Đang tải... (xem toàn văn)
Vì vậy. bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên của mỗi nhà trường và mỗi giáo viên. Số lượng và chất lượng HSG là một trong những thước đo để đánh giá chất lượn[r]
(1)Phòng giáo dục - đào tạo lập thạch Trờng THCS Lập Thạch
TấN Chuyên đề:
BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT
Tác giả chuyên đề : Trần Thị Hồng Anh Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác : TRƯỜNG THCS LẬP THẠCH
HUYỆN LẬP THẠCH – TỈNH VĨNH PHÚC
(2)THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ
1 Tên chuyên đề: “BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT” 2 Tác giả:
- Họ tên : Trần Thị Hồng Anh - Năm sinh: 1973
- Trình độ chun mơn: Cử nhân hóa học - Chức vụ công tác: Giáo viên
- Nơi làm việc: Trường THCS Lập Thạch- huyện Lập Thạch – tỉnh Vĩnh Phúc
3.Đối tượng học sinh bồi dưỡng:
Đội tuyển HSG lớp dự thi cấp huyện, cấp tỉnh
(3)PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU
I Cơ sở lí luận:
“Nâng cao dân trí - Đào tạo nhân lực – Bồi dưỡng nhân tài” nhiệm vụ hàng đầu ngành Giáo dục – Đào tạo Chất lượng Giáo dục – Đào tạo phải đặt bên cạnh yêu cầu nâng cao chất lượng nguồn nhân lực phát triển khoa học công nghệ thời đại kinh tế tri thức diễn phạm vi toàn giới
Việc phát bồi dưỡng học sinh có khiếu mơn học nói chung mơn hóa học nói riêng từ cấp THCS coi nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu góp phần thực tốt mục tiêu giáo dục trường THCS, bước khởi đầu quan trọng để đào tạo em thành người đầu lĩnh vực khoa học cơng nghệ sau
Vì bồi dưỡng học sinh giỏi nhiệm vụ quan trọng thường xuyên nhà trường giáo viên Số lượng chất lượng HSG thước đo để đánh giá chất lượng dạy học mối giáo viên nhà trường
Hóa học mơn khoa học thực nghiệm địi hỏi tính hệ thống tính logic cao Một biện pháp quan trọng dạy học hóa học người thầy giáo coi trọng việc dẫn cho học sinh đường tìm kiến thức mà không dừng lại việc cung cấp kiến thức có sẵn, ý rèn luyện kĩ , khả vận dụng kiến thức thức, dạy cách học tự học Tạo điều kiện cho học sinh rèn luyện lực độc lập tư sáng tạo thơng qua tập hóa học sở để hình thành phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh
Qua thực tiễn giảng dạy học tập, học sinh gặp nhiều trở ngại vướng mắc giải vấn đề hóa học tốn kim loại tác dụng với axit Vì vậy, tơi lựa chọn chun đề : “ BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC
DỤNG VỚI AXIT” nhắm giúp cho học sinh tháo gỡ phần khó khăn
,vướng mắc kiến thức phương pháp giải nhanh gọn, dễ hiểu Từ đó, em đề xuất tập phát huy tiềm sáng tạo , tự tin chiếm lĩnh kiến thức đạt kết cao kì thi HSG cấp huyện cấp tỉnh
II Mục đích phạm vi đề tài: 1.Mục đích:
- Giúp học sinh hình thành kĩ phân tích tổng hợp, xác định dạng bài, tìm phương pháp giải phù hợp để tham gia dự thi HSG cấp huyện, tỉnh - Đưa số phương pháp phù hợp để học sinh giải nhanh, xác toán liên quan, tiết kiệm thời gian làm bài, đảm bảo làm đạt hiệu cao
2 Phạm vi chuyên đề:
- Áp dụng HSG lớp
(4)PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I.Một số biện pháp thực hiện:
Đối với giáo viên:
- Ôn tập , củng cố cho học sinh kiến thức tính chất kim loại, axit, bazơ, muối hợp chất hữu cơ; dãy hoạt động hóa học nguyên tố kim loại Tổng hợp,hệ thống hóa kiến thức
- Tổng hợp tập mẫu tập tự giải tài liệu, - Phân loại tập theo mức độ
Đối với học sinh:
- Nắm vững kiến thức học, đặc biệt tính chất riêng chất
- Nắm phương pháp giải tập
- Đọc thêm sách tham khảo, tài liệu liên quan, đề thi học sinh giỏi cấp huyện,tỉnh qua năm …
3 Lưu ý sau giải tập:
- Khắc sâu vấn đề trọng tâm, điểm khác biệt - Mở rộng khái quát hóa kiến thức
- Phương pháp vận dụng
II Nội dung:
1.Cơ sở lí thuyết:
a.Phân loại axit:
- Axit loại 1: Gồm HCl, H2SO4 loãng, HBr… trừ HNO3 H2SO4đặc
- Axit loại 2: HNO3 H2SO4đặc,nóng b Cơng thức phản ứng:
- Công thức 1: Kim loại + Axit loại → Muối + H2 ↑
+) Điều kiện: Kim loại đứng trước H dãy hoạt động hóa học Bêketop:
K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au +)Đặc điểm:
* Muối thu có hóa trị thấp ( kim loại có nhiều hóa trị ) * Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
Cu + HCl → Không phản ứng
- Công thức 2: Kim loại + Axit loại → Muối + sản phẩm khử + H2O
Đặc điểm:
+ Phản ứng xảy với tất kim loại ( Trừ Au ,Pt) + Tạo muối có hóa trị cao ( kim loại đa hóa trị) Ví dụ: 2Fe +6H2SO4(đ)
o
t
Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
3Cu + 8HNO3→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
(5)+ Kim loại phản ứng với HNO3 tạo nhiều sản phẩm : NO, NO2,
N2O, NO2, N2 ,NH4NO3…tùy thuộc vào độ hoạt động hóa học kim loại, điều
kiện phản ứng nồng độ axit.
+ Với kim loại vừa phản ứng với nước , vừa phản ứng với axit, cho vào dung dịch axit, kim loại phản ứng với axit trước, dư kim loại phản ứng với nước.
Vd: Cho Ba dư vào dung dịch H2SO4
Ba + H2SO4 → BaSO4↓ + H2↑
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
( Trong hai phản ứng lọc bỏ kết tủa, dung dịch thu Ba(OH)2).
+ Al, Fe ,Cr không tác dụng với HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội
2.Phân loại tập:
Dựa vào chất tham gia phản ứng tơi chia tốn thành dạng: - Một kim loại tác dụng với dung dịch axit
- Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch axit
- Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch axit
3.Phương pháp giải tập:
- Dựa vào số mol chất theo phương trình phản ứng - Phương pháp đại số
- Bảo toàn electron
- Bảo toàn khối lượng III Một số tập minh họa:
Dạng 1: Một kim loại tác dụng với axit
Bài 1: Cho 11,2 gam Fe phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 7,3% Sau phản ứng
thu khí A dung dịch B a) Tính thể tích khí A (ở đktc)
b) Tính khối lượng dung dịch axit tham gia c) Tính C% dung dịch B
Hướng dẫn: Bài tốn dựa vào số mol tính theo PTHH
11, 0, 56 Fe
n
(mol)
PTHH: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 ↑
(mol) a) Theo phương trình (1): nH2 nFeCl2 0, (mol)
Thể tích khí H2 thu (ở đktc) là:
2 22, 0, 2.22, 4, 48
H
V n (lit)
b) Theo phương trình (1): nHCl 2nFe 0, 4 (mol)
(6)dd
0, 4.36,5.100 200 7,3
m
(g) c) Theo phương trình, ta có : nFeCl2 nH2 nFe 0, (mol)
Khối lượng dung dịch sau phản ứng (ddB): mdd = 11,2 +200 – 0,2.2 =210,8 (g)
Nồng độ % dung dịch B:
25,
% 100% 12,05%
210,8
C
Bài 2: Để hịa tan hồn tồn 5,4 gam kim loại cần 300 gam dung dịch HCl 7,3%
Đó kim loại
Hướng dẫn:
Đây toán xác định kim loại chưa biết hóa trị chúng, Vì cần lập mối liên hệ khối lượng mol (M) với hóa trị kim loại, sau biện luận để tìm kim loại
300.7,3 0.6 100.36,5 HCl
n mol
Gọi KHHH kim loại A, hóa trị x
PTHH: 2A + 2xHCl → 2AClx + xH2 ↑
x (mol) Theo phương trình:
1 0,
A HCl n n x x (mol) Khối lượng mol kim loại A:
0,6 5, : A
M x
x
Vì x hóa trị kim loại nên nhận giá trị 1,2,3
x
M 18 27
Kết luận Loại Loại Al
Vậy kim loại cần tìm Al
Bài 3: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, phản ứng xảy hoàn toàn thu khí NO ( sản phẩm khử nhất) dung dịch X hịa tan tối đa m gam Cu Tính giá trị m
Hướng dẫn:
Ta thấy nFe tạo Fe(NO3)3 = 0,1 < 0,12 => Dung dịch X chứa muối
6,72
0,12 56
Fe
n
(mol) nHNO3 0, 4.1 0, 4 (mol)
PTHH: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)
0,1 ← 0,4→ 0,1
(7)0,02→ 0,04 0,06
Dung dịch X chứa: Fe(NO3)3 = 0,1- 0,04 = 0,06 mol Fe(NO3)2 = 0,06 mol
Dung dịch X tác dụng với Cu:
2Fe(NO3)3 + Cu → 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2
0,1→ 0,03 => m = 0,03 64= 1,92 (g)
Lưu ý : Fe Cu tác dụng với muối sắt (III).
Bài 4: Hịa tan hồn tồn lượng kim loại M dung dịch HNO3 dư thu muối có khối lượng m gam Cũng cho kim loại đem hịa tan hết dung dịch HCl thu
127
242m (g) muối Xác định kim loại M.
Hướng dẫn:
Kim loại M kim loại đa hóa trị nên tác dụng với axit bị oxi hóa lên số oxi hóa khác
- Theo ta có:
( 3)
HNO
n M M NO M HCl MClm
Ta có :
62 242 35,5 127
M n
M m
Ta có kết phù hợp là: n = ; m = M = 56
Chú ý : Khi giải toán có gốc axit hóa trị I cần ý đến tính oxi hóa của
nó.
Bài 5: Hịa tan hồn tồn 12,42 gam Al dung dịch HNO3 loãng(dư), thu
dung dịch X 1,344lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí N2O N2 Tỉ khối
của hỗn hợp khí Y so với khí H2 18 Cơ cạn dung dịch X, thu m gam chất
rắn khan Tính giá trị m
Hướng dẫn:
- Cần xác định dung dịch X có muối NH4NO3 hay không ?
- Sử dụng phương pháp bảo tồn e để giải(có chất khử chất oxi hóa) - Từ đề ta có: nAl = 0,46 mol ; nN O2 nN2 0,03mol
Quá trình oxi hóa:
Al – 3e → Al3+ (1)
Mol pư: 0,46 → 1,38 0,46 Quá trình khử:
+5 +1
2NO3- + 8e → N2O (2)
Mol pư: 0,24 ← 0,03 +5
2NO3- + 10e → N2 (3)
(8)Ta có số mol e nhường = 1,38 > số mol e thu ( Trái định luật bảo tồn e) sản phẩm khử phải có muối amoni
+5 -3
NO3- + 8e → NH4+ (4)
Mol pư: 0,84 → 0,105
Khối lượng chất rắn thu khối lương muối tạo thành m = 0,46 213 + 0,105 80 = 106,38 (g)
Dạng 2: Hỗn hợpkim loại tác dụng với dung dịch axit
Bài 1:
Cho 18,6 gam hỗn hợp A gồm Zn Fe vào 500 ml dung dịch HCl Khi phản ứng hồn tồn, cạn dung dịch 34,575 gam chất rắn Lập lại thí nghiệm với 800 ml dung dịch HCl cô cạn thu 39,9 gam chất rắn Tính nồng độ mol dung dịch HCl khối lượng kim loại hỗn hợp
Hướng dẫn:
Trong thí nghiệm 1, kim loại hết chất rắn thu thí nghiệm lần thứ Theo đầu , khối lượng chất rắn lần nhiều lần nên thí nghiệm dư kim loại, thí nghiệm kim loại hết
- Thí nghiệm 2: Gọi a b số mol Zn Fe PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
a 2a a a (mol) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
b 2b b b (mol) Ta có: mZn + mFe = 65a + 56b = 18,6 =>
18, 65 56
a b
(1) Theo phương trình : mZnCl2 mFeCl2 136a127b39,9 (2)
Từ (1) , (2) => a= 0,2
Nên : mZn = 65a = 65.0,2 = 13 (g)
mFe = 18,6 - 13 = 5,6 (g)
- Thí nghiệm 1: Gọi x y số mol Zn Fe PTHH: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
x 2x x x (mol) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
y 2y y y (mol) Theo phương trình: mZnCl2 mFeCl2 136x127y
Ta có : mZn dư = 13 – 65x
mFe dư = 5,6 – 56y
(9) x +y = 0,225
- Theo phương trình: nHCl =2 (x + y) = 0.225 = 0,45 (mol)
- Nồng độ mol dung dịch HCl là:
0, 45 0,9( ) 0,5 M n C M V
Bài : ( Đề thi chọn HSG lớp cấp tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2012-2013)
Hịa tan hồn tồn hỗn hợp X gồm Fe Mg lượng vừa đủ dung dịch
HCl 20% thu dung dịch Y Biết nồng độ MgCl2 dung dịch Y
11,787%
1 Tính nồng độ % muối sắt dung dịch Y
2 Nếu thêm vào dung dịch Y nói lượng dung dịch NaOH 10% vừa đủ nồng độ % chất tan có dung dịch sau phản ứng
Hướng dẫn: Dựa vào PTHH dể tính tốn.
1) Gọi số mol Mg Fe x,y (đk: x,y>0) Mg + 2HCl MgCl2 + H2
x 2x x x (mol) Fe + 2HCl FeCl2 + H2
y 2y y y (mol)
dd HCl
(2x 2y) 36,5
m 100 (365x 365y ) (gam)
20
m dd Y = 24x + 56y + 365x + 365y – (2x + 2y ) = ( 387x + 419y ) ( gam)
Phương trình biểu diễn nồng độ % MgCl2 dung dịch Y : 95x 11,787
387x 419y 100 giải x y
FeCl2
m 127y 127x ( gam)
Vì nồng độ % tỷ lệ thuận với khối lượng chất tan dung dịch nên :
FeCl2
127x
C% 11,787 15,76 %
95x
2) Cho dung dịch Y tác dụng NaOH thu dung dịch Z MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl
x 2x x 2x ( mol)
FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl
y 2y y 2y (mol)
dd NaOH 10%
(2x 2y) 40
m = 100 (800x 800y)
10
( gam) m kết tủa = (58x + 90y ) ( gam)
dd Z
m 387x 419y 800x 800y (58x 90y) 1129(x + y) (gam)
NaCl
58,5(2x 2y) 117
C% 100% 100% 10,36%
1129(x y) 1129
(10)Bài 3:
Hòa tan 13,2 gam 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 32,7 g hỗn hợp muối khan
a) Chứng minh hỗn hợp A khơng tan hết b) Tính thể tích khí hidro sinh (đktc)
Hướng dẫn: Cần chứng minh khối lượng A phản ứng nhỏ khối lượng của
A ban đầu
a) nHCl = 0,4 , 1,5 = 0,6 (mol)
Gọi M N kim loại hỗn hợp A có hóa trị x , a b số mol M N
PTHH: 2M + 2xHCl 2MClx + xH2 ↑
a 2a 2a 0,5xa (mol) 2N + 2xHCl 2NClx + xH ↑
b bx b 0,5xb (mol) Theo phương trình : nHClx=x (a+b)=0,6 (mol)
Ta có: mMClx+mNClx=(M +35 , x )a+(N +35 ,5 x)b=32 ,7 Hay: (Ma + Nb) + 35,5x(a + b) = 32,7
Nên: mM + mN = 11,4 < 13,2
=> Do hỗn hợp khơng tan hết
b) Theo phương trình: nH2=0,5 x (a+b)=0,5 6=0,3 (mol) Thể tích khí H2 thu (đktc) là:
VH2=22, 0,3=6 , 72(l)
Chú ý:
Bài toán cho biết tổng khối lượng kim loại (không biết số mol kim loại) và số mol ban đầu axit Để biết hỗn hợp kim loại có tan hết lượng axit nói hay khơng ta áp dụng phương pháp sau:
Gọi A, B khối lượng mol hai kim loại A, B; M khối lượng mol trung bình của hỗn hợp ( với A < B) Ta có:
mhh
B <nhh=
mhh M <
mhh
A ( A < M < B)
+ Muốn chứng minh hỗn hợp tan hết, ta giả sử hỗn hợp gồm kim loại nhẹ A, Nếu ta đủ axit để hòa tan hết A, nhh<mhh
A =nA , hỗn hợp thật ta dư axit => hỗn hợp tan hết.
+ Muốn chứng minh khơng đủ axit để hịa tan hết hỗn hợp , ta giả sử hỗn hợp gồm kim loại nặng B ( nB=mhh
(11)Khi kim loại hoạt động mạnh dãy hoạt động hóa học kim loại tan trước, kim loại tan hết đến kim loại kia.
( Lưu ý: Các lí luận chắn A , B có hóa trị). Bài 4:
Một hỗn hợp X gồm Al Fe nặng 22 gam Cho hỗn hợp X tác dụng với lít dung dịch HCl 0,3M (D= 1,05 g/ml)
a) Chứng tỏ hỗn hợp không tan hết
b) Tính thể tích khí H2(đktc), khối lượng chất rắn Y không tan nồng độ %
chất tan dung dịch Z thu Biết kim loại có kim loại tan
Hướng dẫn:
a) nHCl = 2.0,3 = 0,6 (mol)
Giả sử hỗn hợp gồm Fe => nFe=22
56=0 ,39 (mol)
Do Fe = 56 > Mhh nên : mhh
56 <nhh thật
Để hòa tan hết 0,39 mol Fe cần số mol HCl 0,78 mol Fe + 2HCl FeCl2 + H2
(mol) 0,39 → 0,78
Ta khơng đủ axit để hịa tan hết 0,39 mol Fe Vậy hỗn hợp X không tan hết c) Do Al hoạt động mạnh Fe nên Al tan trước
2Al + HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑
0,2 0,6 0,3 (mol) Do : VH2=0,3 22 , 4=6 , 72 (l)
Chất rắn Y không tan gồm Al dư Fe: my = mx – mAl tan = 22 – 0,2 27 = 16,6 (g)
Khối lượng dung dịch Z:
mdd = 2000 1,05 + 5,4 – 0,3.2 = 2104,8 (g)
Dung dịch Z chứa 0,2 mol AlCl3 Do : mAlCl3=0,2 133 ,5=26 , (g)
Vậy : C %=26 , 100 %
2104 ,8 =1 ,27 %
Nhận xét: Với cách giải , HS làm nhanh , xác, khắc phục nhược điểm mà phương pháp khác không giải được.
Bài 5:
( Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên năm 2013-2014 tỉnh Vĩnh Phúc)
Cho hỗn hợp X gồm ba kim loại Na, Al, Fe phản ứng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 lỗng ,dư thu V lít khí H2 (đktc) Nếu thay kim loại Na Fe
hỗn hợp X kim loại M hóa trị II khối lượng 12 tổng khối lượng Na Fe cho tác dụng hết với H2SO4 loãng ,dư thể tích khí H2 bay
(12)Hướng dẫn:
Gọi số mol Na Fe 2a mol b mol PTHH: 2Na + H2SO4(loãng) → Na2SO4 + H2 ↑
2a a (mol) Fe + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + H2 ↑
b b (mol) Thay Na,Fe M:
M + H2SO4(loãng) → MSO4 + H2 ↑
(a + b) (a + b) (mol) Ta có: 2(a + b) M = 46a + 56b => M=23+ 5 b
a+b
Nhận xét: 0< 5 b a+b<
5 b
b =5⇒23<M <28 ⇒ M=24
Vậy M Mg
Bài 6:
Hịa tan hồn tồn 3,22 g hỗn hợp X gồm Fe, Mg Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu 1,344 lít khí H2 (đktc) dung dịch chứa m gam
muối Tính m?
Hướng dẫn :
Ta thấy số phương trình lập số ẩn => dùng ĐLBT khối lượng để tính Gọi KHHH chung kim loại M
M + H2SO4 → MSO4 + H2 ↑
Theo phương trình : nH2SO4=nH2=1 ,344
22 , 4 =0 , 06 mol
Áp dụng ĐLBTKL:
mmuối = mX+mH2SO4− mH2=3 , 22+98 , 06 −2 , 06=8 , 98 (g) Dạng 3: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch axit
Bài 1: Hoà tan 7,74g hỗn hợp kim loại Mg, Al 500ml dung dịch hỗn hợp
cha HCl 1M H2SO4 0,38M (loãng) Thu đợc dung dịch A 8,736 lít khí
H2(®ktc)
a Kim loại tan hết cha? giải thích?
b TÝnh khối lợng muối có dung dịch A?
Hớng dÉn:
nHCl = 0,5 (mol) ; nH2SO4 = 0,19 (mol) ; nH2=0 , 39 (mol) a/ C¸c PTHH:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑ (1)
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 ↑ (2)
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 ↑ (3)
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑ (4)
Tõ (1),(2) :
n H2 =
2 n HCl =
2 0,5 = 0,25 (mol)
(13)nH2=nH
2SO4=0 ,19 mol
Suy ra: Tæng nH2=¿ 0,25 + 0,19 = 0,44 (mol) Ta thÊy: 0,44 > 0,39
VËy: AxÝt d, kim lo¹i tan hÕt b/ Theo c©u a: AxÝt d
* TH1: Gi¶ sư HCl ph¶n øng hÕt, H2SO4 d:
nHCl = 0,5 mol → nH2(1,2) = 0,25 mol
nH2(3,4) = 0,39 - 0,25 = 0,14 (mol) suy nH2SO4(p /u ) = 0,14 mol
Theo định luật BTKL:
m muèi A = 7,74 + 0,5 35,5 + 0,14 96 = 38,93g
* TH2: Gi¶ sư H2SO4 ph¶n øng hÕt, HCl d
Suy nH2SO4 = 0,19 mol suy nH2(3,4) = 0,19 mol nH2(1,2) = 0,39 - 0,19 = 0,2 (mol) suy nHCl(pu) = 0,2.2 =0,4 (mol)
Theo định luật bảo toàn khối lợng:
m muèi = 7,74 + 0,19.96 + 0,4.35,5 = 40,18 (g)
Vì thực tế phản ứng xảy đồng thời Nên axít d Suy tổng khối lợng muối A thu đợc là:
38,93 (g) < m muèi A <40,18 (g) Bài 2:
Cho 3,72 gam hỗn hợp X gồm Zn Fe vào 200 ml dung dịch Y gồm HCl 0,5M H2SO4 0,15M (loãng), thu dung dịch A
1 Hỗn hợp A có tan hết dung dịch Y khơng?
2 Nếu lượng H2 0,12 gam sau cạn dung dịch thu
bao nhiêu gam muối?
Hướng dẫn:
1 nHC l= 0,5.0,2 = 0,1 (mol) ; nH2SO4=0,2 ,15=0 , 03 (mol) Gọi KHHH chung kim loại M
PTHH: M + 2H+ → M2+ + H ↑
Ta có : H
+¿
=nHCl+2 nH
2SO4=0 ,16 mol →nM=0 ,08 mol
n¿
Mặt khác: 653 , 72=0 , 057<nM<0 , 066=3 ,72
56 <0 , 08
Axit dư Zn,Fe tan hết 2.Theo ta có: nH+¿(pu)=0 ,12 mol
H2=0 , 06 mol → n¿ - Nếu H+ do HCl phần H
2SO4 tạo ra:
mmuối = mKl+mCl−+mSO
2 −=3 ,72+35 , 0,1+96 ,01=8 , 23gam - Nếu H+ do H
2SO4và phần HCl tạo ra:
mmuối= 3,72 + 96.0,03 + 35,5 0,06 = 8,73 gam → 8,23gam < mmuối < 8,73 gam
(14)Bài 1: Hịa tan hồn tồn 7,8 gam hỗn hợp X gồm Mg Fe vào 300 ml dung dịch
HCl thấy 5,04 lít khí (đktc) Xác định thành phần % khối lượng chất hỗn hợp X nồng độ mol dung dịch HCl ban đầu biết dùng dư 20% ĐS: %mMg = 46,15% ; %mFe = 53,85%
CM (dd HCl) = 1,8M
Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp A chứa Mg Cu dung dịch
H2SO4 98% dư thu dung dịch B khí D Hấp thu hồn tồn khí D vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu 65,1 gam kết tủa Tính thành phần % kim loại hỗn hợp A nồng độ % dung dịch B
ĐS: %mMg = 42,86% ; %mCu = 57,14%
C %CuSO4=30 , 77 % ; C %MgSO4=46 ,15 %
Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 13 gam Zn 7,2 gam Mg vào 500 ml dung dịch chứa
HCl 2M H2SO4 1M
1 Kim loại có tan hết khơng? Tính thể tích khí thu đktc Khối lượng muối dung dịch thu thuộc khoảng ĐS: Kim loại tan hết, axit dư
54,7 gam < mmuối <67,2 gam
Bài 4: Cho 7,5 gam hỗn hợp A gồm Al Mg vào 500 ml dung dịch X chứa HCl
1M H2SO4 0,5M khuấy kĩ để phản ứng xảy hoàn toàn Sau phản ứng
thu 10,08 lít khí (đktc) dung dịch Y
1 Chứng minh dung dịch thu làm đỏ giấy quỳ tím
2 Để trung hịa dung dịch Ycần dùng ml dung dịch NaOH 1M? Cho dung dịch Ba(OH)2 0,5M tác dụng với dung dịch Y Tính thể tích dung
dịch Ba(OH)2 cần dùng để lượng kết tủa thu lớn Tính khối
lượng kết tủa thu
ĐS: H+¿du=0,1 moln ¿
VddNaOH 1M =100 ml
OH¿2 ¿
Ba¿
V¿
; mkết tủa Max = 77,65 gam
Bài 5: Cho 10,8 gam bột Al tan hồn tồn dung dịch HNO3 lỗng thấy khí N2, NO, N2O có tỉ lệ mol tương ứng 1:2:1 Trong dung dịch thu
khơng có NH4NO3 Tính thể tích khí
ĐS: Vkhí = 4,48 (l)
Bài 6: Hòa tan 9,6 gam Cu vào 180 ml dung dịch chứa đồng thời axit HNO3 1M H2SO4 0,5M Kết thúc phản ứng thu V lít (đktc) khí NO ra,
Tính giá trị V
ĐS: VNO = 2,016 lít
Bài 7: Cho 37,8 gam kim loại M tan hết vào dung dịch H2SO4 đặc ,nóng
Thu 36,96 lít (đktc) hỗn hợp hai khí SO2 H2S, có khối lượng 101,1 gam
(15)ĐS: M Al
Bài 8: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al dung dịch HNO3 loãng (dư) , thu dung dịch X 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí N2O N2 Tỉ khối
của hỗn hợp khí Y so với H2 18 Cơ cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn
khan Tính giá trị m
ĐS: m = 97,98 gam
Bài 9: Hòa tan hết m gam hỗn hợp Fe, Cu vào 99 gam dung dịch H2SO4 đặc, nóng
Kết thúc phản ứng thu dung dịch X 10,08 lít SO2 (sản phẩm khử nhất,
đktc) Cho dung dịch X tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết tủa thu đem nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi cịn lại 28 gam chất rắn
a) Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp đầu
b) Tính nồng độ % ban đầu H2SO4 đặc, nóng Biết H2SO4 lấy dư 10% so
với lượng cần thiết
c) Tính nồng độ % chất X
ĐS: a) %Fe = 53,84% ; %Cu = 46,16% b) C% H2SO4=98 %
c) C %H2SO4 = 9,7% ; C %CuSO4=26 , 37 %
SO4¿3 ¿
Fe2¿
C %¿
Bài 10: Hòa tan hoàn toàn 9,65 gam hỗn hợp Al, Fe dung dịch HCl dư , dung
dịch thu cho tác dụng với dung dịch NaOH dư , lọc lấy kết tủa , đem nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi cịn lại gam chất rắn Tính phần trăm khối lượng Fe có hỗn hợp đầu
ĐS: %mFe = 58,03%
Bài 11: Hòa tan hết 4,431 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg HNO3 loãng, thu dung dịch A 1,568 lít (đktc) hỗn hợp khí B gồm NO N2O Hãy xác định %
mỗi kim loại hỗn hợp X theo cách
ĐS: %mMg = 87,2% ; %mAl = 12,8% Bài 12: (Trích đề thi HSG lớp năm học 2008-2009 tỉnh Vĩnh Phúc)
Cho 29,6 gam hỗn hợp A gồm kim loại Cu sắt oxit tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư Sau phản ứng thu dung dịch B 3,36 lít khí SO2
nhất Cô cạn dung dịch B 76 gam muối khan a Xác định công thức oxit sắt
b Lấy 29,6 gam hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu dung dịch X Cho tiếp dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch X
thu m (g) kết tủa Tính m? ĐS: a Fe3O4
b.mkết tủa =147,2 gam
(16)Hỗn hợp X gồm Fe kim loại R có hóa trị khơng đổi.Hịa tan hết 3,3 gam X
trong dung dịch HCl dư 2,9568 lít khí 27,3oC atm Mặt khác hịa
tan hết 3,3 gam dung dịch HNO3 1M lấy dư 10% thu 8,96 ml
hỗn hợp khí Y gồm N2O NO đktc có tỉ khối so với hỗn hợp (NO + C2H6)
1,35 dung dịch Z chứa hai muối
1 Tìm R % khối lượng chất X
2 Cho Z phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất 4,77 gam kết tủa Tính CM Của NaOH biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn
ĐS: R Al, %mAl =49,1% ; %mFe = 50,9%
CM = 0,46M CM = 0,86M
Bài 14: (Trích đề thi HSG lớp năm học 2012-2013 tỉnh Vĩnh Phúc)
Cho x (mol) Fe tác dụng vừa hết với dung dịch chứa y (mol) H2SO4 thu khí
A( nguyên chất) dung dịch B chứa 8,28 gam muối Tính khối lượng Fe dùng Biết x = 0,375y
ĐS: mFe = 2,52 gam
Bài 15: (Trích đề thi HSG lớp năm học 2008-2009 tỉnh Hà Nam)
Hòa tan 0,71 gam hỗn hợp bột kim loại đồng, nhôm magie dung dịch HCl dư thu khí A, dung dịch B chất rắn C
Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu kết tủa D, lọc lấy kết tủa D nung D nhiệt độ cao khối lượng khơng đổi thu 0,2 gam chất rắn Đốt cháy hết chất rắn C khơng khí thu 0,4 gam chất rắn màu đen
Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu( Biết nhôm hidroxit tan dung dịch kiềm)
ĐS: %mCu = 45,07% ; %mAl =38,02% ; %mMg = 16,91%)
Bài 16: (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên năm học 2012- 2013 tỉnh Quảng Ngãi).
Nung hỗn hợp X gồm C CuO đến phản ứng hoàn toàn thu chất rắn A Cho chất rắn A phản ứng vừa đủ với 0,5 lít dung dịch HCl 0,4M Lọc lấy phần khơng tan sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư thu
1,344 lít khí (đktc)
a) Tính khối lượng hỗn hợp X
b) Cho lượng hỗn hợp tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc 5M vừa đủ
Tính thể tích khí (ở đktc) thể tích dung dịch axit dùng ĐS: a) m X = 13,16 gam
b)Vkhí = 2,016 lít ; VddH2SO4=0 ,044 lít
Bài 17: (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên năm học 2009- 2010 tỉnh Bình Phước)
Hịa tan hồn tồn 6,93 gam hỗn hợp gồm Zn, Fe Al dung dịch H2SO4
lỗng thu khí X dung dịch Y Cho khí X qua vơi sống, sau cho qua 32 gam CuO đốt nóng Cuối cho qua H2SO4 đặc Sau thí nghiệm khối lượng
bình đựng H2SO4 đặc tăng thêm 2,97 gam Dung dịch Y cho tác dụng với dung dịch
(17)Hãy viết phương trình phản ứng xảy tính thành phần % kim loại hỗn hợp đầu, biết phản ứng có hiệu suất 100%
ĐS: %mZn =56,28% ; %mFe = 24,24% ; %mAl = 19,48% Bài 18: (Trích đề thi HSG lớp năm học 2010- 2011 tỉnh Thái Bình).
Hỗn hợp A gồm kim loại: K, Al, Fe chia thành phần nhau: Phần cho tác dụng với nước dư thu 4,48 lít khí
Phần tác dụng với dung dịch KOH dư thu 7,84 lít khí
Phần hịa tan hồn tồn 0,5 lít dung dịch H2SO4 1,2M thu 10,08
lít khí dung dịch B
a) Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp A (Cho khí đo đktc) b) Cho dung dịch B tác dụng với 240 gam dung dịch NaOH 20% Lọc kết tủa
nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu m gam chất rắn Tính giá trị m?( Giả sử muối tạo kết tủa đồng thời với NaOH)
ĐS: a) %mK = 26,17% ; %mAl = 36,24% ; %mFe = 37,59%
b)mcr = 13,1 gam Bài 19:
(Trích đề thi HSG lớp năm học 2010- 2011 thành phố Hải Phòng).
Cho 25,65 gam hỗn hợp X gồm Al, Fe Cu vào m1 gam dung dịch Y chứa
HCl H2SO4 thu m2 gam dung dịch Z chứa muối tan V lít
(đktc) khí H2, cịn lại m3 gam kim loại khơng tan Cho từ từ dung dịch
Na2CO3 tới dư vào dung dịch Z thu 23,3 gam hỗn hợp chất rắn T Các
phản ứng xảy hồn tồn
a) Viết phương trình phản ứng xảy
b) Tính khối lượng kim loại có hỗn hợp X Biết m2 - m1 =9 gam
c) Tính khối lượng muối có dung dịch Z
ĐS: b) mAl = 4,05(g); mFe = 5,6 (g); mCu = 16 (g)
c)32,725 (g) < m muối Z < 40,85 (g) Bài 20:
(Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên năm 2012, ĐHSP Hà Nội).
Hịa tan hồn tồn 3,28 gam hỗn hợp A gồm Mg Fe vào dung dịch H2SO4
lỗng, dư thu 1,568 lít khí (đktc) Nếu ch hỗn hợp A vào cốc chứa 400 ml dung dịch CuSO4, sau phản ứng hoàn toàn thu 4,4 gam chất rắn B
Tính nồng độ mol dung dịch CuSO4 dùng
(18)PHẦN BA: KẾT LUẬN
Bồi dưỡng học sinh giỏi, có mơn Hố học công việc thầy cô giáo làm Trong q trình ấy, thầy tự rút cho số kinh nghiệm quý báu
Trong điều kiện khoa học kỹ thuật công nghệ phát triển , thời đại bùng nổ thông tin điều quan trọng dạy cho học sinh biết tự thu nhận tri thức , trang bị cho họ phương pháp nhận thức để em thường xun bổ sung đổi thơng tin , dễ dàng thích ứng thời đại để học tập suốt đời
Kết thúc viết chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi riêng , muốn khẳng định điều : Ngồi kinh nghiệm , phương pháp, lịng say mê và
lương tâm nghề nghiệp định thành cơng.
Rất mong đóng góp ý kiến q thầy bạn đồng nghiệp để
chuyên đề ngày hoàn thiện Xin trân thành cảm ơn!
Lập Thạch, ngày tháng năm 2014 Người viết chuyên đề
Trần Thị Hồng Anh
(19)TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Sách giáo khoa lớp 8,9 – NXB Giáo dục
2 250 tốn hóa học chọn lọc – NXB Giáo dục- Đào Hữu Vinh Hóa học nâng cao – NXB Giáo dục – Ngô Ngọc An 400 tập hóa học – NXB Giáo dục – Ngô Ngọc An
5 250 tập hóa học – NXB Đại học sư phạm – Nguyễn Thị Nguyệt Minh Sổ tay hóa học sơ cấp – NXB Giáo dục- Lê Chí Kiên ( dịch từ tiếng nga) 500 tập Hóa học chuyên THCS- NXB ĐHQG Hà Nội – Trần Trung
Ninh
8 Bài tập bồi dưỡng HSG Hóa học THCS- NXB ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh – Nguyễn Xuân Trường
(20)MỤC LỤC
Nội dung Trang
THÔNG TIN CHUNG VỀ CHUYÊN ĐỀ
PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU……… I Cơ sở lí luận:……… II Mục đích phạm vi đề tài………….
3 3
PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ……….
I Một số biện pháp thực hiện:………
II Nội dung:………
1.Cơ sở lí thuyết: ………
2.Phân loại tập:………. 3.Phương pháp giải tập: III Một số tập minh họa:………. Dạng 1: Một kim loại tác dụng với axit Dạng 2: Hỗn hợpkim loại tác dụng với dung dịch axit Dạng 3: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch axit IV Bài tập tự giải:……….
4 4 5 13 15
PHẦN BA: KẾT LUẬN……… 19