Kim loại + Axit loại → Muối + H2
Điều kiện:
- Kim loại là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hoá học
- Dãy hoạt động hoá học
K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Ví dụ:
Mg + HCl →MgCl2 + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
1. Axit tác dụng vừa đủ với axit
Dữ kiện cho: Cho số mol kim loại hoặc số mol của axit.
Phương pháp giải:
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
- Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành.
- Bước 4: Từ tỉ lệ số mol theo PTHH tìm số mol có liên quan, rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.
Ví dụ 1: Cho m g Fe tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch HCl 1M thấy khí H2 thoát ra. Tính giá trị của m.
Ta có: nHCl = V.CM = 0,2.1 = 0,2 (mol)
PTHH: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Tỉ lệ 1 2 1 1
P/ư 0,1<- 0,2
Từ PTHH => nFe= 0,1 (mol)
=> m = nFe. MFe = 0,1 .56 = 5,6 (g)
2. Kim loại dư hoặc axit dư
Dữ kiện cho: Cho số mol của kim loại và axit.
Phương pháp giải:
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
- Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành. Từ đó xác định chất dư, chất phản ứng hết.
- Bước 4: Tìm số mol có liên quan theo số mol chất phản ứng hết, rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.
Ví dụ 2: Cho 2,6 g Zn tác dụng với 50 g dung dịch H2SO4 9,8%. Thấy V lít khí H2 thoát ra. Tính giá trị của V.
Ta có: nZn = $ \frac{2,6}{65} = 0,04$ (mol)
mH2SO4 = C%. mdd H2SO4 = $ \frac{9,8}{100}. 50 = 4,9 (g)$ => nH2SO4 = $ \frac{4,9}{98}= 0,05$ (mol)
PTHH: Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Tỉ lệ 1 1 1 1
Có 0,04 0,05
P/ư 0,04 ->0,04 ->0, 04
Ta thấy H2SO4 dư => nH2 = nZn = 0,04 (mol)
=> V= VH2 = 0,04 . 22,4 = 0,896 (l)
3. Hỗn hợp 2 kim loại tác dụng với axit.
Dữ kiện cho: Cho khối lượng hỗn hợp kim loại, số mol axit phản ứng.
Phương pháp giải:
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
- Bước 3: Đặt số mol của từng kim loại lần lượt là x, y => Khối lượng hỗn hợp kim loại theo x, y. => pt (*)
- Bước 4: Từ tỉ lệ số mol theo PTHH tìm số mol của axit theo x, y. => pt (**)
- Bước 5: Giải hệ pt (*) (**) => tìm được x, y. Rồi tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.
Ví dụ 3: Cho 13,9 gam hỗn hợp Fe, Al tác dụng vừa đủ mới 700ml dung dịch H2SO4 loãng 0,5 M. Tính thành phần phần trăm của hỗn hợp kim loại ban đầu?
Ta có: nH2SO4 = V. CM = 0,7. 0,5 = 0,35 (mol)
Gọi số mol của Fe, Al trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là x, y (mol)
PTHH:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (1)
Tỉ lệ : 1 1 1 1
P/ư: x x x
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 (2)
Tỉ lệ : 2 3 1 3
P/ư: 2y 3y y 3y
Ta có : mhh Kl = mFe + mAl = 56x + 27y = 13,9 (g) (*)
nH2SO4 = nH2SO4 (1) + nH2SO4 (2) = x + $ \frac{3}{2}$y = 0,35 (mol) (**)
Giải hệ phương trình (3) và (4) => x = 0,2 ; y = 0,1
Trong hỗn hợp ban đầu:
mFe = 0,2. 56 = 11,2 (g)
mAl = 13,9 – 11,2 = 2,7 (g)
%Fe = $ \frac{m_{Fe}}{m_{hh}}$.100% = 80,58(%)
%Fe = 100% - 80,568 = 19,42%
4. Hỗn hợp 3 kim loại trở lên tác dụng với axit.
Dữ kiện cho: Cho khối lượng muối khan hoặc khối lượng kim loại. Số mol axit hoặc số mol H2 sinh ra.
Phương pháp giải
- Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
- Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
- Bước 3: Tính khối lượng các chất có thể tính. Biết :
nH2SO4 = nH2 ; nHCl = ½ nH2
- Bước 4: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, rồi tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận.
mKL + maxit = mmuối + mhidro
Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 33,1g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào trong dung dịch H2SO4 loãng dư thấy có 13,44 lít khí (đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được m gam muối khan. Tính giá trị của m.
Ta có : nH2 = $ \frac{13,44}{22,4}= 0,6$ (mol)
Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
Theo PTHH ta thấy: nH2SO4 p/ư= nH2 = 0,6 (mol)
=> mH2SO4 p/ư = 0,6. 98 = 58,8 (g ) ; mH2 = 0,6.2 = 1,2 (g)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mKL + maxit = mmuối + mhidro
=> mmuối = mKL + maxit - mhidro = 33,1 + 58,8 – 1,2 = 90,7 (g)
5. Xác định công thức kim loại
Dữ kiện cho: Khối lượng của kim loại; số mol axit phản ứng. Xác định CT oxit.
Phương pháp giải:
- Bước 1: Gọi hóa trị của kim loại trong muối (n) .Tính số mol các chất đã biết.
- Bước 2: Viết PTHH.
- Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành. Từ đó tính số mol kim loại.
- Bước 4. Tìm khối lượng mol của kim loại theo n => MKL => Tên kim loại.
Ví dụ 5 : Hoà tan hoàn toàn 6,5g một kim loại A chưa rõ hoá trị vào dung dịch axit HCl, thì thu được 2,24 lit H2 (đktc). Xác định kim loại A.
Ta có: nH2 = $ \frac{2,24}{22,4}= 0,1 $ (mol)
PTHH: 2A + 2nHCl → 2ACln + nH2
Tỉ lệ 2 2n 2 1
P/ư $\frac{0,2}{n}$<- 0,1
Ta có : MA = $ \frac{m_A}{n_A}= \frac{6,5}{\frac{0,2}{n}} $ = 32,5n
Ta có bảng sau:
Hóa trị (n) | 1 | 2 | 3 |
MA | 32,5 (loại) | 65 => Kẽm (Zn) | 97,5 (loại) |
Vậy khi n = 2 thì MA = 65 => A là kim loại kẽm (Zn)
14:27:5719/09/2020
Như các em đã biết, Axit có thể làm đổi chất chỉ thị màu (quỳ tím), Axit tác dụng với kim loại; Axit tác dụng với bazơ, oxit bazơ và axit tác dụng với cả muối.
Ngoài một số bài tập về dạng lý thuyết yêu cầu các em nắm vững tính chất hóa học của axit, thì còn các dạng bài tập về axit tác dụng với kim loại và axit tác dụng với muối; cách giải bài tập này sẽ được minh họa trong bài viết này.
* Tóm tắt tính chất hóa học của Axit cần nhớ:
1. Làm đổi màu chất chỉ thị: Dung dịch axit làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
2. Axit tác dụng với kim loại tạo thành muối và giải phóng khí hiđro
Ví dụ: 3H2SO4 (dd loãng) + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2
Những kim loại không tác dụng với HCl, H2SO4 loãng như Cu, Ag, Hg,…
> Lưu ý: Axit HNO3 và H2SO4 đặc tác dụng được với nhiều kim loại nhưng không giải phóng hiđro.
3. Axit tác dụng với bazơ tạo thành muối và nước
Ví dụ: H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O
4. Axit tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối và nước.
Ví dụ: Fe2O3 + 6HCl → FeCl3 + 3H2O
5. Axit tác dụng với muối (sản phẩm phải có khí bay ra hoặc có chất kết tủa).
Ví dụ: Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2↑ + H2O
* Bài tập Axit tác dụng với kim loại
• Khi giải bài tập axit tác dụng kim loại cần lưu ý:
- Axit (HCl, H2SO4 loãng) tác dụng với kim loại → Muối + H2↑
(Trừ Cu, Ag, ... các kim loại đứng sau Hidro trong dãy điện hóa)
• Phương pháp giải:
- Bước 1: Viết phương trình hóa học,
- Bước 2: Xác định số mol hay lượng chất đề bài cho sẵn.
- Bước 3: Từ phương trình hóa học, áp dụng thêm một số định luật khác như:bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố để giải quyết yêu cầu của bài.
* Bài tập 1: Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50ml dung dịch HCl. Phản ứng xong thu được 3,36 lít khí (đktc).
Xem lời giải
• Đề bài: Cho một khối lượng mạt sắt dư vào 50ml dung dịch HCl. Phản ứng xong thu được 3,36 lít khí (đktc).
a) Viết phương trình hóa học.
b) Tính khối lượng mạt sắt đã tham gia phản ứng.
c) Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.
• Lời giải:
a) Ta có PTPƯ:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
b) Theo bài ra, ta có:
- Theo PTPƯ: nFe = nH2 = 0,15 (mol).
⇒ mFe = n.M = 0,15.56 = 8,4 (g).
c) Theo PTPƯ, ta có: nHCl = 2.nFe = 2.0,15 = 0,3 (mol)
- Mặt khác: VHCl = 50ml = 0,05 (l).
⇒
- Vậy nồng độ HCl đã dùng là 6M.
* Bài tập 2: Hoà tan hết 25,2 gam kim loại R trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu được 10,08 lít H2 (đktc). Xác định Kim loại R?
• Đề bài: Hoà tan hết 25,2 gam kim loại R trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu được 10,08 lít H2 (đktc). Xác định Kim loại R?
- Theo bài ra ta có: nH2 = V/22,4 = 10,08/22,4 = 0,45(mol).
Gọi hóa trị của kim loại M là a (a chỉ có thể có hóa trị 1, 2, 3, 4)
2R + 2aHCl → 2RCla + aH2↑
2(mol) a(mol)
x?mol ← 0,45(mol)
- Gọi số mol kim loại tham gia phản ứng là x thì
- Theo bài ra, số gam R bị hòa tan là 25,2 gam
- Thử lần lượt giá trị a = 1,2,3,4 ta thấy chỉ có a = 2 ⇒ MR =28.2 = 56 ≡ Fe là phù hợp.
- Kết luận: Kim loại R là Fe.