Toán về một kim loại tác dụng với một axit

CHUYÊN ĐỀ 11: KIM LOẠI VỚI AXIT- BÀI TẬP HỖN HỢP

A. Toán về một kim loại tác dụng với một axit

Cho 11,2 gam Fe phản ứng vừa đủ với dung dịch HCl 7,3%, Sau phản ứng thu được khí A và dung dịch B

a. Tính V khí A (đktc).

b. Tính khối lượng dung dịch axit tham gia c. Tính C% dung dịch B.

Hướng dẫn

Số mol Fe tham gia phản ứng:

nFe = 11, 2

56 = 0,2 mol Phương trình phản ứng:

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� (1) mol: 1 2 1 1

a. Theo phương trình (1):

nH2 = nFeCl2 = 0,2 mol

Suy ra, thể tích H2 thu được (đktc) là:

VH2 = n. 22,4 = 0,2. 22,4 = 4,48 lit b.Theo phương trình (1):

nHCl= 2nFe= 0,4 mol Khối lượng HCl tham gia:

mHCl = n.M = 0,4. 36,5 = 14,6 gam Khối lượng dung dịch HCl 7,3% cần dùng là:

mdd = 14, 6.100

7,3 = 200 gam c. Khối lượng H2 tạo thành:

mH2 = 0,2. 2= 0,4 gam Theo PT: nFeCl2 = nFe = 0,2 mol

Khối lượng FeCl2 tạo thành:

mFeCl2 = 0,2 . 127= 25,4 gam

Khối lượng dung dịch sau phản ứng (dung dịch B):

mdd = 11,2 + 200 – 0,4 = 210,8 gam Nồng độ % của dung dịch B:

C% = 25, 4

.100%

210,8 = 12,05%

Bài 2:

Cho 4,8 gam kim loại A(II) phản ứng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 0,5M(Vừa đủ), sau phản ứng thu được 4,48 lit H2 (đktc).

a. Xác định kim loại.

b. Tính VddH SO2 4 cần dùng

c. Tính CM dung dịch sau phản ứng

(Giả sử thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể) Hướng dẫn

Số mol H2 tạo thành:

nH2 = 4,48: 22,4 = 0,2 mol Phương trình phản ứng:

A + 2HCl  ACl2 + H2� Mol: 1 2 1 1 a. Theo phương trình:

nA = nH2 = 0,2 mol Khối lượng mol của A:

MA = 4,8 0, 2= 24 Do đó: A là Mg b. Theo phương trình:

nH SO2 4= nH2 = 0,2 mol

Thể tích dung dịch H2SO4: Vdd =

M

n

C = 0, 2

0,5= 0,4M c. Theo phương trình:

nMgCl2 = nMg = 0,2 mol

Do thể tích không đổi nên thể tích dung dịch sau phản ứng bằng thể tích dung dịch H2SO4:

Vậy: CM = 0, 2

0, 4= 0,5M

Lưu ý: Khi trộn lẫn các chất với nhau, nếu để cho V không đổi sau khi trộn thì:

+ Chất lỏng 1 trộn với chất lỏng 2, lúc đó thể tích dung dịch sau phản ứng = V

chất lỏng 1 + V chất lỏng 2

+ Chất khí (hoặc chất rắn) cho vào chất lỏng, suy ra thể tích dung dịch sau phản ứng = Vchất lỏng ban đầu

Bài 3:

Để hoà tan hoàn toàn 5,4 gam kim loại cần 300 gam dung dịch HCl 7,3%.

a. Tìm kim loại

b. Tính C% dung dịch sau phản ứng Hướng dẫn:

Đây là bài toán xác định kim loại nhưng chưa biết hoá trị của chúng, vì vậy cần lập mối liên hệ giữa khối lượng mol( M) với hoá trị của kim loại, sau đó biện luận để tìm kim loại.

Hướng dẫn

Gọi hoá trị của kim loại là x Số gam HCl cần dùng:

mHCl = 300.7,3

100 = 21,9 gam Suy ra: nHCl = 21,9

36,5 = 0,6 mol Phương trình phản ứng:

2A + 2xHCl  2AClx + xH2� Mol: 1 x

a. Theo phương trình: nA = 1

xnHCl = 0,6 x mol Khối lượng mol của kim loại A:

MA = 5,4: 0,6 x = 9x

Vì x là hoá trị của kim loại nên nhận giá trị 1, 2, 3

x 1 2 3

M 9 18 27

Kết luận Loại Loại Al

Vậy kim loại cần tìm là Al b. Phương trình:

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2� mol: 1 3 1 1,5

Theo phương trình: nH2 = 1/2.nHCl = 1/2.0,6 = 0,3 mol Khối lượng H2 thoát ra: mH2 = 0,3. 2 = 0,6 g

Khối lượng dung dịch sau phản ứng:

mdd = 5,4 + 300 – 0,6 = 304,8 gam Số mol AlCl3 : nAlCl3 = 1

3 nHCl = 0,2 mol Khối lượng AlCl3:

mAlCl3 = 0,2 . 133,5 = 26,7 gam Nồng độ % của dung dịch sau phản ứng:

26,7.100%

x 2

2

x 75 , 0

x x n

m 0,75 9

: 75 ,

6 

 Bài 4:

Hoà tan hoàn toàn 9,6 gam kim loại R trong dung dịch H2SO4 đặc nóng, sau phản ứng thu được 3,36 lit SO2(đktc). Tìm R.

Hướng dẫn

Gọi x là hoá trị của R, a là số mol R tham gia.

Số mol SO2 thu được: nSO2 = 3,36

22, 4 = 0,15 mol Phương trình:

2R + 2xH2SO4đ  to R2(SO4)x + xSO2� + 2xH2O a

2 ax Theo bài ra:

SO2

n = 2

an= 0,15 mol

 ax= 0,3(1)

Lại có: a.R = 9,6 (2) Chia (2) cho (1):

MR = 32x

Vì x là hoá trị của kim loại nên có giá trị 1,2,3

x 1 2 3

R 32 64 96

Nhận thấy: x=2; R= 64 là phù hợp Vậy kim loại R là Cu

Bài 5

Hoà tan 6,75g một kim loại M chưa rõ hoá trị vào dung dịch axit thì cần 500 ml dung dịch HCl 1,5 M . Xác định kim loại M.

Hướng dẫn

: Gọi x là hoá trị của kim loại M

Số mol HCl trong 500 ml dung dịch HCl 1,5 M là : nHCl = V . CM = 0,5 . 1,5 = 0,75 ( mol ) Phương trình hoá học :

2M + 2xHCl  2 MClx + xH2� TL: 1 mol 2x mol 2 mol x mol

Theo phương trình: nM = nHCl = ( mol )

Nên : MM = (g)

Do x là hoá trị của kim loạin M nên có giá trị 1, 2, 3.

x 1 2 3

9x 9 18 27(Al)

Nhận thấy : x = 3 và M là Al là phù hợp.

Dó đó kim loại M là Al.

Phương trình hoá học :

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2�

2

) ( 024 , 127 0

1 ,

3 mol

M

m   100

20 . 025 , 31

M m

5 , 36

205 , 6

B . Toán về hai kim loại tác dụng với 1 dung dịch axit.

Bài 6:

Hoà tan hoàn toàn 2g hỗn hợp gồm1 kim loại hoá trị II và1 kim loại hoá trị III cần dùng 31,025g dung dịch HCl 20%.

a) Tính VH2 thoát ra ở đktc.

b) Tính khối lượng muối khô được tạo thành.

Hướng dẫn

a) Khối lượng HCl trong 31,025g dung dịch HCl 20% là:

mHCl = = 6,205 (g) Nên : nHCl = = = 0,17 (mol)

Gọi A và B lần lượt là 2 kim loại hoá trị II và III cần tìm.

Phương trình hoá học:

A + 2 HCl  ACl2 + H2� (1) TL: 1 mol 2 mol 1 mol 1 mol

2B + 6 HCl  2BCl3 + 3H2� (2) TL: 2 mol 6 mol 2 mol 3 mol

Theo p/t (1) và (2) ta có : 2 1

H 2 HCl

n  n = 0,17 : 2 = 0,085 (mol) Nên: VH 2 = 22,4. n = 22,4 . 0,085 = 1,904 (l)

b)Ta có: nCl = nHCl =0,17 (mol)

Nên: mCl = n. M = 0,17 . 35,5 = 6,035 (g) Khối lượng muối khô tạo thành là:

mmuối = mA + mB + mCl = 2 + 6,035 = 8,035 (g) Bài 7

Cho a gam Fe hoà tan trong dung dịch HCl , (thí nghiệm 1) sau khi cô cạn dung dịch thu được 3,1 gam chất rắn . Nếu cho a gam Fe và b gam Mg (thí nghiệm 2) vào dung dịch HCl (cùng với lượng như trên).Sau khi cô cạn dung dịch thì thu được 3,34 gam chất rắn và 448ml H2.(đktc).Tính a,b và khối lượng các muối .

Hướng dẫn

Thí nghiệm 1:Phương trình hoá học:

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� (1) TL: 1 mol 2 mol 1mol 1 mol

Nếu Fe hết thì số mol chất rắn là số mol FeCl2 .

Nên : nFeCl2 =

Theo phương trình: nH2= nFeCl2= 0,024 (mol) Thí nghiệm 2:

Số mol H2 thu được là: nH = (mol)0,02 4

, 22

448 ,

0 

M  m

2 2

2 2

M 

m 0,01 56

56 ,

0 

MgCl2 2

MgCl

MgCl2 FeCl2

2 MgCl2 2

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� (2) TL: 1 mol 2 mol 1mol 1 mol

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2� (3) TL:1 mol 2 mol 1mol 1 mol

Ta thấy : Ngoài a gam Fe như thí nghiệm 1 cộng với b gam Mg mà chỉ giải phóng 0,02 mol H2 chứng tỏ thí nghiệm 1 dư Fe.

Theo phương trình (2) và (3) ta có:

nHCl = 2.nH (TN2) = 2 . 0,02 = 0,04 ( mol ) Theo phương trình (1) :

nFe = nFeCl = 1/2 . nHCl = 0,04 : 2 = 0,02 (mol) Nên: mFeCl = n . M = 0,02 . 127 = 2,54 (g)

mFe dư = 3,1 - 2,54 = 0,56 ( mol )

nFe dư = (mol) nFe (TN1) = 0,02 + 0,01 = 0,03 (mol)

Suy ra: mFe (TN1) = n . M = 0,03 .56 = 1,68 (g) => a = 1,68 g

Thí nghiệm 2: Giả sử chỉ có Mg tham gia phản ứng còn Fe thì không.

Theo phương trình (3) :

n = nH = 0,02 ( mol ) Nên: m = n . M = 0,02 . 95 = 1,9 (g) mchẩt rắn = 1,68 + 1,9 = 3,58 (g)

Theo đề bài thì khối lượng chất rắn là 3,34 gam nên giả thiết trên là không đúng, n < 0,02.

Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Mg.

Phương trình hoá học:

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� Mol: x 2x x x Mg + 2HCl  MgCl2 + H2� Mol: y 2y y y Theo phương trình:

nHCl = 2( x + y ) = 0,04 ( mol ) => x + y = 0,02 => y = 0,02 - x (*) m + m + mFe dư = 95x + 127y + 1,68 - 56y = 3,34 (g) Hay: 95x + 71y = 1,66 (**) Thế (*) vào (**) ta có:

95x + 71( 0,02 - x ) = 1,66 => x = 0,01 => y = 0,02 - 0,01 = 0,01 Nên: mMg = 24y = 24. 0,01 = 0,24 (g) => b = 0,24 g

mFeCl (TN2) = 127x = 127 . 0,01 = 1,27 (g) m = 95x = 95 . 0,01 = 0,95 (g)

mFeCl (TN1) = n . M = 0,02 . 127 = 2,54 (g)

Bài 8

Cho 18,6g hỗn hợp A gồm Zn và Fe vào 500ml dung dịch HCl. Khi phản ứng hoàn toàn, cô cạn dung dịch được 34,575g chất rắn. Lập lại thí nghiệm trên với 800ml dung dịch HCl rồi cô cạn thu được 39,9g chất rắn. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl và khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp.

Hướng dẫn Nhận xét:

56 65 6 ,

18  a

56 ) 65 6 , 18 (

127  a

9 , 5 0 , 0

45 ,

0 

V  n

Nếu trong thí nghiệm lần thứ nhất với 500 ml dung dịch HCl hết kim loại thì thí nghiệm lần thứ 2 với 800 ml dung dịch HCl có khối lượng muối bằng lần thứ nhất. Theo đầu bài, khối lượng muối lần thứ 2 nhiều hơn lần thứ nhất nên ở thí nghiệm 1 dư kim loại,thí nghiệm kim loại hết.

 Thí nghiệm 2:Gọi a và b lần lượt là số mol của Zn và Fe.

Phương trình hoá học:

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2� Mol: a 2a a a Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� Mol: b 2b b b

Ta có: mZn + mFe = 65a + 56b =18,6 => b = (1)

Theo phương trình: mZnCl2mFeCl2

= 136a + 127b = 39,9 (2) Thế (1) vào (2) ta có:

136a + = 39,9 => a = 0,2 Nên: mZn = 65a = 65 . 0,2 = 13 (g)

mFe = 18,6 - 13 = 5,6(g)

 Thí nghiệm 1 : Gọi x và y lần lượt là số mol của Zn và Fe.

Phương trình hoá học :

Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2� Mol : x 2x x x Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� Mol : y 2y y y

Theo phương trình: mZnCl2 + mFeCl2 = 136x + 127y Ta có: mZn dư = 13 - 65x

mFe dư = 5,6 - 56y

Nên : 136x +127y + 13 - 65x + 5,6 - 56y = 34,575 Hay: 71( x + y ) = 15,975 => x + y = 0,225

Theo phương trình : nHCl = 2( x + y) = 2 . 0,225 = 0,45 (mol) Nồng độ mol của dung dịch HCl là:

CM = (mol/lit)

Bài 9

X là hỗn hợp 2 kim loại Mg và Zn . Y là dung dịch H2SO4 chưa rõ nồng độ . Thí nghiệm 1: Cho 24,3g X vào 2 lít Y, sinh ra 8,96 lít H2

Thí nghiêm 2: Cho 24,3 g X vào 3 lít Y, sinh ra 11,2 lít khí H2 . (Các thể tích đều đo ở 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 của mỗi kim loại trong X Hướng dẫn

4 , 4 0 , 22

96 , 8 4 ,

22V  

2 0,5

4 , 22

2 , 11 4 ,

22V  

2 Mg

Mg

x y

2

TN 1: nH = (mol) TN 2: nH = (mol)

Gọi a và b lần lượt là số mol của Mg và Zn.

Phương trình hoá học:

Mg + H2SO4  MgSO4 + H2� Mol: a a a a Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2� Mol: b b b b

Ta thấy : Số mol H2 ở thí nghiệm 2 lớn hơn số mol H2 ở thí nghiệm 1 nên kim loại ở thí nghiệm 1 dư , axit hết.

Ta có:

2 4

2 4

2

2

( 2) ( 1) ( 2) ( 1)

3 1,5 2 11, 2

1, 25 8,96

H SO TN H SO TN H TN H TN

V V V V

 

 

=> TN 2 : H2SO4 dư , X tan hết.

b) Thí nghiệm 2:

Theo phương trình : nH = a + b = 0,5 (mol) => b = 0,5 - a (1) Ta có : m + mZn = 24a + 65b = 24,3 (2) Thế (1) vào (2) ta có :

24a + 65( 0,5 - a ) = 24,3 => a = 0,2 Nên: m = 24a = 24 . 0,2 = 4,8 (g)

MZn = 24,3 - 4,8 = 19,5 (g) Bài 10:

Hoà tan 13,2 g hỗn hợp A gồm 2 kim loại có cùng hoá trị vào 400 ml dung dịch HCl 1,5 M. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 32,7 g hỗn hợp muối khan.

a) Chứng minh hỗn hợp A không tan hết.

b) Tính thể tích hiđro sinh ra( đktc).

Hướng dẫn

a)Số mol HCl trong 400 ml dung dịch HCl 1,5 M là:

nHCl = V . D = 0,4 . 1,5 = 0,6 (mol)

Gọi M và N là 2 kim loại trong hỗn hợp A có hoá trị x , a và b lần lượt là số mol của M và N.

Phương trình hoá học:

2M + 2xHCl  2 MClx + xH2� Mol: a xa a 0,5xa 2N + 2xHCl  2 NClx + yH2� Mol: b xb b 0,5xb Theo phương trình: nHCl = x(a + b ) = 0,6

Ta có: mMCl + mNCl = ( M + 35,5x ) a + ( N + 35,5x) b = 32,7 Hay : ( Ma + Nb ) + 35,5x ( a + b ) = 32,7

Nên: mM + mN = 11,4 < 13,2 Do đó hỗn hợp A không tan hết.

b) Theo phương trình: nH2 = 0,5x( a + b ) = 0,5 . 0,6 = 0,3 (mol ) Thể tích H2 thu được là :

VH dktc2( ) = 22,4 . 0,3 = 6,72 (lít) Chú ý:

- Trường hợp chỉ biết tổng khối lượng của 2 kim loại( Không biết số mol mỗi kim loại) và số mol ban đầu của axit, vấn đề đặt ra là hỗn hợp 2 kim loại có tan hết trong lượng axit nói trên hay không? Ta có thể áp dụng phương pháp sau:

Gọi A, B là khối lượng mol của 2 kim loại A, B; M là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp( Với A < B). Ta có:

hh hh hh hh

m m m

B n  M  A (vì A < M < B)

+ Muốn chứng minh hỗn hợp tan hết, ta giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại nhẹ hơn A. Nếu ta đủ axit để hòa tan hết A, do nhh <mhh

A = nA, thì hỗn hợp thật ta sẽ dư axit => hỗn hợp A hết.

+ Muốn chứng minh không đủ axit để hòa tan hết hỗn hợp, ta giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại nặng hơn B (nB = mhh

B ). Nếu ta không có đủ axit để hòa tan hết B thì với hỗn hợp thật, với số mol lớn hơn, ta sẽ thiếu axit, suy ra hỗn hợp không tan hết. Khi đó kim loại nào hoạt động mạnh hơn trong dãy hoạt động hóa học của kim loại sẽ tan trước, kim loại đó tan hết rồi đến kim loại kia.

( Lưu ý: các lí luận trên chỉ chắc chắn đúng khi A,B có cùng hóa trị) Bài 11

Hỗn hợp A gồm 2 kim loại Mg và Zn. B là dung dịch H2SO4 có nồng độ là x mol/l.

Trường hợp 1: Cho 24,3 g (A) vào 2 lít (B) sinh ra 8,96 lít khí H2. Trường hợp 2: Cho 24,3 g (A) vào 3 lít (B) sinh ra 11,2 lít khí H2.

a) Hãy chứng minh trong trường hợp 1 thì hỗn hợp kim loại chưa tan hết, trong trường hợp 2 axit còn dư.

b) Tính nồng độ x mol/ l của dung dịch (B) và % khối lượng mỗi kim loại trong (A) ( cho biết khí H2 sinh ra ở đktc.)

Hướng dẫn

a) Phương trình phản ứng:

Mg + H2SO4  MgSO4 + H2� TL: 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2� TL: 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol Trường hợp 1:

Cho 24,3 g (A) vào 2 lít (B) sinh ra : 2 8,96

0, 4( ) 22, 4

nH   mol

Trường hợp 2:

Cho 24,3 g (A) vào 3 lít (B) sinh ra: 2 11, 2

0,5( ) 22, 4

nH   mol

Như vậy khi hoà tan cùng một lượng (A) vào dung dịch (B) với nH SO TH2 4( 2) 1,5nH SO TH2 4( 1)

2 2

2 4

2 Mg

Mg

3 , 24

8 , 4

Nhưng thực tế: nH (TH2) = 0,5 (mol)

Do đó ở trường hợp 1, (A) còn dư; còn ở trường hợp 2 thì axit còn dư.

b) Trường hợp 1:

Theo phương trình: nH SO = nH = 0,4 (mol) Nồng độ M của dung dịch B là:

CM = 0,4: 0,2= 0,2M Trường hợp 2:

Gọi a và b lần lượt là số mol Mg và Zn trong 23,4 g hỗn hợp.

Theo phương trình: nhhA = nH = 0,5 (mol)

Nên : a + b = 0,5 => b = 0,5 - a (1) Ta có: m + mZn = 24a + 65b = 24,3 (2) Thế (1) vào (2) ta có :

24a + 65( 0,5 - a ) = 24,3 => a = 0,2 Nên: m = 24a = 24 . 0,2 =4,8 (g)

Thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong (A) là:

% Mg = x 100% = 19,75%

% Zn = 100% - 19,75% = 80,25%

Bài 12. Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hóa trị II( không đổi ) có tỉ lệ mol 1: 2. Cho khí H2 dư đi qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thì thu được hỗn hợp rắn B. Để hòa tan hết rắn B cần dùng đúng 80 ml dung dịch HNO3 1,25M và thu được khí NO duy nhất.

Xác định công thức hóa học của oxit kim loại. Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn

Đặt CTTQ của oxit kim loại là RO.

Gọi a, 2a lần lượt là số mol CuO và RO có trong 2,4 gam hỗn hợp A

Vì H2 chỉ khử được những oxit kim loại đứng sau Al trong dãy HĐHH của kim loại, nên có 2 khả năng xảy ra:

- R là kim loại đứng sau Al : Các PTPƯ xảy ra:

CuO + H2

to

��� Cu + H2O

a a

RO + H2

to

��� R + H2O

2a 2a

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2+ 2NO  + 4H2O

a 8

3 a

3R + 8HNO3  3R(NO3)2 + 2NO  + 4H2O

2a 16

3 a

Theo đề bài:

8 16

0,0125 0,08 1, 25 0,1

3 3

40( )

80 ( 16)2 2, 4

a a

a

R Ca

a R a

      

 

 

 

   



Không nhận Ca vì kết quả trái với giả thiết R đứng sau Al

- Vậy R phải là kim loại đứng trước Al

CuO + H2

to

��� Cu + H2O

a a

3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2+ 2NO  + 4H2O

a 8

3 a

RO + 2HNO3  R(NO3)2 + 2H2O

2a 4a

Theo đề bài :

8 4 0,1 0,015

3 24( )

80 ( 16).2 2, 4

a a a

R Mg

a R a

    

 

 

 

   



Trường hợp này thoả mãn với giả thiết nên oxit là: MgO.

Bài 13:

Một hỗn hợp X gồm Al và Fe nặng 22 gam. Cho hỗn hợp X tác dụng với 2 lit dung dịch HCl 0,3M( D= 1,05 g/ml).

a. Chứng tỏ rằng hỗn hợp không tan hết

b. Tính thể tích H2(đktc), khối lượng chất rắn Y không tan và nồng độ % chất tan trong dung dịch Z thu được. Biết rằng trong 2 kim loại chỉ có 1 kim loại tan.

Hướng dẫn

Giả sử hỗn hợp chỉ gồm Fe => nFe = 22

56= 0,39 mol Do Fe = 56 > Mhh nên:

56 mhh

 nhh thật

Để hòa tan hết 0,39 mol Fe này cần một số mol HCl là 0,78 mol:

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� Mol: 1 2

0,39  0,78

Ta không đủ axit để hòa tan hết 0,39 mol Fe. Khi thay Fe bàng Al, số mol kim loại tăng, ngoài ra 1 mol Al tiêu thụ 3 mol HCl, nhiều hơn 1 mol Fe chỉ tiêu thụ 2 mol HCl. Vậy số mol axit cẫn để hòa tan hỗn hợp còn lớn hơn nữa( Lớn hơn 0,78 mol), nên với 0,6 mol HCl. Ta không đủ hòa tan hỗn hợp X.

Vậy hỗn hợp X không tan hết.

b. Theo câu a: hHCl = 0,6 mol

Do Al hoạt động mạnh hơn Fe nên Al tan trước( Theo bài) 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2�

Mol: 0,2 0,6 0,3 Do đó: VH2 = 0,3. 22,4 = 6,72 lit Chất rắn Y không tan gồm Al dư và Fe mY = mX – mAl tan= 22 – 0,2. 27 = 16,6 gam Khối lượng dung dịch Z:

mdd = 2000. 1,05 + 5,4 -0,3.2 = 2104,8 gam Dung dịch Z chứa 0,2 mol AlCl3. Do đó:

m = 0,2. 133,5 = 26,7 gam

2 0,05 4

, 22

12 , 1 4 ,

22V  

M 56

8 ,

0 56  M

8 , 0

M 8 , 4

M 6 , 9 M

6 , 9 Vậy:

C% = 26,7.100%

210, 4 = 1,27%

Bài 14:

Cho 2g hỗn hợp Fe và kim loại hoá trị II vào dung dịch HCl có dư thì thu được 1,12 lít H2 (đktc). Mặt khác nếu hoà tan kim loại hoá trị II đó cần chưa đến 500 ml dung dịch HCl. Xác định kim loại hoá trị II.

Hướng dẫn

Số mol H2 thu được là:

n H = (mol)

Gọi M là kim loại hoá trị II ; x và y lần lượt là số mol của Fe và M.

Phương trình hoá học:

Fe + 2HCl  FeCl2 + H2� Mol: x 2x x x

M + 2HCl  MCl2 + H2� (1) Mol: y 2y y y

Theo phương trình: x + y = 0,05 => x = 0,05 - y (*) mFe + mM = 56x + My = 2 (**) Thế (*) vào (**) ta có:

56 ( 0,05 - y ) + My = 2 => y =

Vì: 0 < y < 0,05 nên 0 < < 0,05 => M < 40.

Theo phương trình (1) ta có: nHCl = 2 . nM = 2 . = (mol)

Theo đề bài: nHCl = < 0,5 => M > 19,2.

Do đó: 19,2 < M < 40

Trong các kim loại hoá trị II chỉ có M = 24( Mg ) là phù hợp . Vậy kim loại hoá trị II cần tìm là Mg.

Bài 15 Hòa tan một kim loại chưa biết hóa trị trong 500ml dd HCl thì thấy thoát ra 11,2 dm3 H2 ( đktc). Phải trung hòa axit dư bằng 100ml dd Ca(OH)2 1M. Sau đó cô cạn dung dịch thu được thì thấy còn lại 55,6 gam muối khan. Tìm nồng độ M của dung dịch axit đã dùng; Xác định tên của kim loại đã dùng.

Hướng dẫn

Giả sử kim loại là R có hóa trị là x  1 x, nguyên  3 Số mol Ca(OH)2 = 0,1 1 = 0,1 mol

Số mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol Các PTPƯ:

2R + 2xHCl  2RClx + xH2  (1) 1/x (mol) 1 1/x 0,5

Ca(OH)2 + 2HCl  CaCl2 + 2H2O (2)

0,1 0,2 0,1

Từ các phương trình phản ứng (1) và (2) suy ra:

nHCl = 1 + 0,2 = 1,2 mol

Nồng độ M của dung dịch HCl : CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M Theo các PTPƯ ta có : 55, 6 (0,1 111) 44,5

RClx

m     gam

ta có : 1

x ( R + 35,5x ) = 44,5

 R = 9x

x 1 2 3

R 9 18 27

Vậy kim loại thoã mãn đầu bài là nhôm Al ( 27, hóa trị III )

Bài 16. Hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và Al. Hoà tan hoàn toàn 2,54 gam X bằng một lượng vừa đủ H2SO4 trong dung dịch loãng tạo ra 2,464 lít H2 (đktc) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch Ba(OH)2 cho tới khi gốc sunfat (=SO4) chuyển hết vào kết tủa thì thu được 27,19 gam kết tủa. Xác định kim loại M.

Hướng dẫn

Gọi số mol M và Al trong 2,54 g hỗn hợp lần lượt là x và y.

Ta có: x.M + 27y = 2,54 (I) - Tác dụng với dd H2SO4 loãng:

2M + H2SO4 � M2SO4 + H2  (1) x 0,5x 0,5x

2Al + 3H2SO4 � Al2(SO4)3 + 3H2 (2) y 0,5y 1,5y

Ta có 0,5x + 1,5y = 0,11 (II)

Dung dịch Y chứa M2SO4 và Al2(SO4)3. Cho tác dụng với dd Ba(OH)2 đủ để kết tủa vừa hết gốc =SO4.

M2SO4 + Ba(OH)2 � BaSO4 + 2MOH (3) 0,5x 0,5x x

Al2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 � 3BaSO4 + 2Al(OH)3 (4) 0,5y 1,5y y

Do M là kiềm mạnh => ta có pư.

MOH + Al(OH)3 � MAlO2 + 2H2O (5)

4 4

BaSO BaSO

n 0,5x 1,5y 0,11(mol)  m 0,11x233 25,63(g) 27,19(g) 

=> Vậy kết tủa còn Al(OH)3

=> MOH phản ứng hết và hoà tan được x mol Al(OH)3 theo p/ư (5).

Al(OH)3c�n

m = 27,19 - 25,63 = 1,56 (g) => nAl(OH)3c�n 1,56 0,02(mol)

 78 

=> nAl(OH)3c�n  y x(mol)  y x 0,02(mol) (III) Từ (II) và (III) => x 0,04

y 0,06

�

�

�

Thay vào (I) ta được: 0,04M + 0,06.27 = 2,54 => M = 23. Vậy M là Na.