Chuyên đề phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với các dung dịch muối môn Hóa học 12 năm 2021-2022

1.1.Tổng quan kiến thức

Phản ứng giữa kim loại với dung dịch muối

-Bản chất là phản ứng oxi hóa khử.

-Điều kiện phản ứng: Kim loại từ Mg trở xuống trong dãy điện hóa và muối tham gia phản ứng phải tan. Kim loại tham gia phản mạnh hơn kim loại trong muối.

VD: Cho thanh kẽm vào dung dịch muối đồng sunfat

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Chú ý:

Khi cho các kim loại kiềm và kiềm thổ( Ca, Ba, Sr) tác dụng với các dung dịch muối của kim loại yếu hơn thì các kim lọai này sẽ tác dụng với H₂O trong dung dịch đó trước , sau đó kiềm sinh ra sẽ tác dụng với muối.

VD: Cho mẩu kim loại Na vào dung dịch CuSO₄. Nêu hiện tượng của phản ứng.

Giải:

Ban đầu Na tác dụng với nước trong dung dịch tạo ra NaOH và thấy sủi bọt khí

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑

Sau đó xuất hiện kết tủa xanh lam

2NaOH + CuSO_4­ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

                                Xanh lam

1.2. Phương pháp giải bài tập

- Với loại bài toán này thì đều có thể vận dụng  cả 2 phương pháp đại số và một số phương pháp giải nhanh như: bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng , đặc biệt là pp tăng giảm khối lượng

- Chú ý:

+ Khi giải nên viết các PTHH dưới dạng ion rút gọn thì bài toán sẽ đơn giản hơn

VD: Cho lần lượt 2 kim loại Fe và Na vào 2 ống nghiệm đựng dung dịch CuSO₄. Nêu hiện tượng và viết PTHH

Giải:

- Khi cho Fe vào dung dịch CuSO₄ ( màu xanh) thì có hiện tượng dung dịch bị nhạt màu và có chất rắn màu đỏ bám trên kim loại Fe

                                               Fe  + CuSO₄  → FeSO₄ + Cu↓( đỏ)

                                                     Xanh lam     ko màu

- Khi cho Na vào dung dịch CuSO₄ thì thấy có khí không màu thoát ra và có kết tủa xanh

                                             2Na  +  2H₂O→  2NaOH + H₂↑

                                             2NaOH + CuSO_­4 → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

                                                                            Xanh lam

+ Khi cho một hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với một hỗn hợp muối thì phản ứng xảy ra theo thứ tự: kim loại có tính khử mạnh nhất sẽ tác dụng hết với các muối có tính oxi hóa mạnh nhất , sau đó mới đến lượt các chất khác

VD: Cho hỗn hợp Fe, Al vào dung dịch chứa AgNO₃ và Cu(NO₃)₂ thì xảy ra lần lượt các phản ứng sau:

Al  +  3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag           (1)

2Al + 3Cu(NO₃)₂ → 2Al(NO₃)₃ + 3Cu      (2)

Fe  +  2AgNO₃ → Fe(NO₃)₂ + 2Ag           (3)

Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu             (4)

+ Trong bài toán có sự tăng giảm khối lượng thì:

m_KL↑= m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra}

m_KL↓ = m_{KLtan ra}  - m_{KL bám vào}

Bài 1. Ngâm một lá sắt trong dung dịch CuSO₄. Nếu biết khối lượng đồng bám trên lá sắt là 9,6 gam thì khối lượng lá sắt sau ngâm tăng thêm bao nhiêu gam so với ban đầu?

A.5,6 gam.                        B.2,8 gam.                                     C.2,4 gam.                                   D.1,2 gam.

Lời giải chi tiết

 Phản ứng oxi hóa với đồng là chất oxi hóa Fe là chất khử

 Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e

 Cu²⁺ + 2e → Cu⁰

 → n_Cu = n_Fe = 9,6/64 = 0,15 mol

 Ta có m_KL↑= m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra} = m_Cu – m_Fe = 9,6 – 0,15.56 = 1,2 gam

 → Đáp án D

Bài 2. Nhúng một thanh nhôm nặng 25 gam vào 200 ml dung dịch CuSO₄ 0,5M. Sau một thời gian, cân lại thanh nhôm thấy cân nặng 25,69 gam. Nồng độ mol của CuSO₄ và Al₂(SO₄)₃ trong dung dịch sau phản ứng lần lượt là

A. 0,425M và 0,2M.                                                                          B. 0,425M và 0,3M.

C. 0,4M và 0,2M.                                                                              D. 0,425M và 0,025M.

Lời giải chi tiết

Khối lượng thanh nhôm tăng

m_KL↑ = 25,69 – 25 = 0,69 gam

Al⁰ → Al³⁺ + 3e

Cu²⁺ + 2e → Cu⁰

Gọi n_Cu = x (mol) → n_Al = 2x/3 mol

Ta có m_KL↑= m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra} = 64x – (2x/3).27 = 46x = 0,69 gam

→x = n_Cu = 0,015 mol → n_Al = 0,01 mol →n_Al2(SO4)2 = 0,005mol

Sau phản ứng

C_{M CuSO4)2} = (0,1 – 0,015)/0,2 = 0,425M

C_{M Al2(SO4)2} = 0,005/0,2 = 0,025M

→Đáp án D

Bài 3.   Cho 12,12 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe tác dụng với dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và khí H₂. Cô cạn dung dịch A thu được 41,94 gam chất rắn khan. Nếu cho 12,12 gam X tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư  thì khối lượng kim loại thu được là

A.82,944 gam                        B.103,68 gam                         C.99,5328 gam                        D.108 gam.

Lời giải chi tiết

Trong hỗn hợp X ban đầu gọi n_Al = x ; n_Fe = y

→27x + 56y = 12,12 gam và 133,5x + 127y = 41,94 gam

→ x = 0,2 mol ; y = 0,12 mol

Khi cho AgNO₃ dư thì Fe sẽ bị oxi hóa thành Fe³⁺

Al⁰ → Al³⁺ + 3e

Fe⁰ → Fe³⁺ + 3e

Ag⁺ + 1e→ Ag

→n_Ag = 0,2.3 + 0,12.3 = 0,96 mol → m_Ag = 0,96.108 = 103,68 gam

→Đáp án B

Bài 4. Ngâm một đinh sắt sạch trong 200ml dung dịch CuSO₄. Sau khi phản ứng kết thúc, lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch rửa sạch nhẹ bằng nước cất và sấy khô rồi đem cân thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,8 gam so với ban đầu. Nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ đã dùng là giá trị nào dưới đây?

A.0,05M                       B.0,0625M.                      C.0,50M.                      D.0,625M.

Lời giải chi tiết

Phản ứng oxi hóa với đồng là chất oxi hóa Fe là chất khử

Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e

Cu²⁺ + 2e → Cu⁰

→n_Cu = n_Fe = x

Ta có m_KL↑= m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra} = m_Cu – m_Fe = 64x – 56x= 0,8 gam

→x = 0,1 mol

Nồng độ của CuSO₄ : C_M = 0,1/0,2 = 0,5M

→Đáp án C

Bài 5. Cho 5,6 gam Fe vào 200 ml dung dịch Cu(NO₃)₂ 0,5M và HCl 1M thu được khí NO và m gam kết tủa. Xác định m. Biết rằng NO là sản phẩm khử duy nhất của NO^-₃  và không có khí H₂ bay ra.

A.1,6 gam                      B.3,2 gam                        C.6,4 gam         D.đáp án khác.

Lời giải chi tiết

Phân tích: Do sau phản ứng có m gam kết tủa → đó là Cu vì vậy sắt chỉ bị oxi hóa lên Fe(II) . N⁺⁵ bị khử xuống N⁺² và Cu⁺² bị khử xuống Cu⁰

Ta có:

Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e

0,1                   0,2

NO^3- +4H⁺ + 3e → NO + 2H2O

0,05     0,2      0,15

Cu²⁺ + 2e → Cu

           0,05    0,025   

Vậy khối lượng của kết tủa m : m = m_Cu = 0,025.64 = 1,6 gam

→Đáp án A

Bài 6. Cho m gam bột Fe tác dụng với 175 gam dung dịch AgNO₃ 34% sau phản ứng thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sắt và 4,5 m gam chất rắn. Nồng độ % của Fe(NO₃)₂ trong dung dịch X là

A.9,81%                          B. 12,36%                        C.10,84%                    D. 15,6%

Lời giải chi tiết

Phân tích: Dung dịch sau phản ứng chỉ gồm muối sắt nên Ag⁺ trong dung dịch đã bị khử hết thành Ag .Suy ra 4,5m gam chất rắn chính là Ag.

Ta có n_Ag = (175.0,34)/170 = 0,35 mol

Khối lượng chất rắn 4,5m = 0,35.108 = 37,8 gam →m= 8,4 gam →n_Fe= 8,4/56 = 0,15 mol

Ta có

Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e

Fe0 → Fe³⁺ + 3e

Ag⁺ + 1e→ Ag

Gọi n_Fe2+ = x ; n_Fe3+ = y

→x + y = 0,15

Bảo toàn electron →2x+ 3y = 0,35

→x= 0,1 mol ; y = 0,05 mol

Khối lượng muối Fe(NO₃)₂ = 0,1.180 = 18 gam

Theo định luật BTKL: m_Fe + m_{dd AgNO3} = m_{dd sau pư} + m_cr

→m_{dd sau pư} = 8,4 + 175 – 37,8 = 145,6 gam

→% Fe(NO₃)₂ = 18/145,6 = 12,36%

→ Đáp án B

Bài 7. Cho một đinh sắt luợng dư vào 200 ml dung dịch muối nitrat kim loại X có nồng độ 0,1M.

Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, tất cả kim loại X tạo ra bám hết vào đinh sắt còn dư, thu

được dung dịch D. Khối lượng dung dịch D giảm 0,16 gam so với dung dịch nitrat X lúc đầu.

Kim loại X là:

A.Cu                                B.Hg                                C.Ni                            D.Một kim loại khác

Lời giải chi tiết

Khối lượng dung dịch giảm chính là khối lượng thanh sắt tăng

Cách 1: Gọi kim loại X có hóa trị n

Ta có m_KL↑= m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra} = X.0,02 – (0,02.n/2).56 = 0,16

→X – 28n = 8 → Với n = 2 thì X = 64 →X là kim loại đồng (Cu)

Cách 2: Dựa vào đáp án ta thấy các kim loại đều có hóa trị II

→ m_KL↑= m_{KL bám vào} – m_{KL tan ra} = 0,02.X – 0,02.56 = 0,16 gam

→X = 64 → X là Cu

→Đáp án A

 

Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với các dung dịch muối môn Hóa học 12 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.