Dạng toán hh KL tác dụng với dd muối

HỖN HỢP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI

- Dãy được sắp xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hoá học (từ trái sang phải)

- Một số kim loại vừa tác dụng được với axit và với nước:  K, Na, Ba, Ca

- Kim loại + H₂O ----> Dung dịch bazơ + H₂

- Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ:  (Be), Al, Zn, Cr

2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H₂O ---> 2Na_{4 – n}AO₂ + nH₂

Ví dụ:

2Al + 2NaOH + 2H₂O ----> 2NaAlO₂+ 3H₂

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O ----> Ba(AlO₂)₂ + 3H₂

Zn + 2NaOH --->  Na₂ZnO₂ + H₂

Zn + Ba(OH)₂ ---> BaZnO₂ + H₂

- Kim loại đứng trước H tác dụng với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng tạo muối và giải phóng H₂.

Kim loại + Axit ----> Muối + H₂

Lưu ý: Kim loại trong muối có hoá trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị)

- Kể từ Mg trở đi kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi muối của chúng. theo quy tắc:

Chất khử mạnh + chất oxi hóa mạnh  chất oxi hoá yếu + chất khử yếu.

Lưu ý: những kim loại đầu dãy (kim loại tác dụng được với nước) thì không tuân theo quy tắc trên mà nó xảy ra theo các bước sau:

Kim loại kiềm (hoặc kiềm thổ)  +  H₂O     Dung dịch bazơ   +    H₂

Sau đó:  

Dung dịch bazơ  +  dung dịch muối    Muối mới   + Bazơ mới  (*)

Điều kiện(*): Chất tạo thành phải có ít nhất 1 chất kết tủa (không tan).

VD: cho Ba vào dung dịch CuSO₄.

Trước tiên:                  Ba  +   2H₂O       Ba(OH)₂   +    H₂ 

Sau đó:

Ba(OH)₂    +    CuSO₄       Cu(OH)₂       +       BaSO₄

Đặc biệt:                     Cu + 2FeCl₃ ---> CuCl₂ + 2FeCl₂

                                    Cu + Fe₂(SO₄)₃ ---> CuSO₄ + 2FeSO₄

II. BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1. Có 200ml hỗn hợp dung dịch gồm AgNO₃  0,1M và Cu(NO₃)­₂ 0,5M. Thêm 2,24g bột Fe kim loại vào dung dịch đó khuấy đều tới phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn A và dung dịch B.   

a/ Tính số gam chất rắn A.                                                                                                         

b/Tính nồng độ mol/lit của các muối trong dung dịch B, biết rằng thể tích dung dịch không đổi.

Bài 2.  Cho 1,68 g Fe vào 200ml hỗn hợp dung dịch gồm Cu(NO₃)₂ 0,15M và AgNO₃ 0,1M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn A và dung dịch B.

a/  Tính khối lượng chất rắn A.

b/  Tính nồng độ mol/lit của dung dịch B. Giả sử thể tích dung dịch không thay đổi.

Bài 3. Nhúng 2 miếng kim loại Zn và Fe cùng vào một ống nghiệm đựng dung dịch CuSO₄, sau một thời gian lấy 2 miếng kim loại ra thì trong dung dịch nhận được biết nồng độ của muối Zn gấp 2,5 lần muối Fe.  Đồng thời khối lượng dung dịch sau phản ứng giảm so với trước phản ứng  0,11g. Giả thiết Cu giải phóng đều bám hết vào các thanh kim loại. Hãy tính khối lượng Cu bám trên mỗi thanh.

III. ĐÁP ÁN VÀ LỜI GIẢI

Bài 1.

Hướng dẫn giải                                                                                                                                   

Fe   +   2AgNO₃      Fe(NO₃)₂   +    2Ag  ( 1 )

Fe    +   Cu(NO₃)₂     Fe(NO₃)₂  +   Cu     ( 2 )

 Số mol của các chất là: ⁿFe = 0,04 mol ; ⁿAgNO₃ = 0,02 mol ; ⁿCu(NO₃)₂ = 0,1 mol

Vì Ag hoạt động hoá học yếu hơn Cu nên muối của kim loại Ag sẽ tham gia phản ứng với Fe trước.

Theo pứ ( 1 ): ⁿFe ( pứ ) = 0,01 mol ; Vậy sau phản ứng ( 1 ) thì ⁿFe còn lại = 0,03 mol.

Theo (pứ ( 2 ): ta có ⁿCu(NO₃)₂ pứ = ⁿFe còn dư = 0,03 mol.

Vậy sau pứ ( 2 ): ⁿCu(NO₃)₂ còn dư là = 0,1 – 0,03 = 0,07 mol

Chất rắn A gồm Ag và Cu

m_A = 0,02 x 108 + 0,03 x 64 = 4,08g

dung dịch B gồm: 0,04 mol Fe(NO₃)₂ và 0,07 mol Cu(NO₃)₂ còn dư.

Thể tích dung dịch không thay đổi V = 0,2 lit

Vậy nồng độ mol/lit của dung dịch sau cùng là:

C_{M [ Cu(NO3 )2 ] dư}  = 0,35M  ;   C_{M [ Fe (NO3 ) 2]} = 0,2M 

Bài 2.

Đáp số:

a/  m_A = 3,44g

         b/  C_{M [ Cu(NO3 )2 ] dư}  = 0,05M  và   C_{M [ Fe (NO3 )2 ]} = 0,15M 

Bài 3

Chú ý: Cho hỗn hợp gồm bột sắt và kẽm vào trong cùng 1 ống nghiệm ( 1 lọ ) chứa dung dịch AgNO₃.                                                                                                                                        

Phản ứng xảy ra theo thứ tự như sau:                                                                                         

Kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ tham gia phản ứng trước với muối.                                            

Zn   +    2AgNO₃       Zn(NO₃)₂    +    2Ag              

Fe    +    2AgNO_{3  dư}        Fe(NO₃)₂  +  2Ag

Hướng dẫn giải:

- Nếu khối lượng thanh kim loại tăng = m_{kim loại  giai phong}  -  m_{kim loai tan}

- Nếu khối lượng thanh kim loại tăng = m_{kim lo ại  tan}  -  m_{kim lo ai giai phong}

Vì Zn hoạt động hoá học mạnh hơn Fe. Nên Zn tham gia phản ứng với muối trước.

Zn           +           CuSO₄              ZnSO₄       +         Cu     (1)

 x                              x                              x                         x             (mol)

Fe           +           CuSO₄              FeSO₄       +         Cu     (2)

 y                              y                               y                        y               (mol)

Vì khối lượng dung dịch giảm 0,11 g. Tức là khối lượng 2 thanh kim loại tăng 0,11 g

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: (160y – 152y)  +  (160x – 161x) = 0,11

           Hay          8y – x = 0,11     (I)

Mặt khác: nồng độ muối Zn = 2,5 lần nồng độ muối Fe

* Nếu là nồng độ mol/lit thì ta có     x : y   =   2,5   (II)   (Vì thể tích dung dịch không đổi)

* Nếu là nồng độ % thì ta có     161x  :   152y     =  2,5     (II)^/   (Khối lượng dd chung)

Giải hệ (I) và (II) ta được:               x = 0,02 mol  và   y = 0,05 mol .

                                                            m_Cu  =   3,2 g    và     m_Zn   =    1,3 g                                  

 Giải hệ (I) và (II)^/   ta được:           x = 0,046 mol  và   y =  0,0195 mol

                                                            m_Cu  =   2,944 g    và     m_Zn   =  1,267 g