Xác định nguyên tố theo vị trí và pt hóa học

XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỐ DỰA VÀO VỊ TRÍ

CỦA NGUYÊN TỐ &TÍNH THEO PT

Cách giải : Xác định NTK hay NTK trung bình từ đó suy ra tên kim loại

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1. M là kim loại thuộc nhóm IIA.Hòa tan hết 10,8 gam hỗn hợp gồm kim loại M và muối cacbonat của nó trong dung dịch HCl, thu được 4,48 lit hỗn hợp khí A (đktc). Tỉ khối của A so với khí hiđro là 11,5.

1. Tìm kim loại M

2. Tính % thể tích các khí trong A.

Lời giải

1. Gọi số mol các chất trong hỗn hợp đầu: M = a mol; MCO₃ = b mol.

M   +  2HCl    MCl₂  +  H₂                                                            (1)

(mol):   a                                         a

MCO₃   +  2HCl    MCl₂  +  CO₂  +  H₂O                     (2)

(mol):   b                                                 b

Số mol H₂ =  = 0,2  nên:  a + b = 0,2                                       (3)

M_A = 11,52 = 23 nên  hay 2a + 44b = 4,6            (4)

Theo bài: Ma + (M + 60)b = 10,8                                                    (5)

Từ (3), (4), (5) ta tìm được: a = 0,1 mol; b = 0,1 mol; M = 24 (Mg).

2. %  = 50%; %  = 50%.

Ví dụ 2.  X, Y là hai kim loại có electron cuối cùng là 3p¹ và 3d⁶.

1. Dựa vào bảng tuần hoàn,  hãy xác định tên hai kim loại X, Y.

2. Hòa tan hết 8,3 gam hỗn hợp X, Y vào dung dịch HCl 0,5M (vừa đủ), ta thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng thêm 7,8 gam.  Tính khối lượng mỗi kim loại và thể tích dung dịch HCl đã dùng.

Lời giải

1. Phân mức năng lượng của nguyên tử X và Y lần lượt là:

1s²2s²2p⁶3s²3p¹  và 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶.

Cấu hình electron của nguyên tử X và Y lần lượt là:

1s²2s²2p⁶3s²3p¹  và 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

Dựa vào bảng tuần hoàn ta tìm được X là Al và Y là Fe.

2. Gọi số mol các chất trong hỗn hợp: Al = a mol; Fe = b mol.

Ta có: 27a + 56b = 8,3                                                                 (1)

2Al   +  6HCl    2AlCl₃  +  3H₂                                                      (2)

(mol):   a             3a                            1,5a

Fe   +  2HCl    FeCl₂  +  H₂                                                (3)

(mol):   b           2b                           b

Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng thêm 7,8 gam nên: 8,3 - = 7,8.

Vậy: = 0,5 gam = 0,25 mol  1,5a + b = 0,25              (4)

Từ (1) và (4) ta tìm được: a = 0,1 mol; b = 0,1 mol.

m_Al = 270,1 = 2,7 (gam); m_Fe = 560,1 = 5,6 (gam); V_HCl =  = 1 (lit).

Ví dụ 3.  Hòa tan hết a gam oxit kim loại M (thuộc nhóm IIA) bằng một lượng vừa đủ dung dịch H₂SO₄ 17,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 20%.

Xác định công thức oxit kim loại M.

Lời giải

Gọi số mol oxit MO = x mol.

MO   +  H₂SO₄    MSO₄  +  H₂O                                          

(mol):   x             x                 x                   

Ta có: (M + 16)x = a

Khối lượng dung dịch axit H₂SO₄ ban đầu =  = 560x (gam).

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = a + 560x = (M + 16)x + 560x.

Theo bài: C% (MSO₄) = 20% nên:.

Từ đây tìm được M = 24 (magie). Oxit kim loại cần tìm là MgO.

Ví dụ 4. A, B là 2 kim loại nằm ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA. Cho 4,4 gam một hỗn hợp gồm A và B tác dụng với dung dịch  HCl 1M (dư) thu được 3,36 lit khí (đktc).

1. Viết các phương trình phản ứng và xác định tên 2 kim loại.

2. Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng, biết rằng HCl dùng dư 25% so với lượng cần thiết.

Lời giải

1. Gọi công thức chung của hai kim loại là M = a mol.

M   +  2HCl    MCl₂  +  H₂                                                         

(mol):   a          2a                           a                   

Số mol H₂ = 0,15 mol nên a = 0,15 mol.

Ta có: Ma = 4,4  M = 29,33.

A và B là 2 kim loại nằm ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA nên A là Mg và B là Ca.

2. Thể tích dung dịch HCl cần dùng =  = 0,3 (lit) = 300 (ml).

Thể tích dung dịch HCl đã dùng = 300 + 25%.300 = 375 (ml).

Ví dụ 5.  Cho 0,85 gam hai kim loại thuộc hai chu kỳ kế tiếp trong nhóm IA vào cốc chứa 49,18 gam H₂O thu được dung dịch A và khí B. Để trung hòa dung dịch  A cần  30 ml dung dịch HCl 1M.

a. Xác định hai kim loại

b. Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch A.

Lời giải

a. Gọi công thức chung của kim loại là R = a mol.

2R   +  2H₂O    2ROH  +  H₂                                                     

(mol):   a            a                 a           0,5a                   

ROH   +  HCl    RCl  +  H₂O                                                         

(mol):    a              a                

Số mol HCl = 0,03 mol nên a = 0,03 mol.

Ta có: Ra = 0,85  R = 28,33. Vậy hai kim loại là Na và K.

Gọi số mol Na = b mol và K = c mol. Ta có: b + c = 0,03 và 23b + 39c = 0,85.

Từ đây tìm được b = 0,02 (mol); c = 0,01 (mol).

b. Dung dịch A gồm NaOH = 0,02 mol và KOH = 0,01 mol.

Khối  lượng dung dịch A = 49,18 + 0,85 - 0,0152 = 50 (gam).

C% (NaOH) =  = 1,6%

C% (KOH) =  = 1,12%.

Ví dụ 6. Cho 10 gam kim loại M (thuộc nhóm IIA) tác dụng với nước, thu được 6,11 lit khí hiđro (đo ở 25^oC và 1 atm).

a. Hãy xác định tên của kim loại M đã dùng.

b. Cho 4 gam kim loại M vào cốc đựng 2,5lit dung dịch HCl 0,06M thu được dung dịch B.

Tính nồng độ mol/l các chất trong cốc sau phản ứng. Coi thể tích dung dịch trong cốc vẫn là 2,5 l.

Lời giải

a. Gọi số mol kim loại M là a mol.

M  +  2H₂O    M(OH)₂  +  H₂

(mol):  a                                               a

Số mol khí H₂ =  = 0,25 (mol) nên:  a = 0,25

Ta có: Ma = 10  M = 40 (Ca).

b. Số mol Ca = 0,1 mol. Các phương trình phản ứng:

Ca     +    2HCl     CaCl₂   +   H₂

(mol):  0,075       0,15           0,075 

Ca     +   2H₂O    Ca(OH)₂  +  H₂

(mol):  0,025                         0,025                    

Dung dịch B gồm: CaCl₂ = 0,075 mol và Ca(OH)₂ = 0,025 mol.

C_M  ;  C_M  

Ví dụ 7. Có 5,56 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hóa trị n). Chia A làm hai phần bằng nhau:

Phần 1: Hòa tan hết trong dung dịch HCl được 1,568 lit khí H₂.

Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được 2,016 lit khí SO₂.  

Viết các phương trình phản ứng và xác định tên kim loại M. Các khí đo ở đktc.

Lời giải

Gọi số mol trong mỗi phần: Fe = x mol; M = y mol.

Phần 1:

Fe  +  2HCl    FeCl₂  +  H₂

(mol):   x                                         x

2M  +  2nHCl    2MCl_n  +  nH₂

(mol):    y                                          0,5ny

Số mol H₂ = 0,07 nên x + 0,5ny = 0,07.

Phần 2:

2Fe  +  6H₂SO_4(đặc)    Fe₂(SO₄)₃  +  3SO₂ +  6H₂O

(mol):   x                                                                   1,5x

2M  +  2nH₂SO_4(đặc)    M₂(SO₄)_n  +  nSO₂ +  2nH₂O

(mol):   y                                                                   0,5nx

Số mol SO₂ = 0,09 nên  1,5x + 0,5ny = 0,09. Vậy x = 0,04 và ny = 0,06.

Mặt khác: 56x + My = 2,78 nên My = 0,54. Vậy hay M = 9n.

Ta lập bảng sau:

Vậy M là Al.

Ví dụ 8. R là kim loại hóa trị II. Đem hòa tan 2 gam oxit của kim loại này vào 48 gam dung dịch H₂SO₄ 6,125% loãng thu được dung dịch A trong đó nồng độ H₂SO₄ chỉ còn 0,98%.

1. Viết phương trình hóa học và xác định R. Biết RSO₄ là muối tan.

2. Tính thể tích dung dịch NaOH 8% (d =1,05 g/ml) cần cho vào A để thu được lượng kết tủa lớn nhất.

Lời giải

1. Gọi số mol oxit RO = a mol.

RO  +  H₂SO₄    RSO₄  +  H₂O

(mol):   a             a                a                          

Số mol axit H₂SO₄ dư =  - a = 0,03 - a.

C% (H₂SO₄) sau phản ứng = 0,98%             =  

 a = 0,025 (mol).

Ta có: (M + 16)a = 2  M = 64 (Cu).

2. Dung dịch A gồm: CuSO₄ = 0,025 mol; H₂SO₄ = 0,005 mol.

H₂SO₄  +  2NaOH    Na₂SO₄  +  2H₂O

(mol):   0,005        0,01

CuSO₄  +  2NaOH    Cu(OH)₂  +  Na₂SO₄ 

(mol):   0,025        0,05

Khối lượng dung dịch NaOH cần dùng =  = 30 (gam).

Thể tích dung dịch NaOH cần dùng =  = 28,57 (ml)

Ví dụ 9. M là kim loại hóa trị II. Hòa tan m gam M vào 200 gam dung dịch H₂SO₄ loãng, vừa đủ thì thu được dung dịch A và 0,672 lit khí (ở 54,6⁰C và 2 atm). Chia A thành 2 phần bằng nhau:

Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được 1 gam chất rắn.

Xác định kim loại M và tính nồng độ % dung dịch axit đã dùng.

Phần 2: làm bay hơi nước thu được 6,15 gam muối ngậm nước dạng MSO₄.nH₂O. Xác định công thức muối ngậm nước.

Lời giải

1. Gọi số mol M = a mol.

M  +  H₂SO₄    RSO₄  +  H₂

(mol):    a          a                 a                          

Số mol H₂ = 0,05 mol nên a = 0,05 mol.

Phần 1:

RSO₄  +  2NaOH    R(OH)₂  +  Na₂SO₄

(mol):   0,025                           0,025                          

R(OH)₂    RO  +  H₂O

(mol):   0,025                 0,025                          

m_RO = 1 gam  (R + 16).0,025 = 1  R = 24 (Mg).

C% (H₂SO₄) =  = 2,45%.

Phần 2: MgSO₄.nH₂O = 0,025 mol. Ta có: (120 + 18n).0,025 = 6,15  n = 7.

Vậy công thức muối ngậm nước là MgSO₄.7H₂O.

2.28 Hòa tan 16,2 gam kim loại M (nhóm IIIA) vào 5 lit dung dịch HNO­₃ 0,5M    (d = 1,25 g/ml). Sau khi kết thúc phản ứng thu được 5,6 lit hỗn hợp khí NO và N₂ (đktc). Tỉ khối của hỗn hợp khí này so với hiđro là 14,4.

1. Xác định kim loại R.

2. Tính nồng độ % của dung dịch HNO₃ trong dung dịch sau phản ứng.

1. M thuộc nhóm IIIA nên M có hóa trị III.

M  +  4HNO₃    M(NO₃)₃   +  NO +  2H₂O                    (1)

(mol):   a          4a                   a                 a       

10M  +  36HNO₃    10M(NO₃)₃   +  3N₂ +  18H₂O      (2)

(mol):   10b         36b                 10b                 3b

Ta có: a + 3b = 0,25.                                                                            (3)

M_A = 14,42 = 28,8    30a + 84b = 7,2        (4)                

Từ (3), (4) ta có:  a = 0,1 mol; b = 0,05 mol.

M(a + 10b) = 16,2 M = 27 (Al).

2. Số mol HNO₃ dư = 2,5 - 4a - 36b = 0,3 (mol).

Khối lượng dung dịch HNO₃ ban đầu = 50001,25 = 6250 (gam).

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 6250 + 16,2 - 30a - 84b = 6259 (gam).

C% (HNO₃ sau phản ứng) =  = 0,30%.

2.30 Hòa tan hết 46 gam hỗn hợp gồm Ba và hai kim loại kiềm A, B thuộc hai chu kì kế tiếp vào nước, thu được dung dịch D và 11,2 lit khí đo ở đktc.

Nếu thêm 0,18 mol Na₂SO₄ vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết bari. Nếu thêm 0,21 mol Na₂SO₄ vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na₂SO₄.

Xác định tên hai kim loại kiềm.

Gọi kí hiệu chung của hai kim loại kiềm là M.

Gọi số mol trong 46 gam hỗn hợp đầu: M = a mol và Ba = b mol.

Các phương trình phản ứng:

2M  +  2H₂O     2MOH   +   H₂                                                        (1)

(mol):   a                              a               0,5a

Ba  +  2H₂O     Ba(OH)₂   +   H₂                                                     (2)

(mol):   b                              b                  b

Số mol H₂ = 0,5 mol nên: 0,5a + b = 0,5   a + 2b = 1.                   (3)

Khi cho dung dịch thu được tác dụng với dung dịch Na₂SO₄:

Ba(OH)₂  +  Na₂SO₄    BaSO₄  +  2NaOH                            (4)

Khi thêm 0,18 mol Na₂SO₄, trong dung dịch còn dư Ba(OH)₂ nên b > 0,18.

Khi thêm 0,21 mol Na₂SO₄, trong dung dịch còn dư Na₂SO₄    nên b < 0,21.

Mặt khác: Ma  + 137b = 46                                                                (5)

Kết hợp (3), (5) ta có: b =

Mặt khác: 0,18 < b < 0,21   29,7  < M < 33,34.

Khối lượng mol trung bình của 2 kim loại kiềm liên tiếp là: 29,7  < M < 33,34. Hai kim loại đó là Na (Na = 23) và K ( K = 39).