam) khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Nếu tồn lượng Mg,Fe ban đầu chuyển hết vào hỗn hợp rắn sau nung khối lượng chất rắn m rắn  1,36(gam)  trái với giả thiết m rắn  1, 2(gam) Vậy Mg phản ứng hết Fe phản ứng phần  dung dịch B có Mg(NO3)2 Fe(NO3)2 Mg(NO3)2 + 2NaOH  Mg(OH)2  + 2NaNO3 Fe(NO3)2 + 2NaOH  Fe(OH)2  + 2NaNO3 t Mg(OH)2   MgO + H2O t 2Fe(OH)2 + ½ O2   Fe2O3 + 2H2O Sơ đồ bảo tồn ngun tố Mg,Fe: Mg   MgO ; 2Fe   Fe2O3 x x y 0,5y (mol) 40x  8y  1,84  1,36  x  0,01  Ta có:  40x  80y  1,2  y  0,01  mMg( ban đầu)  0,01.24  0, 24(gam)  m Fe( ban đầu)  1,36  0,24  1,12(gam) n CuSO4  x  y  0,02(mol)  C M CuSO4  0,02  0,05M 0,4 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 tồn khối lượng, 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 5: 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 29,60 gam Z gồm kim loại Hòa 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/ lit muối dung dịch Y 11 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành Phân tích: Mấu chốt tốn:  - 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  m Fe  m H   2,7(g)  Do khơng biết số mol muối ban đầu nên khơng biết muối phản ứng với kim loại nào, ta nên viết tất phản ứng xảy Hướng dẫn: Các phương trình hóa học xảy ra: Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag  (1) Mg + Cu(NO3)2  Mg(NO3)2 + Cu  (2) Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag  (3) Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu  (4) Rắn Z gồm kim loại  Z gồm Ag,Cu, Fe  muối ban đầu phản ứng hết Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  (5) Theo (5): 1mol Fe  1mol H2   dung dịch giảm m = 54 (gam) 2,7  0,05(mol) Theo đề: giảm m = 2,7 (gam)  n Fe( Z)  54 Gọi x,y số mol AgNO3, Cu(NO3)2 dung dịch Y Sơ đồ bảo tồn Fe,Mg: Mg   Mg(NO3)2 ; Fe   Fe(NO3)2 0,2 0,2 0,1 0,1 (mol) x  2y  0, 2.2  0,1.2  0,6  x  0,1  Ta có:  108x  64y  29,6  0,05.56  26,8  y  0,25 Nồng độ mol chất dung dịch Y là: 0,1 0,25 C M AgNO3   0,2(M) ; CM Cu(NO3 )2   0,5(M) 0,5 0,5 Lưu ý: Có thể giải tốn theo quy tắc hóa trị dùng chất ảo sau:  Sử dụng quy tắc hóa trị: Theo quy tắc hóa trị: n Mg  n Fe  n AgNO3  n Cu( NO3 ) 2  n H 2  x + 2y = 0,2.2 + 0,15.2 – 0,05.2 = 0,6  Sử dụng chất ảo Đặt M kim loại đại diện cho Mg,Fe M + 2AgNO3  M(NO3)2 + 2Ag  0,5x x x (mol) M + Cu(NO3)2  M(NO3)2 + Cu  y y y (mol) 12 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành - Phản ứng C với H2SO4 đặc Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2  + 2H2O (x + y + z) (x + y + z) (mol) - Phản ứng B với NaOH dư: ZnSO4 + 2NaOH → Zn(OH)2 + Na2SO4 CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO4 Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O t Cu(OH)2   CuO + H2O (3) (4) (5) (6) (7) (8) t 2Fe(OH)2 + ½ O2  (9)  Fe2O3 + 2H2O Rắn E gồm: Fe2O3: 0,5y (mol) ; CuO: (z + 0,17 – 0,15) = (z + 0,02) mol 65x + 56y + 64z = 9,16 x= 0,04    y = 0,06 Theo đề ta có: x + y + z = 0,15 80y + 80z z = 0,05 = 10,4  0,02.80 = 8,8    m Zn  2, 6(gam) ; m Fe = 3,36 (gam) ; m Cu  3, 2(gam) Bài 16: Hướng dẫn: m  16,65(gam) Khối lượng ½ rắn B: 1/ 2B 2Al + 3Ag2SO4  Al2(SO4)3 + 6Ag  (1) 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu  (2) Vì C khơng tạo kết tủa với dd HCl  Ag2SO4 phản ứng hết Vậy dung dịch C gồm: Al2(SO4)3; CuSO4 Phần 1: Tính n H2  0,075(mol) 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2  0,05 0,075 (mol)  m Al (trong B)  0, 05.27  1,35(gam)  mD  16,65  1,35  15,3(gam) Nung D (Cu,Ag) khối lượng tăng thêm 16%  mO  0,16.15,3  2, 448(gam) 2,448 15,3  0,153.64  0,153(mol) ; n Ag   0,051(mol) 16 108 Dung dịch E gồm HCl, Al2(SO4)3, CuSO4 Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu  x x x (mol) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  0,02 0,02 (mol) Theo đề ta có: (0,02 + x).56 – 64x = 1,088  x = 0,004 (mol)  n Cu  n O  32 khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 CuSO : n  0,004  0,153.2  0,31(mol) Vậy A:  Ag 2SO : 0,051(mol) Nồng độ mol chất A: 0,31 0,051 C M CuSO   0,62M ; CM Ag SO   0,102M 4 0,5 0,5  Phần 2: B + H2SO4 đặc 2Al + H2SO4  Al2(SO4)3 + 3SO2  + 6H2O Cu + H2SO4  CuSO4 + SO2  + 2H2O 2Ag + 2H2SO4  Ag2SO4 + SO2  + 2H2O Theo phản ứng, ta có: nSO  n Cu  1,5n Al  0,5n Ag  0,153  1,5.0,05  0,5.0,051  0,2535(mol)  V = VSO  0,2535.22,4  5,6784 lít Bài 17: Hướng dẫn: a) Theo đề bài: có mẫu thay đổi khối lượng  kim loại X tác dụng với muối Vậy mẫu phản ứng AgNO3, kim loại X Cu Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag  (KL tăng m  152g) 3,04   0,04(mol)  n AgNO  152 0,04  0, 2(mol / lít) Nồng độ mol muối: CM = 0, b) Tính n NaOH  0,05(mol) ; n FeSO = n ZnSO  0,02(mol) 4 * Bình FeSO4: n NaOH  2n FeSO4  NaOH dư FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2  + Na2SO4 t 2Fe(OH)2 + ½ O2   Fe2O3 + 2H2O Bảo tồn mol Fe  n Fe O  n FeSO = 0,02/2 = 0,01 (mol)  m Fe O = 0,01160 = 1,6 gam * Bình ZnSO4 :  n NaOH n Zn 2  0,05  2,5   Zn(OH)2 bị tan phần 0,02 ZnSO4 + 2NaOH  Zn(OH)2  + Na2SO4 0,02 0,04 0,02 (mol) Zn(OH)2 + 2NaOH  Na2ZnO2 + 2H2O 0,005 0,01 (mol) 33 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành t Zn(OH)2   ZnO + H2O (0,02 – 0,005) 0,015 (mol) m  ZnO = 0,01581= 1,215 gam Bài 18: Phân tích: Phần 1: 0,75(g) X (Al,Fe,Cu) + HCl dư  0,2g rắn (Cu) + 0,02mol H2  Do hỗn hợp chất, có kiện: vừa đủ để lập phương trình tìm số mol Phần 2: kim loại ( biết số mol) + muối (biết số mol) Nếu biết viết phản ứng theo thứ tự việc tính tốn tương đối đơn giản Hướng dẫn:  Phần 1: Tính số mol H2 = 0,02 (mol) Cu khơng tan dung dịch HCl  mCu  0,2(mol) Gọi x,y số mol Al, Fe hỗn hợp 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2  Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  Theo quy tắc hóa trị ta có: 3x + 2y = 0,02.2 = 0,04 (1) Mặt khác: 27x + 56y = 0,75 – 0,2 = 0,55 (2) Giải (1,2)  x = 0,01 ; y = 0,005  mAl  0,01.27  0, 27(gam) ; m Fe = 0,005.56 = 0,28(gam)  Phần 2: Tính số mol AgNO3 = 0,032 mol ; số mol Cu(NO3)2 = 0,2 (mol) Vì n Al  n Fe  0,04  n AgNO  0,032  AgNO3 phản ứng hết với Al Fe n NO  0, 432  n Al  n Fe  0,04  Cu(NO3)2 dư Các phương trình phản ứng: Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag  0,01 0,03 0,03 (mol)   Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag  0,001 0,002 0,002 (mol) Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu  0,004  0,004 0,004 (mol) Vậy rắn A: 0,032mol Ag ; (0,004mol + 0,2 gam) Cu m Ag(trong A)  0,032.108  3,456(gam) m Cu( A)  0,004.64  0,2  0,456(gam) Dung dịch B: 0,005 mol Fe(NO3)2; 0,01mol Al(NO3)3 ; 0,196 mol Cu(NO3)2 Nồng độ mol chất tan dung dịch B: 34 khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 C M Fe(NO )2 C M Cu(NO )2  0,005 0,01  0,0125(M) ; C M Al(NO )   0,025(M) ; 3 0, 0,4  0,196  0,49(M) 0,4 Bài 19: Hướng dẫn: Phản ứng Fe với AgNO :  Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag  (1) Theo đề: thu hỗn hợp kim loại nên  X: Ag, Fe dư Vậy X gồm Ag, Fe dư  Phần 1: Tính số mol H2 = 0,1 (mol) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  0,1 0,1 (mol) Gọi x số mol Ag phần  Phần 2: Tính số mol SO2 = 0,4 (mol) 2Fe  3SO2 ; 2Ag  SO2 0,1k 0,15k kx 0,5kx (mol) 0,4 Ta có: 0,15k + 0,5kx = 0,4 => k = (*) 0,5x  0,15 Mặt khác, P2 P1 16,4 gam nên, ta có: 16,4 5,6(k–1) + 108x(k–1) = 16,4 => k –1 = (**) 108x  5,6 Từ (*),(**)  0,4 16,4 –1 = 0,5x  0,15 108x  5,6 Giải phương trình được: x = 0,1 x  0,196 0, – Nếu x = 0,1 => k = =2 0,5.0,1  0,15 m = (0,1.3 + ½ 0,1.3).56 = 25,2 gam  V = 0,1.3  0,3 lít = 300ml 0, – Nếu x = 0,196 => k =  1,613 0,5  0,196  0,15 m = (0,1.2,613 + ½ 0,196.2,613).56 = 28,97 gam ;  V = 0,196.2,613/1  0,512 lít = 512 ml Bài 20: Hướng dẫn: Dung dịch C + NaOH dư  hidroxit , nên C có muối Vậy C gồm Fe(NO3)2, Cu(NO3)2  AgNO3, Fe phản ứng hết 35 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành Các phương trình phản ứng: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag  (1) Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu  (2) Rắn B: Ag, Cu ; dung dịch C: Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 Gọi x,y số mol Fe(NO3)2 Cu(NO3)2 C Cu(NO3)2 + 2NaOH  Cu(OH)2  + 2NaNO3 (2) Fe(NO3)2 + 2NaOH  Fe(OH)2  + 2NaNO3 (3) Theo (2,3)  n Fe(OH)  x(mol) ; n Cu(OH)  y(mol) 2 t0 2Fe(OH)2 + ½ O2  Fe2O3 + 2H2O x 0,5x (mol) t Cu(OH)2  CuO + H2O (4) y (5) y (mol) (I) 90x + 98y = a 90x + 98y = a  Ta có:  (II) 80x + 80y = b 98x + 98y = 1,225b 1,225b  a 1,225b  a  8,575b  7a Từ (I,II)  x =  m = 56x = 56  8 Bài 21: Hướng dẫn: Gọi a (M) nồng độ mol AgNO3  CM Cu(NO3 )2 1- Trong 250ml A có: n AgNO  0, 25a(mol) ; n Cu( NO  4a(M) )2  a(mol) Dung dịch sau phản ứng chứa muối : Zn(NO3)2; Cu(NO3)2, AgNO3 Vậy Zn phản ứng hết Cu(NO3)2 chứa phản ứng, AgNO3 phản ứng phần Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag  ( KL tăng m  151 gam) 0,01 1,51  0,04(M)  0,01(mol)  C M Zn(NO )   n Zn  n Zn(NO )  3 0,25 151 2- Theo đề: ngâm Zn dung dịch A  muối Vậy muối thu Zn(NO3)2  AgNO3 Cu(NO3)2 hết Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag  0,25a 0,125a (mol) Zn + Cu(NO3)2  Zn(NO3)2 + Cu  a a (mol) 1,125a  0,54  a  0,12M Theo đề  : 0,25 Nồng độ mol muối dung dịch A là: CM 36 AgNO3  0,12(M) ; CM Cu(NO3 )2  0,48(M) khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Bài 22: Phân tích: Đây tốn đơn giản, biết đầy đủ số mol kim loại muối ban đầu Chỉ cần hiểu thứ tự phản ứng việc giải tốn khơng có khó khăn Hướng dẫn: Tính được: n Mg  0,1(mol) ; n Fe = 0,2(mol) ; nCuSO = 0,2(mol) Vì Mg mạnh Fe nên Mg phản ứng trước Fe Mg + CuSO4  MgSO4 + Cu  0,1 0,1 0,1 0,1 (mol) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu  0,1 0,1 0,1 0,1 (mol) Rắn A: Cu, Fe dư  mA  0, 2.64  (0,2  0,1).56  18, 4(gam) MgSO4 + 2NaOH  Mg(OH)2  + Na2SO4 FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2  + Na2SO4 t Mg(OH)2   MgO + H2O t 2Fe(OH)2 + ½ O2   Fe2O3 + 2H2O Rắn D gồm: MgO, Fe2O3 Bảo tồn ngun tố Fe, Mg ta có: n MgO  n MgSO  0,1(mol) ; n Fe O  0,5n FeSO  0,05(mol) 4  mD  0,1.40  0,05.160  12(gam) Bài 23: Phân tích: Đây tốn biết số mol muối ban đầu khối lượng rắn sau phản ứng Chỉ cần so sánh khối lượng chất rắn với khối lượng kim loại muối kết luận chất dư hết Hướng dẫn: Tính số mol CuSO4 = 0,2(mol)  m Cu(trong muối)  0,2.64  12,8(gam)  21, 2(gam) Vậy kim loại dư, CuSO4 phản ứng hết mkim loại dư  21,  12,8  8, 4(gam) Gọi x, y số mol Al, Fe phản ứng (x > ; y  0) 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu  x 1,5x (mol) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu  y y (mol) 37 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành 27x  56y  13,9  8,4  5,5  x  0,1  Ta có:  1,5x  y  0,  y  0,05  Vì Fe phản ứng, nên Al phản ứng hết 0,1.27  100%  19,42% ; %m Fe  80,58%  %m Al  13,9  Lưu ý: Ở cách giải ta bỏ qua bước biện luận (khơng cần thiết), y > Fe phản ứng  Mg phải hết (vì Mg phản ứng trước Fe) Nếu y = mà kết luận Mg phản ứng Mg ban đầu “ngộ nhận” Bài 24: Hướng dẫn: 1- Vì A2 có kim loại nên  A2: Ag, Fe  Mg AgNO3 phản ứng hết Tính : n AgNO  0, 24(mol)  m Ag(trong muối)  0, 24.108  25,92(gam) Gọi x,y số mol Mg, Fe phản ứng Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag  (1) x 2x (mol) Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag  y 2y (mol) (2) 3,36  0,06(mol) Chất rắn A2: n Ag  0,24(mol) ; n Fe = 56 Dung dịch A1: Mg(NO3)2 ; Fe(NO3)2 2- * Hòa tan A2 H2SO4 đặc 2Fe + 6H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2  (3) 2Ag + 2H2SO4 đặc  Ag2SO4 + 2H2O + SO2  (4) Theo quy tắc hóa trị, ta có: 0,24  0,06.3 nSO  n Ag  n Fe  n SO   0, 21(mol) 2  VSO  0,21.22,4  4,704 lít * Phản ứng A1: Mg(NO3)2 + 2NaOH  Mg(OH)2  + 2NaNO3 Fe(NO3)2 + 2NaOH  Fe(OH)2  + 2NaNO3 t Mg(OH)2   MgO + H2O t 2Fe(OH)2 + ½ O2   Fe2O3 + 2H2O Sơ đồ bảo tồn Fe, Mg phản ứng: Mg  MgO ; 2Fe  Fe2O3 x x y 0,5y (mol) Theo phản ứng (1,2)  2x + 2y = 0,24 (I) Mặt khác: 40x + 80y = 6,4 (II) 0 38 (5) (6) (7) (8) khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Giải (I,II)  x = 0,08 ; y = 0,04  b = 0,08.24 + (0,04 + 0,06).56 = 7,52 (gam) 0,08.24 %m Mg   100%  25,53% ; %m Fe  74, 47% 7,52 Bài 25: Phân tích: Mấu chốt: Sau phản ứng với CuSO4 thu kim loại  M chuyển hết sang muối, chất rắn Y lại có khối lượng 1,6 gam < 5,2 gam M ban đầu Điều cho thấy M kim loại có hidroxit lưỡng tính (tan kiềm dư)  CuSO4 cón dư thu kết tủa với NaOH dư Hướng dẫn: a) n CuSO4  0,5.0,2  0,1 mol Vì mM  5,2(gam)  m Y  1,6(gam)  M(OH)2 lưỡng tính CuSO4 dư Các phương trình phản ứng: M + CuSO4 → MSO4 + Cu  (1) MSO4 + 2NaOH → M(OH)2 + Na2SO4 (2) CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 (3) M(OH)2 + 2NaOH → Na2MO2 + 2H2O (4) o t M(OH)2   MO + H2O (5) o t Cu(OH)2   CuO + H2O Theo phản ứng (3), (6) ta có: n CuSO (6) Theo phản ứng (1): n M  n CuSO4 ( phản ứng) 5,2  65  M kẽm (Zn) M= 0,08 b) n Fe(NO )2 1,6  0, 02 mol 80  (0,1  0, 02)  0, 08 mol  n CuO  ( dư)  0,02(mol) ; n AgNO  0,04(mol)  m Ag( muối)  4,32(gam) ; m (Ag Fe) ( muối)  4,32  1,12  5,44(gam) Vì m Z  4,32(gam)  m Ag( muối AgNO 3) nên Ag bị đẩy hết, Fe chưa bị đẩy Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag  (7) Zn + 2Fe(NO3)3 → Zn(NO3)2 + 2Fe(NO3)2 (8) 0,06  0,03(mol) Theo phản ứng (7),(8): n Zn(max)  (n AgNO3  n Fe(NO ) )  3 2 Vậy, giá trị lớn m là: m( max)  0,03.65  1,95(gam) 39 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành Bài 26: Phân tích: *Mấu chốt: - Mức độ hoạt động giảm dần: Mg > A > B B khơng tan ddHCl * Định hướng: - So sánh số mol Mg với tổng số mol muối  Mg dư - Chú ý đên thứ tự phản ứng cho kim loại vào dung dịch hỗn hợp muối Hướng dẫn:  Thí nghiệm 1: Tính n Mg  0,5mol;n ASO4  n BSO4  0,1mol Vì n Mg  n ASO4  n BSO4 nên  Mg dư, muối ASO4, BSO4 hết Vậy rắn C gồm A,B, Mg dư Mg + BSO4  MgSO4 + B Mg + ASO4  MgSO4 + A Mg + H2SO4  MgSO4 + H2  A + H2SO4  ASO4 + H2  (1) (2) (3) (4)  chất rắn khơng tan H2SO4 lỗng B  mB  6,4(gam) 6,4  64g / mol  B đồng (Cu) 0,1 Theo (1,2): mMg( phản ứng)  nSO (ban đầu)  0, 2(mol)  MB  Phương trình khối lượng rắn C là: (0,5 – 0,2).24 + 6,4 + 0,1 M A = 1,92  M A = 56  A sắt (Fe)  Thí nghiệm 2: n FeSO4  n CuSO4  0,1mol Các phản ứng xảy Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2  + Na2SO4 FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2  + Na2SO4 MgSO4 + 2NaOH → Mg(OH)2  + Na2SO4 t Cu(OH)2   CuO + H2O 0 t 4Fe(OH)2 + O2   2Fe2O3 + 4H2O t Mg(OH)2  MgO + H2O *Nếu Mg vừa đủ tác dụng với CuSO4: (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) FeSO4 : 0,1(mol) Fe2 O3 : 0,05(mol) D:   F:   mF  12 gam MgSO : 0,1(mol) MgO : 0,1(mol) *Nếu Mg vừa đủ tác dụng với CuSO4 FeSO4: 40 khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 D: MgSO4: 0,2 mol  F: 0,2 mol MgO  mF  gam Theo đề: 8(gam)  m F  10(gam)  12  CuSO4 phản ứng hết, FeSO4 phản ứn phần n Fe2O3  (0,05  0,5x)(mol)  x(mol)  F :  n MgO  (0,1  x) Ta có: (0,1 + x).40 + (x  0,1).40  (0,05  0,5x).160  10  x  0,05(mol) Vậy m = (0,1 + 0,05)24 = 3,6 (gam) Bài 27: Phân tích: * Mấu chốt: - Khối lượng rắn D (1,2 gam) < khối lượng kim loại A (1,36 gam)  chứng tỏ kim loại chưa phản ứng hết (vì tốn khơng có hidroxit lưỡng tính) - Để xác định phản ứng xảy ý tốn có nhiều cách: So sánh hóa trị, dùng mốc so sánh Hướng dẫn:  Xét thí nghiệm 1: Vì mD  m A nên kim loại dư, Cu(NO3)2 hết Đặt n FeSO ( phản ứng) Dung dịch C: Mg(NO3)2 Mg(NO3)2 Fe(NO3)2 Các phương trình phản ứng xảy ra: Mg + Cu(NO3)2 → Mg(NO3)2 + Cu ( m1  40 gam ) (1) Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu (m  gam ) (2) Mg(NO3)2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaNO3 (3) Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 (4) t 4Fe(OH)2 + O2  2Fe2O3 + 4H2O (5) t Mg(OH)2  MgO + H2O (6) Gọi x, y số mol Mg, Fe phản ứng Theo tăng giảm khối lượng kim loại  40x + 8y = 1,84 – 1,36 = 0,48 (I) Bảo tồn lượng Mg, Fe phản ứng  D: MgO = x(mol) ; Fe2O3 = 0,5y (mol)  40x + 80y = 1,2 (II) Giải phương trình (I),(II) được: x = 0,01 ; y = 0,01 > Vì y > nên  Fe có phản ứng  Mg hết 0,01.24 %m Mg   100%  17,65%  %m Fe  82,35% 1,36 o a= x  y 0,02   0,05M 0,4 0, 41 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành Lưu ý: Khơng cần biện luận trường hợp dạng này, Cu(NO3)2 hết D có MgO (MgO + Fe2O3) Ta giả thiết có Fe2O3, giải nghiệm y = Fe2O3 khơng có  Fe chưa phản ứng Lúc Mg chưa phản ứng hết 0,01 0,02 2,04  0,015mol;n Fe  2,04  0,03mol  Xét thí nghiệm 2: n Mg  1,36 1,36 Độ tăng khối lượng kim loại: m  10,26 – 2,04 = 8,22 gam Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag  (7)  KL tăng m1  192g Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag  (8)  KL tăng m2  160g Fe(NO3)2 + AgNO3  Fe(NO3)3 + Ag  (9)  KL tăng m3  108g – Nếu vừa đủ xảy (7):  mE  2,04  192.0,015  4,92(gam) –Nếu vừa đủ xảy (7,8):  mE  4, 29  0,03.160  9,09(gam) – Nếu vừa đủ xảy (7,8,9):  mE  4, 29  0,03.268  12,33(gam) Theo đề: 9,09 gam  mE  10, 26 gam  12,33(gam) Vậy có xảy phản ứng (9) Chất rắn E thu có Ag 0,095 10, 26  0,475 lít = 475ml n AgNO3  n Ag   0,095(mol)  V = 0,2 108 Bài 28: Phân tích: Bài tốn chủ yếu ý đến thứ tự phản ứng, tính chất hidroxit phản ứng với dung dịch kiềm nhiệt phân Nên dùng quy tắc hóa trị để so sánh viết phản ứng xảy Hướng dẫn: 8, n Zn    0,04(mol) ; n Fe  2,5.0,04  0,1(mol) 2.65  5.56 n AgNO3  0,5.0,2  0,1mol; n Cu ( NO3 )2  0,5.0,3  0,15mol Theo hóa trị ta thấy : n Zn  0,08 < n AgNO  0,1  n (Zn  Fe)  0, 28 (*) Mặt khác: n (Zn  Fe)  0, 28   n NO3  0,4 (**) Từ (*),(**)  Zn phản ứng hết với AgNO3, Fe phản ứng hết với AgNO3 Cu(NO3)2 Sau phản ứng Cu(NO3)2 dư  Rắn C: Ag, Cu ; Dung dịch D: Zn(NO3)2, Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 dư  Chất rắn E: ZnO, Fe2O3, CuO Các phương trình phản ứng xảy ra: Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag  Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag  42 khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu  Cu(NO3)2 + 2NaOH → 2NaNO3 + Cu(OH)2  Fe(NO3)2 + 2NaOH → 2NaNO3 + Fe(OH)2  Zn(NO3)2 + 2NaOH → 2NaNO3 + Zn(OH)2  Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O o t Cu(OH)2   CuO + H2O t 2Fe(OH)2 + ½ O2   Fe2O3 + 2H2O Bảo tồn mol Fe,Zn ta có: n Zn( NO ) (trong C)  n Zn  0,04(mol) ; n Fe( NO o )2 (trong C)  n Fe  0,1(mol) 0,4  0, 28 )  0,06(mol)  0,1.108  (0,15  0,06).64  16,56(gam) Bảo tồn số mol NO3  n Cu( NO )2 (trong C) (  mC  mAg  m Cu Nồng độ mol chất D: 0,04 0,1 C M Zn(NO )   0,08(M) ; C M Fe(NO )   0,2(M) 3 0,5 0,5 CM Cu( NO3 )2  0,06  0,12(M) 0,5 Bảo tồn Fe, Cu  n Fe O ( E)  0,1  0,05(mol) ; n CuO (trong E)  0,06(mol)  mE  0,05.160 + 0,06.80 = 12,8 gam Bài 29: Phân tích: - Dung dịch C chứa muối  phải muối kim loại mạnh - Tác dụng C với NaOH dư  kết tủa Al(OH)3 tan hồn tồn  Chú ý sử dụng bảo tồn ngun tố, sử dụng quy tắc hóa trị Hướng dẫn: Tính số mol AgNO3 = 0,1 (mol) ; Cu(NO3)2 = 0,05(mol) Dung dịch C gồm muối  muối C: Al(NO3)3, Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 Vậy kim loại Al, Fe phản ứng hết rắn B có Ag (hoặc có thêm Cu) a) Phương trình hóa học: Al + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3Ag  (1) 2Al + 3Cu(NO3)2 → 2Al(NO3)3 + 3Cu  (2) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag  (3) Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu  (4) Al(NO3)3 + 3NaOH → Al(OH)3  + 3NaNO3 (5) Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2  + 2NaNO3 (6) Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2  + 2NaNO3 (7) 43 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O t Cu(OH)2   CuO + H2O t 2Fe(OH)2 + ½ O2   Fe2O3 + 2H2O Rắn D gồm: Fe2O3 CuO b) Gọi x,y số mol Al Fe ban đầu Gọi z số mol Cu(NO3)2 phản ứng với kim loại o o Bảo tồn Fe, Cu  n Fe O3 (trong D) (8) (9) (10)  0,5y(mol) ; n CuO( D)  (0,05  z)(mol) Áp dụng quy tắc hóa trị cho phản ứng (1 4), ta có: n Al  n Fe  n AgNO  n Cu( NO )  3x + 2y – 2z = 0,1 (I) 3 Mặt khác: 27x + 56y = 1,94 (II) ; 80y – 80z = 5,6 – 0,05.80 = 1,6 (III) Giải (I,II,III)  x = 0,02 ; y = 0,025 ; z = 0,005  mB  0,1.108  0,005.64  11,12(g) Phần trăm khối lượng chất X: 0,02.27 %mAl = 100% = 27,84%  %mFe = 72,16% 1,94 Bài 30: Phân tích: Sơ đồ tốn: +NaOH dư t (KK) d.d A  AgNO3 0,2M Zn KT  3,2(g) rắn B hoàn toàn 2,98(g)X  0,3 lit Y   Fe Cu(NO ) 0,1M   Z  (m  ?) %m X =? Mấu chốt: - Zn(OH)2 lưỡng tính  tan hết kiềm dư - Chú ý khai thác kiện 2,98 gam X, số mol muối AgNO3, Cu(NO3)2 ban đầu 3,2 gam rắn B để xác định khả xảy phản ứng Hướng dẫn: Tính số mol: n AgNO  0,06(mol) ; n Cu(NO 3 )2  0,03(mol) Dung dịch A + NaOH dư  thu kết tủa, nên Fe có phản ứng, Zn hết 2,98   0,09  n AgNO3  0,06(mol) Mặt khác: n hóa trò (trong X)  65 Vậy AgNO3 hết, Cu(NO3)2 có phản ứng Zn + 2AgNO3 → Zn(NO3)2 + 2Ag  (1) Zn + Cu(NO3)2 → Zn(NO3)2 + Cu  (2) Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag  (3) Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu  (4) Zn(NO3)3 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaNO3 (5) 44 khangvietbook.com.vn – ĐT: (08) 39103821 - 0903906848 Fe(NO3)2 + 2NaOH → Fe(OH)2 + 2NaNO3 Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaNO3 Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O o t Cu(OH)2   CuO + H2O (6) (7) (8) (9) o t 2Fe(OH)2 + ½ O2  (10)  Fe2O3 + 2H2O Rắn B: Fe2O3 (Fe2O3 + CuO) Gọi x,y số mol Zn, Fe phản ứng với dung dịch Y Gọi z số mol Fe dư (z  0) Trường hợp 1: B có Fe2O3  Cu(NO3)2 phản ứng hết với kim loại Theo quy tắc hóa trị: 2x + 2y = 0,06.1 + 0,03.2 = 0,12 (I) Mặt khác: 65x + 56y + 56z = 2,98 (II) 3,2  0,02(mol)  y  0,04 (III) Bảo tồn số mol Fe  n Fe2 O3  0,5y  160 Từ (I,II,III)  x = 0,02 ; y = 0,04 ; z = – 0,01 (loại) Trường hợp 2: B có Fe2O3 CuO  A có Cu(NO3), Fe phản ứng hết Gọi x, y số mol Zn, Fe ban đầu; z số mol Cu(NO3)2 phản ứng  65x + 56y = 2,98 (*) Theo quy tắc hóa trị, ta có: 2x + 2y – 2z = 0,06 (**) Mặt khác: 80y + 80(0,03 – z) = 3,2  80y – 80z = 0,8 (***) Giải hệ (*), (**), (***)  x = 0,02 ; y = 0,03 ; z = 0,02 0,02.65  100%  43,62% ; %m Fe(trong X)  56,38% Vậy %m Zn(trong X)  2,98 m Z  m Ag  m Cu  0,06.108  0,02.64  7,76 (gam) Lưu ý: Nếu biện luận trường hợp: Fe hết Fe dư cho kết tương tự Bài 31: Hướng dẫn: Thứ tự phản ứng sau: Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag  (1) (z = 2x) x 2x (mol) Zn + 2AgNO3  Zn(NO3)2 + 2Ag  (2) (z = 2x + 2y) y 2y (mol) – Nếu thu muối: Mg(NO3)2, Zn(NO3)2, AgNO3  AgNO3 dư Vậy z > 2x + 2y – Nếu thu muối: Mg(NO3)2, Zn(NO3)2  Mg AgNO3 hết, Zn phản ứng hết phần 2x < z  2x + 2y – Nếu thu muối: Mg(NO3)2  Zn chưa phản ứng, AgNO3 hết Vậy: z  2x 45 22 chun đề hay khó bồi dưỡng HSG hóa học THCS (Tập 2) - Nguyễn Đình Hành 46