Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ I .1Lý do chọn đề tài: Để giúp học sinh nắm vững kiến thức hoá học , biết khai thác, vận dụng để giải quyết vấn đề gặp phải khi học tập hoá học đặc biệt biết vận dụng để giải toán nhanh trong các kỳ thi tốt nghiệp, thi đại học là một nhiệm vụ thường xuyên ,quan trọng trong quá trình giảng dạy môn hoá học ở bậc THPT. Bên cạnh việc khắc sâu kiến thức còn phải giúp học sinh tiếp cận với các quy luật tự nhiên và thực tiễn khách quan, có cách nhìn khoa học hơn để nhận biết sự việc , hiện tượng. Nhằm mục đích này, đồng thời để giúp học sinh có thể tự nghiên cứu , tự học tập và áp dụng cho những trường hợp khác, khi giảng dạy trên lớp cũng như khi ôn thi tốt nghiệp ,ôn thi đại học cho học sinh THPT, tôi đã tìm hiểu các dạng bài tập, tìm ra phuơng pháp giải nhanh giúp học sinh dễ tiếp thu và vận dụng trong qua trình giải toán hoá học một cách đơn giản và hiệu quả nhất. Qua quá trình giảng dạy nhiều năm thấy rõ sự lúng túng của đa số học sinh khi giải các bài tập liên quan đến hỗn hợp mà các dữ kiện thường không đủ để học sinh lập hệ phương trình để giải và đồng thời trong thời gian 2 phút để giải quyết một bài tập trắc nghiệm với kết quả đúng. Qua nghiên cứu các đề thi đại học gần đây tôi thấy trong đề thi có nhiều bài tập kim loại hoặc hỗn hợp kim loại phản ứng với axit vô cơ mà nhiều học sinh lúng túng khi chọn phương pháp giải nhanh , hiệu quả. Vì vậy tôi chọn đề tài này nhằm hệ thống lại các dạng bài tập kim loại phản ứng với axit vô cơ có thể sử dụng phương pháp giải nhanh để giải bài tập giúp học sinh dễ hiểu, giải quyết vấn đề nhanh, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn. Đồng thời giúp học sinh có khả năng tư duy độc lập để vận dụng trong những các trường hợp khác. I. 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu : - Tìm hiểu cơ sở lý luận của đề tài. - Phân loại các dạng bài tập của phần kim loại trên cở sở bản chất của phản ứng, tìm ra điểm chung của các dạng bài tập này. - Hệ thống các dạng bài tập tương ứng với mỗi loại phản ứng có chung hệ số trong phương trình, phân tích những khó khăn mà học sinh có thể gặp phải, và đưa ra cách giải hợp lý , đơn giản. - Hình thành kỹ năng tư duy cho học sinh , giúp học sinh tự nghiên cứu, thao tác với các dạng bài tập ứng với các phản ứng khác và rút ra cách nhận xét các trường hợp phản ứng tương tự. I.3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu : + Các bài tập trắc nghiệm vô cơ phần kim loại ( chủ yếu dạng kim loại phản ứng với axit, oxit kim loại phản ứng với axit). + Các dạng bài tập trong chương trình THPT và trong các đề thi tốt nghiệp, thi đại học hàng năm. - Phạm vi nghiên cứu : Quá trình giảng dạy hoá học trong trường THPT và trong các kỳ ôn luyên thi tốt nghiệp, thi đại học. Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 1 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ I.4. Nhiệm vụ nghiên cứu: Để đạt đươc mục đích trên phải hoàn thành nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu lý thuyết về phản ứng hoá học. - Tìm hiểu chương trình môn hoá học THPT, các tài liệu hướng dẫn giải các bài tập hoá học , các đề thi tốt nghiệp, thi đại học các năm gần đây. - Hệ thống , sắp xếp các dạng bài tập theo đặc điểm chung, đưa ra cách giải chung cho từng dạng. I.5. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý luận của giảng dạy bài toán hoá học trong nhà trường. - Nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập, sách tham khảo, các đề thi đại học có liên quan. - Phương pháp điều tra cơ bản: test, phỏng vấn, dự giờ - Thực nghiệm. Phương pháp thống kê toán học và sử lý kết quả thực nghiệm PHẦN II. NỘI DUNG A. Cơ sở lý thuyết: Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 2 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ II.1.1.Một số tính chất của kim loại: 1. Tính chất của kim loại phản ứng với axit: Có thể chia làm hai loại chính: a) Gốc axit không có tính oxi hoá ( axit có tính oxy hoá do ion H + ) - Đó là các axit HCl, HBr, H 2 SO 4 loãng, H 3 PO 4 , CH 3 COOH Chỉ có kim loại có tính khử mạnh đứng trước hiđro ở trong dãy điện hoá kim loại (hoặc có thế điện cực chuẩn thấp hơn hiđro) tác dụng với axit tạo thành muối và giải phóng hiđro. M + 2H + -> M n+ + n/2H 2 b) Gốc axit có tính oxi hoá mạnh hơn ion H + : Đó là HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, HClO 4 thì - Tác dụng với hầu hết các kim loại trừ Au, Pt , thường đưa kim loại về số oxi hoá cao. - Tuỳ vào nồng độ của axit và độ hoạt động hoá học của kim loại mà thu được những sản phẩm khử khác nhau. M + HNO 3 -> M(NO 3 ) n + NO, N 2 O, NO 2 ,NH 4 NO 3 , N 2 + H 2 O M + H 2 SO 4 đn-> M 2 (SO 4 ) n + SO 2 , H 2 S, S + H 2 O - Các kim loại Al, Fe, Cr bị thụ động trong dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nguội. 2. Tính chất của oxit kim loại phản ứng với dung dịch axit. a) Gốc axit không có tính oxi hoá ( axit có tính oxy hoá do ion H + ) - Đó là các axit HCl, HBr, H 2 SO 4 loãng, H 3 PO 4 , CH 3 COOH phản ứng với ôxit kim loại tạo thành muối và nước. M x O y + 2yH + -> xM +2y/x + 2yH 2 O b) Gốc axit có tính oxi hoá mạnh hơn ion H + : Đó là HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, HClO 4 thì phản ứng với những oxit kim loại có tính khử ( FeO, Fe 3 O 4 ) thì xảy ra phản ứng oxi hoá khử M x O y + HNO 3 -> M(NO 3 ) n + NO, N 2 O, NO 2 ,NH 4 NO 3 , N 2 + H 2 O M x O y + H 2 SO 4 đn-> M 2 (SO 4 ) n + SO 2 , H 2 S, S + H 2 O 3. Kim loại phản ứng với dung dịch muối: - Kim loại mạnh có thể đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối nóng chảy VD : 3Na(n/c) + AlCl 3 -> 3NaCl + Al - Kim loại kiềm, Ca, Ba, Sr khi phản ứng với dung dịch muối thì trước hết phản ứng với nước tạo thành dung dịch kiềm , sau đó dung dịch kiềm phản ứng với dung dịch muối VD : Cho Na vào dung dịch CuSO 4 ta có Na + H 2 O -> NaOH + 1/2H 2 2NaOH + CuSO 4 -> Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 - Kim loại từ Mg trở đi thì kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối . VD : Fe + CuSO 4 -> FeSO 4 + Cu II.1.2.Một số dạng toán thường gặp : 1. Dạng 1: Kim loại hoạt động phản ứng với dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng a.Phương trình phản ứng : 2M + 2nHCl -> 2MCl n + nH 2 * Nhận xét : - Số mol gốc clorua = 2 lần số mol H 2 và số mol HCl = 2lần số mol H 2 Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 3 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ - Cho m gam hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động tan hoàn toàn trong dung dịch HCl loãng dư thu được V lít khí H 2 duy nhất ở đktc. Nếu bài toán cần tính a gam khối lượng muối clorua thu được thì áp dụng nhanh công thức : a= m muối = m Kl + m Cl- = m Kl + 71.n H2 (1) b.Phương trình phản ứng: xM + yH 2 SO 4 -> M x (SO 4 ) y + yH 2 *Nhận xét: - Số mol gốc sunfat = Số mol H 2 và số mol H 2 SO 4 = số mol H 2 - Cho m gam hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thu được V lít khí H 2 duy nhất ở đktc. Nếu bài toán cần tính b gam khối lượng muối sunfat thu được thì áp dụng nhanh công thức : b= m muối = m Kl + m SO42- = m Kl + 96.n H2 (2) 2. Dạng 2: Kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) phản ứng với axit HNO 3 a.Dạng toán: Kim loại phản ứng với dung dịch HNO 3 Phản ứng : M + HNO 3 -> M(NO 3 ) n + NO, NO 2 ,N 2 , N 2 O, NH 4 NO 3 + H 2 O ( Al, Fe, Cr không tác dụng với HNO 3 đặc nguội) * Nhận xét : - Số mol HNO 3 (môi trường)= số mol gốc NO 3 - trong muối M(NO 3 ) n = số eletron trao đổi x số mol sản phẩm khử. - Số mol HNO 3 ( đóng vai trò chất oxi hoá) = số mol nguyên tử nitơ trong sản phẩm khử. - Số mol HNO 3 tác dụng = số mol HNO 3 (môi trường) + số mol HNO 3 đóng vai trò chất oxi hoá.Cụ thể: NO 3 - + 2H + + 1e -> NO 2 + H 2 O n HNO3 = 2n NO2 NO 3 - + 4H + + 3e -> NO + 2H 2 O n HNO3 = 4n NO 2NO 3 - + 10H + + 8e -> N 2 O + 5H 2 O n HNO3 = 10n N2O 2NO 3 - + 12 H + + 10e -> N 2 + 6H 2 O n HNO3 = 12n N2 NO 3 - + 10H + + 8e -> NH 4 + + 3H 2 O n HNO3 = 11n NH4NO3 b.Ví dụ : Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian ta thu được a gam hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ,FeO. Hoà tan hết a gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO 3 dư thu được V lít khí NO 2 (hoặc NO, N 2 ,N 2 O) ở đktc là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch muối sau khi làm khan được b gam . Nếu bài toán cần tính một trong các giá trị m, a, b, V thì dùng phương pháp bảo toàn e lập được các công thức và áp dụng nhanh các công thức dưới đây: *. Trường hợp 1: Tính khối lượng sắt ban đầu trước khi bị oxi hoá thành m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2 O 3 ,Fe 3 O 4 , FeO. 7a + 56n e m Fe = (3) trong đó n e = V/ 22,4 mol 10 Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 4 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ - Nếu sản phẩm khử là NO thì n e = 3. V/22,4 (mol) - Nếu sản phẩm khử là N 2 O thì n e = 8. V/22,4 (mol) - Nếu sản phẩm khử là N 2 thì n e = 10.V/22,4 (mol) *.Trường hợp 2: Tính khối lượng a gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2 O 3 ,Fe 3 O 4 , FeO. 10m Fe - 56n e m hh = (4) trong đó n e tương tự như trường hợp 1 7 *.Trường hợp 3: tính khối lượng b gam muối tạo thành khi cho a gam hỗn hợp Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO.vào dung dịch HNO 3 . n Fe(NO3)3 = n Fe = m Fe /56 = y mol ; b = m Fe(NO3)3 = 242y gam (3) 3 Dạng 3: Kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) phản ứng với axit H 2 SO 4 a.Dạng toán: Kim loại phản ứng với dung dịch H 2 SO 4 Phản ứng : M + H 2 SO 4 -> M x (SO 4 ) y + SO 2 , S, H 2 S + H 2 O ( Al, Fe, Cr không tác dụng với H 2 SO 4 đặc nguội) * Nhận xét : - Số mol H 2 SO 4 (môi trường)= số mol gốc SO 4 2- trong muối M x (SO 4 ) y =1/2 (số eletron trao đổi x số mol sản phẩm khử). - Số mol H 2 SO 4 ( đóng vai trò chất oxi hoá) = số mol nguyên tử S trong sản phẩm khử. - Số mol H 2 SO 4 tác dụng = số mol H 2 SO 4 (môi trường) + số mol H 2 SO 4 đóng vai trò chất oxi hoá.Cụ thể: SO 4 2- + 4H + + 2e -> SO 2 + 2H 2 O SO 4 2- + 8H + + 6e -> S + 4H 2 O SO 4 2- + 10 H + + 8e -> H 2 S + 4H 2 O b.Ví dụ : Tính khối lượng muối tạo thành khi cho m gam hỗn hợp Fe, Fe 2 O 3 ,Fe 3 O 4 , FeO vào dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng dư . n Fe2(SO4)3 = 1/2n Fe = m Fe / 112 = x mol ; m Fe2(SO4)3 = 400. x (gam) (4) B. Ví dụ minh hoạ : 2.1. Dạng 1: Kim loại hoạt động phản ứng với dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng a. Phản ứng kim loại với axit HCl : Bài toán 1 : Hoà tan hết 9,9 gam hỗn hợp 3 kim loại trong dung dịch HCl thu được dung dịch A và 8,96 lít khí ở đktc. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. m có giá trị: A. 24,1gam B. 38,3 gam C. 17gam D. 66,7 gam. Lời giải: Số mol gốc Cl - = 2. số mol H 2 = (8,96/22,4). 2= 0,8mol m muôi = m KL + m Cl- = 9,9 + 0,8. 35,5= 38,3 gam Chọn B Bài toán 2: Hoà tan 10,4 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X ở đktc và 1,54gam chất rắn Y và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m gam muối . Giá trị của m là: A. 21,02gam B. 33,45gam C. 14,81 gam D. 18,60gam Lời giải: áp dụng nhanh công thức : Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 5 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ m= m KL + m Cl- = ( 10,4-1,54) + 0,7. 35,5= 33,45 gam Chọn B Bài toán 3: Hoà tan hoàn toàn m 1 gam hỗn hợp 3 kim loại A, B (đều có hoá trị II), C ( hoá trị III) vào dung dịch HCl dư thấy có V lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X, cô cạn dung dịch X thì được m 2 gam muối khan. Biểu thức liên hệ giữa m 1 , m 2 , V là: A. m 2 = m 1 + 71V B. 112m 2 = 112m 1 + 355V C. m 2 = m 1 + 35,5V D. 112m 2 = 112m 1 + 71V. Lời giải: n Cl- = 2n HCl = 2n H2 = 2. V/22,4 = V/11,2 m 2 = m KL + m Cl- = m 1 + 35,5.V/11,2 = m 1 + 355V/112 Chọn B b. Phản ứng kim loại với axit H 2 SO 4 loãng : Bài toán 1: Hoà tan hết 11,1 gam hỗn hợp 3 kim loại trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thu được dung dịch A và 8,96 lít khí ở đktc. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. m có giá trị: A. 59,1 gam B. 35,1 gam C. 49,5 gam D. 30,3 gam. Lời giải: áp dụng nhanh công thức: m muối = m KL + m SO42- = m KL + 96.n H2 = 11,1 + (8,96/22,4). 96= 49,5 gam .Chọn C Bài toán 2 : Cho 0,52 gam hỗn hợp 2 kim loại Mg, Al tan hoàn toàn trong dung dịch H 2 SO 4 loãng dư thu được 0,336 lít khí ở đktc. Khối lượng muối sunfat thu được là: A. 1,24gam B. 6,28gam C. 1,96gam D. 3,4gam. Lời giải: áp dụng nhanh công thức : m muối = m KL + m SO42- = 0,52+ 0,015. 96= 1,96 gam Chọn C Bài toán 3: Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe 2 O 3 , MgO, ZnO tan vừa đủ trong 300ml dung dịch H 2 SO 4 0,1M thì khối lượng muối sunfat khan tạo thành là: A. 5,33gam B. 5,21gam C. 3,52gam D. 5,68gam. Lời giải: áp dụng nhanh công thức: m muối = 2,81 + ( 96-16).0,03= 2,81 + 2,4 = 5,21gam Chọn B 2.2. Dạng 2: Kim loại phản ứng với dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng 1) Phản ứng của kim loại với dung dịch axit HNO 3 : a. Tìm khối lượng muối: Kim loại + HNO 3 -> muối + sản phẩm khử + H 2 O Khối lượng muối được tính bằng công thức sau đây: m muối = m KL + (3n NO + n NO2 + 10n N2 + 8n N2O + 8n NH4NO3 ). 62(5) Bài toán 1 : Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,01mol NO, 0,04mol NO 2 . Khối lượng muối tạo thành trong dung dịch sau phản ứng là: A. 5,69gam B. 3,79gam C. 8,53gam D. 9,48gam Lời giải: áp dụng nhanh công thức : m muối = m KL + 62. (3.n NO + n NO2 ) = 1,35 + (0,01.3 + 0,04.1) .62 = 5,69 gam Chọn A Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 6 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ Bài toán 2 : Cho tan hoàn toàn 58 gam hỗn hợp A gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO 3 2M loãng nóng thu được dung dịch B và 0,15mol khí NO và 0,05mol NO 2 . Cô cạn dung dịch B lượng muối khan thu được là: A. 120,4gam B. 89,8gam C. 116,9gam D. 73,45 gam Lời giải: áp dụng nhanh công thức : m muối = m KL + m NO3- m muối = 58 + (3. 0,15 + 8.0,05).62 = 116,9 gam Chọn C b. Tìm số mol axit phản ứng: Bài toán 1 : Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm 3 kim loại bằng dung dịch HNO 3 thu được dung dịch A và hỗn hợp khí gồm 0,12mol NO, 0,08mol N 2 O , 0,06mol N 2 và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 3,36 lít khí NH 3 . Số mol HNO 3 tác dụng là : A. 3,0 mol B. 2,75mol C. 3,5mol D. 2,2mol Lời giải: áp dụng : Số mol HNO 3 tác dụng =số mol HNO 3 (môi trường) +số mol HNO 3 đóngvai trò chất oxi hoá. n HNO3 tác dụng = 4n NO + 10n N2O + 12n N2 + 10n NH4+ n HNO3 tác dụng = 0,12.4 + 0,08.10 + 0,06.12+(3,36/22,4).10 = 3,5mol Chọn C Bài toán 2 : Hoà tan hết m gam hỗn hợp gồm 3 kim loại bằng dung dịch HNO 3 thu được dung dịch A và hỗn hợp khí gồm 0,12mol NO, 0,08mol N 2 O , 0,06mol N 2 và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 3,36 lít khí NH 3 . Số mol HNO 3 tác dụng là : A. 3,0 mol B. 2,75mol C. 3,5mol D. 2,2mol Lời giải: áp dụng : Số mol HNO 3 tác dụng =số mol HNO 3 (môi trường) +số mol HNO 3 đóngvai trò chất oxi hoá. n HNO3 tác dụng = 4n NO + 10n N2O + 12n N2 + 10n NH4+ n HNO3 tác dụng = 0,12.4 + 0,08.10 + 0,06.12+(3,36/22,4).10 = 3,5mol Chọn C c. Tìm sản phẩm khử: A A(NO 3 ) n B + HNO 3 -> B(NO 3 ) m + sp khử N t x (NO,NO 2 ,N 2 ,N 2 O, NH 4 NO 3 ) C C(NO 3 ) p Vậy i KL = số oxi hoá cao nhất của kim loại , i spk = (5-x)t=> i NO =3; i NO2 =1; i N2 =10; i N2O =8;i NH4NO3 = 8 Do đó: i A n A + i B n B + i c n C = 3n NO + n NO2 + 10n N2 + 8n N2O + 8n NH4NO3 (6) Bài toán1 : Hoà tan hoàn toàn 11,2 gam Fe vào dung dịch HNO 3 dư thu được dung dịch A và 6,72 lít hỗn hợp khí B gồm NO và một khí X, với tỉ lệ 1:1. Xác định khí X Giải: áp dụng (6): ( 11,2:56)3 = 0,15.3+0,15.i X => i X = 1=> khí X là NO Bài toán 2: Cho 5,95 gam hỗn hợp Al, Zn có tỉ lệ mol là 2:1 bằng dung dịch HNO 3 loãng , dư thu được 0,896 lít khí X là sản phẩm khử duy nhất. Xác định X? Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 7 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ Giải: ta có 27x+ 65y=5,95 và x= 2y .Do đó x= 0,1 và y= 0,05 , n X = 0,04 áp dụng (6) ta có: 0,1.3+ 0,05.2= 0,04i X => i X = 10 => X là N 2 2. Kim loại phản ứng với dung dịch axit H 2 SO 4 đặc nóng : a. Tìm khối lượng muối: A + H 2 SO 4(đặc) -> A 2 (SO 4 ) n + sp khử (S, SO 2 , H 2 S) + H 2 O m muối = m KLp/ư + (6n S +2n SO2 + 8n H2S ). 96/2 (7) Bài toán 1 : Cho 15,82 gam hỗn hợp Al, Fe, Cu tác dụng hết với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu được dung dịch A và 9,632 lít khí SO 2 ở đktc. Cô cạn dung dịch A sẽ thu được số gam muối khan là: A. 57,1gam B. 60,3 gam C. 58,8 gam D. 54,3 gam Lời giải: áp dụng nhanh công thức : m muối = m KL + m SO42- n SO42- môi trường = n SO2 = 9,632/22,4 = 0,43mol m muối = 15,82 + 0,43. 96= 57,1 gam Chọn A Bài toán 2: Cho 13,428 gam một kim loại M tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng dư thu được V lít khí H 2 S ở đktc và dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được 66,24 gam muối khan. V có giá trị là : A. 2,4640lít B. 4,2112 lít C. 4,7488lít D. 3,0912lít Lời giải: áp dụng công thức : n H2S = 1/4. số mol gốc SO 4 2- trong muối n H2S = 1/4.[(66,24-13,428)/96] = 0,1375 mol => V= 0,1375. 22,4= 3,0912lít Chọn D Bài toán 3 : Cho 18 gam kim loại M tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng dư thu được 3,36 lít khí SO 2 ở đktc và 6,4 gam S và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được số gam muối khan là: A. 75gam B. 90gam C. 96gam D. 86,4gam Lời giải: n SO42- tạo muối = n SO2 + 3n S = 0,15 + 3.0,2= 0,75mol m muối = m KL + m SO42- = 18 + 0,75. 96= 90 gam Chọn C b. Tìm số mol axit phản ứng: A + H 2 SO 4(đặc) -> A 2 (SO 4 ) n + sp khử (S, SO 2 , H 2 S) + H 2 O n H2SO4 = 4n S +2n SO2 + 5n H2S (8) Bài toán 1: Hoà tan hoàn toàn 12,9 gam hỗn hợp A gồm Zn và một kim loại M hoá trị II vào dung dịch H 2 SO 4 đặc thu được 4,144 lít hỗn hợp gồm SO 2 và H 2 S có tỉ khối so với hiđro bằng 31,595. Tìm số mol axit H 2 SO 4 đặc đã phản ứng. Giải: áp dụng (8) n H2SO4 = 2n SO2 + 5n H2S = 2.0,18 + 5.5.10 -3 = 0,385mol Bài toán 2: Cho 45 gam hỗn hợp Zn và Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng 98% thu được 15,68 lít khí SO 2 (đktc). Tính khối lượng dung dịch H 2 SO 4 đã dùng? Giải: áp dụng (8) số mol H 2 SO 4 đã dùng là; 2.15,68/22,4 = 1,4 mol m H2SO4 = 1,4.98.100/98 = 140 gam Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 8 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ c. Tìm sản phẩm khử: A A 2 (SO 4 ) n B + H 2 SO 4 đặc -> B 2 (SO 4 ) m + sp khử S x (SO 2 , S, H 2 S ) C C 2 (SO 4 ) p áp dụng định luầt bảo toàn eletron ta có: n.n A + m.n B + p.n C = 8n H2S + 6n S + 2.n SO2 ( 9) Vậy i KL = số oxi hoá cao nhất của kim loại , i spk = (6-x) => i SO2 =2; i H2S =8; i S = 6 Do đó: i A n A + i B n B + i c n C = 8n H2S + 6n S + 2.n SO2 (9) Bài toán1 : Cho 2,52 gam hỗn hợp gồm Al và Mg trộng theo tỉ lệ mol là 2:3 tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 đặc thì thu được muối sunfat và 0,03mol một chất khử duy nhất chứa lưu huỳnh. Xác định sản phẩm khử? Giải: Gọi a là số oxi hoá của S trong chất khử thu được Ta có: n Mg = 0,06 mol ; n Al = 0,04 mol . áp dụng biều thức (9) 0,06.2 + 0,04.3 = 0,03(6-a) => a= -2 > Vậy chất khử là H 2 S Bài toán 2: Cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H 2 SO 4 đặc thấy có 49 gam axit phản ứng thu được muối, sản phẩm khử X và nước. Xác định X? Giải: n Mg = 0,4 mol ; n H2SO4 = 0,5mol . Ta có: 0,4.2= (6-a).n X .Mà n X = 0,1 mol Do đó: a= -2 => Sản phẩm khử là H 2 S 2.3. Dạng 3: Hỗn hợp oxit kim loại phản ứng với dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng a. Phản ứng của hỗn hợp oxit kim loại với axit HNO 3 : Bài toán 1: (Đề tuyển sinh khối A-2008) 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 được 1,344 lít khí NO sản phẩm khử duy nhất ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X sau phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị của m là: A. 34,36 gam B. 35,50gam C. 49,09gam D. 38,72gam. Lời giải : áp dụng nhanh công thức: 7a + 56n e 7.11,36 + 56.0,06 . 3 m Fe = = = 8,96 gam 10 10 n Fe(NO3)3 = n Fe = 8,96/56 = 0,16mol ; m Fe(NO3)3 = 0,16. 242 = 38,72gam Chọn D Bài toán 2: Nung 8,4 gam Fe trong không khí , sau phản ứng thu được m gam X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 . Hoà tan m gam hỗn hợp X bằng HNO 3 dư thu được 2,24 lít khí NO 2 sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Giá trị của m là: A. 11,2 gam B. 25,2gam C. 43,87gam D. 6,8gam. Lời giải : áp dụng nhanh công thức : 10m Fe - 56n e 10.8,4 - 56.0,1 m hh = = = 11,2 gam Chọn A 7 7 Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 9 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ Bài toán 3: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO trong dung dịch HNO 3 đặc nóng thu được 4,48 lít khí NO 2 duy nhất ở đktc. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 145,2 gam muối khan. Giá trị của m là: A. 78,4gam B. 139,2gam C. 46,4gam D. 46,256gam Lời giải: áp dụng nhanh công thức : n Fe = n Fe(NO3)3 = 145,2/242= 0,6mol => m Fe = 0,6.56 = 33,6 gam 10m Fe - 56n e 10.33,6 - 56.0,2 m hh = = = 46,4 gam Chọn C 7 7 b. Phản ứng của hỗn hợp oxit kim loại với axit H 2 SO 4 : Bài toán 1: Hoà tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 bằng dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO 2 ở đktc. Thành phàn % về khối lượng của oxi trong hỗn hợp X và khối lượng muối trong dung dịch Y lần lượt là: A. 20,97% và 140 gam B. 37,50% và 140gam C. 20,97% và 180gam D. 37,50% và 120 gam Lời giải: áp dụng nhanh công thức : 7a + 56n e 7.49,6 + 56.0,4 . 2 m Fe = = = 39,2 gam 10 10 => %O = (49,6-39,2).100/49,6 = 20,97% n Fe2(SO4)3 = 1/2n Fe = 39,2/112 = 0,35mol => m muối = 0,35. 400= 140gam Chọn A Bài toán 2: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 cần 0,05mol H 2 . Mặt khác hoà tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng thì thu được thể tích V ml SO 2 ở đktc. Giá trị của V là: A. 112ml B. 224ml C. 336ml D. 448ml Lời giải: áp dụng nhanh công thức: n O = n H = 0,05mol , m O = 0,05.16 = 0,8gam , m Fe = m oxit - m O = 2,24 gam n Fe = ( 10.22,4 - 7.3,04)/56 .2 = 0,01mol => V SO2 = 0,01.22,4 = 0,224lít Chọn B C. Bài toán vận dụng: 3.1. Dạng 1: Kim loại hoạt động phản ứng với dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng Bài 1:(Đề tuyển sinh- khối A- 2009) Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung dịch H 2 SO 4 10% thu được 2,24 lít khí H 2 ở đktc. Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là: A. 101,48gam B. 101,68gam C. 97,80gam D. 88,20gam Bài 2: Hoà tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X ở đktc và 2,54 gam chất rắn Y và dung dịch Z. Lọc bỏ chất rắn Y , cô cạn cẩn thận dung dịch Z thu được lượng muối khan là: A. 19,025gam B. 31,45gam C. 33,99gam D. 56,30gam Người thực hiện: Phạm Thị Ngọc - THPT Đào Duy Từ 10 [...]... phỏp gii nhanh bi tp kim loi phn ng vi dung dch axit vụ c Bi 3: Ho tan ht 3,53 gam hn hp A gm ba kim loi Mg, Al, Fe trong dung dch HCl cú 2,352 lớt khớ hiro thoỏt ra ktc v thu c dung dch D Cụ cn dung dch D c m gam mui khan Giỏ tr ca m l: A 12,405gam B 10,985gam C 11,195gam D 7,2575gam Bi 4: Cho 20 gam hn hp gm Ca v 1 kim loi M cú t l s mol nCa : nM = 3:5 tan ht trong dung dch HCl d thu c dung dch... gam dung dch H2SO4 20% thu c dung dch X v V lớt khớ H2 ktc trung ho lng axit d trong X cn 32 gam dung dch NaOH 15% thu c dung dch Y Cụ cn dung dch Y thu c 38,02 gam mui khan Giỏ tr ca m l: A 6,46gam B 7,1gam C 7,46gam D 7,58gam 3.2 Dng 2: Kim loi phn ng vi dung dch axit HNO3, H2SO4 c núng Bi 1: Cho tan hon ton 58 gam hn hp A gm Fe, Cu, Ag trong dung dch HNO3 2M d thu c 0,15mol NO, 0,05mol N2O v dung. .. nhm kim tra tỏc dng phỏt trin t duy hoỏ hc cho hc sinh ca h thng bi tp v ỏp dng phng phỏp gii nhanh bi tp trc nghim phn kim loi phn ng vi dung dch axit vụ c * Thc nghim s phm nhm tr li cõu hi : S dng phng phỏp gii nhanh bi tp trc nghim phn kim loi tỏc dng vi dung dch axit vụ c cú giỳp ớch tht nhiu cho hc sinh, tit kim thi gian gii mt bi tp trc nghim, cú gõy hng thỳ hc tp cho hc sinh hay khụng ? 2 Ni dung. .. phơng pháp kiểm định khác nhau giữa 2 trung bình cộng ta nhận thấy không có sự khác nhau nhiều về chất lợng của 2 lớp Hay nói cách khác 2 lớp có khả năng học tập tơng đơng nhau b Kết quả kiểm tra sau thực nghiệm: Tiến hành kiểm tra học sinh ở 2 lớp sau khi thực nghiệm bài trắc nghiệm với 40 câu trong thời gian 60 phút có vận dụng nhiều loại bài tập sử dụng tỷ lệ chung để giải nhanh phần kim loại Kết... ton 12,42 gam Al bng dung dch HNO3 loóng d thu c dung dch X v 1,344 lớt hn hp khớ Y gm 2 khớ N2O v N2 T khi ca hn hp khớ Y so vi khớ H2 l 18 Cụ cn dung dch X thu c m gam cht rn khan Giỏ tr ca m l: A 97,98 B 106,38 C 38,34 D 34,08 12 Ngi thc hin: Phm Th Ngc - THPT o Duy T Phng phỏp gii nhanh bi tp kim loi phn ng vi dung dch axit vụ c 3.3 Dng 3: Hn hp oxit kim loi phn ng vi dung dch axit HNO3, H2SO4 c... đạt điểm 7 trở lên: 31 em( 62,0%) Ngi thc hin: Phm Th Ngc - THPT o Duy T 14 Phng phỏp gii nhanh bi tp kim loi phn ng vi dung dch axit vụ c PHN III KT LUN Qua quỏ trỡnh nghiờn cu ti S dng phng phỏp gii nhanh bi tp kim loai phn ng vi dung dch axit vụ c ó t c kt qu nh sau: 1 Lm sỏng t c s lý lun ca cỏc phng phỏp gii nhanh bi tp trc nghim vụ c , giỳp hc sinh phỏt trin t duy hoỏ hc, nhm nõng hiu qu hot ng... 0,05mol N2O v dung dch D Cụ cn dung dch D lm khan c m gam mui Giỏ tr ca m l: A 120,4 gam B 89,8 gam C 110,7 gam D 125,6 gam Ngi thc hin: Phm Th Ngc - THPT o Duy T 11 Phng phỏp gii nhanh bi tp kim loi phn ng vi dung dch axit vụ c Bi 2: Ho tan hon ton m gam hn hp X gm Fe, Cu, Pb trong dung dch HNO3 d thu c 3,584 lớt hn hp khớ gm NO, NO2 cú t khi so vi hiro l 21 v dung dch A Cụ cn dung dch A thu c 30,34 gam... khớ cú t khi so vi amoniac l 2 v dung dch A Cụ cn dung dch A thu c 14,4 gam mui khan M l: A Ca B Mg C Zn D Ba Bi 9: Cho m gam hn hp gm 2 kim loi tỏc dng vi H2SO4 c núng d thu c 3,36 lớt khớ SO2 ( ktc); 2,88 gam S v dung dch X Cụ cn dung dch X thu c 52,8 gam mui khan Mt khỏc nu ho tan ht m gam hn hp kim loi ban u vi dung dch HCl d thu c 8,064 lớt khớ H2 ktc Hn hp 2 kim loi u l: A Be v Mg B Mg v Fe... vi dung dich H2SO4 c núng ch thoỏt ra khớ SO2 S mol H2SO4 tỏc dng l: A 0,95mol B 0,9mol C 1,25mol D 0,85mol Bi 7: Hn hp X gm 2 kim loi Cu v Ag Ho tan hon ton m gam hn hp X trong dung dch cha 2 axit HNO3 , H2SO4 thu c dung dch Y cha 7,06 gam mui v hn hp khớ Z cha 0,05mol NO2 v 0,01mol SO2 Giỏ tr ca m l: A 2,85gam B 3,32gam C 3,00gam D 0,85gam Bi 8: Cho M l kim loi hoỏ tr II Cho m gam M tỏcdng vidung... bi tp vn dng s dng gii nhanh bi tp trc nghim 13 Ngi thc hin: Phm Th Ngc - THPT o Duy T Phng phỏp gii nhanh bi tp kim loi phn ng vi dung dch axit vụ c 3 Phng phỏp thc nghim: a Chn mu thc nghim: Chn cỏc lp 11C8 , 11C9 ca trng lm mu thc nghim Qua kim tra cỏc lp c chn cú im trung bỡnh mụn hoỏ hc tng ng nhau Trong quỏ trỡnh ging dy chn lp 11C9 lm i chng , lp 11C8 lm lp thc nghim b Kim tra mu trc thc nghim: . T 14 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ PHẦN III. KẾT LUẬN Qua quá trình nghiên cứu đề tài “ Sử dụng phương pháp giải nhanh bài tập kim loai phản ứng với dung. Đào Duy Từ 12 Phương pháp giải nhanh bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ 3.3. Dạng 3: Hỗn hợp oxit kim loại phản ứng với dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng Bài 1 : ( Đề. bài tập và áp dụng phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần kim loại phản ứng với dung dịch axit vô cơ. * Thực nghiệm sư phạm nhằm trả lời câu hỏi : Sử dụng phương pháp giải nhanh bài