a. Dạng 1: 1 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối
Kim loại (A) có thể khử được ion kim loại kém hoạt động hơn(Bn+) trong dung dịch muối thành kim loại tự do (B).
AAm+ + me Bn+ + neB
Hay nA + mBn+ nAm+ + mB
Khối lượng thanh kim loại tăng (hoặc giảm) sau phản ứng :
Nếu thanh kim loại tăng ∆m = m kim loại(bám) – m kim loại (tan)
% taêng .100%
bủ
m m
m
= ∆
Nếu thanh kim loại giảm ∆m = m kim loại(tan) – m kim loại (bám)
% giảm .100%
bủ
m m
m
= ∆
b.Dạng 2: 2 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối
• Thứ tự phản ứng: Kim loại nào có tính khử mạnh hơn sẽ tác dụng trước
• Nếu biết số mol ban đầu của 2 kim loại (A, B) và số mol muối(Cm+) thì dựa vào số mol ta sẽ viết các phương trình phản ứng xảy ra theo nguyên tắc kim loại yếu hơn chỉ tham gia phản ứng khi kim loại mạnh hơn đã hết và muối vẫn còn( cũng có thể kiểm sóat mức độ xảy ra dựa vào định luật bảo toàn eclectron).
• Nếu biết số mol ban đầu của 2 kim loại (A, B) nhưng không biết số mol ban đầu của muối(Cm+), ta áp dụng phương pháp xét khoảng để giải:
+ Nếu chỉ A tác dụng hết với Cm+ ⇒m rắn = mC + mB = m1
Nếu A, B đều phản ứng hết với Cm+ ( hết Cm+) ⇒m rắn = m2
A, B heát
Cm+ còn dư A hết; B tác dụng 1 phần A tác dụng một phần B chưa phản ứng
m2 m1
c. Dạng 3: 1 kim loại tác dụng với dung dịch 2 muối
Cho kim loại A tác dụng với dung dịch muối chứa 2 ion kim loại Bn+, Cm+ ( Giả sử tính khử A>B>C)
Thứ tự các phản ứng
mA + αCm+mAα+ + mC (1)
Sau phản ứng (1) nếu còn dư A sẽ có phản ứng nA +αBn+ nA α++ αB(2)
Giả sử (1) vừa xong, (2) chưa chưa xảy ra ⇒A hết, B chưa kết tủa, C kết tủa hết.
m rắn = mC = m1
Giả sử (1,2) vừa phản ứng xong ⇒A hết, B và C kết tủa hết m rắn = mC + mB = m2
So sánh m1 và m2 sẽ biết được mức độ xảy ra các phản ứng
• Nếu m rắn< m1 ⇒C kết tủa một phần, B chưa kết tủa.
• Nếu m1<m rắn< m2⇒C chưa kết tủa hết, B kết tủa một phần.
• Nếu m rắn> m2⇒B,C kết tủa hết, A dư .
Khi biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và biết số mol từng chất ban đầu hoặc biết khối lượng chất rắn sau phản ứng thì có tể sử dụng định luật bảo toàn electron để biết mức độ xảy ra phản ứng.
d.Dạng 4: 2 kim loại tác dụng với dung dịch 2 muối
Phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên: kim loại có tính khử mạnh nhất ưu tiên phản ứng với ion kim loại có tính khử mạnh nhất ( dựa vào dãy điện hóa).
A B
C n+ C m+
• Khi biết số mol ban đầu của các chất thì chỉ cần dựa vào thứ tự phản ứng suy ra kết
• quả.Khi không biết số mol ban đầu của các chất thì dựa vào thành phần các ion ( hoặc kim loại) có mặt sau phản ứng để dự đoán chất nào hết, chất nào dư.
• Khi biện luận phức tạp (nhiều trường hợp) thì có thể áp dụng định luật bảo toàn eclectron để xem xét mức độ phản ứng.
2.2.4.2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Ngâm một đinh sắt trong 100ml dung dịch CuCl2 1M, giả thiết Cu tạo ra bám hết vào đinh sắt. Sau khi phản ứng xong lấy đinh sắt ra, sấy khô, khối lượng đinh sắt tăng thêm là
A. 1,6gam. B. 0,8 gam. C. 8,0 gam. D. 2,4 gam.
Hướng dẫn giải
Số mol Cu2+ = 0,1 (mol) Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu
56 64∆m = 64-56 = 8
Cứ 1 mol Fe phản ứng với 1 mol Cu2+ sau phản ứng khối lượng kim loại tăng 8 gam Vậy ứng với 0,1 mol Cu2+ phản ứng khối lượng kim loại tăng 0,8 gam.
(Đáp án B)
Ví dụ 2: Ngâm 1 vật bằng Cu có khối lượng 10 gam trong 250 gam dung dịch AgNO3 4%.
Khi lấy vật ra khỏi dung dịch thì khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 17%. Số gam của vật sau phản ứng là
A. 27, 00 . B. 10,76. C. 11,08 . D. 17, 00.
Hướng dẫn giải
Số gam AgNO3 phản ứng =
250.4.17 0,01( ) 100.170.100= mol Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
64 216∆m = 216-64 =152
Cứ 1 mol Cu phản ứng với 2 mol AgNO3 sau phản ứng khối lượng kim loại tăng 152 (gam) Vậy ứng với 0,01 mol AgNO3 phản ứng khối lượng kim loại tăng 0,76 gam.
Khối lượng của vật sau phản ứng =10 + 0,76 = 10,76 (gam) (Đáp án B)
Ví dụ 3: Có 2 lá kim loại cùng chất cùng khối lượng và có hóa trị II. Ngâm lá một trong dung dich Pb(NO3)2 lá hai trong dung dịch Cu(NO3)2. Sau một thời gian người ta lấy các lá kim loại ra khỏi dung dịch thấy khối lượng lá 1 tăng 19%, lá 2 giảm 9,6%. Biết rằng, trong 2 phản ứng trên, khối lượng các kim loại bị hoà tan như nhau. Lá kim loại là
A. Mg. B. Zn. C. Cd. D. Fe.
Hướng dẫn giải
Gọi x là khối lượng lá kim loại ban đầu, có số mol phản ứng là 1 mol R + Pb2+ R2+ + Pb (1)
(mol) 1 1 R+ Cu2+ R2+ + Cu (2) (mol) 1 1 Từ (1)
(207 R) .100 19(3) x
⇒ − =
Từ (2)
(R 64) .100 9,6(4) x
⇒ − =
Từ (3) và (4) ta có R=112(Cd) (Đáp án C)
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 khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là
A. 2,80. B. 2,16. C. 4,08. D. 0,64.
Hướng dẫn giải Số mol Fe = 0,04(mol) Số mol AgNO3 = 0,02(mol) Số mol Cu(NO3)2 = 0,1(mol) Tính oxi hóa Ag+ > Cu2+
Số mol e cho = 0,04.2= 0,08(mol)
Số mol e nhận = 0,02.1+0,1.2 = 0,22 (mol)> 0,08(mol)Cu2+ dư Fe Fe2+ + 2e
(mol)0,04 0,08 Ag+ + 1e Ag (mol) 0,020,020,02
Cu2+ + 2e Cu (mol) (0,08-0,02)0,03 mY= 108.0,02 + 64.0,03 = 4,08(gam) (Đáp án C)
Ví dụ 5: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m2 gam chất rắn X. Nếu cho m2 gam X tác
dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,336 lít khí (ở đktc). Giá trị của m1 và m2 lần lượt là
A. 8,10 và 5,43. B. 1,08 và 5,16. C. 0,54 và 5,16. D. 1,08 và 5,43.
Hướng dẫn giải Số mol H2 = 0,015
Số mol AgNO3 = 0,03(mol) Số mol Cu(NO3)2 = 0,03(mol)
Số mol e nhận =1.nAg+ +2.nCu2+ +2.nH2 =0,03 0,03.2 0,015.2 0,12(+ + = mol) Số mol 2 cho =3.nAl
0,12 0,04( ) 3
nAl mol
⇒ = =
m1 = 27.0,04=1,08(gam)
m2 = mAg+ m Cu= 108.0,03+64.0,03 = 5,16(gam) ( Đáp án B)
Ví dụ 6: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là (biết thứ tự trong dãy thế điện hóa : Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag)
A. 59,4 B. 64,8 C. 32,4 D. 54,0
Hướng dẫn giải nAl = 0,1(mol)
nFe = 0,1(mol) nAgNO3 = 0,55(mol) Tính khử của Al > Fe
Al + 3Ag+Al3+ + 3Ag (mol) 0,1 0,3 0,3 Fe + 2Ag+ Fe2+ + 2Ag (mol) 0,10,2 0,1 0,2 Fe2++ Ag+Fe3++ Ag (mol) 0,05 0,05 m rắn = mAg =108.0,55 = 59,4(gam) (Đáp án A)
Ví dụ 7: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4. Sau khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là
A. 12,67%. B. 85,30%. C. 90,27%. D. 82,20%.
Hướng dẫn giải
Đặt số mol hỗn hợp ban đầu là 1 (mol)nCu =1(mol) Tính khử của Zn > Fe
Zn + Cu2+Zn2+ + Cu (mol) x x Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (mol) (1-x) (1-x)
65.x + 56(1-x) = 64.1 x = 8 9(mol)
Số mol Fe =1- 8 9=
1 9(mol) 65.8
% 9 .100% 90,27%
8 1
65. 56.
9 9
Zn= =
+
(Đáp án C)
Ví dụ 8: Cho 14 gam bột Fe vào 400 ml dung dịch X gồm: AgNO3 0,5M và Cu(NO3)2 xM.
Khuấy nhẹ cho tới khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y và 30,4 gam chất rắn Z. Giá trị của x là
A. 0,150M. B. 0,125M. C. 0,200M. D. 0,100M.
Hướng dẫn giải nFe = 0,25(mol)
số mol AgNO3 = 0,2 (mol) Fe + 2Ag+ Fe2+ + 2Ag (mol) 0,1 0,2 0,2
Fe + Cu2+ Fe2++ Cu (mol) a a a
108.0,2 + 64a + 56(0,25-0,1-a) = 30,4a = 0,05(mol) 0,05 0,125( )
x= 0,4 = M
(Đáp án B)
Ví dụ 9: Cho hỗn hợp gồm 2,8 gam Fe và 0,81 gam Al vào 200 ml dung dịch X chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 phản ứng kết thúc được dung dịch Y và 8,12 gam chất rắn Z gồm 3 kim loại. Cho Z tác dụng với dung dịch HCl dư được 0,672 lít H2 (ở đktc). Nồng độ mol của dung dịch AgNO3 và dung dịch Cu(NO3)2 lần lượt là
A. 0,1; 0,2 B. 0,15; 0,25. C. 0,28; 0,15. D. 0,25; 0,1.
Hướng dẫn giải
Số mol Al = 0,03(mol) Số mol Fe = 0,05(mol) Số mol H2 = 0,03(mol)
Gọi a, b lần lượt là số mol của AgNO3, Cu(NO3)2
Tính khử Al>Fe
Tính oxi hóa Ag+ > Cu2+
Số mol e cho = 0,03.3+0,05.2 = 0,19 (mol)
Số mol e nhận = a + 2b + 0,03.2 = a+ 2b + 0,06(mol)
a+2b + 0,06 = 0,19
a+2b = 0,13(1)
Fe +2HClFeCl2 + H2
(mol) 0,03 0,03 Chất rắn Z gồm Ag, Cu, Fe dư
mZ = 8,12 (gam)108° + 64b + 56.0,03= 8,12
108° + 64b = 6,44(2)
Từ (1) và (2) ta có a = 0,03(mol), b = 0,05(mol) [AgNO3]= 0,03 0,15( )
0,2 = M
[Cu(NO3)2]= 0,05 0,25( )
0,2 = M
(Đáp án B)
Ví dụ 10: Cho 1,93 gam hỗn hợp gồm Al, Fe tác dụng với dung dịch chứa Cu(NO3)2 và 0,03 mol AgNO3. Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 6,44 gam hỗn hợp 2 kim loại không tan trong dung dịch HCl. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là
A.58,03%. B.44,04%. C.72,02%. D.29,01%.
Hướng dẫn giải
2 kim loại không tan trong dung dịch HCl là Ag, Cu nAg = 0,03(mol)
mCu = 6,44-108.0,03 = 3,2(gam) nCu = 0,05(mol)
Gọi a, b lần lượt là số mol của Al, Fe Tính khử Al>Fe
Tính oxi hóa Ag+ > Cu2+
Số mol e cho = 3a+2b (mol)
Số mol e nhận = 0,03.1+ 0,05.2= 0,13(mol)
a+2b + 0,06 = 0,19
3a+2b = 0,13(1) Có 27a +56b = 1,93(2)
Từ (1) và (2) ta có a = 0,03(mol), b = 0,02(mol)
0,02.56
% .100% 58,03%
Fe= 1,93 = (Đáp án A) 2.2.4.3. Bài tập vận dụng
Câu 1: Nhúng thanh kim loại M hoá trị II và 1120ml dung dịch CuSO4 0,2M. Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng thanh kim loại tăng 6,72 gam và nồng độ CuSO4 còn lại là 0,05M.
Cho rằng Cu kim loại giải phóng ra bám hết vào thanh kim loại. Kim loại M là
A. Mg. B. Al. C. Fe . D. Zn.
Câu 2: Nhúng một thanh Mg vào 200ml dung dịch Fe(NO3)3 1M, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra cân lại thấy khối lượng tăng 0,8 gam. Số gam Mg đã tan vào dung dịch là
A. 1,4 gam. B. 4,8 gam. C. 8,4 gam. D. 4,1gam.
Câu 3: Nhúng một thanh sắt nặng 100 gam vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO3)2
0,2M và AgNO3 0,2M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch làm khô cân được 101,72 gam (giả thiết các kim loại tạo thành đều bám hết vào thanh sắt). Khối lượng sắt đã phản ứng là
A. 1,40 gam. B. 2,16 gam. C. 0,84 gam. D. 1,72 gam.
Câu 4: Ngâm thanh Fe vào dung dịch chứa 0,03 mol Cu(NO3)2 một thời gian, lấy thanh kim loại ra thấy trong dung dịch chỉ còn chứa 0,01 mol Cu(NO3)2. Giả sử kim loại sinh ra bám hết vào thanh Fe. Khối lượng thanh Fe sau phản ứng thay đổi là
A. tăng 0,08 gam. B. tăng 0,16 gam. C. giảm 0,08 gam. D. giảm 0,16 gam Câu 5: Người ta phủ một lớp bạc trên một vật bằng đồng có khối lượng 8,48 gam bằng cách ngâm vật đó trong dung dịch AgNO3.Sau một thời gian lấy vật đó ra khỏi dung dịch làm khô cân được 10 gam. Số gam Ag phủ trên bề mặt của vật là