Bài giảng Hoá 12 Bài 18: Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Kiến thức cần nhớ

I. Tính chất vật lý

1. Tính chất chung

- Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim.

- Tính chất vật lý chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của electron tự do trong mạng tinh thể kim loại.

2. Giải thích

a) Tính dẻo

- Kim loại có tính dẻo: dễ rèn, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi.

- Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không cần phải tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau.

Các lớp mạng tinh thể kim loại trước khi biến dạng (a)

và sau khi biến dạng (b)

- Vàng là kim loại có tính dẻo cao, có thể dát thành lá mỏng đến mức ánh sáng có thể xuyên qua.

b) Tính dẫn điện

- Kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe, …

- Ở nhiệt độ càng cao, tính dẫn điện của kim loại càng giảm do nhiệt độ cao các ion dương dao động càng mạnh cản trở dòng electron chuyển động.

c) Tính dẫn nhiệt

- Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt.

- Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này sang vùng khác trong khối kim loại.

d) Ánh kim

Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết các tia sáng nhìn thấy được, đo đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là ánh kim.

Trang sức kim loại bạc

3. Một số tính chất vật lí riêng:

a.  Khối lượng riêng của các kim loại rất khác nhau nhưng thường dao động từ 0,5 g/cm³ (Li) đến 22,6  g/ cm³ (Os). Thường thì:

+ D < 5 g/cm³: kim loại nhẹ (ví dụ: K, Na, Mg, Al …).

+ D > 5 g/cm³: kim loại nặng (ví dụ: Zn, Fe...).

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

+ t_nc < 1000^oC: kim loại dễ nóng chảy.

+ t_nc > 1500^oC: kim loại khó nóng chảy (kim loại chịu nhiệt).

c. Tính cứng Kim loại mềm nhất là K, Rb, Cs (dùng dao cắt được) và cứng nhất là Cr (cắt được kính).

II. 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

1. Tác dụng với phi kim

a) Tác dụng với clo

Hầu hết các kim loại đều có thể khử trực tiếp clo tạo thành muối clorua.

Ví dụ:

2Fe + 3Cl₂  2FeCl₃ 

Sắt tác dụng với clo

b) Tác dụng với oxi

Hầu hết các kim loại có thể khử oxi từ số oxi hóa 0 (O₂) xuống số oxi hóa -2.

Ví dụ:

4Al + 3O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 2Al₂O₃ 

3Fe + 2O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe₃O₄

c) Tác dụng với lưu huỳnh

Nhiều kim loại có thể khử lưu huỳnh từ số oxi hóa 0 xuống số oxi hóa -2. Phản ứng cần đun nóng (trừ Hg).

Hg + S → HgS

Fe + S $\stackrel{t^o}{\to }$ FeS

2. Tác dụng với axit

a) Đối với dung dịch HCl, H₂SO₄ loãng

$M+n{H}^{+} \to M{n}^{n+} +\frac{n}{2}{H}_2$

(M đứng trước hiđro trong dãy thế điện cực chuẩn)

Ví dụ:

Mg  + 2HCl → MgCl₂ + H₂

b) 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)

Khi đó $\stackrel{+6}{S}$ trong H₂SO₄ bị khử thành $\stackrel{+4}{S}$ (SO₂); $\stackrel{0}{S}$ hoặc $\stackrel{-2}{S}$ (H₂S) 

Trong HNO₃ đặc $\stackrel{+5}{N}$  bị khử thành $\stackrel{+4}{N}$ (NO₂) 

Với HNO₃ loãng $\stackrel{+5}{N}$ có thể bị khử thành $\stackrel{+2}{N}$ (NO) hoặc $\stackrel{+1}{N}$ (N₂O) hoặc $\stackrel{0}{N}$ (N₂) hoặc $\stackrel{-3}{N}$ (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 đặc.

Ví dụ:                         

 2Fe + 6H₂SO₄ (đặc) $\stackrel{t^o}{\to }$ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O 

4Mg + 5H₂SO₄ (đặc) $\stackrel{t^o}{\to }$ 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O 

Cu + 4HNO₃ (đặc) $\stackrel{t^o}{\to }$ Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O 

3Cu + 8HNO₃ (loãng) $\stackrel{t^o}{\to }$ 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Lưu ý: Fe, Al, Cr bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc, nguội và HNO_{3 ­}đặc, nguội. 

3. Tác dụng với dung dịch muối

- Với Na, K, Ca và Ba…. (các kim loại tác dụng được với nước) phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối.

Ví dụ: Cho Na vào dung dịch CuSO₄

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

- Với các kim loại không tan trong nước, kim loại mạnh hơn khử được ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do.

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Chú ý:

2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺

Cu + 2Fe^{3+ →} Cu²⁺ + 2Fe²⁺

Fe²⁺ + Ag⁺ → Ag + Fe³⁺ 

4. Tác dụng với nước

- Các kim loại có tính khử mạnh: kim loại nhóm IA và IIA (trừ Be, Mg) khử H₂O dễ dàng ở nhiệt độ thường. 

- Các kim loại có tính khử trung bình chỉ khử nước ở nhiệt độ cao (Fe, Zn,…). Các kim loại còn lại không khử được H₂O.

Ví dụ:        

2Na + 2H₂O  → 2NaOH + H­₂

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

III. Dãy điện hóa của kim loại

1. Cặp oxi hoá – khử của kim loại

Ag⁺ + 1e ⇄ Ag

Cu²⁺ + 2e ⇄ Cu

Mⁿ⁺  + ne ⇄ M

[O]               [K]

- Các nguyên tử kim loại (Ag, Cu,  …) đóng vai trò là chất khử, các ion kim loại (Ag⁺, Cu²⁺…) đóng vai trò là chất oxi hóa.

- Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử của kim loại.

Ví dụ:  Cặp oxi hoá – khử Ag⁺/Ag; Cu²⁺/Cu; Fe²⁺/Fe

2. So sánh tính chất của các cặp oxi hoá – khử

Ví dụ: So sánh tính chất của hai cặp oxi hoá – khử Cu²⁺/Cu và Ag⁺/Ag.

Thực nghiệm cho thấy Cu tác dụng được với dung dịch muối AgNO₃ theo phương trình:

                             Cu + 2Ag⁺→ Cu²⁺ + 2Ag

Kết luận: 

Tính khử: Cu > Ag

Tính oxi hoá: Ag⁺ > Cu²⁺

3. Dãy điện hóa của kim loại

Người ta đã so sánh tính chất của nhiều cặp oxi hóa – khử và sắp xếp thành dãy điện hóa của kim loại:

4. Ý nghĩa về dãy điện hóa của kim loại

- Dãy điện hóa của kim loại cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử theo quy tắc alpha (α): Phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử sẽ xảy ra theo chiều chất oxi hóa mạnh hơn sẽ oxi hóa chất khử mạnh hơn, sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn.

- Cách xác định chiều của phản ứng oxi hóa – khử theo quy tắc alpha:

Tổng quát

Giả sử có hai cặp oxi hóa khử: X^x+/ X và Y^y+/Y (trong đó cặp X^x+/ X đứng trước cặp Y^y+/Y trong dãy điện hóa). Xác định chiều của phản ứng oxi hóa khử.

Bước 1: Viết hai cặp oxi hóa – khử theo đúng thứ tự trong dãy điện hóa:

Bước 2: Áp dụng quy tắc alpha (α)

Phản ứng xảy ra theo chiều mũi tên như sau:

Bước 3: Xác định chiều phản ứng

Phản ứng xảy ra như sau:

Ví dụ: Xác định chiều phản ứng xảy ra giữa hai cặp Fe²⁺/ Fe và Cu²⁺/ Cu.

Hướng dẫn giải:

Bước 1: Theo trật tự dãy điện hóa có cặp Fe²⁺/ Fe đứng trước cặp Cu²⁺/ Cu.

Bước 2: Áp dụng quy tắc alpha:

Bước 3: Xác định chiều phản ứng

Cu²⁺ + Fe → Cu + Fe²⁺

Phản ứng xảy ra theo chiều ion Cu²⁺ oxi hóa Fe để tạo ra Fe²⁺ và Cu.

Các dạng bài tập tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm

Dạng 2: Kim loại tác dụng với phi kim

Dạng 3: Kim loại tác dụng với axit HCl,  loãng

Dạng 4: Kim loại tác dụng với axit $HN{O}_3,H_{2}S{O}_4$ đặc, nóng

Dạng 5: Kim loại tác dụng với dung dịch muối

Bài toán 1: Kim loại mạnh tác dụng với dung dịch muối

Bài toán 2: Kim loại trung bình/ yếu tác dụng với dung dịch muối

Dạng 6: Kim loại tác dụng với dung dịch kiềm

Bài tập tự luyện

1. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho các câu phát biểu về vị trí và cấu tạo của kim loại như sau :

      (I) : Hầu hết các kim loại chỉ có từ 1 đến 3 electron lớp ngoài cùng.

      (II) : Tất cả các nguyên tố nhóm B đều là kim loại.

      (III) : Ở trạng thái rắn, đơn chất kim loại có cấu tạo tinh thể.

      (IV) : Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do sức hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại và các electron tự do.

Những phát biểu nào đúng ?

A. Chỉ có I đúng

B. Chỉ có I, II đúng.

C. Chỉ có IV sai.

D. Cả I, II, III, IV đều đúng.     

Hướng dẫn giải chi tiết

Dựa vào tính chất của KL đã được học trong SGK, thì cả 4 phát biểu trên đều đúng.

Đáp án D.

Câu 2: Kim loại có tính chất vật lí chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim. Nguyên nhân của những tính chất vật lí chung của kim loại là do trong tinh thể kim loại có

A. nhiều electron độc thân.

B. các ion dương chuyển động tự do.

C. các electron chuyển động tự do.

D. nhiều ion dương kim loại.

Hướng dẫn giải chi tiết

Nguyên nhân gây nên tính chất vật lý chung của kim loại là do các electron chuyển động tự do

Đáp án C.

Câu 3: Phát biểu nào sau đây là phù hợp với tính chất hoá học chung của kim loại ?

A. Kim loại có tính khử, nó bị khử thành ion âm.

B. Kim loại có tính oxi hoá, nó bị oxi hoá thành ion dương.

C. Kim loại có tính khử, nó bị oxi hoá thành ion dương.

D. Kim loại có tính oxi hoá, nó bị khử thành ion âm.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Tính chất hóa học chung của kim loại là tính khử, nó bị OXH thành ion dương

Đáp án C.

Câu 4: Hơi thuỷ ngân rất độc, bởi vậy khi làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thuỷ ngân rồi gom lại là :

A. vôi sống.

B. cát.   

C. muối ăn.

D. lưu huỳnh.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Do lưu huỳnh có khả năng tác dụng với thủy ngân ngay ở nhiệt độ thường nên người ta hay sử dụng chất này để thu hồi thủy ngân:

Hg + S → HgS

Đáp án D

Câu 5: Trong pin điện hoá Zn – Cu, phản ứng hoá học nào xảy ra ở điện cực âm ?

A. Cu → Cu²⁺ + 2e.

B. Cu²⁺ + 2e → Cu.

C. Zn²⁺ + 2e → Zn.

D. Zn → Zn²⁺ + 2e.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cực âm (anot) là nơi diễn ra quá trình OXH của kim loại có tính khử mạnh

=> phản ứng hóa học diễn ra ở cực âm trong pin là: Zn ® Zn²⁺ + 2e.

Đáp án D.

Câu 6: Pin điện hoá được tạo thành từ các cặp oxi hoá khử sau đây : Fe²⁺/Fe và Pb²⁺/Pb ; Fe²⁺/Fe và Zn²⁺/Zn ; Fe²⁺/Fe và Sn²⁺/Sn ; Fe²⁺/Fe và Ni²⁺/Ni. Số trường hợp sắt đóng vai trò cực âm là :

A. 4.

B. 3.

C. 2.

D. 1.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Cặp OXH/Khử mà Fe đóng vai trò cực âm là cặp mà Fe có tính khử mạnh hơn kim loại còn lại.

=> Các cặp phù hợp là: Fe²⁺/Fe và Pb²⁺/Pb; Fe²⁺/Fe và Sn²⁺/Sn ; Fe²⁺/Fe và Ni²⁺/Ni.

Đáp án B.

Câu 7: Trong quá trình hoạt động của pin điện hoá Cu – Ag, nồng độ của các ion trong dung dịch biến đổi như thế nào ?

A. Nồng độ của ion Ag⁺ tăng dần và nồng độ của ion Cu²⁺ tăng dần.

B. Nồng độ của ion Ag⁺ giảm dần và nồng độ của ion Cu²⁺ giảm dần.

C. Nồng độ của ion Ag⁺ giảm dần và nồng độ của ion Cu²⁺ tăng dần.

D. Nồng độ của ion Ag⁺ tăng dần và nồng độ của ion Cu²⁺ giảm dần.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Xét pin điện hóa Cu – Ag

Tại cực âm: Cu → Cu⁺² + 2e

Tại cực dương: Ag⁺ + 1e → Ag

=> Phương trình hóa học diễn ra trong pin này là:

Cu + 2Ag⁺→ Cu²⁺ + 2Ag

=> Nồng độ của ion Ag⁺ giảm dần và nồng độ của ion Cu²⁺ tăng dần.

Đáp án C.

Câu 8: Cho các phản ứng hóa học sau : 

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu     

Cu + 2Fe³⁺ →  Cu²⁺ + 2Fe²⁺ 

Nhận xét nào sau đây sai ?

A. Tính khử của Fe mạnh hơn Cu.

B. Tính oxi hóa của Fe³⁺ mạnh hơn Cu²⁺.

C. Tính oxi hóa của Fe²⁺ yếu hơn Cu²⁺.

D. Tính khử của Cu yếu hơn Fe²⁺.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu 

=> Fe có tính khử mạnh hơn Cu => A đúng

=> Cu2+ có tính OXH mạnh hơn Fe2+ => C đúng

Cu + 2Fe³⁺ →  Cu²⁺ + 2Fe²⁺ 

=> Cu có tính khử mạnh hơn Fe2+ => D sai

=> Fe3+ có tính OXH mạnh hơn Cu2+ => B đúng

Đáp án D.

Câu 9: Ngâm bột Fe vào các dung dịch muối riêng biệt Fe³⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Mg²⁺, Ag⁺. Số phản ứng xảy ra là :

A. 4. 

B. 5. 

C. 3.

D. 6.

Hướng dẫn giải chi tiết :

Theo dãy cặp OXH – Khử , Fe có thể phản ứng được với các ion : Fe³⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, Ag⁺

Đáp án A

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 3 gam hỗn hợp T gồm Al và Cu cần vừa đủ 1,456 lít hỗn hợp khí gồm O₂ và Cl₂ thu được 6,64 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng của Al trong T là?

Hướng dẫn giải chi tiết:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

=> m O₂ + m Cl₂ = m Chất rắn – m KL = 6,64 – 3 = 3,64 gam

n O₂ + n Cl₂ = 1,456 : 22,4 = 0,065 (mol)

Gọi số mol O₂, Cl₂ lần lượt là a, b

=> Ta có hệ phương trình:

a + b = 0,065

32a + 71b = 3,64

=> a = 0,025 ; b = 0,04

Gọi số mol Al, Cu lần lượt là x, y

Áp dụng định luật bảo toàn electron:

=> Tổng lượng e nhường của KL bằng tổng lượng e nhận của phi kim (O₂, Cl₂)

=> 3x + 2y = 4. n O₂ + 2. n Cl₂

=> 3x + 2y = 4 . 0,025 + 2 . 0,04 = 0,18 (I)

Khối lượng của 2 kim loại bằng 3 gam

=> 27x + 64y = 3 (II)

Từ (I) và (II) => x = 0,04 ; y = 0,03

% Al = (0,04 . 27) : 3 . 100% = 36%

Câu 11: Chia hỗn hợp Al, Cu thành 2 phần bằng nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1 cần vừa đủ 1,344 lít O₂. Cho phần 2 tác dụng với tối đa V lít khí Cl₂ (dktc) thì giá trị cuả V là?

Hướng dẫn giải chi tiết:

n O2 = 1,344 : 22,4 = 0,06 (mol)

Phần 1 phản ứng vừa đủ với 0,06 mol O₂

=> Ta có quá trình nhận e của oxi như sau:

O₂   +    4e → 2O^2-

0,06 → 0,24

=> Tổng số e nhận trong phản ứng này là 0,24 mol

Cl₂ + 2e → Cl^-

0,12  0,24

=> V Cl₂ = 0,12 . 22,4 = 2,688 (lít)

Câu 12: Cho thanh sắt Fe vào dung dịch X chứa 0,1 mol AgNO₃ và 0,2 mol Cu(NO₃)₂. Khi thấy thanh kim loại tăng lên 8,8 gam thì dừng lại. Tính khối lượng kim loại bám vào thanh sắt

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_Ag+ = 0,1 mol;  n_Cu2+ = 0,2 mol

Nếu Ag⁺ phản ứng hết :

Fe  +  2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

0,05 ← 0,1         →      0,1    

=> m_tăng = 0,1.108 – 0,05.56 = 8 < 8,8

=> Ag⁺ phản ứng hết;  Cu²⁺ phản ứng 1 phần

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

x   → x            →     x         

=> m_tăng = 64x – 56x = 8x

=> tổng khối lượng tăng ở 2 phản ứng là:

m_tăng = 8 + 8x = 8,8  => x = 0,1 mol

=> m_{kim loại bám vào} = m_Ag + m_Cu = 17,2 gam

Câu 13: Cho a gam Mg vào 100 ml dung dịch  Al₂(SO₄)₃ 1M và CuSO₄ 3M thu được 25,8 gam chất rắn. Giá trị của a là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_Al2(SO4)3 = 0,1 mol;  n_CuSO4 = 0,3 mol  => n_Al3+ = 0,2 mol;  n_Cu2+  = 0,3 mol

Mốc 1: phản ứng vừa đủ với Cu²⁺  => m₁ = 0,3.64 = 19,2 gam < 25,8 gam

Mốc 2: Phản ứng với Cu²⁺ và Al³⁺  => m_­2 = 0,3.64 + 0,2.27 = 24,6 < 25,8 gam

=> cả Cu²⁺ và Al³⁺ phản ứng hết, Mg dư

=> chất rắn sau phản ứng gồm Cu (0,3 mol), Al (0,2 mol) và Mg

=> m_{Mg dư} = 25,8 – 24,6 = 1,2 gam

Bảo toàn e: 2n_{Mg phản ứng}  = 3n_Al + 2n_Cu

=> n_{Mg phản ứng} = (3.0,2 + 0,3.2) / 2 = 0,6 mol

=> m = 0,6.24 + 1,2 = 15,6

Câu 14: Cho 8,85 g hỗn hợp Mg, Cu và Zn vào lượng dư dung dịch HCl thu được 3,36 lít H₂ (đktc). Phần chất rắn không phản ứng với axit được rửa sạch rồi đốt cháy trong oxi tạo ta 4 g chất bột màu đen. Phần trăm khối lượng của Mg, Cu, Zn lần lượt là

Hướng dẫn giải chi tiết:

$n_{Cu}=n_{CuO}=\frac{4}{80}=0,05(mol)\to m_{Cu}=0,05.64=3,2(g)$

Đặt n_Mg = x và n_Zn = y mol

Ta có hệ phương trình: $\{\begin{array}{l}{m}_{hh}=24x+65y+3,2=8,85\\ n_{H_2}=x+y=0,15\end{array}\to \{\begin{array}{l}x=0,1\\ y=0,05\end{array}$

Vậy:

$\mathrm{\%}{m}_{Mg}=\frac{0,1.24}{8,85}.100\mathrm{\%}=27,12\mathrm{\%}$

$\mathrm{\%}{m}_{Cu}=\frac{3,2}{8,85}.100\mathrm{\%}=36,16\mathrm{\%}$

$\mathrm{\%}{m}_{Zn}=100\mathrm{\%}-27,12\mathrm{\%}-36,16\mathrm{\%}=36,72\mathrm{\%}$

Câu 15: Hòa tan hoàn toàn 1,9 gam hỗn hợp gồm Fe, Mg và Al bằng dung dịch H₂SO₄ loãng vừa đủ, thu được 1,344 lít H₂ (đktc). Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Sơ đồ: KL + H₂SO₄ → Muối + H₂

Bảo toàn H → n_H2SO4 = n_H2 = 1,344/22,4 = 0,06 mol

Bảo toàn khối lượng

→ m_muối = m_KL + m_H2SO4 - m_H2 = 1,9 + 0,06.98 - 0,06.2 = 7,66 gam

Câu 16: Cho 2,91 gam hỗn hợp X gồm Mg, Cu, Al tan hết trong dung dịch HNO₃ loãng, dư thu dược 1,12 lít khí NO ở đktc ( không còn sản phẩm khử khác) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thì thu được lượng kết tủa lớn nhất là m gam. Giá trị của m là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Bảo toàn e có 2n_Mg + 3n_Al + 2n_Cu = 3n_NO = 0,15 mol

Khối lượng kết tủa thu được lớn nhất khi kết tủa hoàn toàn Mg(OH)₂, Al(OH)₃ và Cu(OH)₂

=> n_OH^- = 2n_Mg + 3n_Al + 2n_Cu = 0,15 mol

=> m_{kết tủa} = m_KL + m_OH = 2,91 + 0,15.17 = 5,46 gam

Câu 17: Cho 6,72 gam Fe phản ứng với 125 ml dung dịch HNO₃ 3,2M thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng muối trong dung dịch X là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_Fe = 0,12 mol;  n_HNO3 = 0,125.3,2 = 0,4 mol

Giả sử tạo thành 2 muối Fe(NO₃)₂ x mol và Fe(NO₃)₃ y mol

Bảo toàn nguyên tố Fe:

n_Fe = n_Fe(NO3)2 + n_Fe(NO3)3 => x + y = 0,12  (1)

Ta có: n_HNO3 = 4n_NO  => n_NO = 0,4 / 4 = 0,1 mol

Bảo toàn e: 2n_Fe(NO3)2 + 3n_Fe(NO3)3 = 3n_NO  

=>  2x + 3y = 0,1.3   (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,06 và y = 0,06 mol

=> m_muối = m_Fe(NO3)2 + m_Fe(NO3)3 = 25,32 gam

Câu 18: Cho 11,8 gam hỗn hợp X gồm Al và Cu vào dung dịch NaOH (loãng, dư). Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 6,72 lít khí H₂ (đktc). Khối lượng của Cu trong hỗn hợp X là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Khi cho hỗn hợp X gồm Al và Cu vào dung dịch NaOH loãng dư thì chỉ có Al phản ứng.

Al + NaOH + H₂O → NaAlO₂ + 3/2 H₂

Ta có: n_Al = 2/3.n_H2 = 2/3.0,3 = 0,2 (mol)

→ m_Cu = m_X - m_Al = 11,8 - 0,2. 27 = 6,4 (g)

Câu 19: Hòa tan hết m gam nhôm vào dung dịch NaOH 1M, thu được 6,72 lít khí (đktc). Thể tích dung dịch NaOH tối thiểu cần dùng là

Hướng dẫn giải chi tiết:

n_H2(đktc) = V_H2/22,4 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol)

PTHH: 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

(mol)               0,2                               ←  0,3

Theo PTHH: n_NaOH = 2/3 n_H2 =2/3×0,3 =0,2 (mol)

→ V_NaOH = n_NaOH : C­_M = 0,2 : 1 = 0,2 (lít) = 200 (ml)

2. Bài tập tự luyện có hướng dẫn

(Xem ở file dưới)

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác

70 Bài tập về Lipit (có đáp án năm 2023) - Hóa học 12

60 Bài tập về Saccarozơ. tinh bột và xenlulozơ (có đáp án)

70 Bài tập về Peptit và protein (có đáp án )

20 Bài tập về vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại (có đáp án)

70 Bài tập Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại (có đáp án)