Bài toán xác định tên kim loại Cr, Fe, Cu hay, chi tiết

Bài giảng: Bài tập tổng hợp về sắt và hợp chất của sắt - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

1. Phương pháp

Tính trực tiếp khối lượng mol của kim loại. Nếu đề bài không cho hóa trị của kim loại thì ta thiết lập một phương trình thể hiện mối quan hệ giữa hóa trị và M rồi biện luận.

Lưu ý: Thường sử dụng các phương pháp như: Định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn electron … để tìm kim loại

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho 19,2 gam một kim loại M tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, dư thu được 4,48 lít khí duy nhất NO (đktc). Kim loại M là kim loại nào sau đây:

   A. Mg      B. Cu

   C. Fe      D. Zn

Chọn đáp án: C

Giải thích:

Số mol NO là nNO = 4,48/22,4 = 0,2 mol

3M + 4nHNO3 → 3M(NO3)n + nNO + 2nH2O

0,6/n                                             0,2 mol

M = 19,2/(0,6/n) = 32n → n = 2; M = 64 → M: Cu

Ví dụ 2: Dẫn luồng khí CO dư qua ống đựng 0,03 mol oxit sắt, khí sau phản ứng cho vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 12 g kết tủa. Vậy công thức của oxit sắt là:

   A. Fe3O4

   B. FeO

   C. Fe2O3

   D. Fe3O4 hoặc FeO

Chọn đáp án: A

Giải thích:

Ta có: nCaCO3 = 12/100 = 0,12 mol

Xét sơ đồ sau:

FexOyBài toán xác định tên kim loại Cr, Fe, Cu hay, chi tiết | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án yCO2 → yCaCO3

0,03                   0,03y       0,03y

Ta có: 0,03y = 0,12 → y =4

3. Bài tập vận dụng

Câu 1: Khi hòa tan hiđroxit kim loại M(OH)2 bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu được dung dịch muối trung hòa có nồng độ 27,21%. Kim loại M là:

   A. Fe      B. Zn

   C. Cu      D. Mg

Chọn đáp án: C

Giải thích:

Giả sử đem 1 mol H2SO4 phản ứng, ta có:

mdung dich H2SO4 = 1.98/20 .100=490 (gam)

mdung dịch sau phản ứng = 490 + (M + 34) (gam)

        M(OH)2 + H2SO4 → MSO4 + 2H2O

(mol)       1          1             1

Theo đề bài ta có: (M+96)/(490+(M+34)) = 0,2721 => M≈64: đồng

Câu 2: Khử hoàn toàn m gam oxit MxOy cần vừa đủ 17,92 lít khí CO (đktc), thu được a gam kim loại M. Hòa tan hết a gam M bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu được 20,16 (lít) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Oxit MxOy là:

   A. Cr2O3

   B. FeO

   C. Fe3O4

   D. CrO

Chọn đáp án: C

Giải thích:

Ta có: nCO = 0,8 mol; nSO2 = 0,9 mol

Gọi n là hóa trị của kim loại M (1 ≤ n≤ 3)

Trong phản ứng giữa M với H2SO4 đặc nóng, M là chất khử nhường electron. H2SO4 đặc là chất oxi hóa nhận electron:

M - ne → M+n

1,8/n   1,8

S+6 + 2e → SO2+4

         1,8      0,9

Trong phản ứng khử oxit kim loại bởi CO ta luôn có:

n0 (trong oxit) = nCO = 0,8 mol

Tỉ lệ: x/y = nM/nO = (1,8/n)/0,8 = 9/4n

Dựa vào các đáp án ta thấy n = 2 hoặc n = 3.

+ Nếu n = 2 ⇒ x/y = 9/8 (loại vì không có đáp án phù hợp)

+ Nếu n = 3 ⇒ x/y = 3/4

=> CT oxit là Fe3O4

Câu 3: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50g trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336ml khí H2 (đktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là kim loại nào?

   A. Zn      B. Fe

   C. Al      D. Ni

Chọn đáp án: B

Giải thích:

Khối lượng kim loại phản ứng là

mKL = (1,68%. 50)/100% = 0,84(g)

Số mol H2 là nH2 = 0,336/22,4 = 0,015 (mol)

M + nHCl → MCln + nH2

Số mol của M là nM = 2/n. nH2 = 2. 0,015/n = 0,03/n (mol)

M = 0,84/(0,03/n) = 28n => M = 28n => n = 2, M = 56 => M: Fe

Câu 4: Khử 4,8 gam một oxit kim loại trong dãy điện hóa ở nhiệt độ cao, cần 2,016 lít H2. Kim loại thu được đem hòa tan trong dung dịch HCl, thu được 1,344 lít H2. Biết các khí đo ở đktc. Vậy oxit cần tìm là:

   A. FeO

   B. Fe2O3

   C. CuO

   D. Ag2O

Chọn đáp án: B

Giải thích:

MxOy + yH2 t o xM + yH2O

a            ay           ax

M + nHCl → MCln + n/2H2

ax                                  axn/2

Bài toán xác định tên kim loại Cr, Fe, Cu hay, chi tiết | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án ⇔ axn = 0,12 → ax = 0,12/n

Ta có: (Mx + 16y)a = 4,8 → Max + 16ay = 4,8   (1)

Thay ay = 0,09 và ax = 0,12/n vào   (1)

Ta có: M = 28n → n = 2 → M = 56 : Fe

Thay n = 2 vào ta có: ax = 0,06

ax/ay = 0,06/0,09 ⇒ x/y = 2/3 → Fe2O3

Câu 5: Khi cho cùng một lượng kim loại M tác dụng với dung dịch HCl và H2SO4 đặc nóng thì khối lượng SO2 sinh ra gấp 48 lần H2 sinh ra. Mặt khác, khối lượng muối clorua bằng 31,75% khối lượng muối sunfat. Vậy M là:

   A. Fe      B. Cu

   C. Al      D. Mg

Chọn đáp án: A

Giải thích:

M + nHCl → MCln + n/2H2

1                                  n/2 mol

2M + 2mH2SO4 đ,n → M2(SO4)m + mSO2 + 2mH2O

1                                   m/2 mol

Ta có: khối lượng SO2 = m/2. 64 = 32m (g)

Khối lượng H2 = n/2. 2 = n (g)

Theo đề ra: 32m = 48n → m/n = 3/2

Vậy M có 2 hóa trị là 2 và 3.

Mặt khác: (M+35,5. 2)/(2M + 96. 3) = 31,75/100 → M = 56

Vậy M là Fe

Câu 6: Hòa tan hoàn toàn m (g) một oxit sắt bằng H2SO4 đặc nóng thu được a mol SO2 (duy nhất). Mặt khác, sau khi khử hoàn toàn m (g) oxit trên bằng H2 ở nhiệt độ cao rồi cho toàn bộ lượng sắt tạo thành vào H2SO4 đặc nóng dư thì thu được 9a mol SO2 (duy nhất). Vậy oxit sắt là:

   A. FeO

   B. Fe2O3

   C. Fe3O4

   D. FeO hoặc Fe2O3.

Chọn đáp án: C

Giải thích:

2FexOy + (6x-2y)H2SO4 (đ,n) → xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O

2a/(3x-2y)                                                      ← a mol

FexOy + yCO → xFe + yCO2

2a/(3x-2y)          2ax/(3x-2y) mol

2Fe + 6H2SO4 (đ,n) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

2ax/(3x-2y)                                    3ax/(3x-2y) mol

Ta có: 2ax/(3x-2y) = 9a → x/y = 3/4 → Fe3O4

Câu 7: Khử hoàn toàn 16g oxit của kim loại M có hóa trị III người ta dùng đủ 6,72 lít khí CO (đktc) thu được kim loại M và khí CO2. Xác định tên M và CTHH của oxit trên?

Giải thích:

Gọi CTHH của oxit là M2O3

PTHH: M2O3 + 3CO → 2M + CO2

nCO = 0,3 mol

Theo PT ta thấy: nM2O3 = 1/3. nCO = 0,1 mol

=>MM2O3 = 16/0,1 = 160 (g/mol)

=> 2M + 16.3 = 160 => M = 56 (Fe)

Vậy kim loại M là Fe và CTHH của oxit là Fe2O3

Bài giảng: Bài tập sắt, hợp chất của sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube VietJack

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

CHỈ CÒN 250K 1 KHÓA HỌC BẤT KÌ, VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com

Tổng đài hỗ trợ đăng ký khóa học: 084 283 45 85

crom-sat-dong.jsp

Các loạt bài lớp 12 khác
2004 - Toán Lý Hóa