40 Bài tập về kim loại (2024) có đáp án

Bài tập về kim loại

1. Lí thuyết và phương pháp giải

1.1 Tính chất vật lí và hóa học của kim loại

- Tính chất vật lí

Kim loại có tính chất vật lí chung là dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.

Một số tính chất vật lí riêng:

    * Tỉ khối: của các kim loại rất khác nhau nhưng thường dao động từ 0,5 (Li) đến 22,6 (Os). Thường thì:

        + d < 5: kim loại nhẹ (K, Na, Mg, Al).

        + d > 5: kim loại nặng (Zn, Fe...).

    * Nhiệt độ nóng chảy: biến đổi từ -39^oC (Hg) đến 3410^oC (W). Thường thì:

        + t < 10000C: kim loại dễ nóng chảy.

        + t > 15000C: kim loại khó nóng chảy (kim loại chịu nhiệt).

    * Tính cứng: Biến đổi từ mềm đến rất cứng.

Tỷ khối, nhiệt độ nóng chảy và tính cứng của kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kiểu mạng tinh thể; mật độ e; khối lượng mol của kim loại...

- Tính chất hóa học

Tính chất đặc trưng của kim loại là tính khử (nguyên tử kim loại dễ bị oxi hóa thành ion dương): M → Mn⁺ + ne

Tác dụng với phi kim

Hầu hết các kim loại khử được phi kim điển hình thành ion âm

 Ví dụ:

Tác dụng với axit

Đối với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng:

M + nH⁺ → Mn⁺ + n/2H₂

(M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn)Đối với H₂SO₄ đặc, HNO₃ (axit có tính oxi hóa mạnh):

   + Kim loại thể hiện nhiều số oxi hóa khác nhau khi phản ứng với H₂SO₄ đặc, HNO₃ sẽ đạt số oxi hóa      cao nhất.

    + Hầu hết các kim loại phản ứng được với HNO₃ và H₂SO₄ đặc (trừ Pt, Au)

    Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong H₂SO₄ và HNO₃ đặc nguội.

    Khi đó S

+6 H₂SO₄ bị khử thành S⁺⁴ (SO₂); S^o hoặc S^-2 (H₂S)

Trong HNO₃ đặc N⁺⁵ bị khử thành N⁺⁴ (NO₂)

 Với HNO₃ loãng N⁺⁵ bị khử thành N⁺²(NO); N⁺¹ (N₂O); N^o (N₂); N^-3 (NH⁴⁺)

        + Các kim loại có tính khử càng mạnh thường cho sản phẩm khử có số oxi hóa càng thấp. Các kim loại như Na, K... sẽ gây nổ khi tiếp xúc với các dung dịch axit

Ví dụ:

Tác dụng với dung dịch muối

 Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.

 Với các kim loại không tan trong nước, kim loại hoạt động đẩy được kim loại kém hoạt động ra khỏi dung dịch muối của chúng theo quy tắc α.

  Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

    Chú ý:

Tác dụng với dung dịch kiềm

    Các kim loại mà hiđroxit của chúng có tính lưỡng tính như Al, Zn, Be, Sn, Pb... tác dụng được với dung dịch kiềm (đặc).

    2Al + 6H₂O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

Tác dụng với oxit kim loại

    Các kim loại mạnh khử được các oxit kim loại yếu hơn ở nhiệt độ cao thành kim loại

    Ví dụ:

 

1.2 Phương pháp giải

Bước 1: Viết phương trình phản ứng xảy ra rồi tính theo phương trình hóa học.

Ngoài ra có thể dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố hoặc bảo toàn electron để tính nhanh số mol.

– Công thức bảo toàn electron:

$\sum \mathrm{e}$_nhường = $\sum \mathrm{e}$_nhận

– Công thức bảo toàn nguyên tố: Giả sử ta có hợp chất A_xB_y

Chú ý:

Bước 2: Tính nguyên tử khối theo công thức $\mathrm{M}=\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{n}}$ (g/mol), từ đó suy ra tên kim loại

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hòa tan hết 4,68 gam kim loại kiềm M vào nước dư, thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc). Kim loại M là

A. Rb

B. Li

C. K

D. Na

Đáp án: C. K

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{1,344}{22,4}=0,06\mathrm{mol}$

Phương trình hóa học:

${\text{2M+2H}}_2\mathrm{O}\to 2\mathrm{MOH}+{\mathrm{H}}_2$

Theo phương trình:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{M}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=2.0,06=0,12\mathrm{mol}$

$\to \mathrm{M}=\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{n}}=\frac{4,68}{0,12}=39$ (g/mol)

Vậy M là kim loại kali (K)

Ví dụ 2: Cho 4,017 gam một kim loại kiềm X hòa tan vào nước dư được dung dịch Y. Trung hòa dung dịch Y cần vừa đủ 0,103 mol HCl. Kim loại X là

A. Na

B. Li

C. Rb

D. K

Đáp án: D. K

Phương trình hóa học:

2X + 2H₂O $\stackrel{}{\to }$ 2XOH + H₂(1)

XOH + HCl $\stackrel{}{\to }$ XCl + H₂O (2)

Theo phương trình (2): n_XOH = n_HCl = 0,103 mol

Theo phương trình (1): n_X = n_XOH = 0,103 mol

$\to {\mathrm{M}}_{\mathrm{X}}=\frac{4,017}{0,103}=39$ (g/mol)

Vậy X là kim loại kali (K)

3. Bài tập vận dụng

Bài 1: A là hỗn hợp hai kim loại kiềm X và Y thuộc hai chu kì kế tiếp. Nếu cho A tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl thì thu được a gam hai muối, còn nếu cho A tác dụng vừa đủ với dung dịch H₂SO₄ thì thu được 1,1807a gam hai muối. X và Y là

A. Li và Na

B. Na và K

C. K và Rb

D. Rb và Cs

Đáp án: B. Na và K

Đặt công thức chung của hai kim loại kiềm là R, khối lượng mol trung bình của chúng là $\overline{\mathrm{M}}$

Chọn số mol của R tham gia phản ứng là 1 mol

Phương trình phản ứng:

2R + 2HCl $\stackrel{}{\to }$ 2RCl + H₂ (1)

2R + H₂SO₄ $\stackrel{}{\to }$ R₂SO₄ + H₂ (2)

Theo phương trình (1):

${\mathrm{n}}_{\mathrm{RCl}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{R}}=1\mathrm{mol}$

$\to {\mathrm{m}}_{\mathrm{RCl}}=\overline{\mathrm{M}}+35,5=\mathrm{a}$ (3)

Theo phương trình (2):

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{R}}_2{\mathrm{SO}}_4}=\frac{1}{2}{\mathrm{n}}_{\mathrm{R}}=\frac{1}{2}.1=0,5\mathrm{mol}$

$\to {\mathrm{m}}_{{\mathrm{R}}_2{\mathrm{SO}}_4}=0,5(2.\overline{\mathrm{M}}+96)=1,1807\mathrm{a}$ (4)

Từ (3) và (4) ta có $\overline{\mathrm{M}}=33,67$

Nhận xét:

${\mathrm{M}}_{\mathrm{Na}}<\overline{\mathrm{M}}<{\mathrm{M}}_{\mathrm{K}}\to$X và Y là Na và K

Bài 2: Hỗn hợp X gồm hai kim loại A, B nằm kế tiếp nhau trong cùng nhóm IA. Lấy 6,2 gam X hòa tan hoàn toàn vào nước thu được 2,24 lít hiđro (đktc). A, B là

A. Li, Na

B. Na, K

C. K, Rb

D. Rb, Cs

Đáp án: B. Na, K

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\mathrm{mol}$

Đặt công thức chung của A và B là M

Phương trình phản ứng:

2M + 2H₂O $\stackrel{}{\to }$ 2MOH + H₂(1)

Theo phương trình:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{M}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=2.0,1=0,2\mathrm{mol}$

$\to \mathrm{M}=\frac{6,2}{0,2}=31$

Vậy hai kim loại là Na và K

Bài 3: Hòa tan hết 0,897 gam kim loại X vào 4,459 ml nước tạo ra dung dịch kiềm có nồng độ 29,34%. Biết khối lượng riêng của nước là 1 g/ml. Kim loại X là

A. Na

B. Ba

C. K

D. Ca

Đáp án: A. Na

Bài 4: Một dung dịch có chứa các ion: x mol M³⁺, 0,2 mol Mg²⁺, 0,3 mol Cu²⁺, 0,6 mol SO₄^2-, 0,4 mol NO₃^-. Cô cạn dung dịch này thu được 116,8 gam hỗn hợp các muối khan. M là:

A. Cr        

B. Fe       

C. Al        

D. Zn

Đáp án: A. Cr      

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích, ta có:

    3x + 0,2.2 + 0,3.2 = 0,6.2 + 0,4 ⇒ x = 0,2 mol

    Ta có: m_muối = m_M³⁺ + m_Mg²⁺ + m_Cu²⁺ + m_SO4^2- + m_NO3^-

    116,8 = 0,2.MM + 0,2.44 + 0,3.64 + 0,6.96 + 0,4.62

    M_M = 52 ⇒ M là Cr.

Bài 5: Ngâm một cái đinh sắt vào 200 ml dung dịch CuSO₄. Sau khi phản ứng kết thúc, lấy đinh ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 0,8 gam. Tính nồng độ mol của dung dịch CuSO₄ ban đầu.

A. 1M       

B. 0,5M        

C. 0,25M        

D. 0,4M

Đáp án: B. 0,5M    

Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng

    Theo phương trình: Fe + CuSO₄ → Cu + FeSO₄

    Cứ 1 mol Fe (56 gam) tác dụng với 1 mol CuSO₄ → 1 mol Cu (64 gam).

    Khối lượng đinh sắt tăng: 64 – 56 = 8 (gam)

    Thực tế khối lượng đinh sắt tăng 0,8 (gam)

    Vậy n_{CuSO4 phản ứng} = 0,8/8 = 0,1(mol) và C_MCuSO4 = 0,1/0,2 = 0,5M

Bài 6: Oxi hóa hoàn toàn 0,792 gam hỗn hợp bột Fe và Cu ta thu được 1,032 gam hỗn hợp các oxit (hỗn hợp X). Hãy tính thể tích khí H₂ (đktc) tối thiểu cần để khử hoàn toàn các oxit thành kim loại.

A. 1,12l       

B. 0,48l        

C. 0,336l        

D. 0,24l

Đáp án: C. 0,336l  

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

    n_CO2 = (1,032 - 0,792)/32 = 0,0075(mol)

    Do lượng kim loại không thay đổi nên số mol electron do O₂ nhận vào bằng số mol electron do H₂ mất.

    ⇒ n_H2 = 2n_O2 = 0,015 ⇒ V_H2 = 0,336 (lít)

Bài 7: Hòa tan hết 7,74 g hỗn hợp bột M, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H₂SO₄ 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít H₂ (ở đktc). Cô cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là:

A. 38,93 gam        

B. 103,85 gam        

C. 25,95 gam        

D. 77,86 gam

Đáp án: A. 38,93 gam   

Ta có: n_H2 = 8,736/22,4 = 0,39 mol

    n_HCl = 0,5.1 = 0,5 mol

    n_H2SO4 = 0,28.0,5 = 0,14 mol

    Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

    m_hh + m_HCl + m_H2SO4 = m_muối + m_H2

    m_muối = 7,74 + 0,5.36,5 + 0,14.98 - 039.2 = 38,93 gam.

Bài 8: Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7:3 với một lượng dung dịch HNO₃. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO₂ (không có sản phẩm khử khác của N⁺⁵). Biết lượng HNO₃ đã phản ứng là 44,1 gam. Giá trị của m là:

A. 448        

B. 40,5        

C. 33,6        

D. 50,4

Đáp án: D. 50,4

 Khối lượng Fe = 0,3m gam và khối lượng Cu = 0,7m gam

    Sau phản ứng còn 0,75m gam → Fe chỉ phản ứng 0,25m gam; Fe dư vậy sau phản ứng chỉ thu được muối Fe²⁺.

    Ta có: n_HNO3 = 0,7; n_NO + n_NO2 = 0,25 mol; số mol của Fe(NO₃)₂ = 0,25m/56

    Sơ đồ phản ứng:

    Áp dụng ĐLBT nguyên tố N ta có:

    0,7 = 2. 0,25m/56 + 0,25 → m = 50,4 (g)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác: 

20 Bài tập về phản ứng thủy phân xenlulozo (2024) có đáp án

30 Bài tập về nước cứng (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về este đơn chức (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về NH3 (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về thủy phân Saccarozo (2024) có đáp án