giải nhanh kim loại

7/30/2019 gii nhanh kim loi

1/22

I BI TP V XC NH TN KIM LOI

1) C th tnh c khi lng mol nguyn t kim loi M theo cc cch sau:

- T khi lng (m) v s mol (n) ca kim loi M =m

n

- T Mhp cht Mkim loi

- T cng thc Faraday M =m.n.F

I.t(n l s electron trao i mi in cc)

- T a < m < b v < n < m

Mn

a b< = n No duy nht m = 3 v n = 2 x = y = 0,1 mol

- T (1) M = 56 Fe v % M = 70 % p n D

V d 3: Hn hp X gm hai mui cacbonat ca 2 kim loi kim th hai chu k lin tip.

Cho 7,65 gam X vo dung dch HCl d. Kt thc phn ng, c cn dung dch th thu c

8,75 gam mui khan. Hai kim loi l:A. Mg v Ca B. Ca v Sr C. Be v Mg D. Sr v Ba

Hng dn:

- t cng thc chung ca hai mui l 3MCO . Phng trnh phn ng:

3 2 2 2MCO + 2HCl MCl + CO + H O

- T phng trnh thy: 1 mol 3MCO phn ng th khi lng mui tng: 71 60 = 11 gam

- Theo bi khi lng mui tng: 8,75 7,65 = 1,1 gam c 0,1 mol 3MCO tham gia

phn ng

M + 60 = 76,5 M = 16,5 2 kim loi l Be v Mg p n C

V d 4: Ha tan hon ton 6 gam hn hp X gm Fe v mt kim loi M (ha tr II) vo

dung dch HCl d, thu c 3,36 lt kh H2 ( ktc). Nu ch ha tan 1,0 gam M th dng


3/22

khng n 0,09 mol HCl trong dung dch. Kim loi M l:

A. Mg B. Zn C. Ca D. Ni

Hng dn: nH2 = 0,15 mol

- nX = nH2 = 0,15 mol M X = 40

- ha tan 1 gam M dng khng n 0,09 mol HCl 2M


4/22

+ M l kim loi c hiroxit lng tnh (nh Al, Zn)

M + (4 n)OH + (n 2)H2O MO2n 4 + H2 (da vo s mol kim loi kim hoc kim

th s mol OHri bin lun xem kim loi M c tan ht khng hay ch tan mt phn)

2) Mt s v d minh ha:

V d 1: Hn hp X gm Na, K, Ba ha tan ht trong nc d to dung dch Y v 5,6 lt kh

( ktc). Tnh V ml dung dch H2SO4 2M ti thiu trung ha Y

A. 125 ml B. 100 ml C. 200 ml D. 150 ml

Hng dn: nH2 = 0,25 mol

Ta c nOH = 2nH2 m nOH

= nH+ nH2SO4 = OHHnn

2 2

-+

= = nH2 = 0,25 mol V =

0,125 lt hay 125 ml p n A

V d 2: Thc hin hai th nghim sau:

Th nghim 1: Cho m gam hn hp Ba v Al vo nc d, thu c 0,896 lt kh ( ktc)

Th nghim 2: Cng cho m gam hn hp trn cho vo dung dch NaOH d thu c 2,24

lt kh ( ktc) Cc phn ng xy ra hon ton. Gi tr ca m l:

A. 2,85 gam B. 2,99 gam C. 2,72 gam D. 2,80 gam

Hng dn: nH2 th nghim 1 = 0,04 < nH2 th nghim 2 = 0,1 mol th nghim 1 Ba

ht, Al d cn th nghim 2 th c Ba v Al u ht

- Gi nBa = x mol v nAl = y mol trong m gam hn hp

- Th nghim 1:

Ba + 2H2O Ba2+ + 2OH + H2

x 2x x

Al + OH + H2O AlO2 +3

2H2

2x 3x

nH2 = 4x = 0,04 x = 0,01 mol
http://www.moon.vn/Images/Teachers/binhnguyentrang83/Baigiang/Haohoc/PP_KimLoai/image032.gif


5/22

- Th nghim 2: tng t th nghim 1 ta c: x +3y

2= 0,1 y = 0,06 mol

m = 0,01.137 + 0,06.27 = 2,99 gam p n B

V d 3: Ha tan hon ton 7,3 gam hn hp X gm kim loi Na v kim loi M (ha tr n

khng i) trong nc thu c dung dch Y v 5,6 lt kh hiro ( ktc). trung ha dung

dch Y cn dng 100 ml dung dch HCl 1M. Phn trm v khi lng ca kim loi M trong

hn hp X l:

A. 68,4 % B. 36,9 % C. 63,1 % D. 31,6 %

Hng dn: nH2 = 0,25 mol ; nHCl = 0,1 mol

- Gi nNa = x mol v nM = y mol 23x + My = 7,3 (1)

- Nu M tc dng trc tip vi nc 2H

x ny

n = + =0,0252 2 nOH

= 0,5 > nHCl = 0,1

loi

- Nu M l kim loi c hiroxit lng tnh (n = 2 hoc 3):

M + (4 n)OH + (n 2)H2O MO2n 4 +n

2H2

y (4 n)y ny/2

- Do OH d nn kim loi M tan ht v nOH d = x (4 n)y mol x (4 n)y = 0,1 (2)v x + ny = 0,5 (3) y = 0,1 mol

- Thay ln lt n = 2 hoc 3 vo (1) ; (2) ; (3) ch c n = 3 ; x = 0,2 ; M = 27 l tha mn

%M = 36,9 % p n B

III BI TON V KIM LOI TC DNG VI DUNG DCH AXIT

1) Kim loi tc dng vi dung dch axit:

a) i vi dung dch HCl, H2SO4 long:

M + nH+ Mn+ + n/2H2

(M ng trc hiro trong dy th in cc chun)

b) i vi H2SO4 c, HNO3 (axit c tnh oxi ha mnh):

- Kim loi th hin nhiu s oxi ha khc nhau khi phn ng vi H2SO4 c, HNO3 s t s

oxi ha cao nht


6/22

- Hu ht cc kim loi phn ng c vi H2SO4 c nng (tr Pt, Au) v H2SO4 c ngui

(tr Pt, Au, Fe, Al, Cr), khi S+6 trong H2SO4 b kh thnh S+4 (SO2) ; So hoc S-2 (H2S)

- Hu ht cc kim loi phn ng c vi HNO3 c nng (tr Pt, Au) v HNO3 c ngui

(tr Pt, Au, Fe, Al, Cr), khi N+5 trong HNO3 b kh thnh N+4 (NO2)

- Hu ht cc kim loi phn ng c vi HNO3 long (tr Pt, Au), khi N+5 trong HNO3

b kh thnh N+2 (NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) hoc N-3 (NH4+)

c) Kim loi tan trong nc (Na, K, Ba, Ca,) tc dng vi axit: c 2 trng hp

- Nu dung dch axit dng d: ch c phn ng ca kim loi vi axit

- Nu axit thiu th ngoi phn ng gia kim loi vi axit (xy ra trc) cn c phn ng

kim loi d tc dng vi nc ca dung dch

2) Mt s ch khi gii bi tp:

- Kim loi tc dng vi hn hp axit HCl, H2SO4 long (H+ ng vai tr l cht oxi ha) th

to ra mui c s oxi ha thp v gii phng H2: M + nH+ Mn+ + n/2H2 (nH+ = nHCl +

2nH2SO4)

- Kim loi tc dng vi hn hp axit HCl, H2SO4 long, HNO3 vit phng trnh phn

ng di dng ion thu gn (H+ ng vai tr mi trng, NO3 ng vai tr cht oxi ha) v

so snh cc t s gia s mol ban u v h s t lng trong phng trnh xem t s no nh

nht th cht s ht trc ( tnh theo)- Cc kim loi tc dng vi ion NO3 trong mi trng axit H+ xem nh tc dng vi HNO3

- Cc kim loi Zn, Al tc dng vi ion NO3 trong mi trng kim OHgii phng 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 hn hp nhiu kim loi tc dng vi hn hp axit th dng nh lut bo ton mol

electron v phng php ion electron gii cho nhanh. So snh tng s mol electron cho

v nhn bin lun xem cht no ht, cht no d

- Khi hn hp kim loi trong c Fe tc dng vi H2SO4 c nng hoc HNO3 cn ch

xem kim loi c d khng. Nu kim loi (Mg Cu) d th c phn ng kim loi kh Fe3+

v Fe2+. V d: Fe + 2Fe3+ 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+


7/22

- Khi ha tan hon hon hn hp kim loi trong c Fe bng dung dch HNO3 m th tch

axit cn dng l nh nht mui Fe2+

- Kim loi c tnh kh mnh hn s u tin phn ng trc

- Nu bi yu cu tnh khi lng mui trong dung dch, ta p dng cng thc sau:

mmui = mcation + manionto mui = mkim loi + manion to mui

(manion to mui = manion ban u manion to kh)

- Cn nh mt s cc bn phn ng 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

SO42 + 8e + 10H+ H2S + 4H2O

2NO3- + 10e + 12H+ N2 + 6H2O

NO3- + 8e + 10H+ NH4+ + 3H2O

- Cn nh s mol anion to mui v s mol axit tham gia phn ng:

nSO42to mui = .a

2nX (a l s electron m S+6 nhn to sn phm kh X)

nH2SO4phn ng = 2nSO2 + 4nS + 5nH2S

nNO3to mui = a.nX (a l s electron m N+5 nhn to ra sn phm kh X)

nHNO3 phn ng = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2

3) Mt s v d minh ha

V d 1: Cho 3,68 gam hn hp gm Al v Zn tc dng vi mt lng va dung dchH2SO4 10 %, thu c 2,24 lt kh H2 ( ktc). Khi lng dung dch thu c sau phn ng

l:


Hng dn: nH2 = nH2SO4 = 0,1 mol m (dung dch H2SO4) = 98 gam m (dung dch

sau phn ng) = 3,68 + 98 - 0,2 = 101,48 gam p n C


8/22

V d 2: Ho tan hon ton 14,6 gam hn hp X gm Al v Sn bng dung dch HCl (d), thu

c 5,6 lt kh H2 ( ktc). Th tch kh O2 ( ktc) cn phn ng hon ton vi 14,6

gam hn hp X l:

A. 2,80 lt B. 1,68 lt C. 4,48 lt D. 3,92 lt

Hng dn: Gi nAl

= x mol ; nSn

= y mol 27x + 119y = 14,6 (1) ; nH

2

= 0,25 mol

- Khi X tc dng vi dung dch HCl:

V d 3: Cho 7,68 gam hn hp X gm Mg v Al vo 400 ml dung dch Y gm HCl 1M v

H2SO4 0,5M. Sau khi phn ng xy ra hon ton thu c 8,512 lt kh ( ktc). Bit trong

dung dch, cc axit phn li hon ton thnh cc ion. Phn trm v khi lng ca Al trong X


9/22

l:

A. 56,25 % B. 49,22 % C. 50,78 % D. 43,75 %

Hng dn: nH+ = 0,8 mol ; nH2 = 0,38 mol nH

+phn ng = 0,76 mol < 0,8 mol axit d,

kim loi ht

- Gi nMg = x mol ; nAl = y mol % Al = %

p n A

V d 4: Cho 0,10 mol Ba vo dung dch cha 0,10 mol CuSO4 v 0,12 mol HCl. Sau khi cc

phn ng xy ra hon ton, lc ly kt ta nung nhit cao n khi lng khng i thu

c m gam cht rn. Gi tr ca m l:

A. 23,3 gam B. 26,5 gam C. 24,9 gam D. 25,2 gamHng dn: Cc phn ng xy ra l:

Ba + 2HCl BaCl2 + H2

0,06 0,12 0,06

BaCl2 + CuSO4 BaSO4 + CuCl2

0,06 0,06 0,06

Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2

0,04 0,04

Ba(OH)2 + CuSO4 BaSO4 + Cu(OH)2

0,04 0,04 0,04 0,04

Cu(OH)2 CuO + H2O

0,04 0,04

m (cht rn) = mBaSO4 + mCuO = (0,06 + 0,04).233 + 0,04.80 = 26,5 gam p n B

V d 5: Th tch dung dch HNO3 1M (long) t nht cn dng ho tan hon ton 18 gam

hn hp gm Fe v Cu trn theo t l mol 1 : 1 l: (bit phn ng to cht kh duy nht l

NO)

A. 1,0 lt B. 0,6 lt C. 0,8 lt D. 1,2 lt

Hng dn: nFe = nCu = 0,15 mol

- Do th tch dung dch HNO3 cn dng t nht mui Fe2+ ne cho = 2.(0,15 + 0,15) =


10/22

0,6 mol

- Theo lbt mol electron nH+ = nHNO3 = mol VHNO3 = 0,8 lt p n C

V d 6: Ha tan 9,6 gam Cu vo 180 ml dung dch hn hp HNO3 1M v H2SO4 0,5M, kt

thc phn ng thu c V lt ( ktc) kh khng mu duy nht thot ra, ha nu ngoi khng

kh. Gi tr ca V l:

A. 1,344 lt B. 4,032 lt C. 2,016 lt D. 1,008 lt

Hng dn: nCu = 0,15 mol ; nNO3 = 0,18 mol ; nH

+ = 0,36 mol

3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O

0,36 0,09

Do H+ ht ; Cu d

VNO = 0,09.22,4 = 2,016 lt p n C

V d 7: Cho hn hp gm 1,12 gam Fe v 1,92 gam Cu vo 400 ml dung dch cha hn

hp gm H2SO4 0,5M v NaNO3 0,2M. Sau khi cc phn ng xy ra hon ton, thu c

dung dch X v kh NO (sn phm kh duy nht). Cho V ml dung dch NaOH 1M vo dung

dch X th lng kt ta thu c l ln nht. Gi tr ti thiu ca V l:

A. 360 ml B. 240 ml C. 400 ml D. 120 ml

Hng dn: nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol ne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol ; nH+

= 0,4 mol ; nNO3 = 0,08 mol (Ion NO3 trong mi trng H+ c tnh oxi ha mnh nh

HNO3)

- Bn phn ng: NO3+ 3e + 4H+ NO + 2H2O

0,12 0,16

Do kim loi kt v H+ d

nH+ d = 0,4 0,16 = 0,24 mol nOH

(to kt ta max) = 0,24 + 0,02.3 + 0,03.2 =

0,36 V = 0,36 lt hay 360 ml p n A


11/22

V d 8: Cho 24,3 gam bt Al vo 225 ml dung dch hn hp NaNO3 1M v NaOH 3M

khuy u cho n khi kh ngng thot ra th dng li v thu c V lt kh ( ktc).Gi tr

ca V l:

A. 11,76 lt B. 9,072 lt C. 13,44 lt D. 15,12 lt

Hng dn: nAl

= 0,9 mol ; nNO

3= 0,225 mol ; n

OH

= 0,675 mol

8Al + 3NO3+ 5OH + 18H2O 8[Al(OH)4] + 3NH3 (1)

B: 0,9 0,225 0,675

P: 0,6 0,225 0,375 0,225

D: 0,3 0 0,3

Do NO3 ht

Al + OH (d) + H2O AlO2 + H2 (2)

0,3 0,3 0,45

T (1) ; (2) V = (0,225 + 0,45).22,4 = 15,12 lt p n D

V d 9: Ha tan hon ton 100 gam hn hp X gm Fe, Cu , Ag trong dung dch HNO3

(d). Kt thc phn ng thu c 13,44 lt hn hp kh Y gm NO2, NO, N2O theo t l s

mol tng ng l 3 : 2 : 1 v dung dch Z (khng cha mui NH4NO3). C cn dung dch Z

thu c m gam mui khan. Gi tr ca m v s mol HNO3 phn ng ln lt l:

A. 205,4 gam v 2,5 mol B. 199,2 gam v 2,4 mol

C. 205,4 gam v 2,4 mol D. 199,2 gam v 2,5 mol

Hng dn: nY = 0,6 mol nNO2 = 0,3 mol ; nNO = 0,2 mol ; nN2O = 0,1 mol

3NOn - to mui = 2NOn + 3. NOn + 8. 2N On = 0,3 + 3.0,2 + 8.0,1 = 1,7 mol

mZ = mKl + 3NOm - to mui = 100 + 1,7.62 = 205,4 gam (1)

3HNOn

phn ng = 2. 2NOn + 4. NOn + 10. 2N On = 2.0,3 + 4.0,2 + 10.0,1 = 2,4 mol (2)

- T (1) ; (2) p n C

V d 10: Cho 6,72 gam Fe vo 400 ml dung dch HNO3 1M, n khi phn ng xy ra hon

ton, thu c kh NO (sn phm kh duy nht) v dung dch X. Dung dch X c th ho tan


12/22

ti a m gam Cu. Gi tr ca m l:


Hng dn: nFe = 0,12 mol ne cho = 0,36 mol; nHNO3 = 0,4 mol ne nhn = 0,3 mol

- Do ne cho > ne nhn Fe cn d dung dch X c Fe2+ v Fe3+

- Cc phn ng xy ra l:Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

0,1 0,4 0,1

Fe (d) + 2Fe3+ 3Fe2+

0,02 0,04


13/22

Cu + 2Fe3+ (d) Cu2+ + 2Fe2+

0,03 0,06

mCu = 0,03.64 = 1,92 gam p n A

V d 11: Ho tan hon ton 12,42 gam Al bng dung dch HNO3 long (d), thu c dung

dch X v 1,344 lt ( ktc) hn hp kh Y gm hai kh l N2O v N2. T khi ca hn hp

kh Y so vi kh H2 l 18. C cn dung dch X, thu c m gam cht rn khan. Gi tr ca m

l:


Hng dn: nAl = 0,46 mol ne cho = 1,38 mol ; nY = 0,06 mol ; M Y = 36

- D dng tnh c nN2O = nN2 = 0,03 mol

ne nhn = 0,03.(8 + 10) = 0,54 mol < ne cho dung dch X cn cha mui NH4NO3

nNH4+ = NO3= mol

- Vy mX = mAl(NO3)3 + m NH4NO3 = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 gam p n C

(Hoc c th tnh mX = mKl + mNO3-to mui + mNH4

+ = 12,42 + (0,03.8 + 0,03.10 + 0,105.8 +

0,105).62 + 0,105.18 = 106,38 gam)

IV BI TP V KIM LOI TC DNG VI DUNG DCH MUI

1) Kim loi tc dng vi dung dch mui:

- iu kin kim loi M y c kim loi X ra khi dung dch mui ca n:

xM (r) + nXx+ (dd) xMn+ (dd) + nX (r)

+ M ng trc X trong dy th in cc chun

+ C M v X u khng tc dng c vi nc iu kin thng

+ Mui tham gia phn ng v mui to thnh phi l mui tan

- Khi lng cht rn tng: m = mXto ra mMtan

- Khi lng cht rn gim: m = mMtan mX to ra

- Khi lng cht rn tng = khi lng dung dch gim

- Ngoi l:

+ Nu M l kim loi kim, kim th (Ca, Sr, Ba) th M s kh H+ ca H2O thnh H2 v to


14/22

thnh dung dch baz kim. Sau l phn ng trao i gia mui v baz kim

+ trng thi nng chy vn c phn ng: 3Na + AlCl3 (khan) 3NaCl + Al

+ Vi nhiu anion c tnh oxi ha mnh nh NO3-, MnO4-,th kim loi M s kh cc anion

trong mi trng axit (hoc baz)

- Hn hp cc kim loi phn ng vi hn hp dung dch mui theo th t u tin: kim loi

kh mnh nht tc dng vi cation oxi ha mnh nht to ra kim loi kh yu nht v

cation oxi ha yu nht

- Th t tng dn gi tr th kh chun (Eo) ca mt s cp oxi ha kh:

Mg2+/Mg < Al3+/Al < Zn2+/Zn < Cr3+/Cr < Fe2+/Fe < Ni2+/Ni < Sn2+/Sn < Pb2+/Pb < 2H+/H2

Documents

giải nhanh kim loại