KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT HCL, H₂SO₄  LOÃNG

A. Phương pháp giải

Chú ý: Kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa mạnh chỉ các kim loại đứng trước hidro trong dãy điện hóa

VD: Fe, Na, Zn,…

Cách 1: Cách giải thông thường: sử dụng phương pháp đại số, thiết lập mối quan hệ giữa dữ kiện bài toán với ẩn số, sau đó giải phương trình hoặc hệ phương trình.

- Cách 2: Cách giải nhanh: Sử dụng các định luật như: Bảo toàn điện tích, bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố ( Kết hợp với phương pháp đại số để giải)

BTNT H: n_H+ = 2 n_H2

BTKL: m _muối = m _{kim loại} + m _{anion gốc axit}

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 2,76 gam hỗn hợp 2 kim loại Fe và Al vào dd HCl dư, sau phản ứng thu được m gam muối và 2,016 lít khí H₂ ở đktc. Giá trị của m là:

A. 9,15 gam              B. 8,15 gam              

C.11,43 gam            D. 12,015gam

Giải:

Cách 1:  nH₂= 2,016/22,4= 0,09 mol

 2Al  + 6HCl→ 2AlCl₃ + 3H₂        (1)

  x                       x              1,5x

Fe + 2HCl→ FeCl₂ + H₂                (2)

 y                     y          y

Theo đầu bài ta có: 27x + 56y = 2,76 (I) và 1,5x + y = 0,09 (II). Giải hệ (I) và (II) ta được:

x =0,04, y= 0,03 => m= 0,04.133,5 + 0,03. 127= 9,15  gam . Vậy đáp án A đúng

Cách 2: Ta luôn có nHCl=2nH₂ = 2.0,09=0,18 mol. Vậy theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

2,76 + 0,18.36,5= m + 0,09.2 => m= 9,15 gam→ Vậy đáp án A đúng

Cách 3: Ta có nHCl=2nH₂ = 2.0,09=0,18 mol => n_Cl- = 0,18 mol

m_muối = m_{kim loại} + m_Cl- = 2,76 + 0,18.35,5 = 9,15 gam

C. Bài tập vận dụng

Bài 1: Cho Al dư vào 300 ml dung dịch X chứa HCl 1M và  0,2M thấy a mol khí  thoát ra. Giá trị của a là?

A. 0,20                   B. 0,15                       

C. 0,21                   D. 0,30

Giải:

Bài 2.  Hòa tan hết 6,3 gam hỗn hợp gồm Mg và Al trong vừa đủ 150 ml dung dịch gồm HCl 1M và H₂SO₄ 1,5M thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

A. 30,225 g                       B. 33,225g               

C. 35,25g                          D. 37,25g

Giải:

Ta có công thức tính khối lượng muối

m_muối = m_KL + m_{gốc axit}

=>m_muối = m_KL + m_Cl- + m_SO42^-= 6,3 + 0,15.35.5 + 0,225.96 = 3.225 gam

=> Đáp án B

Bài 3.Đốt cháy hết 2,86 gam hỗn hợp kim loại gồm Al, Fe, Cu được 4,14 gam hỗn hợp 3 oxit . Để hoà tan hết hỗn hợp oxit này, phải dùng đúng 0,4 lít dung dịch HCl và thu được dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thì khối lượng muối khan là bao nhiêu ? .

A. 9,45 gam                       B.7,49 gam              

C. 8,54 gam                       D. 6,45 gam

Giải:

Theo ĐL bảo toàn khối lượng:

mO = m_oxit – mKL = 4,14 – 2,86 = 1,28 gam

=>n_O = 1,28/16 = 0,08 mol

Oxit tác dụng với axit tạo ra muối và H₂O

=>2n_O =2nH₂O = nHCl = 0,016 mol

=>nCl- = nHCl = 0,016 mol

Khối lượng muối khan

m_muối = m_KL + m_{gốc axit} = 2,86 + 0,16.35.5 = 8,54 gam

=>Đáp án C

Bài 4. Hòa tan m gam hỗn hợp gồm Cu và Fe₃O₄ trong dung dịch HCl dư sau phản ứng còn lại 8,32 gam chất rắn không tan và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 58,76 gam chất rắn khan. Giá trị của m

A. 31,04 gam                B. 38,48 gam                   

C. 43,84 gam               D. 46,16 gam

Giải:

Cu là kim loại đứng sau H trong dãy điện hóa nên Cu không tác dụng với HCl. Khối lượng chất rắn không tan chính là khối lượng Cu.

Ta có m_Cu = 8,32 gam

Fe₃O₄ + 8HCl → 2FeCl₃ + FeCl₂ + 4H₂O

x                              2x            x

Chất rắn khan là tổng khối lượng 2 muối của sắt

=>x = 58,76/(2.162,5 + 127) = 0,13 mol

=>mFe₃O₄ = 0,13.232 = 30,16 gam

Khối lượng hỗn hợp ban đầu: m = mCu + mFe₃O₄ = 8,32 + 30,16 = 38,48 gam

=>Đáp án B

Bài 5.Cho hỗn hợp gồm Fe và FeS tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 2,24 lít hỗn hợp khí X ở điều kiện tiêu chuẩn. Hỗn hợp khí này có tỉ khối so với hiđro là 9. Thành phần % theo số mol của hỗn hợp Fe và FeS ban đầu lần lượt là

A. 40% và 60%.         B. 50% và 50%.            

 C. 35% và 65%.      D. 45% và 55%.

Giải:

Bảo toàn eletron ta có: nFe = nH₂  ; nFeS = nH₂S

nX = 2,24/22.4 = 0,1 mol

Hỗn hợp khí có tỉ khối so với hiđro là 9 => nH₂= nH₂S (phương pháp đường chéo)

=>nH₂= nH₂S = 0,05 mol

=>nFe = nFeS = 0,05 mol

=>Tỉ lệ % số mol của hỗn hợp ban đầu là 50% và 50%

=>Đáp án B

Bài 6: Cho Fe dư vào trong 200 ml dung dịch X chứa HCl 1M và  0,5M thấy a mol khí thoát ra. Giá trị của a là? 

A. 0,20                   B. 0,15                       

C. 0,25                   D. 0,30

Giải:

Bài 7: Cho Fe dư vào 200 ml dung dịch X chứa HCl 1M và 1M thấy a mol khí thoát ra. Giá trị của a là?

A. 0,20                   B. 0,15                       

C. 0,25                   D. 0,30

Giải:

Bài 8. Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm  Fe, Mg Zn bằng một lượng vừa đủ H₂SO₄ loãng  thấy thoát 1,344 lít H₂ ở đktc và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:

A. 10,27g                            B.8.98                    

C.7,25g                               D. 9,52g

Giải:

Ta có n_H2= 1,344/22,4 = 0,06 mol

=>n_H2SO4 = n_H2 = 0,06 mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m_KL + m_HCl = m_muối + m_H2

3,22 + 0,06.98 = m_muối + 0,06.2

m_muối = 8,98gam => Đáp án B