PHƯƠNG PHÁP "GIẢI BÀI TOÁN 2 KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH MUỐI "

PHƯƠNG PHÁP
   "GIẢI BÀI TOÁN 2 KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH MUỐI "
                                                  
Dàn bài :
 A/ Đặtvấn đề: 
Nêu mục đích cần thiết  của phương pháp
B/ Giải quyết vấn đề
Nêu phương pháp khi giải bài tập 2kim loại vào 1dung dịch muối và một số bài tập vận dụng
C/kết luận
D/ Bài học kinh nghiệm :
I/Đặt vấn đề
Khi 2 kim loại tác dụng với 1muối ta 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. Vì vậy
để giải nhanh các bài tập hóa học .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  
II/ Giải quyết vấn đề :
*Ví dụ 1 :  Cho 2,14 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu tác dụng với 0,2 lít dung dịch AgNO₃. Sau khi cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch B và 7,186 gam chất rắn C. Cho B tác dụng với NaOH dư lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2,56 gam chất rắn
          a/Tìm % khối lượng mỗi kim loại trong A
          b/ C_M của dung dịch AgNO₃
*Phương pháp giải :
• Giả sử muối dư kim loại hết
Nếu dung dịch muối dư tức 2 kim loại hết vậy chất rắn thu được phải hoàn toàn là khối lượng kim loại trong muối nếu khối lượng tính trái với giả thiết tức kim loại dư 
=>có kim koại dư nên chất rắn thu được khác với kết quả của bài toán và ta
• Đặt ẩn cho 2 kim loại phản ứng  số mol và điều kiện cho từng kim loại. kim loại mạnh hơn phải >0, kim loại yếu hơn ≥0 và khi giải nếu kim loại yếu hơn cho =0 tức kim loại chưa phản ứng và nếu > 0 tức đã phản ứng
 
Cách giải bài toán trên như sau :
Các phản ứng có thể xảy ra
Fe      +   2 AgNO₃             Fe(NO₃)₂    +    2 Ag↓
Cu      +   2 AgNO₃             Cu(NO₃)₂    +    2 Ag↓
• Giả sử muối AgNO₃ dư => Fe, Cu  hết
x, y là số mol của Fe, Cu phản ứng
vì Cu, Fe hết nên hỗn hợp rắn C  toàn Ag . Theo bài ra ta có phương trình
                     56x    +   64y     =  2,144     (1)
                   ( 2x      +   2y)108   =  7,186
    Từ (1) ta có 64x     +   64y  >  56x  +  64y
                       x   +    y    >
=>   mAg   =   0.335 . 2 . 108 = 72,08  > 7,186 => rắn C chứa Fe, Cư dư
•  Gọi  a, b lần lượt là số mol Fe, Cu phản ứng
           a  >0     b ≥ 0  ( Nếu b = 0 tức Cu chưa phản ứng , nếu b> 0 tức Cu đã phản ứng chứng tỏ Fe hết )
Theo bài ra ta có phương trình :
Fe      +   2 AgNO₃             Fe(NO₃)₂    +    2 Ag↓
a  mol        2a mol                a  mol             2a mol
Cu      +   2 AgNO₃             Cu(NO₃)₂    +    2 Ag↓
bmol        2bmol                  bmol                 2bmol
Vậy rắn C gồm :     mAg =   2(a+b) 108 và
khối lượng kim loại dư là 2,144  -  (56a    +   64b )   
  Theo bài ra ta có phương trình :2(a+b) 108 +  2,144  -  (56a    +   64b )    
                                            =>216a  +  216b + 2,144  -  56a  -64b  =  7,186
                                             =>160a  +  152b  + 2,144  = 7,186
         Mặt khác ta có :  Fe(NO₃)₂    +  2 NaOH          Fe(OH)₂  +  2NaNO₃
                                        amol             2a mol              amol            2amol
                                     Cu(NO₃)₂    +  2 NaOH         Cu(OH)₂  +  2NaNO₃
                                      bmol               2bmol                bmol
                                     2Fe(OH)₂   + 1/2 O₂                Fe₂O₃     +    2H₂O
                                        amol          amol                 a/2mol
                                     Cu(OH)₂  t⁰       CuO       +         H₂O
                                         bmol            bmol
Theo bài ra ta có phương trình :
                                         ﻐ  80a    +  80b   =  2,56                  (1)
                                           160a  +   152b + 2,144   =  7,186   (2)
 
 
 
Chia (1) cho 80 ta có   a  + b   =  0,032
Chia (2) cho 80 ta có   20a  +   19b  + 0,268  =  0,896
                                             a    +  b   =  0,032
                                     =>    20a  +   19b    =  0,628
 
-                                    =>  a  =  0,02      b  = 0,012
=> mFe  =  0,02 .56 = 1,12 gam
=> mCu = 2,144 - 1,12 = 1,032 gam
%Fe  =  1,12.100%/2,144 =  52,24%
% Cu = 100% -  52,24 = 47,76%
nAgNO₃    =   2a +  2b   =   0,02.2   +    0,012.2  =0,064
=> C_M AgNO₃ = 
Ví dụ 2 :
Cho 1,58 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg tác dụng với 0,2 lít dung dịch CuCl₂ . Sau khi cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch B và 1,92 gam chất rắn C. Cho B tác dụng với NaOH dư lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 0,7 gam chất rắn
          a/Tìm % khối lượng mỗi kim loại trong A
          b/ C_M của dung dịch CuCl₂
Tương tự :
-Nếu CuCl₂ hết => rắn C là Cu
n hỗn hợp = 1,58/56
Mg      +   CuCl₂               MgCl₂    +    Cu↓
xmol          xmol                 xmol             xmol
Fe      +   CuCl₂                 FeCl₂    +     Cu↓  
ymol        ymol                   xmol            xmol
Từ phương trình ta có :
24x   +   56y <  56 x  +  56y => x + y > 1,58/56 = 0,282 mol

• mCu  = 0,282.64 = 1,8 gam => kim loại dư CuCl₂ hết

•  Gọi  a, b lần lượt là số mol Mg,  Fe phản ứng
           a  >0     b ≥ 0  ( Nếu b = 0 tức Fe chưa phản ứng , nếu b> 0 tức Fe đã phản ứng chứng tỏ Mg hết )
Theo bài ra ta có phương trình :
Mg      +   CuCl₂               MgCl₂    +    Cu↓
amol        amol                  amol            a mol
Fe      +   CuCl₂                 FeCl₂    +     Cu ↓ 
bmol        bmol                  bmol           bmol
Theo bài ra ta có phương trình :
 
(a+b) 64 +  1,58  -  (24a    +   56b )  =1,92
64a  + 64b  + 1,58  - 24a  - 56 b = 1,92

• 40a  + 8b = 0,34

MgCl₂    +  2 NaOH          Mg(OH)₂ ↓ +  2NaCl
 amol             2a                    amol            2amol
  FeCl₂    +  2 NaOH         Fe(OH)₂ ↓ +  2NaCl
  bmol               2b              bmol
 2Fe(OH)₂   + 1/2 O₂    t⁰      Fe₂O₃     +    2H₂O
      amol          amol            a/2mol
   Mg(OH)₂      t⁰      MgO       +  H₂O
Mặt khác ta có 
40a  +   80b = 0,7   
a  +  2b  = 0,0175
5a  + b  = 0,0425
=>    a = 0,0075 mol     b = 0,05 mol
Ví dụ 3 : Cho 4,15 gam   hỗn hợp X gồm Al và Fe tác dụng với 200ml dung dịch CuSO₄ 0,525M khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy ra hoàn toàn . Đem lọc kết tủa A gồm 2 kim loại có khối lượng 7,84 gam và dung dịch nước lọc B
-Tính % khối lượng mỗi kim loại trong A
Chú ý :
Đề bài cho sau khi hỗn hợp hòa tan hoàn toàn vào dung dịch CuSO₄ còn thu được 2kim loại có khối lượng 7,84 gam chứng tỏ sau phản ứng kim loại dư => dung dịchCuSO₄ và Al hết
Vậy phản ứng có thể xảy ra như sau :
2Al  +  3CuSO₄               Al₂(SO₄)₃     +      3Cu↓
xmol   1,5xmol                 x/2mol                1,5xmol
Fe         CuSO₄             FeSO₄         +      Cu↓
ymol     ymol                      ymol                 ymol
Theo đầu bài 2kim loại đó phải là Cu và Fe dư
Gọi x,y lần lượt là số mol của Al,   Fe phản ứng
nCuSO₄ phản ứng = 1,5x  +  y = 0,525.0,2 =0,105mol
mCuSO₄ phản ứng = 1,5x  +  y

• nFe dư  = 4,15-  (27x  + 56y)
•      mCu = (1,5x  +  y)64

4,15-  (27x  + 56y)  +  (1,5x  +  y)64 = 7,84
    4,15-  (27x  + 56y)  + 0,105.64
  4,15  + 0,105.64  - ( 27x  + 56y)  = 7,84
 
 
              3,03     =     27x  + 56y    x  = 0,05
                       1,5x  +  y = 0,105               y = 0.03
 
                          mAl   =  0,05.27  =  1,35 
                         mFe   =   4,15  - 1,35  =  2,8
                         % Fe =  2,8.10/4,15  = 67,47
                         % Al   = 32,53%
Chú ý : Khi gặp bài toán 2 kim loại vào 1 muối trước khi giải quan sát mối tương quan giữa khối lượng oxit và khối lượng kim loại ban đầu
+ Nếu m ôxit > mkim loại thì giải như trên
+Nếu m ôxit < mkim loại Theo định luât bảo toàn => kim loại dư
+Tất cả các bài toán 2 kim loại vào 1 muối đều không thuộc 2 cấu trúc trên thì chỉ phát sinh 2 tình huống sau :
+ Đề cho biết rạch ròi số mol từng kim loại và muối vậy ta cứ theo thứ tự để giải
+ Quan sát khối lượng kim loại , khối lượng oxit , đặc điểm của dung dịch ta có thể biết chất nào dư
Bài tập vận dụng :
1/ Cho 12,88 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe vào 700ml dung dịch AgNO₃
Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn . thu được chất rắn C nặng 48,72 gam và dung dịch D . Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch D rồi lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 14 gam chất rắn
a/ Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu
b/ Tính C_M  của dung dịch AgNO₃ đả dùng
Đáp số : % Mg = 13,04   %     %Fe = 86,96%   C_M  AgNO₃   = 0,6M
2/ A là dung dịch AgNO₃ nồng độ amol /lít Cho 13,8 gam hỗn hợp x gồm  và Fe và Cu vào 750ml dung dịch A. Sau phản ứng thu được chất rắn E nặng 37,2 gam và dung dịch B . Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch B rồi lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 12 gam hỗn hợp 2 ôxit của 2 kim loại
a/ Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp x
b/ Tính a
Đáp số : %Fe = 30,43%     : % Cu = 69,57  %    
                 a  =  0,4M
1/ Cho 2,04 gam hỗn hợpA gồm Mg và Fe vào 200ml dung dịch CuSO₄
Sau khi các phản ứng kết thúc . thu được chất rắn B nặng 2,76 gam và dung dịch C . Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch C rồi lọc lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 1,8 gam chất rắn D
 
a/ Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu
b/ Tính C_M  của dung dịch AgNO₃ đả dùng
Đáp số : %Mg = 17,56%     %Fe = 82,35%     C_M CuSO₄   = 0,15 M
 
4/Cho 15,28 gam hỗn hợpA gồm Cu và Fe vào 1,1 lít dung dịch Fe₂(SO₄)₃ 0,2M Sau khi các phản ứng kết thúc . thu được  dung dịch X và chất rắn B nặng 1,92 gam. Cho B vào dung dịch H₂SO₄ loãng không thấy khí bay ra

• Tính khối lượng mỗi kim loại trong A
• Đáp số : mFe = 5,04 gam     mCu = 10,24 gam

Hướng dẫn :
Gọi x, y lần lượt số mol Fe và đồng phản ứng
   Fe    +    Fe₂(SO₄)₃          3 FeSO₄
    x mol     x mol                  3x mol
Cu    +    Fe₂(SO₄)₃           CuSO₄    +   2 FeSO₄
ymol        y mol                  y mol          2ymol
 
rắn B vào dung dịch H₂SO₄ loãng không thấy khí bay ra => Fe hết
theo bài ra ta có:
    x  +  y  = 0,22
         15,28-  (56x  + 64y)  =  1,92   
            1,67     =     7x  + 8y      x  = 0,09
                       x  +  y = 0,22    y = 0.13                                                             
mFe  = 5,04gam  ,    mCu  = 10,24
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kết Luận :
Với phương pháp dạy trên tôi đã giúp học sinh giải nhanh các bài tập 2 kim loại vào 1 dung dịch muối 
Vì vậy hiệu quả học sinh không những học tốt môn hóa học ở PTCS mà còn vận dụng tiếp tục phương pháp này để giải bài tập hóa học ở PTTH
và thi tốt vào đại học
Bài học kinh nghiệm
-Khi gặp bài toán 2 kim loại vào 1dung dịch muối phương pháp giải
*Giả sử muối dư kim loại hết
Nếu dung dịch muối dư tức 2 kim loại hết vậy chất rắn thu được phải hoàn toàn là khối lượng kim loại trong muối nếu khối lượng tính trái với giả thiết tức kim loại dư 
=>có kim koại dư nên chất rắn thu được khác với kết quả của bài toán và ta
* Đặt ẩn cho 2 kim loại phản ứng : số mol và điều kiện cho từng kim loại. kim loại mạnh hơn phải >0, kim loại yếu hơn ≥0 và khi giải nếu kim loại yếu hơn cho =0 tức kim loại chưa phản ứng và nếu > 0 tức đã phản ứng
Chú ý : Khi gặp bài toán 2 kim loại vào 1 muối trước khi giải quan sát mối tương quan giữa khối lượng oxit và khối lượng kim loại ban đầu
+ Nếu m ôxit > mkim loại thì giải như trên
+Nếu m ôxit < mkim loại Theo định luât bảo toàn => kim loại dư 
-Điều quan trọng khi vận dụng phương pháp này học sinh giải nhanh các bài tâp về muối mà tránh được  rắc rối phải gặp các bài tập về muối
-Xác định được dạng bài nhanh để vận dụng, chọn cách giải phù hợp
 
 
 Nhận xét của hội đồng khoa học :