Chuyên đề "Xác định kim loại hay CT hợp chất"

Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất”
Chuyên đề:
XÁC ĐỊNH KIM LOẠI HAY CÔNG THỨC HỢP CHẤT
A. PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
- Đặt A là kim loại có hóa trị để biết (khi hóa trị chưa biết đặt thêm n là hóa trị I,II,III)
- Viết phương trình phản ứng
- Gọi x (g hoặc mol) khối lượng kim loại
- Lập tỷ số hoặc tỷ lệ theo phương trình phản ứng
B. BÀI TẬP:
*DẠNG BIẾT HÓA TRỊ
Bài 1: cho 10,8g một kim loại hóa trị III tác dụng với clo có dư thu được 53,4g muối
a.Xác định kim loại đã dùng
b. Cho 13,5g kim loại trên tan hoàn toàn trong dung dịch axit HCl 0,5M.
Tính: - Thể tích huyddro thoát ra (đktc)
- Thể tích dung dịch HCl cần dùng ?
Giải:
a) Đặt A là kim loại có hóa trị III có khối lượng x(g)
PTPU: A + Cl
2
→ ACl
3
x(g) (x + 106,5)g
10,8 (g) …………………..53,4g
Lập tỷ số:
4,53
5,106
8,10
+
=
xx
 53,4x = 10,8(x + 106,5)

Giải ra ta được: x = 27  Al. Vậy kim loại đã dùng là Nhôm
b) 2Al + 6HCl → 2AlCl
3
+ 3H
2
2mol 6mol 2mol 3mol
0,5→ 0,15 → 0,5 0,75mol
n
Al
=
mol5,0
27
5,13
=
- Thể tích H
2
= 0,75 * 22,4 = 16,8 (lit)
- Thể tích dung dịch axit HCl: V
HCl
=
M3
5,0
5,1
=
Bài 2: Cho 4,48g một oxit kim loại hóa trị II, tác dụng hết với 100ml dung dịch H
2
SO
4
0,8M. Đun nhẹ dung dịch thu được 13,76g tinh thể ngậm nước.
a) Xác định công thức phân tử của oxit

b) Xác định công thức phân tử của Hyddrat.
Giải
Đổi 100ml = 0,1 (lit)
Theo đề ra: n
H
2
SO4
= 0,8 . 0,1 = 0,08 mol .  mH
2
SO
4
= 98.0.08 = 7,84 (g)
Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp
Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất”
a) Gọi A kin loại hóa trị II và khối lượng x(g)
AO + H
2
SO
4
→ ASO
4
+ H
2
O
(x + 16)g 98g
4,48g 7,84g
Lập tỷ số:
84,7
98
48,4

16
=
+
x
Giải ra ta được: x = 40  Ca
Vậy công thức phân tử của oxit là CaO
b) CaO + H
2
SO
4
→ CaSO
4
+ H
2
O
1mol 1mol 1mol 1mol
0,08mol 0,08mol 0,08mol
Khi đun hẹ (không cô cạn) ta được muối CaSO
4
.xH
2
O
Do n
hydrat
= n
CaSO
4
Nên:
x18136
76,13

+
= 0,08
Giải ra ta được: x = 2
Vậy công thức phân tử của hyddrat là: CaSO
4
.2H
2
O
* DẠNG CHƯA BIẾT HÓA TRỊ:
Bài 1:
a)Cho 3,25g sắt clorua (chưa biết hóa trị của sắt) tác dụng với dung dịch AgNO
3
dư
thu được 8,61g AgCl. Xác định công thức của sắt clorua ?
b) Cần bao nhiêu ml dung dịch natrihydroxit chứa 0,02g NaOH trong 1ml dung dịch
để chuyển 1,25g FeCl
3
.6H
2
O thành Fe(OH)
3
Giải
a)Gọi a là hóa trị của sắt:
FeCl
a
+ AgNO
3
→ Fe(NO
3
)

a
+ nAgCl
1mol a(mol) 1mol a(mol)
Hay (56 + 35,5a)g 143,5a (g)
3,25g 8,61g
Ta có:
61,8
5,143
25,3
4,3556 aa
=
+
Giải ra ta được: a = 3
Vậy công thức sắt clorua là: FeCl
3
b) Theo đề ta có: FeCl
3
.6H
2
O
m
FeCl
3
=
g75,0
5,270
5,162.25,1
=
n
FeCl

3
=
mol005,0
5,162
75,0
=
Phương trình phản ứng: FeCl
3
+ 3NaOH → Fe(OH)
3
+ 3NaCl
1mol 3mol 1mol 3mol
0,005mol →0,015mol
Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp
Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất”
m
NaOH
= 0,015.40 = 0,6 (g)
Cứ 0,02g NaOH có thể tích là 1ml
0,6g ………………………y(mol)
 y =
ml30
02,0
1.6,0
=
Vậy cần 30ml NaOH
Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 3,78gam một kim loại M bằng dung dịch HCl ta thu được
4,704 lít khí H
2
(đktc). Xác định kim loại M

Giải
Gọi n là hóa trị của kim loại M và M cũng là phân tử khối của kim loại và a là số mol
M đã dùng.
M + nHCl → MCl
n
+
2
2
H
n
1mol
2
n
mol
amol
2
.na
mol
 Ta có hệ: a.M = 3,78  a.M = 3,78 (1)

4,22
704,4
2
.
=
na
a.n = 0,42 (2)
Lấy (1) chia (2) ta có:
nM
n

M
99
=⇒=
Vì hóa trị của kim loại chỉ có thể là 1 hoặc 2 hoặc 3. Do đó ta có bảng sau:
n 1 2 3
M 9 (loại) 18 (loại) 27 (Nhận)
Trong các kim loại trên chỉ có kim loại nhôm (Al) có hóa trị 3 ứng với nguyên tử khối
là 27 là phù hợp. Vậy, M là kim loại nhôm (Al)
Bài 3: Cho 16 gam một oxit kim loại tác dụng với 120ml dung dịch HCl thì thu được
32,5 gam muối khan.
Tìm công thức oxit kim loại ?
Giải
Gọi M là ký hiệu và nguyên tử khối của kim loại thì CTHH của oxit là M
x
O
y
:
PTPU: M
x
O
y
+ 2yHCl → xMCl
x
y2
+ yH
2
O
(xM + 16y)g (xM + 71)g
16g …………………………………...32,5g
Theo phương trình trên ta có:

032,5xM + 520y = 16xM + 1136y  M = 18,67
x
y2
Ta có bảng sau:
x
y2
1 2 3
M 18,67(loại) 37,09 (loại) 56
Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp
Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất”
Vậy công thức của oxit là Fe
2
O
3
Bài 4: Hòa tan cùng một lượng oxit của kim loại M (M có hóa trị không đổi) trong
dung dịch HCl và trong dung dịch HNO
3
. Cô cạn hai dung dịch thu được 2 muối khan.
Tìm công thức phân tử oxit, biết rằng muối natri có khối lượng lớn hơn muối clorua
một lượng bằng 99,38% khối lượng oxit đem hòa tan.
Giải
Gọi công thức hóa trị của oxit là M
x
O
y
Các PTPU: M
x
O
y
+ 2yHCl → xMCl

x
y2
+ yH
2
O
M
x
O
y
+ 2yHNO
3
→ xM(NO
3
)
x
y2
+ yH
2
O
Giả sử lượng oxit đem dùng phản ứng là 1mol, theo đầu bài ta có:
X(M + 62.
x
y2
) - (M + 35,5.
x
y2
) =
)16(
100
38,99

yxM
+
Giải ra ta có: M = 37,33 .
x
y2
 M = 18,66.
x
y2
Ta có bảng sau:
x
y2
1 2 3
M 18,66(loại) 37,33 (loại) 56
Vậy
x
y2
= 3 và M = 56  Fe là hợp lý
Mà
x
y2
= 3  x = 2
y = 3 Vậy công thức oxit là Fe
2
O
3
Bài 5: Cho 0,3 gam một kim loại có hóa trị không đổi tác dụng hết với nước thu được
168ml hiddro (đktc).
Xác định tên kim loại, biết rằng kim loại có hóa trị tối đa là 3.
Giải
Gọi kim loại là M và hóa trị không đổi của kim loại là n.

PTHH: 2 M + 2nH
2
O → 2M(OH)
n
+ nH
2
2M 22400ml
0,3g 168ml
Ta có tỷ lệ:
168
22400
3,0
2
=
M
 M = 20n
n 1 2 3
M 20(loại) 40 60(loại)
Vậy kim loại là Canxi (Ca = 40)
Bài 6: Hòa tan x gam một kim loại M trong 200gam dung dịch HCl 7,3% (lượng axit
vừa đủ) thu được dung dịch A trong đó nồng độ của muối M tạo thành là 12,05%
(theo khối lượng).
Tính x và xác định M ?
Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp
Tài liệu BDHSG Hóa học THCS “Xác định kim loại hay công thức hợp chất”
Giải
n
HCl
=
mol4,0

5,36.100
3,7.200
=
Ký hiệu M cũng là nguyên tử khối của kim loại và n là hóa trị của M.
PTHH: M + nHCl → MCl
n
+
2
2
H
n
1mol nmol 1mol
2
n
mol

n
4,0
mol  0,4mol 
n
4,0
mol  0,2mol
 m
M
=
)(
.4,0
gamx
n
M

=
(*)
Mặt khác theo PTPH ta có:
m
HCl
n
=
2,14
4,0
)5,35(
4,0
+=+
n
M
nM
n
M
(**)
Thay (*) vào (**) ta có: m
MCl
n
= x + 14,2
Mà khối lượng dung dịch sau phản ứng là:
m
ddsau
= 200 + x – 0,2.2 = 199,6 + x
Theo bài ra ta có:
%C =
%05,12
6,199

%100).2,14(
=
+
+
x
x
 x = 11,2 (gam)
Thay x = 11,2 vào (*) ta có:
2,11
.4,0
=
n
M
 M = 28n
Ta xét bảng:
n 1 2 3
M 28(loại) 56 84(loại)
Vậy M = 56 (Fe) thỏa mãn điều kiện
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Cho 10,8 gam kim loại hóa trị III tác dụng với clo dư tạo ra 53,4 gam muối
clorua. Hỏi kim loại này là nguyên tố nào ?
Đáp số: Al
Bài 2: Cho 4,48 gam oxit của một kim loại hóa trị II tác dụng vừa đủ với 100ml axit
H
2
SO
4
0,8M rồi cô cạn dung dịch thì nhận được 13,76gam tinh thể muối ngậm nước.
Trương Khắc Thanh – THCS Hướng Hiệp