Phương pháp giải bài tập Kim loại [HÓA 2010] -Hồ Chí Tuấn

- Phương pháp giải bài tập kim loại.
- I – BÀI TẬP VỀ XÁC ðỊNH TÊN KIM LOẠI.
- 1) Có thể tính ñược khối lượng mol nguyên tử kim loại M theo các cách sau:.
- Từ khối lượng (m) và số mol (n) của kim loại → M.
- Từ M hợp chất → M kim loại.
- tìm M thỏa mãn trong khoảng xác ñịnh ñó - Lập hàm số M = f(n) trong ñó n là hóa trị của kim loại M (n nếu trong bài toán tìm oxit kim loại M x O y thì n.
- kim loại M.
- Với hai kim loại kế tiếp nhau trong một chu kì hoặc phân nhóm → tìm → tên 2 kim loại 2) Một số chú ý khi giải bài tập:.
- Khi ñề bài không cho kim loại M có hóa trị không ñổi thì khi kim loại M tác dụng với các chất khác nhau có thể thể hiện các số oxi hóa khác nhau → ñặt kim loại M có các hóa trị khác nhau - Khi hỗn hợp ñầu ñược chia làm hai phần không bằng nhau thì phần này gấp k lần phần kia tương ứng với số mol các chất phần này cũng gấp k lần số mol các chất phần kia.
- Ví dụ 1: Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng, thu ñược 940,8 ml khí N x O y (sản phẩm khử duy nhất, ở ñktc) có tỉ khối ñối với H 2 bằng 22.
- Khí N x O y và kim loại M là:.
- Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm Mg và kim loại M.
- Hòa tan hoàn toàn 8 gam hỗn hợp X cần vừa ñủ 200 gam dung dịch HCl 7,3.
- Kim loại M và phần trăm về khối lượng của nó trong hỗn hợp X là:.
- X tác dụng với dung dịch HCl (M thể hiện hóa trị n.
- Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của 2 kim loại kiềm thổ ở hai chu kì liên tiếp.
- Cho 7,65 gam X vào dung dịch HCl dư.
- Hai kim loại ñó là:.
- 16,5 → 2 kim loại là Be và Mg → ñáp án C.
- Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 6 gam hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại M (hóa trị II) vào dung dịch HCl dư, thu ñược 3,36 lít khí H 2 (ở ñktc).
- Kim loại M là:.
- Ví dụ 5: ðể hòa tan hoàn toàn 6,834 gam một oxit của kim loại M cần dùng tối thiểu 201 ml dung dịch HCl 2M.
- II – BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI NƯỚC, KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ KIỀM.
- Chỉ có kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba mới tan trong nước ở nhiệt ñộ thường.
- Các kim loại mà hiñroxit của chúng có tính lưỡng tính như Al, Zn, Be, Sn, Pb…tác dụng ñược với dung dịch kiềm (ñặc).
- Nếu ñề bài cho nhiều kim loại tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm, rồi sau ñó lấy dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit thì:.
- Nếu ñề bài cho hỗn hợp kim loại kiềm hoặc kiềm thổ và kim loại M hóa trị n vào nước thì có thể có hai khả năng:.
- M là kim loại tan trực tiếp (như kim loại kiềm, Ca, Sr, Ba.
- M là kim loại có hiñroxit lưỡng tính (như Al, Zn).
- (n – 2)H 2 O → MO 2 n – 4 + H 2 (dựa vào số mol kim loại kiềm hoặc kiềm thổ → số mol OH – rồi biện luận xem kim loại M có tan hết không hay chỉ tan một phần) 2) Một số ví dụ minh họa:.
- Thí nghiệm 2: Cũng cho m gam hỗn hợp trên cho vào dung dịch NaOH dư thu ñược 2,24 lít khí (ở ñktc) Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
- Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 7,3 gam hỗn hợp X gồm kim loại Na và kim loại M (hóa trị n không ñổi) trong nước thu ñược dung dịch Y và 5,6 lít khí hiñro (ở ñktc).
- Phần trăm về khối lượng của kim loại M trong hỗn hợp X là:.
- nHCl = 0,1 → loại - Nếu M là kim loại có hiñroxit lưỡng tính (n = 2 hoặc 3):.
- Do OH – dư nên kim loại M tan hết và nOH – dư = x – (4 – n)y mol → x – (4 – n)y = 0,1 (2) và x + ny = 0,5 (3.
- III – BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT 1) Kim loại tác dụng với dung dịch axit:.
- a) ðối với dung dịch HCl, H2SO4 loãng:.
- Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với H 2 SO 4 ñặc, HNO 3 sẽ ñạt số oxi hóa cao nhất.
- Hầu hết các kim loại phản ứng ñược với H 2 SO 4 ñặc nóng (trừ Pt, Au) và H 2 SO 4 ñặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr.
- Hầu hết các kim loại phản ứng ñược với HNO 3 ñặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO 3 ñặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr.
- Hầu hết các kim loại phản ứng ñược với HNO 3 loãng (trừ Pt, Au), khi ñó N +5 trong HNO 3 bị khử thành N +2 (NO.
- c) Kim loại tan trong nước (Na, K, Ba, Ca.
- tác dụng với axit: có 2 trường hợp - Nếu dung dịch axit dùng dư: chỉ có phản ứng của kim loại với axit.
- Nếu axit thiếu thì ngoài phản ứng giữa kim loại với axit (xảy ra trước) còn có phản ứng kim loại dư tác dụng với nước của dung dịch.
- Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H 2 SO 4 loãng (H + ñóng vai trò là chất oxi hóa) thì tạo ra muối có số oxi hóa thấp và giải phóng H 2 : M + nH.
- Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H 2 SO 4 loãng, HNO 3 → viết phương trình phản ứng dưới dạng ion thu gọn (H + ñóng vai trò môi trường, NO 3 – ñóng vai trò chất oxi hóa) và so sánh các tỉ số giữa số mol ban ñầu và hệ số tỉ lượng trong phương trình xem tỉ số nào nhỏ nhất thì chất ñó sẽ hết trước (ñể tính theo).
- Các kim loại tác dụng với ion NO 3 – trong môi trường axit H + xem như tác dụng với HNO 3 - Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion NO 3 – trong môi trường kiềm OH – giải phóng NH 3.
- Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp axit thì dùng ñịnh luật bảo toàn mol electron và phương pháp ion – electron ñể giải cho nhanh.
- Khi hỗn hợp kim loại trong ñó có Fe tác dụng với H 2 SO 4 ñặc nóng hoặc HNO 3 cần chú ý xem kim loại có dư không.
- Nếu kim loại (Mg → Cu) dư thì có phản ứng kim loại khử Fe 3+ về Fe 2.
- Khi hòa tan hoàn hoàn hỗn hợp kim loại trong ñó có Fe bằng dung dịch HNO 3 mà thể tích axit cần dùng là nhỏ nhất → muối Fe 2+.
- Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ ưu tiên phản ứng trước.
- m muối = m catio n + manion tạo muối = m kim loại + m anion tạo muối (m anion tạo muối = m anion ban ñầu – m anion tạo khí.
- Ví dụ 1: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa ñủ dung dịch H 2 SO 4 10.
- Khối lượng dung dịch thu ñược sau phản ứng là:.
- Hướng dẫn: nH 2 = nH 2 SO 4 = 0,1 mol → m (dung dịch H 2 SO 4.
- 98 gam → m (dung dịch sau phản ứng.
- Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 14,6 gam hỗn hợp X gồm Al và Sn bằng dung dịch HCl (dư), thu ñược 5,6 lít khí H 2 (ở ñktc).
- nH 2 = 0,25 mol - Khi X tác dụng với dung dịch HCl:.
- 0,8 mol → axit dư, kim loại hết.
- mBaSO 4 + mCuO gam → ñáp án B Ví dụ 5: Thể tích dung dịch HNO 3 1M (loãng) ít nhất cần dùng ñể hoà tan hoàn toàn 18 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trộn theo tỉ lệ mol 1 : 1 là: (biết phản ứng tạo chất khử duy nhất là NO) A.
- Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất).
- NO + 2H 2 O Do → kim loại kết và H + dư.
- Ví dụ 9: Hòa tan hoàn toàn 100 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu , Ag trong dung dịch HNO 3 (dư).
- Cô cạn dung dịch Z thu ñược m gam muối khan.
- III – BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI 1) Kim loại tác dụng với dung dịch muối:.
- ðiều kiện ñể kim loại M ñẩy ñược kim loại X ra khỏi dung dịch muối của nó:.
- Nếu M là kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) thì M sẽ khử H + của H 2 O thành H 2 và tạo thành dung dịch bazơ kiềm.
- MnO 4 -,…thì kim loại M sẽ khử các anion trong môi trường axit (hoặc bazơ).
- Hỗn hợp các kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên: kim loại khử mạnh nhất tác dụng với cation oxi hóa mạnh nhất ñể tạo ra kim loại khử yếu nhất và cation oxi hóa yếu nhất.
- Phản ứng của kim loại với dung dịch muối là phản ứng oxi hóa – khử nên thường sử dụng phương pháp bảo toàn mol electron ñể giải các bài tập phức tạp, khó biện luận như hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp nhiều muối.
- Các bài tập ñơn giản hơn như một kim loại tác dụng với dung dịch một muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch một muối,…có thể tính toán theo thứ tự các phương trình phản ứng xảy ra.
- Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ñể tính khối lượng thanh kim loại sau phản ứng,….
- Kim loại khử anion của muối trong môi trường axit (bazơ) thì nên viết phương trình dạng ion thu gọn.
- Kim loại (Mg → Cu) ñẩy ñược Fe 3+ về Fe 2.
- Ví dụ 1: Nhúng một thanh kim loại M hóa trị II nặng m gam vào dung dịch Fe(NO 3 ) 2 thì khối lượng thanh kim loại giảm 6 % so với ban ñầu.
- Nếu nhúng thanh kim loại trên vào dung dịch AgNO 3 thì khối lượng thanh kim loại tăng 25 % so với ban ñầu.
- Biết ñộ giảm số mol của Fe(NO 3 ) 2 gấp ñôi ñộ giảm số mol của AgNO 3 và kim loại kết tủa bám hết lên thanh kim loại M.
- Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp bột các kim loại Ni và Cu vào dung dịch AgNO 3 dư.
- Khuấy kĩ cho ñến khi phản ứng kết thúc thu ñược 54 gam kim loại.
- Mặt khác cũng cho m gam hỗn hợp bột các kim loại trên vào dung dịch CuSO 4 dư, khuấy kĩ cho ñến khi phản ứng kết thúc, thu ñược kim loại.
- Ví dụ 3: Hòa tan hỗn hợp bột kim loại gồm 8,4 gam Fe và 6,4 gam Cu vào 350 ml dung dịch AgNO 3 2M.
- Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược dung dịch X và m gam chất rắn Y.
- Ví dụ 5: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg và x mol Zn vào dung dịch chứa 2 mol Cu 2+ và 1 mol Ag + ñến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược một dung dịch chứa ba ion kim loại.
- Dung dịch chứa 3 ion kim loại → Mg 2.
- Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu ñược 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở ñktc).
- Hỗn hợp bột kim loại gồm Fe dư và Cu → (m – 0,31.56.
- IV – BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI (PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM).
- Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại oxit nhôm + kim loại (Hỗn hợp X) (Hỗn hợp Y.
- Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư .
- oxit kim loại hết.
- Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH.
- Phần 1: tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 loãng (dư) sinh ra 3,08 lít khí H 2 (ở ñktc).
- Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh ra 0,84 lít khí H 2 (ở ñktc) Giá trị của m là:.
- Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu ñược dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H 2 (ở ñktc).
- Hòa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng (dư) thu ñược 5,376 lít khí H 2 (ở ñktc).
- Ví dụ 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 phản ứng hết với dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu ñược 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở ñktc) và dung dịch X.
- Cô cạn dung dịch X thu ñược m gam muối khan.
- Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H 2 SO 4 ñặc thu ñược V ml khí SO 2.
- Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H 2 SO 4 ñặc, nóng (dư) thấy thoát ra 3,36 lít khí (ở ñktc)

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt