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

Bài viết Bài toán xác định tên kim loại Cr, Fe, Cu với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài toán xác định tên kim loại Cr, Fe, Cu.

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

Lời giải:

Chọn đáp án: C

Giải thích:

Số mol NO là n_NO = 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

Lời giải:

Chọn đáp án: A

Giải thích:

Ta có: n_CaCO3 = 12/100 = 0,12 mol

Xét sơ đồ sau:

Fe_xO_y 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

Lời giải:

Chọn đáp án: C

Giải thích:

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

m_{dung dich H2SO4} = 1.98/20 .100=490 (gam)

m_{dung 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 M_xO_y 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 M_xO_y là:

   A. Cr₂O₃

   B. FeO

   C. Fe₃O₄

   D. CrO

Lời giải:

Chọn đáp án: C

Giải thích:

Ta có: n_CO = 0,8 mol; n_SO2 = 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:

n_{0 (trong oxit)} = n_CO = 0,8 mol

Tỉ lệ: x/y = n_M/n_O = (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

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích:

Khối lượng kim loại phản ứng là

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

Số mol H₂ là n_H2 = 0,336/22,4 = 0,015 (mol)

M + nHCl → MCln + nH₂

Số mol của M là n_M = 2/n. n_H2 = 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

Lời giải:

Chọn đáp án: B

Giải thích:

M_xO_y + yH₂ →t ^o xM + yH₂O

a            ay           ax

M + nHCl → MCl_n + n/2H₂↑

ax                                  axn/2

⇔ 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

Lời giải:

Chọn đáp án: A

Giải thích:

M + nHCl → MCl_n + n/2H₂↑

1                                  n/2 mol

2M + 2mH₂SO_{4 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.

Lời giải:

Chọn đáp án: C

Giải thích:

2Fe_xO_y + (6x-2y)H₂SO_{4 (đ,n)} → xFe₂(SO₄)₃ + (3x-2y)SO₂ + (6x-2y)H₂O

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

Fe_xO_y + yCO → xFe + yCO₂

2a/(3x-2y)          2ax/(3x-2y) mol

2Fe + 6H₂SO_{4 (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?

Lời giải:

Giải thích:

Gọi CTHH của oxit là M₂O₃

PTHH: M₂O₃ + 3CO → 2M + CO₂

n_CO = 0,3 mol

Theo PT ta thấy: n_M2O3 = 1/3. n_CO = 0,1 mol

=>M_M2O3 = 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 Tốt nghiệp THPT khác:

• Bài toán hỗn hợp kim loại tác dụng với axit
• Hợp chất sắt tác dụng với axit
• Bài tập về tính oxi hóa của muối Sắt 3 III
• Bài tập về muối của kim loại chuyển tiếp Fe, Cu, Ag, Zn
• Bài tập crom tác dụng với axit
• Bài tập về tính khử của hợp chất crom 2 (II)

---