PHẢN ỨNG OXI HĨA – KHỬ
Để giải nhanh các dạng tốn có liên quan đến phản ứng oxi hố – khử
chúng ta nên áp dụng định luật bảo tồn electron.
* Nội dung của định luật bảo tồn electron:
Trong phản ứng oxi hố – khử, số mol electron do chất khử cho bằng số
mol electron chất oxi hố nhận.
∑n
e(cho)
= ∑ ne(nhận)
* Lưu ý:
- Trong một phản ứng hoặc một hệ phản ứng oxi hố – khử, chúng ta
cần quan tâm đến trạng thái oxi hố ban đầu và cuối của một ngun tố,
khơng quan tâm đến các q trình biến đổi trung gian.
- Cần kết hợp với các phương pháp khác như phương pháp quy đổi, bảo
tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tích để giải bài tốn.
● Dạng 1: Kim loại tác dụng với dung dịch HCl, H2SO4 (lỗng)
Kim loại bị oxi hố:
M
→ M n+ + ne ⇒ ne cho = an (a vàn lầ
n lượt làsốmol vàhoátròcủ
a M).
+1
+1
+
HCl, H2 SO4(loã
ng) thể hiện tính oxi hố trên H :
2H+ + 2e
→ H2 ⇒ nH+ = ne nhận = 2nH2 .
HCl
M+
→ M n+ + H2
ng)
H2SO4 (loã
Theo định luật bảo tồn electron, ta có: an = 2nH .
2
Lưu ý: Kim loại có nhiều hố trị (Fe, Cr) khi tác dụng với HCl hoặc H 2SO4
lỗng chỉ đạt hố trị thấp.
1
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
Ví dụ 1:
Hoà tan hoàn toàn 5,4 gam Al bằng dung dịch H 2SO4 loãng,
thu được V lít H2 (ở đktc). Giá trị của V là
A. 4,48.
B. 3,36.
C. 6,72.
D. 2,24.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT chuyên Đại học Vinh, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Bảo toàn electron:
Ví dụ 2:
5,4
V
×3 = 2.
⇒ V = 6,72 lít .
27
22,4
Cho 10,0 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung
dịch HCl loãng (dư), đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lít H 2
(đktc). Khối lượng Cu có trong 10,0 gam hỗn hợp X là
A. 2,8 gam.
B. 5,6 gam.
C. 1,6 gam.
D. 8,4 gam.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên ĐHSP Hà Nội, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Chỉ có Fe phản ứng với HCl, ta có: 2.nFe = 2.nH2 = 2.
3,36
22,4
⇒ nFe = 0,15mol ⇒ mCu = 10 − 0,15.56 = 1,6 gam.
Ví dụ 3:
Cho 0,3 gam một kim loại hoá trị II phản ứng hết với dung
dịch HCl, thu được 0,28 lít H2 (đktc). Kim loại đó là
A. Ba.
B. Ca.
C. Mg.
D. Sr.
(Đề Khảo sát chất lượng lần 1 – THPT chuyên Lam Sơn – Thanh Hoá, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Ta có:
0,3
0,28
×2 = 2.
⇒ M = 24 ⇒ M laøMg.
M
22,4
2
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Ví dụ 4:
Cho 5,1 gam hai kim loại Mg và Al tác dụng với một lượng
dư dung dịch HCl, thu được 5,6 lít khí H 2 (đktc). Tỉ lệ phần trăm theo khối
lượng của Al trong hỗn hợp ban đầu là
A. 52,94%.
B. 47,06%.
C. 32,94%.
D. 67,06%.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của Mg và Al, ta có:
mkim loại = 24a + 27b = 5,1
a = 0,1mol
5,6 ⇒
o toà
n electron: 3a + 2b = 2×
b = 0,1mol
Bả
22,4
0,1.27
⇒ %mAl =
×100% = 52,94%.
5,1
Ví dụ 5:
Hồ tan 1,92 gam kim loại M (hố trị n) vào dung dịch HCl
và H2SO4 lỗng (vừa đủ), thu được 1,792 lít khí H2 (đktc). Kim loại M là
A. Fe.
B. Cu.
C. Al.
D. Mg.
Hướng dẫn giải
Bảo
tồn
electron,
ta
có:
n = 2
1,92
1,792
×n = 2.
⇒ M = 12n ⇒
⇒ M làMg.
M
22,4
M = 24
Ví dụ 6:
Hỗn hợp X gồm Zn, Mg, Fe. Hồ tan hết 23,40 gam hỗn hợp
X vào dung dịch HCl, thu được 11,20 lít khí (đktc). Để tác dụng vừa hết với
23,40 gam hỗn hợp X cần 12,32 lít khí clo (đktc). Khối lượng của Fe trong
hỗn hợp là
A. 8,4 gam.
B. 11,2 gam.
C. 2,8 gam.
D. 5,6 gam.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT chun Khoa học tự nhiên, năm
2016)
Hướng dẫn giải
3
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
• Mg và Zn đều bị HCl và Cl2 oxi hố đến mức +2.
+2
+3
• Fe bị HCl oxi hố đến F e ; bị Cl2 oxi hố đến F e.
Đặt a là tổng số mol của Mg và Zn; b là số mol của Fe, bảo tồn electron ta
có:
2a + 2b = 2.nH
2a + 2b = 1
2
⇒
⇒ b = 0,1⇒ mFe = 5,6 gam.
2a + 3b = 2.nCl2 2a + 3b = 1,1
Ví dụ 7:
Chia hỗn hợp hai kim loại A, B có hố trị khơng đổi thành
hai phần bằng nhau. Phần 1 hồ tan hết trong dung dịch HCl, thu được
1,792 lít khí H2 (đktc). Phần 2 nung trong oxi, thu được 2,84 gam hỗn hợp
các oxit. Khối lượng hai kim loại trong hỗn hợp đầu là
A. 1,56 gam.
B. 3,12 gam.
C. 2,2 gam.
D. 1,8 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có: mkim loại = moxit − mO .
2
Vì A và B có hố trị khơng đổi nên
∑n
e cho (phầ
n 1)
=∑ ne cho (phần 2)
⇒ ∑ ne nhận (phần 1) =∑ ne nhận (phần 2) ⇒ 2nH = 4nO ⇒ nO =
2
2
2
1
×0,08 = 0,04mol
2
⇒ mkim loại = 2.(2,84 − 0,04.32) = 3,12 (gam) .
● Dạng 2: Kim loại tác dụng với dung dịch H2SO4 (đặc)
+6
* H2SO4 đặc: tính oxi hố thể hiện ở S
+6
to
Kim
c) → Muố
i + sả
n phẩ
m khử+ H2O
14 2 loạ
43 i +H2 S O4 (đặ
1 44 2 4 43
(trừAu, Pt)
(SO2, S, H2S)
+6
* Các q trình khử S
Q trình khử
Mối liên hệ
ne nhận
4
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
nH SO vi nsn phm kh
2
4
4H+ + SO42 + 2e
SO2 + 2H2O
+
2
4
8H + SO
+ 6e
S + 4H2O
10H+ + SO42 + 8e
H2S + 4H2O
nH SO = 2nSO
ne nhaọn = 2nSO
nH SO = 4nS
ne nhaọn = 6nS
2
2
4
2
4
nH SO = 5nH S
2
4
2
2
ne nhaọn = 8nH S
2
* Lu ý:
- Kim loi cú nhiu hoỏ tr (Fe, Cr) khi phn ng vi H2SO4 c s t hoỏ
tr cao.
- Fe, Al, Cr khụng phn ng vi H2SO4 (c, ngui) do b th ng hoỏ.
Vớ d 8:
Cho 9,2 gam hn hp gm Zn v Al phn ng hon ton vi
lng d dung dch H2SO4 c, núng thu c 5,6 lớt khớ SO2 ( ktc, l sn
phm kh duy nht). Khi lng Al cú trong hn hp l
A. 2,7 gam.
B. 5,4 gam.
C. 8,1 gam.
D. 6,75 gam.
Hng dn gii
t a v b ln lt l s mol ca Zn v Al, ta cú:
65a + 27b = 9,2
a = 0,1
mAl = 2,7 gam.
5,6
Baỷ
o
toaứ
n
electron:
2a
+
3b
=
2.
b
=
0,1
22,4
Vớ d 9:
Ho tan hon ton 0,756 gam kim loi M bi lng d dung
dch H2SO4 c, núng thu c 2,688 gam khớ SO 2 (l sn phm kh duy
nht). M l
A. Fe.
B. Cu.
C. Zn.
D. Al.
Hng dn gii
Bo ton electron: n.
n = 3
0,756
2,688
= 2.
M = 9n
M
64
M = 27 (Al) .
5
Website chuyờn thi ti liu file word mi nht
Ví dụ 10:
Cho m gam Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H 2SO4 đặc,
nóng thu được 3,36 lít khí SO 2 (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị
của m là
A. 16,8.
B. 8,4.
C. 5,6.
D. 3,2.
Hướng dẫn giải
Bảo toàn electron: 3.
Ví dụ 11:
m
3,36
= 2.
⇒ m = 5,6 gam.
56
22,4
Cho 18,4 gam hỗn hợp Zn và Al tác dụng với lượng dư dung
dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 11,2 lít khí SO 2 (ở đktc, là sản phẩm khử
duy nhất). Phần trăm khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là
A. 70,65%.
B. 29,35%.
C. 45,76%.
D. 66,33%.
Đặt a và b lần lượt là số mol của Zn và Al, ta có:
65a + 27b = 18,4
a = 0,2
⇒ %mZn = 70,65%.
11,2 ⇒
o toaø
n electron: 2a + 3b = 2.
b = 0,2
Baû
22,4
Ví dụ 12:
Để hoà tan hết 11,2 gam Fe cần tối thiểu dung dịch chứa a
mol H2SO4 đặc, nóng tạo sản phẩm khử duy nhất là SO2. Giá trị của a là
A. 0,45.
B. 0,4.
C. 0,6.
D. 0,2.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 4 – THPT chuyên Khoa học tự nhiên, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Vì dùng lượng tối thiểu H2SO4 đặc, nóng nên sau phản ứng toàn bộ Fe 3+ sẽ
phản ứng với Fe để tạo ra Fe2+.
Bảo toàn electron: 2.nFe = 2.nSO ⇒ nSO = 0,2mol
2
2
⇒ nH SO = 2.nSO = 0,4mol ⇒ a = 0,4.
2
4
2
6
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng với lượng dư
Ví dụ 13:
dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thoát ra 0,112 lít (đktc) khí SO 2 (là sản phẩm
khử duy nhất). Công thức của hợp chất đó là
A. FeCO3.
B. FeS2.
C. FeS.
D. FeO.
Hướng dẫn giải
Vì sau phản ứng chỉ thu được SO2 nên ta loại phương án A (do tạo ra CO2).
Ta có: ne nhận = 2. 0,005 = 0,01 mol, suy ra ne cho = 0,01 mol.
Xét các quá trình oxi hoá:
+6
FeS2
→ Fe3+ + 2S + 15e
+6
FeS
→ Fe3+ + S + 9e
+2
FeO
→ Fe3+ + 1e
Chỉ có 0,01 mol FeO mới cho 0,01 mol electron.
Cho 1,44 gam hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó là
Ví dụ 14:
MO, có số mol bằng nhau, tác dụng hết với H 2SO4 đặc, đun nóng. Thể tích
khí SO2 (đktc) thu được là 0,224 lít. Kim loại M là
A. Cu.
B. Fe.
C. Al.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Loại phương án C vì oxit của Al không thể có dạng MO.
Xét trường hợp M chỉ có hoá trị II, bảo toàn electron ta có:
2.nM = 2.nSO ⇒ nM = nMO = 0,01mol
2
⇒ 0,01.(2M + 16) = 1,44 ⇒ M = 64 ⇒ M là Cu.
Xét trường hợp M là Fe, ta có: nFe = nFeO =
1,44
= 0,01125mol
56 + 72
⇒ ne cho = 0,1125(3+ 1) = 0,045mol > ne nhaän = 0,02mol, vậy loại trường hợp này.
● Dạng 3: Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3
7
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
+5
* HNO3 thể hiện tính oxi hố ở N.
+5
Kim
ng)
→ Muố
i +
14 2 loạ
43 i +H N O3 (loã
(trừAu, Pt)
sả
n phẩ
m khử + H2O
1 44 2 4 43
(NO, N2, N2O, NH4+ )
+5
to
Kim
c) → Muố
i + NO2 + H2O
14 2 loạ
43 i +H NO3 (đặ
(trừAu, Pt)
+5
* Các q trình khử N
Mối liên hệ
Q trình khử
ne nhận
nHNO với nsản phẩm khử
3
nHNO = 2nNO
ne nhận = nNO
4H + NO + 3e
→ NO + 2H2O
nHNO = 4nNO
ne nhận = 3nNO
10H+ + 2NO3− + 8e
→ N2O + 5H2O
nHNO = 10nN O
2
ne nhận = 8nN O
nHNO = 12nN
2
ne nhận = 10nN
2H+ + NO3− + 1e
→ NO2 + H2O
+
−
3
+
−
3
12H + 2NO + 10e
→ N2 + 6H2O
+
−
3
+
4
10H + NO + 8e
→ NH + 3H2O
3
2
2
3
3
3
nHNO = 10nNH +
3
4
2
2
ne nhận = 8nNH +
4
* Lưu ý:
- Các kim loại Fe, Cu, Ag chỉ khử HNO3 lỗng đến NO.
- Các kim loại Mg, Al, Zn khi phản ứng với HNO 3 lỗng ngồi tạo ra NO
còn có thể tạo ra các sản phẩm khử khác như N2, N2O và NH4NO3.
- Kim loại có nhiều hố trị (Fe, Cr) khi phản ứng với HNO3 sẽ đạt hố trị
cao.
- Fe, Al, Cr khơng phản ứng với HNO3 (đặc, nguội) do bị thụ động hố.
Ví dụ 15:
Hồ tan hồn tồn 6,4 gam Cu bằng dung dịch HNO 3 (dư),
thu được x mol NO2 (là sản phẩm khử duy nhất của N5+). Giá trị của x là
A. 0,25.
B. 0,15.
C. 0,2.
D. 0,10.
(Đề Khảo sát chất lượng lần 1 – THPT chun Lam Sơn – Thanh Hố, năm
2016)
8
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
Hướng dẫn giải
Bảo toàn electron, ta có: 2.
6,4
= x ⇒ x = 0,2.
64
Cho m gam Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H 2SO4 loãng
Ví dụ 16:
tạo 1,792 lít khí (đktc). Cũng cho m gam Fe tác dụng với lượng dư dung
dịch HNO3 loãng thì thấy thoát ra V lít khí (đktc) khí NO. Giá trị V là
A. 1,792 lít
B, 1,195 lít
C. 4,032 lít
D. 3,36 lít
Hướng dẫn giải
2nFe = 2nH
2
⇒ nNO = nH ⇒ VNO = VH = 1,792 (lít) .
2
2
3nFe = 3nNO
Bảo toàn electron, ta có:
Ví dụ 17:
Hoà tan m gam hỗn hợp FeO, Fe(OH)2, FeCO3 và Fe3O4
(trong đó Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp) vào dung dịch HNO3 loãng
(dư), thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp gồm CO2 và NO (sản phẩm khử duy
nhất của N+5) có tỉ khối so với H2 là 18,5. Số mol HNO3 phản ứng là
A. 1,8.
B. 3,2.
C. 2,0.
D. 3,8.
(Đề thi THPT Quốc gia – Bộ Giáo dục và Đào tạo, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Đặt x và y lần lượt là số mol của CO2 và NO, ta có:
x + y = 0,4
x = 0,2
⇒
44x + 30y = 0,4.2.18,5 y = 0,2.
Bảo toàn electron, ta có: 1.nFe = 3.nNO ⇒ nFe = 0,6mol.
+2
+2
Vì nF e = nhh = 0,6mol ⇒ nFe O = 0,2mol.
+2
3 4
Bảo toàn nguyên tố Fe và N, ta có:
nFe(NO ) = ∑ nFe = 0,4 + 3.0,2 = 1mol
3 3
nHNO3 = 3.nFe(NO3 )3 + nNO = 3.1+ 0,2 = 3,2mol .
9
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Vớ d 18:
Ho tan hon ton 7,5 gam hn hp gm Mg v Al bng
lng va V lớt dung dch HNO3 1M. Sau khi cỏc phn ng kt thỳc, thu
c 0,672 lớt N2 ( ktc) duy nht v dung dch cha 54,9 gam mui. Giỏ
tr ca V l
A. 0,72.
B. 0,65.
C. 0,70.
D. 0,86.
( thi th THPT Quc Gia ln 2 THPT Chuyờn i hc Vinh, nm 2016)
Hng dn gii
Nu sn phm kh khụng cú NH4NO3, ta cú:
mmuoỏi = 7,5+ 62.10.
0,672
= 26,1gam < 54,9 gam.
22,4
Vy phn ng cú to ra NH4NO3. t x l s mol NH4NO3, ta cú:
mmuoỏi = 7,5 + 62.(10.0,03 + 8x) + 80x = 54,9 x = 0,05
nHNO = 12.nN + 10nNH NO = 12.0,03+ 10.0,05 = 0,86mol .
3
Vớ d 19:
2
4
3
Ho tan hon ton 12 gam hn hp Fe, Cu (t l mol 1:1)
bng axit HNO3, thu c V lớt ( ktc) hn hp khớ X (gm NO v NO 2) v
dung dch Y (ch cha hai mui v axit d). T khi ca X i vi H 2 bng
19. Giỏ tr ca V l
A. 2,24.
B. 4,48.
C. 5,60.
D. 3,36.
Hng dn gii
Vỡ Fe v Cu cú t l mol 1:1 nờn nFe = nCu =
12
= 0,1mol.
56 + 64
t x v y ln lt l s mol ca NO v NO2 trong hn hp X, ta cú:
Baỷ
o toaứ
n electron: 0,1.3 +0,1.2 =3x +y
x = 0,125
VX = 5,6 (lớt) .
+ y)
mX = 30x + 46y = 38(x
14
2
4
3
y = 0,125
M X .nX
10
Website chuyờn thi ti liu file word mi nht
Ví dụ 20:
Hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B đứng trước H trong dãy
điện hố và có hố trị khơng đổi trong các hợp chất. Chia m gam X thành
hai phần bằng nhau:
- Phần 1: Hồ tan hồn tồn trong dung dịch chứa axit HCl và H 2SO4 lỗng
tạo ra 3,36 lít khí H2.
- Phần 2: Tác dụng hồn tồn với dung dịch HNO 3 thu được V lít khí NO
(sản phẩm khử duy nhất).
Biết các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của V là
A. 2,24.
B. 3,36.
C. 4,48.
D. 6,72.
Hướng dẫn giải
Vì A và B có hố trị khơng đổi nên
∑n
e cho (phầ
n 1)
=∑ ne cho (phần 2) ⇒ ∑ ne nhận (phần 1) =∑ ne nhận (phần 2)
⇒ 2nH = 3nNO ⇒ nNO =
2
Ví dụ 21:
2
×0,15 = 0,1mol ⇒ VNO = 2,24 (lít) .
3
Cho 18,5 gam hỗn hợp Z gồm Fe và Fe 3O4 tác dụng với 200
ml dung dịch HNO3 lỗng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra
hồn tồn, thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc) dung dịch X và còn lại
1,46 gam kim loại. Nồng độ mol/ lít của dung dịch HNO3 là
A. 3,5M.
B. 2,5M.
C. 3,2M.
D. 2,4M.
Hướng dẫn giải
Vì sau phản ứng còn 1,46 gam Fe nên sau phản ứng chỉ thu được Fe2+.
Quy đổi hỗn hợp Z thành hỗn hợp Z’ gồm Fe và O.
Đặt a và b lần lượt là số mol của Fe và O tham gia phản ứng, ta có:
56a + 16b = 18,5 − 1,46 = 17,04
a = 0,27
⇒
o toà
n electron: 2a = 2b + 3.0,1 b = 0,12
Bả
11
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
⇒ nHNO = 4nNO + 2nO (oxit) = 4.0,1+ 2.0,12 = 0,64mol ⇒ CM (HNO ) = 3,2M .
3
3
Hoà tan hoàn toàn 32 gam kim loại M trong dung dịch HNO 3
Ví dụ 22:
(dư) thu được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO2 và NO, có tỉ khối hơi so
H2 bằng 17. Kim loại M là
A. Cu.
B. Zn.
C. Fe.
D. Ca.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của NO và NO2, ta có:
nhh = a + b = 0,4
a = 0,3
⇒
mhh = 30a + 46b = 17.2.0,4 b = 0,1
⇒
n = 2
32
×n = 0,3.3+ 0,1.1⇒ M = 32n ⇒
⇒ M laøCu.
M
M = 64
Lấy 0,1 mol Cu tác dụng với 500 ml dung dịch chứa KNO3
Ví dụ 23:
0,2M và HCl 0,4M thì thu được bao nhiêu lít khí NO (đktc)?
A. 2,24 lít.
B. 1,12 lít.
C. 3,36 lít.
D. 8,96 lít.
Hướng dẫn giải
nCu = 0,1mol; nH+ = 0,2mol; nNO − = 0,1mol.
3
Khi cho chất khử tác dụng với hỗn hợp gồm muối nitrat (NO3− ) và HCl hoặc
H2SO4 loãng ta nên viết phản ứng dưới dạng ion.
3Cu
+ 8H+ + 2NO3−
→ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,2mol
0,05mol
⇒ VNO = 1,12 (lít) .
(Vì
nNO −
3
2
>
nCu nH+
nên phản ứng tính theo lượng H+.)
>
3
8
12
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Ví dụ 24:
Hoà tan hoàn toàn 3,28 gam hỗn hợp Fe và R có hoá trị II
bằng dung dịch HCl (dư) được 2,464 lít H2 (đktc). Cũng lượng hỗn hợp kim
loại trên tác dụng với lượng dư dung dịch HNO 3 loãng thì thu được 1,792 lít
khí NO (đktc). Kim loại R là
A. Pb.
B. Mg.
C. Cu.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của Fe và R, theo bảo toàn electron ta có:
2,464
2a + 2b = 2× 22,4
a = 0,02
3,28− 0,02.56
⇒
⇒ MR =
= 24 ⇒ R laøMg.
0,09
b = 0,09
3a + 2b = 3×1,792
22,4
Ví dụ 25:
Hoà tan hết 0,1 mol Zn vào 100 ml dung dịch HNO 3 nồng độ
aM thì không thấy khí thoát ra. Giá trị của a là
A. 0,25.
B. 1,25.
C. 2,25.
D. 2,5.
Hướng dẫn giải
Sản phẩm khử của HNO3 trong trường hợp này là NH4NO3.
Bảo toàn electron, suy ra: nNH NO =
4
3
2.0,1
= 0,025mol
8
⇒ nHNO = 10nNH NO = 0,25mol ⇒ a = 2,5M .
3
4
3
● Dạng 4: Kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp các axit
Ví dụ 26:
Cho 7,2 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp HCl
(dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 2,688 lít khí Y
(đktc) gồm N2 và H2 có khối lượng 0,76 gam. Giá trị của m là
A. 29,87.
B. 24,03.
C. 32,15.
D. 34,68.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Bến Tre, năm 2016)
Hướng dẫn giải
13
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Do tớnh oxi hoỏ ca NO3- trong mụi trng axit mnh hn tớnh oxi hoỏ ca
H+ nờn khi thu c khớ H2 thỡ NO3- ó phn ng ht.
t x v y ln lt l s mol ca N2 v H2, ta cú:
x + y = 0,12
x = 0,02
28x + 2y = 0,76 y = 0,1
Bo ton electron: 2.
7,2
= 10.0,02 + 2.0,1+ 8.nNH + nNH + = 0,025mol.
4
4
24
K +
+
NH 4 : 0,025mol
X
Ta cú dung dch 2+
Mg : 0,3mol
Cl
Bo ton nguyờn t N v bo ton in tớch trong dung dch X, ta cú:
nK + = nKNO = 2.nN + nNH + = 0,065mol n = 0,69mol
Cl
3
2
4
1.nK + + 2.nMg2+ + 1.nNH4+ = 1.nCl
mX = 34,68 gam.
Vớ d 27:
Ho tan hon ton 15 gam hn hp X gm hai kim loi Mg
v Al vo dung dch Y gm HNO 3 v H2SO4 c thu c 0,1 mol mi khớ
SO2, NO, NO2, N2O. Phn trm khi lng ca Al v Mg trong X ln lt
l:
A. 63% v 37%.
B. 36% v 64%.
C. 50% v 50%.
D. 46% v 54%.
Hng dn gii
t a v b ln lt l s mol ca Mg v Al, ta cú:
a = 0,1 %mMg = 64%
mX = 24a + 27b = 15
.
o toaứ
n electron: 2a +3b =0,1(2 +3 +1 +8) b = 0,2 %mAl = 36%
Baỷ
Vớ d 28:
Thớ nghim 1: Cho 3,84 gam Cu phn ng vi 80ml dung
dch HNO3 1M thoỏt ra V1 lớt khớ NO.
14
Website chuyờn thi ti liu file word mi nht
Thí nghiệm 2: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80ml dung dịch HNO3 1M và
H2SO4 0,5M thoát ra V2 lít khí NO.
Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo trong cùng điều kiện.
Quan hệ giữa V1 và V2 là
A. V2 = V1.
B. V2 = 2,5V1.
C. V2 = 2V1.
D. V2 = 1,5V1.
Hướng dẫn giải
Thí nghiệm 1: nCu = 0,06mol; nH = 0,08mol; nNO = 0,08mol.
+
−
3
Phản ứng xảy ra như sau:
3Cu
+ 8H+ + 2NO3−
→ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,08mol
0,02mol
⇒ VNO (1) = 0,448(lít) .
(Vì
nNO −
3
2
>
nCu nH+
nên phản ứng tính theo lượng H+.)
>
3
8
Thí nghiệm 2: nCu = 0,06mol; nH = 0,16mol; nNO = 0,08mol.
+
−
3
Phản ứng xảy ra như sau:
3Cu
+ 8H+ + 2NO3−
→ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
0,16mol
0,04mol
⇒ VNO(2) = 0,896 (lít) .
(Vì
nNO −
3
2
>
nCu nH+
nên phản ứng tính theo lượng H+ hoặc Cu.)
=
3
8
Vậy V2 = 2V1.
Ví dụ 29:
Cho 3,48 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm
HCl (dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít
15
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
(ktc) hn hp khớ Y gm N2 v H2. Khớ Y cú t khi hi so vi H 2 bng
11,4. Giỏ tr ca m l
A. 16,085.
B. 14,485.
C. 18,300.
D. 18,035.
( thi th THPT Quc Gia ln 1 THPT chuyờn Lờ Quý ụn Nng,
nm 2016)
Hng dn gii
Vỡ thu c khớ H2 nờn NO3- ó phn ng ht.
t x v y ln lt l s mol ca N2 v H2, ta cú:
x + y = 0,025
x = 0,02
28x + 2y = 0,025.2.11,4 y = 0,005.
Bo ton electron: 2.
3,48
= 10.0,02 + 2.0,005 + 8.nNH + nNH + = 0,01mol.
4
4
24
Bo ton nguyờn t N v bo ton in tớch trong dung dch X, ta cú:
nK + = nKNO = 2.nN + nNH + = 0,05mol nCl = 0,35mol
3
2
4
1.nK + + 2.nMg2+ + 1.nNH4+ = 1.nCl
mX = 18,035 gam.
Dng 5: Tớnh nhanh khi lng mui to thnh trong phn ng oxi
hoỏ kh ca kim loi tỏc dng vi axit
Ta cú cụng thc tớnh nhanh: mmuoỏi = mkim loaùi +
M goỏc axit . netrao ủoồi
hoaựtrũgoỏ
c axit
16
Website chuyờn thi ti liu file word mi nht
+1
0
+2e
• 2HCl
→ H2
mmuốiclorua = mkim loại +
+1
35,5.2nH
2
1
= mkim loại + 71nH
2
0
+2e
• H2 SO4
→ H2
mmuốisunfat = mkim loại +
96.2nH
2
2
= mkim loại + 96nH
+6
+4
2
−2
0
+ ne
• H2 SO4
→ sả
n phẩ
m khử(SO2 ,S, H2 S)
mmuốisunfat = mkim loại +
96.∑ netrao đổi
2
= mkim loại + 48∑ netrao đổi
+5
+ ne
• H NO3
→ sả
n phẩ
m khử(NO, N2, N2O, NO2 , NH4NO3)
mmuốinitrat = mkim loại +
62.∑ netrao đổi
1
+ mNH NO = mkim loại + 62∑ netrao đổi + mNH NO
4
3
4
3
Lưu ý: Vì sản phẩm khử của HNO3 có thể là NH4NO3 tan trong dung dịch
nên khi tính khối lượng muối ta phải xét xem phản ứng có tạo ra NH 4NO3
hay khơng. Nếu có tạo ra NH4NO3 ta phải cộng thêm phần khối lượng này.
Ví dụ 30:
Cho 8,8 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung
dịch HCl lỗng (dư), đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn thu được 3,36 lít
khí H2 (đktc) và m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 20,25.
B. 19,45.
C. 8,4.
D. 19,05.
(Đề Khảo sát chất lượng lần 1 – THPT chun Lam Sơn – Thanh Hố, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Cu khơng phản ứng với dung dịch HCl.
Bảo tồn electron: nFe = nH = 0,15mol ⇒ mFe = 8,4 gam
2
⇒ mmuối = 8,4 + 71.nH = 19,05 gam.
2
17
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
Ví dụ 31:
Hoà tan hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp gồm Al và Mg trong
dung dịch HCl (dư), thu được 8,96 lít khí H 2 (đktc) và dung dịch chứa m
gam muối. Giá trị của m là
A. 22,4.
B. 28,4.
C. 36,2.
D. 22,0.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên ĐHSP Hà Nội, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Vì HCl dư nên kim loại phản ứng hết.
8,96
= 36,2 gam.
22,4
Ta có: mmuoái clorua = mkim loaïi + 71nH = 7,8+ 71×
2
Ví dụ 32:
Hoà tan hết 16,3 gam hỗn hợp kim loại gồm Mg, Al và Fe
trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được 0,55 mol SO2 (sản phẩm khử duy
nhất). Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu được là
A. 51,8 gam.
B. 55,2 gam.
C. 69,1 gam.
D. 82,9 gam.
Hướng dẫn giải
mmuối = mkim loaïi + 48∑ netrao ñoåi =16,3 + 48.2.0,55 = 69,1 gam.
Ví dụ 33:
Hỗn hợp X gồm các kim loại Mg, Al, Zn. Lấy m gam hỗn
hợp X tác dụng hết với dung dịch HCl (dư), thu được 6,72 lít khí (ở đktc).
Cũng lấy m gam X tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng (dư), thu
được V lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và (m + a) gam muối.
Giá trị của V và a lần lượt là
A. 3,36 và 28,8.
B. 3,36 và 14,4.
C. 6,72 và 28,8.
D. 6,72 và
57,6.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 4 – THPT chuyên Khoa học tự nhiên, năm
2016)
Hướng dẫn giải
18
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Vì hỗn hợp X gồm các kim loại có hố trị khơng đổi nên
∑n
e cho (phầ
n 1)
=∑ ne cho (phần 2) ⇒ ∑ ne nhận (phần 1) =∑ ne nhận (phần 2)
⇒ 2nH = 2nSO ⇒ nSO = 0,3mol ⇒ VSO = 6,72 (lít) .
2
2
2
2
Ta có: mmuối = mkim loại + 48.∑ ne = mkim loại + 48.2.0,3 = m + 28,8⇒ a = 28,8.
Ví dụ 34:
Hồ tan hết 7,2 gam Mg trong dung dịch HNO 3 lỗng (dư),
sau phản ứng hồn tồn thu được dung dịch X và 2,688 lít khí NO (duy
nhất, ở đktc). Cơ cạn cẩn thận dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá
trị của m là
A. 44,40.
B. 46,80.
C. 31,92.
D. 29,52.
(Đề Kiểm tra chất lượng – Sở Giáo dục và Đào tạo Bắc Ninh, năm 2016)
Hướng dẫn giải
nMg = 0,3mol
nNO = 0,12mol.
Ta có:
Bảo tồn electron: 2.0,3 = 3.0,12 + 8.nNH NO ⇒ nNH NO = 0,03mol
4
3
4
3
mmuối = mkim loại + 62∑ netrao đổi + mNH NO = 7,2 + 62.0,6 + 80.0,03 = 46,8 gam.
4
Ví dụ 35:
3
Hồ tan 9,14 gam hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa
đủ dung dịch HCl thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54 gam chất rắn Y và
dung dịch Z. Cơ cạn dung dịch Z thu được m gam muối, m có giá trị là
A. 31,45.
B. 33,25.
C. 3,99.
D. 35,58.
Hướng dẫn giải
Cu khơng phản ứng với dung dịch HCl, suy ra Y là Cu.
Mg và Al phản ứng với dung dịch HCl tạo ra H2, suy ra X là H2.
7,84
mmuốiclorua = (9,14 − 2,54) + 71×
= 31,45(gam) .
22,4
19
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
Oxi hoá hoàn toàn 7,2 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg, Zn bằng
Ví dụ 36:
oxi dư được 12,8 g hỗn hợp oxit Y. Hoà tan hết Y trong dung dịch H 2SO4
loãng thu được dung dịch T. Cô cạn dung dịch T thu được lượng muối khan
là
A. 50,8 gam.
B. 20,8 gam.
C. 30,8 gam.
D. 40,8 gam.
Hướng dẫn giải
Ta có: nO =
2
12,8− 7,2
= 0,175mol ⇒ ne trao ñoåi = 4.0,175 = 0,7mol
32
⇒ mmuối sunfat = mkim loại + 48.ne trao đổi = 7,2 + 48.0,7 = 40,8 gam.
Ví dụ 37:
Cho 11,8 gam hỗn hợp Al, Cu phản ứng với hỗn hợp dung
dịch HNO3 và H2SO4 dư, thu được 13,44 lít (đktc) hỗn hợp khí SO 2 và NO2
có tỉ khối so với H2 là 26. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là
A. 55,8 gam.
B. 50 gam.
C. 61,2 gam.
D. 56 gam.
Hướng dẫn giải
Đặt a và b lần lượt là số mol của SO2 và NO2, ta có:
13,44
a = 0,2
= 0,6
a + b =
⇒
22,4
64a + 46b = 0,6.2.26 b = 0,4
⇒ mmuối = 11,8 + 48.0,2.2 + 62.0,4.1 =55,8 gam.
Ví dụ 38:
Cho 8,5 gam các kim loại Al và Mg tan hết trong dung dịch
hỗn hợp HNO3 loãng và H2SO4 loãng, thu được 11,2 lit (đktc) hỗn hợp khí B
gồm NO và H2 có tỉ khối hơi so với H 2 là 8. Cô cạn dung dịch sau phản
ứng được lượng muối khan là
A. 59 gam.
B. 69 gam.
C. 79 gam.
D. 89 gam.
Hướng dẫn giải
20
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Đặt a và b lần lượt là số mol của NO và H2, ta có:
a + b = 0,5
a = 0,25
⇒
30a + 2b = 0,5.2.8 b = 0,25
⇒ mmuối = 8,5 + 62.0,25,3 + 96.0,25 = 79 gam.
● Dạng 6: Phản ứng oxi hoá – khử qua nhiều giai đoạn
Ví dụ 39:
Để 2,8 gam bột Fe ngoài không khí một thời gian thấy khối
lượng tăng lên 3,44 gam. Tính phần trăm Fe đã phản ứng. Giả sử phản ứng
chỉ tạo nên Fe3O4.
A. 48,8%.
B. 60%.
C. 81,4 %.
D. 99,9%.
Hướng dẫn giải
+O
Ta có sơ đồ phản ứng như sau: 2,8 gam Fe
→ 3,44 gam chất rắn.
2
Bảo toàn khối lượng, suy ra: mO = 3,44 − 2,8 = 0,64 gam ⇒ nO = 0,02mol.
2
2
8
3
Bảo toàn electron, suy ra: nFe(pö) × = 4.nO ⇒ nFe(pö) = 0,03mol
⇒ %mFe (pö) =
Ví dụ 40:
2
0,03.56
×100% = 60%.
2,8
Nhiệt phân hoàn toàn m gam KClO3 với xúc tác MnO2, lượng
khí thoát ra oxi hoá 1,26m gam hỗn hợp Fe và Cu thu được hỗn hợp X gồm
các oxit. Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO 3 dư thu được dung
dịch Y và 0,896 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Cô cạn dung dịch Y
thu được 175,76 gam muối khan. Giá trị của m là
A. 40,18.
B. 38,24.
C. 39,17.
D. 37,64.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Bến Tre, năm 2016)
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
21
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
+1,26mgam{ Fe
0,04mol NO
+ HNO3 dư
MnO2
Cu
KClO3
→
o → O2 → X
côcạn
t
123
dung dòch Y
→175,76 gam.
mgam
MnO
2
2KClO3
→ 2KCl + 3O2
to
3 m
3m
=
mol
2 122,5 245
Ta có: nO = ×
2
⇒ mmuối = 1,26m + 62.(3.0,04 + 4.
Ví dụ 41:
3m
) = 175,76 ⇒ m = 39,17 gam.
245
Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 và CuO, trong đó oxi chiếm 25%
khối lượng hỗn hợp. Cho 1,344 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X nung
nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so
với H2 bằng 18. Hồ tan hồn tồn Y trong dung dịch HNO 3 lỗng, dư, thu
được dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí NO (sản phẩm khử
duy nhất, ở đktc). Giá trị m gần với giá nào nhất sau đây?
A. 9,5.
B. 9,0.
C. 8,0.
D. 8,5.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chun ĐHSP Hà Nội, năm
2016)
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
CO
Z
(dZ/H = 18)
Al
2
CO2
+0,6 mol CO
m gam X Fe3O4 (%O = 25%)
→
0,04mol NO
+ HNO3 dư
CuO
Y
→
3,08m gam muố
i
Bả
o toà
n nguyê
n tốC: nCO(Z) + nCO = 0,6
2
0,6
⇒ nCO = nCO =
= 0,3mol.
Ta có:
M CO + M CO
2
2
2
M Z = 36 =
2
22
– Website chun đề thi – tài liệu file word mới nhất
mO = 0,25m
mkim loaùi = 0,75m
Ta cú:
mmuoỏi = 0,75m+ 62.(3.0,04 + 2.
Vớ d 42:
0,25m
2.0,03) = 3,08m m = 9,478 gam.
16
Nung núng hn hp gm 5,6 gam Fe vi 4 gam bt S trong
bỡnh kớn mt thi gian thu c hn hp X gm FeS, FeS 2, Fe v S d. Cho
X tan ht trong dung dch H2SO4 c núng d c V lớt khớ (ktc). Giỏ tr
ca V l
A. 8,96.
B. 11,65.
C. 3,36.
D. 11,76.
( thi th THPT Quc Gia ln 1 THPT Chuyờn Bn Tre, nm 2016)
Hng dn gii
Vỡ X phn ng vi H2SO4 c, núng (d) nờn ta sau phn ng ta thu c
Fe3+.
Bo ton electron: 3.
Vớ d 43:
5,6
4
V
+ 6. = 2.
V = 11,76 (lớt) .
56
32
22,4
Thi mt lung CO qua hn hp Fe v Fe2O3 nung núng
c cht khớ B v hn hp D gm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4. Cho B li qua
dung dch nc vụi trong d thy to 6 gam kt ta. Ho tan D bng H 2SO4
c, núng thy to ra 0,18 mol SO 2 cũn dung dch E. Cụ cn E thu c 24g
mui khan. Thnh phn phn trm ca Fe trong hn hp ban u l
A. 58,33%.
B. 41,67%.
C. 50%.
D. 40%.
Hng dn gii
Túm tt bi:
+ Ca(OH) dử
2
khớ B
6 gam CaCO3
Fe (a mol)
+ CO
Fe
0,18 mol SO2
(1)
+ H2SO4 ủaở
c, noự
ng, dử
D
Fe2O3 (b mol)
(2)
24 gam Fe2 (SO4 )3
FexOy
23
Website chuyờn thi ti liu file word mi nht
Theo đề bài, phản ứng oxi hoá – khử xảy ra qua hai giai đoạn.
o
t
Ở giai đoạn (1): CO + [O](oxit)
→ CO2
Vì khí B phản ứng với lượng dư dung dịch Ca(OH)2 nên:
nCO = nCaCO = 0,06mol
2
3
⇒ nCO = nCO = 0,06mol.
2
Bảo toàn electron cho cả quá trình phản ứng, ta có:
3a + 2nCO = 2nSO ⇒ a =
2
2.0,18− 2.0,06
= 0,08.
3
24
2×
− 0,08
Bảo toàn nguyên tố Fe, suy ra:
b = 400
= 0,02
2
⇒ %mFe =
0,08.56
×100% = 58,33%.
0,08.56 + 0,02.160
Ví dụ 44:
Để a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian chuyển
thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4. Cho
hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H 2SO4 đậm đặc, nóng thu được 6,72
lit khí SO2( đktc). Khối lượng a gam là:
A. 56 gam.
B. 11,2 gam.
C. 22,4 gam.
D. 25,3 gam.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
Fe
0,3mol SO2
+ O2
+ H2SO4 ñaë
c, noù
ng, dö
a gam Fe
→ 75,2 gam A
→ 3+
Fe
FexOy
Bảo toàn electron cho cả quá trình phản ứng, ta có:
a
a
7,52 − a
3× = 4nO + 2nSO ⇒ 3× = 4×
+ 2.0,3⇒ a = 56 gam.
2
2
56
56
32
24
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất
Ví dụ 45:
Để m gam bột sắt ngoài không khí sau một thời gian thu
được 6 gam hỗn hợp các chất rắn. Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung
dịch HNO3 thu được 1,12 lít khí NO duy nhất (đktc). Giá trị của m là :
A. 10,08 gam.
B. 1,08 gam.
C. 5,04 gam.
D. 0,504 gam.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
Fe
0,05mol NO
+ O2
+ HNO3 dö
m gam Fe
→ 6 gam
→ 3+
Fe
FexOy
m
= 4nO + 3nNO
2
56
Bảo toàn electron cho cả quá trình phản ứng, ta có: 3×
m
6− m
⇒ 3× = 4×
+ 3.0,05⇒ m = 5,04 gam.
56
32
Ví dụ 46:
Cho 16,2 gam kim loại M, hoá trị n tác dụng với 0,15 mol O2.
Chất rắn thu được sau phản ứng cho hoà tan hoàn toàn vào dung dịch HCl
dư thu được 13,44 lít khí H2 (đktc). Kim loại M là
A. Fe.
B. Al.
C. Cu.
D. Zn.
Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề bài:
0,6mol H2
M
+0,15 mol O2
+ HCl dö
16,2 gam M
→
→ n+
M
M 2On
Bảo toàn electron cho cả quá trình phản ứng, ta có:
n = 3
16,2
n×
= 4nO + 2nH ⇒ M = 9n ⇒
⇒ M laøAl .
2
2
M
M = 27
Ví dụ 47:
Cho H2 đi qua ống sứ chứa a gam Fe 2O3 đun nóng, sau một
thời gian thu được 5,2 gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Hoà tan hết hỗn hợp
X bằng HNO3 đặc, nóng thu được 0,785 mol khí NO2. Giá trị của a là
25
– Website chuyên đề thi – tài liệu file word mới nhất