Luyện thi học sinh giỏi hóa học 8 (chương kim loại)

Chương 2
KIM LOẠI
A - MỘT SỐ KIẾN THỨC CẦN NHỚ
I - TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA KIM LOẠI
- Kim loại có tính dẻo, dễ dát mỏng, kéo sợi. Những kim loại khác nhau thì có tính
dẻo khác nhau.
- Kim loại có tính dẫn điện, kim loại khác nhau thì có khả năng dẫn điện khác nhau,
kim loại dẫn điện tốt nhất là bạc sau đó đến đồng, nhôm, sắt …
- Kim loại có tính dẫn nhiệt, kim loại khác nhau thì có khả năng dẫn nhiệt khác
nhau, kim loại dẫn điện tốt thì thường cũng dẫn điện tốt.
- Các kim loại đều có ánh kim.
- Ngoài ra kim loại còn có một số tính chất vật lí riêng khác:
+ Các kim loại khác nhau có khối lượng riêng khác nhau, những kim loại có khối
lượng riêng nhỏ hơn 5 gam/cm
3
được gọi là kim loại nhẹ, còn các kim loại có khối
lượng riêng lớn hơn 5 gam/cm
3
được gọi là kim loại nặng.
+ Các kim loại khác nhau có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khác nhau. Kim
loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là Thuỷ ngân (Hg) - 39
o
C và cao nhất là
vonfram (W) ở 3410
o
C.
+ Các kim loại khác nhau có độ cứng khác nhau.
II - TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI
1. Phản ứng của kim loại với phi kim
a. Tác dụng với oxi
Hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt …) phản ứng với oxi ở nhiệt độ thường hoặc

nhiệt độ cao tạo thành oxit (thường là oxit bazơ).
Thí dụ 1:
Natri phản ứng với oxi tạo thành natri oxit:
4Na + O
2
→
2Na
2
O
Thí dụ 2:
31
Sắt cháy trong oxi không khí tạo thành sắt từ oxit:
3Fe + 2O
2
→
o
t
Fe
3
O
4
Thí dụ 3:
Đồng cháy trong oxi tạo thành đồng (II) oxit:
2Cu + O
2
→
o
t
2CuO
b. Tác dụng với phi kim khác

Ở nhiệt độ cao kim loại phản ứng với nhiều phi kim khác tạo thành muối.
Thí dụ 1:
Natri nóng chảy phản ứng với khí clo tạo thành muối natri clorua tinh thể:
2Na + Cl
2
→
o
t
2NaCl
Thí dụ 2:
Sắt phản ứng với lưu huỳnh ở nhiệt độ cao tạo thành sắt (II) sunfua:
Fe

+ S
→
o
t
FeS
Thí dụ 3:
Đồng phản ứng clo tạo thành đồng (II) clorua:
Cu + Cl
2
→
o
t
CuCl
2
2. Phản ứng của kim loại với dung dịch axit
Một số kim loại phản ứng với dung dịch axit (HCl, H
2

SO
4
loãng …) tạo thành
muối và giải phóng khí hidro.
Thí dụ:
Mg + H
2
SO
4
→
MgSO
4
+ H
2
2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
3. Phản ứng của kim loại với dung dịch muối
Kim loại hoạt động hoá học mạnh hơn (trừ các kim loại tác dụng với nước ở
nhiệt độ thường như: K, Ca, Na …) có thể đẩy kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi
dung dịch muối tạo thành muối mới và kim loại mới.
Thí dụ 1:
32
Sắt đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối đồng (II) sunfat:
Fe + CuSO
4

→
Cu + FeSO
4
Thí dụ 2:
Nhôm đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối bạc nitrat:
Al + 3AgNO
3
→
3Ag + Al(NO
3
)
3
Thí dụ 3:
Đồng đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối bạc nitrat:
Cu + 2AgNO
3
→
2Ag + Cu(NO
3
)
2
III - DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC
Dãy hoạt động hoá học là dãy các kim loại được xếp theo chiều giảm dần mức
hoạt động hoá học.
Dãy hoạt động hoá học của một số kim loại thường gặp:
K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au
Dựa vào tính chất hoá học chung của kim loại ta có bảng tổng kết sau:
Tính chất Kim loại
1. Tác
dụng với

oxi
K, Ba Na, Ca …
Phản ứng ngay cả
ở nhiệt độ thường
4K + O
2
→ 2K
2
O
Mg, Al, Zn, Fe, Pb,
Cu cần nhiệt độ cao
để khơi mào phản
ứng
2Cu + O
2
→
o
t
2CuO
Au, Pt …
Không phản
ứng với O
2
ngay cả ở
nhiệt độ cao
2. Tác
dụng với
nước
Kim loại đứng
trước Mg phản ứng

với nước ở nhiệt
độ thường giải
phóng H
2
2K+2H
2
O→
2KOH+H
2
Một số kim loại hoạt
động tương đối mạnh
phản ứng với nước ở
nhiệt độ cao tạo thành
oxit và giải phóng H
2
Mg+H
2
O
→
o
t
2MgO
+H
2
Không phản
ứng
33
3. Tác
dụng với
dung dịch

axit
Kim loại đứng trước H phản ứng với một
số axit (HCl, HBr, H
2
SO
4
loãng …) tạo
thành muối và giải phóng H
2
Fe + H
2
SO
4
→ FeSO
4
+ H
2
Kim loại
đứng sau H
không phản
ứng với các
HCl, H
2
SO
4
loãng
4. Tác
dụng với
các dung
dịch muối

Kim loại đứng trước (trừ các kim loại tác dụng với nước ở
nhiệt độ thường) đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch
muối.
Cu + 2AgNO
3
→ Cu(NO
3
)
2
+ 2Ag
IV - NHÔM
1. Tính chất vật lí
Nhôm là kim loại phổ biến nhất màu trắng bạc, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn
điện tốt, nhẹ (khối lượng riêng 2,7 gam/cm
3
), dẻo … nên có nhiều ứng dụng trong
đời sống như đồ dùng gia đình, chế tạo hợp kim …
2. Tính chất hoá học
a. Phản ứng của nhôm với phi kim
* Tác dụng với oxi
Nhôm cháy sáng trong oxi tạo thành nhôm oxit:
4Al + 3O
2
→
2Al
2
O
3
Ở điều kiện thường nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al
2

O
3
mỏng bền vững bảo
vệ không cho nhôm phản ứng với oxi trong không khí và nước.
* Nhôm tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành muối
Thí dụ: Nhôm tác dụng với S, Cl
2
, Br
2
…
2Al

+ 3S
→
o
t
Al
2
S
3
b. Phản ứng của nhôm loại với dung dịch axit
Nhôm phản ứng với dung dịch axit (HCl, H
2
SO
4
loãng …) tạo thành muối và
giải phóng khí hidro.
34
Thí dụ:
2Al + 3H

2
SO
4
→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
Chú ý: Nhôm không phản ứng với axit H
2
SO
4
đặc nguội và axit HNO
3
đặc nguội.
Có thể phản ứng với dung dịch axit H
2
SO
4
đặc nóng, và dung dịch axit HNO

3
không
giải phóng ra H
2
.
Thí dụ:
2Al + 6H
2
SO
4 đặc

→
o
t
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O
Al + 4HNO
3 loãng
→
Al(NO
3

)
3
+ NO + 2H
2
O
c. Phản ứng của nhôm với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơn
Thí dụ 1: Nhôm đẩy sắt ra khỏi dung dịch muối sắt (II) sunfat:
2Al + 3FeSO
4
→
3Fe + Al
2
(SO
4
)
3
Thí dụ 2: Nhôm đẩy bạc ra khỏi dung dịch muối bạc nitrat:
Al + 3AgNO
3
→
3Ag + Al(NO
3
)
3
d. Phản ứng của nhôm với dung dịch kiềm
2Al + 2NaOH + 2H
2
O
→
2NaAlO

2
+ 3H
2
NaAlO
2
là muối natri aluminat
3. Sản xuất nhôm
Trong tự nhiên nhôm tồn tại chủ yếu dưới dạng oxit, muối. Người ta sản xuất
nhôm bằng phương pháp điện phân nóng chảy hỗn hợp nhôm oxit với criolit
(Na
3
AlF
6
):
2Al
2
O
3
4Al + 3O
2

V - SẮT
1. Tính chất vật lí
Sắt là kim loại màu trắng xám, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt, sắt là
kim loại nặng (khối lượng riêng 7,86 gam/cm
3
), dẻo … nên có nhiều ứng dụng trong
đời sống như đồ dùng gia đình, chế tạo hợp kim …
35
Điện phân nóng chảy

2. Tính chất hoá học
a. Phản ứng của với phi kim
* Tác dụng với oxi
Sắt cháy trong oxi không khí tạo thành sắt từ oxit:
3Fe + 2O
2
→
o
t
Fe
3
O
4
* Sắt tác dụng với nhiều phi kim khác tạo thành muối
Thí dụ: Sắt tác dụng với S, Cl
2
, Br
2
…
Fe

+ S
→
o
t
FeS
2Fe

+ 3Cl
2

→
o
t
2FeCl
3
b. Phản ứng của sắt với dung dịch axit
Sắt phản ứng với dung dịch axit (HCl, H
2
SO
4
loãng …) tạo thành muối và giải
phóng khí hidro.
Thí dụ:
Fe + H
2
SO
4
→
FeSO
4
+ H
2
Fe + 2HCl
→
FeCl
2
+ H
2
Chú ý: Sắt không phản ứng với axit H
2

SO
4
đặc nguội và axit HNO
3
đặc nguội.
Có thể phản ứng với dung dịch axit H
2
SO
4
đặc nóng, và dung dịch axit HNO
3
không
giải phóng ra H
2
.
Thí dụ:
2Fe + 6H
2
SO
4 đặc

→
o
t
Fe
2
(SO
4
)
3

+ 3SO
2
+ 6H
2
O
Fe + 4HNO
3 loãng
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO + 2H
2
O
c. Phản ứng của sắt với dung dịch muối của kim loại kém hoạt động hơn
Thí dụ 1: Sắt đẩy đồng ra khỏi dung dịch muối đồng (II) sunfat:
Fe + CuSO
4

→
Cu + FeSO
4
Thí dụ 2: Sắt đẩy chì ra khỏi dung dịch muối chì nitrat:
Fe + Pb(NO
3
)
2
→
Pb + Fe(NO

3
)
2
VI - HỢP KIM SẮT
36
1. Hợp kim
Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều
kim loại khác nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim.
2. Hợp kim của sắt
Gang Thép
Các hợp
kim của
sắt
- Gang là hợp kim của sắt
với cacbon, trong đó hàm
lượng cacbon chiếm từ 2 -
5%. Ngoài ra trong gang còn
có một số nguyên tố khác
như Mn, Si, S …
- Có hai loại gang:
+ Gang trắng thường dùng
để luyện thép.
+ Gang xám thường dùng
để chế tạo máy móc, thiết bị
…
- Thép là hợp kim của sắt
với cacbon và một số
nguyên tố khác, trong đó
hàm lượng cacbon chiếm
dưới 2%.

- Thép thường được dùng
trong chế tạo máy móc,
công cụ lao động, trong xây
dựng …
Sản xuất - Nguyên liệu chính: Các loại
quặng sắt: manhetit Fe
3
O
4
,
hematit Fe
2
O
3
… than cốc,
không khí …
- Nguyên tắc sản xuất: Dùng
CO khử các oxit sắt ở nhiệt
độ cao trong lò luyện kim.
- Quá trình sản xuất:
+ Phản ứng tạo CO
C + O
2

→
o
t
CO
2
C + CO

2

→
o
t
2CO
- Nguyên liệu chính: Gang,
sắt phế liệu và khí oxi.
- Nguyên tắc sản xuất: oxi
hoá các kim loại, phi kim để
loại khỏi gang phần lớn các
nguyên tố C, S, P, Mn, Si …
- Quá trình sản xuất:
+ O
2
phản ứng với Fe tạo
FeO
2Fe + O
2

→
o
t
2FeO
+ FeO oxi hoá các nguyên tố
37
+ Khử sắt oxit
Fe
2
O

3
+ 3CO
→
o
t
2Fe +
3CO
2
Fe
3
O
4
+ 4CO
→
o
t
3Fe +
4CO
2
+ Tạo xỉ
CaO + SiO
2
→
o
t
CaSiO
3
…
khác có trong gang như: C,
S, P, Mn, Si …thành oxit

loại ra khỏi thép.
FeO + Mn
→
o
t
Fe +
MnO
VII - SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI KHÔNG BỊ ĂN MÒN
1. Sự ăn mòn kim loại
Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng hoá học
gọi là ăn mòn kim loại.
Thí dụ: Sắt thép để trong không khí bị gỉ xốp, giòn dễ gãy vỡ …
2. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại
- Ảnh hưởng của các chất trong môi trường: Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp
xúc bị ăn mòn nhanh hay chậm. Thí dụ trong môi trường ẩm, có nhiều chất oxi hoá
kim loại bị phá huỷ nhanh chóng hơn trong môi trường khô, không có mặt các chất
oxi hoá …
- Khi nhiệt độ cao kim loại bị ăn mòn nhanh hơn ở nhiệt độ thấp
3. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại
- Ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường xung quanh như: sơn, mạ, tráng
men …
- Chế tạo các hợp kim có khả năng chống chịu ăn mòn như: thép crom, thép niken
…
B - CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
2.1 Trong các kim loại sau: Al, Cu, Ag, Au kim loại nào có khả năng dẫn điện tốt
nhất?
A. Al B. Ag C. Au D. Cu
Đáp án: B đúng
38
2.2 Vonfram (W) được dùng làm dây tóc bóng đèn vì:

A. Có khả năng dẫn điện tốt.
B. Có khả năng dẫn nhiệt tốt.
C. Có độ cứng cao.
D. Có nhiệt độ nóng chảy cao.
Đáp án: D đúng
2.3 Trong các kim loại sau: Na, Cu, Fe, Cr kim loại nào có độ cứng cao nhất?
A. Na B. Fe C. Cr D. Cu
Đáp án: C đúng
2.4 Hãy tính thể tích 1 mol của mỗi kim loại trong phòng thí nghiệm, biết rằng ở
điều kiện nhiệt độ và áp suất trong phòng thí nghiệm các kim loại có khối lượng
riêng tương ứng là: Li 0,5 (g/cm
3
), Fe 7,86 (g/cm
3
). Trong các phương án sau
phương án nào đúng nhất:
A. Li 13,88 cm
3
, Fe 7,11 cm
3
B. Li 7,11 cm
3
, Fe 13,88 cm
3

C. Li 6,84 cm
3
, Fe 56,0 cm
3
D. Li 3,42 cm

3
, Fe 7,11 cm
3

Đáp án: A đúng
2.5 Sắp xếp các kim loại sau theo chiều hoạt động hoá học tăng dần:
A. Ag, K, Fe, Zn, Cu, Al. B. Al, K, Fe, Cu, Zn, Ag.
C. K, Fe, Zn, Cu, Al, Ag. D. K, Al, Zn, Fe, Cu, Ag.
Đáp án: D đúng
2.6 Có dung dịch A chứa FeSO
4
có lẫn CuSO
4
, có thể sử dụng kim loại nào trong số
các kim loại cho dưới đây để loại bỏ CuSO
4
khỏi dung dịch A.
A. Na B. Fe C. Al D. Cu
Đáp án: B đúng
2.7 Cho các phản ứng sau:
X + HCl → A + H
2
↑
A + NaOH → B↓ + D
B
→
Ct
o
H + H
2

O
39
H + CO
→
Ct
o
X + E↑
X là kim loại nào trong số các kim loại sau:
A. Na B. Ag C. Fe D. Cu
Đáp án: C đúng
2.8 Một tấm kim loại bằng vàng (Au) bị bám ít Fe trên bề mặt có thể dùng dung dịch
nào trong số các dung dịch sau để hoà tan lớp bột sắt.
A. H
2
O B. Dung dịch HCl C. Dung dịch AlCl
3
D. Dung dịch FeCl
2
Đáp án: B đúng
2.9 Một tấm kim loại bằng vàng (Au) bị bám ít Fe trên bề mặt có thể dùng dung dịch
nào trong số các dung dịch sau để hoà tan lớp bột sắt.
A. Dung dịch NaOH B. Dung dịch CuCl
2
C. Dung dịch AlCl
3
D. Dungdịch FeCl
3
Đáp án: D đúng
2.10 Các nhóm kim loại nào cho dưới đây thoả mãn điều kiện tất cả các kim loại đều
tác dụng với dung dịch axit HCl

A. Fe, Al, Ag, Zn, Mg
B. Al, Fe, Au, Mg, Zn
C. Fe, Al, Ni, Zn, Mg
D. Zn, Mg, Cu, Al, Ag
Đáp án: C đúng
2.11 Các nhóm kim loại nào cho dưới đây thoả mãn điều kiện tất cả các kim loại đều
tác dụng với dung dịch axit H
2
SO
4
đặc nóng.
A. Fe, Al, Ag, Zn, Mg
B. Al, Fe, Au, Mg, Zn
C. Fe, Al, Ni, Zn, Mg
D. Cả hai nhóm kim loại a và c đều đúng
Đáp án: D đúng
2.12 Cho các phản ứng sau:
40
X + HCl → A + H
2
↑
A + NaOH
vừa đủ
→ B↓ + D
B↓ + NaOH
dư
→ H + E
X là kim loại nào trong số các kim loại sau:
A. Al B. Ag C. Fe D. Cu
Đáp án: A đúng

2.13 Có ba kim loại bề ngoài giống nhau Ag, Ba, Al có thể dùng dung dịch nào cho
dưới đây có thể phân biệt đồng thời cả ba kim loại.
A. Nước B. Dung dịch axit HCl
C. Dung dịch axit H
2
SO
4
loãng D. Cả b và c đều đúng
Đáp án: C đúng
2.14 Có dung dịch MgSO
4
, KOH, HCl có thể dùng chất nào cho dưới đây có thể
phân biệt đồng thời cả dung dịch.
A. Dung dịch axit H
2
SO
4
loãng B. Dung dịch axit HCl
C. Giấy quỳ tím D. Cả a và b đều đúng
Đáp án: C đúng
2.15 Cho m gam hỗn hợp Al và Ag tác dụng với lượng dư dung dịch H
2
SO
4
loãng
thu được 6,72 lít khí (đo ở đktc). Sau phản ứng thấy còn 4,6 gam kim loại không tan.
Tính thành phần % theo khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu.
Giải
- Ag đứng sau H trong dãy hoạt động hoá học nên không phản ứng với dung dịch
H

2
SO
4
loãng. Vậy khối lượng của Ag trong hỗn hợp đầu là m
Ag
= 4,60 gam.
- Al phản ứng với dung dịch H
2
SO
4
:
2Al + 3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
(1)
422
726
2
,

,
H
=n
= 0,30 mol
- Số mol Al có trong hỗn hợp: n
Al
=
2
3
2
H
n
= 0,20 mol
- Khối lượng Al có trong hỗn hợp: m
Al
= 27.0,20 = 5,4 mol
41
- % Khối lượng Al trong hỗn hợp: m
Al
=
%
,,
,
100
4564
45
+
= 54,0%
- % Khối lượng Ag trong hỗn hợp:
m

Ag
=
%
,,
,
100
4564
64
+
= 46,0%
2.16 Hoà tan hoàn toàn 5,4 gam bột nhôm vào 200,0 ml dung dịch H
2
SO
4
1,50 M.
a. Tính thể tích khí thu được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
b. Tính nồng độ các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng. Thể tích dung dịch
coi như không đổi.
Giải
Số mol Al =
20
27
45
,
,
=
mol, số mol H
2
SO
4

= V.C
M
= 0,2.1,5 = 0,3 mol.
Phương trình phản ứng:
2Al +3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
(1)
Theo phương trình phản ứng: 2mol 3mol 1mol 3mol
Theo bài ra: 0,2mol 0,3mol xmol ymol
Ta có tỉ lệ:
⇒= )SOH(
,
)Al(
,
42
3
30
2

20
các chất phản ứng với nhau vừa đủ.
a. Tính thể tích khí thoát ra (H
2
).
Theo phương trình phản ứng (1): y =
30
2
203
2
3
2
,
,.
n
n
Al
H
===
mol
Thể tích H
2
đo ở điều kiện tiêu chuẩn:
72630422422
22
,,.,n.,V
HH
===
lít
b. Chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng là Al

2
(SO
4
)
3
có số mol là:
x =
10
2
20
2
342
,
,
n
n
Al
)SO(Al
===
mol
Thể tích dung dịch không đổi V = 200,0 ml = 0,2 lít.
Nồng độ chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng:

50
20
10
342
342
,
,

,
V
n
C
)SO(Al
)SO(Al
===
M
2.17 Hoà tan hoàn toàn 2,7 gam bột nhôm vào 200,0 ml dung dịch H
2
SO
4
1,0 M.
42
a. Tính thể tích khí thu được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
b. Tính nồng độ các chất trong dung dịch thu được sau phản ứng. Thể tích dung dịch
coi như không đổi.
Giải
Số mol Al =
10
27
72
,
,
=
mol, số mol H
2
SO
4
= V.C

M
= 0,2.1,0 = 0,2 mol.
Phương trình phản ứng:
2Al +3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
(1)
Theo phương trình phản ứng: 2mol 3mol 1mol 3mol
Theo bài ra: 0,1 mol 0,2mol xmol ymol
Ta có tỉ lệ:
⇒< )SOH(
,
)Al(
,
42
3
20
2
10

H
2
SO
4
dư, Al phản ứng hết ⇒ tính các chất
phản ứng theo Al.
a. Tính thể tích khí thoát ra (H
2
).
Theo phương trình phản ứng (1):
150
2
103
2
3
2
,
,.
n
n
Al
H
===
mol
Thể tích H
2
đo ở điều kiện tiêu chuẩn:
363150422422
22
,,.,n.,V

HH
===
lít
b. Chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng là Al
2
(SO
4
)
3
và H
2
SO
4
dư:
050
2
10
2
342
,
,
n
n
Al
)SO(Al
===
mol
050
2
103

20
2
3
4242
d
,
,.
,
n
nn
Al
SOH)(SOH
=−=−=
mol
Thể tích dung dịch không đổi V = 200,0 ml = 0,2 lít.
Nồng độ chất tan trong dung dịch thu được sau phản ứng:

M,
,
,
V
n
C
M,
,
,
V
n
C
SOH

SOH
)SO(Al
)SO(Al
250
20
050
250
20
050
42
42
342
342
===
===
43
2.18 Hoà tan 19,00 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al vào dung dịch axit HCl dư, sau
phản ứng thu được 13,44 lít khí ở điều kiện tiêu chuẩn và còn 6,40 gam chất rắn
không tan. Hãy tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp trên.
Giải
- Vì Cu không phản ứng với axit HCl nên chất rắn không tan chính là Cu và m
Cu
=
6,4 gam.
Khối lượng kim loại Mg và Al tan ra là: m
Mg
+ m
Al
= 19.0 - 6,4 = 12,6 gam
Gọi số mol Mg và Al trong hỗn hợp lần lượt là x mol và y mol.

Ta có phương trình phản ứng:
Mg + 2HCl
→
MgCl
2
+ H
2
(1)
2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
(2)
Theo các phương trình phản ứng (1) và (2) ta có hệ phương trình:





==+
=+
60
422
4413
2
3
6122724
,

,
,
yx
,yx

Giải hệ phương trình này thu được x = 0,3 mol; y = 0,2 mol
Vậy % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp dầu là:
%m
Cu
=
%.
,
,
100
019
46
=33,68%
%m
Mg
=
%.
,
,.
%.
,
x
100
019
3024
100

019
24
=
=37,89%
%m
Al
=
%.
,
,.
%.
,
y
100
019
2027
100
019
27
=
=28,42%
2.19 Cho 22,2 gam hỗn hợp gồm Al, Fe hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl thu
được 13,44 lít H
2
(đktc). Tính thành phần % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp và
khối lượng muối clorua khan thu được.
Giải
Gọi số mol Fe và Al trong 22,2 gam hỗn hợp lần lượt là x mol và y mol.
Ta có phương trình phản ứng:
44

2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
(1)
Fe + 2HCl
→
FeCl
2
+ H
2
(2)
Theo các phương trình phản ứng (1) và (2) ta có hệ phương trình:





==+
=+
60
422
4413
2
3
2222756
,
,

,
yx
,yx

Giải hệ phương trình này thu được x = 0,3 mol; y = 0,2 mol
Vậy % khối lượng các kim loại trong hỗn hợp dầu là:
%m
Fe
=
%.
,
,.
%.
,
x
100
222
3056
100
222
56
=
=75,68%
%m
Al
=
%.
,
,.
%.

,
y
100
222
2027
100
222
27
=
=24,32%
Khối lượng muối clorua thu được:
m =
32
AlClFeCl
mm +
=127x + 133,5y = 64,8 gam
2.20 Nhúng một thanh nhôm có khối lượng 50,00 gam vào 400,0 ml dung dịch
CuSO
4
0,50 M một thời gian. Lấy thanh nhôm ra sấy khô và đem cân thấy thanh kim
loại lúc này nặng 51,38 gam. Giả sử tất cả lượng Cu giải phóng đều bám vào thanh
nhôm. Tính khối lượng Cu thoát ra và nồng độ các muối có trong dung dịch (giả sử
không có sự thay đổi thể tích trong quá trình phản ứng).
Giải
Phương trình phản ứng:
2Al + 3CuSO
4
→
Al
2

(SO
4
)
3
+ 3Cu

(1)
Gọi số mol CuSO
4
có trong 400,0 ml dung dịch ban đầu là: x = 0,4.0,5 = 0,2 mol.
Giả sử lượng CuSO
4
đã tham gia phản ứng là y mol. Theo định luật bảo toàn khối
lượng ta có:
50 -
3
2
.27y + 64y = 51,38 ⇒ y = 0,03 mol
Khối lượng Cu thoát ra là: m
Cu
= 64y = 64.0,03 = 1,92 gam.
Số mol CuSO
4
còn lại sau phản ứng: x - y = 0,2 - 0,03 = 0,17 mol.
45
Số mol Al
2
(SO
4
)

3
tạo thành sau phản ứng:
3
1
y = 0,01 mol.
Nồng độ dung dịch sau phản ứng:
M,
,
,
V
n
C
M,
,
,
V
n
C
)SO(Al
)SO(Al
CuSO
CuSO
0250
40
010
4250
40
170
342
342

4
4
===
===
2.21 Hoà tan m gam hỗn hợp Al và một kim loại R hoá trị II đứng trước H trong
dãy hoạt động hoá học vào 500,0 ml dung dịch HCl 2,0 M thu được 10,08 lít H
2
(đo
ở đktc) và dung dịch A. Trung hoà dung dịch A bằng NaOH sau đó cô cạn dung dịch
thu được 46,8 gam hỗn hợp muối khan.
a. Tính khối lượng m hỗn hợp kim loại đã hoà tan.
b. Xác định kim loại R biết rằng tỉ lệ số mol của R và Al trong hỗn hợp là 3:4.
Giải
a. Tính khối lượng hỗn hợp kim loại
- Gọi số mol Al trong hỗn hợp là x mol. Gọi số mol R trong hỗn hợp là y mol.
Ta có x:y = 3:4 => 4x = 3y
- Số mol HCl: n
HCl
= 0,5.2 = 1,0 mol
- Các phương trình phản ứng:
2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
(1)
R + 2HCl
→
RCl

2
+ H
2
(2)
NaOH + 2HCl
→
RCl
2
+ H
2
(3)
- Số mol H
2
thu được:
2
H
n
= 1,5x + y =
4,22
08,10
= 0,45 mol => x = 0,2 mol; y = 0,15 mol
- Số mol HCl tham gia phản ứng (1) và(2): n
HCl
= 2
2
H
n
= 2.0,45 = 0,90 mol
- Số mol HCl tham gia phản ứng (3) bằng số mol NaOH:
N

NaOH
= n
HCl
= 1,0 - 0,90 = 0,10 mol
- Khối lượng muối thu được:
46
m
muối
=
23
RClAlCl
mm +
= 46,8 - m
NaCl
= 46,8 - 58,5.0,1 = 40,95 gam
- Khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu:
m = m
Al
+ m
R
= 40,95 + m
HCl
-
2
H
m
= 9,0 gam
b. Xác định R:
- Ta có khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu:
m = m

Al
+ m
R
= 27x + Ry = 9 gam => R = 24 là Mg
2.22 Hoà tan 15,80 gam hỗn hợp Al, Mg và Fe vào 500,0 ml dung dịch HCl 2,50
mol/lít thu được 13,44 lít H
2
(đo ở đktc) và dung dịch A. Trong hỗn hợp có số mol
Al bằng số mol Mg. Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đã hoà tan và
tính khối lượng muối có trong dung dịch A.
Giải
- Gọi số mol Al, Mg và Fe trong hỗn hợp lần lượt là: x mol, x mol, z mol.
- Số mol HCl: n
HCl
= 0,500.2,5 = 1,250 mol
- Các phương trình phản ứng:
Mg + 2HCl
→
MgCl
2
+ H
2
(1)
2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H
2
(2)

Fe + 2HCl
→
FeCl
2
+ H
2
(3)
- Số mol H
2
sinh ra:
600
422
4413
51
2
,
,
,
,
H
==++= yxxn
mol (I)
- Số mol HCl tham gia phản ứng (1), (2) và (3):
n
HCl
= 2
2
H
n
= 2.0,60 = 1,20 mol < 1,25 mol nên HCl dư, kim loại tan hết.

- Khối lượng hỗn hợp kim loại:
m
hỗn hợp kim loại
= m
Al
+ m
Mg
+ m
Fe
= 27x + 24x + 56y = 15,80 gam (II)
Giải phương trình (I) và (II) thu được: x = 0,20 mol, y = 0,010 mol
%m
Al
= 34,18%; %m
Mg
= 30,38%; %m
Fe
= 35,44%;
- Khối lượng hỗn hợp muối:
m
muối
=
3
AlCl
m
+
2
MgCl
m
+

2
FeCl
m
= 58,40 gam
47
2.23 Cho hỗn hợp X gồm Fe, Al và một kim loại A có hoá trị II, trong hỗn hợp X có
tỉ lệ số mol Al và Fe là 1:3. Chia 43,8 gam kim loại X làm 2 phần bằng nhau: Phần I
cho tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
1,0 M. Khi kim loại tan hết thu được 12,32 lít khí.
Phần II cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,36 lít H
2
. Xác định kim
loại A (A không phản ứng được với dung dịch NaOH) và tính thể tích dung dịch
H
2
SO
4
tối thiểu cần dùng. Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
Giải
Gọi số mol Fe, Al và A trong mỗi phần lần lượt là 3x, x và y mol.
Phần I tác dụng với dung dịch H
2
SO
4
, vì kim loại tan hết nên A cũng phản ứng với
dung dịch H
2

SO
4
:
2Al + 3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
(1)
Fe + H
2
SO
4

→
FeSO
4
+ H
2
(2)
A + H

2
SO
4

→
ASO
4
+ H
2
(3)
Theo các phương trình phản ứng ta có:
550
422
3212
2
3
3 ,
,
,
y
x
x ==++
mol (I)
m
hh
= 2(56.3x + 27x + Ay) = 43,8 gam (II)
Phần II tác dụng với dung dịch NaOH
2Al + 2NaOH + 2H
2
O

→
2NaAlO
2
+ 3H
2
(4)
Theo phương trình phản ứng (4):
15,0
4,22
36,3
2
.3
2
3
2
====
x
n
n
Al
H
mol ⇒ x = 0,1 mol
Thay x vào phương trình (I) thu được: y = 0,1 mol.
Thay x và y vào phương trình (II) thu được: A = 24
Vậy kim loại A là Mg
Theo các phương trình phản ứng từ (1) đến (3) số mol H
2
SO
4
tối thiểu cần dùng

bằng số mol H
2
sinh ra:
550
242
,nn
HSOH
==
mol
48
Thể tích dung dịch H
2
SO
4
tối thiểu cần dùng:
01
550
42
42
,
,
C
n
V
M
SOH
SOH
==
= 0,55 lít = 550,0 ml
2.24 Hoà tan a gam nhôm kim loại trong dung dịch H

2
SO
4
đặc nóng có nồng độ 98%
(d =1,84 g/ml). Khí SO
2
sinh ra được hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch NaOH 1,0 M.
a. Tính thể tích dung dịch H
2
SO
4
98% (d =1,84 g/ml) cần lấy, biết lượng dung dịch
lấy dư 20% so với lượng cần phản ứng.
b. Tính thể tích dung dịch NaOH cần lấy để hấp thụ hoàn toàn lượng SO
2
trên tạo
thành muối trung hoà.
Giải
a. Tính thể tích dung dịch H
2
SO
4
98% (d =1,84 g/ml) cần lấy
- Số mol Al:
n
Al
=
27
4,5
= 0,20 mol

- Phương trình phản ứng:
2Al + 6H
2
SO
4

→
o
t
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H
2
O

(1)
- Số mol SO
2
sinh ra:

2
SO
n
= 1,5n

Al
= 0,30 mol
- Số mol H
2
SO
4
cần dùng:

42
SOH
n
= 3n
Al
= 0,60 mol
- Khối lượng dung dịch H
2
SO
4
cần dùng:
42
SOddH
m
=
%98
%100.98.6,0
= 60 gam
- Thể tích dung dịch H
2
SO
4

cần dùng:
42
SOddH
V
=
%100.84,1
%120.60
= 39,13 ml
b. Tính thể tích dung dịch NaOH cần lấy
- Phương trình phản ứng:
SO
2
+ 2NaOH
→
Na
2
SO
3
+ H
2
O (2)
49
- Số mol NaOH cần dùng:

n
NaOH
= 2
2
SO
n

= 0,60 mol
- Thể tích dung dịch NaOH cần dùng:
V
dd NaOH
=
0,1
60,0
= 0,60 lít = 600,0 ml
2.25 Hoà tan 5,1 gam Al
2
O
3
vào 200,0 ml dung dịch H
2
SO
4
nồng độ 1,0 M. Tính
nồng độ các chất trong dung dịch thu được.
Giả sử thể tích dung dịch không đổi khi hoà tan Al
2
O
3
.
Giải
- Số mol Al
2
O
3
:
32

OAl
n
=
102
1,5
= 0,05 mol
- Phương trình phản ứng:
Al
2
O
3
+ 3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O

(1)

- Số mol H

2
SO
4
đã lấy:

42
SOH
n
= 0,2.1,0
l
= 0,20 mol

- Số mol H
2
SO
4
đã phản ứng:

42
SOH
n
= 3
32
OAl
n
= 3.0,05= 0,15 mol

- Số mol H
2
SO

4
dư:

42
SOH
n
= 0,20 - 0,15 = 0,05 mol
- Nồng độ H
2
SO
4
trong dung dịch thu được:
42
SOH
C
=
20,0
05,0
= 0,25 M
- Nồng độ Al
2
(SO
4
)
3
trong dung dịch thu được:
342
)(SOAl
C
=

20,0
05,0
= 0,25 M
2.26 Nhúng một thanh Al có khối lượng 5,00 gam vào 100,0 ml dung dịch CuSO
4
đến phản ứng hoàn toàn, dung dịch không còn màu xanh của CuSO
4
. Lấy cẩn thận
thanh kim loại ra rửa sạch, sấy khô cân được 6,38 gam. (Giả sử Cu thoát ra bám hết
vào thanh kim loại). Tính thể tích nồng độ dung dịch CuSO
4
đã lấy và khối lượng
Cu bám vào thanh kim loại.
Giải
- Phương trình phản ứng:
2Al + 3CuSO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Cu

50
- Gọi số mol Al đã phản ứng là 2x mol thì số mol CuSO
4

phản ứng và số mol Cu sinh
ra là 3x mol.
- Theo định luật bảo toàn khối lương:
m
thanh kim loại
= m
Al
+ m
Cu
- m
Al pu
= 5 + 64.3x - 27.2x = 6,38 gam
=> x = 0,01 mol
- Nồng độ CuSO
4
trong dung dịch ban đầu:
4
CuSO
C
=
10,0
01,0.3
= 0,30 M
- Khối lượng Cu bám vào thanh kim loại: m
Cu
= 64.3x = 1,92 gam
2.27 Nguyên tố R phản ứng với lưu huỳnh tạo thành hợp chất R
a
S
b

. Trong một phân
tử R
a
S
b
có 5 nguyên tử, và có khối lượng phân tử là 150. Xác định nguyên tố R.
Giải
- Phương trình phản ứng:
aR + bS
→
R
a
S
b
- Ta có: a + b = 5 (I)
và Ra + 32b = 150 (II)
=> R =
b
b
−
−
5
32150
trong đó 1 < b < 5
Cặp nghiệm phù hợp là b = 3 và R = 27 => R là Al và muối là Al
2
S
3
.
2.28 Hoà tan a gam một kim loại vào 500,00 ml dung dịch HCl thu được dung dịch

A và 11,2 lít khí H
2
(đktc). Trung hoà lượng HCl dư trong dung dịch A cần 100,0 ml
dung dịch Ca(OH)
2
1M. Cô cạn dung dịch sau khi trung hoà thu được 55,6 gam
muối khan. Tính nồng độ dung dịch axit HCl đã dùng, xác định kim loại đem hoà
tan và tính a.
Gọi kim loại đem hoà tan là M có hoá trị n và có x mol trong a gam.
- Số mol Ca(OH)
2
là y = 0,1.1 = 0,1 mol.
- Số mol H
2
sinh ra:
mol,
,
,
n
H
50
422
211
2
==
Các phương trình phản ứng:
2M + 2nHCl
→
2MCl
n

+ nH
2
(1)
51
2HCl + Ca(OH)
2

→
CaCl
2
+ 2H
2
O (2)
- Số mol HCl có trong dung dịch ban đầu:
mol,,.,.nnn
)OH(CaHHCl
2110250222
22
=+=+=
Nồng độ dung dịch HCl ban đầu:
M,
,
,
V
n
C
HCl
)HCl(M
42
50

21
===
Khi cô cạn dung dịch sau khi trung hoà:
655111535
2
khanmuèi
,yx)n,M(mmm
CaClMCl
n
=++=+=
⇒
gam,,.,x)n,M(m
n
MCl
54410111655535 =−=+=
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phương trình phản ứng (1):
gaman,n ,ammmm
HHHMClHClM
n
925442536
222
=⇒+=+⇒+=+
Theo phương trình phản ứng (1): x =
n
n
n
H
12
2
=

Mặt khác a = Mx = 9gam ⇒ M = 9n
Cặp nghiệm phù hợp là: n = 3 và M = 27 vậy M là Al.
2.29 Tính khối lượng nhôm sản xuất được từ 1,0 tấn quặng boxit chứa 61,2% Al
2
O
3
bằng phương pháp điện phân nóng chảy. Biết hiệu suất của quá trình đạt 80%.
Giải
- Khối lượng Al
2
O
3
có trong 1,0 tấn quặng:
32
OAl
m
=
%100
%2,61.1000
= 612 kg
- Phương trình phản ứng:
2Al
2
O
3
4Al + 3O
2
- Theo phương trình phản ứng cứ 102 gam điện phân được 54 gam Al
=> m
Al

=
%80.
102
54.612
= 259,2 kg
2.30 Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
AlCl
3

→
)2(
Al(NO
3
)
3

→
)3(
Al(OH)
3

→
)4(
Al
2
O
3
(1)
Al (9) (10) (11)
52

Điện phân nóng chảy
(5)
Al
2
O
3

→
)6(
Al
→
)7(
Al
2
(SO
4
)
3

→
)8(
AlCl
3
Giải
2Al + 3Cl
2

→
2AlCl
3

(1)
AlCl
3
+ 3AgNO
3

→
Al(NO
3
)
3
+ 3AgCl↓ (2)
Al(NO
3
)
3
+ 3NaOH
→
Al(OH)
3
↓ + 3NaNO
3
(3)
2Al(OH)
3
↓
→
o
t
Al

2
O
3
+ 3H
2
O (4)
4Al + 3O
2

→
o
t
2Al
2
O
3
(5)
2Al
2
O
3
4Al + 3O
2
(6)
2Al + 3H
2
SO
4

→

Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
(7)
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3BaCl
2

→
2AlCl
3
+ 3BaSO
4
(8)
2Al + 3CuSO
4

→
Al
2

(SO
4
)
3
+ 3Cu (9)
2Al(OH)
3
↓ + 3H
2
SO
4

→
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H
2
O (10)
Al
2
O
3
+ 6HCl
→
2AlCl
3

+ 3H
2
O (11)
2.31 Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:
Al + HCl
→
A +
A + NaOH
→
B↓ +
B↓ + NaOH
dư

→
C +
C + HCl
→
B↓ +
B↓
→
o
t
D +
D Al +
Giải
2Al + 6HCl
→
2AlCl
3
+ 3H

2
(1)
AlCl
3
+ 3NaOH
→
Al(OH)
3
↓ + 3NaCl (2)
Al(OH)
3
↓ NaOH
→
NaAlO
2
+ 2H
2
O (3)
53
Điện phân nóng chảy
Điện phân nóng chảy
NaAlO
2
+ HCl + H
2
O
→
Al(OH)
3
↓ + NaCl (4)

2Al(OH)
3
↓
→
o
t
Al
2
O
3
+ 3H
2
O (5
2Al
2
O
3
4Al + 3O
2
(6)
2.32 Cho sơ đồ phản ứng sau:
R + HCl
→
A + ….
A + Cl
2

→
B
B + NaOH

→
D↓
đỏ nâu
+ ….
D
→
o
t
E + ….
E + CO
→
o
t
R + ….
1. R là kim loại nào trong số các kim loại cho dưới đây:
A. Cr B. Mg C. Al D. Fe
2. Viết các phương trình phản ứng cho sơ đồ biến hoá trên.
Đáp án:
1. D đúng
2. Fe + 2HCl
→
FeCl
2
+ H
2
2FeCl
2
+ Cl
2

→
2FeCl
3
FeCl
3
+ 3NaOH
→
Fe(OH)
3
↓
đỏ nâu
+ 3NaCl
2Fe(OH)
3
↓
→
o
t
Fe
2
O
3
+ 3H
2
O
Fe
2
O
3
+ 3CO

→
o
t
2Fe + 3CO
2.33 Gang là:
A. Gang là hợp chất của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 -
5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S …
B. Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 - 5%.
Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S …
C. Gang là hợp kim của sắt với cacbon, oxi trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2 -
5%. Ngoài ra trong gang còn có một số nguyên tố khác như Mn, Si, S …
54
Điện phân nóng chảy
D. Cả A và C đều đúng
Đáp án: B đúng
2.34 Thép là:
A. Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm
lượng cacbon chiếm dưới 2%.
B. Thép là hợp chất của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm
lượng cacbon chiếm dưới 2%.
C. Thép là hợp chất của sắt với lưu huỳnh, photpho, cacbon và một số nguyên tố
khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.
D. Cả B và C đúng
Đáp án: A đúng
2.35 Trong công nghiệp sắt thường được sản suất bằng phương pháp:
A. Điện phân nóng chảy các oxit sắt.
B. Điện phân dung dịch các muối sắt.
C. Khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao.
D. Khử các muối sắt ở nhiệt độ cao.
Đáp án: C đúng

2.36 Kết luận nào sau đây là đúng:
A. Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng hoá học
được gọi là ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn
nhanh hay chậm, nhiệt độ càng cao kim loại bị ăn mòn càng nhanh.
B. Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng hoá học
được gọi là ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn
nhanh hay chậm, nhiệt độ càng cao kim loại càng ít bị ăn mòn.
C. Sự phá huỷ kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên do tác dụng vật lí gọi là
ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường mà kim loại tiếp xúc bị ăn mòn nhanh hay
chậm, nhiệt độ càng cao kim loại càng bị ăn mòn càng nhanh.
D. Cả B và C đúng
55