Cách giải bài tập Kim loại tác dụng với axit, muối hay, chi tiết



Bài giảng: Bài tập về kim loại tác dụng với muối - Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

Với dung dịch axit

    Phản ứng thuộc loại oxi hóa khử nên có thể vận dụng phương pháp bảo toàn electron.

    Trong HCl,H2SO4 loãng:Cr và Fe bị H^+ của axit oxi hóa thành Cr2+,Fe2+ còn Cu không phản ứng.

    Với H2SO4 đậm đặc,HNO3

        +) Cu bị tan ra

        +) Fe, Al, Cr bị thụ động trong HNO3 đặc nguội và H2SO4đặc nguội

    - Với H2SO4 đặc nóng, HNO3 loãng,HNO3 đặc nóng,… Fe và Cr bị oxi hóa thành

    Fe3+,Cr3+

        +) S6+ và N5+ nếu bị khử về mức oxi hóa thấp hơn như SO2,NO, NO2,...

    Chú ý: Nếu kim loại còn dư, thì thu được muối của sắt II và có thể muối sắt III dư.

Với dd Muối

    - Vận dụng ý nghĩa của dãy điện thế cực chuẩn: Cr, Fe, Cu có thể đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối như Ag, Hg...

    - Với dạng bài tập: từ kim loại mạnh, tạo thành kim loại yếu hơn, có sự thay đổi về khối lượng nên vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.

Ví dụ minh họa

Bài 1:Ngâm 15 gam hỗn hợp Fe và Cu trong dung dịch CuSO4 dư. Phản ứng xong thu được 16 gam chất rắn. Thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu tương ứng là:

    A. 53,34% và 46,66%

    B. 46,67% và 53,33%

    C. 40% và 60%

    D. 60% và 40%

Hướng dẫn:

    Phương trình phản ứng:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    m tăng = (64 - 56).a = 1 ⇒ a = 0,125 mol

    nFe = 0,125 ⇒ nCu = (15-56.0,125)/64 = 0,125 mol

    Thành phần phần trăm theo khối lượng:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 2: Cho 100 gam hợp kim của Fe, Cr, Al tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH thu được 4,98 lít khí. Lấy bã rắn không tan cho tác dụng với một lượng dư dung dịch HCl (không có không khí ) thu được 38,8 lít khí. Các thể tích khí đo ở đktc. Xác định thành phần % của hợp kim.

Hướng dẫn:

    Phản ứng:

    2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2         (1)

    Fe + 2HCl → FeCl2 + H2         (2)

    Cr + 2HCl → CrCl2 + H2         (3)

    Từ (1)⇒ nAl = 2/3 nH2 = 2/3.4,98/22,4 = 0,15(mol)

    ⇒ mAl = 0,15.27 = 4,05(gam)

    ⇒ mCr + Fe = 100 - 4,05 = 95,95(gam)

    Gọi số mol Fe và Cr lần lượt là x và y mol

    Theo đề bài ta có hệ phương trình:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Vậy:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 3: Nung nóng 16,8 gam hỗn hợp Au, Ag, Cu, Fe, Zn với một lượng dư khí O2, đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 23,2 gam chất rắn X. Thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng với chất rắn X là:

    A. 600ml         B. 200ml         C. 800ml         D. 400ml

Hướng dẫn:

    Theo ĐL bảo toàn khối lượng:

    mO2 = 23,2 - 16,8 = 6,4 (g) ⇒ nO = 6,4/16 = 0,4 mol

    Phản ứng của HCl với chất rắn X có thể được biểu diễn với sơ đồ:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    VHCl = 0,8 : 2 = 0,4 (lít) = 400ml

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Cho 1,12 gam bột Fe và 0,24 gam bột Mg tác dụng với 250 ml dung dịch CuSO4, khuấy nhẹ cho đến khi phản ứng thực hiện xong. Khối lượng kim loại có trong bình phản ứng là 1,88 gam. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 trước phản ứng.

    A. 0,1M         B. 0,15M         C. 0,12M         D. 0,2M

Đáp án: A

    Khối lượng kim loại tăng: 1,88 – (1,12 + 0,24) = 0,52 (gam)

    Trước hết, Mg tác dụng với CuSO4:

    Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1)

    nMg = 0,1 mol ⇒ n CuSO4 = 0,1 mol

    Từ (1) ⇒ 0,1 mol Mg tác dụng với 0,1 mol CuSO4, sinh ra 0,01 mol Cu đã làm cho khối lượng kim loại tăng: 0,01 .(64 – 24) = 0,4 (gam)

    ⇒ Phản ứng giữa Fe và CuSO4 làm cho khối lượng kim loại tăng:

    0,52 - 0,40 = 0,12 (gam)

    Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Vậy Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

Bài 2: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị tối thiểu của V là:

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

Đáp án: A

    Số mol Fe = 0,02 mol; số mol Cu = 0,03 mol; số mol H+ = 0,4 mol; số mol NO3- = 0,08 mol

    Các phản ứng xảy ra:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Sau 2 phản ứng trên, trong dung dịch X có 0,02 mol Fe3+; 0,03 mol Cu2+ và 0,24 mol H+ dư, ngoài ra còn có ion NO3- và SO42-. Tuy nhiên chỉ có 3 loai ion đầu là phản ứng với OH^-.

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Tổng số mol OH- = 0,24 + 0,06 + 0,06 = 0,36 mol ⇒ V = 360ml

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe và Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít hỗn hợp X gồm(NO và NO2) và dung dịch Y chỉ chứa 2 muối và axit dư. Tỉ khối hơi của X đối với hidro bằng 19. Tính thể tích hỗn hợp khí X.

    A. 2,24l         B. 5,6l         C. 4,48l         D. 3,36l

Đáp án: B

    Ta có: Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án là trung bình cộng nên nNO = nNO2

    Có 56a + 64a = 12 ⇒ a = 0,1 mol ⇒ nFe = nCu = 0,1 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Áp dụng định luật bảo toàn electron : 4x = 0,5 ⇒ x = 0,125(mol)

    Vậy : V = 0,125.2.22,4 = 5,6(lít)

Bài 4: Cho 4,15 gam hỗn hợp Fe, Al phản ứng với 200 ml dung dịch CuSO4 0,525M. khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Đem lọc kết tủa (A) gồm hai kim loại nặng 7,84 gam và dung dịch nước lọc B. Để hòa tan kết tủa A cần ít nhất bao nhiêu lit dung dịch HNO3 2M biết phản ứng tạo ra NO.

    A. 0,12l         B. 0,15 l         C. 0,18l         D. 0,2l

Đáp án: C

    Phản ứng xảy ra với Al trước, sau đó đến Fe. Theo giả thiết, kim loại sinh ra là Cu (kim loại hóa trị II).

    Gọi x là số mol Al, y là số mol Fe phản ứng và z là số mol Fe dư:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Phản ứng:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Vậy : VHNO3 = 0,36/2 = 0,18(lít)

Bài 5: Cho một hỗn hợp gồm có 1,12 gam Fe và 0,24 gam Mg tác dụng với 250 ml dung dịch CuSO4. Phản ứng thực hiện xong, người ta thu được kim loại có khối lượng là 1,88 gam. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO4 đã dùng.

    A. 0,1M         B. 0,12M         C. 0,2M         D. 0,05M

Đáp án: A

    Phương trình hóa học:

    Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu         (1)

    Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu         (2)

    Có: nMg = 0,01 mol và nFe = 0,02 mol

    Theo (1) và (2), nếu Mg và Fe phản ứng hết thì thu được 0,03 mol Cu.

    Khối lượng kim loại thu được sau phản ứng là:

    0,03 .64 = 1,92 (gam)

    Thực tế chỉ thu được 1,88 gam kim loại. Chứng tỏ kim loại đã cho không phản ứng hết.

    Mg có tính khử mạnh hơn Fe nên phản ứng trước.

    Lượng Cu sinh ra ở (1) là 0,01 mol tương ứng với khối lượng 0,64 (gam)

    Khối lượng Fe dư và Cu sinh ra ở (2) là: 1,88 – 0,64 = 1,24 (gam)

    Đặt khối lượng Fe tham gia ở (2) là x, khối lượng sắt dư là (1,12 – 56x) và khối lượng Cu sinh ra ở (2) là 64x.

    Ta có: (1,12 - 56x) + 64x = 1,24 ⇒ x = 0,015

    Lượng CuSO4 trong 250 ml dung dịch đã phản ứng hết:

    0,015 + 0,01 = 0,025(mol)

    Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 đã dùng là : 0,025/0,25 = 0,1mol|lít

Bài 6: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 0,3M và AgNO3 0,3M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu đựơc m2 gam chất rắn X. Nếu cho m2 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thì thu được 0,336 lít khí (đktc). Giá trị của m1 và m2 lần lượt là:

    A. 8,10 và 5,43         B. 1,08 và 5,16

    C. 0,54 và 5,16         D. 1,08 và 5,43.

Đáp án: D

    Ta có: nCu(NO3)2 = 0,03 mol; nAgNO3 = 0,03 mol; nH2 = 0,015 mol

    Chất rắn X + dd HCl dư → H2 ⇒ trong chất rắn X có Al dư

    Cu(NO3)2 và AgNO3 hết

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Al phản ứng hết với dd Cu(NO3)2 và AgNO3

    Quá trình nhận e:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Tổng số mol e nhận = 0,06 + 0,03 = 0,09 mol

    Quá trình nhường e:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    Vậy m2 = mAl dư + mCu + mAg = 0,01.27 + 0,03.64 + 0,03.108 = 5,43 gam

    m1 = mAl ban đầu = (0,01 + 0,03).27 = 1,08g

Bài 7: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,01 mol Al; 0,05 mol Zn và 0,03 mol Fe cần vừa đủ 200ml dung dịch HCl 0,1M và H2SO4 a mol/l. Giá trị của a là?

    A. 0,425         B. 0,5         C. 0,625         D. 0,75

Đáp án: A

    ∑nH+ = 0,2.0,2 + 0,2.2a = 0 ,02 + 0,4a (mol)

    ∑ne cho = 0,01.3 + 0,05.2 + 0,03.2 = 0,19 (mol)

    Ta có: ne cho = ne nhận = nH+

    0,02 + 0,4a = 0,19 ⇒ a = 0,425

Bài 8: Cho 2,24g bột sắt vào 100ml dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M khuấy đều cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn A và dung dịch B. Chất rắn A có khối lượng là:

    A. 3,32g         B. 4,4g         C. 4,08g         D. 5,4g

Đáp án: C

    Phản ứng xảy ra theo thứ tự:

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

    ⇒ Fe tan hết

    m = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 (g)

Bài 9: Hòa tan m gam hỗn hợp A gồm Cu, Ag trong dung dịch HNO3 thu được dung dịch B chứa hỗn hợp 7,06g muối và 0,05 mol NO2 (duy nhất). Giá trị của m là:

    A. 2,2         B. 3,06         C. 2,58         D. 3,96

Đáp án: D

    0,05 mol NO2 đã nhận 0,05 mol e

    ⇒ số mol điện tích (+) tạo ra là 0,05 mol ⇒ Số mol NO3- là 0,05 mol

    m = mmuối - mNO3- = 7,06 - 0,05.62 = 3,96g

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 3,86g hỗn hợp gồm Fe, Al, Cu thu được 4,66g oxit. Cho toàn bộ lượng oxit này tác dụng với dung dịch axit H2SO4 20% (d = 1,14 g/ml). Vậy thể tích H2SO4 cần dùng tối thiểu là:

    A. 21,1 ml         B.21,5 ml         C. 23,4 ml         D. 19,6 ml

Đáp án: B

    mO = moxit - mkim loại = 4,66 - 3,86 = 0,8g

    nO = 0,8/16 = 0,05 mol

    nO = 2nH+ = nH2SO4 = 0,05 mol

Hóa học lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 12 có đáp án

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


sat-va-mot-so-kim-loai-quan-trong.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác
2004 - Toán Lý Hóa