Tiêu đề 1.1. Tư duy NAP 4.0 về tính bất biến của kim loại.doc ✅

CHỦ ĐỀ 1 BẢN SẮC TƯ DUY NAP 4.0 TRONG GIẢI TOÁN HÓA HỌC VÔ CƠ Trong chủ đề này tôi sẽ trình bày cho các bạn những con đường tư duy cũng như cách áp dụng những kỹ thuật quan trọng cần thiết để tiêu diệt các bài toán vô cơ nhanh và gọn gàng nhất. 1.1. Tư duy NAP 4.0 về tính bất biến của kim loại Trong hóa học vô cơ những bài toán liên quan tới tính chất của kim loại chính là những bài toán nền tảng rất quan trọng. Tuy nhiên, đại đa số các em vẫn có tư duy tự luận để áp dụng vào giải trắc nghiệm. Phần này tôi sẽ trình bày cho bạn thấy bản chất tổng quát hay quy luật bất biến của kim loại khi nó tham gia phản ứng hóa học. Quy luật ở đây là: khi kim loại tham gia vào bất kì một phản ứng nào đó thì electron trong kim loại sẽ bị bật ra và để đảm bảo tính trung hòa về điện thì phải có một điện tích âm khác thay thế phần e bị bật ra đó (các bạn xem mô hình dưới đây). Đương nhiên là nếu không có phản ứng hóa học thì cũng sẽ không có e nào bay ra nên không có sự đổi trác gì hết. Một số trường hợp điển hình: Kim loại Tác nhân phản ứng Điện tích âm thay thế e Hợp chất tạo thành Trước Pb (trong dãy điện hóa) HCl Cl Muối Trước Pb (trong dãy điện hóa) H 2 SO 4 2 4SO Muối Trừ (Au, Pt) HNO 3 3NO Muối Trừ (Au, Ag, Pt) O 2 2O Oxit Kiềm, Ba, Ca, Sr H 2 O OH - Hidroxit … … … Những sản phẩm khử quan trọng để nhận ra số e bị bật ra từ kim loại Sản phẩm khử Số e bật ra Sản phẩm khử Số e bật ra H 2 2 N 2 10 NO 2 1 O 2- 2 NO 3 SO 2 2 N 2 O 8 S 6 3 4NHNH 8 H 2 S 8 Bây giờ chúng ta sẽ vận dụng tư duy trên vào giải toán Ví dụ 1: Hỗn hợp X chứa 0,03 mol Cu; 0,03 mol Zn; 0,03 mol Mg và 0,02 mol Al. Đốt nóng X trong O 2 dư để các phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được tối đa bao nhiêu gam oxit? A. 7,05 gam B. 8,06 gam C. 6,78 gam D. 7,62 gam Định hướng tư duy giải: Ta có: eOn0,03.20,03.20,03.20,02.30,24n0,12 oxitm0,036465240,02.270,12.167,05
Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X chứa Ca, Ba, Na, K, Li vào trong nước dư thu được dung dịch Y và 3,36 lít khí (đktc). Trung hòa dung dịch Y cần dùng vừa đủ 300 ml dung dịch HCl aM. Giá trị của a là? A. 1,0 B. 0,8 C. 1,2 D. 1,5 Định hướng tư duy giải: Ta có: 2HeOHHn0,15n0,3n0,3n0,30,3aa1 Ví dụ 3: Hòa tan hết 1,360 gam hỗn hợp hai kim loại X, Y trong dung dịch H 2 SO 4 loãng, thu được 0,672 lít khí (đktc) và m gam muối. Giá trị của m là: A. 2,44 B. 4,42 C. 24,4 D. 4,24 Định hướng tư duy giải: Ta có: 224HeSOn0,03n0,06n0,03m1,360,03.964,24 Ví dụ 4: Hòa tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (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. 31,45 gam B. 33,99 gam C. 19,025 gam D. 56,3 gam Định hướng tư duy giải: Chú ý: Cu không tan trong HCl (không có sự đổi e lấy Cl - ) Ta có: 2BTKL HeCln0,35n0,7n0,7m9,242,540,7.35,531,45 Ví dụ 5: Cho 24 gam Mg tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa a mol HNO 3 . Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí X gồm các khí N 2 ; N 2 O có số mol bằng nhau và bằng 0,l mol. Tìm giá trị a. A. 2,8 B. 1,6 C. 2,54 D. 2,45 Định hướng tư duy giải: Ta có ngay:  32 BTNT.Mg MgeMgNOn1moln2n1mol 2 43 2 N BTE NHNO NO n0,1 20,1.100,1.8 n0,025 n0,18       3HNOn1.20,025.20,1.20,1.22,45mol Ví dụ 6: Hòa tan hết 20,5 gam hỗn hợp Mg, Al, Zn trong dung dịch HNO 3 thu được 4,48 lít hỗn hợp khí X gồm NO 2 , NO, N 2 O, N 2 ở đktc, không còn sản phẩm khử nào khác, trong đó NO 2 và N 2 có cùng số mol. Tỷ khối hơi của X so với H 2 là 18,5. Khối lượng muối thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là: A. 88,7 gam B. 119,7 gam C. 144,5 gam D. 55,7 gam Định hướng tư duy giải: Vì 22NONnn ta tưởng tượng như nhấc 1 O trong NO 2 rồi lắp vào N 2 như vậy X sẽ chỉ có hai khí là NO và N 2 O (số mol hỗn hợp X vẫn không đổi). Khi đó:  3 BTE XeNO 2 NO:0,1mol n0,2nn0,1.30,1.81,1 NO:0,1mol     trong muèi (mol) BTKL m20,51,1.6288,7 (gam) Ví dụ 7: Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg và Al (có tỷ lệ mol 3:4) vào dung dịch chứa HNO 3 loãng dư, sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch chứa 8,2m gam muối. Biết rằng có 0,3 mol N +5 trong HNO 3 đã bị khử. Số mol HNO 3 đã phản ứng là: A. 2,1 B. 3,0 C. 2,4 D. 4,0 Định hướng tư duy giải: Có BTE e Mg:3a n18am24.3a27.4a180a Al:4a    . Vậy 3 43 Mg,Al 8,2mNO:18a NHNO:0,3       3 BTNT.N HNO 22 7,2.180a18a.6280.0,3an.180,3.23 1515 (mol) Ví dụ 8: Cho m gam Ba tan hoàn toàn trong dung dịch HNO 3 , thu được dung dịch X và 5,376 lít khí Y (ở đktc, phản ứng chỉ tạo một sản phẩm khử duy nhất của N). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn cho
tiếp m gam Ba vào dung dịch X (đun nóng nhẹ), thu được 43,008 khí Z (đktc). Giá trị của m gần nhất với: A. 224. B. 230. C. 234. D. 228. Định hướng tư duy giải: Ta có Zn1,92mol Nếu Z chỉ là H 2 sẽ vô lý ngay vì không có sản phẩm khử nào thỏa mãn.  Y phải là hỗn hợp khí NH 3 và H 2 .  Khí Y cũng phải là hỗn hợp H 2 và NH 3 . Trong Y 2 3 H NH na 3a24a0,08 n2a      Z Ba n1,92 2b0,08 b0,08.21,92b1,68m230,16m 8nb 137       Ví dụ 9: Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Cu, Fe tan hoàn toàn trong H 2 SO 4 đặc, nóng, dư thu được 5,6 lít SO 2 sản phẩm khử duy nhất ở. Tính % theo khối lượng của Cu trong hỗn hợp là A. 53,33% B. 33,33% C. 43,33% D. 50,00% Định hướng tư duy giải: Ta có: 2SOen0,25n0,5 CDLBTCu:a64a56b12a0,10,1.64 12%Cu53,33% Fe:b2a3b0,25.2b0,112    
BÀI TẬP RÈN LUYỆN Câu 1: Hòa tan 30 gam hỗn hợp một số kim loại vào dung dịch H 2 SO 4 đặc nóng dư thu được dung dịch X và 0,15 mol SO 2 , 0,l mol S và 0,005 mol H 2 S. Khối lượng muối tạo thành sau phản ứng là : A. 78g B. 120,24g C. 44,4g D. 75,12g Câu 2: Hoà tan 6,0 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn trong dung dịch HNO 3 vừa đủ, sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y và hỗn hợp gồm 0,02 mol NO và 0,02 mol N 2 O. Làm bay hơi dung dịch Y thu được 25,4 gam muối khan. Số mol HNO 3 bị khử trong phản ứng trên là: A. 0,08 mol B. 0,06 mol C. 0,09 mol D. 0,07 mol Câu 3: Hoà m gam hỗn hợp Fe, Cu (Fe chiếm 40%) vào 380 ml dung dịch HNO 3 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y và 0,7m gam chất rắn và 1,12 lít hỗn hợp gồm NO, N 2 O (ở đktc) (là hai sản phẩm khử duy nhất). Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn Y là A. 32,4 gam B. 45 gam C. 21,6 gam D. 27 gam Câu 4: Hỗn hợp X gồm Fe, Cu có khối lượng 6 gam. Tỉ lệ khối lượng giữa Fe và Cu là 7:8. Cho lượng X nói trên vào một lượng dung dịch HNO 3 , khuấy đều cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được một phần chất rắn Y nặng 4,32 gam, dung dịch muối sắt và NO. Khối lượng muối Fe tạo thành trong dung dịch là A. 4,5 gam B. 5,4 gam C. 7,4 gam D. 6,4 gam Câu 5: Cho 4,8g Mg tác dụng với HNO 3 dư. Phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít NO (đktc) và dd X. Khối lượng muối thu được trong X: A. 29,6g B. 30,6g C. 34,5g D. 22,2g Câu 6: Cho 6,675g hỗn hợp Mg và kim loại M (hóa trị duy nhất n, đứng sau Mg, tác dụng được với H + giải phóng H 2 ) có tỷ lệ mol là 1:1 vào dung dịch AgNO 3 dư khi kết thúc phản ứng thu được 32,4g chất rắn. Ở một thí nghiệm khác nếu cho 6,675g hỗn hợp kim loại trên vào dung dịch HNO 3 dư sau phản ứng thu được V lít NO đktc (sản phẩm khử duy nhất), giá trị của V là: A. 4,48 B. 1,12 C. 3,36 D. 2,24 Câu 7: Cho 25,24 gam hỗn hợp X chứa Al, Zn, Mg, Fe phản ứng vừa đủ với 787,5 gam dung dịch HNO 3 20% thu được dung dịch chứa m gam muối và 0,2 mol hỗn hợp khí Y (gồm N 2 O và N 2 ) có tỉ khối so với H 2 là 18. Giá trị của m là A. 163,60. B. 153,13. C. 184,12. D. 154,12. Câu 8: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm Fe, Cu và Ag trong V ml dung dịch HNO 3 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 0,2 mol NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị tối thiểu của V là A. 800. B. 400. C. 600. D. 200. Câu 9: Cho 2,8 gam hỗn hợp X gồm Cu và Ag phản ứng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 dư, thu được 0,04 mol NO 2 (sản phẩm khử duy nhất của N +5 và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 4,08. B. 5,28. C. 2,62. D. 3,42. Câu 10: Hoà tan hoàn toàn 8,4 gam Fe cần V ml dung dịch HNO 3 0,5M thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị nhỏ nhất của V là A. 400. B. 1200. C. 800. D. 600. Câu 11: Hòa tan hoàn toàn 42,9 gam Zn trong lượng vừa đủ V ml dung dịch HNO 3 10% d1,26gml sau phản ứng thu được dung dịch A chứa 129,54 gam hai muối tan và 4,032 lít (đktc) hỗn hợp hai khí NO và N 2 O . Giá trị của V là: A. 840 ml B. 540 ml C. 857 ml D. 1336 ml Câu 12: Cho 12,9g hỗn hợp gồm Mg và Al phản ứng vừa đủ với V(lít) dung dịch HNO 3 0.5M thu được dung dịch B và hỗn hợp C gồm 2 khí N 2 và N 2 O có thể tích bằng 2.24 lít (đktc).Tỉ khối của C so với H 2 là 18. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch B thu được 1.12 lít khí(đktc) và mg kết tủa. Giá trị của m và V lần lượt là: A. 35g và 3,2lít B. 35g và 2,6lít C. 11,6g và 3,2lít D. 11,6g và 2,6lít Câu 13: Cho 14,4 gam hỗn hợp gồm Fe, Mg và Cu (số mol mỗi kim loại bằng nhau) tác dụng hết với dung dịch HNO 3 , thu được dung dịch X và 2,688 lít (đktc) hỗn hợp gồm 4 khí N 2 , N 2 O, NO và NO 2 trong đó hai khí N 2 và NO 2 có số mol bằng nhau. Cô cạn cẩn thận toàn bộ X thu được 58,8 gam muối khan. Số mol HNO 3 đã tham gia phản ứng là A. 0,945. B. 0,725. C. 0,923. D. 0,893. Câu 14: Biết hai kim loại A,B đều có hóa trị II (M A < M B ). Nếu cho 10,4 gam hỗn hợp A và B (có số mol bằng nhau) tác dụng với dd HNO 3 đặc, dư thu được 8,96 lít khí NO 2 là sản phẩm khử duy nhất.(đktc). Nếu