Dạng toán kim loại phản ứng với axit

DẠNG TOÁN: KIM LOẠI TÁC DỤNG H
2
SO
4
đđ
A. NỘI DUNG
Phương trình khái quát:
Kim loại + H
2
SO
4
đặc  Muối + sản phẩm khử (S; SO
2
; H
2
S) + H
2
O
Công thức 1 : Liên hệ giữa kim loại và sản phẩm khử
Hóa trị KL x n KL = (6 - số oxi hóa S)x số mol sản phẩm khử
Với SO
2
: Hóa trị KL x n KL = (6 - 4). nSO
2
Với S : Hóa trị KL x n KL = (6 - 0 ). nS
Với H
2
S : Hóa trị KL x n KL = (6 + 2). nH
2
S.
Công thức 2: Tính số mol H

2
SO
4
đặc từ sản phẩm khử
nH
2
SO
4
= số một sản phẩm khử + 1/2 số mol e nhận
Với SO
2
: n H
2
SO
4
= nSO
2
+ 1/2(6 - 4). nSO
2

Với S : n H
2
SO
4
= nS + 1/2 (6 - 0). nS
Với H
2
S : n H
2
SO

4
= nH
2
S + 1/2 (6 + 2). nH
2
S
Công thức 3: tính khối lượng muối có trong dung dịch
m muối = m kim loại + m SO
4
2-
Với SO
2
: m muối = m kim loại + 96.1/2(6 - 4). nSO
2

Với S : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 - 0). nS
Với H
2
S : m muối = m kim loại + 96.1/2(6 + 2). nH
2
S
B. YÊU CẦU THƯỜNG GẶP
1. Tính thể tích hay số mol H
2
SO
4
2. Tính khối lượng H
2
SO
4

3. Tính nồng độ % trong dịch H
2
SO
4
4. Tính khối lượng muối khan
5. Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại
6. Xác định sản phẩm khử (SO
2
; H
2
S; S)
7. Xác định axit (hợp chất oxi hóa)
Bài tập
1. Hòa tan hết 29,6g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu (theo tỉ lệ mol 1 : 2 : 3) bằng H
2
SO
4
đặc nguội được
dung dịch Y và 3,36 lít SO
2
(đktc). Cô cạn dung dịch Y được khối lượng muối khan là:
A. 38,4 g B. 21,2 g C. 43,4 g D. 36 ,5 g
2. Hòa tan 0,1 mol Al và 0,2 mol Cu trong dung dịch H
2
SO
4
đặc, dư thu được V (lít) SO
2
(0
0

C, 1at).
Giá trị V là
A. 3,36 B. 4,48 C. 7,84 D. 5,6
DẠNG TOÁN: KIM LOẠI TÁC DỤNG HNO
3
phương trình chung:
Kìm loại + HNO
3
-> Muối + (N
2
, NO; NO
2
; NH
4
NO
3
) + H
2
O
Đặc điểm sản phẩm khử
- N
2
: khí không màu, không mùi, nhẹ hơn không khí
- N
2
O : khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí
- NO : khí hóa nâu trong không khí
- NO
2
: khí màu nâu

- NH
3
: khí mùi khai
- NH
4
NO
3
: không có khí thoát ra
Công thức 1: Liên hệ giữa kim loại và sản phẩm khử
Với NO
2
: Hóa trị KL x n KL = (5 - 4). nNO
2
Với NO : Hóa trị KL x n KL = (5 - 2 ). nNO
Với N
2
O : Hóa trị KL x n KL = 2(5 – 1). nN
2
O.
Với N
2
: Hóa trị KL x n KL = 2(5 - 0). nN
2
Với NH
4
NO
3
: Hóa trị KL x n KL = (5 + 3 ). nNH
4
+

Công thức 2: Tính số mol HNO
3
từ sản phẩm khử
Với NO
2
: nHNO
3
= nNO
2
+ (5 - 4). nNO
2
Với NO : nHNO
3
= nNO + (5 - 2 ). nNO
Với N
2
O : nHNO
3
= 2nN
2
O + 2(5 – 1). nN
2
O.
Với N
2
: nHNO
3
= 2nN
2

+ 2(5 - 0). nN
2
Với NH
4
NO
3
: nHNO
3
= 2nNH
4
NO
3
+ (5 + 3 ). nNH
4
NO
3
= 10nNH
4
NO
3
Công thức 3: Tính khối lượng muối có trong dung dịch
m muối = m kim loại + m NO
3
-
= m kim loại + 62 . ne nhận
Với NO
2
: m muối = m kim loại + 62(5 - 4). nNO
2
Với NO : m muối = m kim loại + 62(5 - 2 ). nNO

Với N
2
O : m muối = m kim loại + 62x2(5 – 1). nN
2
O.
Với N
2
: m muối = m kim loại + 62x2(5 - 0). nN
2
Với NH
4
NO
3
: m muối = m kim loại + 62(5 + 3 ). nNH
4
NO
3

Các loại yêu cầu thường gặp
1. Tính thể tích HNO
3
2. Tính số moi HNO
3

3. Tính khối lượng dung dịch HNO
3
4. Tính nồng độ % dung dịch HNO
3
5. Tính khối lượng muối khan
6. Tính % muối khan

7. Xác định kim loại, % khối lượng mỗi kim loại
8. Xác định sản phẩm khử. (N
x
O
y
, NH
4
NO
3
, NH
3
)
9. Xác định hợp chất oxi hóa
Bài tập
1. Hòa tan hết 12,2g hỗn hợp X gồm Zn, Cu bằng HNO
3
đặc nóng được dung dịch Y và 0,56 lít N
2
O
(đktc). Cô cạn dung .dịch Y được khối lượng muối khan là:
A. 16,5g B. 18,3g C. 21,4g D. 24,6g
2. Cho 3 ,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO
3
dư sinh ra 2,24 lít khí X (sản phẩm khử duy
nhất, ở đktc). Khí X là
A. NO B . NO
2
C. N
2
. D . N

2
O.
DẠNG TOÁN THUỶ PHÂN
A. MỘT SỐ PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG CẦN NHỚ
Cu + 2FeCl
3
-> CuCl
2
+ 2FeCl
2

Fe + 2FeCl
3
-> 3FeCl
2

Fe + Fe
2
(SO
4
)
3
-> 3FeSO
4

AgNO
3
+ Fe(NO
3
)

2
-> Ag + Fe(NO
3
)
3

3AgNO
3
dư + FeCl
2
-> 2AgCl + Fe(NO
3
)
3
+ Ag
B. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp 1 : Cho thanh kim loại A + muối BCl
n
hoặc B(NO
3
)
n

Nếu MA < MB : (lượng tan ít hơn lượng bám)
-> Khối lượng thanh kim loại A tăng so với ban đầu:

AB
AB
AB
tb

MM
mm
MM
mm
m
−
−
=
−
−
↑=∆
Khối lượng thanh kim loại A sau phản ứng là:
)()( bandauAsaupuA
mmm +↑∆=
Bài tập:
1. Lấy thanh sắt nặng 11,2g nhúng vào dung dịch 200ml CuCl
2
0 2M. Khối lượng thanh sắt sau phản
ứng là:
A. 12,56g B: 12,75g C. 11,85g D. 13,76g
2. Lấy thanh kẽm nặng 9,75g nhúng vào dung dịch V ml Cu(NO
3
)
2
0,5M. Tính V biết thanh Zn giảm
0,12g
A. 120 ml B . 240 ml C. 360 ml D. 480 ml
Phương pháp 2: Cho thanh kim loại A + hỗn hợp 2 muối BCl
n
hoặc D(NO

3
)
a

A + BCl
n
-> ACl
m
+ B
A + D(NO
3
)
a
-> ACl
b
+ D
+ Kim loại có tính khử mạnh phản ứng trước, yếu phản ứng sau
+ Sau khi kết thức phản ứng; thu được 2 phần:
* Dung dịch: theo thứ tự muối kim loại mạnh nhất rồi đến muối yếu hơn.
* Phần rắn: ngược lại; kim loại yếu nhất rồi đến đến kim loại mạnh hơn.
Bài tập
1. Cho 5,5g hỗn hợp bộ Al và Fe (trong đó số mol Al gấp đôi số mol Fe) vào 300 ml dung dịch AgNO
3

1M. Khuấy kĩ cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là:
A. 33,95 g B. 35,20 g C. 39,35 g D. 35,39 g
Phương pháp 3: Cho kim loại A, B + muối MX
a
(M > A, B)
A + MX

a
-> AX
m
+ M
B + MX
a
-> BX
n
+ M
* Chất rắn : M và A, B (nếu dư)
* m rắn = m
M
+ m
B
thì A hết và B chưa phản ứng
* m
A
+ m
B
< m rắn <
Σ
m
M
+ m
B
thì A hết và B đã phản ứng chưa hết
Những trường hợp khác phải xét từng bài toán cụ thể
Phương pháp: mốc so sánh
Bước 1: Tính khối lượng các ion kim loại trong muối
Bước 2: So sánh dựa trên hai mốc khối lượng

m
1
= m
kim loại muối yếu
và m
2
= m
tổng các kim loại muối
Bước 3: Xác định chất rắn và tính toán
Bước 1: Tính m
1
(khối lượng của kim loại yếu hơn)
Tính m
2
(tổng khối lượng các kim loại có trong các dung dịch muối)
Bước 2:
Nếu m
c rắn
< m
1
: Thì kim loại R chỉ đủ phản ứng một phần với muối của ion kim loại yếu hơn.
Như vậy một phần ion kim loại yếu hơn bị khử thành kim loại Y (muối của ion kim loại mạnh hơn
không bị khử)
Vậy: m
Y
tạo ra = m
c.rắn
=> n
Y
=> n

R
(theo bt hoá trị) => m
R.
Nếu m
1
<m
c rắn
< m
2
: Thì kim loại R phản ứng hết với muối của ion kim loại yếu hơn và một
phần muối của ion kim loại mạnh hơn. Như vậy ion kim loại yếu hơn bị khử hoàn toàn thành kim loại
Y và một phần ion kim loại mạnh hơn bị khử thành kim loại Z
Vậy: m
Y +
m
z
= m
c.rắn


=>

m
z
= m
c.rắn
-

m
Y

Từ n
Y
và n
Z

=> n
R
(theo bt hoá trị) => m
R.

Nếu m
c rắn
> m
2
: Thì kim loại R phản ứng hết với các muối của ion kim loại và còn dư sau phản
ứng. Như vậy các ion kim loại trong các muối bị khử hết thành kim loại Y và G.
Vậy: m
R
dư = m
c.rắn
– m
2
Từ n
Y
và n
G
(có trong bài toán)

=> n

R

p.ứ
(theo bt hoá trị) => m
R pứ
m
R banđầu
=
.
m
R pứ +
m
R
dư
Bước 2:
m
c.rắn
= 5,16g

m
1
= 3,24g m
2
=7,08 g
m rắn = 8,0 > gam -> Ag
+
, Cu
2+
bị khử hết thành chất rắn Ag, Cu và Mg còn dư
Bước 3:

M
Mg dư
= 8,0 - 7,08 = 0,92 gam
Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n
Mg
= ½ n
Ag

+ n
Cu
= ½.0,03 + 0,06 = 0,075 gam
m
Mg
= 0,075x24 + 0,92 = 2,72 gam
Bài tập
1. Cho m (g) Mg tác dụng vớị 300ml dung dịch X chứa CuSO
4
0,2M và AgNO
3

0,1M. Sau khi các
phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,16g chất rắn. Giá trị của m là
A. 0,64 gam B. 0,24 gam C. 0,32 gam D. 0,45 gam
Bước 1:
m
1
= m
Ag
= 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag
+

tham gia hết) .
m
2
= m
Ag
+ m
Cu
=3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam . (Cu
+2
, Ag
+
tham gia hết)
Bước 2:
m
c.rắn
= 2,16g

m
1
= 3,24g m
2
=7,08 g
m rắn = 2,16 < m
1
= 3,24 gam
Mg chỉ đủ phản ứng một phần với Ag
+
và sinh ra chất rắn hết)
Bước 3:
-> m

c rắn
= m
Ag

= 2,16g -> n
Ag
= 0,02 mol
Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n
Mg
= ½ n
Ag

= 0,01 -> m
Mg
= 0,24 gam
2. Cho m gam Mg tác dụng với 300ml dung dịch X chứa CuSO
4
0,2M và AgNO
3
0,1M. Sau khi phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được 5,16 gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 1,24 gam. B. 1,58 gam. C. 1,32 gam. D. 1,08 gam.
Bước 1:
m
1
= m
Ag
= 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag
+
tham gia hết) .

m
2
= m
Ag
+ m
Cu
=3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam . (Cu
+2
, Ag
+
tham gia hết)
Bước 2:
m
c.rắn
= 5,16g

m
1
= 3,24g m
2
=7,08 g
m rắn = 2,16 < m
c rắn
< 7,08 gam
Mg phản ứng hết với Ag
+
và một phần Cu
2+
sinh ra chất rắn Ag, Cu
Bước 3:

-> m
c rắn
= m
Ag

+ m
Cu

= 3,24 + m
Cu

=

5,16g => n
Cu
= 0,03 mol
Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n
Mg
= ½ n
Ag

+ n
Cu
= ½.0,03 + 0,03 = 0,045 gam
m
Mg
= 0,045x24 = 1,08 gam
3. Cho m gam Mg tác dụng với 300 ml dung dịch X chứa CuSO
4
0,2M và AgNO

3
0,1M. Sau khi phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được 8,0 gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 1,32 gam. B. 2,72 gam. C. 2,56 gam. D. 1,80 gam.
Bước 1:
m
1
= m
Ag
= 0,1x0,3x108 = 3,24 gam (Ag
+
tham gia hết) .
m
2
= m
Ag
+ m
Cu
=3,24 + 0,2.0,3.64 = 7,08 gam . (Cu
+2
, Ag
+
tham gia hết)
Bước 2:
m
c.rắn
= 5,16g

m
1

= 3,24g m
2
=7,08 g
m rắn = 8,0 > gam -> Ag
+
, Cu
2+
bị khử hết thành chất rắn Ag, Cu và Mg còn dư
Bước 3:
M
Mg dư
= 8,0 - 7,08 = 0,92 gam
Dựa vào bảo toàn e hoặc bảo toàn hoá trị -> n
Mg
= ½ n
Ag

+ n
Cu
= ½.0,03 + 0,06 = 0,075 gam
m
Mg
= 0,075x24 + 0,92 = 2,72 gam
thu được 5 ,16 g chất .rắn. Gíá trị của m là . . 1
B-g ' ' ' ' 1
* Bước 1 ' ' ' ' ' ' ' ' '1
. 1
1
* Bước 2: ' ' ~ ' - . '
ml = 3 ,24 m2 = 7 ,08

m2 = 7 ,08 gam > mchất rắn = 5 :iê > mi = 3 ,24 gam
Ag Cu. . ' ' '
(Ag+ bị khử hết và Cu2+ bị. khử một phần)
~ Chất rắn : 5,16 gam = mAg + mcu 3 ,24 ' + . mcu
1, 92
~ ~ mcu = 5 ,16 - 3 ,24 = 1,92 gam ~ ncu =. 64 = 0,03 mol
Theo Đ LBT ele ctron : 2 . m Mg = . 1 . n Ag+ . + 2 .n cu2 + ' . .
= 1.nAg+ + '2.ncu2+ = + 0, 03 =. ó,045 mọl'
~ nMg 2 2 2 '
~ mMg = o,ữ45.24 = 1,08 (gam) ~ Ch~n C ' .
thu được 8 ,0 g chất rắn. Giá trị của m là . . .
A. 1,32 gam ' B. 2?72 gam ' C . 2?56. gam . D. i,80 gam
Theo đề : MKL = 1 ,88 g = mcu + mfedư ' 1
= X + y = 0 01 + 0, 015 = 0, 025 mol ' 1
~ ncus04 ' . 1
ữ, 025. = 0, lM ~ Chọn A. . ' ' . 1
=> CM(CUSO4) - 0 25 ' / .ạ
( Phương pháp 4: . ' ' ' \
1 Cho kim 1oại A, B + muối 1VIXa (M > A, B) . . 1 1
1 A + 1VIXa ~ ' AXm + M~ ' ' . . . \ '1
t B + IVIXa ' BXn + M~ ' . 1 ~
1 Chất rắn : M và A, B (nếu dừ) . . ' t ~
\ thì A hết và B chưa phản ứng . . . \ 1
t mạ + mB < mrấn ' < ~ ~ ' ' ' . . . \ ~
1 Bước 2: So sánh ~ ne nhường và ~ ne nhận . \
\ Bước 3 : Xác định chất rắn và tính tọán. - . 1
Bằ/ Tập MÂU .
. B~
eletron ' ~ n e nhường '= 0 , 1 . 2 + 0 ,2 , 2 = 0 ,6 mol
' 0 1 mol; nMg = ữ'2 mol ~ ~ , .

nzn '
n . 2+ ữ'5.V mol' n + = O;2.V mol '
Ag
. ~ = ữ Õ V 2 + 0 ,2 :V. 1 = 1 ,2 .V mol
~ ne nhận
* Bướ c 2 : Lập phương trình ẩn V theo ĐLBT electron .
.Theo ĐLBT electron: '
ne nhường - e nhận
~ Chọn C . ' .