Kim loại tác dụng với dung dịch axit Hcl, H2so4, HNO3 – Cách giải bài tập có đáp án
Δ Phương pháp giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit.
Δ Kim loại tác dụng với dung dịch HCl ; H2SO4 loãng.
| ♦ Kim loại tác dụng với dung dịch HCl ; H2SO4 loãng là những kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học. Sản phẩm thu được gồm muối và khí H2.
♦ Một số kim loại tan được trong nước khi tác dụng với dung dịch axit HCl; H2SO4 loãng thì chúng phản ứng với axit trước, nếu kim loại còn dư sẽ phản ứng với nước trong dung dịch tạo ra dung dịch bazo. ♦ Dạng bài toán này thường tính khối lượng muối thu được sau phản ứng » m muối clorua = m kim loại + 71.nH2 » m muối sunfat = m kim loại + 96.nH2 |
Δ Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3.
| ♦ HNO3 là axit có tính oxi hóa mạnh gần như ở mọi nồng độ
♦ Oxi hóa hầu hết các kim loại để đưa kim loại lên mức oxi hóa cao nhất (trừ Au và Pt) ♦ Tổng quát: ♦ $M+HN{{O}_{3}}\to M{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{n}}+\left\{ \begin{array} {} N{{O}_{2}} \\ {} NO \\ {} {{N}_{2}}O \\ {} {{N}_{2}} \\ {} N{{H}_{4}}N{{O}_{3}} \\ \end{array} \right.+{{H}_{2}}O$ (Al; Fe; Cr không phản ứng với HNO3 đặc nguội) ♦ Đối với bài toán kim loại + HNO3 thì ${{n}_{{{e}_{-}}}}={{n}_{{{e}_{+}}}}={{n}_{NO_{3}^{-}\left( KL \right)}}=1.{{n}_{N{{O}_{2}}}}+3.{{n}_{NO}}+8.{{n}_{{{N}_{2}}O}}+10.{{n}_{{{N}_{2}}}}+8.{{n}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}$ mmuối = mKL + ${{m}_{NO_{3}^{-}\left( KL \right)}}+{{m}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}$ ${{n}_{HN{{O}_{3}}\left( pu \right)}}=2{{n}_{N{{O}_{2}}}}+4{{n}_{NO}}+10{{n}_{{{N}_{2}}O}}+12{{n}_{{{N}_{2}}}}+10{{n}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}$ Từ các công thức trên, nếu cho n – 1 dữ kiện sẽ tính được dữ kiện thứ n, do đó dùng để dự đoán sản phẩm và tính toán ♦ Những bài toán về HNO3 đã cho số mol kim loại, và khối lượng muối thì chắc chắn có NH4NO3; hoặc cho HNO3 và các khí thì cũng có NH4NO3; hoặc cho số mol kim loại và khí thì cũng có NH4NO3 ♦ Bài toán hỗn hợp kim loại ( Cu ; Fe ) tác dụng với HNO3 Nếu HNO3 dư thì dung dịch thu được có Fe3+ ; Cu2+ Nếu Fe dư thì Cu chưa phản ứng và dung dịch thu được là Fe2+ Giải thích : $F\text{e}+2F{{e}^{3+}}\to 3F{{e}^{2+}}$ Nếu Cu dư thì dung dịch thu được có : Fe2+ ; Cu2+ Giải thích : $Cu+2F{{e}^{3+}}\to C{{u}^{2+}}+2F{{e}^{2+}}$ |
Δ Kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng
| ♦ H2SO4 đặc nóng có tính oxi hóa mạnh
Ví dụ: $M+{{H}_{2}}S{{O}_{4\left( dn \right)}}\to {{M}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{n}}+\left\{ \begin{array} {} S{{O}_{2}}\uparrow \\ {} S\ \ \ \ \ \ \ +{{H}_{2}}O \\ {} {{H}_{2}}S \\ \end{array} \right.$ Trong đó n là số oxi hóa cao nhất của kim loại M » Al ; Fe ; Cr không phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nguội » Với phản ứng trên cần chú ý : m muối = ${{m}_{kl}}+{{m}_{SO_{4}^{2-}}};{{n}_{SO_{4}^{2-}}}=\frac{1}{2}.{{n}_{e\left( – \right)}}=\frac{1}{2}.{{n}_{e\left( + \right)}}$ » Để làm tốt dạng bài tập này cần phải vận dụng định luật bảo toàn electron ; định luật bảo toàn điện tích , khối lượng |
Bài tập kim loại tác dụng với Axit Hcl, H2SO4, HNO3 có đáp án
| Câu 1 : Hoà tan hoàn toàn 33,1g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào trong dung dịch H2SO4 loãng dư thấy có 13,44 lít khí thoát ra (ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là:
A. 78,7g B. 75,5g C. 74,6g D. 90,7g |
Lời giải chi tiết
♦ Các kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học
♦ Phương trình phản ứng tổng quát $2M+n{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to {{M}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{n}}+n{{H}_{2}}\uparrow $
♦ Khối lượng muối thu được là : ${{m}_{m}}={{m}_{kl}}+96.{{n}_{{{H}_{2}}}}=33,1+96.\frac{13,44}{22,4}=90,7$
Đáp án D
| Câu 2 : Hòa tan hoàn toàn 9,24 gam Mg vào dung dịch HNO3 dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và hỗn hợp 2 khí gồm 0,025 mol N2O và 0,15 mol NO. Vậy số mol HNO3 đã bị khử ở trên và khối lượng muối trong dung dịch Y là
A. 0,215 mol và 58,18 gam. B. 0,65 mol và 58,18 gam. C. 0,65 mol và 56,98 gam. D. 0,265 mol và 56,98 gam. |
Lời giải chi tiết :
♦ ${{n}_{Mg}}=\frac{9,24}{24}=0,385\ mol$
♦ Áp dụng bảo toàn electron $\Rightarrow {{n}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}=\frac{2.0,385-8.0,025-3.0,15}{8}=0,015\left( mol \right)$
${{n}_{HN{{O}_{3}}}}$bị khử $=2{{n}_{{{N}_{2}}O}}+{{n}_{NO}}+{{n}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}=2.0,025+0,15+0,015=0,215\ mol$
Þ mmuối = mkl $+{{m}_{NO_{3}^{-}}}+{{m}_{N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}}}=9,24+0,385.2.62+80.0,015=58,18\ g$
Đáp án A
| Câu 3: Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 3 : 7 với một lượng dung dịch HNO3. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,8m gam chất rắn, dung dịch X và 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và N2O (không có sản phẩm khử khác của N+5 ). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 56,7 gam. Giá trị của m là
A. 98 gam B. 133 gam C.112 gam D. 105 gam |
Bài giải :
Cách 1:
♦ Sau phản ứng còn 0,8m g chất rắn ⇒ Có 0,2m g chất rắn phản ứng.
♦ Mà mFe = 0,7m g ⇒ Sau phản ứng còn dư Fe và Cu chưa phản ứng.
♦ Có mCu : mFe $=\frac{64{{n}_{Cu}}}{56{{n}_{F\text{e}}}}=\frac{3}{7}\to \frac{{{n}_{Cu}}}{{{n}_{F\text{e}}}}=0,375$
♦ Đặt số mol Fe là x ⇒ nCu = 0,375x mol, nFe pu = $\frac{0,2m}{0,7m}.x=\frac{2\text{x}}{7}$
♦ ${{n}_{HN{{O}_{3}}}}$(phản ứng) = ne trao đổi + nNO + $2{{n}_{{{N}_{2}}O}}=\frac{56,7}{63}=0,9\left( mol \right)$
$\Rightarrow 3{{n}_{NO}}+8{{n}_{{{N}_{2}}O}}+{{n}_{NO}}+2{{n}_{{{N}_{2}}O}}=0,9mol$
${{n}_{NO}}+{{n}_{{{N}_{2}}O}}=\frac{3,36}{22,4}=0,15\ mol$
$\Rightarrow {{n}_{NO}}=0,1\ mol,\ \ n{{N}_{2}}O=0,05\ mol$
$\Rightarrow 2.\frac{2}{7}x=3.0,1+8.0,05=0,7\ mol\Rightarrow x=1,225\ mol$
Þ m = 56x + 64.0,375x = 98 g
Đáp án A
Cách 2 :
♦ Ta có: ${{n}_{NO}}+{{n}_{{{N}_{2}}O}}=\frac{3,36}{22,4}=0,15\ mol$ và ${{n}_{HN{{O}_{3}}}}$(phản ứng) $=4{{n}_{NO}}+10{{n}_{{{N}_{2}}O}}=0,9$
♦ Giải hệ tính được ${{n}_{NO}}=0,1\ mol,\ \ n{{N}_{2}}O=0,05\ mol$
♦ Áp dụng định luật bảo toàn eletron
Do kim loại còn dư nên Fe chỉ đưa lên mức Fe+2
$\frac{0,2m}{56}.2=0,1.3+0,05.8\Rightarrow m=98\left( gam \right)$
Đáp án A
| Câu 4 : Hòa tan hết 29,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu theo tỉ lệ mol 1:2:3 bằng H2SO4 đặc nguội được dd Y và 3,36 lít SO2 (đktc). Cô cạn dd Y được khối lượng muối khan là:
A. 38,4 gam B. 21,2 gam C. 43,4 gam D. 36,5 gam |
Lời giải chi tiết:
♦ Gọi x là số mol Fe trong hỗn hợp X, → nMg = 2x, nCu=3x.
→ 56x+24.2x+64.3x=29,6 → x= 0,1 mol
→ nFe = 0,1 mol, nMg=0,2 mol, nCu=0,3 mol
♦ Do H2SO4 đặc nguội, nên sắt không phản ứng
$\begin{array} {} SO_{4}^{2-}\ \ \ \ +\ \ \ \ 2e\ \ \ \ \to \ \ \ \ {{S}^{+4}} \\ {} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0,3\ \ \ \leftarrow \ \ \ \ \frac{3,36}{22,4} \\ \end{array}$
Theo biểu thức: mmuối = mCu + mMg + ${{m}_{SO_{4}^{2-}}}$ = mCu + mMg + $96.\frac{1}{2}\sum{e}$ (trao đổi)
$=64.0,3+24.0,2+96.\frac{1}{2}.0,3=38,4\ gam$
Đáp án A
