Cách giải bài tập Kim loại tác dụng với axit (cực hay, chi tiết)



Bài viết Cách giải bài tập Kim loại tác dụng với axit với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Kim loại tác dụng với axit.

Cách giải bài tập Kim loại tác dụng với axit (cực hay, chi tiết)

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

Quảng cáo

1. Với axit giải phóng H2

- Công thức liên hệ giữa số mol kim loại và số mol khí H2

2.nH2 = n1 . nM1 + n2.nM2 + ….. (với n1, n2 là số electron nhường của kim loại M1 và M2 ; nM1 , nM2 là số mol của kim loại M1, M2).

- Công thức tính khối lượng muối trong dung dịch:

mmuối = mKL + mgốc ax (mSO42- , mX-…)

Trong đó, số mol gốc axit được cho bởi công thức:

ngốc ax = tổng e trao đổi/ điện tích gốc axit.

+ Với H2SO4: mMuối = mKL + 96.nH2

+ Với HCl: mmuối = mKL + 71.nH2

+ Với HBr: mmuối = mKL + 160.nH2

2. Bài toán kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh

Trong các phản ứng oxy hóa khử, sản phẩm tạo thành có chứa các muối mà ta thường gặp như muối sunfat SO42- (có điện tích là -2), muối nitrate NO3-, ( có điện tích là -1), muối halogen X- ( có điện tích là -1), ... Thành phần của muối gồm caction kim loại (hoặc cation NH4+),và anion gốc acid. Muốn tính khối lượng muối tạo thành trong dung dịch ta tính như sau:

mmuối = mkim loại + mgốc acid

Trong đó: mgốc acid = Mgốc acid .ne (nhận)/(số điện tích gốc acid)

Một số lưu ý:

- Với kim loại có nhiều số oxy hóa khác nhau khi phản ứng với dung dịch axit HNO3 loãng, HNO3 đặc nóng sẽ đạt số oxi hóa cao nhất.

- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr….) khi dó N+5 trong HNO3 bị khử về mức oxi hóa thấp hơn trong những đơn chất khi tương ứng.

- Các kim loại tác dụng với ion trong môi trường axit H+ coi như tác dụng với HNO3. Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion trong môi trường kiềm OH- giải phóng NH3.

Quảng cáo

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:

A. 2,7g và 1,2g        B. 5,4g và 2,4g        C. 5,8g và 3,6g        D. 1,2g và 2,4g

Hướng dẫn:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mH2 = 7,8 - 7,0 = 0,8 gam

Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:

(Khi tham gia phản ứng nhôm nhường 3 e, magie nhường 2 e và H2 thu về 2 e)

3.nAl + 2.nMg = 2.nH2 = 2.0.8/2 (1)

27.nAl +24.nMg = 7,8 (2)

Giải phương trình (1), (2) ta có nAl = 0.2 mol và nMg = 0.1 mol

Từ đó ta tính được mAl = 27.0,2 =5,4 gam và mMg = 24.0,1 = 2,4 gam

Ví dụ 2. Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt là:

A. 63% và 37%.        B. 36% và 64%.        C. 50% và 50%.        D. 46% và 54%.

Hướng dẫn:

Ta có 24 nMg + 27 nAl =15 (1)

- Xét quá trình oxi hóa

Mg → Mg2+ + 2e

Al → Al3+ +3e

⇒ Tổng số mol e nhường = 2nMg + 3 nAl

- Xét quá trình khử

2N+5 +2.4e → 2 N+1

S+6 + 2e → S+4

⇒ Tổng số mol e nhận = 2.0,4 + 0,2 = 1,4 mol

Theo định luật bảo toàn e ta có:

2nMg + 3 nAl = 1,4 (2)

Giải hệ (1) và (2) ta được nMg = 0,4 mol, nAl = 0,2 mol

⇒ %Al = 27.0,2/15 = 36%

⇒ %Mg = 64%

Quảng cáo

Ví dụ 3. Cho 6,3 g hỗn hợp Mg và Zn tác dụng hết với dung dịch HCl thấy thoát ra 3,36 lít H2 (đktc). Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là:

A. 15,69g        B. 16,95g        C. 19,65g        D. 19,56g

Hướng dẫn:

Ta có: 2H+ + 2e → H2

           0,3      0,15 mol

Vậy khối lượng muối trong dung dịch là:

mmuối = mkim loại + mgốc acid = 6,3 + 35,5.0,3/1 = 16,95 g.

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

A. 55,5g.        B. 91,0g.       C. 90,0g.        D. 71,0g.

Lời giải:

Đáp án:

Áp dụng công thức ta có: mmuối = mkim loại + mion tạo muối

                                     = 20 + 71.0,5 = 55.5g

Câu 2. Một hỗn hợp X có khối lượng 18,2g gồm 2 Kim loại A (hóa trị 2) và B (hóa trị 3). Hòa tan X hoàn toàn trong dung dịch Y chứa H2SO4 và HNO3. Cho ra hỗn hợp khí Z gồm 2 khí SO2 và N2O. Xác định 2 kim loại A, B (B chỉ co thể là Al hay Fe). Biết số mol của hai kim loại bằng nhau và số mol 2 khí SO2 và N2O lần lượt là 0,1 mol mỗi khí.

A. Cu, Al       B. Cu, Fe       C. Zn, Al       D. Zn, Fe

Lời giải:

Đáp án:

Quá trình khử hai anion tạo khí là:

4H+ + SO42- + 2e → SO2 + 2H2O

                     0,2          0,1 mol

10H+ + 2NO3- + 8e → N2O + 5H2O

                        0,8         0,1 mol

Tổng e (nhận) = 0,2 + 0,8 = 1 mol

A → A2+ + 2e

a                   2a

B → B3+ + 3e

b                   3b

Tổng e (cho) = 2a + 3b = 1 (1)

Vì số mol của hai kim loại bằng nhau nên: a = b (2)

Giải (1), (2 ) ta có a = b = 0,2 mol

Vậy 0,2A + 0,2B = 18,2 ⇒ A + B = 91 ⇒ A là Cu và B là Al.

Câu 3. Hòa tan 15g hỗn hợp X gồm 2 kim loại Mg, Al vào dung dịch Y gồm HNO3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al, Mg trong X lần lượt là bao nhiêu ?

Lời giải:

Đáp án:

Ta có: 24 nMg + 27nAl= 15. (1)

Quá trình oxy hóa:

Mg → Mg2+ + 2e

nMg           2.nMg

Al → Al3+ + 3e

nAl           3.nAl

Tổng số mol e nhường bằng (2.nMg + 3.nAl).

Quá trình khử:

N+5 + 3e → N+2

0,3        0,1

2N+5 + 2.4e → 2N+1

0,8        0,2

N+5 + 1e → N+4

0,1        0,1

S+6 + 2e → S+4

0,2        0,1

⇒ Tổng mol e nhận bằng 1,4 mol.

Theo định luật bảo toàn electron:

2.nMg + 3.nAl = 1,4 (2)

Giải hệ (1), (2) ta được nAl =0,4 mol; nMg = 0,2 mol

%mAl = 36% ; %mMg = 64%

Quảng cáo

Câu 4. Cho H2SO4 loãng dư tác dụng với 6,660g hỗn hợp 2 kim loại X và Y đều hóa trị II thu được 0,1 mol khí đồng thời khối lượng giảm 6,5 g. Hòa tan phần rắn còn lại bằng H2SO4 đặc nóng thì thu được 0,16g SO2. Xác định X, Y?

Lời giải:

Đáp án:

Khối lượng giảm 6,5g < 6,66g → chỉ có một kim loại tan trong H2SO4 loãng.

Giả sử kim loại đó là X

X + H2SO4 (l) → XSO4 + H2

nX = nH2 = 0,1 → MX = 6,5/0,1 = 65 (Zn)

Phần rắn còn lại là kim loại Y

Y – 2e → Y2+ ; S+6 + 2e → S+4 (SO2)

Theo định luật bảo toàn e:

nY = nSO2 = 0,16/64 = 0,0025 → MY = (6,66-6,5 )/0,0025 = 64 (Cu)

Câu 5. Hòa tan hoàn toàn 16,2 gam một kim loại chưa rõ hoá trị bằng dung dịch HNO3 được 5,6 lít (đktc) hỗn hợp A nặng 7,2 gam gồm NO và N2. Tìm kim loại đã cho.

Lời giải:

Đáp án:

Hỗn hợp khí A

Hóa học lớp 10 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 10 có đáp án

Chọn n = 3 → M = 27 (Al)

Câu 6. Cho hợp kim A gồm Fe và Cu. Hòa tan hết 6 gam A bằng dung dịch HNO3 đặc nóng thì thoát ra 5,6 lít khí nâu đỏ duy nhất (đktc). Phần trăm khối lượng đồng trong mẫu hợp kim là bao nhiêu ?

Lời giải:

Đáp án:

Hóa học lớp 10 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 10 có đáp án

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 2,44 g hỗn hợp 3 kim loại Mg, Fe, Al bằng dung dịch H2SO4 loãng thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được 11,08 g muối khan. Thể tích khí H2 sinh ra (ở đkc) là

A. 0,9916 lít.

B. 1,4874 lít.

C. 1,7353 lít.

D. 2,2311 lít.

Câu 2: Hoà tan hoàn toàn 15,4 g hỗn hợp Mg và Zn trong dung dịch HCl dư thấy có 7,437 lít khí thoát ra (ở đkc) và dung dịch A. Cô cạn dung dịch A được bao nhiêu gam muối khan?

A. 23,1 g.

B. 36,7 g.

C. 32,6 g.

D. 46,2 g.

Câu 3: Khi cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có 49 gam H2SO4 tham gia phản ứng tạo muối MgSO4, H2O và sản phẩm khử X. X là

A. SO2.

B. S.

C. H2S.

D. SO2, H2S.

Câu 4: Cho 1,86 gam hợp kim Mg và Al vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được 619,75 ml (đkc) khí N2O duy nhất. Khối lượng của Mg trong hỗn hợp là           

A. 1,62 g.

B. 0,22 g.

C. 1,64 g.

D. 0,24 g.

Câu 5: Hoà tan hoàn toàn m gam Al vào dung dịch HNO3 rất loãng thì thu được hỗn hợp gồm 0,015 mol khí N2O và 0,01 mol khí NO. Giá trị của m là

A. 13,5 g.

B. 1,35 g.

C. 8,10 g.

D. 10,80 g.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 10 có trong đề thi Tốt nghiệp THPT khác:

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

ĐỀ THI, GIÁO ÁN, SÁCH LUYỆN THI DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 10

Bộ giáo án, bài giảng powerpoint, đề thi, sách dành cho giáo viên và gia sư dành cho phụ huynh tại https://tailieugiaovien.com.vn/ . Hỗ trợ zalo VietJack Official

Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.


phan-ung-hoa-hoc-phan-ung-oxi-hoa-khu.jsp


Giải bài tập lớp 10 sách mới các môn học
Tài liệu giáo viên