Bảo toàn electron trong giải bài tập axit không có tính oxi hóa

Cập nhật lúc: 17:09 19-05-2016 Mục tin: Hóa học lớp 10


Kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa là bài tập phổ biến thường gặp, để giải nhanh gọn dạng bài này ta nên sử dụng phương pháp bảo toàn electron. Bài viết chia sẻ cách giải bằng phương pháp bảo toàn electron cực hay và ngắn gọn.

DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT

MỘT SỐ CHÚ Ý

-   Khi cho một Kim loại hoặc hỗn hợp Kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng  hoặc hỗn hợp các a xit loãng (H+ đóng vai trò là chất oxy hóa) thì tạo ra muối có số oxy hóa thấp và giải phóng H2.

 - Chỉ những kim loại đứng trước H2 trong dãy hoạt động hóa học mới tác dụng với ion H+.                     

Như vậy ta thấy kim loại nhường đi   n.e  và Hiđrô thu về  2 .e

Công thức 1: Liên hệ giữa số mol kim loại và số mol khí H                                                    

                     Hoặc    2.= n1.nM1 +n2.nM2 +.....

                       (đối với hỗn hợp kim loại)

Trong đó n :hoá trị kim loại

Công thức 2: Tính khối lượng muối trong dung dịch

                           mmuối = mkim loại + mgốc acid       (, , ... )

Trong đó, số mol gốc acid được cho bởi công thức:

                           ngốc acid = ∑etrao đổi :  điện tích của gốc acid

  • Với H2SO4mmuối = mkim loại + 96.
  • Với HCl:      mmuối = mkim loại + 71.
  • Với HBr:      mmuối = mkim loại +  160.        

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:

A. 2,7g và 1,2g           B. 5,4g và 2,4g           C. 5,8g và 3,6g            D. 1,2g và 2,4g

Hướng dẫn giải

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :mH2 = 7,8-7,0 =0,8 gam

Mặt khác theo công thức 1 và theo đề ta có hệ phương trình:

(Khi tham gia phản ứng nhôm nhường 3 e, magie nhường 2 e và H2 thu về 2 e)

3.nAl + 2.nMg  =2.nH2=2.0.8/2  (1)

27.nAl +24.nMg =7,8 (2)

Giải phương trình (1), (2) ta có nAl =0.2 mol và nMg = 0.1 mol

Từ đó ta tính được mAl =27.0,2 =5,4 gam và mMg =24.0,1 =2,4 gam chọn đáp án B                           

Ví dụ 2: Cho 15,8 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:

            A. 5,6 lít.                     B. 0,56 lít.                   C. 0,28 lít.                   D. 2,8 lít.

   Hướng dẫn giải

       Theo công thức 1 ta có :Mn+7 nhường 5 e (Mn+2),Cl- thu 2.e áp dụng định luật bảo toàn e ta có :5.nKmnO4 =2.ncl2 từ đó suy ra số mol clo bằng 5/2 số mol KMnO4 =0.25 mol từ đó suy ra thể tích clo thu được ở đktc là:0,25 . 22,4 =0,56 lít

Ví dụ 3. Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

            A. 55,5g.                     B. 91,0g.                     C. 90,0g.                     D. 71,0g.

            

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức 2 ta có: mmuối = m kim loại + mion tạo muối

                                  = 20 + 71.0,5=55.5g

            Chọn đáp án A.

Ví dụ 4. Hòa tan 9,14g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54g chất rắn Y và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m(g) muối, m có giá trị là

A. 31,45g.                   B. 33,25g.                   C. 3,99g.                     D. 35,58g.

             Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức 2 ta có: mmuối = m kim loại + mion tạo muối

                                  = (9,14-2,54)+ 71.7,84/22,4  =31,45 g

            Chọn đáp án A

Ví dụ 5: Hòa tan hết 7,74 gam hỗn hợp bột Mg, Al bằng 500ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và H2SO4 0,28M thu được dung dịch X và 8,736 lít khí H2 (đktc). Cô cạn dung dịch X thu được lượng muối khan là:

A. 38,93 g                      B. 25,95 g                   C. 103,85 g                 D.77,86 g

Hướng dẫn giải

Tổng số mol H+ là: 0,5.(1+2.0,28)=0,78 mol

            Số mol H2 là: 8,736:22,4 = 0,39 mol

                        2H+ + 2e → H2

                        0,78                 0,39    

            Þ Lượng H+ tham gia phản ứng vừa đủ.

                Áp dụng công thức 2 tính khối lượng muối:

                        mmuối = m2 kim loại +

                                  = 7,74 + 1.0,5.35,5 + 0,28.0,5.96 =38,3 g

            Chọn đáp án A.

Ví dụ 6: Cho 24,6 gam hỗn hợp Mg, Al, Fe phản ứng hết với dung dịch HCl thu được 84,95 gam muối khan. Thể tích H2 (đktc) thu được bằng:

            A. 18,06 lít                  B. 19,04 lít                  C. 14,02 lít                  D. 17,22 lít

Hướng dẫn giải

Từ biểu thức tính khối lượng muối:

                        mmuối   = mkim loại + 71.        

                Þ        84,95  = 24,6 + 71.

Þ       = 22,4.( ) = 19,04 lít

Chọn đáp án B.

 

Ví dụ 7: Chia hỗn hợp hai kim loại A, B có hóa trị không đổi thành hai phần bằng nhau. Phần 1 hòa tan hết trong dung dịch HCl, thu được 1,792 lít khí H2 (đktc). Phần 2 nung trong oxy thu được 2,84 gam hỗn hợp các oxit. Khối lượng hỗn hợp hai kim loại trong hỗn hợp đầu là:

            A. 1,56 gam                B. 3,12 gam                C. 2,2 gam                   D. 1,8 gam

Ví dụ 8: Hòa tan hết 2,925 gam kim loại M trong dung dịch HBr dư, sau phản ứng thu được 1,008 lít (đktc). Xác định kim loại M.

            A. Fe               B. Zn               C. Al              D. Mg 

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức 1:  =  hóa trị . nkim loại

                                 Þ 2. =   .n              (n là hóa trị của kim loại M)

                                Þ  M =  32,5.n

            Chọn n =  2, M =  65. Chọn đáp án B.

Ví dụ 9: Cho m gam hỗn hợp Mg và Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp acid HCl 1M và H2SO4 0,5M thu được 5,32 lít H2 (đktc) và dung dịch Y (xem thể tích dung dịch là không đổi). Dung dịch Y có pH là:

            A.1                  B.2                  C. 7                 D. 6

Ví dụ 10: Hòa tan 7,84 gam Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp hai acid HCl 0,15M và H2SO4 0,25M thấy thoát ra V lít khí H2 (đktc). Giá  trị của V là:

            A. 1,456 lít                  B. 0,45 lít                    C. 0,75 lít                    D. 0,55 lít

Ví dụ 11: Cho 5,1 gam hai kim loại Al và Mg tác dụng với HCl dư thu được 5,6 lít khí H2 (đktc). Thành phần phần trăm theo khối lượng của Al là:

            A. 52,94%                  B. 47,06%                   C. 32,94%                   D. 67,06%            

Hướng dẫn giải

Áp định luật bảo toàn electron: åe (nhường) = åe (nh ận)

theo đề ta thấy Al nhường 3e , Mg nhường 2e và đề ra ta có hệ phương trình

                               27.nAl  +24.nMg =5.1     (1)

                              3.nAl +2.nMg  =2.nH2        (2)

Giải hệ hai phương trình (1) và (2), ta có   nAl  =nMg  =0,1

Thành phần phần trăm theo khối lượng của nhôm là:

                             

Chọn đáp án A.

 

BÀI TẬP TỰ LUYỆN

 

Bài 1. Cho 7,68 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào 400 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,512 lít khí (đktc). Biết trong dung dịch, các acid phân li hoàn toàn thành các ion. Phần trăm về khối lượng của Al trong X là:

            A. 25%                        B. 75%                        C. 56,25%                  D. 43,75%

Bài 2. Hoà tan 7,8g hỗn hợp bột Al và Mg trong dung dịch HCl dư. Sau phản ứng khối lượng dung dịch axit tăng thêm 7,0g. Khối lượng nhôm và magie trong hỗn hợp đầu là:

A. 2,7g và 1,2g           B. 5,4g và 2,4g           C. 5,8g và 3,6g            D. 1,2g và 2,4g

Bài 3. Cho 15,8 gam KMnO4 tác dụng với dung dịch HCl đậm đặc. Thể tích khí clo thu được ở điều kiện tiêu chuẩn là:

            A. 5,6 lít.                     B. 0,56 lít.                   C. 0,28 lít.                   D. 2,8 lít.

Bài 4. Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp Mg và Fe vào dung dịch axit HCl dư thấy có 11,2 lít khí thoát ra ở đktc và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

            A. 55,5g.                     B. 91,0g.                     C. 90,0g.                     D. 71,0g.

Bài 5. Hòa tan 9,14g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54g chất rắn Y và dung dịch Z. Cô cạn dung dịch Z thu được m(g) muối, m có giá trị là

A. 31,45g.                   B. 33,25g.                   C. 3,99g.                     D. 35,58g.

Bài 6. Cho 11,3 gam hỗn hợp Mg và Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 2M dư thì thu được 6,72 lít khí (đktc). Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thu được khối lượng muối khan là:

            A. 40,1g                      B. 41,1g                      C. 41,2g                      D. 14,2g

Bài 7. Cho 40 gam hỗn hợp vàng, bạc, đồng, sắt, kẽm tác dụng với O2 dư nung nóng thu được m gam hỗn hợp X. Cho hỗn hợp X này tác dụng vừa đủ dung dịch HCl cần 400 ml dung dịch HCl 2M (không có H2 bay ra). Tính khối lượng m.

A. 46,4 gam                B. 44,6 gam                 C. 52,8 gam                 D. 58,2 gam

Bài 8. Cho m gam Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng tạo 1,792 lít khí ( đktc). Cũng cho m gam Fe tác dụng với HNO3 loãng thì thấy thoát ra V lít khí (đktc) khí N2O. Giá trị V là: 

            A. 0,672 lít                  B, 1.344 lít                  C. 4,032 lít                  D. 3,36 lít

Bài 9. Hoà tan 1,92 gam kim loại M ( hóa trị n ) vào dung dịch HCl và H2SO4 loãng vừa đủ thu được 1,792 lít khí H2. Kim loại M là:

            A. Fe                           B. Cu                           C. Zn                           D. Mg

Bài 10. Cho 5,1 gam hỗn hợp hai kim loại Al và Mg tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 5,6 lít H2 (đktc). Tính thành phần % theo khối lượng của Al trong hỗn hợp đầu là:

            A. 52,94%                  B. 32,94%                   C. 50%                        D. 60%

 

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

>>Học trực tuyến Lớp 10 trên Tuyensinh247.com, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn. Các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu



Cập nhật thông tin mới nhất của kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia 2018