Chủ đề Kim loại tác dụng với HCl, H2SO4 loãng

Nội dung text: Chủ đề Kim loại tác dụng với HCl, H2SO4 loãng

1. Vấn đề 4: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HCl, H2SO4 lỗng I. Cơ sở lí thuyết và Phương pháp giải 1. Với dung dịch HCl Kim loại đứng trước H (trong dãy hoạt động hố học của kim loại) tạo muối clorua trong đĩ kim loại cĩ số oxi hố thấp và giải phĩng H2. Chì chỉ phản ứng với axit HCl khi đun nĩng. Về nguyên tắc Pb đứng trước H nên phản ứng được với axit HCl : Pb + 2HCl PbCl2 + H2 Kết tủa PbCl2 ngăn cản phản ứng tiếp diễn. Nếu đun nĩng thì PbCl2 tan hoặc trong axit HCl đặc sẽ tạo phức theo phản ứng : PbCl2 + 2HCl H2[PbCl4] (Trong dung dịch HCl 10%, độ tan của PbCl2 giảm nhưng khi nồng độ HCl cao hơn 10% thì độ hồ tan tăng do tạo phức) 2. Với dung dịch H2SO4 lỗng Kim loại đứng trước H tạo muối sunfat trong đĩ kim loại cĩ số oxi hố thấp và giải phĩng H2. Chì coi như khơng phản ứng với H2SO4 lỗng do tạo ra PbSO4 ít tan ngăn cản phản ứng tiếp diễn. Đồng tan trong dung dịch HCl lỗng hoặc dung dịch H2SO4 lỗng khi cĩ oxi hồ tan, do sự oxi hố khá mạnh của O2
2. trong mơi trường axit : 2Cu + O2 + 4HCl 2CuCl2 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O 3. Phương pháp Kim loại tác dụng với HCl 2M 2nHCl  2MCln2 nH  . Áp dụng phương pháp tăng giảm số oxi hĩa n.n 2.n MH2 . Bảo tồn mol nguyên tố H và Cl n n 2.n Cl HCl H2 . Bảo tồn khối lượng m m m m muối KL HCl H2 Hay m m m muối KL Cl . Tăng giảm khối lượng 1mol kim loại tạo thành 1mol muối tăng 35,5.n gam. Kim loại tác dụng với H2SO4 lỗng 2M nH2 SO 4  M 2 (SO 4 ) n nH 2  . Áp dụng phương pháp tăng giảm số oxi hĩa . Bảo tồn mol nguyên tố H và S n2 nH SO n H SO4 2 4 2
3. . Bảo tồn khối lượng m m m m muối KL H2 SO 4 H 2 Hay mmuối m KL m 2 SO4 . Tăng giảm khối lượng 2mol kim loại tạo thành 1mol muối tăng 96.n gam. Kim loại tác dụng hỗn hợp HCl, H2SO4 lỗng. Sử dụng phương trình ion thu gọn. n 2M 2nH  2M nH2  (n hóa trị thấp) m m m m m muối KL H2 SO 4 HCl H 2 mmuối m KL m2 m SO4 Cl Ví dụ 1: Hồ tan 1,3 gam một kim loại M trong 100 ml dung dịch H2SO4 0,3M. Để trung hồ lượng axit dư cần 200 ml dung dịch NaOH 0,1M. Xác định kim loại M A. Fe. B. Al. C. Zn. D. Mg. Hướng dẫn giải 2M nH2 SO 4 M 2 (SO 4 ) n nH 2  (1) H2 SO 4 2NaOH  Na 2 SO 4 H 2 O (2) n 0,1.0,3 0,03mol H24 SO nNaOH 0,1.0,2 0,02mol 1 0,02 nH SO (2) .n NaOH 0,01mol 24 22
4. n =n -n 0,03 0,01 0,02mol H2 SO 4 (1) H 2 SO 4 H 2 SO 4 (2) Áp dụng phương pháp tăng giảm số oxi hĩa hết hợp với bảo tồn H 0,04 1,3.n n.nM 2.n H SO (1) nM MM 32,5.n 24 n 0,04 Với n=2 M 65 (Zn) Chọn đáp án C Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và H2SO4 0,5M thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch khơng đổi). Dung dịch Y cĩ pH là A. 6. B. 1. C. 2. D. 7. Hướng dẫn giải nH SO 0,5.0,25 0,125mol 24 n 2.0,125 0,25 0,5mol  H nHCl 1.0,25 0,25mol 5,32 nH 0,2375mol 2 22,4 n 2.n 2.0,2375 0,475mol H (pứ) H2 n n n 0,5 0,475 0,025mol H (dư) H H (pứ) 0,025 [H ] 0,1 M dư 0,25 pH lg[H ]dư 1
5. Chọn đáp án B Ví dụ 3 : Hồ tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H2 (ở đktc). Cơ 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. Hướng dẫn giải n 1.0,5 2.(0,28.0,5) 0,78mol H 8,736 nH 0,39mol 2 22,4 n 2.n n 0,78mol H pứH2 H ban đầu phản ứng vừa đủ Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta cĩ: mmuối =7,74 + 36,5.0,5.1 + 98.0,5.0,28 - 0,39.2 =38,93(gam) Chọn đáp án A Ví dụ 4: Cho 7,74 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 500 ml dung dịch Y chứa axit HCl 1M và H2SO4 0,5M, kết thúc phản ứng thu được 8,736 lít H2 (đktc). Phần trăm khối lượng của Mg trong hỗn hợp X là A. 62,79% B. 32,71% C. 67,29% D. 37,21%
6. Hướng dẫn giải n 1.0,5 2.(0,5.0,5) 1mol H 8,736 nH 0,39mol 2 22,4 n 2.n 0,78mol < n 1mol H pứH2 H ban đầu kim loại phản ứng hết, H+ cịn dư. Áp dụng phương pháp tăng giảm số oxi hĩa 2.n + 3.n = 2.n 0,78mol Mg Al H2 Phương trình khối lượng: 24.nMg + 27.n Al = 7,74 (gam) 2.n + 3.n = 0,78 n 0,12 Giải hệ Mg Al Mg 24.n + 27.n = 7,74 n 0,18 Mg Al Al 0,12.24 %Mg = .100% 37,21% 7,74 Chọn đáp án D Ví dụ 4: Hồ tan 9,65 gam hỗn hợp Al, Fe trong dung dịch HCl 0,5 M thu được V lít khí H2 (đktc). Mặt khác cũng hịa tan lượng hỗn hợp trên trong dung dịch NaOH dư thu được 5,04 lít H2 (đktc). Gía trị của V là A. 7,28. B. 3,36. C. 4,48. D. 5,6 Hướng dẫn giải 5,04 n 0,225mol H (2) 22,4
7. Trường hợp 2: Al phản ứng dung dịch NaOH 2 0,45 n = 0,15 nAl = .n H 0,15 Al 332 nFe = 0,1 27.nAl + 56.n Fe = 9,65 Trường hợp 1: Al và Fe đều phản ứng dung dịch HCl Áp dụng phương pháp tăng giảm số oxi hĩa 3.nAl + 2.n Fe 3.0,15 2.0,1 nH = = 0,325mol 2 22 V =0,325.22,4 7,28 (lít) H2 Chọn đáp án A II. Vận dụng Bài 1: Cho 7,1 gam hỗn hợp gồm một kim loại kiềm X và một kim loại kiềm thổ Y tác dụng hết với lượng dư dung dịch HCl lỗng, thu được 5,6 lít khí (đktc). Kim loại X, Y là : A. Na và Mg. B. Li và Be. C. K và Ca. D. K và Ba. Bài 2: Hịa tan hồn tồn 3,22 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 lỗng, thu được 1,344 lít hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là A. 9,52. B. 10,27. C. 8,98. D. 7,25. Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 3 kim loại X, Y, Z cĩ khối lượng 2.17gam tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 1.68 lít khí H2(ở
8. đktc) và dung dịch T. Khối lượng muối clorua tạo ra trong dung dịch T là A.7,945 gam. B.7,495 gam. C.7,594 gam. D.7,549gam. Bài 4: Cho 2,24 gam hỗn hơp 2 kim loại kiềm thổ ở 2 chu kì liên tiếp tác dụng hết với HCl dư thu được 1,792 lít CO2(ở đktc). Hai kim loại đĩ là: A. Be, Mg. B.Mg, Ca. C.Ca, Sr. D.Sr, Ba Bài 5: Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm 2 kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhĩm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl dư thốt ra 0,672 lít H2(đktc). Hai kim loại là A. Be và Mg. B. Mg và Ca. C. Sr và Ba. D. Ca và Sr. Bài 6: X là kim loại thuộc phân nhĩm chính nhĩm II (hay nhĩm IIA). Cho 1,7 gam hỗn hợp gồm kim loại X và Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, sinh ra 0,672 lít khí H2 (ở đktc). Mặt khác, khi cho 1,9 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 lỗng, thì thể tích khí hiđro sinh ra chưa đến 1,12 lít (ở đktc). Kim loại X là A. Mg. B. Ca. C. Sr. D. Ba. Bài 7: Hịa tan 14,8 gam hỗn hợp gồm Al, Fe, Zn bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và khí H2.Cho tồn bột khí H2 thu được vào ống sứ đựng CuO(dư) .Sau phản ứng khối
9. lượng chất rắn trong ống sứ giảm 5,6 gam. Cơ cạn dung dịch A thu được m gam muối khan.Giá trị của m là A. 20,6. B.28,8. C.27,56. D.39,65. Bài 8: Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M, thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch khơng đổi). Dung dịch Y cĩ pH là A. 1. B. 6. C. 7. D. 2.