GIÁO VIÊN: Bùi Thanh Huyền Bài tập kim loại BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI Bài 1 : Cho 32,4 gam một kim loại R hoá trị m hoà tan hết trong 1 lít dung dịch HNO 3 0,5M ; phản ứng chỉ tạo ra NO, trong dung dịch không có sự tạo thành NH 4 NO 3 và nồng độ dung dịch HNO 3 còn lại sau phản ứng là 0,1M (thể tích dung dịch không đổi) a) Tìm R. b) Cho 1 lít dung dịch X chứa nitrat kim loại R trên và Zn(NO 3 ) 2 . Thêm bột Cu vào dung dịch X sao cho Cu tác dụng vừa đủ với một ion kim loại của dung dịch X. Sau phản ứng thu được chất rắn D nặng 21,6 gam. Tính khối lượng Cu đã dùng và nồng độ mol của muối nitrat R trong dung dịch X. a) 3R + 4mHNO 3 → 3R(NO 3 ) m + mNO + 2mH 2 O Số mol HNO 3 đầu = 0,5 ; số mol HNO 3 sau = 0,1 ⇒ số mol HNO 3 phản ứng = 0,4 ⇒ số mol R = 0,4.3 : 4m = 0,3 : m ⇒ 32,4 : R = 0,3 : m ⇒ R = 108m ⇒ Ag b) 1 lít dung dịch X chứa AgNO 3 và Zn(NO 3 ) 2 2Ag + + Cu → 2Ag + Cu 2+ mD = mAg = 21,6 ⇒ nAg = 21,6 : 108 = 0,2 ⇒ nCu = 0,1 ⇒ mCu = 6,4 (g) [AgNO 3 ] = 0,2 (M) Đáp số : Ag ; 6,4 gam Cu ; AgNO 3 0,2M Bài 2 : X là hỗn hợp hai kim loại Mg và Zn; Y là dung dịch H 2 SO 4 chưa rõ nồng độ. - Thí nghiệm 1 : Cho 24,3 gam X vào 2 lít Y, sinh ra 0,896 lít khí H 2 (đktc). - Thí nghiệm 2 : Cho 24,3 gam X vào 3 lít Y, sinh ra 11,2 lít khí H 2 (đktc). a) Chứng tỏ rằng trong thí nghiệm 1 thì X chưa tan hết, trong thí nghiệm 2 thì X tan hết. b) Tính nồng độ mol của dung dịch Y và khối lượng mỗi kim loại trong X. Mg + 2H + → Mg 2+ + H 2 ; Zn + 2H + → Zn 2+ + H 2 . - Thí nghiệm 1 : số mol H 2 = 8,96 : 22,4 = 0,4 - Thí nghiệm 2 : số mol H 2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 Số mol X như nhau ; mà số mol H 2 (2) > số mol H 2 (1) ⇒ ở thí nghiệm 1 thì axit hết, X chưa hết ⇒ số mol H + (2 lít Y) = 0,4.2 = 0,8 ⇒ [H + ] = 0,8 : 2 = 0,4 ⇒ [H 2 SO 4 ] = 0,2 (M) ⇒ số mol H + (3 lít Y) = 0,4.3 = 1,2 ; số mol H + (2) = 0,5.2 = 1 < 1,2 ⇒ axit dư ⇒ X hết Gọi x, y là số mol Mg, Zn : 24x + 65y = 24,3 ; x + y = 0,5 ⇒ x = 0,2 , y = 0,3 ⇒ mMg = 0,2.24 = 4,8 (g) ; mZn = 0,3.65 = 19,5 (g) Đáp số : 0,2M ; 4,8 gam Mg ; 19,5 gam Zn Bài 3 : Cho hỗn hợp kim loại A gồm Mg và Al. Lấy nửa hỗn hợp A tác dụng với dung dịch CuSO 4 dư. Phản ứng xong đem toàn bộ chất rắn tạo thành cho tác dụng hết với HNO 3 thu được 0,56 lít NO duy nhất (đktc). a) Tính thể tích khí N 2 duy nhất (đktc) sinh ra khi cho hỗn hợp A tác dụng hết với HNO 3 . b) Nếu khối lượng hỗn hợp A là 1,5 gam. Tính khối lượng từng kim loại trong A. Gọi x, y là số mol Mg, Al trong nửa hỗn hợp A. Mg + Cu 2+ → Mg 2+ + Cu ; 2Al + 3Cu 2+ → 2Al 3+ + 3Cu ⇒ số mol Cu = x + 3y/2 3Cu + 8HNO 3 → 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O số mol NO = 0,56 : 22,4 = 0,025 ⇒ số mol Cu = 0,025.3 : 2 = 0,0375 ⇒ x + 3y/2 = 0,0375 (1) Trường THPT Lê Trung Đình - Quảng Ngãi Trang 1 GIÁO VIÊN: Bùi Thanh Huyền Bài tập kim loại a) Hỗn hợp A tác dụng hết với HNO 3 : 5Mg + 12HNO 3 → 5Mg(NO 3 ) 2 + N 2 + 6H 2 O; 2x 10Al + 36HNO 3 → 10Al(NO 3 ) 3 + 3N 2 + 18H 2 O 2y ⇒ Số mol N 2 = 2x/5 + 6y/10 = 2/5(x + 3y/2) = 0,0375.2 : 5 = 0,015 ⇒ Thể tích N 2 = 0,015.22,4 = 0,336 (l) b) 24x + 27y = 1,5 : 2 = 0,75 (2) ⇒ x = 0,0125 ; y = 0,01666 mMg = 0,0125.24 .2 = 0,6 (g); mAl = 1,5 - 0,6 = 0,9 (g) Đáp số : a) 0,336 lít ; b) 0,6 gam Mg ; 0,9 gam Al Bài 4 : Khử 3,48 gam một oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lít H 2 (đktc). Toàn bộ lượng kim loại M thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư cho 1,008 lít H 2 (đktc). Tìm kim loại M và oxit của M. MxOy + yH 2 → xM + yH 2 O Số mol H 2 = 1,344 : 22,4 = 0,06 Bảo toàn khối lượng : Khối lượng oxit + khối lượng H 2 = khối lượng M + khối lượng H 2 O ⇒ 3,48 + 0,06.2 = khối lượng M + 0,06.18 ⇒ khối lượng M = 2,52 2M + 2nHCl → 2MCln + nH 2 Số mol H 2 = 1,008 : 22,4 = 0,045 ⇒ số mol M = 0,09 : n ⇒ 0,09 : n = 2,52 : M ⇒ M = 28n ⇒ Fe Số mol Fe = 2,52 : 56 = 0,045 ⇒ số mol FexOy = 0,045 : x ⇒ 0,045 : x = 3,48 :(56x + 16y) ⇒ x : y = 3 : 4 ⇒ Fe 3 O 4 Đáp số : Fe ; Fe 3 O 4 Bài 5 : 1- Hoà tan m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (có hoá trị không đổi) trong dung dịch HCl dư thì thu được 1,008 lít khí (đktc) và dung dịch chứa 4,575 gam muối khan. Tính m. 2- Mặt khác cũng hoà tan m gam hỗn hợp A trên trong dung dịch chứa hỗn hợp HNO 3 đặc và H 2 SO 4 ở nhiệt độ thích hợp thì thu được 1,8816 lít hỗn hợp 2 khí (đktc) có tỉ khối hơi so với H 2 là 25,25. Xác định kim loại M. 1- Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ; 2M + 2nHCl → 2MCln + nH 2 . Số mol H 2 = 1,008 : 22,4 = 0,045 ⇒ số mol HCl phản ứng = 0,045.2 = 0,09 Bảo toàn khối lượng : Khối lượng kim loại + khối lượng HCl phản ứng = khối lượng muối + khối lượng H 2 ⇒ m + 0,09.36,5 = 4,575 + 0,045.2 ⇒ m = 1,38 (g) 2- Gọi x, y là số mol Fe, M 56x + My = 1,38 (1) ; 2x + ny = 0,09 (2) Tác dụng với HNO 3 đặc, H 2 SO 4 : Số mol 2 khí = 1,8816 : 22,4 = 0,084 ; M 2 khí = 25,25.2 = 50,5 Khối lượng mol NO 2 = 46 < 50,5 ⇒ khối lượng mol khí còn lại > 50,5 ⇒ SO 2 Số mol NO 2 + số mol SO 2 = 0,084 ; số mol NO 2 .46 + số mol SO 2 .64 = 50,5.0,084 ⇒ số mol NO 2 = 0,063 ; số mol SO 2 = 0,021 Bảo toàn e : 3x + ny = 0,063.1 + 0,021.2 = 0,105 (3) Từ (2), (3) + x = 0,015 ; ny = 0,06 ; thế vào (1) Trường THPT Lê Trung Đình - Quảng Ngãi Trang 2 GIÁO VIÊN: Bùi Thanh Huyền Bài tập kim loại 56.0,015 + M . 0,06 : n = 1,38 ⇒ M = 9n ⇒ Al Đáp số : 1) 1,38 gam ; 2)Al Bài 6 : Cho 3,25 gam hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và một kim loại M' (hoá trị 2) tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch D và 1108,8 ml khí thoát ra ở 27,3 oC và 1 atm. Chia dung dịch D làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 đem cô cạn thu được 2,03 gam chất rắn A. Phần 2 cho tác dụng với 100 ml dung dịch HCl 0,35M tạo ra kết tủa B. a) Tìm M, M' vàtính khối lượng mỗi kim loại trong X. b) Tính khối lượng kết tủa B. Biết hiệu suất các phản ứng đạt 100 %. Gọi x, y là số mol M, M' 2M + 2H 2 O → 2MOH + H 2 ; M' + 2OH - → M'O 2 2- + H 2 x → x → x/2 y → 2y → y → y (Nếu M' là kim loại kiềm thổ thì dung dịch sau khi tác dụng với HCl sẽ không có kết tủa; vậy M' là kim loại có hiđroxit lưỡng tính) Số mol H 2 = x/2 + y = PV/RT = 0,045 (1) mX = xM + yM' = 3,25 (2) Dung dịch D chứa : M'O 2 2- (y mol) ; M + (x mol) ; OH - (x - 2y mol) (tức dung dịch D chứa y mol M 2 M'O 2 và (x - 2y) mol MOH) Khối lượng chất rắn trong 1/2 D = y : 2 . (M' + 32) + x : 2.M + (x - 2y) : 2 . 17 = 2,03 ⇒ yM' + xM + 32y + 17x - 34y = 4,06 ⇒ 3,25 + 17x - 2y = 4,06 ⇒ 17x - 2y = 0,81 (3) Từ (1) và (3) ⇒ x = 0,05 ; y = 0,02 ⇒ 0,05M + 0,02M' = 3,25 ⇒ 0,05M < 3,25 ⇒ M < 65 ; Cho M = 7 ; 23 ; 39 Chọn được M = 39 ; M' = 65 ⇒ K ; Zn mK = 0,05.39 = 1,95 (g) ; mZn = 0,02.65 = 1,3 (g) Dung dịch D chứa : ZnO 2 2- (0,02 mol) ; K + (0,05 mol) ; OH - (0,01 mol) 1/2 dung dịch D chứa : ZnO 2 2- (0,01 mol) ; K + (0,025 mol) ; OH - (0,005 mol) Tác dụng với HCl ; số mol HCl = 0,1.0,35 = 0,035 H + + OH - → H 2 O ; 2H + + ZnO 2 2- → Zn(OH) 2 0,005 ← 0,005 0,02 ← 0,01 → 0,01 ⇒ số mol H + còn = 0,035 - 0,005 - 0,02 = 0,01 2H + + Zn(OH) 2 → Zn 2+ + 2H 2 O 0,01 → 0,005 số mol Zn(OH) 2 còn = 0,01 - 0,005 = 0,005 ⇒ khối lượng Zn(OH) 2 = 0,005.99 = 0,495 (g) Đáp số : a) 1,95 gam K ; 1,3 gam Zn ; b) 0,495 gam Bài 7 : Hoà tan hỗn hợp X gồm 11,2 gam kim loại M và 69,6 gam oxit MxOy của kim loại đó trong 2 lít dung dịch HCl thu được dung dịch A và 4,48 lít H 2 (đktc). Nếu cũng hoà tan hỗn hợp đó trong 2lít dung dịch HNO 3 , thu được dung dịch B và 6,72 lít NO (đktc). Xác định M, MxOy và nồng độ mol/l các chất trong dung dịch A, B. Biết thể tích dung dịch xem như không đổi. 2M + 2nHCl → 2MCln + nH 2 ; MxOy + 2yHCl → xMCl 2y/x + yH 2 O Số mol H 2 = 4,48 : 22,4 = 0,2 ⇒ số mol M = 0,4 : n ⇒ 0,4 : n = 11,2 : M ⇒ M = 28n ⇒ Fe ; số mol Fe = 0,4 : 2 = 0,2 ⇒ oxit FexOy Tác dụng với HNO 3 ; số mol NO = 6,72 : 22,4 = 0,3 Trường THPT Lê Trung Đình - Quảng Ngãi Trang 3 GIÁO VIÊN: Bùi Thanh Huyền Bài tập kim loại Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O ; 0,2 → 0,2 3FexOy + (12x - 2y)HNO 3 → 3xFe(NO 3 ) 3 + (3x - 2y)NO + (6x - y)H 2 O ; 0,3 : (3x - 2y) ← 0,3 - 0,2 ⇒ 0,3 : (3x - 2y) = 69,6 : (56x + 16y) ⇒ x : y = 3 : 4 ⇒ Fe 3 O 4 Số mol Fe 3 O 4 = 69,6 : 232 = 0,3 Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ; Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O Trong dung dịch A : số mol FeCl 2 = 0,2 + 0,3 = 0,5 ; số mol FeCl 3 = 0,3.2 = 0,6 ⇒ [FeCl 2 ] = 0,5 : 2 = 0,25 ; [FeCl 3 ] = 0,6 : 2 = 0,3 (có thể có HCl dư) Trong dung dịch B : số mol Fe(NO 3 ) 3 = 0,2 + 0,3.3 = 1,1 ⇒ [Fe(NO 3 ) 3 ] = 1,1 : 2 = 0,55 (có thể có HNO 3 dư) Đáp số : Fe, Fe 3 O 4 ; dung dịch A chứa : FeCl 2 0,25M ; FeCl 3 0,3M ; có thể có HCl dung dịch B chứa : Fe(NO 3 ) 3 0,55M ; có thể có HNO 3 Bài 8 : Một dung dịch có chứa b mol H 2 SO 4 hoà tan vừa hết với a mol Fe thu được một khí A duy nhất và dung dịch chứa 42,8 gam muối khan. Nung lượng muối khan đó ở nhiệt độ cao trong điều kiện không có không khí đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp khí B. a) Tính giá trị của a, b. ( Biết ) 6 5,2 = b a b) Tính tỷ khối của hỗn hợp B so với không khí. Trường hợp 1 : Khí A là H 2 : Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 ⇒ a = b : loại Trường hợp 2 : Khí A là SO 2 _ Nếu chỉ có phản ứng : 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O ⇒ a : b = 2 : 6 ≠ 2,5 : 6 ⇒ loại _ Vậy có 2 phản ứng : 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O (1) 2b/6 ¬ b → b/6 Fe + Fe 2 (SO 4 ) 3 → 3FeSO 4 (2) a - 2b/6 → a - 2b/6 → 3a - b (a : b = 2,5 : 6 > 2 : 6 ⇒ sau (1) Fe dư ; nếu sau (2) mà Fe 2 (SO 4 ) 3 hết thì a : b = 3 : 6 > 2,5 : 6 ⇒ sau (2) thì Fe hết , Fe 2 (SO 4 ) 3 dư ) Muối sau gồm FeSO 4 và Fe 2 (SO 4 ) 3 Số mol Fe 2 (SO 4 ) 3 = b/6 - (a - 2b/6) = b/2 - a ; số mol FeSO 4 = 3a - b Khối lượng muối = (b/2 - a)400 + (3a - b)152 = 42,8 ⇒ 56a + 48b = 42,8 (*) a : b = 2,5 : 6 (**) ⇒ a = 0,25 ; b = 0,6 2) số mol Fe 2 (SO 4 ) 3 = 0,6 : 2 - 0,25 = 0,05 ; số mol FeSO 4 = 3.0,25 - 0,6 = 0,15 Fe 2 (SO 4 ) 3 → Fe 2 O 3 + 3SO 2 + 3/2O 2 ; 2FeSO 4 → Fe 2 O 3 + 2SO 2 + 1/2O 2 0,05 → 0,05.3 → 0,05.3:2 0,15 → 0,15 → 0,15:4 số mol SO 2 = 0,05.3 + 0,15 = 0,3 ; số mol O 2 = 0,05.3:2 + 0,15 : 4 = 0,1125 M B = (0,3.64 + 0,1125.32) : (0,3 + 0,1125) = 55,27 ⇒ dB /không khí = 55,27 : 29 = 1,9 Cách khác (với câu 1) : 2 : 6 < a : b = 2,5 : 6 < 1 : 2 ⇒ tạo thành 2 muối : 2Fe + 6H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O ; Fe + 2H 2 SO 4 → FeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O 2x ¬ 6x ¬ x y ¬ 2y ¬ y Đặt x, y là số mol Fe 2 (SO 4 ) 3 , FeSO 4 2x + y = a ; 6x + 2y = b ⇒ (2x + y) : (6x + 2y) = 2,5 : 6 ⇒ 3x - y = 0 (*) Trường THPT Lê Trung Đình - Quảng Ngãi Trang 4 GIÁO VIÊN: Bùi Thanh Huyền Bài tập kim loại Mặt khác : 400x + 152y = 42,8 (**) ⇒ x = 0,05 ; y = 0,15 ⇒ a = 2.0,05 + 0,15 = 0,25 ; b = 6.0,05 + 2.0,15 = 0,6 Đáp số : 1) a = 0,25 ; b = 0,6 ; b)1,9 Bài 9 : Hỗn hợp chất X được tạo thành từ 2 nguyên tố. Lấy a gam X cho tác dụng với HNO 3 đặc, dư, đun nóng thu được dung dịch A và khí B, pha loãng rồi chia dung dịch A làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho tác dụng với dung dịch NH 3 dư, lọc kết tủa rồi nung nóng đến khối lượng không đổi thu được 1,2g chất rắn là oxit của một kim loại, hoàn tan oxit này trong 30 ml dung dịch HNO 3 1,5M thấy tác dụng vừa đủ, phản ứng không giải phóng khí. Phần 2 cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 loãng, dư thu được 6,99 gam kết tủa trắng không tan trong HNO 3 dư. Tìm X, tính a; biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hợp chất X được tạo thành từ 2 nguyên tố ; X + HNO 3 → dd A _1/2 A + NH 3 dư → kết tủa → 1,2 gam oxit kim loại ; Gọi oxit kim loại là M 2 On M 2 On + 2nHNO 3 → 2M(NO 3 ) n + nH 2 O Số mol HNO 3 = 0,03.1,5 = 0,045 ⇒ số mol M 2 On = 0,045 : 2n ⇒ 1,2 : (2M + 16n) = 0,045 : 2n ⇒ M = 18,67n ⇒ n = 3 ; M = 56 ⇒ X chứa Fe số mol Fe 2 O 3 = 1,2 : 160 = 0,0075 ⇒ nFe = 0,0075.2 = 0,015 _1/2 A + BaCl 2 dư → 6,99 gam kết tủa trắng không tan trong HNO 3 ⇒ đó là BaSO 4 ⇒ X chứa S ; nS = số mol SO 4 2- = số mol BaSO 4 = 6,99 : 233 = 0,03 Đặt X là FexSy ⇒ x : y = 0,015 : 0,03 = 1 : 2 ⇒ X là FeS 2 Khối lượng X = khối lượng Fe trong X + khối lượng S trong X = 0,015.2.56 + 0,03.2.32 = 3,6 Đáp số : FeS 2 ; 3,6 gam Bài 23 : Khử 4,8 gam một oxit của kim loại trong dãy điện hoá ở nhiệt độ cao, cần 2,016 lít khí H 2 (đktc). Kim loại thu được đem hoà tan trong dung dịch HCl, thu được 1,344 lít H 2 (đktc). Xác định công thức của oxit kim loại đã dùng. MxOy + yH 2 → xM + yH 2 O ; số mol H 2 = 2,016 : 22,4 = 0,09 Bảo toàn khối lượng : 4,8 + 0,09.2 = mM + 0,09.18 ⇒ mM = 3,36 2M + 2nHCl → 2MCln + nH 2 ; số mol H 2 = 1,344 : 22,4 = 0,06 ⇒ số mol M = 0,12 : n ⇒ 0,12 : n = 3,36 : M ⇒ M = 28n ⇒ Fe ⇒ oxit FexOy ⇒ số mol FexOy = 4,8 : (56x + 16y) = 0,09 : y ⇒ x : y = 2 : 3 ⇒ Fe 2 O 3 Đáp số : Fe 2 O 3 Trường THPT Lê Trung Đình - Quảng Ngãi Trang 5 . GIÁO VIÊN: Bùi Thanh Huyền Bài tập kim loại BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI Bài 1 : Cho 32,4 gam một kim loại R hoá trị m hoà tan hết trong 1 lít dung. oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lít H 2 (đktc). Toàn bộ lượng kim loại M thu được cho tác dụng với dung dịch HCl dư cho 1,008 lít H 2 (đktc). Tìm kim loại