I.- Ôn lại kiến thức
1) Kim loại tác dụng
với dung dịch axit:
a) Đối với dung dịch HCl,
H2SO4 loãng:
M + nH+ → Mn+ + n/2H2
(M đứng trước hiđro trong dãy
thế điện cực chuẩn)
b) Đối với H2SO4 đặc, HNO3
(axit có tính oxi hóa mạnh):
- Kim loại thể hiện nhiều số
oxi hóa khác nhau khi phản ứng với H2SO4 đặc, HNO3 sẽ đạt số oxi hóa cao nhất
- Hầu hết các kim loại phản ứng được với H2SO4 đặc nóng (trừ Pt, Au) và H2SO4
đặc nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó S+6 trong H2SO4 bị khử thành S+4
(SO2) ; So hoặc S-2 (H2S)
- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 đặc nóng (trừ Pt, Au) và HNO3 đặc
nguội (trừ Pt, Au, Fe, Al, Cr…), khi đó N+5 trong HNO3 bị khử thành N+4 (NO2)
- Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO3 loãng (trừ Pt, Au), khi đó N+5
trong HNO3 bị khử thành N+2 (NO) ; N+1 (N2O) ; No (N2) hoặc N-3 (NH4+)
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
2) Một số chú ý khi giải
bài tập:
- Kim loại tác dụng với hỗn
hợp axit HCl, H2SO4 loãng (H+ đóng vai trò là chất oxi hóa) tạo ra muối có số oxi hóa thấp và giải phóng
H2:
M + nH+ → Mn+ + n/2H2 (nH+ = nHCl + 2nH2SO4)
- Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, HNO3 loãng, HNO3 → viết phương trình
phản ứng dưới dạng ion thu gọn (H+ đóng vai trò môi trường, NO3– đóng vai trò
chất oxi hóa) và so sánh các tỉ số giữa số mol ban đầu và hệ số tỉ lượng trong
phương trình xem tỉ số nào nhỏ nhất thì chất đó sẽ hết trước (để tính theo)
- Các kim loại tác dụng với ion NO3– trong môi trường axit H+ xem như tác dụng
với HNO3
- Các kim loại Zn, Al tác dụng với ion NO3– trong môi trường kiềm OH– giải
phóng NH3
4Zn + NO3– + 7OH– → 4ZnO22– + NH3 + 2H2O
(4Zn + NO3– + 7OH– + 6H2O → 4[Zn(OH)4]2– + NH3)
8Al + 3NO3– + 5OH– + 2H2O → 8AlO2– + 3NH3
(8Al + 3NO3– + 5OH– + 18H2O → 8[Al(OH)4]– + 3NH3
- Khi hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với hỗn hợp axit thì dùng định
luật bảo toàn mol electron và phương pháp ion – electron để giải cho nhanh. So
sánh tổng số mol electron cho và nhận để biện luận xem chất nào hết, chất nào
dư
- Khi hỗn hợp kim loại trong đó có Fe tác dụng với H2SO4 đặc nóng hoặc HNO3 cần
chú ý xem kim loại có dư không. Nếu kim loại (Mg → Cu) dư thì có phản ứng kim
loại khử Fe3+ về Fe2+. Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+
- Khi hòa tan hoàn hoàn hỗn hợp kim loại trong đó có Fe bằng dung dịch HNO3 mà
thể tích axit cần dùng là nhỏ nhất → muối Fe2+
- Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ ưu tiên phản ứng trước
- Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng muối trong dung dịch, ta áp dụng công thức
sau:
mmuối = mcation + manion tạo muối = mkim loại + manion tạo muối
(manion tạo muối = manion ban đầu – manion tạo khí)
- Cần nhớ một số các bán phản ứng sau:
2H+ + 2e →
H2
NO3- + e + 2H+ → NO2 + H2O
SO42– + 2e + 4H+ → SO2 +
2H2O
NO3- + 3e + 4H+ → NO + 2H2O
SO42– + 6e + 8H+ → S + 4H2O
2NO3- + 8e + 10H+ N2O + 5H2O
SO42– + 8e + 10H+ → H2S +
4H2O
2NO3- + 10e + 12H+ → N2 + 6H2O
NO3- + 8e + 10H+ → NH4+ + 3H2O
- Cần nhớ số mol anion tạo muối và số mol axit tham gia phản ứng:
nSO42–tạo muối = Σ .(a/2). nX
(a là số electron mà S+6 nhận
để tạo sản phẩm khử X)
nH2SO4 phản ứng = 2nSO2 + 4nS +
5nH2S
nNO3–tạo muối = Σ a.nX
(a là số electron mà N+5 nhận để tạo ra sản phẩm khử X)
nHNO3 phản ứng = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2
II.Một số bài toán tiêu biểu
Bài 1: Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một
lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 10 %, thu được 2,24 lít khí H2 (ở đktc). Khối
lượng dung dịch thu được sau phản ứng là:
A. 101,68
gam B. 88,20 gam C. 101,48
gam D. 97,80 gam
*Hướng dẫn:
nH2 = nH2SO4 = 0,1 mol → m (dd H2SO4) = 98 gam
→ m (dd sau phản ứng)
= 3,68 + 98 – 0,2 = 101,48 gam
→ đáp án C
Bài 2: Hoà tan
hoàn toàn 14,6 gam hỗn hợp X gồm Al và Sn bằng dung dịch HCl (dư), thu được 5,6
lít khí H2 (ở đktc). Thể tích khí O2 (ở đktc) cần để phản ứng hoàn toàn với
14,6 gam hỗn hợp X là:
A. 2,80
lít B. 1,68
lít C.
4,48 lít D.
3,92 lít
Hướng dẫn:
Gọi nAl = x mol ; nSn = y mol
→ 27x + 119y = 14,6 (1) ; nH2 = 0,25 mol
- Khi X tác dụng với dung dịch HCl:
Bài 3: Cho 7,68
gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 400 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M. Sau
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,512 lít khí (ở đktc). Biết trong dung
dịch, các axit phân li hoàn toàn thành các ion. Phần trăm về khối lượng của Al
trong X là:
A. 56,25 % B. 49,22
% C. 50,78
% D.
43,75 %
Hướng dẫn: Σ nH+
= 0,8 mol ; nH2 = 0,38 mol → nH+phản ứng = 0,76 mol < 0,8 mol → axit dư, kim
loại hết
- Gọi
Bài 4: Cho 0,10 mol Ba vào dung dịch chứa 0,10 mol CuSO4 và 0,12 mol HCl. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc lấy kết tủa
nung ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Giá trị
của m là:
A. 23,3
gam B. 26,5
gam C. 24,9
gam D. 25,2
gam
*Hướng dẫn: Các phản ứng xảy ra là:
Ba + 2HCl → BaCl2 + H2 BaCl2 + CuSO4 → BaSO4 + CuCl2
0,06 ←0,12 →
0,06 0,06
→
0,06 0,06
Ba + 2H2O →Ba(OH)2 + H2
Ba(OH)2 + CuSO4 → BaSO4 + Cu(OH)2
0,04
→ 0,04 0,04
→ 0,04 0,04 0,04
Cu(OH)2 → CuO + H2O
0,04 0,04
→ m (chất rắn) = mBaSO4 + mCuO = (0,06 + 0,04).233 + 0,04.80 = 26,5 gam
→ đáp án B
Bài 5: Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) ít nhất cần dùng
để 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. 1,0
lít B.
0,6 lít C.
0,8 lít D. 1,2 lít
*Hướng dẫn: nFe = nCu = 0,15 mol
- Do thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất
→ muối Fe2+ → ∑ ne cho = 2.(0,15 + 0,15)
= 0,6 mol
-
Theo đlbt mol
electron nH+
= nHNO3 = (0,6*4) /3 = 0,8 mol
-
→ V HNO3 = 0,8 lít → đáp án C
Bài 6: Hòa tan 9,6 gam Cu vào 180 ml dung dịch hỗn hợp HNO3
1M và H2SO4 0,5M, kết thúc phản ứng thu được V lít (ở đktc) khí không màu duy
nhất thoát ra, hóa nâu ngoài không khí. Giá trị của V là:
A. 1,344
lít B.
4,032
lít
C. 2,016 lít D. 1,008 lít
Hướng dẫn:
nCu = 0,15 mol ; nNO3– = 0,18
mol ; Σ nH+ =
0,36 mol
3Cu + 8H+ + 2NO3– → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Do (0,36 /8) < (0,15
/3) < (0,18 /2) → H+ hết ; Cu dư 0,36→ 0,09
→ VNO = 0,09.22,4 = 2,016 lít
→ đáp án C
