Dạng toán biện luận về kim loại

CÁC DẠNG TOÁN BIỆN LUẬN VỀ KIM LOẠI

A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

 Nguyên tắc áp dụng:

- Phương pháp này được áp dụng trong các bài toán xác định tên nguyên tố mà các dữ kiện đề cho thiếu hoặc các số liệu về lượng chất đề cho đã vượt quá, hoặc chưa đạt đến một con số nào đó.

- Cần sử dụng những tính chất đặc trưng của kim loại để tìm ra chìa khóa để giải toán. Để giải được bài toán biện luận cần nắm được:

+ Nguyên tử khối của kim loại luôn là số nguyên dương

+ Hóa trị của kim loại thường là: 1, 2, 3

+ Tinh thể ngậm nước luôn chứa số phân tử nước là số nguyên dương

VD: CuSO₄. 5H₂O hoặc H₂SO₄. 3 H₂O

+ Dãy hoạt động hóa học của kim loại, ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học

* Cần lưu ý một số điểm hỗ trợ việc tìm giới hạn thường gặp:

+) Hỗn hợp 2 chất A, B có số mol là a( mol) thì :       0 < n_A, n_B < a

+) Trong các oxit :  R₂O_m   thì   :   1 £  m, nguyên  £  7

+) Trong các hợp chất khí của phi kim với Hiđro  RH_n  thì :    1 £  n, nguyên £  4

DẠNG 1:        BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH

Ví dụ 1: Hòa tan một kim loại chưa biết hóa trị trong 500ml dd HCl thì thấy thoát ra 11,2 dm³ H₂ (đktc). Phải trung hòa axit dư bằng 100ml dd Ca(OH)₂ 1M. Sau đó cô cạn dung dịch thu được thì thấy còn lại 55,6 gam muối khan. Tìm nồng độ M của dung dịch axit đã dùng; xác định tên của kim loại đã đã dùng.

            Cặp ẩn cần biện luận là nguyên tử khối R và hóa trị x

55,6 gam là khối lượng của hỗn hợp 2 muối RCl_x và CaCl₂

* Giải :

Giả sử kim loại là R có hóa trị là x => x >= 1, nguyên, x<3

số mol Ca(OH)₂ = 0,1´ 1 = 0,1 mol

số mol H₂ = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol

Các PTPƯ:

2R        +          2xHCl →        2RCl_x +          xH₂ ­              (1)

1/x (mol)          1                  1/x                  0,5

Ca(OH)₂          +          2HCl   →  CaCl₂                    +          2H₂O               (2)

0,1                            0,2                   0,1

từ các phương trình phản ứng (1) và (2) suy ra:

n_HCl = 1 + 0,2 = 1,2 mol

nồng độ M của dung dịch HCl :          C_M = 1,2 : 0,5 = 2,4 M

theo các PTPƯ ta có :

Ví dụ 2: Khi cho a (mol ) một kim loại R tan vừa hết trong dung dịch chứa a (mol ) H₂SO₄ thì thu được 1,56 gam muối và một khí A. Hấp thụ hoàn toàn khí A vào trong 45ml dd NaOH 0,2M thì thấy tạo thành 0,608 gam muối. Hãy xác định kim loại đã dùng.

GV:  Cho HS biết H₂SO₄ chưa rõ nồng độ và nhiệt độ nên khí A không rõ là khí nào.Kim loại không rõ hóa trị; muối tạo thành sau phản ứng với NaOH chưa rõ là muối gì. Vì vậy cần phải biện luận theo từng trường hợp đối với khí A và muối Natri.

HS:  Nêu các trường hợp xảy ra cho khí A : SO₂ ; H₂S  ( không thể là H₂ vì  khí A tác dụng được với NaOH ) và viết các PTPƯ dạng tổng quát, chọn phản ứng đúng để số mol axit bằng số mol kim loại.

GV: Lưu ý với HS khi biện luận xác định muối tạo thành là muối trung hòa hay muối axit mà không biết tỉ số mol cặp chất tham gia ta có thể giả sử phản ứng tạo ra 2 muối. Nếu muối nào không tạo thành thì có ẩn số bằng 0 hoặc một giá trị vôlý.