Đang tải... (xem toàn văn)
Các bài tập đơn giản hơn như một kim loại tác dụng với dung dịch một muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch một muối, …có thể tính toán theo thứ tự các phương trình phản ứng xảy ra - [r]
(1)Phương pháp giải bài tập kim loại I – BÀI TẬP VỀ XÁC ĐỊNH TÊN KIM LOẠI 1) Có thể tính khối lượng mol nguyên tử kim loại M theo các cách sau: - Từ khối lượng (m) và số mol (n) kim loại → M = - Từ Mhợp chất → Mkim loại - Từ công thức Faraday → M = (n là số electron trao đổi điện cực) - Từ a < m < b và α < n < β → → tìm M thỏa mãn khoảng xác định đó - Lập hàm số M = f(n) đó n là hóa trị kim loại M (n = 1, 2, 3), bài toán tìm oxit kim loại MxOy thì n = → kim loại M - Với hai kim loại chu kì phân nhóm → tìm → tên kim loại 2) Một số chú ý giải bài tập: - Biết sử dụng số định luật bảo toàn bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn mol electron,… Biết viết các phương trình ion thu gọn, phương pháp ion – electron … - Khi đề bài không cho kim loại M có hóa trị không đổi thì kim loại M tác dụng với các chất khác có thể thể các số oxi hóa khác → đặt kim loại M có các hóa trị khác - Khi hỗn hợp đầu chia làm hai phần không thì phần này gấp k lần phần tương ứng với số mol các chất phần này gấp k lần số mol các chất phần 3) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 3,024 gam kim loại M tan hết dung dịch HNO3 loãng, thu 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử nhất, đktc) có tỉ khối H2 22 Khí NxOy và kim loại M là: A NO và Mg B NO2 và Al C N2O và Al D N2O và Fe Hướng dẫn: M(NxOy) = 44 → nN2O = 0,042 mol M → Mn+ + ne 2NO3- + 8e + 10H+ → N2O + 5H2O Theo đlbt mol electron: ne cho = ne nhận → 3,024 → → No n = và M = 27 → Al → đáp án C Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Mg và kim loại M Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X cần vừa đủ 200 gam dung dịch HCl 7,3 % Mặt khác cho gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với khí Cl2 cần dùng 5,6 lít Cl2 (ở đktc) tạo hai muối clorua Kim loại M và phần trăm khối lượng nó hỗn hợp X là: A Al và 75 % B Fe và 25 % C Al và 30 % D Fe và 70 % Hướng dẫn: nHCl = 0,4 mol ; nCl2 = 0,25 mol ; nMg = x mol ; nM = y mol 24x + My = (1) - X tác dụng với dung dịch HCl (M thể hóa trị n) → 2x + ny = 0,4 (2) - X tác dụng với Cl2 (M thể hóa trị m) → 2x + my = 0,5 (3) (2) - Từ (2) ; (3) → y(m – n) = 0,1 → m > n → No m = và n = → x = y = 0,1 mol - Từ (1) → M = 56 → Fe và % M = 70 % → đáp án D Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat kim loại kiềm thổ hai chu kì liên tiếp Cho 7,65 gam X vào dung dịch HCl dư Kết thúc phản ứng, cô cạn dung dịch thì thu 8,75 gam muối khan Hai kim loại đó là: A Mg và Ca B Ca và Sr C Be và Mg D Sr và Ba Hướng dẫn: - Đặt công thức chung hai muối là CO3 Phương trình phản ứng: CO3 + 2HCl → Cl2 + CO2 + H2O - Từ phương trình thấy: mol CO3 phản ứng thì khối lượng muối tăng: 71 – 60 = 11 gam - Theo đề bài khối lượng muối tăng: 8,75 – 7,65 = 1,1 gam → có 0,1 mol CO3 tham gia phản ứng → + 60 = 76,5 → = 16,5 → kim loại là Be và Mg → đáp án C Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch HCl dư, thu 3,36 lít khí H2 (ở đktc) Nếu hòa tan 1,0 gam M thì dùng không đến 0,09 mol HCl dung dịch Kim loại M là: A Mg B Zn C Ca D Ni Hướng dẫn: nH2 = 0,15 mol - nX = nH2 = 0,15 mol → X = 40 - Để hòa tan gam M dùng không đến 0,09 mol HCl → → 22,2 < M < 40 < 56 → M là Mg → đáp án A Ví dụ 5: Để hòa tan hoàn toàn 6,834 gam oxit kim loại M cần dùng tối thiểu 201 ml dung dịch HCl 2M Kim loại M là: A Mg B Cu C Al D Fe + Hướng dẫn: Gọi công thức oxit là MxOy ; nHCl = nH = 0,402 mol - Ta có nO2– (trong oxit) = 18y mol → nMxOy = mol → (Mx + 16y) = → Mx = →M= → No và M = 27 → Al → đáp án C II – BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI NƯỚC, KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ KIỀM 1) Một số chú ý giải bài tập: - Chỉ có kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba tan nước nhiệt độ thường - Các kim loại mà hiđroxit chúng có tính lưỡng tính Al, Zn, Be, Sn, Pb…tác dụng với dung dịch kiềm (đặc) - Nếu đề bài cho nhiều kim loại tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm, sau đó lấy dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit thì: + Giải cách viết phương trình ion thu gọn + nOH– = 2nH2 - Nếu đề bài cho hỗn hợp kim loại kiềm kiềm thổ và kim loại M hóa trị n vào nước thì có thể có hai khả năng: (3) + M là kim loại tan trực tiếp (như kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba) + M là kim loại có hiđroxit lưỡng tính (như Al, Zn) M + (4 – n)OH– + (n – 2)H2O → MO2n – + H2 (dựa vào số mol kim loại kiềm kiềm thổ → số mol OH– biện luận xem kim loại M có tan hết không hay tan phần) 2) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, K, Ba hòa tan hết nước dư tạo dung dịch Y và 5,6 lít khí (ở đktc) Tính V ml dung dịch H2SO4 2M tối thiểu để trung hòa Y A 125 ml B 100 ml C 200 ml D 150 ml Hướng dẫn: nH2 = 0,25 mol Ta có nOH– = 2nH2 mà nOH– = nH+ → nH2SO4 = = nH2 = 0,25 mol → V = 0,125 lít hay 125 ml → đáp án A Ví dụ 2: Thực hai thí nghiệm sau: • Thí nghiệm 1: Cho m gam hỗn hợp Ba và Al vào nước dư, thu 0,896 lít khí (ở đktc) • Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp trên cho vào dung dịch NaOH dư thu 2,24 lít khí (ở đktc) Các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m là: A 2,85 gam B 2,99 gam C 2,72 gam D 2,80 gam Hướng dẫn: nH2 thí nghiệm = 0,04 < nH2 thí nghiệm = 0,1 mol → thí nghiệm Ba hết, Al dư còn thí nghiệm thì Ba và Al hết - Gọi nBa = x mol và nAl = y mol m gam hỗn hợp - Thí nghiệm 1: Ba + 2H2O → Ba2+ + 2OH– + H2 x→ 2x x Al + OH– + H2O → AlO2– + H2 2x→ 3x → nH2 = 4x = 0,04 → x = 0,01 mol - Thí nghiệm 2: tương tự thí nghiệm ta có: x + = 0,1 → y = 0,06 mol → m = 0,01.137 + 0,06.27 = 2,99 gam → đáp án B Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 7,3 gam hỗn hợp X gồm kim loại Na và kim loại M (hóa trị n không đổi) nước thu dung dịch Y và 5,6 lít khí hiđro (ở đktc) Để trung hòa dung dịch Y cần dùng 100 ml dung dịch HCl 1M Phần trăm khối lượng kim loại M hỗn hợp X là: A 68,4 % B 36,9 % C 63,1 % D 31,6 % Hướng dẫn: nH2 = 0,25 mol ; nHCl = 0,1 mol - Gọi nNa = x mol và nM = y mol → 23x + My = 7,3 (1) - Nếu M tác dụng trực tiếp với nước → nH2 = → nOH– = 0,5 > nHCl = 0,1 → loại (4) - Nếu M là kim loại có hiđroxit lưỡng tính (n = 3): M + (4 – n)OH– + (n – 2)H2O → MO2n – + H2 y (4 – n)y ny/2 – – - Do OH dư nên kim loại M tan hết và nOH dư = x – (4 – n)y mol → x – (4 – n)y = 0,1 (2) và x + ny = 0,5 (3) → y = 0,1 mol - Thay n = vào (1) ; (2) ; (3) → có n = ; x = 0,2 ; M = 27 là thỏa mãn → %M = 36,9 % → đáp án B III – BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT 1) Kim loại tác dụng với dung dịch axit: a) Đối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng: M + nH+ Mn+ + n/2H2 (M đứng trước hiđro dãy điện cực chuẩn) b) Đối với H2SO4 đặc, HNO3 (axit có tính oxi hóa mạnh): - Kim loại thể nhiều số oxi hóa khác phản ứng với H2SO4 đặc, HNO3 đạt số oxi hóa cao - Hầu hết các kim loại phản ứng với H2SO4 đặc nóng (trừ Pt, Au) và H2SO4 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), đó S+6 H2SO4 bị khử thành S+4 (SO2) ; So S-2 (H2S) - Hầu hết các kim loại phản ứng với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), đó N+5 HNO3 bị khử thành N+4 (NO2) - Hầu hết các kim loại phản ứng với HNO3 loãng (trừ Pt, Au), đó N+5 HNO3 bị khử thành N+2 (NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) N-3 (NH4+) c) Kim loại tan nước (Na, K, Ba, Ca,…) tác dụng với axit: có trường hợp - Nếu dung dịch axit dùng dư: có phản ứng kim loại với axit - Nếu axit thiếu thì ngoài phản ứng kim loại với axit (xảy trước) còn có phản ứng kim loại dư tác dụng với nước dung dịch 2) Một số chú ý giải bài tập: - Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng (H+ đóng vai trò là chất oxi hóa) thì tạo muối có số oxi hóa thấp và giải phóng H2: M + nH+ → Mn+ + n/2H2 (nH+ = nHCl + 2nH2SO4) - Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng, HNO3 → viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn (H+ đóng vai trò môi trường, NO3– đóng vai trò chất oxi hóa) và so sánh các tỉ số số mol ban đầu và hệ số tỉ lượng phương trình xem tỉ số nào nhỏ thì chất đó hết trước (để tính theo) - Các kim loại tác dụng với ion NO3– môi trường axit H+ xem tác dụng với HNO3 - Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion NO3– môi trường kiềm OH– giải phóng NH3 4Zn + NO3– + 7OH– → 4ZnO22– + NH3 + 2H2O (4Zn + NO3– + 7OH– + 6H2O → 4[Zn(OH)4]2– + NH3) 8Al + 3NO3– + 5OH– + 2H2O → 8AlO2– + 3NH3 (8Al + 3NO3– + 5OH– + 18H2O → 8[Al(OH)4]– + 3NH3 - Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp axit thì dùng định luật bảo toàn mol electron và phương pháp ion – electron để giải cho nhanh So sánh tổng số mol electron cho và nhận để biện luận xem chất nào hết, chất nào dư (5) - Khi hỗn hợp kim loại đó có Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng HNO3 cần chú ý xem kim loại có dư không Nếu kim loại (Mg → Cu) dư thì có phản ứng kim loại khử Fe3+ Fe2+ Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ - Khi hòa tan hoàn hoàn hỗn hợp kim loại đó có Fe dung dịch HNO3 mà thể tích axit cần dùng là nhỏ → muối Fe2+ - Kim loại có tính khử mạnh ưu tiên phản ứng trước - Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng muối dung dịch, ta áp dụng công thức sau: mmuối = mcation + manion tạo muối = mkim loại + manion tạo muối (manion tạo muối = manion ban đầu – manion tạo khí) - Cần nhớ số các bán phản ứng sau: 2H+ + 2e → H2 NO3- + e + 2H+ → NO2 + H2O SO42– + 2e + 4H+ → SO2 + 2H2O NO3- + 3e + 4H+ → NO + 2H2O SO42– + 6e + 8H+ → S + 4H2O 2NO3- + 8e + 10H+ N2O + 5H2O 2– + SO4 + 8e + 10H → H2S + 4H2O 2NO3- + 10e + 12H+ → N2 + 6H2O NO3- + 8e + 10H+ → NH4+ + 3H2O - Cần nhớ số mol anion tạo muối và số mol axit tham gia phản ứng: nSO42–tạo muối = Σ nX (a là số electron mà S+6 nhận để tạo sản phẩm khử X) nH2SO4 phản ứng = 2nSO2 + 4nS + 5nH2S nNO3–tạo muối = Σ a.nX (a là số electron mà N+5 nhận để tạo sản phẩm khử X) nHNO3 phản ứng = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2 3) Một số ví dụ minh họa Ví dụ 1: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10 %, thu 2,24 lít khí H2 (ở đktc) Khối lượng dung dịch thu sau phản ứng là: A 101,68 gam B 88,20 gam C 101,48 gam D 97,80 gam Hướng dẫn: nH2 = nH2SO4 = 0,1 mol → m (dung dịch H2SO4) = 98 gam → m (dung dịch sau phản ứng) = 3,68 + 98 - 0,2 = 101,48 gam → đáp án C Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 14,6 gam hỗn hợp X gồm Al và Sn dung dịch HCl (dư), thu 5,6 lít khí H2 (ở đktc) Thể tích khí O2 (ở đktc) cần để phản ứng hoàn toàn với 14,6 gam hỗn hợp X là: A 2,80 lít B 1,68 lít C 4,48 lít D 3,92 lít Hướng dẫn: Gọi nAl = x mol ; nSn = y mol → 27x + 119y = 14,6 (1) ; nH2 = 0,25 mol - Khi X tác dụng với dung dịch HCl: (6) Ví dụ 3: Cho 7,68 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 400 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 8,512 lít khí (ở đktc) Biết dung dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion Phần trăm khối lượng Al X là: A 56,25 % B 49,22 % C 50,78 % D 43,75 % + + Hướng dẫn: Σ nH = 0,8 mol ; nH2 = 0,38 mol → nH phản ứng = 0,76 mol < 0,8 mol → axit dư, kim loại hết - Gọi nMg = x mol ; nAl = y mol → → % Al = % → đáp án A Ví dụ 4: Cho 0,10 mol Ba vào dung dịch chứa 0,10 mol CuSO4 và 0,12 mol HCl Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, lọc lấy kết tủa nung nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Giá trị m là: A 23,3 gam B 26,5 gam C 24,9 gam D 25,2 gam Hướng dẫn: Các phản ứng xảy là: Ba + 2HCl → BaCl2 + H2 BaCl2 + CuSO4 → BaSO4 + CuCl2 0,06 ←0,12 → 0,06 Ba + 2H2O →Ba(OH)2 + H2 Cu(OH)2 0,04 → 0,04 0,06 → 0,06 0,06 Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4 + 0,04 → 0,04 0,04 0,04 Cu(OH)2 CuO + H2O 0,04 0,04 → m (chất rắn) = mBaSO4 + mCuO = (0,06 + 0,04).233 + 0,04.80 = 26,5 gam → đáp án B Ví dụ 5: Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít cần dùng để hoà tan hoàn toàn 18 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trộn theo tỉ lệ mol : là: (biết phản ứng tạo chất khử là NO) A 1,0 lít B 0,6 lít C 0,8 lít D 1,2 lít Hướng dẫn: nFe = nCu = 0,15 mol - Do thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít → muối Fe2+ → ∑ ne cho = 2.(0,15 + 0,15) = 0,6 mol - Theo đlbt mol electron nH+ = nHNO3 = mol → VHNO = 0,8 lít → đáp án C Ví dụ 6: Hòa tan 9,6 gam Cu vào 180 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 1M và H2SO4 0,5M, kết thúc phản ứng thu V lít (ở đktc) khí không màu thoát ra, hóa nâu ngoài không khí Giá trị V là: A 1,344 lít B 4,032 lít C 2,016 lít D 1,008 lít + Hướng dẫn: nCu = 0,15 mol ; nNO3– = 0,18 mol ; Σ nH = 0,36 mol 3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Cu dư 0,36→ 0,09 → VNO = 0,09.22,4 = 2,016 lít → đáp án C Do → H+ hết ; (7) Ví dụ 7: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu là lớn Giá trị tối thiểu V là: A 360 ml B 240 ml C 400 ml D 120 ml Hướng dẫn: nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol → Σ ne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol ; nH+ = 0,4 mol ; nNO3– = 0,08 mol (Ion NO3– môi trường H+ có tính oxi hóa mạnh HNO3) - Bán phản ứng: NO3– + 3e + 4H+ → NO + 2H2O Do → kim loại kết và + H dư 0,12→ 0,16 + → nH dư = 0,4 – 0,16 = 0,24 mol → Σ nOH– (tạo kết tủa max) = 0,24 + 0,02.3 + 0,03.2 = 0,36 → V = 0,36 lít hay 360 ml → đáp án A Ví dụ 8: Cho 24,3 gam bột Al vào 225 ml dung dịch hỗn hợp NaNO3 1M và NaOH 3M khuấy khí ngừng thoát thì dừng lại và thu V lít khí (ở đktc).Giá trị V là: A 11,76 lít B 9,072 lít C 13,44 lít D 15,12 lít – Hướng dẫn: nAl = 0,9 mol ; nNO3– = 0,225 mol ; nOH = 0,675 mol 8Al + 3NO3– + 5OH– + 18H2O → 8[Al(OH)4]– + 3NH3 (1) NO3– hết Bđ: 0,9 0,225 0,675 Pư: 0,6 ← 0,225 → 0,375 0,225 Dư: 0,3 Do → 0,3 Al + OH– (dư) + H2O → AlO2– + H2 (2) 0,3 0,3 0,45 Từ (1) ; (2) → V = (0,225 + 0,45).22,4 = 15,12 lít → đáp án D Ví dụ 9: Hòa tan hoàn toàn 100 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu , Ag dung dịch HNO3 (dư) Kết thúc phản ứng thu 13,44 lít hỗn hợp khí Y gồm NO2, NO, N2O theo tỉ lệ số mol tương ứng là : : và dung dịch Z (không chứa muối NH4NO3) Cô cạn dung dịch Z thu m gam muối khan Giá trị m và số mol HNO3 đã phản ứng là: A 205,4 gam và 2,5 mol B 199,2 gam và 2,4 mol C 205,4 gam và 2,4 mol D 199,2 gam và 2,5 mol Hướng dẫn: nY = 0,6 mol → nNO2 = 0,3 mol ; nNO = 0,2 mol ; nN2O = 0,1 mol - nNO – tạo muối = nNO + 3.nNO + 8.nN muối = 100 + 1,7.62 = 205,4 gam (1) O = 0,3 + 3.0,2 + 8.0,1 = 1,7 mol → mZ = mKl + mNO – tạo - nHNO phản ứng = 2.nNO + 4.nNO + 10.nN O = 2.0,3 + 4.0,2 + 10.0,1 = 2,4 mol (2) - Từ (1) ; (2) → đáp án C Ví dụ 10: Cho 6,72 gam Fe vào 400 ml dung dịch HNO3 1M, đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí NO (sản phẩm khử nhất) và dung dịch X Dung dịch X có thể hoà tan tối đa m gam Cu Giá trị m là: (8) A 1,92 gam B 3,20 gam C 0,64 gam D 3,84 gam Hướng dẫn: nFe = 0,12 mol → ne cho = 0,36 mol; nHNO3 = 0,4 mol → ne nhận = 0,3 mol - Do ne cho > ne nhận → Fe còn dư → dung dịch X có Fe2+ và Fe3+ - Các phản ứng xảy là: Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,1 ← 0,4 → 0,1 3+ Fe (dư) + 2Fe → 3Fe2+ 0,02 → 0,04 Cu + 2Fe3+ (dư) → Cu2+ + 2Fe2+ 0,03 ← 0,06 → mCu = 0,03.64 = 1,92 gam → đáp án A Ví dụ 11: Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al dung dịch HNO3 loãng (dư), thu dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2 Tỉ khối hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18 Cô cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn khan Giá trị m là: A 38,34 gam B 34,08 gam C 106,38 gam D 97,98 gam Hướng dẫn: nAl = 0,46 mol → ne cho = 1,38 mol ; nY = 0,06 mol ; Y = 36 - Dễ dàng tính nN2O = nN2 = 0,03 mol → Σ ne nhận = 0,03.(8 + 10) = 0,54 mol < ne cho → dung dịch X còn chứa muối NH4NO3 → nNH4+ = NO3– = - Vậy mX = mAl(NO ) + mNH NO mol = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 gam → đáp án C (Hoặc có thể tính mX = mKl + mNO – tạo muối + mNH = 12,42 + (0,03.8 + 0,03.10 + 0,105.8 + 0,105).62 + 0,105.18 = 106,38 gam) III – BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI 1) Kim loại tác dụng với dung dịch muối: - Điều kiện để kim loại M đẩy kim loại X khỏi dung dịch muối nó: xM (r) + nXx+ (dd) xMn+ (dd) + nX (r) + M đứng trước X dãy điện cực chuẩn + Cả M và X không tác dụng với nước điều kiện thường + Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan - Khối lượng chất rắn tăng: ∆m↑ = mX tạo – mM tan - Khối lượng chất rắn giảm: ∆m↓ = mM tan – mX tạo - Khối lượng chất rắn tăng = khối lượng dung dịch giảm - Ngoại lệ: + Nếu M là kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) thì M khử H+ H2O thành H2 và tạo thành dung dịch bazơ kiềm Sau đó là phản ứng trao đổi muối và bazơ kiềm + Ở trạng thái nóng chảy có phản ứng: 3Na + AlCl3 (khan) → 3NaCl + Al + Với nhiều anion có tính oxi hóa mạnh NO3-, MnO4-,…thì kim loại M khử các anion môi trường axit (hoặc bazơ) - Hỗn hợp các kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên: kim loại khử mạnh tác dụng với cation oxi hóa mạnh để tạo kim loại khử yếu và cation oxi hóa yếu (9) - Thứ tự tăng dần giá trị khử chuẩn (Eo) số cặp oxi hóa – khử: Mg2+/Mg < Al3+/Al < Zn2+/Zn < Cr3+/Cr < Fe2+/Fe < Ni2+/Ni < Sn2+/Sn < Pb2+/Pb < 2H+/H2 < Cu2+/Cu < Fe3+/Fe2+ < Ag+/Ag < Hg2+/Hg < Au3+/Au 2) Một số chú ý giải bài tập: - Phản ứng kim loại với dung dịch muối là phản ứng oxi hóa – khử nên thường sử dụng phương pháp bảo toàn mol electron để giải các bài tập phức tạp, khó biện luận hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp nhiều muối Các bài tập đơn giản kim loại tác dụng với dung dịch muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch muối, …có thể tính toán theo thứ tự các phương trình phản ứng xảy - Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để tính khối lượng kim loại sau phản ứng, … - Từ số mol ban đầu các chất tham gia phản ứng → biện luận các trường hợp xảy - Nếu chưa biết số mol các chất phản ứng thì dựa vào thành phần dung dịch sau phản ứng và chất rắn thu → biện luận các trường hợp xảy - Kim loại khử anion muối môi trường axit (bazơ) thì nên viết phương trình dạng ion thu gọn - Kim loại (Mg → Cu) đẩy Fe3+ Fe2+ Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ - Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag Nếu Fe hết, Ag+ còn dư thì: Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 3) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Nhúng kim loại M hóa trị II nặng m gam vào dung dịch Fe(NO3)2 thì khối lượng kim loại giảm % so với ban đầu Nếu nhúng kim loại trên vào dung dịch AgNO3 thì khối lượng kim loại tăng 25 % so với ban đầu Biết độ giảm số mol Fe(NO3)2 gấp đôi độ giảm số mol AgNO3 và kim loại kết tủa bám hết lên kim loại M Kim loại M là: A Pb B Ni C Cd D Zn 2+ + Hướng dẫn: Gọi nFe pư = 2x mol → nAg pư = x mol M + Fe2+ → M2+ + Fe 2x ← 2x → 2x → ∆m↓ = 2x.(M – 56) → %mKl giảm = M + 2Ag+ → M2+ + 2Ag 0,5x ← x → x → ∆m↑ = 0,5x.(216 – M) → %mKl tăng = (1) (2) - Từ (1) ; (2) → → M = 65 → Zn → đáp án D Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp bột các kim loại Ni và Cu vào dung dịch AgNO3 dư Khuấy kĩ phản ứng kết thúc thu 54 gam kim loại Mặt khác cho m gam hỗn hợp bột các kim loại trên vào dung dịch CuSO4 dư, khuấy kĩ phản ứng kết thúc, thu kim loại có khối lượng (m + 0,5) gam Giá trị m là: A 15,5 gam B 16 gam C 12,5 gam D 18,5 gam Hướng dẫn: Gọi nNi = x mol ; nCu = y mol có m gam hỗn hợp Ni + 2Ag+ → Ni2+ + 2Ag (1) (10) Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag (2) Ni + Cu2+ → Ni2+ + Cu (3) - Từ (3) → (64 – 59).x = 0,5 → x = 0,1 mol (*) - Từ (1) → nAg(1) = 0,2 mol → mAg(1) = 21,6 gam → mAg(2) = 54 – 21,6 = 32,4 gam → nAg(2) = 0,3 mol → y = 0,15 mol (**) - Từ (*) ; (**) → m = 0,1.59 + 0,15.64 = 15,5 gam → đáp án A Ví dụ 3: Hòa tan hỗn hợp bột kim loại gồm 8,4 gam Fe và 6,4 gam Cu vào 350 ml dung dịch AgNO3 2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn Giá trị m là: A 70,2 gam B 54 gam C 75,6 gam D 64,8 gam Hướng dẫn: nFe = 0,15 mol ; nCu = 0,1 ; nAg+ = 0,7 mol Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1) 0,15→ 0,3 0,15 0,3 + 2+ Cu + 2Ag → Cu + 2Ag 0,1 → 0,2 0,2 2+ + 3+ Fe + Ag → Fe + Ag (3) 0,15 → 0,15 0,15 Từ (1) ; (2) → m = (0,3 + 0,2 + 0,15).108 = 70,2 gam → Đáp án A Ví dụ 4: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X và m gam chất rắn Y Giá trị m là: A 2,80 gam B 4,08 gam C 2,16 gam D 0,64 gam Hướng dẫn: nFe = 0,04 mol ; nAg+ = 0,02 mol ; nCu2+ = 0,1 mol Thứ tự các phản ứng xảy là: (Fe2+/Fe < Cu2+/Cu < Fe3+ < Fe2+ < Ag+ < Ag) Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1) 0,01← 0,02 → 0,02 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (2) 0,03→ 0,03 Từ (1) ; (2) → mY = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam → đáp án B Ví dụ 5: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa mol Cu2+ và mol Ag+ đến các phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa ba ion kim loại Trong các giá trị sau đây, giá trị nào x thoả mãn trường hợp trên: A 1,8 B 1,5 C 1,2 D 2,0 Hướng dẫn: - Dung dịch chứa ion kim loại → Mg2+, Zn2+, Cu2+ - Σ ne cho = (2,4 + 2x) mol và Σ ne nhận = + 2.2 = mol - Yêu cầu bài toán thỏa mãn Σ ne cho < Σ ne nhận hay (2,4 + 2x) < → x < 1,3 → x =1,2 → đáp án C Ví dụ 6: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4 0,25M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m và V là: A 17,8 và 4,48 B 17,8 và 2,24 C 10,8 và 4,48 D 10,8 và 2,24 (11) Hướng dẫn: nCu2+ = 0,16 mol ; nNO3– = 0,32 mol ; nH+ = 0,4 mol - Các phản ứng xảy là: Fe + 4H+ + NO3– → Fe3+ + NO + 2H2O (1) 0,1 ← 0,4 → 0,1 0,1 0,1 → VNO = 0,1.22,4 = 2,24 lít (*) Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ (2) 0,05 ← 0,1 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu (3) 0,16 ← 0,16 - Từ (1) ; (2) ; (3) → nFepư = 0,1 + 0,05 + 0,16 = 0,31 mol - Hỗn hợp bột kim loại gồm Fe dư và Cu → (m – 0,31.56) + 0,16.64 = 0,6m → m = 17,8 gam (**) - Từ (*) ; (**) → đáp án B IV – BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI (PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM) 1) Một số chú ý giải bài tập: - Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại (Hỗn hợp X) - Thường gặp: + 2Al + Fe2O3 + 2yAl + 3FexOy y oxit nhôm + kim loại (Hỗn hợp Y) Al2O3 + 2Fe Al2O3 + 3xFe + (6x – 4y)Al + 3xFe2O3 6FexOy + (3x – 2y)Al2O3 - Nếu phản ứng xảy hoàn toàn, tùy theo tính chất hỗn hợp Y tạo thành để biện luận Ví dụ: + Hỗn hợp Y chứa kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H2 → có Al dư + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay thì có khả hỗn hợp Y chứa (Al2O3 + Fe) (Al2O3 + Fe + Al dư) (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư) - Nếu phản ứng xảy không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư - Thường sử dụng: + Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY + Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử): nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ; nO (X) = nO (Y) 2) Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn , thu hỗn hợp rắn Y Chia Y thành hai phần nhau: • Phần 1: tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư) sinh 3,08 lít khí H2 (ở đktc) • Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh 0,84 lít khí H2 (ở đktc) Giá trị m là: A 22,75 gam B 21,40 gam C 29,40 gam D 29,43 gam Hướng dẫn: nH2(1) = 0,1375 mol ; nH2(2) = 0,0375 mol - Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H2 → Al dư và vì phản ứng xảy hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al2O3, Fe và Al dư (12) - Gọi nFe = x mol ; nAl dư = y mol có 1/2 hỗn hợp Y - Từ đề ta có hệ phương trình: - Theo đlbt nguyên tố O và Fe: nAl2O3 = nFe2O3 = = 0,05 mol - Theo đlbt khối lượng: m = (0,05.102 + 0,1.56 + 0,025.27).2 = 22,75 gam → đáp án A Ví dụ 2: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 điều kiện không có không khí Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu 39 gam kết tủa Giá trị m là: A 45,6 gam B 57,0 gam C 48,3 gam D 36,7 gam Hướng dẫn: nH2 = 0,15 mol ; nAl(OH)3 = 0,5 mol - Từ đề suy thành phần hỗn hợp rắn X gồm: Fe, Al2O3 (x mol) và Al dư (y mol) - Các phản ứng xảy là: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] CO2 + Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 + NaHCO3 - nH2 = 0,15 mol → y = 0,1 mol - Theo đlbt nguyên tố Al: 2x + y = 0,5 → x = 0,2 mol - Theo đlbt nguyên tố O: nO(Fe O ) = nO(Al O ) → nFe3O4 = mol - Theo đlbt nguyên tố Fe: nFe = 3nF3O4 = 3.0,15 = 0,45 mol - Theo đlbt khối lượng: m = 0,45.56 + 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam → đáp án C Ví dụ 3: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al và oxit sắt FexOy (trong điều kiện không có không khí) thu 92,35 gam chất rắn Y Hòa tan Y dung dịch NaOH (dư) thấy có 8,4 lít khí H2 (ở đktc) thoát và còn lại phần không tan Z Hòa tan 1/2 lượng Z dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy có 13,44 lít khí SO2 (ở đktc) thoát Biết các phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng Al2O3 Y và công thức oxit sắt là: A 40,8 gam và Fe3O4 B 45,9 gam và Fe2O3 C 40,8 gam và Fe2O3 D 45,9 gam và Fe3O4 Hướng dẫn: nH2 = 0,375 mol ; nSO2(cả Z) = 2.0,6 = 1,2 mol - Từ đề suy thành phần chất rắn Y gồm: Fe, Al2O3, Al dư và phần không tan Z là Fe - nH2 = 0,375 mol → nAl dư = 0,25 mol - nSO2 = 1,2 mol → nFe = mol - mAl2O3 = 92,35 – 0,8.56 – 0,25.27 = 40,8 gam (1) → nAl2O3 = 0,4 mol - Theo đlbt nguyên tố O → nO(Fe O ) = 0,4.3 = 1,2 mol - Ta có: → công thức oxit sắt là Fe2O3 (2) - Từ (1) ; (2) → đáp án C Ví dụ 4: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí) Giả sử xảy phản ứng khử Fe3O4 thành Fe Hòa tan (13) hoàn toàn chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu 5,376 lít khí H2 (ở đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và số mol H2SO4 đã phản ứng là: A 75 % và 0,54 mol B 80 % và 0,52 mol C 75 % và 0,52 mol D 80 % và 0,54 mol Hướng dẫn: nAl = 0,2 mol ; nFe3O4 = 0,075 mol ; nH2 = 0,24 mol - Phản ứng xảy không hoàn toàn: 8Al + 3Fe3O4 x→ 4Al2O3 + 9Fe 0,5x (mol) - Hỗn hợp chất rắn gồm: - Ta có phương trình: + (0,2 – x).3 = 0,24.2 → x = 0,16 mol → Hphản ứng = % (1) - nH+phản ứng = 2.nFe + 3.nAl + 6.nAl2O3 + 8.nFe3O4 = 0,36 + 0,12 + 0,48 + 0,12 = 1,08 mol → nH2SO4phản ứng = mol (2) - Từ (1) ; (2) → đáp án D V – MỘT BÀI TOÁN KINH ĐIỂN 1) Nội dung tổng quát: M m gam M+n + sản phẩm khử (n là số oxi hóa cao hỗn hợp rắn (M, MxOy) m1 gam M) (M là kim loại Fe Cu và dung dịch HNO3 (H2SO4 đặc nóng) lấy vừa đủ dư) - Gọi: nM = x mol ; ne (2) nhận = y mol → ∑ ne nhường = x.n mol - Theo đlbt khối lượng từ (1) → nO = - ∑ ne nhận = ne (oxi) + ne (2) = .2 + y = mol + y mol - Theo đlbt mol electron: ∑ ne nhường = ∑ ne nhận → x.n = - Nhân hai vế với M ta được: (M.x).n = +y + M.y → m.n = = →m= (*) - Thay M = 56 (Fe) ; n = vào (*) ta được: m = 0,7.m1 + 5,6.y (1) → m (14) - Thay M = 64 (Cu) ; n = vào (*) ta được: m = 0,8.m1 + 6,4.y (2) (Khi biết đại lượng m, m1, y ta tính đại lượng còn lại) 2) Ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m là: A 38,72 gam B 35,50 gam C 49,09 gam D 34,36 gam Hướng dẫn: nNO = 0,06 mol → y = 0,06.3 = 0,18 mol Theo công thức (1) ta có: nFe = mol → nFe(NO3)3 = 0,16 mol → mmuối khan = 0,16.242 = 38,72 gam → đáp án A Ví dụ 2: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2 Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X dung dịch H2SO4 đặc thu V ml khí SO2 (sản phẩm khử đktc) Giá trị V là: A 112 ml B 224 ml C 336 ml D 448 ml Hướng dẫn: Thực chất phản ứng khử các oxit là: H2 + O(oxit) → H2O Vì nO(oxit) = nH2 = 0,05 mol → mFe = 3,04 – 0,05.16 = 2,24 gam Theo công thức (1) ta có: ne nhận (S+6 → S+4) = y = mol → nSO2 = 0,01 mol → V = 0,01.22,4 = 0,224 lít hay 224 ml → đáp án B Ví dụ 3: Nung m gam bột Cu oxi thu 37,6 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO và Cu2O Hòa tan hoàn toàn X dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy thoát 3,36 lít khí (ở đktc) Giá trị m là: A 25,6 gam B 32 gam C 19,2 gam D 22,4 gam Hướng dẫn: nSO2 = 0,15 mol → y = 0,15.2 = 0,3 mol Theo công thức (2) ta có: m = 0,8.37,6 + 6,4.0,3 = 32 gam → đáp án B BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ, NHÔM 2.1 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Chia m gam Al thành hai phần nhau: - Phần tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, sinh x mol khí H2; - Phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch HNO loãng, sinh y mol khí N 2O (sản phẩm khử nhất) Quan hệ x và y là A y = 2x B x = y C x = 4y D x = 2y (15) Câu 2: Hoà tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 0,28M thu dung dịch X và 8,736 lit H (ở đktc) Cô cạn dung dịch X thu lượng muối khan là A 38,93 gam B 25,95 gam C 103,85 gam D 77,86 gam Câu 3: Cho dãy các chất: NH4Cl, (NH4)2SO4, NaCl, MgCl2, FeCl2, AlCl3 Số chất dãy tác dụng với lượng dư dung dịch Ba(OH)2 tạo thành kết tủa là A B C D Câu 4: Cho 3,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO3 (dư) sinh 2,24 lit khí X (sản phẩm khử nhất, đktc) khí X là A N2O B NO2 C N2 D NO Câu 5: Đốt nóng hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe 2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH 1M sinh 3,36 lit H2 (đktc) Giá trị V là: A 100 B 300 C 200 D 150 Câu 6: Khi cho 100ml dung dịch KOH 1M vào 100ml dung dịch HCl thu dung dịch có chứa 6,525 gam chất tan Nồng độ mol HCl dung dịch đã dùng là: A 0,75 M B 1M C 0,25 M D 0,5 M Câu 7: Cho mẫu hợp kim Na-Ba tác dụng với nước (dư), thu dung dịch X và 3,36 lít H2 (ở đktc) Thể tích dung dịch axit H2SO4 2M cần dùng để trung hoà dung dịch X là: A 150ml B 75ml C 60ml D 30 ml (16) Câu 8: Hoà tan hoàn toàn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, và Zn lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu 1,344 lít H (đktc) và dung dịch chứa m gam muối Giá trị m là: A 9,52 B 10,27 C 8,98 D 7,25 Câu 9: Khi cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm Fe 2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc (dư), sau phản ứng thu chất rắn có khối lượng 16 gam Để khử hoàn toàn 41,1 gam X phản ứng nhiệt nhôm, phải dùng 10,8 gam Al Thành phần % theo khối lượng Cr2O3 hỗn hợp X là (cho: hiệu suất các phản ứng là 100%): A 50,67% B 20,33% C 36,71% D 66,67% Câu 10: Nhỏ từ từ dư dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3 Hiện tượng xảy là A Có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan B Chỉ có kết tủa keo trắng C Có kết tủa keo trắng và có khí bay lên D Không có kết tủa, có khí bay lên Câu 11: Dãy gồm các kim loại điều chế công nghiệp phương pháp điện phân hợp chất nóng chảy chúng là: A Na, Ca, Zn C Na, Cu, Al B Na, Ca, Al D Fe, Ca, Al Câu 12: Có dung dịch muối riêng biệt: CuCl 2, ZnCl2, FeCl3, AlCl3 Nếu thêm dung dịch KOH (dư) thêm tiếp dung dịch NH3 (dư) vào dung dịch trên thì số chất kết tủa thu là: A B C D (17) Câu 13: Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu là 15,6 gam Giá trị lớn V là A 1,2 B 1,8 C 2,4 D Câu 14: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại hai chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl(dư), thoát 0,672 lít H2 (đktc) Hai kim loại đó là A Be và Mg B Mg và Ca C Sr và Ba D Ca và Sr Câu 15: Hỗn hợp X gồm Na và Al Cho m gam X vào lượng dư H 2O thì thoát V lít khí Nếu cho m gam X vào dung dịch NaOH (dư) thì 1,75V lít khí Thành phần % theo khối lượng Na X là (biết các khí đo cùng điều kiện): A 39,87% B 29,87% C 77,31% D 49,87% Câu 16: Nung 13,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat hai kim loại hoá trị 2, thu 6,8 gam chất rắn và khí X Lượng khí X sinh cho hấp thụ vào 75ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan thu sau phản ứng là: A 6,3 gam B 5,8 gam C 6,5 gam D 4,2 gam Câu 17: Để thu Al2O3 từ hỗn hợp Al2O3 và Fe2O3, người ta lần lượt: A Dùng khí H2 nhiệt độ cao, dung dịch NaOH (dư) B Dùng dung dịch NaOH (dư), khí CO2 (dư), nung nóng C Dùng khí CO nhiệt độ cao, dung dịch HCl (dư) D Dùng dung dịch NaOH (dư), dung dịch HCl (dư), nung nóng Câu 18: Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr 2O3 và m gam Al nhiệt độ cao Sau phản ứng hoàn toàn, thu 23,3 gam hỗn hợp rắn X Cho toàn hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát V lit khí H2 (đktc) Giá trị V là A 7,84 B 4,48 C 3,36 D 10,08 (18) Câu 19: Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm kim loại Mg, Cu và Al dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là: A 57 ml B 50 ml C 75 ml D 90 ml Câu 20: Cho các chất: Al, Al2O3, Al2(SO4)3, Zn(OH)2, NaHS, K2SO3, (NH4)2CO3 Số chất phản ứng với dung dịch HCl, dung dịch NaOH là: A B C D Câu 21: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lit khí CO2 (đktc) vào 500 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh m gam kết tủa Giá trị m là A 19,70 B 17,73 C 9,85 D 11,82 Câu 22: Hoà tan hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm Al và Al 4C3 vào dung dịch KOH (dư), thu a mol hỗn hợp khí và dung dịch X Sục khí CO (dư) vào dung dịch X, lượng kết tủa thu là 46,8 gam Giá trị a là A 0,55 B 0,60 C 0,40 D 0,45 Câu 23: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe 2O3 (trong môi trường không có không khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn Y Chia Y thành phần nhau: - Phần tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), sinh 3,08 lít khí H2 (đktc); - Phần tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sinh 0,84 lit khí H2 (đktc) Giá trị m là A 22,75 B 21,40 C 29,40 D 29,43 Câu 24: Cho m gam hỗn hợp X gồm Al và Cu vào dung dịch HCl (dư), sau kết thúc phản ứng sinh 3,36 lít khí (đktc) Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào lượng dư axit nitric (đặc, nguội), sau kết thúc phản ứng sinh 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m là: (19) A 15,6 B 10,5 C 11,5 D 12,3 2 Câu 25: Một mẫu nước cứng chứa các ion: Ca2+, Mg2+, HCO3 , Cl-, SO4 Chất dùng để làm mềm nước cứng trên là A Na2CO3 B HCl C NaHCO3 D H2SO4 Câu 26: Cho gam hỗn hợp gồm Na và kim loại kiềm M tác dụng với nước Để trung hoà dung dịch thu cần 800 ml dung dịch HCl 0,25M Kim loại M là A Li B Cs C K D Rb Câu 27: Hoà tan 4,7 gam K2O vào 195,3 g nước Nồng độ phần trăm dung dịch thu là A 2,6% B 6,2% C 2,8% D 8,2% Câu 28: Cho hỗn hợp Na và Mg lấy dư vào 100 gam dung dịch H 2SO4 20% thì thể tích khí H2 (đktc) thoát là A 4,57 lit B 54,35 lit C 49,78 lit D 57,35 lit Câu 29: Để trung hoà dung dịch hỗn hợp X chứa 0,1 mol NaOH và 0,15 mol Ba(OH) cần bao nhiêu lít dung dịch hỗn hợp Y chứa HCl 0,1M và H2SO4 0,05M? A lít B lít C lít D lít Câu 30: Cho 16,2 g kim loại X (có hoá trị n nhất) tác dụng với 3,36 lít O (đktc), phản ứng xong thu chất rắn A Cho A tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có 1,2 g khí H thoát Kim loại X là A Mg B Zn C Al D Ca Câu 31: Nhiệt phân hoàn toàn 40 gam loại quặng đôlômit có lẫn tạp chất trơ sinh 8,96 lit khí CO2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng CaCO 3.MgCO3 loại quặng nêu trên là (20) A 50% B 40% C 84% D 92% Câu 32: Cho dãy các chất và ion: Cl 2, F2, SO2, Na+, Ca2+, Fe2+, Al3+, Mn2+, S2-, Cl- Số chất và ion dãy có tính oxi hoá và tính khử là A B C D Câu 33: Cho 1,9 gam hỗn hợp muối cacbonat và hiđrocacbonat kim loại kiềm M tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), sinh 0,448 lit khí (đktc) Kim loại M là A Na B Li C Rb D K Câu 34: Hỗn hợp rắn X gồm Al, Fe2O3 và Cu có số mol Hỗn hợp X tan hoàn toàn dung dịch A NH3(dư) B HCl (dư) C NaOH (dư) D AgNO3 (dư) Câu 35: Cho 6,2 gam hỗn hợp kim loại kiềm tác dụng hết với H 2O thấy có 2,24 lít H2 (đktc) bay Cô cạn dung dịch thì khối lượng chất rắn khan thu là A 9,4 g B 9,5 g C 9,6 g D 9,7 g Câu 36: Hoà tan hoàn toàn g hỗn hợp ACO3 và BCO3 vào dung dịch HCl thấy thoát V lit khí (đktc) Dung dịch tạo thành đem cô cạn thu 5,1 gam muối khan Giá trị V là A 1,12 B 1,68 C 2,24 D 3,36 Câu 37: Dung dịch A chứa ion: Mg2+, Ba2+, Ca2+, Cl-(0,1 mol), NO3 (0,2 mol) Thêm dần Vml dung dịch K2CO3 1M vào dung dịch A lượng kết tủa thu lớn Giá trị V là A 150 B 300 C 200 D 250 Câu 38: Nước cứng không gây tác hại nào đây? A Làm hao tổn chất giặt rửa tổng hợp B làm giảm mùi vị thực phẩm (21) C Làm giảm độ an toàn các nồi D Làm tắc ống dẫn nước nóng Câu 39: Cho 7,8 gam hỗn hợp Mg và Al tác dụng hết với dung dịch HCl dư Sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng thêm gam Số mol HCl đã tham gia phản ứng là A 0,8 mol B 0,7 mol C 0,6 mol D 0,5 mol Câu 40: Trộn 100 ml dung dịch AlCl3 1M với 200 ml dung dịch NaOH 2,25M dung dịch X Để kết tủa hoàn toàn ion Al3+ dung dịch X dạng hiđroxit cần dùng thể tích khí CO2 (đktc) là A 2,24 lít B 3,36 lít C 1,12 lít D 6,72 lít 2.2 ĐÁP ÁN: 1C 2A 3A 4D 5B 6D 7B 8C 9D 10A 11B 12C 13D 14D 15B 16A 17B 18A 19C 20B 21C 22B 23A 24D 25A 26A 27C 28B 29B 30C 31D 32C 33A 34B 35C 36C 37B 38A 39A 40A 2.3 TỰ LUẬN: Câu 1: X là kim loại thuộc nhóm IIA Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim loại X và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh 0,672 lít khí H (ở đktc) Mặt khác, cho 1,9 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thì thể tích khí hiđro sinh chưa đến 1,12 lít (ở đktc) Xác định tên kim loại X Bài làm: _ Gọi M là kí hiệu tương đương hai kim loại X và Zn có hoá trị II _ _ M + 2HCl M Cl2 + 0,03 mol X + H2 (1) 0,03 mol H2SO4 XSO4 + H2 (2) (22) <0,05 <0,05 1, M = 0, 03 = 56,67 vì MZn = 65 nên X < 56,67 _ 1,9 Mặt khác: X > 0, 05 = 38 X là canxi (Ca) Câu 2: Cho m gam kali vào 300ml dung dịch chứa Ba(OH) 0,1M và NaOH 0,1M thu dung dịch X cho từ từ dung dịch X vào 200ml dung dịch Al 2(SO4)3 0,1M thu kết tủa Y Để thu lượng kết tủa Y lớn thì khối lượng K cần tham gia phản ứng là bao nhiêu? Bài làm: K + H 2O KOH + 0,03 0,03 Ba(OH)2 Ba2+ + 2OH- 0,03 H2 0,06 Na+ NaOH + OH- 0,03 0,03 Al2 (SO4)3 0,02 2 2Al3+ + SO4 0,04 0,06 Để thu lượng kết tủa là lớn thì lượng OH - dung dịch X phải làm kết tủa hết ion Al3+ theo phương trình Al3+ 0,04 + 3OH- Al(OH)3 0,12 số mol OH- KOH = 0,03 mol (23) Khối lượng K cần dùng là: 39 0,03 = 1,17 gam Câu 3: Trộn 100ml dung dịch (gồm Ba(OH) 0,1M và NaOH 0,1M) với 400 ml dung dịch (gồm H2SO4 0,0375 và HCl 0,0125M), thu dung dịch X Tính pH dung dịch sau phản ứng Bài làm: Ba(OH)2 Ba2+ + 0,01 2OH0,02 Na+ NaOH + OH- 0,01 0,01 2H+ H2SO4 0,015 + SO42 0,03 HCl + 0,005 0,005 Phương trình ion thu gọn H+ 0,035 + OH- H 2O 0,03 số mol H+ dư 0,005 mol, dung dịch sau phản ứng còn dư axit 0, 005 H = 0,5 = 0,01M pH=2 Cl- H+ (24) Câu 4: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al 2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến phản ứng hoàn toàn, thu 7,8 gam kết tủa Tính giá trị lớn V để thu lượng kết tủa trên Bài làm: Phương trình ion thu gọn Al3+ + 0,2 H+ 3OH- 0,6 + 0,2 OH- Al(OH)3 0,2 H2O 0,2 Số mol kết tủa thu là 0,1 mol, nên ta có phản ứng hoà tan phần kết tủa Al(OH)3 0,1 + OH- AlO2 + 2H2O 0,1 Số mol NaOH = số mol OH- = 0,9 mol Thể tích NaOH lớn để thu lượng kết tủa trên là: VNaOH 0,9 = = 0,45 lít Câu 5: Cho hỗn hợp gồm Na và Al có tỉ lệ số mol tương ứng là 1: vào nước (dư) Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu 8,96 lít khí H (đktc) và chất rắn không tan Tính khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng Bài làm: Gọi x là số mol Na hỗn hợp số mol Al hỗn hợp là 2x 2Na + 2H2O 2Na+ + 2OH- + H2 (25) x 2Al x x + 2H2O + 2OH- x AlO2 + 3H2 3x x Sau phản ứng Al dư là x mol x Ta có: 3x + = 0,4 x = 0,2 Khối lượng chất rắn còn lại sau phản ứng là: 27.02 = 5,4 gam Câu 6: Cho 5,75 gam hỗn hợp Mg, Al và Cu tác dụng với dung dịch HNO loãng, dư thu 1,12 lit (đktc) hỗn hợp khí X gồm NO và N 2O (đktc) Tỉ khối X H là 20,6 Tính khối lượng muối nitrat sinh dung dịch sau phản ứng Bài làm: Gọi M là kí hiệu tương đương kim loại có hoá trị n 3M + 4nHNO3 3M(NO3)n + nNO + 2nH2O 8M + 10nHNO3 8M(NO3)n + nN2O + 5nH2O 1,12 Số mol hỗn hợp khí = 22, = 0,05 mol Gọi x, y là số mol NO, N2O hỗn hợp khí Ta có: x + y = 0,05 30 x 44 y x y = Giải ta được: x = 0,01; y = 0,04 41,2 (26) Từ pt Số mol NO3 muối = nN 2O + 8nNO = 0,35 mol Khối lượng muối nitrat thu = khối lượng hỗn hợp kim loại + khối lượng gốc nitrat: 5,75 + 62.0,35 = 27,45 gam Câu 7: Một hỗn hợp rắn gồm Ca và CaC tác dụng với nước (dư) thu hỗn hợp khí có tỉ khối H2 là Để trung hoà dung dịch sau phản ứng, cần dùng 600 ml dung dịch HCl 0,5M Tính: a/ Khối lượng hỗn hợp rắn đã dùng ban đầu b/ Thành phần phần trăm thể tích hỗn hợp khí Bài làm: a/ Khối lượng hỗn hợp rắn ban đầu: Ca + 2H2O Ca(OH)2 x CaC2 + x + 2H2O x Ca(OH)2 y + C2H2 y Ca(OH)2 + x+y 2HCl y CaCl2 + H 2O 2(x+y) Gọi x, y là số mol Ca, CaC2 hỗn hợp Số mol HCl = 0,6.0,5 = 0,3 mol Theo (gt) ta có hệ phương trình: x + y = 0,15 H2 (27) x 26 y x y = 10 Giải được: x = 0,1; y = 0,05 mhỗn hợp = 40.0,1 + 64.0,05 = 7,2 gam b/ Thành phần phần trăm thể tích hỗn hợp khí % VH = 66,67%; % VH = 33,33% Câu8: Cho dung dịch NH3 vào 20 ml dung dịch Al2(SO4)3 đến dư, kết tủa thu đem hoà tan dung dịch NaOH dư dung dịch A Sục khí CO dư vào dung dịch A, kết tủa thu đem nung nóng đến khối lượng không đổi 2,04 g chất rắn Tính nồng độ dung dịch Al2(SO4)3 ban đầu cần dùng Bài làm: Phương trình hoá học 6NH3 + Al(OH)3 6H2O + Al2(SO4)3 2Al(OH)3 0,02 0,04 NaOH + NaAlO2 0,04 CO2 + + 2H2O 0,04 + 2H2O + NaAlO2 0,04 Al(OH)3 + 0,04 2Al(OH)3 0,04 3(NH4)2SO4 t Al2O3 + 3H2O 0,02 0, 02 Nồng độ Al2(SO4)3 ban đầu cần dùng là: 0, 02 = 1M NaHCO3 (28) Câu 9: Hỗn hợp A gồm Al và Al4C3 Nếu cho hỗn hợp A tác dụng với nước thu 31,2 g Al(OH)3 Nếu cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HCl thu muối và 20,16 lít hỗn hợp khí (đktc) Xác định khối lượng chất hỗn hợp A Bài làm: Al4C3 + 12H2O 4Al(OH)3 0,1 2Al + 3CH4 + 3H2 0,4 + 6HCl 2AlCl3 0,4 Al4C3 0,6 + 12HCl 4AlCl3 + 3CH4 0,1 0,3 20,16 Số mol hỗn hợp khí = 22, = 0,9 mol Khối lượng chất hỗn hợp ban đầu: Khối lượng Al = 27 0,4 = 10,8 gam khối lượng Al4C3 = 144 0,1 = 14,4 gam Câu 10: Cho 1,46 gam hỗn hợp Al, Fe, Cu tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HCl, phản ứng kết thúc có 0,64 gam chất rắn A không tan, dung dịch B và 0,784 lít khí C (đktc) a/ Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp b/ Tính nồng độ mol dung dịch HCl c/ Cho dung dịch KMnO4 0,5M vào dung dịch B có H2SO4 làm môi trường + Viết phương trình hoá học xảy dạng ion thu gọn (29) + Tính thể tích dung dịch KMnO4 cần phản ứng đủ với dung dịch B + Tính thể tích khí thoát đktc Bài làm: a/ Chất rắn không tan là Cu mFe + mAl = 1,46 – 0,64 = 0,82 gam 2Al + x Fe 6HCl 2AlCl3 + 3x + y x 2HCl + y 1,5x + 27x 1,5x FeCl2 2y Ta có hệ: 3H2 H2 y y = 0,035 + 56y = 0,82 Giải ta được: x = 0,02; y = 0,005 %Al = 36,99%; %Fe = 19,18%; %Cu = 43,83% b/ nHCl = 3x + 2y = 0,07 mol 0, 07 HCl = 0, = 0,35M c/ Dung dịch B có: Al3+: 0,02 mol; Fe2+: 0,005 mol và Cl-: 0,07 mol Phương trình ion thu gọn: 5Fe2+ + MnO4 + 8H+ 0,005 0,001 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (30) 10Cl- + 0,07 MnO4 + 16H+ 0,014 KMnO4 K+ + 0,015 Vdd 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2O 0,035 MnO4 0,015 0, 015 KMnO4 = 0,5 = 0,03 lít VCl2 = 0,035x 22,4 = 0,748 lít Câu 11: Hoà tan 8,46 gam hỗn hợp Al, Cu dung dịch HCl dư 10% (so với lý thuyết) thu 3,36 lít khí A C và atm, dung dịch B và chất rắn C a/ Xác định thành phần phần trăm khối lượng Al và Cu hỗn hợp b/ Cho tất dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH 0,5M Tính thể tích dung dịch NaOH cần dùng để sau phản ứng thu 3,9 gam kết tủa Bài làm: 3,36 a/ Số mol H2 = 22, = 0,15 mol 2Al 0,1 + 6HCl 2AlCl3 + 0,3 0,1 3H2 0,15 %Al = 31,91%; %Cu = 68,09% b/ Dung dịch B gồm: HCl dư: 0,03 mol; AlCl3: 0,1 mol Khi cho B vào dung dịch NaOH, phản ứng trung hoà xảy trước (31) HCl + 0,03 NaOH NaCl + H 2O 0,03 Sau đó có phản ứng tạo kết tủa 3,9 Số mol kết tủa = 78 = 0,05 mol số mol Al(OH)3 < số mol AlCl3 xét trường hợp: Trường hợp 1: AlCl3 dư 3NaOH + AlCl3 0,15 Al(OH)3 + 3NaCl 0,05 Tổng số mol NaOH cần dùng = 0,18 mol VddNaOH = 0,18 0,5 = 0,36 lít Trường hợp 2: NaOH dư phần Đầu tiên: 3NaOH + 0,3 Sau đó: NaOH + AlCl3 0,1 Al(OH)3 0,05 VddNaOH = 0,38 0,5 = 0,76 lít 0,1 NaAlO2 + 2H2O (0,1-0,05) Tổng số mol NaOH cần dùng = 0,38 mol Al(OH)3 + 3NaCl (32) Câu 12: Sục V lít khí CO2 (đktc) vào bình đựng lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M, thu gam kết tủa xác định V Bài làm: Số mol Ca(OH)2 = 0,02 mol Số mol kết tủa = 100 = 0,01 mol số mol kết tủa < số mol Ca(OH)2 xét trường hợp: Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + 0,01 VCO2 H 2O 0,01 = 22,4.0,01 = 0,224 lít Trường hợp 2: CO2 dư hòa tan phần kết tủa Đầu tiên: CO2 + 0,02 Sau đó: CaCO3 + (0,02-0,01) VCO2 Ca(OH)2 0,02 CO2 CaCO3 + H 2O 0,02 + H 2O (0,02-0,01) = 0,03.22,4 = 0,672 lít Ca(HCO3)2 (33) (34)