Chuyên đề: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

Gửi lên: 24/09/2019 15:11, Người gửi: hoahoc, Đã xem: 2847

Chuyên đề: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI
Người báo cáo: Lê Thị Hương
I.Đặt vấn đề
Dạng bài toán kim loại tác dụng với muối thường gây nhiều khó khăn cho học sinh nhất là dạng nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp muối. Học sinh thường băn khoăn kim loại nào phản ứng trước kim loại nào phản ứng sau, kim loại nào dư. Vì vậy trong quá trình giải phải xét rất nhiều trường hợp, bài toán thêm phức tạp.Học sinh không những nắm được bản chất phản ứng hóa học Nắm được phương pháp giải đặc trưng cho mỗi loại bài tập mà còn đỏi hỏi học sinh nhận ra cách giải nhanh Dựa vào mối quan hệ các dự kiện của đề ra để có phương pháp giải đỡ phức tạp và giúp rèn luyện tư duy, rèn luyện trí tuệ cho học sinh. Có rất nhiều cách giải bài tập, song tùy theo thể loại bài tâp, mỗi dang bài tập cần có phương pháp giải phù hợp. Với mong muốn giúp học sinh giải quyết dạng bài tập này một cách nhanh chóng và hiệu quả tôi xin trình bày chuyên đề “ Kim loại tác dụng với muối”.
II. Nội dung
1. Kiến thức, kĩ năng
+ Vị trí các cặp oxi hóa - khử của kim loại trong dãy điện hóa:

+ Phản ứng của kim loại với dung dịch muối tuân theo quy tắc:

+ Từ những điều trên suy ra: Khi gặp dạng bài liên quan đến hỗn hợp kim loại và dung dịch chứa hỗn hợp muối thì việc đầu tiên là xác định thứ tự khử ion kim loại, thứ tự oxi hóa kim loại. Tiếp đó, dựa vào các số liệu đề cho để đánh giá kết quả của phản ứng: kim loại nào đã bị oxi hóa (kim loại nào đã bị tan vào dung dịch); ion kim loại nào đã bị khử (kim loại nào đã sinh ra).
2. Phương pháp giải
+ Để tính toán tìm ra kết quả thì có thể sử dụng các cách sau:
* Tính theo phương trình phản ứng: Cách này chỉ phù hợp cho dạng bài tập đơn giản. Đối với những dạng bài phức tạp như hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp muối thì phải viết nhiều phương trình, sử dụng nhiều ẩn số dẫn đến khó khăn trong việc tính toán và mất nhiều thời gian.
* Sử dụng các định luật bảo toàn: bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng. Cách này ưu việt hơn vì nó đi sâu vào bản chất phản ứng, do đó việc tính toán cũng

đơn giản và nhanh hơn so với việc tính theo phản ứng (sẽ phân tích kĩ hơn trong các ví dụ cụ thể).
+

Khi gặp dạng bài: “... sau phản ứng khối lượng thanh kim loại tăng...”; “sau phản ứng khối lượng dung dịch giảm...”... thì ta sử dụng thêm phương pháp tăng giảm khối lượng.
3. PHÂN DẠNG BÀI TẬP, VÍ DỤ MINH HỌA VÀ BÀI TẬP ÁP DỤNG
1. Một kim loại tác dụng với một muối
a. Tính lượng chất trong phản ứng
Ví dụ minh họa
* Mức độ vận dụng

Ví dụ 1: Cho 6,5 gam bột Zn vào dung dịch CuSO₄ dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 3,2. B. 5,6. C. 12,9. D. 6,4.

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Đây là dạng bài tập đơn giản, một kim loại tác dụng với một muối nên không cần phải xác định thứ tự khử và oxi hóa của các ion và nguyên tử kim loại.
+ Để tính toán kết quả cụ thể, ta có thể dùng các cách sau:

Ví dụ 2: Cho m gam bột Zn vào 500 ml dung dịch Fe₂(SO₄)₃ 0,24M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng dung dịch tăng thêm 9,6 gam so với khối lượng dung dịch ban đầu. Giá trị của m là
A. 32,50. B. 48,75. C. 29,25. D. 20,80.

Phân tích và hướng dẫn giải
* Phân tích
+ Vẫn là dạng bài một kim loại tác dụng với một muối. Nhưng ở ví dụ này ta cần xác định thứ tự khử ion Fe³⁺ vì xuất hiện 3 cặp oxi hóa - khử:

+ Nếu bỏ qua thứ tự khử, cho Fe³⁺ bị khử về Fe sẽ mắc vào bẫy của người ra đề.
● Ghi nhớ: Đối với các bài tập xuất hiện 3 cặp oxi hóa - khử trở lên, trước tiên cần xác định thứ tự khử và oxi hóa của ion và nguyên tử kim loại. Sau đó mới tính toán tìm ra kết quả.
+ Vì phản ứng hóa học bảo toàn khối lượng nên khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng lên bao nhiêu gam thì khối lượng kim loại thu được sẽ giảm đi bấy nhiêu gam.
+ Dựa vào bản chất phản ứng và các thông tin đề cho, ta có một số cách giải sau:
* Hướng dẫn giải

Ví dụ 3: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO₄ dư. Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam. Cũng thanh
graphit này nếu được nhúng vào dung dịch AgNO₃ dư thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam. Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây?
A. Pb. B. Cd. C. Al. D. Sn.

Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 5: Cho 1 gam kim loại R vào 200 ml dung dịch AgNO₃ 0,25M đến khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch không chứa ion Ag⁺ và có khối lượng giảm so với khối lượng của dung dịch AgNO₃ ban đầu là 4,4 gam. Kim loại R là?
A. Cu. B. Ca. C. Zn. D. Fe.

Phân tích và hướng dẫn giải

Bài tập vận dụng
Câu 1: Cho bột nhôm dư vào 100 ml dung dịch CuSO₄ 0,2M đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam Cu. Giá trị của m là
A. 0,64.         B. 1,28.      C. 1,92. D. 0,32.
Câu 2: Cho 14 gam bột sắt vào 150 ml dung dịch CuCl₂ 2M và khuấy đều, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 22.            B. 16.         C. 30,4. D. 19,2.
Câu 3: Cho m gam nhôm vào 200 ml dung dịch Fe(NO₃)₂ 0,2M đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 4,49 gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 5,4.           B. 2,25.      C. 0,72. D. 2,97.

Câu 4: Nhúng một đinh sắt sạch vào dung dịch Cu(NO₃)₂. Sau một thời gian lấy đinh sắt ra, làm khô, thấy khối lượng đinh sắt tăng 1 gam. Khối lượng sắt đã phản ứng là
A. 3,5 gam.                  B. 2,8 gam.                  C. 7,0 gam.                  D. 5,6 gam.
Câu 5: Nhúng một thanh sắt (dư) vào 100 ml dung dịch CuSO₄ x mol/l. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng thanh sắt tăng 0,4 gam. Biết tất cả Cu sinh ra đều bám vào thanh sắt. Giá trị của x là

A. 0,05.                    B. 0,5.               C. 0,625.          D. 0,0625.
Câu 6: Cho m gam Fe vào 100 ml dung dịch Cu(NO₃)₂ thì nồng độ của Cu²⁺ còn lại trong dung dịch bằng 1/2 nồng độ của Cu²⁺ ban đầu và thu được một chất rắn X có khối lượng bằng (m+0,16) gam. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng Fe phản ứng và nồng độ (mol/l) ban đầu của Cu(NO₃)₂ là:
A. 1,12 gam và 0,3M.                                      B. 2,24 gam và 0,3 M.
C. 2,24 gam và 0,2 M.                                                D. 1,12 gam và 0,4 M.
Câu 7: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl₃. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 2,88.                       B. 2,16.                        C. 4,32.                       D. 5,04. Câu 8: Cho 4,05 gam bột nhôm vào 100 ml dung dịch Fe(NO₃)₃ 3M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam kim loại. Giá trị của m là
A. 16,8.                                  B. 4,2.               C. 8,4.             D. 11,2.
Câu 9: Nhúng một thanh Mg vào 250 ml dung dịch FeCl₃ xM. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thấy khối lượng thanh Mg tăng 1,2 gam so với ban đầu. Giá trị của x là
A. 0,24.                       B. 0,25.                        C. 0,3.             D. 0,32.
Câu 10: Hoà tan hoàn toàn 28 gam bột Fe vào dung dịch AgNO₃ lấy dư, khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng có khối lượng là
            A. 162 gam.     B. 108 gam.     C. 216 gam.     D. 154 gam.
Câu 11: Khi cho 5,6 gam Fe tác dụng với 250 ml dung dịch AgNO₃ 1M thì sau khi phản ứng kết thúc thu được bao nhiêu gam chất rắn?
A. 27,0 gam.                B. 20,7 gam.                C. 37,0 gam.                D. 21,6 gam.
Câu 12: Cho x mol Fe tác dụng với dung dịch chứa y mol AgNO₃. Để dung dịch sau phản ứng tồn tại các ion Fe³⁺, Fe²⁺ thì giá trị của a = y : x là
            A. 3 < a < 3,5. B. 1 < a < 2.     C. 0,5 < a < 1. D. 2 < a < 3.
Câu 13: Hoà tan hoàn toàn 21,1 gam hỗn hợp gồm FeCl₂ và NaF (có tỉ lệ mol là 1:2) vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO₃ (dư) vào X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 28,7.                         B. 68,7.                C. 39,5.                D. 57,9.
Câu 14: Lấy 20,5 gam hỗn hợp MCl (M là kim loại) và FeCl₃cho tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư, thu được 57,4 gam kết tủa. Thành phần trăm về khối lượng của MCl trong hỗn hợp ban đầu là
A. 30,36%. B. 31,43%.      C. 41,79%.      D. 20,73%.
Câu 15: Nhúng thanh Mg vào dung dịch chứa 0,1 mol muối sunfat trung hoà của một kim loại R, sau phản ứng hoàn toàn lấy thanh Mg ra thấy khối lượng thanh Mg tăng 4,0 gam. Số muối của kim loại R thoả măn là
A. 1.                            B. 0.                             C. 3.                            D. 2.
Câu 16: Nhúng thanh kim loại M hoá trị 2 vào dung dịch CuSO₄, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra thấy khối lượng giảm 0,05%. Mặt khác, nhúng thanh kim loại trên vào

dung dịch Pb(NO₃)₂, sau một thời gian thấy khối lượng tăng 7,1%. Xác định M, biết rằng số mol CuSO₄và Pb(NO₃)₂tham gia ở 2 trường hợp như nhau.
     A. Al.               B. Zn.              C. Mg.             D. Fe.
Câu 17: Cho 2,16 gam kim loại R (hóa trị không đổi) vào cốc đựng 250 gam dung dịch Cu(NO₃)₂ 3,76% màu xanh đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc bỏ phần không tan, thu được dung dịch không màu có khối lượng 247,152 gam. Kim loại R là
A. Mg.                         B. Ca.                          C. Al.                           D. Na.
2. Kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối hoặc ngược lại
Khi chất tham gia phản ứng là hỗn hợp kim loại, hỗn hợp muối thì việc làm đầu tiên là xác định thứ tự khử ion kim loại và thứ tự oxi hóa kim loại. Sau đó tiến hành xử lý các thông tin khác, kết nối các thông tin với nhau để đưa ra hướng giải tối ưu nhất.
Ví dụ minh họa
* Mức độ vận dụng

Ví dụ 1: Cho hỗn hợp X gồm 0,56 gam Fe và 0,12 gam Mg tác dụng với 250 ml dung dịch CuSO₄. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,92 gam kim loại. Nồng độ mol/l của dung dịch CuSO₄ là
A. 0,02M. B. 0,04M. C. 0,05M. D. 0,10M.

Phân tích và hướng dẫn giải
* Phân tích

+ Để tính nồng độ mol của CuSO₄ ta có thể làm theo những cách sau:
* Hướng dẫn giải

● Nhận xét: Với dạng bài tập này, hầu hết xảy ra trường hợp kim loại hoạt động mạnh bị oxi hóa hết, kim loại yếu hơn bị oxi hóa một phần. Vì thế để tính toán nhanh ta nên xét trường hợp này trước.

Ví dụ 2: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột X gồm Fe và Zn tác dụng với dung dịch CuSO₄. Sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 2,84 gam chất rắn Z. Cho toàn bộ Z vào dung dịch H₂SO₄ (loãng, dư). Sau khi các phản ứng kết thúc thì khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam và dung dịch thu được chỉ chứa một muối duy nhất. Phần trăm khối lượng của Fe trong X là
A. 58,52%. B. 51,85%. C. 48,15%. D. 41,48%.

Phân tích và hướng dẫn giải
* Phân tích

+ Sau khi khai thác các thông tin, ta tiến hành giải như sau:
* Hướng dẫn giải

Ví dụ 3: Cho a mol kim loại Mg vào dung dịch hỗn hợp chứa b mol CuSO₄ và c mol FeSO₄. Kết thúc phản ứng dung dịch thu được chứa 2 muối. Xác định điều kiện phù hợp cho kết quả trên.
A.

Phân tích và hướng dẫn giải
* Phân tích

+ Sau khi khai thác và kết nối các thông tin đề cho, ta tiến hành giải như sau:
* Hướng dẫn giải

Ví dụ 4: Cho hỗn hợp gồm a mol Zn; b mol Mg vào dung dịch có chứa c mol AgNO₃; d mol Cu(NO₃)₂ đến khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch X, chất rắn Y. Biết rằng (0,5c < a + b < 0,5c + d). Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Dung dịch X chứa ba ion kim loại. B. Chất rắn Y chứa một kim loại.
C. Chất rắn Y chứa ba kim loại. D. Dung dịch X chứa hai ion kim loại.

Phân tích và hướng dẫn giải

Bài tập vận dụng
Câu 1: Ngâm một thanh sắt có khối lượng 20 gam vào 200 ml dung dịch hỗn hợp Cu(NO₃)₂ 1M và AgNO₃ 0,5M, sau một thời gian thấy khối lượng thanh sắt tăng 10%. Hỏi khối lượng dung dịch đã thay đổi như thế nào?
A. Giảm 1,6 gam.    B. Tăng 2 gam.      C. Giảm 2 gam. D. Tăng 1,6 gam.
Câu 2: Cho 6,8 gam hỗn hợp X gồm Zn và Fe vào 325 ml dung dịch CuSO₄ 0,2M đến khi phản ứng hoàn toàn, thu đươc dung dịch và 6,96 gam hỗn hợp kim loại Y. Khối lượng Fe bị oxi bởi ion Cu²⁺ là
A. 1,4 gam.            B. 4,2 gam.     C. 2,1 gam.                D. 2,8 gam.
Câu 3: Cho hỗn hợp X gồm 0,325 gam Zn và 0,56 gam Fe tác dụng với 100 ml dung dịch Cu(NO₃)₂. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,92 gam kim loại. Nồng độ mol/l của dung dịch Cu(NO₃)₂ là
     A. 0,02M.   B. 0,15M.        C. 0,1M.          D. 0,05M.
Câu 4: Cho một hỗn hợp gồm 1,2 mol Zn, 0,3 mol Fe vào một dung dịch chứa b mol CuSO₄ đến khi phản ứng sảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 94,4 gam kim loại. Cho Y phản ứng hoàn toàn với dung dịch KOH loãng dư, thu được a gam kết tủa. Giá trị của a làA. 18.                                B. 9.                             C. 13,5.                       D. 22,3.
Câu 5: Cho 6,596 gam hỗn hợp Mg và Zn tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thu được 2,3296 lít H₂ (đktc). Mặt khác, 13,192 gam hỗn hợp trên tác dụng với 100 ml dung dịch CuSO₄ thu được 13,352 gam chất rắn. Nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ là
A. 0,04M.                    B. 0,25M.        C. 1,68M.                    D. 0,04M hoặc 1,68M.
Câu 6: Cho hỗn hợp gồm a (mol) Mg và b (mol) Fe vào dung dịch chứa c (mol) AgNO₃, khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X gồm 2 muối và chất rắn Y (gồm 2 kim loại). Mối quan hệ giữa a, b, c là
A.

Câu 7: Cho a mol Mg và b mol Zn dạng bột vào dung dịch chứa c mol Cu(NO₃)₂ và d mol AgNO₃ thu được dung dịch chứa 3 muối. (Biết a < c +0,5d). Quan hệ giữa a, b, c, d là
A.

Câu 8: Cho a gam bột Al vào dung dịch chứa 0,1 mol AgNO₃; 0,15 mol Cu(NO₃)₂ và 0,2 mol Fe(NO₃)₃, thu được dung dịch X và kết tủa Y. Hãy lựa chọn giá trị của a để kết tủa Y thu được chứa 3 kim loại.
A.

Câu 9: Cho 9,6 gam Mg vào dung dịch chứa 0,2 mol Cu(NO₃)₂ và 0,3 mol Fe(NO₃)₃. Phản ứng kết thúc, khối lượng chất rắn thu được là
A. 15,6 gam.                  B. 11,2 gam.        C. 22,4 gam.        D. 12,88 gam.
Câu 10: Cho 2,16 gam bột Al vào dung dịch chứa hỗn hợp gồm CuCl₂ 0,12 mol, FeCl₃ 0,06 mol. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn X. Khối lượng chất rắn X là
A. 5,28 gam.                            B. 5,76 gam.                            C. 1,92 gam.                            D. 7,68 gam.
Câu 11: Cho 6,88 gam hỗn hợp chứa Mg và Cu với tỉ lệ mol tương ứng là 1:5 vào dung dịch chứa 0,12 mol Fe(NO₃)₃. Sau khi các phản ứng hoàn toàn thu được m gam kim loại. Giá trị của m là
            A. 5,12.           B. 3,84.            C. 2,56.           D. 6,96.
Câu 12: Hoà tan 5,4 gam bột Al vào 150 ml dung dịch X chứa Fe(NO₃)₃ 1M và Cu(NO₃)₂ 1M. Kết thúc phản ứng thu được m gam rắn. Giá trị của m là
            A. 10,95.         B. 13,20.          C. 13,80.         D. 15,20.

Câu 13: Nhúng thanh Fe vào 200 ml dung dịch FeCl₃ x (mol/l) và CuCl₂ y (mol/l). Sau khi kết thúc phản ứng, lấy thanh Fe ra lau khô cẩn thận, cân lại thấy khối lượng không đổi so với trước phản ứng. Biết lượng Cu sinh ra bám hoàn toàn vào thanh Fe. Tỉ lệ x:y là
            A. 3:4.             B. 1:7.              C. 2:7.             D. 4:5.
Câu 14: Dung dịch X gồm CuCl₂ 0,2M, FeCl₂ 0,3M, FeCl₃ 0,3M. Cho m gam bột Mg vào 100 ml dung dịch X khuấy đều đến khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y. Thêm dung dịch KOH dư vào Y được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 5,4 gam chất rắn T. Giá trị của m là
A. 2,88.                       B. 0,84.                        C. 1,32.                       D. 1,44.
Câu 15: Cho 2,24 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO₃)₂ 0,1M và AgNO₃ 0,1M khuấy đều dung dịch cho đến khi phản ứng hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 4,0.                         B. 1,232.             C. 8,04.                    D. 12,32.

III. Kết luận:
Trên đây là một số phương pháp giải bài tập dạng kim loại tác dụng với dung dịch muối. Tuy đã cố gắng để hoàn thiện tốt nhưng chắc chắn còn nhiều sai sót và hạn chế. Kính mong bạn bè đồng nghiệp và các em học sinh đóng góp ý kiến để chuyên đề được hoàn thiện hơn.

Báo link hỏng