SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

Chuyên đề : KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT Mục lục Phần: Mở đầu Đề mục Trang I Lý chọn chuyên đề II Phạm vi – Mục đích chuyên đề III Cơ sở khoa học để viết sáng kiến kinh nghiệm IV Các bước tiến hành Phần: Nội dung I Kiến thức cần nhớ 5 II Các dạng tập III Bài tập luyện tập Phần: Kết luận Tài liệu tham khảo 14 36 37 CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT 1 Số mol chất: n ( đơn vị mol ) khối lương chất: m (đơn vị g ) Khối lượng mol: M (đơn vị g) Khối lượng mol trung bình: M (đơn vị g) 5.Tỉ khối: d (đơn vị g/ml ) Công thức phân tử: CTPT Phản ứng hóa học: PƯHH Phương trình phản ứng: Ptpư Thể tích chất khí: V 10 Điều kiện tiêu chuẩn: đktc 11 Hướng dẫn: HD 12 Đáp số: Đ/S 13 Dung dịch: dd 14 Thí nghiệm: TN 15 Nồng độ phần trăm: C% 16 Nồng độ mol: CM PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN CHUYÊN ĐỀ: Cơ sở lí luận: Xuất phát từ nhiệm vụ năm học 2014 – 2015 nhà trường cấp giao cho phải nâng cao chất lượng số lượng học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh Qua nhiều năm tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh ôn vào trường chuyên tỉnh trường khối chuyên ĐHSP, ĐHKHTN….Chỉ tiêu phòng GD &ĐT nhà trường đề hàng năm đạt 85% học sinh đạt giải, 70% đạt giải ba trở lên học sinh lớp giao lưu học sinh giỏi khối vịng huyện Để đạt tiêu vấn đề chọn phương pháp giảng dạy cho học sinh đội tuyển khó khăn nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan cụ thể là: Chương trình hóa học hóa học trung học sở, chương trình hóa khối điều chế H2 phịng thí nghiệm biết cho kim loại tác dụng với dung dịch axit HCl H2SO4 loãng - Đối với học sinh lớp học tính chất hóa học kim loại tác dụng với axit, phần kim loại tác axit có tính oxi hóa H+ Cịn tính chất kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa anion gốc axit, giới thiêụ axit H2SO4 đặc - Trong đề thi HSG cấp huyện, cấp tỉnh đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chuyên thấy có nhiều tập kim loại tác dụng với axit mà nhiều tốn khó axit tác dụng với axit có tính oxi hóa anion gốc axit - Thời gian giảng dạy khóa tiết tuần Thời gian dạy đội tuyển ít, dạy bồi dưỡng thêm tháng dạy buổi Chính vậy, để em học sinh giỏi dự thi học sinh giỏi cấp huyện cấp tỉnh đạt giải, học sinh dự thi vào trường chuyên, phải nắm tính chất kim loại tác dụng với axit vận dụng tốt dạng tập Tôi giới thiệu chuyên đề: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT Cơ sở thực tiễn: Xuất phát điểm học sinh khối nắm dùng kim loại tác dụng axit để điều chế khí hiđro PTN Học sinh lớp nắm tính chất kim loại tác dụng với axit tạo nên muối khí hiđro, nắm axit H2SO4 tác dụng với hầu hết kim loại để giải phóng khí khơng phải hiđro nắm dãy hoạt động hóa học kim loại Học sinh tiếp cận với mơn hóa học môn học trừu tượng Tư học sinh chưa cao Trình độ học sinh đội tuyển cịn chưa đồng Vì việc lựa chọn phương pháp dạy đội tuyển chuyên đề cần phải lựa chọn để hs dễ nắm bắt khắc sâu II Pham vi – Mục đích chuyên đề Phạm vi chuyên đề: Hiện nay, hầu hết tỉnh thành phố nước số trường đại học có lớp THPT chun hóa học Cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa học Do đối tượng học sinh giỏi cấp tỉnh học sinh dự thi vào trường chuyên nên cần phải mở rộng kiến thức cho học sinh Nên chuyên đề có đề cập chương trình lớp tài liệu nâng cao mở rộng lớp 9, đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh tỉnh nhiều năm, tập lớp 11… Mục đích chuyên đề: Giúp cho học sinh biết hệ thống hóa vận dụng phương pháp, dạng tập lậ kim loại tác dụng với axit Củng cố lại tính chất hóa học hợp chất kim loại tác dụng với axit, khắc sâu tích chất đặc trưng kim loại loại axit Rèn luyện cách viết phương trình hóa học kim loại tác dụng với axit khơng có tính oxi hóa ion H+ Rèn luyện cách viết phương trình hóa học kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa anion gốc axit như: H2SO4 đặc, HNO3… kim loại có nhiều hóa trị Giúp cho học sinh có tư sáng tạo, rèn luyện cho học sinh tập có nhiều phương pháp giải cách sáng tạo Thông qua chuyên đề, đồng nghiệp có thêm điều kiện trao đổi học hỏi, bàn bạc đưa giải pháp tối ưu phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa Từ học sinh có hứng thú, say mê học tập mơn hóa học đạt kết cao kì thi học sinh giỏi thi vào trường chuyên tỉnh, trường đại học quốc gia … III.CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đối với học sinh: Để đủ kiến thức tham gia thi học sinh giỏi đạt kết cao cần thực phần sau: Nắm kiến thức bản, có mở rộng kiến thức tính chất kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa anion gốc axit Nắm phương pháp lập giải tập theo dạng khác nhau, biết vận dụng phương pháp dạng tập Cần cù chăm chỉ, chịu khó học tập trao đổi với bạn bè Đối với giáo viên: Để giảng dạy đảm bảo cho học sinh đạt giải kỳ thi học sinh giỏi, thi vào trường chuyên giáo viên cần: Nắm kiến thức bản, mạch kiến thức Nắm phương pháp dạng tập Biết suy luận kiến thức tập, tình xảy đề thi Biết cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm phương pháp Cung cấp cho học sinh tài liệu, đề thi học sinh giỏi năm trước để học sinh làm quen Luôn trao đổi tài liệu, đề thi kinh nghiệm với đồng nghiệp trường ,trong huyện, tỉnh Thường xuyên tổ chức luyện đề, chấm chữa đề thi cách cụ thể Phân loại học sinh, chia nhóm đối tượng mức giỏi, khá, trung bình để có biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển IV CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH: Để có giúp học sinh dự thi có kết cần thực bước sau: Cung cấp giới thiệu tài liệu Dạy kiến thức bản, có nâng cao mở rộng Dạy phương pháp giải dạng tập Lựa chọn đề thi học sinh giỏi, đề thi vào trường chuyên tập có liên quan đến chuyên đề Giáo viên đưa cho học sinh đáp án thang điển cho học sinh chấm chéo Cuối giáo viên chấm nhận xét, bổ xung thiếu sót BỐ CỤC CHUYÊN ĐỀ Chuyên đề gồm phần dự kiến dạy 15 tiết Phần I: Kiến thức cần nhớ Phần II: Các dạng tập Phần III: Luyện tập dạng tập PHẦN NỘI DUNG I : KIẾN THỨC CẦN NHỚ: AXIT CĨ TÍNH OXI HĨA DO ION H+( H2SO4 lỗng, HCl…HX): - Tác dụng với kim loại đứng trước H dãy hoạt hóa học kim loại: Kl + Axit → Muối + Khí H2 2M + 2nHX → MXn + nH2↑ 2M + nH2SO4 → M2(SO4)n + nH2↑ Hay: 2M + 2nH+ → 2Mn+ + nH2↑ - Dãy hoạt động hóa học kim loại: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Ví dụ: Fe + H2SO4 (l) → FeSO4 + H2↑ 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ 2.AXIT CĨ TÍNH OXI HÓA DO ANION GỐC AXIT:( H2SO4 đặc, HNO3 ): Các axit tác dụng với hầu hết kim loại để tạo nên muối kim loại có hóa trị cao giải sản phẩm khử H2 nước *) Axit H2SO4 đặc sản phẩm khử là: H2S, S, SO2 2M + 2nH2SO4 → M2(SO4)n + nSO2↑ + 2H2O - Đối với kim loại hoạt động(đứng sau H ) H2SO4 khử tới SO2 Ví dụ: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O - Đối với kim loại mạnh phản ứng xảy phức tạp tạo ngồi SO2 cịn cho S↓, H2S↑ Ví dụ: Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2↑ + 2H2O 3Zn + 4H2SO4 → 3ZnSO4 + S + 4H2O 4Zn + 5H2SO4 → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O *) Axit HNO3 sản phẩm khử là: NH4NO3, N2, N2O, NO, NO2 HNO3 đặc: M + 2nHNO3 → M(NO3)n + nNO2↑ + nH2O t Ví dụ: Al + 6HNO3  Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O - HNO3 loãng: 3M + 4HNO3 → 3M(NO3)n + nNO + 2H2O Ví dụ: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O Với kim loại hoạt động mạnh NO cịn cho N2O↑, N2↑, NH4NO3 Ví dụ: Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 10Al + 36HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O - HNO3 thật loãng, nhiệt độ thấp tác dụng với Fe cho: 4Fe + 10HNO3 → 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Fe + 2HNO3 → Fe(NO3)2 + H2 - Phản ứng với NO3- môi trường axit: NO3- mơi trường trung tính khơng có tính oxi hóa, mơi trường bazơ có tính oxi hóa yếu (có thể bị Al, Zn khử đến NH3) mơi trường axit NO3- có tính oxi hóa mạnh Khi ta xem kim loại tác dụng với HNO3, H+ axit khác HCl đem đến Khi nên viết phương trình phản ứng oxi hóa kim loại dạng ion Ví dụ: 3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O *) Lưu ý: - Al Fe không tác dụng với axit H2SO4 đặc, nguội HNO3 đặc, nguội( bị thụ động) - Fe có nhiều hóa trị nên phản ứng với axit có tính oxi – hóa tạo nên Fe3+, dư Fe xảy phản ứng đưa Fe3+ Fe2+: Ví dụ: Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 Pt Au tan nước cường toan ( 3HCl + HNO3) Au + 3HCl + HNO3 → AuCl3 + NO↑ + 2H2O II CÁC DẠNG BÀI TẬP C DẠNG : XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG(hoặc : SẢN PHẨM CỦA PHẢN ỨNG) : 1.MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT AXIT : - Chú ý tới axit oxi hóa H+ hay anion - Viết phương trình phản ứng - Nếu đầu cho kiện chất tham gia phản ứng phải so sánh số tỉ lệ số mol để xem chất hết, chất dư tính theo chất tham gia phản ứng hết - Nếu cho kiện chất tham gia chất tạo thành biện luận : So sánh tỉ lệ số mol chất tham gia chất tạo thành + Kim loại tác dụng với H2SO4 tạo khí H2 : mmuối sunfat = mkim loại + 96n H + Kim loại tác dụng với HCl tạo khí H2 : mmuối clorua = mkim loại + 71n H + Kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa sử dụng cách tính sau : + Khối lượng muối nitrat tác dụng với HNO3 dư (khơng có tạo thành NH4NO3) : mmuối nitrat = mkim loại + 62.(3nNO + nNO  8nN O  10nN ) + Số mol HNO3 cần dùng hòa tan kim loại : n HNO3 4nNO  2nNO2  12nN  10nN O  10nNH NO3 + Khối lượng muối sunfat kim loại tác dụng với H2SO4 đặc tạo khí SO2 : mmuối sufat = mkim loại + 96 nSO + Số mol H2SO4 đặc cần để hòa tan kim loại: n H SO4 2nSO2 Ví dụ 1: Cho 11,2g Fe phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 7,3% Sau phản ứng thu khí A dung dịch B a Tính V khí A (đktc) b Tính khối lượng dung dịch axit tham gia phản ứng c Tính C% dung dịch B Hướng dẫn Số mol Fe tham gia phản ứng: nFe = 0,2 mol Ptpư: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) a Theo phương trình phản ứng (1): n H = nFe = 0,2 mol => V H = 4,48 lit b …………………………………: nHCl = 2nFe = 0,4 mol => mHCl =0,4.36,5 = 14,6g => mddHCl = 200g c ………………………………….: n FeCl = nFe = 0,2 mol => m FeCl = 0,2.127 = 25,4g 2 2 2 => C% FeCl = 12,05% Ví dụ 2: Cho 0,54(g) bột nhôm tác dụng với 250 ml dung dịch HNO3 1M Sau phản ứng xong thu dung dịch A 0,896 lít hỗn hợp khí B gồm NO2 NO (đktc) a Tính tỉ khối hỗn hợp B so với H2 b Tính nồng độ chất dd A Hướng dẫn a nAl = 0,02 mol; nHNO3 = 0,25 mol; nB = 0,04 mol Gọi a, b số mol NO2, NO ta có: a + b = 0,04 (I); Theo phương trình phản ứng ta có: a/3 + b = 0,02 (II) => a = 0,03 ; b = 0,01 mol 0, 03.46  0, 01.30 42 42  d B / H  21 => M = 0, 04 2 b Ta có số mol HNO3 phản ứng là: n HNO3 = 2nNO2 + 4nNO = 0,1 mol => HNO3 dư = 0,25 – 0,1 = 0,15 mol => n Al ( NO )3 =nAl = 0,02 mol => CM HNO3 = 0,6M; CM Al ( NO3 ) = 0,08M Ví dụ 3: (HSG Vĩnh Phúc: 10 – 11) Hịa tan hồn tồn 6,48g kim loại Mg vào dd HNO3 loãng, dư thu 0,672 lit (đktc) khí khơng màu, khơng mùi, khơng cháy, nhẹ khơng khí dung dịch A Tính khối lượng muối thu dung dịch A ? Hướng dẫn Nhận xét: kim loại Mg tác dụng với dd HNO3 lỗng , dư tạo khí khơng màu, khơng mùi, khơng cháy, nhẹ khơng khí => khí sản phẩm N2 Số mol N2 là: 0,03 mol Số mol Mg là: 0,27 mol Ta có: Mg → Mg2+ + 2e 2N5+ + 10e → N20 0,27 0,54 0,3 0,03 mol - Biện luận: số mol electron Mg nhường > số mol N2 nhận => có sản phẩm khử khác tạo khơng có sản phẩm khử chất khí nitơ => sản phẩm khử ngồi N2 cịn NH4NO3 số mol mà N5+ nhận để tạo N3+ là: 0,54 – 0,3 = 0,24 mol => N5+ + 8e → N3+ 0,24 0,03 mol Vậy dd A gồm muối sau: NH4NO3 0,03 mol; Mg(NO3)2 0,27 mol => mmuối = 42,36g Ví dụ 4: Cho 19,2 gam Cu vào 500 ml dung dịch NaNO3 1M, sau thêm, sau thêm 500 ml dung dịch HCl 2M a) Cu có tan hết khơng ? Tính thể tích khí NO bay (đktc) b) Tính nồng độ mol ion dung dịch A thu sau phản ứng(VddA = 1lit) c) Phải thêm lít dung dịch NaOH 0,2M để kết tủa hết Cu2+ chứa dung dịch A Hướng dẫn 19,2 0,3 mol; nH 0,5.2 1 mol a Số mol: n NO3 0,5.1 0,5 mol; nCu  64  Phương trình phản ứng: 3Cu + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 0,3 0,2 0,8 0,3 0,2 Để hòa tan hết 0,3 mol Cu cần 0,2 mol NO3- 0,8 mol H+ Với 0,5 mol NO3- mol H+, dư NO3- H+ nên Cu tan hết Thể tích khí NO là: VNO = 0,2.22,4 = 4,48 lít b Trong dung dịch A còn: nNO  0,5  0,2 0,3mol, nH  1  0,8 0,2mol, nCu 2 0,3mol, nNa  0,5mol, nCl  1mol, Nồng độ ion: C NO CCu  2  0,3 0,3M ; CH  0,2 M , CCl  1M , C Na  0,5M c Để kết tủa hết Cu2+ NaOH, ta trung hòa H+ dư: H+ + OH- → H2O 0,2 0,2 Cu2 + 2OH- → Cu(OH)2↓ 0,3 0,6 0,8 => n OH  = 0,2 + 0,6 = 0,8 mol => Vdd NaOH = 0,2 4 lit HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT: * Khi cho hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit: cần biện luận xét phản ứng dư axit hay kim loại: + Gọi A, B khối lượng nguyên tử kim loại A, B, M khối lượng nguyên tử trung bình hỗn hợp Ta có ( với A < B ) : mhh m m  nhh  hh  hh (vì A < M < B ) B A M + Muốn chứng minh hỗn hợp tan hết, ta giả sử hỗn hợp có kim loại nhẹ Nếu đủ axit m hòa tan hết A, nhh  hh nA hỗn hợp thật dư axit => hỗn hợp tan hết A + Muốn chứng minh không đủ axit để hòa tan hết hỗn hợp, ta giả sử hỗn hợp gồm kim m loại nặng B (n B  hh ) Nếu ta không đủ axit để hịa tan B hỗn hợp thật, với số mol B lớn hơn, ta thiếu axit => hỗn hợp khơng tan hết Khi kim loại có tính khử mạnh hỗn hợp kim loại tan trước, kim loại hết đến kim loại *Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp axit: + Nên dùng phản ứng dạng ion áp dụng phương pháp bảo toàn electron:  neKL (cho ) =  neax ( nhan ) + Khi cho hỗn hợp axit ta tính số mol ion H+( axit oxi hóa ion H+) + Nếu axit tác dụng oxi hóa anion (H2SO4 đặc, nóng, HNO3) giả sử giải phóng cho SO2, NO S6+ + 2e → S4+ n e (Nhận) = 2x N5+ + 3e → N2+ ne (Nhận) = 3y Mol: x 2x y 3y + Biện luận so sánh lượng chất tham gia lượng chất tạo thành - Kim loại tác dụng với H2SO4 tạo khí H2 : mmuối sunfat = mhỗn hợp kim loại + 96n H - Kim loại tác dụng với HCl tạo khí H2 : mmuối clorua = mhỗn hợp kim loại + 71n H - Kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa sử dụng cách tính sau : + Khối lượng muối nitrat tác dụng với HNO3 dư (khơng có tạo thành NH4NO3) : mmuối nitrat = mhỗn hợp kim loại + 62.(3nNO + nNO  8nN O  10nN ) + Số mol HNO3 cần dùng hòa tan kim loại : n HNO3 4nNO  2nNO2  12nN  10nN O  10nNH NO3 + Khối lượng muối sunfat kim loại tác dụng với H2SO4 đặc tạo khí SO2 : mmuối sufat = mhỗn hợp kim loại + 96 nSO2 2 + Số mol H2SO4 đặc cần để hòa tan kim loại: n H SO 2nSO Ví dụ 1: Một hỗn hợp X nặng 1,86g gồm Fe Zn Cho tác dụng với 40 ml dung dịch HCl 1M Phản ứng xảy hồn tồn Tính thể tích khí H2 bay đktc Hướng dẫn Giả sử X Zn: nhh = nZn = 1,86 = 0,0286 mol 65 Số mol thật hỗn hợp lớn 0,0286 mol naxit = 0,0572 mol cần để hòa tan hết naxit = 0,04 mol => axit hết => VH2 = 0,448 lít Ví dụ 2: X hỗn hợp kim loại Mg Zn Y dung dịch H2SO4 chưa rõ nồng độ TN1: Cho 24,3g X vào lít Y, sinh 8,96 lít H2 TN2: Cho 24,3g X vào lít Y, sinh 11,2 lít khí H2 ( thể tích đo đktc) a Chứng minh thí nghiệm X chưa tan hết, thí nghiệm X tan hết b Tính nồng độ mol dung dịch Y khối lượng kim loại X Hướng dẫn a Số mol H2 TN1 TN2 là: TN1: nH2 = 0,4 mol, TN2: nH2 = 0,5 mol ta thấy số mol H2 TN2 > số mol H2 TN1 nên kim loại TN1 dư, axit hết VH SO4 (TN 2)  1,5   VH SO4 (TN1) Ta có:  => TN2: H2SO4 dư, X tan hết VH (TN 2) 11, 1, 25  VH (TN1) 8,96  b Thí nghiệm 2: a + b = 0,5 (I) ; 24a + 65b = 24,3 (II) giải ra: mMg = 4,8g; mZn = 19,5g CM (H2SO4) = 0,2M (tính theo TN1) Ví dụ 3: Cho a gam Fe hịa tan dung dịch HCl (thí nghiệm 1) sau cạn dung dịch thu 3,1g chất rắn Nếu cho a gam Fe b gam Mg (thí nghiệm 2) vào dung dịch HCl( với lượng trên) Sau cạn dung dịch thu 3,34 gam chất rắn 448 ml H2(đktc) Tính a, b khối lượng muối Hướng dẫn Thí nghiệm 1: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) Nếu Fe hết số mol số mol FeCl2: nFeCl2 = 0,024 mol theo phương trình : nH2 = nFeCl2 = 0,024 mol Thí nghiệm 2: Số mol H2 thu là: nH2 = 0,02 mol Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (3) Ta thấy ag Fe thí nghiệm cộng b g Mg mà giải phóng 0,02 mol H2 chứng tỏ TN1 dư Fe Theo phương trình ta có: nHCl = nH2 = 2.0,02 = 0,04 mol n 0,04 0,02 mol Theo phương trình ta có: nFe = nFeCl2 = HCl  2 Nên : m FeCl = n.M = 0,02.127 = 2,54g => mFe dư = 3,1 – 2,54 = 0,56g => a = mFe = 1,68g Thí nghiệm 2: giả sử có Mg tham gia phản ứng cịn Fe khơng Theo phương trình 3: n MgCl = n H = 0,02 mol => m MgCl = 0,02.95 = 1,9 => mcr = 1,68 + 1,9 = 3,58g > 3,34g => Fe tham gia phản ứng Viết phương trình phản ứng tính : b = 0,24g m FeCl (TN ) ) = 1,27g, m = 95.0,01 = 0,95g, m FeCl (TN ) = 0,02.127 = 2,54g Ví dụ 4: Cho bột sắt có dư tác dụng với 100 ml dung dịch gồm axit HCl 1M ; H2SO4 0,5 M a Tính khối lượng Fe tham gia phản ứng thể tích khí bay đktc b Dẫn tồn lượng khí sinh vào ống chứa 10g CuO nung nóng Hãy xác định khối lượng chất rắn lại ống Coi phản ứng xảy hoàn toàn Hướng dẫn a Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (2) Hay: Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (3) Số mol axit HCl là: nHCl = 0,1.1 = 0,1 mol ; số mol axit H2SO4 là: nH SO = 0,1.0,5 = 0,05 mol - Số mol ion H+ là: nH+ = 0,1 + 2.0,05 = 0,2 mol n 0,2 - Theo phương trình phản ứng (3) ta có : nFe = n H  H  0,1 mol 2 - Khối lượng Fe : m = n.M = 0,1.56 = 5,6(g) - Thể tích khí H2 : V = 0,1 22,4 = 2,24 lit 2 2  b 6,4g Cu 2g CuO Ví dụ 5: Trộn 200ml dung dịch HCl 2M với 200 ml dung dịch H2SO4 2,25M (loãng) dung dịch A Biết dung dịch A tác dụng vừa đủ với 19,3g hỗn hợp Al Fe thu V lít H2(đktc) dung dịch B a.Tính khối lượng Al Fe hỗn hợp đầu b.Tính V c Tính tổng khối lượng muối có dung dịch B Hướng dẫn a Các phản ứng xảy ra: 2Al + 6HCl    2AlCl3 + 3H2 (1) 2Al + 3H2SO4    Al2(SO4)3 + 3H2 (2) Fe + 2HCl   (3)  FeCl2 + H2 Fe + H2SO4    FeSO4 + H2 (4) Phương trình ion thu gọn: 2Al0 + 6H+    2Al3+ + 3H2 (*) Fe0 + 2H+   (**)  Fe2+ + H2 Số mol HCl là: n = CM.V = 0,2.2 = 0,4 mol; Số mol H2SO4 là: n = CM.V = 0,2.2,25 = 0,45 mol Tổng số mol ion H+ là: nH+ = 0,4 + 2.0,45 = 1,3 mol Gọi số mol Al Fe là: a b Theo đầu phương trình phản ứng(*) (**) ta có:  27a  56b 19,3 =>  Giải a = 0,3mol , b = 0,2 mol => mAl = 8,1g, mFe = 11,2g 3a  2b 1,3 b Tính V: theo phương trình phản ứng ta có: nH2 = nH+/2 = 0,65 mol => V = 0,65.22,4 = 14,56 lít c.ĐLBTKL: m = 76,7g Ví dụ : Cho 6,3(g) hỗn hợp gồm Al, Mg vào 500 ml dung dịch HNO3 2M(lỗng) thấy có 4,48 lít khí NO, giả sử nhất(ở đktc) thu dung dịch A a Chứng minh dung dịch dư axit b Cần ml dung dịch NaOH 1M vào dd A để bắt đầu có kết tủa xuất hiện, để có kết tủa lớn Tính lượng kết tủa lớn Hướng dẫn Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O (2) Ta có: nNO = 0,2 mol; nHNO3 = mol a Ta có: M0 - ne → Mn+ N5+ + 3e → N2+(NO) => Mn+ + nNO3- → M(NO3)n Ta cos: số mol electron N5+ nhận: ne = 3.nN5+ = 3nNO = 0,6 mol Tổng số mol HNO3 phản ứng là: nHNO3 = 4nNO = 0,8 mol => n HNO d = – 0,8 = 0,2 mol b a + 3b/2 = 0,2 (I) 27a + 24b = 6,3 (II) => a = 0,1 mol; b = 0,2 mol  Mg ( NO3 ) : 0, 2mol  dung dịch A có:  HNO3 : 0, 2mol  Al ( NO ) : 0,1mol 3  dd A + NaOH bắt đầu xuất kết tủa tức HNO3 hết tức: nNaOH = n HNO3 = 0,2 mol => VNaOH = 0,2 lít Từ phương trình phản ứng để lượng kết tủa lớn có nghĩa muối Mg Al kết tủa hết : 10 Ta có: nNaOH = 2n Mg ( NO3 ) + 3n Al ( NO3 ) = 0,2.2 + 0,1.3 = 0,7 mol => nNaOH = 0,7 + 0,2 = 0,9 mol => VNaOH = 0,9(l) DẠNG 2: TÌM KIM LOẠI: 1.BIẾT HĨA TRỊ: - Bài tốn cho biết hóa trị ngun tố cần tìm nguyên tử khối để xác định kim loại - Nếu toán cho phản ứng xảy lượng kim loại dư hay axit dư, ta cần biện luận lượng giới hạn chất tham gia tạo thành phản ứng Ví dụ 1: Cho 4,8g kim loại A(II) phản ứng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 0,5M (vừa đủ), sau phản ứng thu 4,48 lít H2(đktc) a Xác định kim loại b Tính VH2SO4 cần dùng c Tính CM dung dịch sau phản ứng ( Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể) Hướng dẫn Số mol H2 tạo thành là: 0,2 mol Ptpư: A + H2SO4 → ASO4 + H2 Theo phương trình phản ứng: nA = n H = 0,2 mol 4,8 24 (Mg) => MA = 0, b Phương trinh phản ứng: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 Theo phương trình phản ứng ta có: nH SO nH 0,2mol 0,2 Thể tích dung dịch H2SO4 cần dùng là: V 0,5 0,4lit c Theo phương trình phản ứng ta có: n MgSO4 nH 0,2 mol 0,2 - Nồng độ MgSO4 là: CM = 0,4 0,5 M Ví dụ 2: A kim loại hóa trị II Nếu cho 2,4g kim loại A tác dụng với 100 ml dung dịch axit HCl 1,5M thấy sau phản ứng phần kim loại A chưa tan hết , 2,4g kim loại A tác dụng với 125 ml dd HCl 2M thấy sau phản ứng dư axit Xác định cơng thức hóa học kim loại A Hướng dẫn Ptpư: A + 2HCl    ACl2 + H2↑ - Ta có: a.A = 2,4 (I) Số mol 100 ml dd HCl 1,5M là: n = CM.V = 0,1.1,5 = 0,15 mol Theo đầu kim loại A chưa tan hết ta có: 2a > 0,15 (II) Số mol 125 ml dd HCl 2M : n = 0,125.2 = 0,25 mol Theo kiện đầu axit dư nên ta có: 2a < 0,25 (III) Theo phương trình (II) (III) ta có: 0,15 < 2a < 0,25 => 0,075 < a < 0,125 (IV) 2, 2, => 32 < A < 19,2 Vậy có kim loại hóa trị II Mg 0, 075 0,125 Ví dụ 3: Hịa tan hồn tồn 4g hỗn hợp hai kim loại A B có hóa trị II tỉ lệ mol 1:1 dung dịch HCl thu 2,24 lit khí H2(đktc) Hỏi A B kim loại ? Hướng dẫn 11 Số mol khí H2 là: 0,1 mol Phương trình hóa học: A + 2HCl → ACl2 + H2 (1) B + 2HCl → BCl2 + H2 (2)  x  y 0,1 Từ (1) (2) ta có:  Theo ta có: x:y =1:1 => x = y  xM A  yM B 4 Giải ta có: MA + MB = 80 MA 23 24 27 40 58 65 MB 57 56 53 40 22 15 KL Loại Nhận Loại Loại Loại Loại Vậy Kl A: Mg; Kl B : Fe Ví dụ 4: Hịa tan 3,2(g) kim loại M hóa trị II dung dịch H2SO4 1M đặc , nóng thu 1,12 lít khí SO2 (đktc) a Tìm kim loại M b Hòa tan 6(g) hỗn hợp gồm M Fe dung dịch HNO3 1M (đủ) thu 0,7 lít N2O (đktc) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp, thể tích dung dịch HNO3 dùng Hướng dân M + 2H2SO4 → MSO4 + SO2 + 2H2O (1) Số mol SO2 là: nSO2 = 0,05 mol a Theo (1) ta có: nM = nSO2 = 0,05 mol => M = 3,2/0,05 =64 => Kloai: Cu b Cas phương trình phản ứng: 8Fe + 30HNO3 → 8Fe(NO3)2 + 3N2O + 15H2O (2) 4Cu + 10HNO3 → 4Cu(NO3)2 + N2O + 5H2O (3) Số mol N2O là: nN2O = 0,03125 mol Gọi số mol Fe a mol, Cu b mol Ta có: 64a + 56b = (I) a/4 + 3b/8 = 0,03125 (II) => giải a = b = 0,05 mol %mCu = 53,33%; %mFe = 46,67% Từ (2) (3) ta có: nHNO3 = 10.nN2O = 10.0,03125 = 0,3125 mol => VHNO3 = 312,5 ml 2.CHƯA BIẾT HÓA TRỊ: - Bài tốn khơng cho biết hóa trị kim loại cần tìm Việc giải tốn bắt buộc phải thiết lập biểu thức liên hệ nguyên tử khối(M) hóa trị (n) kim loại đó: M = kn - Ở k hệ tỉ lệ M n; k xuất q trình giải tốn Sau dựa biểu thức để biện luận M theo n, loại bỏ nghiệm khơng phù hợp với điều kiện tốn Từ tìm cặp nghiệm M n hợp lí, suy kim loại cần tìm Ví dụ 1: Hịa tan 6,75g kim loại M chưa rõ hóa trị vào dung dịch axit cần 500ml dung dịch HCl 1,5M Xác định kim loại M Hướng dẫn Gọi x hóa trị kim loại M Số mol HCl 500 ml dd HCl 1,5M là: nHCl = 0,75 mol Ptpư: 2M + 2xHCl → 2MClx + xH2 Theo phương trình phản ứng: nM = 2nHCl 0,75  mol 2x x 6, 75 x 9 x 0, 75 Biện luận với : x = => M = 27 (Al) => M= 12 Ví dụ 2: a 100ml dung dịch HCl 0,1M ( có khối lượng riêng d = 1,05g/ml) hòa tan vừa đủ m gam kim loại M cho dung dịch có khối lượng 105,11 gam Xác định m M b Cho vào 200 ml dung dịch HCl 0,1M lượng 0,26g Zn 0,28g Fe , sau thêm tiếp vào dung dịch kim loại M nói thu dung dịch có chứa ion kim loại chất rắn B có khối lượng lớn khối lượng M cho vào 0,218g Tính khối lượng M sử dụng biết phản ứng xảy hoàn tồn Hướng dẫn a Gọi hóa trị kim loại M : a khối lượng dd HCl: mdd = V.D = 100.1,05 = 105g nHCl = 0,1.0,1 = 0,01 mol pư: 2M + 2aHCl    2MCla + aH2 (1) ĐLBTKL: m + mHCl = mmuối + mH2 => m = 105,11 + 0,01.2/2 - 105 = 0,12g Từ (1) => mM = 0,01/a  0,01M/a = 0,12 => M = 12a M Mg b Số mol HCl ban đầu là: 0,2.0,1 = 0,02 mol số mol Zn là: 0,004 mol ; Số mol Fe là: 0,005 mol Phương trình phản ứng: Zn + 2HCl    ZnCl2 + H2 (1) Fe + 2HCl    FeCl2 + H2 (2) Từ (1) (2) => Số mol HCl tham gia phản ứng là: 0,018 mol số mol HCl dư : 0,02 – 0,018 = 0,002 mol cho Mg vào xảy phản ứng: Mg + 2HCl    MgCl2 + H2 (3) Mg + FeCl2    MgCl2 + Fe (4) 2+ Khi ion Fe hết dd lúc cịn ion Zn2+ Mg2+ Nhưng ZnCl2 tham gia phần với Mg Mg + ZnCl2    MgCl2 + Zn (5) x x x x Theo đề bài: mB - mMg pư = 0,218g  ( 0,005.56 + 65x) -  (0, 001  0, 005)24  24 x  0, 218  41x = 0,082 => x = 0,002 Vậy khối lượng Mg phản ứng: (0,001 + 0,005 + 0,002)24 = 0,192g Ví dụ 3: Hịa tan 2,8(g) kim loại A hóa trị II dung dịch hỗn hợp 80 ml dung dịch H2SO4 0,5M 200 ml dung dịch HCl 0,2M Dung dịch thu phải dùng hết 100 ml dung dịch NaOH 0,2M trung hịa hồn tồn Tìm kim loại A Hướng dẫn Gọi kim loại hóa trị II có A đ.v.c Axit dư tác dụng với NaOH là: H+ + OH- → H2O (1) Theo phương trình (1) ta có: nH d nOH  0,1.0,2 0,02 mol Số mol H+ ban đầu là: nH+ = 2nH SO  nHCl  2.0,08.0,5 + 0,2.0,2 = 0,12 mol Số mol ion H+ tham gia phản ứng với A là: nH+ = 0,12 – 0,02 = 0,1 mol Phản ứng: A + 2H+ → A2+ + H2↑ (2) 2 Từ (2) ta có: n A  nH   0,1 0,05 mol => A = 56 (Fe) Ví dụ 4: Cho 5,6(g) kim loại R vào dung dịch HNO3 15,75% vừa đủ để hòa tan hết kim loại, thu dung dịch 1,008 lít hỗn hợp hai khí NO N2O (đktc) Sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng lên 3,78(g) so với ban đầu 13 Tìm kim loại R nồng độ % dung dịch muối Hướng dẫn Các phương trình phản ứng: 3R + 4xHNO3 → 3R(NO3)x + xNO + 2xH2O (1) 8R + 10xHNO3 → 8R(NO3)x + xN2O + 5xH2O (2) Gọi a b số mol NO, N2O Ta có phương trình: Ta có: a + b = 0,045 (I) Vì hịa tan 5,2(g) kim loại mà dd tăng 3,78(g) => mK = 5,2 – 3,78 = 1.42(g) Vậy ta có: 30a + 44b = 1,42 (II) Giải a = nNO = 0,04 mol; b = nN2O = 0,005 mol Từ (1) (2) ta có: MR = 32,5x => x = , M = 65 (Zn) b 3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3) 4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O (4) n HNO3 = 4nNO + 10.n N O = 0,21 mol => mdd HNO = 84(g); mdd muối = 87,78(g) nZn(NO ) = nZn = 0,08 mol => C% = 17,22% Ví dụ 5: Hịa tan 8,32(g) kim loại M dung dịch HNO3 vừa đủ thu 4,928 lít hỗn hợp hai khí A, B có khí hóa nâu khơng khí Tỉ khối hỗn hợp khí so với H2 22,272 a Tìm kim loại M, thể tích đo đkc B Tính thể tích dung dịch HNO3 2M cần dùng Hướng dẫn M A, B = 22,272.2 = 44,544(g) Khí hóa nâu kk NO (30) < 44,544 Vậy khí cịn lại là: NO2(46) > 44,544 Các phương trình phản ứng: M + 2xHNO3 → M(NO3)x + xNO2 + xH2O (1) Mol: a/x 2a a 3M + 4xHNO3 → 3M(NO3)x + xNO + 2xH2O (2) Mol: 3b/x 4b b  a  b 0, 22 a 0, 2mol    Ta có: => M = 32x => x = ; M = 64(Cu)  46a  30b  a  b 44,544 b 0, 02mol n HNO3 = 2.n NO + 4nNO = 0,48 mol => V HNO3 = 0,24 lit Bài tập luyện tập DẠNG 1: XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG(hoặc SẢN PHẨM CỦA PHẢN ỨNG): Bài 1: Để m gam kim loại Al khơng khí thời gian thu chất rắn A có khối lượng 2,802g Hịa tan chất rắn dd HCl dư thấy thoát 3,36 lít H2 a Tính % khối lượng nhơm nhơm oxit A b Tính %Al bị oxi hóa thành Al2O3 Đ/S Al = 2,7; Al2O3 = 0,102 %Al = 1,96% Bài 2: Cho 3g hỗn hợp hai kim loại vụn nguyên chất Al Mg tác dụng hết với dd H2SO4 lỗng thu 3,36 lít chất khí (ở đktc) Xác định thành phần % khối lượng nhôm magiê hỗn hợp Đ/S 14 %Al = 63%, %Mg = 37% Bài 3: Hịa tan hồn tồn 5g hỗn hợp hai kim loại dung dịch HCl thu dung dịch A khí B Cơ cạn dung dịch A 5,71g muối khan Tính thể tích khí B Đ/S V = 0,224 lít VH = 6,72 lit, CAlCl = 1,27% Bài 4: Khi cho a gam Fe vào 400 ml dd HCl, sau phản ứng kết thúc đem cô cạn dung dịch thu 6,2g chất rắn X Nếu cho hỗn hợp gồm a gam Fe b gam Mg vào 400ml dd HCl sau phản ứng kết thúc thu 896 ml khí H2(đktc) cạn dd thu 6,68g chất rắn Y Tính a,b, nồng độ dd HCl thành phần chất X,Y Đ/S a = 3,36g, b = 0,48 Bài 5: (Chuyên Lâm Đồng 08) Hỗn hợp A gồm hai kim loại Mg Zn dung dịch B dd HCl nồng độ CM , người ta thực hai thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1:Cho 2,02 gam A vào cốc đựng 200 ml dd B, sau phản ứng đun nóng cho nước bay hết thu 4,86 gam chất rắn Thí nghiệm 2: Cho 2,02 gam A vào cốc đựng 400 ml dd B, sau phản ứng đun nóng cho nước bay hết thu 5,57g chất rắn Tính khối lượng kim loại 10,1 gam A 2.Tính thể tích khí bay đktc Thí nghiệm tính CM dd B HD Thí nghiệm 1: Tăng khối lượng = 4,86 – 2,02 = 2,84g Thí nghiệm 2: Tăng khối lượng = 5,57 – 2,02 = 3,55g Lượng axit tăng gấp đôi khối lượng kim loại tăng: 1,25 (lần) TN1 kim loai dư, TN2 axit dư MMg = 3,6g; mZn = 6,5g; CM = 0,4 M Bài 6: Cho a gam Fe hòa tan dung dịch HCl (thí nghiệm 1) sau cạn dung dịch thu 3,1g chất rắn Nếu cho a gam Fe b gam Mg (thí nghiệm 2) vào dung dịch HCl( với lượng trên) Sau cô cạn dung dịch thu 3,34 gam chất rắn 448 ml H2(đktc) Tính a, b khối lượng muối HD Thí nghiệm 1: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) Nếu Fe hết số mol số mol FeCl2: nFeCl2 = 0,024 mol theo phương trình : nH2 = nFeCl2 = 0,024 mol Thí nghiệm 2: Số mol H2 thu là: nH2 = 0,02 mol Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (3) Ta thấy ngồi ag Fe thí nghiệm cộng b g Mg mà giải phóng 0,02 mol H2 chứng tỏ TN1 dư Fe Theo phương trình ta có: nHCl = n H = 2.0,02 = 0,04 mol Theo phương trình ta có: nFe = n FeCl = 1nHCl/2 = 0,04/2 = 0,02 mol Nên : m FeCl = n.M = 0,02.127 = 2,54g => mFe dư = 3,1 – 2,54 = 0,56g => a = mFe = 1,68g Thí nghiệm 2: giả sử có Mg tham gia phản ứng cịn Fe khơng Theo phương trình 3: n MgCl = n H = 0,02 mol => m MgCl = 0,02.95 = 1,9 => mcr = 1,68 + 1,9 = 3,58g > 3,34g => Fe tham gia phản ứng 15 Viết phương trình phản ứng tính : b = 0,24g m FeCl (TN ) = 1,27g, m = 95.0,01 = 0,95g, m FeCl (TN 1) = 0,02.127 = 2,54g Bài 7: X hỗn hợp kim loại Mg Zn Y dung dịch H2SO4 chưa rõ nồng độ TN1: Cho 24,3g X vào lít Y, sinh 8,96 lít H2 TN2: Cho 24,3g X vào lít Y, sinh 11,2 lít khí H2 ( thể tích đo đktc) a Chứng minh thí nghiệm X chưa tan hết, thí nghiệm X tan hết b Tính nồng độ mol dung dịch Y khối lượng kim loại X HD a Số mol H2 TN1 TN2 là: TN1: nH2 = 0,4 mol, TN2: nH2 = 0,5 mol ta thấy số mol H2 TN2 > số mol H2 TN1 nên kim loại TN1 dư, axit hết VH SO4 (TN 2)  1,5   VH SO4 (TN1) Ta có:  => TN2: H2SO4 dư, X tan hết VH (TN 2) 11, 1, 25  VH (TN1) 8,96  b Thí nghiệm 2: a + b = 0,5 (I) ; 24a + 65b = 24,3 (II) giải ra: mMg = 4,8g; mZn = 19,5g CM (H2SO4) = 0,2M (tính theo TN1) Bài 8: Một hỗn hợp gồm Zn Fe có khối lượng 37,2g Hòa tan hỗn hợp lít dung dịch H2SO4 0,5M a Chứng tỏ hỗn hợp tan hết b Nếu khối lượng hỗn hợp Zn Fe tăng lên gấp đôi so với trường hợp trước, lượng axit H2SO4 cũ hỗn hợp có tan hết hay khơng ? c Trong trường hợp câu a, tính khối lượng kim loại hỗn hợp nồng độ chất dung dich sau phản ứng Biết khí H2 13,44 lít (đktc) HD a Nếu giả sử hỗn hợp có gồm Fe: nFe = 0,66 mol => nH2SO4 tham gia < nH2SO4 dung dịch => Hỗn hợp tan hết b Nếu hỗn hợp có Zn: nZn = 1,14 mol => nH2SO4 tham gia > nH2SO4 dung dịch => Hỗn hợp tan không hết c mZn = 26g; mFe = 11,2g; CZnSO = 0,2M; CFeSO = 0,1M; C H SO = 0,2M Bài 9: hòa tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng thu 1,344 lit H2(đktc) dung dịch chứa m g muối Tính m = ? Đ/S m = 8,98g %mAl = 60%; %mMg = 40% Bài 10: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Fe Mg lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng thu dung dịch A Đem cô cạn dd A thu muối kết tinh ngậm phân tử nước Khối lượng muối gấp 6,55 lần khối lượng kim loại Tính thành phần % kim loại hỗn hợp đầu Nếu khối lượng hai kim loại 1,6g khối lượng kim loại ? HD Gọi số mol Fe Mg là: x, y Fe + 2HCl    FeCl2 + H2 (1) Mg + 2HCl    MgCl2 + H2 (2) Số mol FeSO4.7H2O = Số mol Fe =x mol; Số mol MgSO4.7H2O = Số mol Mg = y mol 16 Theo đầu ta có: 278x + 246y = 6,55(56x + 24y) => x = y Thành phần % khối lượng kim loại: 56 100% 70% ; %Mg = 30% %Fe = 56  24 Nếu hỗn hợp hai kim loại 1,6g ta có: 56x + 24y = 1,6 x = y giải ta có x = y = 0,02 mol Khối lượng FeSO4.7H2O = 0,02.278 = 5,56g MgSO4.7H2O = 0,02.246 = 4,92g Bài 11: Hòa tan 13,2g hỗn hợp A gồm kim loại có hóa trị vào 400 ml dung dịch HCl 1,5M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 32,7g hỗn hợp muối khan a Chứng minh hỗn hợp A khơng tan hết b Tính thể tích khí H2 sinh đktc HD a Số mol HCl là: nHCl = 0,6 mol 2M + 2nHCl → 2MCln + nH2 Theo phương trình ta có nHCl = n(a + b) = 0,6 mol Khối lượng muối: (M + 35,5n)a + ( N + 35,5n)b = 32,7 => (Ma + Nb) + 35,5n(a + b) = 32,7 mM + mN = 11,2 < 13,2g A tan khơng hết n b Theo phương trình : n H = HCl = 0,3 mol => V H = 6,72 lit Bài 12: Cho 4,06g hỗn hợp Al Zn tác dụng với 200ml dung dịch HCl 2,3M a Nếu phản ứng xảy hoàn tồn kim loại có tan hết khơng ? b.Nếu thí nghiệm có 2,128 lit khí H2(đktc) sau cạn cẩn thận dung dịch thu gam muối khan Đ/S nHCl = 3nAl = 0,1503.3 = 0,4509 < 0,46 => hh tan hoàn toàn, dư axit Bài 13: Cho 7,73g hỗn hợp gồm Zn Fe có tỉ lệ nZn : nFe = : vào dung dịch HCl dư ta thu V lít H2 (đktc) Dẫn tồn lượng khí H2 qua hỗn hợp E( gồm Fe2O3 chiếm 48%, CuO chiếm 32%, tạp chất chiếm 20%) có nung nóng a Tính V b Tính khối lượng hỗn hợp E vừa đủ để phản ứng hoàn toàn với V lít khí nói HD a Tính V: mZn  mFe 7, 73 nZn 0, 05  theo đầu ta có hệ:  nZn : nFe 5 : nFe 0,08 Zn + 2HCl   (1)  ZnCl2 + H2 Fe + 2HCl   (2)  FeCl2 + H2 Từ ta có : V = (0,05 + 0,08)22,4 = 2,912 lít b Tính khối lương hh E: c Fe2O3 + 3H2  t  2Fe + 3H2O (3) tc0 CuO + H2   Cu + H2O (4) Gọi khối lượng hh m (g) mFe O 48.m Theo đầu ta có: % mFe2O3  100  nFe2O3  0, 003m (mol) m 160.100 17 mCuO 32m 100  nCuO  0,004m (mol) m 80.100 Từ (1), (2), (3), (4) ta có: 0,009m + 0,004m = 0,13 => m = 10 (g) Bài 14: ( HSG Vĩnh Phúc: 12 - 13) Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm Fe Mg lượng vừa đủ dd HCl 20% thu dd Y Biết nồng độ MgCl2 dd Y 11,78% a Tính nồng độ % muối sắt dd Y b.Nếu thêm vào dd Y nói lượng dd NaOH 10% vừa đủ để tác dụng nồng độ % chất có dd sau phản ứng ? HD (2 x  y )36,5 100 (365 x  365 y ) (g) mddHCl = 20 mddY = 24x + 56y + 365x + 365y - (2x + 2y) = (387x + 419y) (g) phương trình biểu diễn nồng độ % MgCl2 dd Y: 95 x 11, 787   x  y => mFeCl2 = 127x = 127y (g) 387 x  419 y 100 Vì nồng độ % tỷ lệ thuận với khối lượng chất tan dd nên: 127 x 11, 787 15, 76% C% FeCl = 95 x (2 x  y )40 100 (800 x  800 y ) (g) b Khối lượng dd NaOH 10% là: m = 10 => mKT = (58x + 90y) (g) Khối lượng dd sau phản ứng: mddsau = 387x + 419y + 800x + 800y – ( 58x + 90y) = 1129(x + y) (g) 58,5(2 x  y ) 117 100%  100% 10,36% CNaCl% = 1129( x  y ) 1129 Bài 15 : Có 100 ml dung dich hỗn hợp axit H2SO4 HCl có nồng độ tương ứng 0,8M 1,2M Thêm vào 10 g hỗn hợp Fe, Mg, Zn Sau phản ứng xong, lấy 1/2 lượng khí sinh cho qua ống sứ đựng a gam CuO nung nóng Sau phản ứng xong hồn tồn, ống cịn 14,08 gam chất rắn Tính a Đ/S mCuO ban đầu = 15,2g DẠNG 2: TÌM KIM LOẠI Bài 1: (THPT chuyên Quốc Học Huế, Thừa Thiên Huế: 10) Hòa tan 6,45g hỗn hợp gồm kim loại A B(đều có hóa trị II) dd H2SO4 loãng dư Sau kết thúc phản ứng người ta thu 1,12 lít khí (đktc) cịn lại 3,2g chất rắn không tan Lượng chất rắn không tan tác dụng vừa đủ với 200 ml dd AgNO3 0,5M thu dd D kim loại E Lọc bỏ E cô cạn dd D thu muối khan F Xác định kim loại A B, biết A đứng trước B dãy hoạt động kim loại Đem nung F thời gian( phản ứng tạo oxit kim loại, khí NO2 O2) người ta thu 6,16g chất rắn G hỗn hợp khí H Tính thể tích hỗn hợp khí H(đktc) HD Chất rắn khơng tan( có khối lượng 3,2g) kim loại B => mA = 6,45 – 3,2 = 3,25g Phản ứng: A + H2SO4 → ASO4 + H2 (1) 1,12 3, 25 nA nH  0, 05  M A  65 : A( Zn) 22, 0, 05 B + 2AgNO3 → B(NO3)2 + 2Ag (2) 1 3, 64  B : Cu Từ (2) ta có: nB  nAgNO3  0, 2.0,5 0, 05  M B  2 0, 05 % mCuO  18 D dd Cu(NO3)2; muối khan F là: Cu(NO3)2 Từ (2): nF = nB = 0,05 mol C Nhiệt phân F: 2Cu(NO3)2  t  2CuO + 4NO2 + O2 (3) Nếu Cu(NO3)2 phân hủy hết G CuO với khối lượng là: mCuO = 0,05.80 = 4g ( vô lý) Như G hỗn hợp CuO Cu(NO3)2 không phân hủy: Gọi x số mol Cu(NO3)2 bị phân hủy ta có: mG = (0,05 – x)188 + 80x = 6,16 => x = 0,03 mol => VHh = (2.0,03 + 0,03/2).22,4 = 1,68 lít Bài 2: (HSG Quảng Trị ) Cho H2SO4 loãng , dư tác dụng lên 6,659g hỗn hợp hai kim loại A B có hóa trị II thu 0,1 mol khí, đồng thời khối lượng gảm 6,5g Hịa tan bã rắn cịn lại H2SO4 đặc, nóng thu 0,16g SO2 Xác định tên kim loại A, B thành phần khối lượng kim loại (A có khối lượng mol nguyên tử lớn B) Nêu pp tách rời chất sau khỏi hỗn hợp A, B, oxit B A sunfat Đ/S A: Zn; B: Cu Bài 3: Cho 2g hỗn hợp Fe kim loại hóa trị II vào dd HCl có dư thu 1,12 lit H2(đktc) Mặt khác hịa tan 4,8g kim loại hóa trị II cần chưa đến 500 ml dd HCl 1M Xác định km loại hóa trị II HD Số mol H2 là: nH2 = 0,05 mol Gọi M kim loại hóa trị II: x y số mol Fe M Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) M + 2HCl → MCl2 + H2 (2) Theo phương trình ta có: x + y = 0,05 => x = 0,05 – y (I) Theo đầu ta có: 56x + My = (II) 0,8 0,8   y  0, 05    0, 05  M  40 => từ (I) (II) ta có: y = 45  M 56  M Theo phương trình (2) ta có: 4,8 9, 9,6   nHCl   0,5  M  19,  19,  M  40 nHCl = 2nM = M M M Kim loại : Mg Bài 4: Để hịa tan hồn tồn 4g hỗn hợp kim loại hóa trị II kim loại hóa trị III ta phải dùng 170 ml dung dịch HCl 2M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu gam hỗn hợp muối khan ? 2.Tính thể tích H2(đktc) từ thí nghiệm ? Nếu biết kim loại hóa trị III hỗn hợp Al số mol Al gấp lần số mol kim loại hóa trị II, xác định tên kim loại hóa trị II ? HD C1: lập hệ phương trình C2: Cứ mol HCl tham gia phản ứng khối lượng muối tăng lên so với kim loại 35,5g Vậy 0,34 mol HCl phản ứng tăng là: 0,34.35,5 = 12,07g Hay khối lượng muối là: m = + 12,07 = 16,07g V H = 0,34.22,4/2 = 3,808 lit Kim loại hóa trị II là: Zn Bài 5: (HSG Lạng Sơn: 2000) Hịa tan 7,8g hỗn hợp hai kim loại A( hóa trị II) B( hóa trị III) dd H2SO4 lỗng vừa đủ thu 8,96 lit khí H2 (đktc) 19 Tính số gam muối khan thu cô cạn dd sau phản ứng Xác định tên khối lượng kim loại hỗn hợp, biết số mol kim loại hóa trị III hai lần số mol kim loại hóa trị II nguyên tử khối kim loại hóa trị II 8/9 nguyên tử khối kim loại hóa trị III HD Theo ĐLBTKL ta có: mmuối = mKL + maxit – m H = 46,2g Hai kim loại: Al( 5,4g); Mg(2,4g) Bài 6: Hòa tan 1,7g hỗn hợp kim loại A Zn vào dung dịch HCl thu 0,672 lit khí đktc dung dịch B Mặt khác để hịa tan 1,9g kim loại A cần khơng hết 200ml dung dịch HCl 0,5M Tìm tên kim loại A ( cho biết kim loại A thuộc phân nhóm nhóm II) HD Gọi x y số mol kim loại A Zn Ptpư: A + 2HCl    ACl2 + H2 Zn + 2HCl    ZnCl2 + H2 0, 25  x.M A  65 y 1, Theo đầu phương trình ta có:  => y = 65  M A  x  y 0, 03 0, 25 < 0,03 => MA < 56,66 65  M A Mặt khác: A + 2HCl    ACl2 + H2 Ta có: 2.1,9/MA < 0,2.0,5 => 2.1,9/MA < 0,1 => MA > 38 Vậy ta có: 38 < MA < 56,66 phân nhóm nhóm II có Ca phù hợp Bài 7: Hịa tan hoàn toàn 1,13g hỗn hợp gồm kim loại Zn kim loại A thuộc phân nhóm nhóm II dung dịch HCl 14,6% vừa đủ thu 0,672 lit khí đktc dd B a Tìm kim loại A, biết số nguyên tử A m gam số nguyên tử Na m gam Na b Tính nồng độ % muối dung dịch B HD a Đặt công thức chung kim loại M: M + 2HCl    MCl2 + H2 Theo phương trình ta có: nM = nH2 = 0,03 mol Nên ta có : M = 1,13/0,03 = 37,67 Vì: nA = m/MA < nNa = m/23 => MA > 23 Vậy : 23 < A < 37,6 => A Mg b Các phương trình phản ứng: Zn + 2HCl    ZnCl2 + H2 Mg + 2HCl    MgCl2 + H2 65a  24b 1,13 Theo đầu phương trình phản ứng ta có phương trình đại số:   a  b 0, 03 Giải : a = 0,01 mol ; b = 0,03 mol => nHCl = 0,06 mol => mHCl = 2,19g => mddHCl= 15g Khối lương dung dịch sau phản ứng là: mdd = 15 + 1,13 – 0,03.2 = 16,24g Nồng độ % chất B: C% ZnCl = 8,37%; C% MgCl = 11,69% Bài 8: Hòa tan 1,7g hỗn hợp Zn kim loại A thuộc phân nhóm nhóm II dung dịch HCl 10% vừa đủ thu 0,672 lít khí H2(đktc) dung dịch B Nếu hòa tan 1,7g kim loại A 36,5g dd HCl 10% lượng axit cịn dư Tìm kim loại A nồng độ phần % chất dd B ? HD  ZnCl2 + H2 (1) Zn + 2HCl    ACl2 + H2 (2) A + 2HCl   Mà y < 0,03 => 20 ... III.CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỂ VIẾT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đối với học sinh: Để đủ kiến thức tham gia thi học sinh giỏi đạt kết cao cần thực phần sau: Nắm kiến thức bản, có mở rộng kiến thức tính chất kim... vào trường chuyên giáo viên cần: Nắm kiến thức bản, mạch kiến thức Nắm phương pháp dạng tập Biết suy luận kiến thức tập, tình xảy đề thi Biết cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm... BỐ CỤC CHUYÊN ĐỀ Chuyên đề gồm phần dự kiến dạy 15 tiết Phần I: Kiến thức cần nhớ Phần II: Các dạng tập Phần III: Luyện tập dạng tập PHẦN NỘI DUNG I : KIẾN THỨC CẦN NHỚ: AXIT CĨ TÍNH OXI HĨA