Trường hợp 1: Nếu cho 2 kim loại trên vào 2 ống nghiệm đựng cùng 1 dung dịch muối thì lúc này cả 2 kim loại đồng thời cùng xảy ra phản ứng.. Lúc này dung dịch thu được là MgSO 4 ; chất [r]
(1)PHƯƠNG PHÁP DÙNG MỐC SO SÁNH TRONG GIẢI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI (NÂNG CAO)
I LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
BÀI TOÁN 1: Nhúng kim loại vào dung dịch muối kim loại hoạt động hoá học yếu (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi)
Trường hợp 1: Nếu cho kim loại vào ống nghiệm đựng dung dịch muối lúc kim loại đồng thời xảy phản ứng
Ví dụ: Cho kim loại Mg Fe vào ống nghiệm chứa dung dịch CuSO4
Xảy đồng thời phản ứng:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Trường hợp 2:
- Nếu cho hỗn hợp gồm kim loại là: Mg Fe vào ống nghiệm lúc xảy phản ứng theo thứ tự sau:
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu ( )
- Phản ứng (1) dừng lại CuSO4 tham gia phản ứng hết Mg dùng với lượng vừa đủ
dư Lúc dung dịch thu MgSO4; chất rắn thu Fe chưa tham gia phản ứng Cu vừa
được sinh ra, có Mg cị dư
- Có phản ứng (2) xảy CuSO4 sau tham gia phản ứng (1) dư (tức Mg hết)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( )
- Sau phản ứng (2) xảy trường hợp là:
+ Cả Fe CuSO4 hết: dung dịch thu sau phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu
được Cu
+ Fe dư CuSO4 hết: dung dịch thu sau phản ứng là: MgSO4, FeSO4; chất rắn thu
được Cu có Fe dư
+ CuSO4 dư Fe hết: dung dịch thu sau phản ứng : MgSO4 , FeSO4 có
CuSO4 cịn dư ; chất rắn thu Cu
Giải thích: Khi cho kim loại vào ống nghiệm chứa muối kim loại hoạt động hoá học
yếu kim loại hoạt động hố học mạnh tham gia phản ứng trước với muối theo quy ước sau:
Kim loại mạnh + Muối kim loại yếu Muối kim loại mạnh + Kim loại yếu Trường hợp ngoại lệ:
Fe ( r ) + 2FeCl3( dd ) 3FeCl2 ( dd )
(2)BÀI TOÁN 2: Cho hỗn hợp (hoặc hợp kim) gồm Mg Fe vào hỗn hợp dung dịch muối kim loại yếu (các kim loại tham gia phản ứng phải từ Mg trở đi)
Bài tập mẫu: Cho hợp kim gồm Fe Mg vào hỗn hợp dung dịch gồm AgNO3 Cu(NO3)2 thu
dung dịch A chất rắn B
a/ Có thể xảy phản ứng nào?
b/ Dung dịch A có muối chất rắn B có kim loại nào? Hãy biện luận viết phản ứng xảy
Hướng dẫn
a Do Mg hoạt động hoá học mạnh Fe nên Mg tham gia phản ứng trước
Vì Ion Ag + có tính oxi hố mạnh ion Cu 2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng trước
Tuân theo quy luật:
Chất khử mạnh + chất Oxi hoá mạnh Chất Oxi hoá yếu + chất khử yếu
Nên có phản ứng
Mg + 2AgNO3 Mg(NO3)2 + 2Ag (1)
Mg + Cu(NO3)2 Cu(NO3)2 + Cu (2)
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (3)
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (4)
b Có trường hợp xảy sau Trường hợp 1: Kim loại dư, muối hết * Điều kiện chung
- Dung dịch A khơng có: AgNO3 Cu(NO3)2
- Chất rắn B có Ag Cu
- Nếu Mg dư Fe chưa tham gia phản ứng nên dung dịch A có Mg(NO3)2 chất rắn B
chứa Mg dư, Fe, Ag, Cu
- Nếu Mg phản ứng vừa hết với hỗn hợp dung dịch Fe chưa phản ứng dung dịch A có Mg(NO3)2 chất rắn B chứa Fe, Ag, Cu
- Mg hết, Fe phản ứng phần cịn dư (tức hỗn hợp dung dịch hết) dung dịch A chứa Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 chất rắn B chứa Fe dư, Ag, Cu
Trường hợp 2: Kim loại muối phản ứng vừa hết Dung dịch A: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2
Chất rắn B: Ag, Cu
Trường hợp 3: Muối dư, kim loại phản ứng hết * Điều kiện chung
- Dung dịch A chắn có: Mg(NO3)2, Fe(NO3)2
- Kết tủa B khơng có: Mg, Fe
- Nếu AgNO3 dư Cu(NO3)2 chưa phản ứng: dung dịch A chứa AgNO3, Cu(NO3)2,
Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 chất rắn B có Ag.(duy nhất)
- Nếu AgNO3 phản ứng vừa hết Cu(NO3)2 chưa phản ứng: dung dịch A chứa Cu(NO3)2,
(3)- AgNO3 hết Cu(NO3)2 phản ứng phần cịn dư: dung dịch A chứa Cu(NO3)2 dư
Mg(NO3)2, Fe(NO3)2 chất rắn B có Ag, Cu
Bài tập mẫu: Một kim loại M hoá trị II nhúng vào lit dung dịch CuSO4 0,5M Sau
một thời gian lấy M cân lại, thấy khối lượng tăng 1,6g, nồng độ CuSO4 giảm
bằng 0,3M
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy M có khối lượng ban đầu 8,4g nhúng vào hh dung dịch chứa AgNO3 0,2M
CuSO4 0,1M Thanh M có tan hết khơng? Tính khối lượng chất rắn A thu sau phản ứng nồng
độ mol/lit chất có dung dịch B (giả sử thể tích dung dịch không thay đổi)
Hướng dẫn giải:
a/ M Fe
b/ số mol Fe = 0,15 mol; số mol AgNO3 = 0,2 mol; số mol CuSO4 = 0,1 mol
(chất khử Fe Cu2+ Ag+ (chất oxh mạnh)
0,15 0,1 0,2 ( mol )
Ag+ Có Tính o xi hố mạnh Cu2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trước
PTHH :
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
Theo ta thấy, sau phản ứng (1) Ag NO3 phản ứng hết Fe dư: 0,05 mol
Sau phản ứng (2) Fe tan hết dư CuSO4 là: 0,05 mol
Dung dịch thu sau là: có 0,1 mol Fe(NO3)2; 0,05 mol FeSO4 0,05 mol CuSO4 dư
Chất rắn A là: có 0,2 mol Ag 0,05 mol Cu mA = 24,8 g
Vì thể tích dung dịch khơng thay đổi nên V = lit
Vậy nồng độ chất sau phản ứng :
CM [ Fe(NO3)2] = 0,1M ; CM [ CuSO4] dư = 0,05M ; CM [ Fe SO4] = 0,05M
II BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Nhúng kim loại M hoá trị II vào 0,5 lit dd CuSO4 0,2M Sau thời gian phản ứng,
khối lượng M tăng lên 0,40 g nồng độ CuSO4 lại 0,1M
a/ Xác định kim loại M
b/ Lấy m(g) kim loại M cho vào lit dd chứa AgNO3 Cu(NO3)2 , nồng độ muối 0,1M
Sau phản ứng ta thu chất rắn A khối lượng 15,28g dd B Tính m(g)?
Bài 2: Cho 8,3 g hỗn hợp gồm Al Fe có số mol vào 100ml hỗn hợp dung dịch chứa AgNO3 2M Cu(NO3)2 1,5M Xác định kim loại giải phóng, khối lượng bao nhiêu?
Bài 3: Một kim loại M hoá trị II nhúng vào lít dd FeSO4, thấy khối lượng M tăng lên 16g Nếu
nhúng kim loại vào lit dd CuSO4 thấy khối lượng kim loại tăng lên 20g
Biết phản ứng nói xảy hồn tồn sau phản ứng dư kim loại M, dd FeSO4
và CuSO4 có nồng độ mol ban đầu
(4)b/ Nếu khối lượng ban đầu kim loại M 24g, chứng tỏ sau phản ứng với dd dư M Tính khối lượng kim loại sau phản ứng
III ĐÁP SỐ VỚI LỜI GIẢI Bài
Hướng dẫn giải:
a/ theo ta có PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (1)
Số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng (1) là: 0,5 (0,2 – 0,1) = 0,05 mol
Độ tăng khối lượng M là:
mtăng = mkl gp - mkl tan = 0,05 (64 – M) = 0,40
giải ra: M = 56, M Fe
b/ ta biết số mol AgNO3 số mol Cu(NO3)2 Nhưng số mol Fe
(chất khử Fe Cu Ag (chất oxh mạnh)
0,1 0,1 ( mol )
Ag+ Có Tính oxi hoá mạnh Cu2+ nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe trước
PTHH:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
Ta có mốc để so sánh:
- Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chưa phản ứng
Chất rắn A Ag ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
- Nếu vừa xong phản ứng (1) (2) chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag 0,1 mol Cu mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2
vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng phần Fe tan hết
mCu tạo = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g Vậy số mol Cu = 0,07 mol
Tổng số mol Fe tham gia phản ứng là: 0,05 ( pư ) + 0,07 ( pư ) = 0,12 mol
Khối lượng Fe ban đầu là: 6,72g Bài
Đáp số: mrăn = mAg + mCu = 0,2 108 + 0,15 64 = 31,2 g
Bài
Hướng dẫn giải
a/ Vì thể tích dung dịch khơng thay đổi, mà dd lại có nồng độ Nên chúng có số mol Gọi x số mol FeSO4 (cũng số mol CuSO4)
(5)