Tiêu đề TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI (tài liệu tham khảo).docx ✅

TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI Kiến thức bổ sung giải toán  Điều kiện để kim loại M đẩy được ion kim loại X ra khỏi dung dịch muối của nó: - M đứng trước X trong dãy thế điện cực chuẩn. - Cả M và X đều không tác dụng được với nước ở điều kiện thường.  - Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan. Ví dụ: Fe + CuSO 4  FeSO 4 + Cu  Al + 3AgNO 3  Al(NO 3 ) 3 + 3Ag  Xét một bài toán tổng quát: Nhúng một thanh kim loại A (hóa trị a) vào dung dịch chứa ion kim loại B b+ , sau một thời gian lấy thanh kim loại ra làm khô cẩn thận, cân lại thấy khối lượng thanh kim loại tăng (hoặc giảm) m gam….? bA + aB b+  bA a+ + aB  y ay/b y ay/b Với x là số mol phản ứng của kim loại A.  Nếu thanh kim loại A tăng: BA ay mMyMmy b taêng=  Nếu thanh kim loại A giảm: AB ay myMMmy b giaûm=  Một số vấn đề cần lưu ý: - Khối lượng dung dịch muối tăng (hoặc giảm) bao nhiêu gam thì khối lượng thanh kim loại giảm (hoặc tăng) bấy nhiêu gam. - Khi bài toán có nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối thì phải xét thứ tự xảy ra phản ứng, nghĩa là kim loại có khử mạnh sẽ tác dụng với ion kim loại (trong muối) có tính oxi hóa mạnh trước. - Nếu bài toán nói nhúng thanh kim loại vào dung dịch muối, khi phản ứng kết thúc (nghĩa là không còn phản ứng nào xảy ra hay dung dịch muối đã phản ứng hết) lấy thanh kim loại ra thì đồng nghĩa với việc kim loại còn dư. - Nếu bài toán cho các kim loại như Na, K, Ca, Ba tác dụng với dung dịch muối thì các kim loại đó phải tác dụng với H 2 O trước tạo ra OH - , sau đó OH - tạo kết tủa với ion kim loại trong muối. Cần phải nhớ là không xảy ra trường hợp các kim loại trên đẩy kim loại trong muối ra khỏi hợp chất muối.  Phương pháp giải toán: Dùng phương trình ion thu gọn, phương pháp bảo toàn electron, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp phân tích dung dịch cuối,…  Bài tập minh họa Dạng 1: Một kim loại tác dụng với một muối  Phương pháp: Sử dụng phương trình ion kết hợp phương pháp tăng giảm khối lượng. Ví dụ 1: Nhúng một thanh Fe nặng 8 gam vào 500ml dung dịch CuSO 4 2M. Sau một thời gian lấy thanh sắt ra cân lại thấy khối lượng thanh sắt là 8,8 gam. Nồng độ dung dịch CuSO 4 sau phản ứng là A. 1,975M B. 1,800 M C. 0,1800M D. 0,200M  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét: khối lượng thanh Fe sau phản ứng tăng 8,8 – 8 = 0,8g Fe + Cu 2+  Fe 2+ + Cu x x x m64x56x0,8x0,1 mol taêng= 4M CuSO 0,520,1 C1,8M 0,5   sau pöù Cách làm sai: Nhiều học sinh ngộ nhận khối lượng thanh Fe tăng chỉ do khối lượng Cu bám lên mà quên trừ đi khối lượng Fe đã tham gia phản ứng: 4CuCuCuSO m0,8gn0,0125 moln pö
4M CuSO 0,520,0125 C1,975M 0,5   sau pöù Ví dụ 2: Ngâm một lá kẽm trong dung dịch có hòa tan 4,16 gam CdSO 4 . Phản ứng xong khối lượng lá kẽm tăng 2,35% so với ban đầu. Khối lượng lá Zn trước phản ứng là bao nhiêu? A. 60g B. 40g C. 100g D. 80g  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét: Phản ứng xong lấy thanh kẽm ra….  kẽm dư, CdSO 4 hết. Zn + Cd 2+  Zn 2+ + Cd 0,02 0,02 0,02 Zn 2,35 m1120,02650,02m 100 ban ñaàu taêng= Znm40g ban ñaàu Ví dụ 3: Cho một lá nhôm nặng 5,4g vào dung dịch chứa 0,15 mol Fe 2 (SO 4 ) 3 , sau một thời gian lấy lá nhôm ra rửa sạch, làm khô cẩn thận, cân lại thấy khối lượng lá nhôm tăng 0,72g. Khối lượng lá nhôm phản ứng là A. 4,32g B. 2,7g C. 1,35g D. 4,05g  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét: Khối lượng lá Al tăng  có Fe sinh ra bám lên lá Al. Al + 3Fe 3+  Al 3+ + 3Fe 2+ (1) 0,1-------0,3-------------------------0,3 2Al + 3Fe 2+  2Al 3+ + 3Fe (2) a-----------------------------------------1,5a m1,5a5627(0,1a)0,72a0,06 mol taêng= m27(0,060,1)4,32g Al pöù  Kinh nghiệm: Khi một kim loại tác dụng với dung dịch muối sắt (III), thì Fe 3+ chỉ xuống Fe 2+ rồi khi đó ta mới xét tiếp xem kim loại tham gia phản ứng còn dư không? Có thể “kéo” Fe 2+ về Fe hay không? Không nên viết thẳng Fe 3+ xuống Fe luôn vì nhiều bài toán ta sẽ làm sai kết quả, hãy nhớ “chậm mà chắc”. Như bài trên phản ứng đầu tiên là Al “kéo” Fe 3+ xuống Fe 2+ , nếu chỉ xảy ra phương trình này thì khối lượng lá Al không thể tăng mà chỉ giảm thôi, do đó phải xảy ra phản ứng (2). Ví dụ 4: Nhúng một lá kim loại M (chỉ có hoá trị hai trong hợp chất) có khối lượng 50 gam vào 200 ml dung dịch AgNO 3 1M cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Lọc dung dịch, đem cô cạn thu được 18,8 gam muối khan. Kim loại M là A. Mg. B. Zn. C. Cu. D. Fe.  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét: 3AgNOm0,217034g18,8 khối lượng muối giảm  khối lượng lá kim loại tăng. M + 2Ag +  M 2+ + 2Ag 0,1-------0,2--------------------------0,2 MMm0,21080,1M3418,8M64 taêng=  M là kim loại Cu Dạng 2: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa hai muối.  Phương pháp: Sử dụng phương trình ion kết hợp phương pháp tăng giảm khối lượng, biểu diễn đúng thứ tự xảy ra phản ứng. Có thể giải bằng phương pháp bảo toàn electron. Ví dụ 1:Nhúng một thanh sắt nặng 138g vào 200 ml dung dịch chứa AgNO 3 0,1M và Cu(NO 3 ) 2 0,1M. Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa sạch, làm khô cẩn thận, cân lại thấy nặng 139,72g. Nếu giả thiết các kim loại tạo thành đều bám vào thanh sắt thì khối lượng sắt đã phản ứng là A. 2,16g B. 1,008g C. 1,4g D. 1,58g  Hướng dẫn giải và bình luận
 Nhận xét:Ion Ag + có tính oxi hóa mạnh hơn ion Cu 2+ , nên Fe sẽ tác dụng với ion Ag + trước. Khối lượng thanh Fe tăng 1,72g. Phản ứng (1) Fe + 2Ag +  Fe 2+ + 2Ag 0,01-------0,02------------------------0,02 (1)m0,021080,01561,6g1,72g pö ù taêng= Xảy ra phản ứng (2) Phản ứng (2) Fe + Cu 2+  Fe 2+ + Cu a------------a---------------------------a (2)m64a56a1,721,6a0,015 mol pö ù taêng= Fe m56(0,010,015)1,4g pöù=  Bình luận: Tại sao ở phản ứng (2) ion Cu 2+ không phản ứng hết 0,02 mol? Nếu ion Cu 2+ phản ứng hết 0,02 mol thì: (2)m640,02560,020,16g pö ù taêng= (1)(2)mm161,76g1,72g pö ù pö ù taêng taêng=1,6+0, (không thỏa đề bài) Ví dụ 2: Cho một lượng bột Zn dư vào dung dịch X chứa FeCl 2 và CuCl 2 . Khối lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 0,5 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muối khan. Tổng khối lượng các muối trong X là: A. 13,1 gam. B. 17,0 gam. C. 19,5 gam. D. 14,1 gam.  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét:Vì Zn dư phản ứng xảy ra hoàn toàn nên FeCl 2 và CuCl 2 hết 2ZnCl 13,6 n0,1 mol 136 , ion Cu 2+ có tính oxi hóa mạnh hơn Fe 2+ nên Zn phản ứng với Cu 2+ trước. Phản ứng (1) Zn + Cu 2+  Zn 2+ + Cu a----------a----------------a-----------a Phản ứng (2) Zn + Fe 2+  Zn 2+ + Fe b---------b----------------b----------b Có hệ: ab0,1a0,05 mol 65(ab)64a56b0,5b0,05 mol     22FeClCuClmm0,05(127135)13,1g Ví dụ 3: Cho 2,912g bột Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO 3 ) 2 0,65M và AgNO 3 0,13M khuấy đều đến phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là A. 5,304 B. 3,978 C. 2,652 D. 4,305  Hướng dẫn giải và bình luận Ta có: Fen0,052 mol ; 2Cun0,13 mol ; Agn0,026 mol Phản ứng (1) Fe + 2Ag +  Fe 2+ + 2Ag 0,013------0,026------------------------0,026 Phản ứng (2) Fe + Cu 2+  Fe 2+ + Cu 0,039------0,039------------------------0,039 2 Cun0,130,0390,091 mol dö= ︸︸YAgCu 0,039640,026108 mmm5,304g   Ví dụ 4: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,1 mol AgNO 3 và 0,25 mol Cu(NO 3 ) 2 sau một thời gian thu được 19,44 gam kết tủa và dung dịch X chứa hai muối. Tách X lấy kết tủa thêm tiếp 8,4 gam bột sắt vào dung dịch X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 9,36 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 4,8 gam B. 4,32 gam C. 4,64 gam D. 5,28 gam  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét: Khi đọc một bài toán mà có cụm từ “sau một thời gian phản ứng” thì có khả năng các chất tham gia phản ứng đều dư.  2 3 Fe: 0,15 mol2 32 3 19,44gAg,Cu,Mg MgAgNO:0,1 mol m (gam) MgCu Cu(NO):0,25 moldd XCu9,36g Fe NO              dö dö dö Fe + Cu 2+  Fe 2+ + Cu a---------a----------------------------a m64a56a9,368,4a0,12 mol taêng= Fe n0,150,120,03 mol dö BTĐT trong X: ︸2223NOMgCuMg 20,120,10,252 n2n2nn0,18 mol   dö BTKL: ︸︸AgCuFe Mg Mg 0,25640,03560,1108 mmmm19,449,36m0,32g   dödödö Mg m0,320,18244,64g bñ Dạng 3: Hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối  Phương pháp: Sử dụng phương trình ion kết hợp phương pháp tăng giảm khối lượng, biểu diễn đúng thứ tự xảy ra phản ứng. Có thể giải bằng phương pháp bảo toàn electron. Ví dụ 1: Cho 29,8g hỗn hợp bột gồm Zn và Fe vào 600 ml dung dịch CuSO 4 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và 30,4g hỗn hợp kim loại. Phần trăm về khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu là A. 56,37%. B. 37,58%. C. 43,62%. D. 18,79%.  Hướng dẫn giải và bình luận  Nhận xét:Zn có tính khử mạnh hơn Fe, nên Zn sẽ phản ứng trước với ion Cu 2+ , đề bài nói thu được hỗn hợp kim loại, mà Fe phản ứng sau nên có thể Fe tham gia phản ứng nhưng còn dư hoặc chưa tham gia phản ứng với ion Cu 2+ . Phản ứng (1) Zn + Cu 2+  Zn 2+ + Cu a-----------a----------------------------a Phản ứng (2) Fe + Cu 2+  Fe 2+ + Cu b-----------b-----------------------------b Có hệ: 2 Cuabn0,3a0,2 mol b0,1 mol64(ab)65a56b30,429,8     Fe 29,80,265 %m100%56,37% 29,8    Biện luận: Nhiều học sinh mắc sai lầm như sau: Fe 0,156 %m100%18,79% 29,8   - Vì như đã nhận xét Fe có thể chưa tham gia phản ứng hoặc phản ứng nhưng còn dư, như vậy cách làm trên là không “tinh tế” và dẫn đến đáp án sai. - Bây giờ ta tính lại số mol Fe ban đầu: 29,80,265 0,3 mol0,1 mol 56   Fe có tham gia phản ứng nhưng còn dư.  Nếu Fe chưa tham gia phản ứng thì sau? Khi đó chỉ xảy ra phản ứng (1).