Bài toỏn kimloại tỏc dụng với dung dịch muối

10. Cấu trỳc luận văn

2.4.3. Bài toỏn kimloại tỏc dụng với dung dịch muối

* Kim loại hoạt động (A) cú thể khử được ion kim loại kộm hoạt động hơn(Bn+) trong dung dịch muối thành kim loại tự do(B).

nA + mBn+  nAm+ + mB

* Điều kiện : A phải đứng trước B trong dóy điệnhoỏ và khụng phản ứng với nước ở điều kiện thường . Muối A,B phải tan trong nước.

a, Do kim loại A tan và kim loại B sinh ra bỏm lờn thanh kim loại A, nờn sau phản ứng thanh kim loại A sẽ thay đổi khối lượng:

- Nếu mA(tan) < mB(bỏm) cú: mtăng = mdung dịch giảm = mB(bỏm)- mA(tan) - Nếu mA(tan) > mB(bỏm) cú: mgiảm = mdung dịch tăng = mB(tan)- mA(bỏm) b, Khi cho cỏc kim loại mạnh(Na, K, Ca...)vào dung dịch muối, thỡ trước hết kim loại đú sẽ phản ứng với H2O tạo H2 và kiềm, sau đú cú thể xảy ra phản ứng trao đổi giữa kiềm và muối(nếu tạo được kết tủa, hoặc khớ , hoặc chất điện li yếu).

c, Trường hợp nhiều kim loại tỏc dụng với dung dịch muối thỡ phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiờn: kim loại cú tớnh khử mạnh nhất ưu tiờn phản ứng với muối của kim loại cú tớnh ụxi hoỏ mạnh nhất (theo dóy điện hoỏ).

Vớ dụ: Khi cho nhiều kim loại + dung dịch nhiều muối sau khi kết thỳc

phản ứng sẽ cú hai phần:

+ Phần dung dịch chứa muối của kim loại theo thứ tự ưu tiờn: muối của kim loại mạnh nhất rồi đến muối của kim loại khử yếu hơn

+ Phần rắn chứa kim loại theo thứ tự ưu tiờn: Kim loại yếu nhất rồi đến kim loại mạnh hơn

Với cỏc bài toỏn phức tạp loại này,nờn ỏp dụng ĐLBT số mol electron để giải.

Bài toỏn minh họa:

Bài 1: Cho 5,4 gam bột Al phản ứng vừa đủ với dung dịch muối MSO4 thu được dung dịch X. Khối lượng chất tan trong dung dịch X giảm 10,2 gam so với dung dịch MSO4. Xỏc định cụng thức của muối MSO4?

Lời giải: nAl =5, 4 0, 2

27  mol

2Al + 3M2+2Al3+ + 3M 0,2 0,3 0,2 0,3

Ta thấy độ giảm khối lượng chất tan trong dung dịch chớnh bằng độ tăng khối lượng kim loại .

 10,2 = 0,3M – 5,4 M = 52(Cr) Vậy muối MSO4 là CrSO4

Bài 2: Cho hỗn hợp gồm 2,7 gam Al và 5,6 gam Fe vào 550ml dung dịch AgNO3 1M. sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn.Tớnh m?

Lời giải:

3

0,1 ; 0,1 ; 0,55

Al Fe AgNO

n  mol n  mol n  mol

Quỏ trỡnh nhường e: Al  Al3+ + 3e 0,1  0,3 Fe  Fe2+ + 2e 0,1  0,2 Quỏ trỡnh nhận e: Ag++ 1e Ag 0,50,550,55

Thấy ne nhường (0,5 mol) < ne nhận (0,55 mol)

Phải cú chất cho thờm 0,05 mol e  chất đú là Fe2+ Fe2+ Fe3+ + 1e

0,050,050,05

 mrắn = mAg = 0,55.108 = 59,4 gam

Bài 3: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3

0,3M. Sau khi cỏc phản ứng hoàn toàn thu được m2 gam chất rắn X. Cho m2 gam chất rắn tỏc dụng với lượng dư dung dịch HCl thỡ thu được 0,336 lớt (đktc). Tớnh m1 và m2?

Lời giải:

2 0,015 ; ( 3 2) 0,03 ; 3 0,03

H Cu NO AgNO

n  mol n  mol n  mol

Vỡ X + HCl cho khớ  trong X cú Al dư. Đặt x là số mol Al đó phản ứng. Quỏ trỡnh nhường e: Al  Al3+ + 3e x  3x Quỏ trỡnh nhận e: Ag++ 1e  Ag 0,030,030,03 Cu2+ + 2e  Cu 0,03 0,06 0,03

Áp dụng ĐLBT số mol electron, ta cú: 3x = 0,03 + 0,06 = 0,09 mol  x = 0,03 mol Cú: 2Al(dư) + 6HCl  AlCl3 + 3H2

0,01  0,015 m1 = 27.(0,03 + 0,01) = 1,08 gam

m2 = 108.0,03 + 64.0,03 + 27.0,01 = 5,43 gam.

Bài 4: Cho hỗn hợp X (dạng bột) gồm 0,01 mol Al và 0,025 mol Fe tỏc dụng với 400ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO3)2 0,05M và AgNO3 0,125M. Kết thỳc phản ứng, lọc tỏch kết tủa, cho nước lọc tỏc dụng với dung dịch NaOH dư thu được m gam kết tủa. Tớnh m?

Lời giải: 2 0,02 ; 0,05 Cu Ag n   mol n   mol Thứ tự phản ứng: Al + 3Ag+ Al3+ + 3Ag (1) 0,010,030,01 Sau (1), Ag+ cũn 0,02 mol. Fe + 2Ag+  Fe2+ + 2Ag (2) 0,01 0,02 0,01 Sau (2), Fe cũn 0,015 mol. Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu (3)

0,0150,015 0,015 Sau (3), Cu2+ cũn dư 0,005 mol và Fe2+cú số mol là : 0,01 + 0,015= 0,025 mol. 2 2 2 ( ) Cu  OH Cu OH  0,005 0,005 Fe2+ + 2OH Fe OH( )2  0,025 0,025 3 2 2 4 2 Al  OHAlO H O mkết tủa = 98.0,005 + 90.0,025 = 2,74 gam

Bài 5: Cho hỗn hợp X chứa 0,05 mol Fe và 0,03 mol Al tỏc dụng với 100ml dung dịch Y chứa AgNO3 và Cu(NO3)2. Sau phản ứng thu được dung dịchZ

và 8,12 gam chất rắn T gồm 3 kim loại. Cho chất rắn T tỏc dụng với dung dịch HCl dư thu được 0,03 mol H2.

Xỏc định nồng độ mol của AgNO3 và Cu(NO3)2 trong dung dịch Y?

Lời giải:

8,12 gam chất rắn T gồm 3 kim loại , đú phải là: Ag, Cu và Fe dư  Al và hai muối trong dung dịch hết

Cho T tỏc dụng với dung dịch HCl dư: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 0,03  0,03  nFe phản ứng = 0,05 – 0,03 = 0,02 mol Quỏ trỡnh nhường e: Al  Al3+ + 3e 0,03  0,09 Fe  Fe2+ + 2e 0,02  0,04 Quỏ trỡnh nhận e: Ag++ 1e Ag x  x Cu2+ + 2e  Cu Y  2y Áp dụng ĐLBT số mol electron, ta cú: x + 2y = 0,13 (1) Mặt khỏc: 108x + 64y = 8,12 – 0,03 = 6,44 (2) Từ (1) và (2)  x = 0,03 mol; y = 0,05 mol  CM AgNO, 3 0,3 ;M CM Cu NO, ( 3 2) 0,5M Bài toỏn vận dụng Bài tập tự luận.

Bài 1: Nhỳng một thanh kim loại M hoỏ trị II vào dung dịch Cu(NO3)2. Sau một thời gian lấy thanh M ra cõn, thấy khối lượng thanh tăng 0,1 gam. Mặt khỏc, cũng nhỳng thanh kim loại M như trờn vào dung dịch AgNO3, sau phản ứng, thấy khối lượng của thanh kim loại tăng 2 gam. Biết số mol kim loại M đó bị tan trong 2 trường hợp là như nhau. Xỏc định kim loại M?

Bài 2: Cho lượng bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl2 và CuCl2. Khối lượng chất rắn sau khi cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 0,5 gam. Cụ cạn phần dung dịch sau phản ứng được 13,6 gam muối khan. Tớnh tổng khối lượng cỏc muối trong X?

Đỏp ỏn: 13,1 gam

Bài 3: Cho m gam bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4. Sau khi kết thỳc phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn.

Tớnh % khối lượng của Zn trong hỗn hợp?

Đỏp ỏn: 90,27%

Bài 4: Hoà tan 5,6 gam bột Fe vào 250ml dung dịch AgNO3 1M, kết thỳc phản ứng thu được m gam chất rắn. Tớnh m?

Đỏp ỏn: m = 27 gam

Bài 5: Cho m gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Cu vào 600ml dung dịch AgNO3 1M. Sau khi kết thỳc phản ứng thu được dung dịch Y gồm 3 muối (khụng chứa muối AgNO3)cú khối lượng giảm 50 gam so với ban đầu.

Tớnh m?

Đỏp ỏn: m = 14,8 gam

Bài 6: Cho 0,87 gam hỗn hợp bột cỏc kim loại Fe, Al, Cu cú tỉ lệ mol tương ứng là: 1:2:1 vào 400ml dung dịch gồm AgNO3 0,08M và Cu(NO3)2 0,5M. Tớnh khối lượng chất rắn thu được sau khi phản ứng hoàn toàn ?

Đỏp ỏn: m = 4,032 gam

Bài 7: Cho 1, 93 gam hỗn hợp gồm Fe và Al tỏc dụng với dung dịch chứa Cu2+ và 0,03 mol Ag+. Sau phản ứng thu được 6,44 gam hỗn hợp cú 2 kim loại. Tớnh phần trăm khối lượng Fe trong hỗn hợp ban đầu.

Đỏp ỏn: 58,03%

Bài 8: Cho 3,8 gam hỗn hợp gồm Al và Fe vào 200ml dung dịch CuSO4 1,05M. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 15,68 gam chất rắn Y gồm 2 kim loại. Tớnh khối lượng của Fe cú trong hỗn hợp X?

Bài 9: Trộn dung dịch AgNO3 0,42M và Pb(NO3)2 0,36M với thể tớch bằng nhau thu được dung dịch X. Cho 0,81 gam bột Al vào 100ml dung dịch X tới phản ứng hoàn toàn được m gam chất rắn Y. Tớnh m?

Đỏp ỏn: m= 6,291 gam.

Bài 10 : Cho m gam bột Fe vào 200 ml dung dịch X chứa hỗn hợp AgNO3 và Cu(NO3)2 . Khi phản ứng xong thu được 3,44 gam chất rắn Y và dung dịch Z. Tỏch Y rồi cho dung dịch Z tỏc dụng với dung dịch NaOH dư thỡ được 3,68 gam kết tủa hai hiđrụxit kim loại. Nung kết tủa trong khụng khớ đến khối lượng khụng đổi được 3,2 gam chất rắn.

Tớnh m và nồng độ mol của Cu(NO3)2 trong dung dịch X?

Đỏp ỏn : m= 1,68gam ; CM = 1,5M

Bài tập trắc nghiệm khỏch quan.

Cõu 1: Cho biết phản ứng húa học của pin điện húa Zn-Ag khi phúng điện là : Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag. Sau một thời gian phản ứng, kết luận nào sau đõy là đỳng.

A.Khối lượng điện cực Zn tăng. B.Khối lượng điện cực Ag giảm C.Nồng độ Zn2+ tăng D. Nồng độ Ag+ tăng.

Cõu 2:Dựa vào tớnh oxi húa của cỏc cặp oxi húa – khử, hóy cho biết phản ứng nào dưới đõy khụng xảy ra.

A. Fe + Fe3+→ 3Fe2+ B.Mg + Fe3+→ Mg2+ + Fe2+ C.Fe2+ + Ag+→ Fe3+ + Ag D.Ag + Cu2+→ Ag+ + Cu

Cõu 3: Cho hỗn hợp gồm Fe và Cu phản ứng với dd HNO3 loóng. Sau pư xảy ra hoàn toàn thu được dd chỉ chứa 1 chất tan và kim loại dư. Chất tan đú là

A.Cu(NO3)2 B.HNO3 C. Fe(NO3)2 D.Fe(NO3)3

Cõu 4: Cho 0,1 mol Ba vào dd X chứa hỗn hợp gồm 0,2 mol CuSO4 và 0,12 mol HCl. Kết thỳc pư thu được kết tủa, nung núng ở nhiệt độ cao đến khối lượng khụng đổi thu được bao nhiờu gam chất rắn.

Cõu 5: Cho 9,16g hỗn hợp X( Zn, Fe, Cu) vào cốc đựng 170ml dd CuSO4 1M sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dd X và chất rắn Z. Chất rắn Z chứa

A. Cu(NO3)2 B.Cu, Fe, Zn. C.Cu D. Fe,Cu

Cõu 6. Cho 12g Mg vào 1 lớt dung dịch CuSO4 0,25M ; FeSO4 0,3M. Sau phản ứng. khối lượng chất rắn thu được là

A.30g C.32,5g B.22g D.16g

Cõu 7: Cho miếng Na kim loại tan hoàn toàn trong 100ml dd AlCl3 thu được 5,6l khớ (đktc) và kết tủa. Nung kết tủa đến khối lượng khụng đổi thu được 5,1g chất rắn. Cỏc phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Nồng độ mol/l dd AlCl3 là

A.0,5M C. 1,5M B.0,1M D.2M

Cõu 8: Cho hỗn hợp X ở dạng bột gồm 0,05 mol Fe, 0,1 mol Al vào 200ml dd AgNO3 2,1M. Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dd Y và chất rắn Z. Dung dịch Y chứa cỏc ion sau

A.Al3+,Fe3+,Fe2+,NO3- B.Al3+,Fe2+,NO3- C.Al3+,Ag+,Fe2+,NO3- D.Al3+,Fe3+,Ag+,NO3-

Cõu 9: Hai kim loại cựng chất cú khối lượng bằng nhau.Một được ngõm trong dd CuCl2, một được ngõm trong dd CdCl2. Sau 1 thời gian phản ứng người ta nhận thấy khối lượng lỏ kim loại tăng 8,4%. Biết số mol CuCl2 và số mol CdCl2 trong 2 dd giảm như nhau. Tờn kim loại đó dựng là:

A.Zn B.Fe C.Al D.Ni

Cõu10. Cho 2,8g Fe và 0,81g Al vào 100ml dd A chứa Cu(NO3)2 và AgNO3. Sau phản ứng thu được dung dịch B và 8,12g chất rắn C gồm 3 kim loại; cho C tỏc dụng với dd HCl dư thu được 9,72 lớt khớ H2(đktc). Tỡm nồng độ (mol/l) cỏc chất trong dd A.

A.CM Cu(NO3)2= 0,5M ; CM AgNO3= 0,3M B.CM Cu(NO3)2= 0,3M ; CM AgNO3= 0,5M C.CM Cu(NO3)2= 0,1M ; CM AgNO3= 0,3M D. CM Cu(NO3)2= 0,2M ; CM AgNO3= 0,3M