Cách giải bài tập Hỗn hợp kim loại tác dụng với axit hay, chi tiết

Lý thuyết và Phương pháp giải

Dãy hoạt động kim loại

K, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, (H), Cu, Ag, Au

Khi Nào May Áo Záp Sắt Phải Hỏi Cúc Bạc Vàng

Dãy được sắp xếp theo chiều giảm dần tính hoạt động hoá học (từ trái sang phải).

- Một số kim loại vừa tác dụng được với axit và với nước: K, Na, Ba, Ca.

    Kim loại + H₂O → Dung dịch bazơ + H₂

- Kim loại vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với bazơ: (Be), Al, Zn, Cr

    2A + 2(4 – n)NaOH + 2(n – 2)H₂O → 2Na₄ –nAO₂ + nH₂

Ví dụ: 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

- Kim loại đứng trước H tác dụng với dung dịch axit HCl, H₂SO₄ loãng tạo muối và giải phóng H₂.

    Kim loại + Axit → Muối + H₂

Lưu ý:

- Kim loại trong muối có hoá trị thấp (đối với kim loại đa hoá trị).

- Trừ Au và Pt, các kim loại khác đều có thể tác dụng với HNO₃ và H₂SO₄ đặc, nóng nhưng không giải phóng Hidro.

Phương pháp giải:

- B1: Viết PTHH.

- B2: Xử lí số liệu theo dữ kiện đề bài, đặt ẩn số, lập hệ (nếu cần).

- B3: Tính số mol chất cần tìm theo PTHH và hệ PT.

- B4: Tính toán theo yêu cầu của bài toán.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Cho H₂SO₄ loãng, dư tác dụng với hỗn hợp gồm Mg và Fe thu được 2,016 lít khí ở đktc. Nếu hỗn hợp kim loại này tác dụng với dd FeSO₄ dư thì khối lượng hỗn hợp trên tăng lên 1,68 gam.

a) Viết phương trình phản ứng hóa học.

b) Tìm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp trên.

Hướng dẫn:

a) Ta có PTHH:

        Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂↑         (1)

        x mol                   x mol        x mol

        Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑         (2)

        y mol                   y mol        y mol

Cho hỗn hợp kim loại trên vào dd FeSO₄ dư thì Mg tác dụng hết (Fe không tác dụng) theo phương trình sau:

        Mg + FeSO₄ → MgSO₄ + Fe         (3)

        x mol                                x mol

→ khối lượng hỗn hợp tăng lên 1,68 gam là khối lượng chênh lệch giữa Fe mới tạo ra và Mg đã phản ứng. (sự tăng giảm khối lượng)

b) Ta có số mol của khí H₂ là:

Theo phương trình (1); (2) và (3) ta có hệ phương trình :

Vậy khối lượng của 2 kim loại trên là:

m_Mg = 0,0525.24 = 1,26 (gam)

m_Fe = 0,0375.56 = 2,1 (gam)

Bài 2: Cho 3,79g hỗn hợp hai kim loại là Zn và Al tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư, thu được 1792 ml khí (đktc). Tính khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp.

Hướng dẫn:

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂        (1)

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂        (2)

Số mol khí H₂ thu được:

Gọi a và b lần lượt là số mol Zn và Al trong hỗn hợp.

Khối lượng Zn: 65.0,05 = 3,25 g

Khối lượng Al: 27.0,02 = 0,54 gam

Bài 3: Hỗn hợp 3 kim loại Fe, Al, Cu nặng 17,4 gam. Nếu hòa tan hỗn hợp bằng axit H₂SO₄ loãng dư thì thoát ra 8,96 dm3 H₂ (ở đktc). Còn nếu hòa tan hỗn hợp bằng axit đặc nóng, dư thì thoát ra 12,32 lít SO₂ (ở đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại ban đầu.

Hướng dẫn:

- Cu không tan trong H₂SO₄ loãng, chỉ có Fe và Al tan được trong axit loãng

        Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

        2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

- H₂SO₄ đặc nóng hòa tan cả 3 kim loại:

        2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

        2Al + 6H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑ + 6H₂O

        Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

- Gọi số mol của Fe, Al, Cu lần lượt là x, y, z ta có hệ phương trình :

Khối lượng của sắt ban đầu là : m_Fe = 0,1. 56 = 5,6 (gam)

Khối lượng của nhôm ban đầu là : m_Al = 0,2. 27 = 5,4 (gam)

Khối lượng của đồng ban đầu là : m_Cu = 0,1. 64 = 6,4 (gam)