Tài liệu Chuyên đề ôn thi đại học bài toán đại cương về kim loại ôn thi đại học cao đẳng

ĐẶT VẤN ĐỀ Mỗi giáo viên đứng trên bục giảng luôn băn khoăn, trăn trở làm thế nào để học sinh có thể lĩnh hội kiến thức hiệu quả nhất. Tôi cũng vậy, tôi luôn cố gắng tự hoàn thiện mình bằng cách tự bồi dưỡng chuyên môn, tìm kiếm, suy nghĩ, thử nghiệm các phương pháp giảng dạy mới, hiệu quả. Viết các chuyên đề chuyên môn là một trong những hoạt động giúp tôi nâng cao chất lượng giảng dạy của mình và chất lượng học tập của học sinh. Chương “Đại cương về kim loại” là một chương có nhiều kiến thức khó, có liên quan chặt chẽ với các phần kiến thức đã được học trước đó ở cả lớp 10 và lớp 11. Đặc biệt về vị trí của phần kiến thức này trong chương trình, chương bắt đầu cho phần Hóa học Vô cơ lớp 12 ngay sau khi kết thúc phần Hóa học Hữu cơ kéo dài gần một năm. Vì thế, khi giảng dạy chương này giáo viên không những phải truyền đạt cho học sinh kiến thức mới mà còn cần giúp học sinh ôn tập lại các kiến thức cũ, các phương pháp giải bài tập thông dụng trong hóa Vô cơ. Bài tập của chương chiếm tỉ lệ khá cao trong các đề thi Đại học, Cao đẳng những năm gần đây. Đây cũng là một chương mà tôi vô cùng yêu thích. Vì vậy, tôi chọn chuyên đề “ Bài toán Đại cương về kim loại ôn thi Đại học, Cao đẳng” Chuyên đề gồm hai nội dung chính: Lí thuyết đại cương về kim loại và Bài tập toán. Phần lí thuyết chỉ nêu lại những nội dung được áp dụng trong bài tập toán và những lưu ý khi giải toán đối với từng tính chất cụ thể. Phần bài tập được chia làm bốn dạng cơ bản: Bài toán hỗn hợp, bài toán về dãy điện hóa, bài toán xác định kim loại và bài toán điện phân. Mỗi dạng được chia làm ba phần: phần hướng dẫn làm bài nêu lên các điểm đặc trưng của bài toán và phương pháp giải; phần bài tập minh họa gồm các bài tập đặc trưng với lời giải chi tiết và lưu ý khi áp dụng; phần bài tập tự giải dành cho học sinh tự làm dưới sự quan sát, hướng dẫn của giáo viên. Chuyên đề được thực hiện lồng ghép trong giờ dạy chính khóa trên lớp và trong 16 tiết dạy ôn thi đại học cho khối 12 của trường THPT Ngô Gia Tự. Chuyên đề “Bài toán Đại cương về kim loại ôn thi Đại học, Cao đẳng” đã được tôi nung nấu từ khá lâu và đã được áp dụng thành công trong năm học 2010 – 2011. Tôi hi vọng đây là một tài liệu tham khảo có giá trị dành cho các đồng nghiệp và các em học sinh. Khi viết chuyên đề này, tôi đã cố gắng hết sức nhưng không thể tránh được có sự thiếu sót. Kính mong nhận được sự góp ý tận tình của các bạn đồng nghiệp giúp cho chuyên đề hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! 3 CHUYÊN ĐỀ BÀI TOÁN ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI ÔN THI ĐẠI HỌC,CAO ĐẲNG A. LÍ THUYẾT ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI I. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI Tính chất hóa học cơ bản của kim loại là tính chất khử M  M n+ +ne (n = 1, 2, 3 là hóa trị của kim loại) 1. Tác dụng với phi kim Tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và của phi kim mà phản ứng xảy ra ở điều kiện khác nhau. Đa phần các phản ứng xảy ra khi đốt nóng. - Tác dụng với O2: Tất cả các kim loại đều phản ứng (trừ Ag, Au, Pt). - Tác dụng với Cl2: Tất cả các kim loại đều phản ứng và bị oxi hóa lên số oxi hóa cao. - Tác dụng với S: Tạo muối sunfua kim loại. VD: t Fe + S   Fe +2S o + 8 t 3Fe+2O 2   Fe3 3 O 4 (phản ứng có thể tạo ra hỗn hợp oxit sắt) o t 2Fe+3Cl 2   2Fe+3Cl3 o  Trong phản ứng, nguyên tử kim loại đã khử nguyên tử phi kim thành ion âm, đồng thời bị oxi hóa thành ion dương. 2. Tác dụng với dung dịch axit a. Với dung dịch HCl, H2SO4 loãng Fe + 2HCl  FeCl2 + H2  VD 1: Phương trình ion thu gọn: Fe + 2H+  Fe2+ + H2  3Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2  VD 2: Phương trình ion thu gọn: 3Al + 6H+  2Al3+ + 3H2   phương trình phản ứng tổng quát: M + nH+  Mn+ + n H2  (Với n = 1, 2, 3 là hóa trị của kim loại) 2  Bản chất chất oxi hóa trong dung dịch axit là ion H+, do đó: + Chỉ kim loại đứng trước H2 trong dãy điện hóa mới tham gia phản ứng. + Kim loại có nhiều trạng thái oxi hóa (như Fe, Cr,…) chỉ bị oxi hóa lên số oxi hóa thấp. Một số dạng toán thường gặp và lưu ý khi giải toán : - Kim loại tác dụng được với nước ở điều kiện thường khi tác dụng với dung dịch axit sẽ có phản ứng trực tiếp với axit, nếu dư kim loại mới tác dụng với nước. 4 - Dù kim loại tác dụng với nước, với dung dịch kiềm hay dung dịch axit luôn có tỉ lệ M  n H2  . Do vậy với 1 kim loại đã cho với lượng nhất định dù tác dụng với loại dung 2 dịch nào cũng giải phóng cùng số mol H2. - Viết dưới dạng phương trình ion khi gặp bài toán hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit. - Với bài toán tìm khối lượng hỗn hợp muối thu được hay xoay quanh vấn đề này thường áp dụng định luật bảo toàn khối lượng mhỗn hợp muối = mhỗn hợp kl + m gốc axit tạo muối. trong đó nCl- =2n H2 nSO2- =n H2 4 Có thể thấy tỉ lệ trên không phụ thuộc vào kim loại là gì, có hóa trị nào và có bao nhiêu kim loại tham gia phản ứng. - Quá trình khử : 2H+ +2e  H 2   khi áp dụng bảo toàn electron ta luôn có ne =2n H2 b. Với dung dịch HNO3, H2SO4 đặc - Với dung dịch HNO3: t Fe+6HNO3(d)   Fe(NO3 )3 +3NO2 -+3H 2O o VD: t (Fe+6H + +3NO-3   Fe3+ +3NO2 -+3H 2O) o  Bản chất chất oxi hóa là ion NO-3 trong môi trường H+. Do đó, sản phẩm khử là hợp chất 0 -3 chứa N ở số oxi hóa thấp (N+4O2 ,N+2O,N+1 2 O,N 2 ,N H 4 NO3 ) , trong đó, thường HNO3 đặc tạo NO2, HNO3 loãng tạo NO với kim loại có tính khử trung bình và yếu; tạo NO, N2O, N2, NH4NO3 với kim loại có tính khử mạnh. Nhiều bài tập tạo hỗn hợp sản phẩm khử phải xác định sản phẩm khử (nếu cần) và tính số mol hoặc tỉ lệ mol các sản phẩm khử trước. - Với H2SO4 đặc: VD: t  CuSO4 + SO2  + 2H2O. Cu + 2H2SO4(đặc)  o  Bản chất chất oxi hóa là cả phân tử H2SO4 (S+6 trong phân tử H2SO4)  Sản phẩm khử là SO2 (chủ yếu), S hoặc H2S (chỉ được tạo ra trong trường hợp kim loại mạnh như Mg, Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nguội).  Đặc điểm kim loại tham gia phản ứng: + Kim loại đứng sau H2 (trừ Au, Pt) cũng có phản ứng. + Kim loại có nhiều số oxi hóa (Fe) bị oxi hóa lên số oxi hóa cao nhất (Fe3+). + Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong HNO3 và H2SO4 đặc nguội. Lưu ý khi giải toán - Bài toán có phản ứng này thường áp dụng các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn số nguyên tố, bảo toàn khối lượng, phương trình ion và phương trình ion - electron. 5 - Axit tham gia phản ứng có 2 vai trò: bị khử và tạo muối. Trong đó số mol axit bị khử tính theo sản phẩm khử, số mol axit tạo muối tính theo số mol electron trao đổi ne ) (ở đây chỉ xét muối của kim loại, trong trường hợp phản ứng tạo 3 4 2 ra NH4NO3 được tính riêng). (n NO- taomuoi =n e ;nSO2-taomuoi = - Những bài toán không nói rõ chỉ tạo sản phẩm khử khí cần hết sức lưu ý có thể tạo ra NH4NO3, đặc biệt khi đã tường minh số mol kim loại và sản phẩm khử khí (hay khối lượng muối thu được). 3. Kim loại tác dụng với nước - Chỉ kim loại đứng trước Mg tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường tạo dung dịch kiềm và giải phóng khí H2. VD: Na + H2O  NaOH + 1 H2  2 Ca + H2O  Ca(OH)2 + H2  Tổng quát M + nH2O  M(OH)n + n H2  2 (n là hóa trị của kim loại, n = 1, 2) 2H2O + 2e  2OH- + H2  Bản chất: là quá trình kim loại khử H+ trong nước: Lưu ý tỉ lệ: ne =nOH- =2n H2 Thường áp dụng: Tính khối lượng bazơ thu được: mhhbazo =mhhkl +mOHTrung hòa dung dịch thu được bằng dung dịch axit: Tính thể tích (nồng độ) của dung dịch axit: n H+ =nOH- =2n H2 Tính khối lượng muối thu được sau trung hòa: mmuối = mkl + mgốc axit. Xác định kim loại: M  n H 2  (n = 1,2) 2 - Kim loại có oxit và hiđroxit lưỡng tính (Be, Al, Zn, Cr) khi tác dụng với dung dịch kiềm, trước tiên có phản ứng: Al + 3H2O  Al(OH)3 + 3 H2  2 Zn + 2H2O  Zn(OH)2 + H2  Hiđroxit sinh ra tan được trong dung dịch kiềm Al(OH)3 + OH-  AlO 2 + 2H2O. Zn(OH)2 + 2OH-  ZnO 22 + 2H2O. không còn tác dụng bảo vệ kim loại nữa nên phản ứng kim loại khử nước được tiếp diễn. Tổ hợp 2 phản ứng lại sẽ được phương trình phản ứng tổng quát: Al + OH- + H2O  AlO 2 + 6 3 H2  2 Zn + 2OH-  ZnO 22 + H2  Một số lưu ý khi giải toán - Một hỗn hợp hai kim loại tan hết trong nước có thể xảy ra 2 khả năng: hoặc cả 2 kim loại đều tác dụng với nước ở điều kiện thường, hoặc chỉ có một kim loại tác dụng với nước tạo dung dịch kiềm, kim loại còn lại tác dụng với dung dịch kiềm mới sinh ra. - Kim loại đứng trước Mg khi tác dụng với dung dịch axit sẽ phản ứng với axit trước, nếu dư kim loại mới có phản ứng với nước. 4. Kim loại tác dụng với dung dịch muối - Kim loại tác dụng được với nước khi tác dụng với dung dịch muối trước tiên sẽ xảy ra phản ứng khử nước tạo dung dịch kiềm rồi kiềm sinh ra mới tác dụng với muối (nếu có). VD: Na + dung dịch AlCl3. Na + H2O  NaOH + 1 H2  2 3NaOH + AlCl3  Al(OH)3 + 3NaCl Nếu dư NaOH có phản ứng Al(OH)3 + NaOH  NaAlO2 + 2H2O. - Kim loại không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường khi tác dụng với dung dịch muối tuân theo quy luật: Kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối. Quy luật này phù hợp với nguyên tắc của phản ứng oxi hóa khử: Chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh tạo chất oxi hóa yếu và chất khử yếu.  Khi có nhiều kim loại trong hỗn hợp phản ứng, kim loại đứng trước phản ứng trước khi hết mới tới kim loại đứng sau, lần lượt như vậy đến khi phản ứng kết thúc. Còn khi có dung dịch nhiều muối tham gia phản ứng, muối của kim loại đứng sau sẽ phản ứng trước cũng lần lượt theo thứ tự như trên.  Sau phản ứng, những kim loại còn lại là những kim loại có tính khử yếu nhất và những muối còn lại là những muối của ion kim loại có tính oxi hóa yếu nhất. VD: Hỗn hợp Mg, Al tác dụng với dung dịch hỗn hợp CuSO4 và FeSO4. Ban đầu có phản ứng: Mg + CuSO4  MgSO4 + Cu. (1) Nếu (1) dư Mg, có phản ứng: Mg + FeSO4  MgSO4 + Fe. (2) Nếu (2) dư Mg hay vừa đủ, phản ứng dừng lại. Nếu (2) dư FeSO4 xảy ra phản ứng 2Al + 3FeSO4  Al2(SO4)3 + 3Fe. (3) Nếu (1) dư CuSO4: 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu. - Nếu CuSO4 dư hay vừa đủ, phản ứng dừng lại. - nếu Al dư, có phản ứng (3) Nếu (1) vừa đủ, xảy ra ngay phản ứng (3). 7  Trong trường hợp này, nếu số mol kim loại và muối không tường minh sẽ rất phức tạp, ta chỉ xác định được phản ứng đầu, không xác định được các phản ứng trung gian, do đó thường phải sử dụng phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn số nguyên tố.  Mối quan hệ giữa kim loại còn lại sau phản ứng với muối còn lại trong dung dịch trong ví dụ trên (chỉ xét khi phản ứng xảy ra hoàn toàn) Kim loại còn sau phản ứng Cu Cu, Fe Cu, Fe, Al Cu, Fe, Al, Mg Muối còn sau phản ứng Mg2+, Al3+, Fe2+ và có thể có Cu2+ Mg2+, Al3+ và có thể có Fe2+ Mg2+ và có thể có Al3+ Mg2+ Muối còn sau phản ứng Mg2+ Mg2+, Al3+ Mg2+, Al3+, Fe2+ Mg2+, Al3+, Fe2+, Cu2+ Kim loại còn sau phản ứng Cu, Fe, Al và có thể có Mg Cu, Fe và có thể có Al Cu và có thể có Fe Cu Lưu ý: - Khi viết phương trình phản ứng dưới dạng phương trình ion phải chú ý cân bằng điện tích của các ion. Al + Cu2+  Al3+ + Cu Phản ứng này đã cân bằng về số nguyên tố nhưng chưa cân bằng điện tích, và phương trình VD: Cho phản ứng: 2Al + 3Cu2+  2Al3+ + 3Cu. - Kim loại sinh ra sau phản ứng sẽ bám vào thanh kim loại ban đầu làm khối lượng thanh biến đổi. Khối lượng thanh kim loại sau phản ứng tăng so với ban đầu nếu khối lượng kim loại phản ứng nhỏ hơn khối lượng kim loại sinh ra và ngược lại, giảm so với ban đầu nếu khối lượng kim loại phản ứng lớn hơn khối lượng kim loại sinh ra. đúng phải là  Phương pháp rất hay được dùng cho loại phản ứng này là phương pháp tăng giảm khối lượng. Phương pháp khá dễ áp dụng nếu tỉ lệ mol các chất là 1:1, nhưng học sinh hay lúng túng nếu có tỉ lệ mol khác. VD: Với phản ứng Fe+CuSO4  FeSO4 +Cu  ta có tỉ lệ 1 mol Fe (56g) + 1 mol CuSO4 (160g)  1 mol FeSO4 (152g) + 1 mol Cu (64g)  khối lượng kim loại tăng 64-56 = 8g. Þn Fepu =nCuSO4pu =n FeSO4 =nCu = m Fe = m tg .56 ;mCuSO4 = 160mtg m tg 8 (mol) ;m FeSO4 = 152mtg ;mCu = 64mtg 8 8 8 8 Như vậy tùy thuộc vào đại lượng cần tính để có tỉ lệ tương ứng (Lưu ý: các đại lượng ở cùng một cột phải có cùng đơn vị) Nhưng với phản ứng: 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu. 8 2Al + 3Cu2+  2Al3+ + 3Cu. hay Ta có thể xét 3 tỉ lệ sau: (1) 2 mol Al (2.27g) phản ứng tạo 3 mol Cu (3.64g) làm khối lượng chất rắn tăng 3.64 -2.27 (g) = 138 (g) (2) 1 mol Al (27g) phản ứng tạo 3 3 3 mol Cu ( .64g) làm khối lượng chất rắn tăng .64-27 (g) 2 2 2 = 69 (g) 2 2 2 mol Al ( .27 g) phản ứng tạo 1 mol Cu (64g) làm khối lượng chất rắn tăng 64 - .27 3 3 3 (g) = 46 (g) (3) (3) Giả sử, đề cho khối lượng thanh nhôm sau phản ứng tăng a (g) so với ban đầu ta có thể tính n Alpu =2 n Cu =3. a a 2 a a = = . =  tính theo tỉ lệ (2) là đơn giản nhất. 3 2 3.64-2.27 3 69 .64-27 64- .27 2 3 a 3 a a a = . = = 3.64-2.27 2 3 .64-27 64- 2 .27 46 2 3  tính theo tỉ lệ (3) là đơn giản hơn cả.  Nếu ta có phản ứng tổng quát: mA + nBm+  mAn+ + nB Ta sẽ tính m bt (mol) m B- A n trong đó mbt là khối lượng thanh kim loại biến thiên sau phản ứng. m bt nA = (mol) n B-A m nB = Lưu ý: khối lượng chất rắn tăng (giảm) = khối lượng dung dịch giảm (tăng) Ngoài phương pháp tăng giảm khối lượng có thể áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng. II. DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI 1. Khái niệm về cặp oxi hóa khử của kim loại - Khái niệm: Cặp oxi hóa khử của kim loại là cặp chất oxi hóa và chất khử của cùng một nguyên tố kim loại. - Kí hiệu: dạng oxi hóa/dạng khử (thường là Mn+/M) - Kim loại có hóa trị không đổi chỉ tạo một cặp oxi hóa khử, kim loại có hóa trị thay đổi có thể tạo nhiều cặp oxi hóa khử. VD: Fe2+/Fe; Fe3+/Fe2+; Mg2+/Mg;... 2. So sánh các cặp oxi hóa khử - So sánh các cặp oxi hóa khử của kim loại là so sánh tính oxi hóa của các dạng oxi hóa và so sánh tính khử của các dạng khử. - VD: Xét phản ứng 2Al + 3Cu2+  2Al3+ + 3Cu. 9 Nhận thấy Al có tính khử mạnh hơn Cu và Al3+ có tính oxi hóa yếu hơn Cu2+. Zn + Fe2+  Zn2+ + Fe Nhận thấy, Zn có tính khử mạnh hơn Fe và Zn2+ có tính oxi hóa yếu hơn Fe2+. Xét phản ứng:  Trong một cặp oxi hóa - khử, dạng khử có tính khử càng mạnh thì dạng oxi hóa có tính oxi hóa càng yếu và ngược lại. 3. Dãy điện hóa của kim loại - Khái niệm: Là dãy các cặp oxi hóa - khử của kim loại được xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa của ion kim loại, đồng thời là chiều giảm dần tính khử của kim loại. 4. Ý nghĩa dãy điện hóa của kim loại a. So sánh các cặp oxi hóa khử. - Kim loại đứng trước có tính khử mạnh hơn kim loại đứng sau trong dãy điện hóa. - Ion kim loại đứng trước có tính oxi hóa yếu hơn ion kim loại đứng sau trong dãy điện hóa. b. Xác định chiều của phản ứng giữa các cặp oxi hóa khử. - Một phản ứng oxi hóa khử được coi là phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử. - Quy luật: Phản ứng xảy ra theo chiều chất oxi hóa mạnh tác dụng với chất khử mạnh tạo chất oxi hóa yếu và chất khử yếu (hay quy tắc  ). - VD:  Phản ứng xảy ra theo chiều Fe + Cu2+  Fe2+ + Cu  Phản ứng xảy ra theo chiều Fe2+ + 2Ag+  Fe3+ + 2Ag 10 - Có thể tổng kết một số phản ứng hóa học của kim loại và hợp chất theo dãy điện hóa như sau III. ĐIỆN PHÂN - Khái niệm: phản ứng điện phân là phản ứng oxi hóa khử xảy ra tại bề mặt các điện cực trong dung dịch chất điện li hay chất điện li nóng chảy dưới tác dụng của dòng điện một chiều. - Việc nắm vững lí thuyết để viết đúng các phương trình điện phân và các phản ứng điện cực là vô cùng quan trọng. Đặc biệt là trình tự các phản ứng điện cực: + Ở Catot (K – Cực âm xảy ra sự khử): có mặt các ion dương và nước. * Cation kim loại đứng trước Zn2+ không bị điện phân (xảy ra sự điện phân nước) * Cation kim loại từ Zn2+ về sau điện phân trước nước theo phương trình: Mn+ + n e  M Kim loại M sinh ra bám vào K làm khối lượng K tăng lên. * Nếu có mặt nhiều cation kim loại, cation kim loại đứng sau (có tính oxi hóa mạnh hơn) sẽ bị điện phân trước. * H2O bị điện phân ở K theo phương trình: 2H2O + 2 e  H2  + 2 OH-. * Khi bắt đầu có sự thoát khí ở K là lúc các cation kim loại (có thể bị điện phân) đã điện phân hết và bắt đầu có sự điện phân nước. Quá trình điện phân nước làm tăng pH của dung dịch điện phân. + Ở Anot (A – Cực dương xảy ra sự oxi hóa): có mặt anion gốc axit và nước. * Anion gốc axit không chứa oxi điện phân trước nước theo trình tự: S2- >I- >Br - >Cl- >H2O VD: 2Cl-  Cl2  + 2 e. 2H2O  O2  + 4 e + 4H+. * Quá trình điện phân nước ở anot làm giảm pH của dung dịch điện phân. * Anion gốc axit chứa oxi không bị điện phân. 11 + Ghép các nửa phản ứng ở 2 điện cực lại với nhau ta được phương trình điện phân hoàn chỉnh. Phải ghép 2 nửa phản ứng theo đúng trình tự điện phân theo nguyên tắc số e nhường ở K phải bằng số e nhận ở A vì phản ứng điện phân thực chất là một phản ứng oxi hóa – khử xảy ra riêng rẽ (đồng thời) ở bề mặt hai điện cực. IV. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI 1. Nguyên tắc điều chế kim loại - Khử ion kim loại trong hợp chất thành nguyên tử nhờ chất khử hoặc dòng điện. - Phương trình tổng quát: Mn+ + ne  M 2. Phương pháp điều chế kim loại a. Phương pháp thủy luyện Trước tiên cần hòa tan quặng bằng dung môi thích hợp, sau đó khử ion kim loại trong dung dịch bằng kim loại hoạt động hơn (phải là kim loại không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường). Áp dụng trong bài tập toán như với phản ứng kim loại + dung dịch muối. b. Phương pháp nhiệt luyện Dùng các chất khử mạnh như C, CO, H2, Al, kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ khử những ion kim loại trong các hợp chất oxit ở nhiệt độ cao. Chất khử CO, H2 có thể khử oxit các kim loại từ Fe về sau. C có thể khử được ZnO. Al có thể khử được nhiều oxit kim loại thành kim loại tự do (được gọi là phản ứng nhiệt nhôm). Thực tế dùng Al để khử những oxit kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao như Cr2O3. Lưu ý khi giải toán Trong phản ứng CO, H2 + oxit kim loại có một số tỉ lệ cần chú ý mc.rắn giảm = mkhí tăng = mO/oxit mất đi nCO pư = nCO2 = nO/oxit mất đi. (Áp dụng tương tự với H2). Bài toán có phản ứng này thường hay áp dụng tăng giảm khối lượng, bảo toàn khối lượng, bảo toàn số nguyên tố hoặc bảo toàn electron. c. Phương pháp điện phân - Phương pháp điện phân nóng chảy: Điều chế kim loại có tính khử mạnh (đứng trước Zn). + Điều chế kim loại kiềm: Điện phân muối clorua hay hidroxit nóng chảy. + Điều chế kim loại kiềm thổ: Điện phân muối clorua nóng chảy. + Điều chế Al: Điện phân oxit nóng chảy. - Phương pháp điện phân dung dịch: Điều chế các kim loại có tính khử trung bình và yếu. 12 B. BÀI TẬP TOÁN THEO CHỦ ĐỀ CHỦ ĐỀ 1: BÀI TOÁN HỖN HỢP I. Hướng dẫn cách làm: - Đặc điểm: + Bài toán hỗn hợp là dạng toán yêu cầu phải tính toán một đáp số cụ thể có thể biểu diễn bằng một con số. Ví dụ như xác định khối lượng, thành phần hỗn hợp (% thể tích hoặc khối lượng), tính nồng độ dung dịch, tính tỉ khối chất khí, tính thể tích,… + Trong chủ đề này chỉ giới hạn bài tập với phản ứng của kim loại và hợp chất với nước, dung dịch axit, dung dịch kiềm và phản ứng chuyển hóa các hợp chất của kim loại. - Một số lưu ý: + Nắm vững lí thuyết để viết đúng, đủ các phương trình hóa học hoặc quá trình thí nghiệm. Đặc biệt phải chú ý đến các phản ứng đặc trưng của mỗi kim loại và hợp chất của chúng. VD: * Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng: tan và tác dụng với nước. * Nhôm và hợp chất của nhôm tác dụng với dung dịch kiềm. * Sắt, crom và hợp chất của chúng: có sự thay đổi số oxi hóa tùy các chất phản ứng. * Các kim loại khác: Khả năng phản ứng khác nhau nên tùy từng trường hợp mà có phản ứng hay không. + Đọc kĩ đề bài, chú ý trong từng phản ứng chất nào hết, chất nào dư và tính theo chất phản ứng hết. - Phương pháp giải: dạng toán này thường được làm theo hai cách: cách thông thường và áp dụng các phương pháp giải nhanh. + Phương pháp 1: Áp dụng cho các bài tập đơn giản, các quá trình hóa học đã tường minh. Áp dụng phương pháp này ta thường viết phương trình hóa học, đặt ẩn số và giải hệ phương trình nếu cần thiết. Tất nhiên cũng có thể sử dụng các phương pháp giải nhanh. + Phương pháp 2: Đối với các bài tập phức tạp mà quá trình hóa học, lượng chất phản ứng chưa tường minh hay có nhiều bước chuyển hóa hóa học. Dạng này có thể áp dụng các phương pháp giải nhanh như: các phương pháp bảo toàn (khối lượng, electron, điện tích, số nguyên tố), phương trình ion, phương pháp tự chọn lượng chất, phương pháp trung bình và sơ đồ đường chéo. II. Bài tập minh họa: Câu 1: Hòa tan hỗn hợp Ba, Na (với tỉ lệ mol 1:1) vào nước được dung dịch A và 0,672 lít khí H2 (đktc). a. Thể tích dung dịch HCl 0,1M cần để trung hòa dung dịch A là A. 300 ml. B. 30 ml. C. 600 ml. D. 60 ml. b. Khối lượng muối thu được sau phản ứng trung hòa là A. 5,39 gam. B. 5,37 gam. C. 5,35 gam. D. 5,33 gam. c. Cho 560 ml CO2 (đktc) hấp thụ hết vào dung dịch A. Khối lượng kết tủa thu được là 13 A. 4,925g. B. 3,940g. C. 2,955g. D. 0,985g. HD: a. Viết phương trình phản ứng dưới dạng phương trình ion – electron và phương trình ion ta được 2H2O + 2e  2OH- + H2  0,06  0,03 (mol) H+ + OH-  H2O. 0,06  0,06 (mol) Þn HCl =n H+ =0,06mol  VddHCl =600ml  Đáp án C b. Đặt n Na =n Ba =x(mol)(x>0) Từ tỉ lệ: Na 1 H2  2  x  Ba  H2  x  x (mol) x/2 (mol)  n H2 =x+x/2=0,03  x=0,02(mol) Mặt khác, số mol Cl- tạo muối: nCl- =n H+ =0,06(mol)  khối lượng muối: mm =mNa +mBa +mCl- =0,02.23+0.02.137+0.06.35,5=5,33g  Đáp án D 1 c. Nhận thấy n CO2 =0,025mol< n OH- =0,03mol  chỉ xảy ra phản ứng: 2 CO2 +2OH-  CO32- +H2O  0,025 (mol) 0,025 CO32- +Ba 2+  BaCO3  0,025 0,02  0,02 (mol) Vậy khối lượng kết tủa thu được là m BaCO3  = 0,02.197 = 3,94 (g).  Đáp án B Câu 2: Hòa tan 13,1 gam hỗn hợp X gồm Li, Na, K vào nước thu được V lít khí H 2 (đktc) và dung dịch Y. Trung hòa dung dịch Y bằng dung dịch HCl thu được dung dịch chứa 30,85 gam muối. Giá trị của V là A. 5,60. B. 8,96. C. 13,44. D. 6,72. HD: mCl- =mhhm -mhhkl = 30,85 – 13,1 = 17,75 gam.  nOH- =n H+ =nCl- =0,5mol 2H2O + 2e  2OH- + H2  0,5  0,25 (mol)  V = 0,25.22,4 = 5,6 lít  Đáp án A 14 Câu 3: Cho 8,5 gam hỗn hợp Na và K tác dụng hết với nước thu được 3,36 lít khí H2 (đktc) và dung dịch X. Cho X tác dụng vừa đủ với dung dịch Fe2(SO4)3 thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 5,35. B. 16,05. C. 10,70. D. 21,40. HD: Trong bài tập này, học sinh rất hay tìm đáp số bằng cách giải hệ phương trình tìm số mol của từng kim loại. Nhưng nếu ta kí hiệu chung cho 2 kim loại là M và gộp chung các phương trình phản ứng thì sẽ không cần sử dụng hết dữ kiện của bài toán. M + H2O  MOH + 1 H2  2 0,3  0,15 (mol) 6MOH + Fe2(SO4)3  3M2SO4 + 2Fe(OH)3   0,1 (mol) 0,3  m  = 10,7 gam  Đáp án C Câu 4: Hòa tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm Na và K vào nước thu được 4,48 lít khí (đktc) và dung dịch X. Cho 5,2 gam hỗn hợp Mg, Fe tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thu được dung dịch Y và 3,36 lít (đktc) khí. Cho X tác dụng hết với Y thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 12,000. B. 10,300. C. 14,875. D. 22,235. HD: Áp dụng phương pháp bảo toàn điện tích 2H2O + 2M  2MOH + H2  0,4  0,2 (mol) 2HCl + M’  H2  + M’Cl2 0,3  0,15  0,15(mol) Dung dịch X + dung dịch Y M’Cl2 + 2MOH-  M’(OH)2  + 2MCl 0,15  0,3 (mol)  m=mkl +mOH- = 5,2 + 0,3.17 = 10,3 gam  Đáp án B Câu 5: Cho hỗn hợp A gồm Al và Na tác dụng với nước dư thu được 8,96 lít khí H 2 (đktc) và còn lại một lượng chất rắn không tan. Khối lượng của Na trong A là A. 2,3 gam. B. 4,6 gam. C. 6,9 gam. D. 9,2 gam. HD: Các phản ứng hóa học xảy ra: 1 Na+H 2O  NaOH+ H 2  2 3 Al+NaOH+H 2O  NaAlO2 + H 2  2 Do sau phản ứng còn dư chất rắn không tan nên Al còn dư. Nếu đặt số mol Na trong hỗn hợp là x ta được x 3x n H 2 = + =2x=0,4 mol  x=0,2 mol  mNa = 0,2.23 = 4,6 gam  Đáp án B 2 2 15 Trong trường hợp hỗn hợp gồm Al và kim loại kiềm tác dụng với nước mà Al dư có thể viết phương trình phản ứng Na + Al + H2O  NaAlO2 + 2H2  để thấy tỉ lệ nAlpư = nNa = nH 2 2 Câu 6: Hòa tan 7,8 gam hỗn hợp Al và Mg bằng dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng 7 gam. Khối lượng Al và Mg trong hỗn hợp đầu là A. 5,4 và 2,4. B. 2,7 và 3,6. C. 2,7 và 2,4. D. 5,4 và 3,6. HD: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng được mdd tăng = mkl - m H2 = 7 (g) → m H2 = 7,8 - 7 = 0,8 (g) → n H 2 = 0,4 (mol) Gọi x, y lần lượt là số mol Al, Mg. Theo định luật bảo toàn electron ta có: 3x + 2y = 0,4.2 = 0,8 (*) Theo đề: 27x + 24y = 7,8 (**)  x  0, 2 Giải hệ (*) và (**) ta được   mAl = 5,4 (g); mMg = 2,4 (g)  Đáp án A  y  0,1 Câu 7: Cho 3,78 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 250 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M thu được dung dịch Z và 4,368 lít H2 (đktc). Phần trăm khối lượng Mg và Al trong X tương ứng là A. 37,21% Mg và 62,79% Al. B. 62,79% Mg và 37,21% Al. C. 45,24% Mg và 54,76% Al. D. 28,57% Mg và 71,43% Al. HD: n H+ = 0,25(1 + 2.0,5) = 0,5 (mol) 1 n + = 0,25 nên phản ứng trên dư axit. 2 H n H 2 = 0,195 < Gọi x, y lần lượt là số mol Mg, Al, ta có hệ phương trình: 24x+27y=3,78  x=0,045  %Mg=28,57%    Đáp án D  2x+3y=0,39  y=0,1 %Al=71,43% Câu 8: Hòa tan hoàn toàn 15,8 gam hỗn hợp Mg, Fe, Al trong dung dịch H 2SO4 loãng, dư thu được 13,44 lít khí H2 (đktc) và dung dịch X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH thu được lượng kết tủa lớn nhất là m gam. Giá trị của m là A. 20,6. B. 26,0. C. 32,6. D. 36,2. HD: Ta có sơ đồ phản ứng:  MgSO4  Mg(OH)2  Mg    +H 2SO4 +NaOH   Fe(OH)2 Hỗn hợp  Fe   FeSO4 -H 2  Al  Al (SO )  Al(OH)   2  4 3 3  nOH- =2nSO2- =2n H2 = 1,2 mol  mmax = 1,2.17 + 15,8 = 36,2 gam  Đáp án D. 4 16 Câu 9: Cho 5,35 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Al vào 250 ml dung dịch Y gồm H2SO4 0,5M và HCl 1M, thu được 3,92 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y trong điều kiện không có không khí thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 20,9. B. 26,225. C. 26,375. D. 28,6. HD: n H+ = 0,25(2.0,5 + 1) = 0,5 (mol) n H 2 = 0,175 < 1 n + = 0,25 dư axit 2 H nSO2- = 0,25.0,5 = 0,125 < 0,175 4 Do đó khi cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp muối sunfat và muối clorua Có 2 quan điểm để xét bài toán này Quan điểm 1:Do HCl dễ bay hơi nên khi cô cạn dung dịch HCl bay hơi hết  số mol gốc SO 24 tạo muối là tối đa  mmuối = 5,35 + 96.0,125 + (0,175 - 0,125).2.35,5 = 20,9 (gam) Quan điểm 2: Coi 2 axit là như nhau về khả năng còn lại trong dung dịch  chỉ tính được giới hạn khối lượng muối  5,35 + 0,25.35,5 + 0,35  0, 25 .96 = 19,025 gam  mmuối  20,9 gam 2 Như vậy dù xét theo quan điểm nào cũng chỉ thu được một đáp án duy nhất  Đáp án A Câu 10: Hòa tan hoàn toàn 10,4 gam hỗn hợp X gồm Fe và Mg bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl 20%, thu được dung dịch D. Nồng độ FeCl2 trong dung dịch D là 15,757%. a. Nồng độ phần trăm của MgCl2 trong dung dịch D là A. 11,787%. B. 84,243%. C. 88,213%. D. 15,757%. b. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là A. 30%. B. 70%. C. 20%. D. 80%. HD: a. Gọi số mol Fe, Mg lần lượt là x, y Ta có: 56x + 24y = 10,4 (*) Số mol H2 = x + y  nHCl = 2(x + y)  mddHCl = 36,5.2(x+y).100 =355(x+y) (g) 20 Theo ĐLBTKL : mdd sau pư = 10,4 + 355(x+y) - 2(x+y) = 10,4 + 353(x + y) Theo đề: C%(FeCl2) = 127x 15,757 = 10,4+353(x+y) 100 (**)  x=0,128 Giải hệ phương trình (*) và (**) ta được   % MgCl2 = 11,787%  Đáp án A  y=0,134 b. %Fe = 70%  Đáp án B. Câu 11: Hçn hîp Y gåm 3 kim lo¹i Na, Al, Fe ®− îc nghiÒn nhá trén ®Òu và chia thà nh 3 phÇn b»ng nhau. Hoà tan phÇn 1 trong 0,5 lÝt dung dÞch HCl 1,2M ®− îc 5,04 lÝt khÝ và dung dÞch A. PhÇn 2 cho t¸c dông víi dung dÞch NaOH d− thu ®− îc 3,92 lÝt khÝ. PhÇn 3 cho t¸c 17 dông víi n− íc d− thu ®− îc 2,24 lÝt khÝ. BiÕt thÓ tÝch c¸c khÝ ®o ë ®ktc và thÓ tÝch dung dÞch kh«ng ®æi. a. Khèi l− îng cña Na, Al trong Y lÇn l− ît là A. 3,45g; 8,10g. B. 1,15g; 2,70g. C. 8,10g; 3,45g. D. 2,70g; 1,15g. b. Nång ®é mol/lÝt cña HCl trong dung dÞch A là A. 0,1M. B. 0,2M. C. 0,3M. D. 0,4M. c. Khèi l− îng chÊt tan trong dung dÞch A là A. 35,925g. B. 25,425g. C. 41,400g. D. 28,100g. HD: 2Na + 2HCl  2NaCl + H2 PhÇn 1: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 PhÇn 2: 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 2Na + 2H2O  2NaOH + H2 PhÇn 3: 2Al + 2NaOH + 2H2O  2NaAlO2 + 3H2 n H2 (3) = 0,1 mol < n H2 (2) = 0,175 mol  ë phÇn 3 cßn d- Al  n Na = n H 2 (3) 2 = 0,05 mol (0,175-0,1).2 =0,1(mol)  n Fe =n H2 (1) -n H2 (2) = 0,05 mol 3 a.  mNa = 3.0,05.23 = 3,45 gam; mAl = 3.0,1.27 = 8,1 gam  §¸p ¸n A.  n Al =0,05+ b. CM/HCl(A) = 0,5.1,2-0,225.2 =0,3M  §¸p ¸n C. 0,5 c. mctan = mkl + mHCl - mH2 (1) = 28,1 (gam)  §¸p ¸n D. C©u 12: Cho 20,1 gam hçn hîp A chøa Al, Mg, Al2O3 t¸c dông víi dung dÞch NaOH d− ®− îc 6,72 lÝt H2(®ktc). MÆt kh¸c, nÕu hoà tan hÕt 20,1 gam A và o V lÝt dung dÞch HCl thu ®− îc 15,68 lÝt H2(®ktc) và dung dÞch B. CÇn ph¶i dïng hÕt 300 ml dung dÞch KOH míi trung hoà hÕt l− îng axit cßn d− trong B. Khèi l− îng (gam) cña Al2O3 trong A và trÞ cña V lÇn l− ît là A. 5,1 và 1,7. B. 10,2 và 2,0. C. 10,2 và 1,7. D. 5,1 và 2,0 . HD: thu 1M 1M gi¸ 3 Hçn hîp A + dung dÞch NaOH  n Al = n H 2 = 0,2 mol. 2 Hçn hîp A + dung dÞch HCl  nMg = 0,7 – 0,3 = 0,4 mol  mAl2O3 = 5,1 gam  n HCl =2n H2 +n KOH +6n Al2O3 = 2 mol  VddHCl = 2 lÝt  §¸p ¸n D. C©u 13: Hoà tan hoà n toà n 24,3g Al và o dung dÞch HNO3 lo·ng, d− thu ®− îc V lÝt hçn hîp khÝ NO và N2O (®ktc) cã tû khèi h¬i so víi H2 là 20,25 (ph¶n øng kh«ng t¹o NH4NO3). Gi¸ trÞ cña V là A. 6,72. B. 8,96. C. 11,20. D. 13,44. HD: 18 §Æt sè mol NO vµ N2O lÇn l-ît lµ x vµ y (mol). ¸p dông s¬ ®å ®-êng chÐo, ta ®-îc x 44-40,5 1 = =  y = 3x y 40,5-30 3 ¸p dông ph-¬ng ph¸p b¶o toµn electron ta ®-îc ne = 3nAl = 2,7 = 3x + 8y = 3x + 8.3x  x = 0,1 (mol)  y = 0,3 (mol)  V = 8,96 lÝt  §¸p ¸n B. C©u 14: Hoà tan 23,4 gam G gåm Al, Fe, Cu b»ng mét l− îng võa ®ñ dung dÞch H2SO4 ®Æc, nãng, thu ®− îc 15,12 lÝt khÝ SO2 (®ktc) và dung dÞch chøa m gam muèi. Gi¸ trÞ cña m là A. 153,0. B. 95,8. C. 88,2. D. 75,8. HD: nSO2- t¹o muèi = nSO2 = 0,675 (mol)  mmuèi = 23,4 + 0,675.96 = 88,2 (gam)  §¸p ¸n C. 4 C©u 15: Cho 18,2 gam hçn hîp A gåm Al, Cu và o 100 ml dung dÞch B chøa HNO3 2M và H2SO4 12M và ®un nãng thu ®− îc dung dÞch C và 8,96 lÝt hçn hîp khÝ D (®ktc) gåm NO và SO2, tØ khèi cña D so víi H2 là 23,5. a. Khèi l− îng cña Al trong 18,2 gam A là A. 2,7g. B. 5,4g. C. 8,1g. D. 10,8g. b. Tæng khèi l− îng chÊt tan trong C là A. 66,2 g. B. 129,6g. C. 96,8g. D. 115,2g. HD: a. nD = 0,4 mol 64-47 n D = 0,2 mol = nSO2 47-30 §Æt sè mol Al, Cu trong 18,2 gam A lÇn l-ît lµ x, y (mol)  27x + 64y = 18,2 (*) ne = 3x + 2y = 0,2.3 + 0,2.2 = 1 (**) nNO =  x=0,2 Gi¶i hÖ ph-¬ng tr×nh (*) vµ (**) ®-îc   mAl = 5,4 gam  §¸p ¸n B.  y=0,2 b. Theo sù b¶o toµn sè nguyªn tè O ta ®-îc n H2Osp =2n NO +2nSO2 = 0,8 mol mc.tan/C = mkl + maxit – mD – mn-íc = 18,2 + 0,2.63 + 1,2.98 – 0,4.47 - 0,8.18 = 115,2 (gam)  §¸p ¸n D. C©u 16: Hoà tan 3 gam hçn hîp A gåm kim lo¹i R ho¸ trÞ 1 và kim lo¹i M ho¸ trÞ 2 võa ®ñ và o dung dÞch chøa HNO3 và H2SO4 và ®un nãng, thu ®− îc 2,94 gam hçn hîp khÝ B gåm NO2 và SO2.ThÓ tÝch cña B là 1,344 lÝt (®ktc). Khèi l− îng muèi khan thu ®− îc là A. 6,36g. HD: B. 5,06g. C. 10,56g. Gäi sè mol NO2 vµ SO2 lÇn l-ît lµ x vµ y  46x + 64y = 2,94 x + y = 0,06 (**)  x=0,05   nNO t¹o muèi + 2 nSO2- t¹o muèi = ne = 0,07 3 4  y=0,01 19 D. 12,26g. (*) Tr-êng hîp nµy chit Ýnh ®-îc giíi h¹n khèi l-îng muèi nÕu coi chØ cã gèc NO 3 hay gèc SO 24 t¹o muèi. Khèi l-îng hçn hîp muèi sÏ lín nhÊt khi chØ cã muèi nitrat vµ nhá nhÊt khi chØ cã muèi sunfat  3 + 0,035.96 = 6,36  mhçn hîp muèi  3 + 0,07.62 = 7,34  §¸p ¸n A. C©u 17: Cho 11,28 gam hçn hîp A gåm Cu, Ag t¸c dông võa ®ñ víi 200ml dung dÞch B gåm HNO3 1M và H2SO4 0,2M thu ®− îc khÝ NO duy nhÊt và dung dÞch C chøa m gam chÊt tan. Gi¸ trÞ cña m là A. 19,34. B. 15,12. C. 23,18. D. 27,52. HD: XÐt nöa ph¶n øng 4H+ + NO 3 + 3e  NO + 2H2O 0,28  0,07 V× ph¶n øng võa ®ñ nªn ngèc axit t¹o muèi = ngèc axit ban ®Çu - ngèc axit bÞ khö.  mctan = mkl + mgèc axit = 11,28 + 0,04.96 + (0,2 – 0,07).62 = 23,18 gam  §¸p ¸n C. C©u 18: Hçn hîp X gåm Mg và MgO ®− îc chia thà nh 2 phÇn b»ng nhau. Cho phÇn 1 t¸c dông hÕt víi dung dÞch HCl thu ®− îc 3,136 lÝt khÝ (®ktc); c« c¹n dung dÞch và là m kh« th× thu ®− îc 14,25g chÊt r¾n khan A. Cho phÇn 2 t¸c dông hÕt víi dung dÞch HNO3 th× thu ®− îc 0,448 lÝt khÝ Y (®ktc), c« c¹n dung dÞch và là m kh« th× thu ®− îc 23 gam chÊt r¾n khan B. a. PhÇn tr¨m khèi l− îng cña Mg trong hçn hîp X là A. 10,64%. B. 89,36%. C. 44,68%. D. 55,32%. b. C«ng thøc ph©n tö cña Y là A. NO2. B. NO. C. N2O. D. N2. HD: a. nMg = 0,14 mol, n MgCl2 = 0,15 mol  nMgO = 0,01 mol.  %mMg = 89,36%  §¸p ¸n B. b.  n Mg(NO3 )2 = 0,15 mol  mMg(NO3 )2 = 22,2 gam < 23  cã NH4NO3 ®-îc t¹o thµnh  n NH4 NO3 = 0,01 mol N+5 + n e  X 0,2  0,02 (mol)  n = 10  X lµ N2  §¸p ¸n D. C©u 19: Hoà tan hoà n toà n 19,33 gam hçn hîp X gåm Fe, Cu và Pb trong dung dÞch HNO3 d− thu ®− îc 5,376 lÝt khÝ NO (®ktc) và dung dÞch Y. C« c¹n Y råi nung chÊt r¾n ®Õn khèi l− îng kh«ng ®æi thu ®− îc m gam chÊt r¾n. Gi¸ trÞ cña m là A. 63,97. B. 25,09. C. 30,85. D. 40,02. HD:  Fe(NO 3 )3  Fe 2O3  Fe    to +HNO3  CuO Hçn hîp X Cu   Cu(NO3 ) 2  -NO  Pb(NO )  PbO  Pb    3 2  nO = 3 nNO = 0,36 mol  m = 19,33 + 0,36.16 = 25,09 gam  §¸p ¸n B. 2 20 C©u 20: Hoà tan hoà n toà n 14,0 gam Fe trong 400ml dung dÞch HNO3 2M thu ®− îc dung dÞch X chøa m gam muèi và khÝ NO (là s¶n phÈm khö duy nhÊt). Gi¸ trÞ cña m là A. 48,4. B. 60,5. C. 51,2. D. 54,0. HD: Do Fe d- t¸c dông víi muèi s¾t (III)  Fe tan hÕt XÐt nöa ph¶n øng 4H+ + NO 3 + 3e  NO + 2H2O 0,8  0,2 (mol)  mmuèi = 14 + 0,6.62 = 51,2 (gam)  §¸p ¸n C. C©u 21: Cho 3,84 gam Cu ph¶n øng víi 80ml dung dÞch HNO3 1M tho¸t ra V1 lÝt khÝ NO. Cho 3,84 gam Cu ph¶n øng víi 80ml dung dÞch HNO3 1M và H2SO4 0,5M tho¸t ra V2 lÝt khÝ NO. BiÕt NO là s¶n phÈm khö duy nhÊt và c¸c thÓ tÝch khÝ ®o ë cïng ®iÒu kiÖn. Quan hÖ gi÷a V1 và V2 là A. V2 = V1. B. V2 = 2,5V1. C. V2 = 2V1. D. V2 = 1,5V1. HD: XÐt ph-¬ng tr×nh ion 3Cu + 8H+ + 2NO 3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O  0,02 (mol)  0,04 (mol) TN1: 0,06 0,08 0,08 TN2: 0,06 0,16 0,08  V2 = 2V1  §¸p ¸n C. C©u 22: DÉn tõ tõ V lÝt hçn hîp khÝ X (®ktc) gåm CO và H2 qua èng sø chøa 16,8 gam hçn hîp CuO, Fe3O4 và Al2O3 nung nãng ®Õn khi X ph¶n øng hÕt, thu ®− îc hçn hîp khÝ và h¬i nÆng h¬n khèi l− îng cña X là 0,32 gam. a. Gi¸ trÞ cña V là A. 0,112. B. 0,224. C. 0,448. D. 0,896. b. Sè gam chÊt r¾n cßn l¹i trong èng sø là A.12,12. B. 16,48. C. 17,12. D. 20,48. HD: a. ¸p dông sù b¶o toµn sè nguyªn tè O ®-îc nhh = nO = 0,02  V = 0,448 lÝt  §¸p ¸n C. b. mc.r¾n cßn = mhçn hîp oxit – mO = 16,48 (gam)  §¸p ¸n B. C©u 23: Hçn hîp A gåm Fe2O3; Fe3O4; FeO víi sè mol b»ng nhau. LÊy x gam A cho và o mét èng sø, nung nãng råi cho 1 luång khÝ CO ®i qua, toà n bé khÝ CO2 sinh ra ®− îc hÊp thô hÕt và o dung dÞch Ba(OH)2 d− thu ®− îc y gam kÕt tña. ChÊt r¾n cßn l¹i trong èng sø cã khèi l− îng 19,200 gam gåm Fe, FeO và Fe3O4, Fe2O3. Cho hçn hîp nà y t¸c dông hÕt víi dung dÞch HNO3 thu ®− îc 2,24 lÝt khÝ NO lµ s¶n phÈm khö duy nhÊt (®ktc). a. Gi¸ trÞ cña x và y t− ¬ng øng là A. 20,880 và 20,685. B. 20,880 và 1,970. C. 18,826 và 1,970. D. 18,826 và 20,685. b. Sè mol HNO3 ®· tham gia ph¶n øng là A. 1,05. B. 0,91. C. 0,63. D. 1,26. HD: a. Coi hçn hîp A chØ cã Fe3O4, ta cã ph¶n øng x¶y ra theo s¬ ®å 21  Fe  FeO  +HNO3 +CO Fe3O 4     Fe(NO3 ) 3 -CO2 -NO  Fe3O 4  Fe 2O3 Ta xÐt s¬ ®å gi¶ t-ëng sau  Fe  FeO  +HNO3 +O2 Fe3O 4   Fe     Fe(NO 3 ) 3 -NO Fe O 3 4   Fe 2O3 ¸p dông ph-¬ng ph¸p b¶o toµn electron kÕt hîp víi b¶o toµn khèi l-îng ta ®-îc nFe = 0,27 mol  n Fe3O4 = 0,09  x = 20,88 gam  nCO2 = nO = 0,105  y = 20,685 gam  §¸p ¸n A. b. n HNO3 =3n Fe(NO3 )3 +n NO = 0,91 mol  §¸p ¸n B. C©u 24: Hßa tan hoµn toµn 13,0 gam Zn trong dung dÞch HNO3 lo·ng, d- thu ®-îc dung dÞch X vµ 0,448 lÝt khÝ N2 (®ktc). Khèi l-îng muèi trong dung dÞch X lµ A. 18,9 gam. B. 37,8 gam. C. 28,35 gam. D. 39,8 gam. HD: nZn = 0,2 mol  ne cho = 0,4 mol n N2 = 0,02 mol  ne = 0,2 mol < 0,4  ph¶n øng t¹o NH4NO3 0,4-0,2 = 0,025 mol 8  dung dÞch X chøa 2 muèi Zn(NO3)2 vµ NH4NO3  mmuèi = 39,8 gam  §¸p ¸n D.  n NH 4 NO3 = C©u 25: Cho 1,82 gam hçn hîp bét X gåm Cu vµ Ag (tØ lÖ sè mol t-¬ng øng lµ 4:1) vµo 30 ml dung dÞch gåm H2SO4 0,5M vµ HNO3 2M, sau khi c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn, thu ®-îc a mol khÝ NO (s¶n phÈm khö duy nhÊt cña N+5). Trén a mol NO trªn víi 0,1 mol O2 thu ®-îc hçn hîp khÝ Y. Cho toµn bé Y t¸c dông víi H2O, thu ®-îc 150 ml dung dÞch cã pH = z. Gi¸ trÞ cña Z lµ A. 1. B. 4. C. 3. D. 2. HD: §Æt nAg = x (mol)  nCu = 4x (mol)  mhh = 108x + 64.4x = 1,82  x = 0,005 (mol) n HNO3 = 0,06 mol, n H2SO4 = 0,015 mol  n H+ = 0,09 mol, n NO- = 0,06 mol. 3 Do c¸c ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn  Cu ph¶n øng tr-íc 3Cu + 8H+ + 2NO 3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,02  0,16 0,04  3 3 3Ag + 4H+ 0,005   0,04 3 (mol) + NO 3  3Ag+ + NO + 2H2O 0,02 0,005  3 3  22 0,005 3 (mol)