›
›
›

Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Hóa học - Chuyên đề 5: Đại cương về kim loại

doc 102 trang thaodu 10401
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Hóa học - Chuyên đề 5: Đại cương về kim loại", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • doctai_lieu_on_thi_thpt_quoc_gia_mon_hoa_hoc_chuyen_de_5_dai_cu.doc

Nội dung text: Tài liệu ôn thi THPT quốc gia môn Hóa học - Chuyên đề 5: Đại cương về kim loại

  1. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC Chuyên đề 5 ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI  TÓM TẮT LÝ THUYẾT A1- GIỚI THIỆU CHUNG I – VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN . Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA (trừ B) và một phần của các nhóm IVA, VA, VIA. . Các nhóm B (từ IB đến VIIIB). . Họ lantan và actini. II – CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI 1. Cấu tạo nguyên tử . Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại đều có ít electron ở lớp ngoài cùng (1, 2 hoặc 3e). Thí dụ: Na: [Ne]3s1 Mg: [Ne]3s2 Al: [Ne]3s23p1 . Trong chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tử của nguyên tố phi kim. Thí dụ: 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 0,157 0,136 0,125 0,117 0,110 0,104 0,099 2. Cấu tạo tinh thể . Ở nhiệt độ thường, trừ Hg ở thể lỏng, còn các kim loại khác ở thể rắn và có cấu tạo tinh thể. . Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút của mạng tinh thể. Các electron hoá trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể. a. Mạng tinh thể lục phương . Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lục giác đứng và ba nguyên tử, ion nằm phía trong của hình lục giác. . Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là không gian trống. Ví dụ: Be, Mg, Zn. b. Mạng tinh thể lập phương tâm diện . Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương. . Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là không gian trống. Ví dụ: Cu, Ag, Au, Al, c. Mạng tinh thể lập phương tâm khối . Các nguyên tử,ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm của hình lập phương. . Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 68%, còn lại 32% là không gian trống. Ví dụ: Li, Na, K, V, Mo, 3. Liên kết kim loại Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 1
  2. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC . Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do có sự tham gia của các electron tự do. A2 – TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA KIM LOẠI. 1. Tính chất chung: Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và có ánh kim. 2. Giải thích A. Tính dẻo . Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách rời nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau. B. Tính dẫn điện . Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron chuyển động tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện. . Ở nhiệt độ càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động. C. Tính dẫn nhiệt . Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt độ lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại. . Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt. D. Ánh kim . Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là ánh kim. . Kết luận: Tính chất vật lí chung của kim loại gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại. . Không những các electron tự do trong tinh thể kim loại, mà đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể kim loại, bán kính nguyên tử, cũng ảnh hưởng đến tính chất vật lí của kim loại. . Ngoài một số tính chất vật lí chung của các kim loại, kim loại còn có một số tính chất vật lí không giống nhau. - Khối lượng riêng: Nhỏ nhất: Li (0,5g/cm3); lớn nhất Os (22,6g/cm3). - Nhiệt độ nóng chảy: Thấp nhất: Hg (−390C); cao nhất W (34100C). - Tính cứng: Kim loại mềm nhất là K, Rb, Cs (dùng dao cắt được) và cứng nhất là Cr (có thể cắt được kính). A3. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA KIM LOẠI . Trong một chu kì: Bán kính nguyên tử của nguyên tố kim loại < bán kính nguyên tử của nguyên tố phi kim. . Số electron hoá trị ít, lực liên kết với hạt nhân tương đối yếu nên chúng dễ tách khỏi nguyên tử. Tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử. M → Mn+ + ne 1. Tác dụng với phi kim a. Tác dụng với clo 0 0 3 1 t0 2 Fe 3Cl2  2 FeCl3 b. Tác dụng với oxi 0 0 3 2 t0 2 Al 3O2  2 Al2 O3 0 0 8/3 2 t0 3Fe 2O2  Fe3 O4 c. Tác dụng với lưu huỳnh . Với Hg xảy ra ở nhiệt độ thường, các kim loại cần đun nóng. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 2
  3. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 0 0 0 2 2 Fe S t Fe S 0 0 2 2 Hg S Hg S 2. Tác dụng với dung dịch axit a. Dung dịch HCl, H2SO4 loãng 0 1 2 0 Fe 2 H Cl FeCl2 H2 b. Dung dịch HNO3, H2SO4 đặc: Phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) 0 5 2 2 3Cu NO 2 NO 4H O 3Cu 8 HNO3 (loãng) 3 2 2 0 6 2 4 Cu 2 H2SO4 (đặc) C uSO4 S O2 2H2O 3. Tác dụng với nước . Các kim loại có tính khử mạnh: kim loại nhóm IA và IIA (trừ Be, Mg) khử H2O dễ dàng ở nhiệt độ thường. . Các kim loại có tính khử trung bình chỉ khử nước ở nhiệt độ cao (Fe, Zn, ). Các kim loại còn lại không khử được H2O. 0 1 1 0 2 Na 2 H2O 2 NaOH H2 4. Tác dụng với dung dịch muối: Kim loại mạnh hơn có thể khử được ion của kim loại yếu hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do. 0 2 2 0 Fe Cu SO4 Fe SO4 Cu A4 – DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI 1. Cặp oxi hoá – khử của kim loại Ag 1e  Ag 2 Cu 2e  Cu Fe2 2e Fe    O K  .Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá – khử của kim loại. Thí dụ: Cặp oxi hoá – khử Ag+/Ag; Cu2+/Cu; Fe2+/Fe 2. So sánh tính chất của các cặp oxi hoá – khử Thí dụ: So sánh tính chất của hai cặp oxi hoá – khử Cu2+/Cu và Ag+/Ag. Cu + 2Ag+→ Cu2+ + 2Ag Kết luận: Tính khử: Cu > Ag Tính oxi hoá: Ag+ > Cu2+ 3. Dãy điện hoá của kim loại K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Ag+ Au3+ Tính oxi hóa của ion kim loại tăng K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Ag Au Tính khử của kim loại giảm 4. Ý nghĩa dãy điện hoá của kim loại . Dự đoán chiều của phản ứng oxi hoá – khử theo quy tắc α: Phản ứng giữa hai cặp oxi hoá – khử sẽ xảy ra theo chiều chất oxi hoá mạnh hơn sẽ oxi hoá chất khử mạnh hơn, sinh ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn. . Thí dụ: Phản ứng giữa hai cặp Fe2+/Fe và Cu2+/Cu xảy ra theo chiều ion Cu2+ oxi hoá Fe tạo ra ion Fe2+ và Cu. Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 3
  4. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC . Tổng quát: Giả sử có 2 cặp oxi hoá – khử Xx+/X và Yy+/Y (cặp Xx+/X đứng trước cặp Yy+/Y) . Phương trình phản ứng: Yy+ + X → Xx+ + Y 5. Pin điện hoá a. Cấu tạo. . Mô tả cấu tạo của pin điện hóa: Là 1 thiết bị gồm: 2 lá kim loại, mỗi lá được nhúng vào 1 dd muối có chứa cation của kim loại đó; 2 dd này được nối với nhau bằng 1 cầu muối (dd điện li trơ: NH4NO3, KNO3) . Suất điện động của pin điện hoá (vd: Zn- Cu) Epin = 1,10 V B. Giải thích . Điện cực Zn (cực âm) là nguồn cung cấp e, Zn bị oxi hoá thành Zn2+ tan vào dung dịch: Zn → Zn2+ + 2e . Điện cực Cu (cực dương) các e đến cực Cu, ở đây các ion Cu2+ bị khử thành kim loại Cu bám trên bề mặt lá đồng. Cu2+ + 2e → Cu . Vai trò của cầu muối : Trung hòa điện tích của 2 dung dịch + + 2+  Cation NH4 ( hoặc K ) và Zn di chuyển sang cốc đựng dung dịch CuSO4 – 2  Ngược lại : các anion NO3 và SO4 di chuyển sang cốc đựng dung dịch ZnSO4. Sự di chuyển của các ion này làm cho các dung dịch muối luôn trung hoà điện. . Phương trình ion rút gọn biểu diễn quá trình oxi hoá-khử xảy ra trên bề mặt các điện cực của pin điện hoá: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+ Oxh Kh Kh. yếu Oxh yếu Zn2 Cu2 Zn Cu c. Nhận xét . Có sự biến đổi nồng độ các ion Cu2+ và Zn2+ trong quá trình hoạt động của pin. Cu2+ giảm, Zn2+ tăng . Năng lượng của phản ứng oxi hóa – khử trong pin điện hóa đã sinh ra dòng điện một chiều. . Những yếu tốảnh hưởng đến suất điện động của pin điện hóa như: * Nhiệt độ. * Nồng độ của ion kim loại. * bản chất của kim loại làm điện cực. . Trong pin điện hóa: * Cực âm ( anot) : xảy ra qt oxi hóa * Cực dương( catot) : xảy ra qt khử 4. Cấu tạo của điện cực hiđro chuẩn. . Điện cực platin. . Điện cực nhúng vào dd axit H+ 1 M. . Cho dòng khí H2 có p =1 atm liên tục đi qua dd axit để bề mặt Pt hấp phụ khí H2. + Trên bề mặt của điện cực hidro xảy ra cân bằng oxi hóa- khử của cặp oxi hoá - khử H /H2 H 2  2 H 2 e Người ta chấp nhận một cách quy ước rằng thế điện cực của điện cực hidro chuẩn bằng 0,00V ở mọi nhiệt độ 0 : E 0,00V 2H /H2 5. Thế điện cực chuẩn của kim loại . Thiết lập pin điện hoá gồm: điện cực chuẩn của kim loại ở bên phải, điện cực của hiđro chuẩn ở bên trái vôn kế → hiệu điện thế lớn nhất giữa hai điện cực chuẩn: Suất điện động của pin . Thế điện cực chuẩn của kim loại cần đo được chấp nhận bằng suất điện động của pin tạo bởi điện cực hidro chuẩn và điện cực chuẩn của kim loại cần đo. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 4
  5. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC . Trong pin điện hóa: Nếu điện cực kim loại là cực âm → thì thế điện cực chuẩn của kim loại có giá trị âm, nếu điện cực kim loại là cực dương → thì thế điện cực chuẩn của kim loại có giá trị dương . Xác định thế điện cực chuẩn của cặp Ag+/Ag : Các phản ứng xảy ra: – Ag là cực dương (catot): Ag+ + e → Ag + – Hidro là cực âm (anot) : H2→ 2H + 2e + + Phản ứng xảy ra trong pin: 2Ag + H2→ 2Ag + 2H . Dãy thế điện cực chuẩn của kim loại là dãy được sắp xếp theo chiều tăng dần thế điện cực chuẩn của kim loại. 6. Ý nghĩa thế điện cực chuẩn của kim loại . Trong dung môi nước, thế điện cực chuẩn của kim loại E0 n+ M n /M càng lớn thì tính oxi hóa của cation M càng mạnh và tính khử của kim loại M càng yếu.Ngược lại thế điện cực chuẩn của kim loại càng nhỏ thì tính oxi hóa của cation càng yếu và tính khử của kim loại càng mạnh. . Học sinh phân tích phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa–khử : Cu 2+/Cu (E0 = +0,34V) và Ag+/Ag ( E0 = +0,80V) thấy: – ion Cu2+ có tính oxi hóa yếu hơn ion Ag+. – kim loại Cu có tính khử mạnh hơn Ag. – Cặp oxi hóa–khử Cu2+/Cu có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn của cặp oxi hóa–khử Ag+/Ag. 7. Kết luận: . kim loại của cặp oxi hóa–khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn có khử được cation kim loại của cặp oxi hóa– khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn. ( Hoặc : Cation kim loại trong cặp oxi hóa–khử có thế điện cực chuẩn lớn hơn có thể oxi hóa được kim loại trong cặp có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn.) Hoặc theo quy tắc α : Chất oxi hóa mạnh mạnh hơn s oxi hóa chất khử mạnh hơn , sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn 2Ag+ + Cu → Cu2+ + 2Ag + 2+ Mg + 2H → Mg + H2 . Kim loại trong cặp oxi hóa- khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn 0,00 V đẩy được hidro ra khỏi dd axit HCl, + + H2SO4 loãng. (Hoặc : cation H trong cặp 2H /H2 oxi hóa được kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn ( thế điện cực chuẩn âm) 0 . Suất điện động chuẩn của pin điện hóa (E pin) bằng thế điện cực chuẩn của cực dương trừ đi thế điện cực chuẩn của cực âm. Suất điện động của pin điện hóa luôn là số dương. . Ta có thể xác định được thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa–khử khi biết suất điện động chuẩn của pin điệ hóa (E0pin) và thế điện cực chuẩn của cặp oxi hóa–khử còn lại. Thí dụ: với pin (Ni-Cu) ta có: A5- HỢP KIM I – KHÁI NIỆM: Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một số kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác. . Thí dụ: Thép là hợp kim của Fe với C và một số nguyên tố khác. Đuyra là hợp kim của nhôm với đồng, mangan, magie, silic. II – TÍNH CHẤT . Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần các đơn chất tham gia cấu tạo mạng tinh thể hợp kim. . Tính chất hoá học: Tương tự tính chất của các đơn chất tham gia vào hợp kim. Thí dụ: Hợp kim Cu-Zn . Tác dụng với dung dịch NaOH: Chỉ có Zn phản ứng Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2↑ . Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng: Cả 2 đều phản ứng Cu + 2H2SO4→ CuSO4 + SO2 + 2H2O Zn + 2H2SO4→ ZnSO4 + SO2 + 2H2O . Tính chất vật lí, tính chất cơ học: Khác nhiều so với tính chất của các đơn chất. Thí dụ: - Hợp kim không bị ăn mòn: Fe-Cr-Ni (thép inoc), - Hợp kim siêu cứng: W-Co, Co-Cr-W-Fe, 0 - Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp: Sn-Pb (thiếc hàn, tnc = 210 C, Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 5
  6. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC - Hợp kim nhẹ, cứng và bền: Al-Si, Al-Cu-Mn-Mg. III – ỨNG DỤNG . Những hợp kim nhẹ,bền chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao dùng để chế tạo tên lửa, tàu vũ trụ, máy bay, ô tô, . Những hợp kim có tính bền hoá học và cơ học cao dùng để chế tạo các thiết bị trong ngành dầu mỏ và công nghiệp hoá chất. . Những hợp kim không gỉ dùng để chế tạo các dụng cụ y tế, dụng cụ làm bếp, . Hợp kim của vàng với Ag, Cu (vàng tây) đẹp và cứng dùng để chế tạo đồ trang sức và trước đây ở một số nước còn dùng để đúc tiền. A6- SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI I – KHÁI NIỆM: Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. . Hệ quả: Kim loại bị oxi hoá thành ion dương M → Mn+ + ne II – CÁC DẠNG ĂN MÒN 1. Ăn mòn hoá học: . Thí dụ: - Thanh sắt trong nhà máy sản xuất khí Cl2 0 0 3 1 2 Fe 3Cl 2 2 FeCl3 - Các thiết bị của lò đốt, các chi tiết của động cơ đốt trong 0 0 8/3 2 t0 3Fe +2O2  Fe3 O4 0 1 8/3 0 t0 3Fe 2 H2 O  Fe3 O4 H2 Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. 2. Ăn mòn điện hoá a. Khái niệm . Hiện tượng: - Kim điện kế quay chứng tỏ có dòng điện chạy qua. - Thanh Zn bị mòn dần. - Bọt khí H2 thoát ra cả ở thanh Cu. . Giải thích: - Điện cực âm (anot); Zn bị ăn mòn theo phản ứng: Zn → Zn2+ + 2e Ion Zn2+ đi vào dung dịch, các electron theo dây dẫn sang điện cực Cu. + - Điện cực dương (catot): ion H của dung dịch H2SO4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H2 thoát ra. + 2H + 2e → H2↑ Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hoá – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương. b. Ăn mòn điện hoá học hợp kim sắt trong không khí ẩm . Thí dụ: Sự ăn mòn gang trong không khí ẩm. - Trong không khí ẩm, trên bề mặt của gang luôn có một lớp nước rất mỏng đã hoà tan O2 và khí CO2, tạo thành dung dịch chất điện li. - Gang có thành phần chính là Fe và C cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số các pin nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot. Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e Các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot. − Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH 2+ 2+ Ion Fe tan vào dung dịch chất điện li có hoà tan khí O 2, Tại đây, ion Fe tiếp tục bị oxi hoá, dưới − tác dụng của ion OH tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe2O3.nH2O. c. Điều kiện xảy ra sự ăm mòn điện hoá học . Các điện cực phải khác nhau về bản chất. Cặp KL – KL; KL – PK; KL – Hợp chất hoá học Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 6
  7. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC . Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn. . Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li. III – CHỐNG ĂN MÕN KIM LOẠI 1. Phương pháp bảo vệ bề mặt . Dùng những chất bền vững với môi trường để phủ mặt ngoài những đồ vật bằng kim loại như bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men, Thí dụ: Sắt tây là sắt được tráng thiếc, tôn là sắt được tráng kẽm. Các đồ vật làm bằng sắt được mạ niken hay crom. 2. Phương pháp điện hoá . Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hoá và kim loại hoạt động hơn sẽ bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ. Thí dụ: Bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép bằng cách gán vào mặt ngoài của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những khối Zn, kết quả là Zn bị nước biển ăn mòn thay cho thép. A7- ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I – NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI . Khử ion kim loại thành nguyên tử. Mn+ + ne → M II – PHƯƠNG PHÁP 1. Phương pháp nhiệt luyện . Nguyên tắc: Khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H 2 hoặc các kim loại hoạt động. . Phạm vi áp dụng: Sản xuất các kim loại có tính khử trung bình (Zn, FE, Sn, Pb, ) trong công nghiệp. Thí dụ: 2. Phương pháp thuỷ luyện . Nguyên tắc: Dùng những dung dịch thích hợp như: H 2SO4, NaOH, NaCN, để hoà tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không tan có ở trong quặng. Sau đó khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại có tính khử mạnh như Fe, Zn, . Thí dụ: Fe + CuSO4→ FeSO4 + Cu↓ Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓ . Phạm vi áp dụng: Thường sử dụng để điều chế các kim loại có tính khử yếu. 3. Phương pháp điện phân a. Điện phân hợp chất nóng chảy . Nguyên tắc: Khử các ion kim loại bằng dòng điện bằng cách điện phân nóng chảy hợp chất của kim loại. . Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại hoạt động hoá học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al. Thí dụ 1: Điện phân Al2O3 nóng chảy để điều chế Al. K  Al2O3 A Al3 O2 3 2 Al 3e Al 2O O2 4e dpnc 2Al2O3  4Al 3O2 Thí dụ 2: Điện phân MgCl2 nóng chảy để điều chế Mg. K  MgCl2 A Mg 2 O2 2 Mg 2e Mg 2Cl Cl2 2e dpnc MgCl2  Mg Cl2 b. Điện phân dung dịch . Nguyên tắc: Điện phân dung dịch muối của kim loại. . Phạm vi áp dụng: Điều chế các kim loại có độ hoạt động hoá học trung bình hoặc yếu. . Thí dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế kim loại Cu. c. Tính lượng chất thu được ở các điện cực AIt . Dựa vào công thức Farađây: m trong đó: nF Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 7
  8. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC m: Khối lượng chất thu được ở điện cực (g). A: Khối lượng mol nguyên tử của chất thu được ở điện cực. n: Số electron mà nguyên tử hoặc ion đã cho hoặc nhận. I: Cường độ dòng điện (ampe) t: Thời gian điện phân (giấy) F: Hằng số Farađây (F = 96.500). CÁC DẠNG BÀI TẬP ạ . XÁC ĐỊNH TÊN NGUYÊN TỐ KIM LOẠI D ng 1  PHƯƠNG PHÁP Phương pháp giải: Do những kim loại khác nhau có khối lượng mol khác nhau nên để xác định tên nguyên tố kim loại người ta thường dựa vào khối lượng mol của nó. Lưu ý: 1- Nếu 2 kim loại thuộc cùng một phân nhóm chính và ở 2 chu kì liên tiếp nhau thì gọi R là kim loại tương đương rồi đi tìm khối lượng nguyên tử trung bình của 2 kim loại trên và sử dụng bảng HTTH để xác định tên của 2 kim loại đó. 2- Đối với các kim loại nhiều hóa trị (VD như Fe, Cr) thì khi tác dụng với các chất có độ mạnh về tính OXH khác nhau nhiều thì thường thể hiện các hoá trị khác nhau, vì vậy khi viết PTPƯ ta phải đặt cho nó những hoá trị khác nhau. n R + nHCl RCln + H2 VD: 2 2R + mCl2 2RClm 3- Nên chú ý đến việc sử dụng phương pháp tăng giảm khối lương và định luật bảo toàn electron: “Tổng số mol electron cho đi bằng tổng số mol electron nhận vào” để rút ngắn thời gian giải toán.  BÀI TẬP Bài 1. Hoà tan hoàn toàn 2 gam kim loại thuộc nhóm IIA vào dung dịch HCl và sau đó cô cạn dung dịch người ta thu được 5,55 gam muối khan. Kim loại nhóm IIA là: A. Be. B. Ba. C. Ca. D. Mg. Bài 2. Nhiệt phân hoàn toàn 3,5 gam một muối cacbonat kim loại hoá trị 2 thu được 1,96 gam chất rắn. Muối cacbonat của kim loại đã dùng là: A. FeCO3. B. BaCO3. C. MgCO3. D. CaCO3. Bài 3. Hoà tan hoàn toàn 0,575 gam một kim loại kìềm vào nước. Để trung hoà dung dịch thu được cần 25 gam dung dịch HCl 3,65%. Kim loại hoà tan là: A. Li. B. K. C. Na. D. Rb. Bài 4. Lượng khí clo sinh ra khi cho dung dịch HCl đặc dư tác dụng với 6,96 gam MnO2 đã oxi hoá kim loại M (thuộc nhóm IIA), tạo ra 7,6 gam muối khan. Kim loại M là: A. Ba. B. Mg. C. Ca. D. Be. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 8
  9. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC Bài 5. Hoà tan 2,52 gam một kim loại bằng dung dịch H2SO4 loãng dư, cô cạn dung dịch thu được 6,84 gam muối khan. Kim loại đó là: A. Mg. B. Al. C. Zn. D. Fe. Bài 6. Hoà tan hết m gam kim loại M bằng dung dịch H2SO4 loãng, rồi cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 5m gam muối khan. Kim loại M là: A. Al. B. Mg. C. Zn. D. Fe. Bài 7: Ngâm một lá kim loại có khối lượng 50 gam trong dung dịch HCl. Sau khi thu được 336 ml khí H2 (đktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68%. Kim loại đó là A. Zn. B. Fe. C. Ni. D. Al. Bài 8. Hoà tan 1,3 gam một kim loại M trong 100 ml dung dịch H2SO4 0,3M. Để trung hoà lượng axit dư cần 200 ml dung dịch NaOH 0,1M. Xác định kim loại M? A. Al. B. Fe. C. Zn. D. Mg. Bài 9. Khi điện phân muối clorua kim loại nóng chảy, người ta thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anot và 3,12 gam kim loại ở catot. Công thức muối clorua đã điện phân là A. NaCl. B. CaCl2. C. KCl. D. MgCl2. Bài 10. Cho 19,2 gam kim loại (M) tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 loãng thì thu được 4,48 lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Kim loại (M) là: A. Cu. B. Zn. C. Fe. D. Mg. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 9
  10. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC ạ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT D ng 2  PHƯƠNG PHÁP HCl R + Muoi hoa tri thap + H2 H SO 2 4 HNO3 San pham khu cua S R + Muoi hoa tri cao + + H2O H2SO4dac San pham khu cua N Một số lưu ý trong quá trình làm bài: 1. Khi KL hoặc hỗn hợp gồm nhiều KL tác dụng với dung dịch HCl và H2SO4 loãng ta luôn có: nHCl = 2nH2 nH2SO4 = nH2 2. Các KL nhiều hóa trị khi tác dụng với nhóm axit khác nhau: (HCl, H2SO4 loãng) và (HNO3, H2SO4 đậm đặc) thì thể hiện các hóa trị khác nhau nên khi viết phương trình phản ứng ta phải đặt các hóa trị khác nhau. Fe + 4 HNO3 loang Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O Fe FeCl2 + H2 + 2 HCl 3. Nếu hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với axit thì trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn được ưu tiên bị OXH trước. VD1: Hòa tan hỗn hợp 2 KL Al và Fe trong dung dịch HCl thì thứ tự phản ứng xảy ra như sau: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 VD2: Hoà tan hỗn hợp gồm Fe và Cu vào dung dịch HNO3 loãng thì các phản ứng xảy ra như sau: 3Fe + 8HNO3 → 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3Fe(NO3)2 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O 4. Trong quá trình làm bài cần chú ý sử dụng ĐLBTKL và ĐLBT electron để tiết kiệm thời gian. Kết hợp giữa phương pháp bảo toàn khối lượng và phương pháp bảo toàn electro ta có các biểu thức tính khối lượng muối thu được sau phản ứng như sau: - Khối lượng muối Clorua = mKL + mCl = mKL + 71.nH2 mKL + 96.nH2 2- Khối lượng muối sunphat = mKL + mSO4 = mKL + 96.nSO2 mKL + 62.nNO2 - Khối lượng muối nitrat = mKL + mNO3 = mKL + 62.3nNO mKL + 62.8nN2O mKL +62.10nN2 5. Al, Fe, Cr thu động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội.  Một số vấn đề cần chú ý khi giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit.  Với dung dịch HCl ; H2SO4 loãng. . Kim loại tác dụng với dung dịch HCl ; H 2SO4 loãng là những kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học. Sản phẩm thu được gồm muối và khí H2. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 10
  11. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC . Một số kim loại tan được trong nước khi tác dụng với dung dịch axit HCl; H2SO4 loãng thì chúng phản ứng với axit trước, nếu kim loại còn dư sẽ phản ứng với nước trong dung dịch tạo ra dung dịch bazo. . Dạng bài toán này thường tính khối lượng muối thu được sau phản ứng  m muối clorua = m kim loại + 71.nH2  m muối sunfat = m kim loại + 96.nH2  Với dung dịch HNO3. . HNO3 là axit có tính oxi hóa mạnh gần như ở mọi nồng độ . Oxi hóa hầu hết các kim loại để đưa kim loại lên mức oxi hóa cao nhất (trừ Au và Pt) . Tổng quát: N O 2 N O M H N O M N O N O H O . 3 3 n 2 2 N 2 N H 4 N O 3 (Al; Fe; Cr không phản ứng với HNO3 đặc nguội) . Đối với bài toán kim loại + HNO3 thì ne ne n 1.nNO 3.nNO 8.nN O 10.n N 8.nNH NO NO3 KL 2 2 2 4 3 mmuối = mKL + m mNH NO NO3 KL 4 3 n 2n 4n 10n 12n 10n HNO3 pu NO2 NO N2O N2 NH4NO3 Từ các công thức trên, nếu cho n – 1 dữ kiện sẽ tính được dữ kiện thứ n, do đó dùng để dự đoán sản phẩm và tính toán . Những bài toán về HNO3 đã cho số mol kim loại, và khối lượng muối thì chắc chắn có NH 4NO3; hoặc cho HNO3 và các khí thì cũng có NH4NO3; hoặc cho số mol kim loại và khí thì cũng có NH4NO3 . Bài toán hỗn hợp kim loại ( Cu ; Fe ) tác dụng với HNO3 Nếu HNO3 dư thì dung dịch thu được có Fe3+ ; Cu2+ Nếu Fe dư thì Cu chưa phản ứng và dung dịch thu được là Fe2+ Giải thích : Fe 2Fe3 3Fe2 Nếu Cu dư thì dung dịch thu được có : Fe2+ ; Cu2+ Giải thích : Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2  Với dung dịch H2SO4 đặc nóng . H2SO4 đặc nóng có tính oxi hóa mạnh SO2  M H SO M SO S H O Ví dụ: 2 4 dn 2 4 n 2 H2S Trong đó n là số oxi hóa cao nhất của kim loại M  Al ; Fe ; Cr không phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nguội  Với phản ứng trên cần chú ý : 1 1 m muối = mkl m 2 ;n 2 .ne .ne SO4 SO4 2 2  Để làm tốt dạng bài tập này cần phải vận dụng định luật bảo toàn electron ; định luật bảo toàn điện tích , khối lượng  VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1 : Hoà tan hoàn toàn 33,1g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào trong dung dịch H 2SO4 loãng dư thấy có 13,44 lít khí thoát ra (ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là: A. 78,7g B. 75,5g C. 74,6g D. 90,7g Hướng dẫn . Các kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học 2M nH SO M SO nH  . Phương trình phản ứng tổng quát 2 4 2 4 n 2 Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 11
  12. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 13,44 . Khối lượng muối thu được là : m m 96.n 33,1 96. 90,7 m kl H2 22,4  BÀI TẬP Bài 1. Cho 10 gam hỗn hợp các kim loại Mg và Cu tác dụng hết với dung dịch HCl loãng dư thu được 3,733 lit H2(đkc). Thành phần % của Mg trong hỗn hợp là: A. 50%. B. 35%. C. 20%. D. 40%. Bài 2. Một hỗn hợp gồm 13 gam kẽm và 5,6 gam sắt tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng dư. Thể tích khí hidro (đktc) được giải phóng sau phản ứng là. A. 2,24 lit. B. 4,48 lit. C. 6,72 lit. D. 67,2 lit. Bài 3. Cho 4,05 gam Al tan hết trong dung dịch HNO3 thu V lít N2O (đkc) duy nhất. Giá trị V là A. 2,52 lít. B. 3,36 lít. C. 4,48 lít. D. 1,26 lít. Bài 4: Hỗn hợp X gồm Fe và Cu, trong đó Cu chiếm 43,24% khối lượng. Cho 14,8 gam X tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có V lít khí (đktc) bay ra. Giá trị của V là A. 1,12 lít. B. 3,36 lít. C. 2,24 lít. D. 4,48 lít. Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 1,5 gam hỗn hợp bột Al và Mg vào dung dịch HCl thu được 1,68 lít H2 (đkc). Phần % khối lượng của Al trong hỗn hợp là A. 60%.B. 40%.C. 30%.D. 80%. Bài 6: Hòa tan 6,5 gam Zn trong dung dịch axit HCl dư, sau phản ứng cô cạn dung dịch thì số gam muối khan thu được là (Cho H = 1, Zn = 65, Cl = 35,5) A. 20,7 gam. B. 13,6 gam. C. 14,96 gam. D. 27,2 gam. Bài 7. Hoà tan hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp gồm Mg, Al trong dung dịch HCl dư thấy tạo ra 8,96 lít khí H2 (đkc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 18,1 gam. B. 36,2 gam. C. 54,3 gam. D. 63,2 gam. Bài 8: Cho 20 gam hỗn hợp bột Mg và Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thấy có 1 gam khí H 2 bay ra. Lượng muối clorua tạo ra trong dung dịch là bao nhiêu gam ? A. 40,5g. B. 45,5g. C. 55,5g. D. 60,5g. Bài 9. Cho 11,9 gam hỗn hợp gồm Zn, Al tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng dư thấy có 8,96 lit khí (đkc) thoát ra. Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu được là: A. 44,9 gam. B. 74,1 gam. C. 50,3 gam. D. 24,7 gam. Bài 10. Cho 1,86 gam hỗn hợp Al và Mg tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thì thu được 560 ml lít khí N2O (đktc, sản phẩm khử duy nhất) bay ra. Khối lượng muối nitrat tạo ra trong dung dịch là: A. 40,5 gam. B. 14,62 gam. C. 24,16 gam. D. 14,26 gam. Câu 2 : Hòa tan hoàn toàn 9,24 gam Mg vào dung dịch HNO3 dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và hỗn hợp 2 khí gồm 0,025 mol N2O và 0,15 mol NO. Vậy số mol HNO3 đã bị khử ở trên và khối lượng muối trong dung dịch Y là A. 0,215 mol và 58,18 gam. B. 0,65 mol và 58,18 gam. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 12
  13. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC C. 0,65 mol và 56,98 gam. D. 0,265 mol và 56,98 gam. Hướng dẫn : 9,24 . n 0,385 mol Mg 24 2.0,385 8.0,025 3.0,15 . Áp dụng bảo toàn electron n 0,015 mol NH4 NO3 8 n 2n n n 2.0,025 0,15 0,015 0,215 mol HNO3 bị khử N2O NO NH4 NO3 mmuối = mkl m mNH NO 9,24 0,385.2.62 80.0,015 58,18 g NO3 4 3 Đáp án A Câu 3: Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 3 : 7 với một lượng dung dịch HNO3. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,8m gam chất rắn, dung dịch X và 3,36 lít hỗn hợp khí (đktc) +5 gồm NO và N2O (không có sản phẩm khử khác của N ). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 56,7 gam. Giá trị của m là A. 98 gam B. 133 gam C.112 gam D. 105 gam Bài giải : Cách 1: . Sau phản ứng còn 0,8m g chất rắn ⇒ Có 0,2m g chất rắn phản ứng. . Mà mFe = 0,7m g ⇒ Sau phản ứng còn dư Fe và Cu chưa phản ứng. 64nCu 3 nCu . Có mCu : mFe 0,375 56nFe 7 nFe 0,2m 2x . Đặt số mol Fe là x ⇒ nCu = 0,375x mol, nFe pu = .x 0,7m 7 56,7 . n (phản ứng) = ne trao đổi + nNO + 2nN O 0,9 mol HNO3 2 63 3n 8n n 2n 0,9mol NO N2O NO N2O 3,36 n n 0,15 mol NO N2O 22,4 nNO 0,1 mol, nN2O 0,05 mol 2 2. x 3.0,1 8.0,05 0,7 mol x 1,225 mol 7 m = 56x + 64.0,375x = 98 g Đáp án A Cách 2 : 3,36 . Ta có: nNO nN O 0,15 mol và n (phản ứng) 4n 10n 0,9 2 22,4 HNO3 NO N2O . Giải hệ tính được nNO 0,1 mol, nN2O 0,05 mol . Áp dụng định luật bảo toàn eletron +2 Do kim loại còn dư nên Fe chỉ đưa lên mức Fe 0,2m .2 0,1.3 0,05.8 m 98 gam 56 Đáp án A Câu 4 : Hòa tan hết 29,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Cu theo tỉ lệ mol 1:2:3 bằng H2SO4 đặc nguội được dd Y và 3,36 lít SO2 (đktc). Cô cạn dd Y được khối lượng muối khan là: A. 38,4 gam B. 21,2 gam C. 43,4 gam D. 36,5 gam Hướng dẫn: . Gọi x là số mol Fe trong hỗn hợp X, → nMg = 2x, nCu=3x. → 56x+24.2x+64.3x=29,6 → x= 0,1 mol → nFe = 0,1 mol, nMg=0,2 mol, nCu=0,3 mol . Do H2SO4 đặc nguội, nên sắt không phản ứng Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 13
  14. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 2 4 SO4 2e S 3,36 0,3  22,4 1 Theo biểu thức: m = m + m + m = m + m + 96. e (trao đổi) muối Cu Mg SO2 Cu Mg  4 2 1 64.0,3 24.0,2 96. .0,3 38,4 gam 2 Đáp án A Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 14
  15. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC ạ BÀI TOÁN ĐIỆN PHÂN D ng 3  PHƯƠNG PHÁP 1- Định nghĩa: Điện phân là một quá trình OXH-K xảy ra tại các điện cực dưới tác dụng của dòng điện một chiều. 2- Phân loại: a- Điện phân nóng chảy: Là quá trình điện phân các chất ở trạng thái nóng chảy. Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại có tính khử mạnh như KLK, KLKT, Al. b- Điện phân dung dịch: Là quá trình điện phân các chất ở trạng thái dung dịch. 3- Qui tắc điện cực: + a- Điện cực âm: Xảy ra quá trình khử các ion kim loại, H hoặc H2O Mn+ + ne M + 2H + 2e H2 - 2H2O + 2e 2OH + H2 - Ion nào có tính OXH mạnh hơn sẽ bị điện phân trước - Nếu điện phân dung dịch muối của kim loại mạnh (KLK, KLKT, Al) thì ở điện cực âm xảy ra quá trình khử H2O. dpdd NaCl + H2O NaOH + H2 + Cl2 VD: co man ngan - b- Điện cực dương: Xảy ra quá trình OXH gốc axit, OH hoặc H2O - 2Cl - 2e Cl2 - 4OH - 4e 2H2O + O2 + 2H2O - 4e 4H + O2 - Ion nào có tính khử mạnh hơn sẽ bị điện phân trước. - Nếu điện phân dung dịch muối của gốc axit có tính OXH thì ở điện cực dương xảy ra quá trình OXH H2O. dpdd CuSO Cu VD: 4 + H2O + H2SO4 + O2 4- Định luật faraday (Dùng để tính khối lượng ccác chất thu được tại các điện cực). m: Khối lượng các chất thu được tại các điện cực (Gam). AIt I: Cường độ dòng điện (Ampe). m = t: Thời gian điện phân (Giây) nF n: Số electron trao đổi tại các điện cực F: Hằng số Faraday = 96500 Lưu ý: 1- Vì quá trình điện phân là quá trình OXH-K nên cũng tuân theo định luật bảo toàn electron “Tổng số mol electron thu được ở Catôt bằng tổng số mol electron nhường đi ở Anôt”. It n n echo = enhận = F 2- Trường hợp điện phân mắc nối tiếp thì điện lượng đi qua các bình điện phân trong khoảng thời gian như nhau là bằng nhau nên lượng chất thu được ở các bình điện cực cũng bằng nhau. 3- Trong quá trình điện phân ngoài phản ứng điện phân xảy ra ở các điện cực còn có các phản ứng phụ xảy ra giữa các phản phẩm điện phân (Phản ứng tạo nước Javen trong quá trình điện phândung dịch muối ăn) hoặc phản ứng giữa sản phẩm điện phân với các điện cực (Phản ứng đốt cháy anôt bằng than chì trong quá trình điện phân nóng chảy Al2O3 ). Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 15
  16. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC  BÀI TẬP Bài 1. Khi cho dòng điện một chiều I=2A qua dung dịch CuCl 2 trong 10 phút. Khối lượng đồng thoát ra ở catod là A. 40 gam. B. 0,4 gam. C. 0,2 gam. D. 4 gam. Bài 2. Điện phân đến hết 0,1 mol Cu(NO 3)2 trong dung dịch với điện cực trơ, thì sau điện phân khối lượng dung dịch đã giảm bao nhiêu gam? A. 1,6 gam. B. 6,4 gam.C. 8,0 gam. D. 18,8 gam. Bài 3. Điện phân dùng điện cực trơ dung dịch muối sunfat kim loại hoá trị 2 với cường độ dòng điện 3A. Sau 1930 giây thấy khối lượng catot tăng 1,92 gam. Muối sunfat đã điện phân là A. CuSO4. B. NiSO4. C. MgSO4. D. ZnSO4. Bài 4. Điện phân hoàn toàn 1 lít dung dịch AgNO3 với 2 điên cực trơ thu được một dung dịch có pH= 2. Xem thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể thì lượng Ag bám ở catod là: A. 0,54 gam. B. 0,108 gam. C. 1,08 gam. D. 0,216 gam. Bài 5: Điện phân 200 ml dung dịch muối CuSO4 trong thời gian, thấy khối lượng dung dịch giảm 8 gam. Dung dịch sau điện phân cho tác dụng với dd H2S dư thu được 9,6g kết tủa đen. Nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là A. 1M.B.0,5M. C. 2M. D. 1,125M. Bài 6: Điện phân dung dịch AgNO3 (điện cực trơ) trong thời gian 15 phút, thu được 0,432 gam Ag ở catot. Sau đó để làm kết tủa hết ion Ag+ còn lại trong dung dịch sau điện phân cần dùng 25 ml dung dịch NaCl 0,4M. Cường độ dòng điện và khối lượng AgNO3 ban đầu là (Ag=108) A. 0,429 A và 2,38 gam. B. 0,492 A và 3,28 gam. C. 0,429 A và 3,82 gam. D. 0,249 A và 2,38 gam. Bài 7: Điện phân 200 ml dung dịch AgNO3 0,4M (điện cực trơ) trong thời gian 4 giờ, cường độ dòng điện là 0,402A. Nồng độ mol/l các chất có trong dung dịch sau điện phân là A. AgNO3 0,15M và HNO3 0,3M.B. AgNO 3 0,1M và HNO3 0,3M. C. AgNO3 0,1M D. HNO 3 0,3M Bài 8: Sau một thời gian điện phân 200 ml dung dịch CuCl 2 thu được 1,12 lít khí X (ở đktc). Ngâm đinh sắt vào dung dịch sau điện phân, khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,2 gam. Nồng độ mol của CuCl2 ban đầu là A. 1M. B. 1,5M.C. 1,2M. D. 2M. Bài 9: Điện phân bằng điện cực trơ dung dịch muối sunfat của kim loại hoá trị II với dòng điện có cường độ 6A. Sau 29 phút điện phân thấy khối lượng catot tăng lên 3,45 gam. Kim loại đó là: A. Zn.B. Cu.C. Ni.D. Sn. Bài 10: Điện phân 400 ml dung dịch CuSO 4 0,2M với cường độ dòng điện 10A trong 1 thời gian thu được 0,224 lít khí (đkc) ở anot. Biết điện cực đã dùng là điện cực trơ và hiệu suất điện phân là 100%. Khối lượng catot tăng là A. 1,28 gam.B. 0,32 gam.C. 0,64 gam.D. 3,2 gam. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 16
  17. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI ạ D ng 4  PHƯƠNG PHÁP 1- Phản ứng giữa kim loại với dung dịch muối xảy ra theo qui tắc α “Chất khử mạnh tác dụng với chất oxi hoá mạnh để sinh ra chất khử yếy hơn và chất oxi hoá yếu hơn. VD: Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu Cu + Fe3+ → Fe2+ + Cu2+ 2- Trường hợp cho hỗn hợp nhiều kim loại tác dựng với một dung dịch muối thì kim loại có tính khử mạnh hơn sẽ bị OXH trước. VD: Hoà tan hỗn hợp kim loại Mg, Fe và Cu trong dung dịch chứa muối AgNO3 thì thứ tự phản ứng xảy ra như sau: Mg + 2Ag+ → Mg2+ + 2Ag Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 3- Trường hợp hoà tan một kim loại vào dung dịch chứa nhiều muối thì ion kim loại nào có tính OXH mạnh hơn sẽ bị khử trước. VD: Hoà tan Fe trong dung dịch chứa đồng thời các dung dịch HCl, AgNO3 và CuSO4, thứ tự phản ứng xảy ra lần lượt như sau: Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu + 2+ Fe + 2H → Fe + H2 4- Để giải bài toán này ta thường sử dụng kết hợp các phương pháp giải sau: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, bảo toàn nguyên tố, tăng giảm khối lượng, bảo toàn electron 5- Các kim loại tan trong nước khi tác dụng với các dung dịch muối không cho ra kim loại mới. VD: 2Na + CuSO4 + H2O → Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 - - 6- Trong môi trường trung tính ion NO3 không có tính OXH nhưng trong môi trường axit NO3 là một chất OXH mạnh - + 2+ VD: 3Cu + 2NO3 + 8H → 3Cu + 2NO + 4H2O  3.1: Kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối. Dạng bài tập này thường cho dưới dạng nhúng một lá kim loại vào một dung dịch muối,sau phản ứng lấy lá kim loại ra khỏi dung dịch rồi cân lại thấy khối lượng lá kim loại thay đổi. Phương trình: kim loại + muối Muối mới + kim loại mới + Nếu đề bài cho khối lượng lá kimtan loại tăng hay giảm là m thì áp dụng nhưbám sau: Khối lượng lá kim loại tăng lên so với trước khi nhúng ta có: mkim loại bám vào - mkim loại tan ra = mtăng Khối lượng lá kim loại giảm so với trước khi nhúng ta có: mkim loại tan ra - mkim loại bám vào = mgiảm +Nếu đề bài cho khối lượng lá kim loại tăng hay giảm là x% thì ta áp dụng như sau: Khối lượng lá kim loại tăng lên x% so với trước khi nhúng ta có: x mkim loại bám vào - mkim loại tan ra = mbđ. 100 Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 17
  18. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC Khối lượng lá kim loại giảm xuống x% so với trước khi nhúng ta có: x mkim loại tan ra - mkim loại bám vào = mbđ. 100 Với mbđ là khối lượng ban đầu của thanh kim loại hoặc đề sẽ cho sẵn khối lượng kim loại ban đầu. Cần phải nhớ dãy điện hóa của kim loại để biết được chiều hướng phản ứng và xác định sản phẩm tạo thành  VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO 4 dư. Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam. Cũng thanh graphit này nếu được nhúng vào dung dịch AgNO3 thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam. Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây? A. PB. B. CD. C. Al. D. Sn. Hướng dẫn . Áp dụng tăng giảm khối lượng có: + nM = + nM = 0,24 0,52 M 112 Kim loại là Cd. M 64 216 M Đáp án B Câu 2: Ngâm một lá Zn trong dung dịch có hòa tan 4,16gam CdSO 4. Phản ứng xong khối lượng lá Zn tăng 2,35% so với ban đầu. Khối lượng lá Zn trước khi phản ứng là A. 1,30gam. B. 40,00gam. C. 3,25gam. D. 54,99gam. Hướng dẫn . Gọi mbđ là khối lượng lá Zn ban đầu . Số mol CdSO4 . Phương trình hóa học: Zntan + CdSO4 → ZnSO4 + Cdbám Mol: 0,02 0,02 2,35 . Theo đề bài ta có: mCd bám - mZn tan = mbđ. 100 2,35 112.0,02 - 65.0,02 = mbđ. m bđ = 40 gam 100 Chọn B Câu 3: Cho 4,8 gam Mg vào dung dịch chứa 0,2 mol FeCl 3, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X, cô cạn dung dịch X được m gam muối khan. Giá trị của m là A. 34,9. B. 25,4. C. 31,7. D. 44,4. Hướng dẫn . Phương trình hóa học: Mg + 2FeCl3 → 2FeCl2 + MgCl2 (1) Mol: 0,1 0,2 >0,1 . Sau phản ứng: Mgdư = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol . Trong dung dịch có chứa ion Fe2+ nên Mgdư sẽ tiếp tục khử Fe2+ thành Fe FeCl2 + Mgdư → MgCl2 + Fe (2) Mol: 0,1 0,1 . Dung dịch X gồm: FeCl2 còn lại: 0,1 mol, MgCl2: 0,2 mol . Khối lựng muối trong dung dịch X: 0,1.127 + 0,2.95 = 31,7 gam Chọn C Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 18
  19. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC  3.2: Một Kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp muối. Cần lưu ý đến thứ tự các phản ứng: Ion kim loại trong các dung dịch muối lần lượt bị khử theo thứ tự giảm dần tính oxi hóa Nghĩa là kim loại sẽ tác dụng với ion kim loại có tính oxi hóa mạnh trước. 2+  Ví dụ: Cho Mg (z mol) phản ứng với dung dịch chứa đồng thời FeSO4 a mol và CuSO4 b mol thì ion Cu sẽ bị khử trước và bài toán dạng này thường giải theo 3 trường hợp: Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu (1) Mg + FeSO4 → MgSO4 + Fe (2)  TH 1: Chỉ xảy ra pứ(1). Nghĩa là pứ(1) xảy ra vừa đủ lúc đó dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4, FeSO4 chưa phản ứng và chất rắn chỉ có Cu.  TH 2: Xảy ra cả 2 pứ (1) và (2) vừa đủ. Nghĩa là dung dịch thu được chỉ có MgSO 4 và chất rắn gồm Cu và Fe.  TH 3: Pứ(1) xảy ra hết và pứ(2) xảy ra một phần, lúc này lại có 2 khả năng xảy ra - Sau phản ứng (2) FeSO4 dư: Số mol FeSO4 dư là (a-x) mol với x là số mol FeSO4 tham gia phản ứng (2). Lúc đó dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4, FeSO4dư và chất rắn gồm Cu và Fe. - Sau phản ứng (2) Mg dư: Số mol Mg dư là z – (a+b) với (a+b) là số mol Mg phản ứng với 2 muối. Lúc đó dung dịch sau phản ứng gồm: MgSO4 và chất rắn gồm Cu, Fe và Mg dư. Bài toán dạng này thường chỉ xảy ra trường hợp 3, để giải được ta cần chú ý qui tắc sắp xếp của dãy điện hóa, cặp chất nào xảy ra trước và chú ý cách đặt số mol vào phương trình cho phù hợp. Phải xác định được dung dịch và chất rắn sau phản ứng gồm những chất nào với số mol bao nhiêu.  VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là A. 2,80. B. 2,16. C. 4,08. D. 0,64 Hướng dẫn . Nhận xét: Trong hỗn hợp dung dịch gồm ion Ag + và ion Cu2+, mà ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh hơn nên phản ứng trước, khi Ag+ hết mà số mol Fe vẫn còn thì xảy ra tiếp phản ứng với Cu2+. + 2+ . Số mol AgNO3 = nAg = 0,02 mol; Số mol Cu(NO3)2 = nCu = 0,1 mol; . Số mol Fe = 0,04 mol . Phương trình: Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Mol 0,01 0,02 . Sau phản ứng Fe còn 0,04 – 0,01 = 0,03 mol, phản ứng tiếp với Cu(NO3)2 Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu (2) Mol 0,03 >0,03 >0,03 . Khối lựng rắn = mAg + mCu = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam Chọn C  3.3. hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp muối. Đối với dạng bài tập này có rất nhiều trường hợp có thể xảy ra, và do biết số mol nên ta áp dụng định luật bảo toàn electron để giải. * Ví dụ: Cho hỗn hợp Mg và Zn tác dụng với dung dịch chứa Cu(NO 3)2 và AgNO3. Nếu sau phản ứng thu được hỗn hợp 3 kim loại thì 3 kim loại này chỉ có thể là: Cu, Ag, Zn (còn nguyên hoặc dư). Do Zn còn nên AgNO3 và Cu(NO3)2 đều đã phản ứng hết. * Gọi a, b lần lượt là số mol Mg, Zn ban đầu c là số mol Zn còn dư. x, y là số mol AgNO3, Cu(NO3)2 đã dùng * Ta có các quá trình cho và nhận electron như sau Quá trình cho electron Quá trình nhận electron Mg → Mg2+ + 2e Ag+ + 1e → Ag a > 2a x > x Zn → Zn2+ + 2e Cu2++ 2e → Cu (b-c) > 2(b-c) y >2y nelectron cho 2a 2 b c nelectron nhận x 2y Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 2a +2(b-c) = x + 2y Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 19
  20. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC  VÍ DỤ MINH HỌA Câu 1: Dung dịch X có chứa AgNO3 và Cu(NO3)2 có cùng nồng độ. Thêm một lượng hỗn hợp gồm 0,03 mol Al và 0,05 mol Fe vào 100 ml dung dịch X cho tới khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn Y gồm 3 kim loại. Cho Y vào HCl dư giải phóng 0,07 gam khí. Nồng độ mol/lít của hai muối là A. 0,30. B. 0,40 . C. 0,63. D. 0,42. Hướng dẫn . Nhận xét: vì chất rắn Y tác dụng với HCl dư tạo khí H2 suy ra phải có Al hoặc Fe dư. Al + 3AgNO 3 → Al(NO3)3 + 3Ag (1) Sau phản ứng (1) Al dư phản ứng tiếp với Cu(NO3)2 tạo ra Cu (2) Sau phản ứng (2) nếu Al dư sẽ có 4 kim loại: Aldư, Fe còn nguyên, Ag tạo ra, Cu tạo ra. Nếu phản ứng (2) vừa đủ chỉ có 2 kim loại sau phản ứng là Ag tạo ra, Cu tạo ra. . Như vậy để có được 3 kim loại sau phản ứng thì thực hiện xong phản ứng (2) Al hết và tiếp theo phản ứng có thể dừng lại để Fe còn nguyên (2 kim loại tạo ra là Cu và Ag) hoặc Fe có thể tham gia tiếp các phản ứng với Ag+ và Cu2+ rồi dư. Khi rắn Y tác dụng với HCl chỉ có Fe phản ứng: Fedư + 2HCl FeCl2 + H2 Mol 0,035 0,09 Mol : 0,1 >0,1x Fe → Fe2+ + 2e Cu2+ + 2e → Cu Mol: 0,015 > 0,03 Mol : 0,1 >0,2x  nelectron cho 0,09 0,03 0,12 mol nelectron nhận = 0,3x mol Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,12 = 0,3x x = 0,4 mol Chọn B.  BÀI TẬP Bài 1. Ngâm một đinh sắt sạch trong 200 ml dung dịch CuSO4 sau khi phản ứng kết thúc, lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch rửa nhẹ làm khô nhận thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 0,8 gam. Nồng độ mol/lít của dung dịch CuSO4 đã dùng là: A. 0,25M. B. 0,4M. C. 0,3M. D. 0,5M. Bài 2. Ngâm một lá kẽm vào dung dịch có hoà tan 8,32 gam CdSO4. Phản ứng xong lấy lá kẽm ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô thì thấy khối lượng lá kẽm tăng thêm 2,35% so với khối lượng lá kẽm trước phản ứng. Khối lượng lá kẽm trước phản ứng là: A. 80gam B. 60gam C. 20gam D. 40gam Bài 3. Nhúng một đinh sắt có khối lượng 8 gam vào 500ml dung dịch CuSO4 2M. Sau một thời gian lấy đinh sắt ra cân lại thấy nặng 8,8 gam. Nồng độ mol/l của CuSO4 trong dung dịch sau phản ứng là: A. 0,27M B. 1,36M C. 1,8M D. 2,3M Bài 4: Ngâm lá kẽm trong dung dịch chứa 0,1 mol CuSO4. Phản ứng xong thấy khối lượng lá kẽm: A. tăng 0,1 gam. B. tăng 0,01 gam. C. giảm 0,1 gam. D. không thay đổi. Bài 5: Hoà tan hoàn toàn 28 gam bột Fe vào dung dịch AgNO3 dư thì khối lượng chất rắn thu được là A. 108 gam.B. 162 gam.C. 216 gam.D. 154 gam. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 20
  21. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC ạ D ng 5 BÀI TOÁN NHIỆT KIM LOẠI  PHƯƠNG PHÁP 1. Phản ứng nhiệt kim loại là phản ứng khử các oxit kim loại thành kim loại tự do bằng các chất khử như : CO,H2,Al (phản ứng nhiệt nhôm) ở nhiệt độ cao. 2. Các chất khử CO và H2 chỉ khử được các kim loại có tính khử trung bình và yếu (Kim loại đứng sau Al trong dãy điện hoá). 3. Trong phản ứng khử các oxit kim loại bởi các chất khử CO và H2 ta luôn có: nO(oxit) = nCO = nCO2 nO(oxit) = nH2 = nH2O 4. Trong phản ứng nhiệt kim loại ta luôn có: mOxit giảm = mO trong oxit 5. Để giải bài toán này ta thường kết hợp các phương pháp: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố và phương pháp tăng giảm khối lượng.  BÀI TẬP Bài 1: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe3O4 nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là A. 0,448. B. 0,112. C. 0,224. D. 0,560. Bài 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là A. 1,120. B. 0,896. C. 0,448. D. 0,224. Bài 3: Cho khí CO khử hoàn toàn đến Fe một hỗn hợp gồm: FeO, Fe 2O3, Fe3O4 thấy có 4,48 lít CO2 (đktc) thoát ra. Thể tích CO (đktc) đã tham gia phản ứng là A. 1,12 lít. B. 2,24 lít.C. 3,36 lít. D. 4,48 lít. Bài 4: Thổi một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp Fe 3O4 và CuO nung nóng thu được 2,32 gam hỗn hợp rắn. Toàn bộ khí thoát ra cho hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 dư thu được 5 gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 3,22 gam. B. 3,12 gam. C. 4,0 gam. D. 4,2 gam. Bài 5: Để khử hoàn toàn 30 gam hỗn hợp CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, MgO cần dùng 5,6 lít khí CO (ở đktc). Khối lượng chất rắn sau phản ứng là A. 28 gam. B. 26 gam. C. 22 gam. D. 24 gam. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 21
  22. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP THEO TỪNG BÀI BÀI 1 : TÍNH CHẤT CHUNG CỦA KIM LOẠI. HỢP KIM A. LÝ THUYẾT I. Vị trí và cấu tạo 1. Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn . Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố kim loại có mặt ở : - Nhóm IA (trừ hiđro) và IIA. - Nhóm IIIA (trừ bo) và một phần của các nhóm IVA, VA, VIA. - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB). - Họ lantan và actini, được xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng. 2. Cấu tạo của nguyên tử kim loại . Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại đều có ít electron ở lớp ngoài cùng (1, 2 hoặc 3e). Ví dụ : Na : 1s22s22p63s1 ; Mg : 1s22s22p63s2 ; Al : 1s22s22p63s23p1 . Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân: + Trong cùng 1 chu kì:+ Độ âm điện, Tính axit, Tính phi kim, năng lượng ion hóa tăng dần + Bán kính nguyên tử, Tính kim loại, tính bazo của hdroxit giảm dần + Trong cùng 1 nhóm:+ Độ âm điện, Tính axit, Tính phi kim, năng lượng ion hóa giảm dần + Bán kính nguyên tử, Tính kim loại, tính bazo của hdroxit tăng dần 3. Cấu tạo tinh thể kim loại . Hầu hết các kim loại ở điều kiện thường đều tồn tại dưới dạng tinh thể (trừ Hg). . Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút của mạng tinh thể. Các electron hoá trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể. . Đa số các kim loại tồn tại dưới ba kiểu mạng tinh thể phổ biến sau : a. Mạng tinh thể lục phương . Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là các khe rỗng. Thuộc loại này có các kim loại : Be, Mg, Zn, b. Mạng tinh thể lập phương tâm diện . Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương. . Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là các khe rỗng. Thuộc loại này có các kim loại : Cu, Ag, Au, Al, c. Mạng tinh thể lập phương tâm khối . Các nguyên tử, ion dương kim loại nằm trên các đỉnh và tâm của hình lập phương. . Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chỉ chiếm 68%, còn lại 32% là các khe rỗng. Thuộc loại này có các kim loại : Li, Na, K, V, Mo, 4. Liên kết kim loại . Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của các electron tự do. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 22
  23. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC II. Tính chất vật lí của kim loại 1. Tính chất vật lí chung a. Tính dẻo . Khác với phi kim, kim loại có tính dẻo : Dễ rèn, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi. Vàng là kim loại có tính dẻo cao nhất, có thể dát thành lá mỏng đến mức ánh sáng có thể xuyên qua. . Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau. b. Tính dẫn điện . Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện. . Kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe, . Nhiệt độ của kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động. c. Tính dẫn nhiệt . Tính dẫn nhiệt của các kim loại cũng được giải thích bằng sự có mặt các electron tự do trong mạng tinh thể. . Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại. . Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt. d. Ánh kim . Các electron tự do trong tinh thể kim loại phản xạ hầu hết những tia sáng nhìn thấy được, do đó kim loại có vẻ sáng lấp lánh gọi là ánh kim. Tóm lại : Tính chất vật lí chung của kim loại như nói ở trên gây nên bởi sự có mặt của các electron tự do trong mạng tinh thể kim loại. 2. Tính chất vật lí riêng . Ngoài những tính chất vật lí chung kim loại còn có một số tính chất vật lí riêng như khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính cứng Những tính chất này phụ thuộc vào độ bền liên kết kim loại, nguyên tử khối, kiểu mạng tinh thể, của kim loại. - Kim loại dẻo nhất là Au, sau đó đến Ag, Al, Cu, Sn, - Kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe, - Kim loại có khối lượng riêng D 5 gam/cm3 là kim loại nặng, như : Cr, Fe, Zn, Pb, Ag, Hg, - Kim loại nhẹ nhất là Li, kim loại nặng nhất là Os. - Kim loại dễ nóng chảy nhất là Hg (-39oC). - Kim loại khó nóng chảy nhất là W (3410oC). - Kim loại mềm nhất là Cs, kim loại cứng nhất là Cr. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 23
  24. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC III. Tính chất hoá học chung của kim loại Tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử: M Mn+ + ne * Chú ý: t0 - 3Fe + 2O2  Fe3O4 - Al, Fe, Cr thụ động trong HNO3 và H2SO4 đặc nguội. - Sản phẩm khử của H 2SO4 là: SO2, H2S, S. - Sản phẩm khử của HNO3 là: + Khí NO2, NO, N2O, N2 + Dung dịch NH4NO3. IV. Hợp kim 1. Định nghĩa Hợp kim là những vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác. Ví dụ : Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác. 2. Tính chất của hợp kim a. Tính chất hóa học : Tương tự như các chất trong hỗn hợp ban đầu. b. Tính chất vật lí : So với các chất trong hỗn hợp ban đầu thì hợp kim có : - Tính dẫn điện, dẫn nhiệt kém hơn. - Nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. - Cứng hơn, giòn hơn. TRẮC NGHỆM ĐỊNH TÍNH 1. Cho các câu phát biểu về vị trí và cấu tạo của kim loại như sau : (I) : Hầu hết các kim loại chỉ có từ 1 đến 3 electron lớp ngoài cùng. (II) : Tất cả các nguyên tố nhóm B đều là kim loại. (III): Ở trạng thái rắn, đơn chất kim loại có cấu tạo tinh thể. (IV): Liên kết kim loại là liên kết được hình thành do sức hút tĩnh điện giữa các ion dương kim loại và các electron tự do. Những phát biểu nào đúng ? A. Chỉ có I đúng. B. Chỉ có I, II đúng. C. Chỉ có IV sai. D. Cả I, II, III, IV đều đúng. 2. Giống nhau giữa liên kết ion và liên kết kim loại là : A. đều được tạo thành do sức hút tĩnh điện. B. đều có sự cho và nhận các electron hóa trị. C. đều có sự góp chung các electron hóa trị. D. đều tạo thành các chất có nhiệt độ nóng chảy cao. 3. Giống nhau giữa liên kết cộng hóa trị và liên kết kim loại là : A. đều có những cặp electron dùng chung. B. đều tạo thành từ những electron chung giữa các nguyên tử. C. đều là những liên kết tương đối kém bền. D. đều tạo thành các chất có nhiệt độ nóng chảy thấp. 4. Nhận định nào đúng ? A. Tất cả các nguyên tố s là kim loại.B. Tất cả các nguyên tố p là kim loại. C. Tất cả các nguyên tố d là kim loại.D. Tất cả các nguyên tố nhóm A là kim loại. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 24
  25. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 5. Đa số kim loại có cấu tạo theo ba kiểu mạng tinh thể sau : A. Tinh thể lập phương tâm khối, tinh thể tứ diện đều, tinh thể lập phương tâm diện. B. Tinh thể lục phương, tinh thể lập phương tâm diện, tinh thể lập phương tâm khối. C. Tinh thể lục phương, tinh thể tứ diện đều, tinh thể lập phương tâm diện. D. Tinh thể lục phương, tinh thể tứ diện đều, tinh thể lập phương tâm khối. 6. Mạng tinh thể kim loại gồm có A. nguyên tử, ion kim loại và các electron độc thân. B. nguyên tử, ion kim loại và các electron tự do. C. nguyên tử kim loại và các electron độc thân. D. ion kim loại và các electron độc thân. 7. So với nguyên tử phi kim cùng chu kì, nguyên tử kim loại A. thường có bán kính nguyên tử nhỏ hơn. B. thường có năng lượng ion hoá nhỏ hơn. C. thường dễ nhận electron trong các phản ứng hoá học. D. thường có số electron ở các phân lớp ngoài cùng nhiều hơn. 8. Trong một nhóm A (phân nhóm chính), trừ nhóm VIIIA (phân nhóm chính nhóm VIII), theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thì A. tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần. B. tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần. C. độ âm điện giảm dần, tính phi kim tăng dần. D. tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần. 9. Cho các nguyên tử có cấu hình electron như sau : (I) 1) 1s22s22p63s2 2) 1s22s22p1 3) 1s22s22p63s23p63d64s2 (II) 4) 1s22s22p5 5) 1s22s22p63s23p64s1 6) 1s2 Trong số các nguyên tử ở trên, có bao nhiêu nguyên tử là kim loại ? A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. 10. Một nguyên tố có số thứ tự trong bảng tuần hoàn là 31. Vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn là A. chu kì 4, nhóm IIIA.B. chu kì 3, nhóm IIIA. C. chu kì 4, nhóm IA.D. chu kì 3, nhóm IA. 11. Nguyên tố sắt có số hiệu nguyên tử là 26. Trong bảng tuần hoàn, sắt thuộc A. chu kì 4 nhóm VIIIA.B. chu kì 4 nhóm VIIIB. C. chu kì 4 nhóm IVA.D. chu kì 5 nhóm VIIIB. 12. Cấu hình của nguyên tử hay ion nào dưới đây được biểu diễn không đúng ? A. Cr (Z = 24) [Ar] 3d54s1. B. Mn 2+ (Z = 25) [Ar] 3d34s2. C. Fe3+ (Z = 26) [Ar] 3d5. D. Cu (Z = 29) [Ar] 3d 104s1. + 13. Cấu hình electron nào dưới đây của ion Cu (ZCu = 29) ? A. 1s22s22p63s23p63d104s2.B. 1s 22s22p63s23p63d104s1. C. 1s22s22p63s23p63d94s1.D. 1s 22s22p63s23p63d10. 14. Một cation Rn+ có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p 6. Cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng của nguyên tử R có thể là : A. 3s2. B. 3p 1. C. 3s1. D. 3s1, 3s2 hoặc 3p1. 15. Trong các nguyên tố có Z = 1 đến Z = 20. Có bao nhiêu nguyên tố mà nguyên tử có 1 eletron độc thân ? A. 6. B. 8. C. 5. D. 7. 16. Trong các nguyên tố có Z = 1 đến Z = 20. Có bao nhiêu nguyên tố mà nguyên tử có 2 eletron độc thân ? A. 3. B. 6. C. 5. D. 4. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 25
  26. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 17. Có bao nhiêu nguyên tố mà trong cấu hình electron nguyên tử có phân lớp ngoài cùng là 4s2? A. 1. B. 9. C. 11. D. 3. 18. Có bao nhiêu nguyên tố mà trong cấu hình electron nguyên tử có phân lớp ngoài cùng là 4s1? A. 1. B. 2. C. 4. D. 3. 19. Ion Mx+ có tổng số hạt là 57. Hiệu số hạt mang điện và không điện là 17. Nguyên tố M là : A. K.B. Ni.C. Ca.D. Na. 20. Có 4 ion là Ca2+, Al3+, Fe2+, Fe3+. Ion có số electron ở lớp ngoài cùng nhiều nhất là : A. Fe3+.B. Fe 2+.C. Al 3+. D. Ca2+. 21. Anion X- và cation Y2+ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p6. Vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là : A. X có số thứ tự 17, chu kỳ 4, nhóm VIIA (phân nhóm chính nhóm VII) ; Y có số thứ tự 20, chu kỳ 4, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). B. X có số thứ tự 18, chu kỳ 3, nhóm VIA (phân nhóm chính nhóm VI) ; Y có số thứ tự 20, chu kỳ 4, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). C. X có số thứ tự 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA (phân nhóm chính nhóm VII) ; Y có số thứ tự 20, chu kỳ 4, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). D. X có số thứ tự 18, chu kỳ 3, nhóm VIIA (phân nhóm chính nhóm VII) ; Y có số thứ tự 20, chu kỳ 3, nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II). 22. Chọn thứ tự tăng dần bán kính nguyên tử của các kim loại kiềm : A. Li Ca2+ > Ar. B. Ar > Ca2+ > K+. C. Ar > K+ > Ca2+. D. Ca2+ > K+ > Ar. 29. Cho nguyên tử R, ion X2+ và ion Y2- có số electron ở lớp vỏ bằng nhau. Sự sắp xếp bán kính nguyên tử và ion nào sau đây là đúng ? A. R < X2+ < Y2-. B. X2+ < R < Y2-. C. X2+ < Y2-< R.D. Y 2- < R < X2+. 30. Cho các hạt vi mô: O2-, Al3+, Al, Na, Mg2+, Mg. Dãy nào sau đây được xếp đúng thứ tự bán kính hạt ? A. Al3+< Mg2+ < O2- < Al < Mg < Na. B. Al 3+< Mg2+< O2-< Mg < Al < Na. C. Na < Mg < Al < Al3+< Mg2+ < O2-. D. Na < Mg < Mg2+< Al3+< Al < O2-. 31. Một nguyên tử có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 40. Đó là nguyên tử của nguyên tố nào sau đây ? A. Canxi.B. Bari.C. Nhôm.D. Sắt. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 26
  27. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 32. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 155. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 33. Nguyên tố đó là : A. bạc.B. đồng.C. chì. D. sắt. 33. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (p, n, e) bằng 82, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. X là kim loại A. Mg.B. Al.C. Fe.D. Ca. 34. Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron 1s 22s22p63s23p64s1, nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron 1s22s22p5. Liên kết hoá học giữa nguyên tử X và nguyên tử Y thuộc loại liên kết A. kim loại. B. cộng hoá trị. C. ion. D. cho nhận. 35. Kim loại có tính chất vật lí chung là dẫn điện, dẫn nhiệt, dẻo và có ánh kim. Nguyên nhân của những tính chất vật lí chung của kim loại là do trong tinh thể kim loại có A. nhiều electron độc thân.B. các ion dương chuyển động tự do. C. các electron chuyển động tự do.D. nhiều ion dương kim loại. 36. Kim loại khác nhau có độ dẫn điện, dẫn nhiệt khác nhau. Sự khác nhau đó được quyết định bởi A. khối lượng riêng khác nhau.B. kiểu mạng tinh thể khác nhau. C. mật độ electron tự do khác nhau.D. mật độ ion dương khác nhau. 37.ở điều kiện thường kim loại ở thể lỏng là : A. Na.B. K.C. Hg.D. Ag. 38. Kim loại nào sau đây có tính dẫn điện tốt nhất trong tất cả các kim loại ? A. Vàng.B. Bạc.C. Đồng.D. Nhôm. 39. Kim loại nào sau đây dẻo nhất trong tất cả các kim loại ? A. Bạc.B. Vàng.C. Nhôm.D. Đồng. 40. Kim loại nào sau đây có độ cứng lớn nhất trong tất cả các kim loại ? A. Vonfam.B. Crom.C. Sắt.D. Đồng. 41. Kim loại nào sau đây là kim loại mềm nhất trong tất cả các kim loại ? A. Liti.B. Xesi. C. Natri.D. Kali. 42. Kim loại nào sau đây có nhiệt độ nóng chảy cao nhất trong tất cả các kim loại ? A. Vonfam.B. Sắt.C. Đồng. D. Kẽm. 43. Người ta quy ước kim loại nhẹ là kim loại có tỉ khối A. lớn hơn 5.B. nhỏ hơn 5.C. nhỏ hơn 6.D. nhỏ hơn 7. 44. Kim loại nào sau đây nhẹ nhất (có khối lượng riêng nhỏ nhất) trong tất cả các kim loại ? A. Liti.B. Natri.C. Kali.D. Rubiđi. 45. Tính chất vật lý nào dưới đây của kim loại không phải do các electron tự do gây ra ? A. Ánh kim. B. Tính dẻo. C. Tính cứng. D. Tính dẫn điện và nhiệt. 46. Dãy so sánh tính chất vật lý của kim loại nào dưới đây là không đúng ? A. Dẫn điện và nhiệt Ag > Cu > Al > Fe. B. Tỉ khối Li < Fe < Os. C. Nhiệt độ nóng chảy Hg < Al < W. D. Tính cứng Cs < Fe < Al < Cu < Cr. 47. Tính chất hoá học đặc trưng của kim loại là : A. tính khử. B. tính oxi hoá. C. vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá.D. không có tính khử, không có tính oxi hoá. 48. Phát biểu nào sau đây là phù hợp với tính chất hoá học chung của kim loại ? A. Kim loại có tính khử, nó bị khử thành ion âm. B. Kim loại có tính oxi hoá, nó bị oxi hoá thành ion dương. C. Kim loại có tính khử, nó bị oxi hoá thành ion dương. D. Kim loại có tính oxi hoá, nó bị khử thành ion âm. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 27
  28. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 49. Dãy kim loại tác dụng được với nước ở nhiệt độ thường là : A. Fe, Zn, Li, Sn.B. Cu, Pb, Rb, Ag.C. K, Na, Ca, Ba.D. Al, Hg, Cs, Sr. 50. Hơi thuỷ ngân rất độc, bởi vậy khi làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thuỷ ngân rồi gom lại là : A. vôi sống. B. cát. C. muối ăn. D. lưu huỳnh. 51. Kim loại nào có thể phản ứng với N2 ngay ở điều kiện nhiệt độ thường ? A. Ca. B. Li. C. Al. D. Na. 52. Dung dịch CuSO4 tác dụng được với tất cả kim loại trong dãy (I)A. Al, Fe, Cu.B. Mg, Fe, Ag.C. Mg, Zn, Fe. D. Al, Hg, Zn. 53. Kim loại Ni phản ứng được với tất cả muối trong dung dịch ở dãy nào sau đây ? A. NaCl, AlCl3, ZnCl2.B. MgSO 4, CuSO4, AgNO3. C. Pb(NO3)2, AgNO3, NaCl.D. AgNO 3, CuSO4, Pb(NO3)2. 54. Cho 4 kim loại Al, Mg, Fe, Cu và bốn dung dịch muối riêng biệt là : ZnSO 4, AgNO3, CuCl2, Al2(SO4). Kim loại nào tác dụng được với cả bốn dung dịch muối đã cho ? A. Al.B. Fe.C. Cu.D. Mg. 55. Cho Cu dư tác dụng với dung dịch AgNO 3 thu được dung dịch X. Cho Fe dư tác dụng với dung dịch X được dung dịch Y. Dung dịch Y chứa A. Fe(NO3)2.B. Fe(NO 3)3. C. Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 dư.D. Fe(NO 3)3, Cu(NO3)2 dư. 56. Nhúng một lá sắt nhỏ vào dung dịch chứa một trong những chất sau : FeCl 3, AlCl3, CuSO4, Pb(NO3)2, NaCl, HCl, HNO3 dư, H2SO4 (đặc nóng, dư), NH4NO3. Số trường hợp phản ứng tạo muối sắt (II) là : A. 3.B. 4.C. 5.D. 6. 57. Trong số các phần tử (nguyên tử hoặc ion) sau, phần tử vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hoá là : A. Cu.B. Ca 2+.C. O 2-. D. Fe2+. 58. Trong những câu sau, câu nào không đúng ? A. Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại khác hoặc phi kim. B. Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần, cấu tạo của hợp kim. C. Hợp kim có tính chất hoá học khác tính chất của các kim loại tạo ra chúng. D. Hợp kim có tính chất vật lý và tính cơ học khác nhiều các kim loại tạo ra chúng. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 28
  29. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC  BẢO TOÀN ELECTRON  1. Nội dung định luật bảo toàn electron : - Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận. 2. Nguyên tắc áp dụng : - Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số mol electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số mol electron mà các chất oxi hóa nhận. ● Lưu ý : Khi giải bài tập bằng phương pháp bảo toàn electron ta cần phải xác định đầy đủ, chính xác chất khử và chất oxi hóa; trạng thái số oxi hóa của chất khử, chất oxi hóa trước và sau phản ứng; không cần quan tâm đến số oxi hóa của chất khử và chất oxi hóa ở các quá trình trung gian. 3. Bài toán kim loại tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc Dạng 1: Tính lượng chất phản ứng với dung dịch HNO3 Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn m gam Al trong dung dịch HNO3 loãng thu được 1,12 lít hỗn hợp X gồm 3 khí NO, N2O, N2 có tỉ lệ số mol là: 1 : 2 : 2. Giá trị của m là : A. 5,4 gam. B. 3,51 gam. C. 2,7 gam. D. 8,1 gam. Theo giả thiết ta có : n 0,05 mol. (NO, N2 , N2O) Mặt khác, tỉ lệ mol của 3 khí NO, N2O, N2 là 1 : 2 : 2 nên suy ra : nNO = 0,01 mol ; n = 0,02 mol và n = 0,02 mol. N2O N2 Các quá trình oxi hóa – khử : Al Al+3 + 3e N+5 + 3e N+2 (NO) +5 +1 2N + 8e 2N (N2O) 5+ o 2N + 10e N2 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có : 3.n 10.n 8.n 3.n n 0,13 mol m 3,51 gam. Al N2 N2O NO Al Al 1. Hòa tan 5,4 gam Al bằng dung dịch HNO3 thu được khí NO sản phẩm khử duy nhất. Thể tích NO ở đktc và khối lượng muối nitrat thu được lần lượt là : A. 2,24 lít và 6,72 g B. 4,48 lít và 42,6 gamC. 0,672 lít và 2,016 g. D. 1,972 lít và 21,3 g. 2. Hòa tan 2,7 gam Al bằng dung dịch HNO 3 thu được khí N2 sản phẩm khử duy nhất. Thể tích N 2 ở đktc và khối lượng muối nitrat thu được lần lượt là : A. 2,24 lít và 6,72 g B. 0,672 lít và 21,3 gamC. 4,48 lít và 2,016 g. D. 1,972 lít và 21,3 g. 3. Hòa tan 6,4 gam Cu bằng dung dịch HNO 3 thu được khí NO2 sản phẩm khử duy nhất. Thể tích NO 2 ở đktc và khối lượng muối nitrat thu được lần lượt là : A. 2,24 lít và 6,72 g B. 4,48 lít và 18,8 gamC. 4,48 lít và 2,016 g. D. 1,972 lít và 21,3 g. 4. Hòa tan 6,5 gam Zn bằng dung dịch HNO 3 thu được khí N2O sản phẩm khử duy nhất. Thể tích N 2O ở đktc và khối lượng muối nitrat thu được lần lượt là : A. 2,24 lít và 6,72 g B. 0,56 lít và 18,9gamC. 4,48 lít và 2,016 g. D. 1,972 lít và 21,3 gam. 5. Hòa tan 4,8 gam Mg bằng dung dịch HNO3 thu được NH4NO3 sản phẩm khử duy nhất. Tính khối lượng muối nitrat thu được lần lượt là : A. 6,72 g B. 33,6 gamC. 2,016 g. D. 21,3 gam. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 29
  30. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 6. Hòa tan m gam Al bằng dung dịch HNO3 thu được 2,688 lít hỗn hợp khí gồm NO và N 2O có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng 16,75. Thể tích NO và N2O thu được lần lượt là : A. 2,24 lít và 6,72 lít. B. 2,016 lít và 0,672 lít. C. 0,672 lít và 2,016 lít. D. 1,972 lít và 0,448 lít. 7. Hòa tan 4,59 gam Al bằng dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí NO và N 2O có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng 16,75. Thể tích NO và N2O thu được lần lượt là : A. 2,24 lít và 6,72 lít. B. 2,016 lít và 0,672 lít. C. 0,672 lít và 2,016 lít.D. 1,972 lít và 0,448 lít. 8. Hòa tan m gam Al bằng dung dịch HNO3 thu được 2,688 lít hỗn hợp khí gồm NO và N 2O có tỉ khối hơi đối với hiđro bằng 16,75. Khối lượng Al đã phản ứng : A. 4,59 gam. B. 4,59 gam.C. 4,59 gam.D. 4,59 gam 9. Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít (đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối và axit dư). Tỉ khối của X đối với H 2 bằng 19. Giá trị của V là : A. 2,24 lít. B. 4,48 lít. C. 5,60 lít. D. 3,36 lít. 10. Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư, ta được hỗn hợp gồm hai khí NO 2 và NO có VX = 8,96 lít (đktc) và tỉ khối đối với O 2 bằng 1,3125. Thành phần phần trăm theo thể tích của NO, NO 2 và khối lượng m của Fe đã dùng là : A. 25% và 75% ; 1,12 gam.B. 25% và 75% ; 11,2 gam. C. 35% và 65% ; 11,2 gam.D. 45% và 55% ; 1,12 gam. 11. Hòa tan 32 gam hỗn hợp Cu và CuO trong dung dịch HNO 31M (dư), thoát ra 6,72 lít khí NO (đktc). Khối lượng CuO trong hỗn hợp ban đầu là : A. 1,2 gam. B. 1,88 gam. C. 2,52 gam. D. 3,2 gam. 12. Chia m gam hỗn hợp A gồm hai kim loại Cu, Fe thành hai phần bằng nhau : - Phần 1 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 đặc, nguội thu được 0,672 lít khí. - Phần 2 tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 0,448 lít khí. Giá trị của m là (biết các thể tích khí được đo ở đktc) : A. 4,96 gam.B. 8,80 gam.C. 4,16 gam.D. 17,6 gam. 13. Hòa tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và Al vào dung dịch Y gồm HNO 3 và H2SO4 đặc thu được 0,1 mol mỗi khí SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng của Al và Mg trong X lần lượt là : A. 63% và 37%.B. 36% và 64%.C. 50% và 50%.D. 46% và 54%. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 30
  31. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 2. Tính lượng muối nitrat tạo thành Ví dụ 1: Cho 1,35 gam hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng với dung dịch HNO 3 dư, thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí NO và NO2 có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Tổng khối lượng muối nitrat sinh ra là : A. 66,75 gam. B. 33,35 gam. C. 6,775 gam. D. 3,335 gam. Cách 2 : Áp dụng định luật bảo toàn electron và bảo toàn khối lượng Áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp NO2 và NO ta có : n 46 40 – 30 = 10 NO2 n NO2 10 5 40 n NO 6 3 46 – 40 = 6 nNO 30 5 Suy ra : nNO .0,05 0,03125 mol, nNO 0,05 0,03125 0,01875 mol. 2 8 Ta có các quá trình oxi hóa – khử : Quá trình khử : Thay các kim loại Cu, Mg, Al bằng kim loại M. NO3 + 3e NO Quá trình oxi hóa : mol : 0,05625  0,01875 M M+n + ne NO + 1e NO 0,0875 3 2 mol :  0,0875 mol : 0,03125  0,03125 n Khối lượng muối nitrat sinh ra là : m = mM(NO ) = mM + m 3 n NO3 0,0875 = 1,35 + .n.62 = 6,775 gam. n Như vậy, tổng electron nhận = tổng electron nhường = 0,0875 mol. ● Nhận xét : + Trong phản ứng của kim loại với axit nitric tạo ra muối nitrat (phản ứng không tạo ra muối amoni nitrat) ta có : mmuoái nitrat mkim loaïi m mkim loaïi 62.nelectron trao ñoåi NO3 taïo muoái + Trong phản ứng của kim loại với axit nitric tạo ra muối nitrat kim loại và muối amoni ntrat ta có : mMuoái mmuoái ntrat kim loaïi mNH NO (mkim loaïi m ) mNH NO 4 3 NO3 taïo muoái 4 3 (m 62.m ) m kim loaïi electron trao ñoåi NH4NO3 Dưới đây là một ví dụ về tính khối lượng muối sunfat trong phản ứng của kim loại với dung dịch H2SO4 đặc. 14. Cho 12,9 gam hỗn hợp Al, Mg phản ứng vừa hết với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được 0,125 mol S, 0,2 mol SO2 và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối. Giá trị của m là : A. 68,1. B. 84,2.C. 64,2.D. 123,3. 15. Cho 12 gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO 3 63%. Sau phản ứng thu được dung dịch A và 11,2 lít khí NO2 duy nhất (đktc). Nồng độ % các chất có trong dung dịch A là : A. 36,66% và 28,48%.B. 27,19% và 21,12%. C. 27,19% và 72,81%.D. 78,88% và 21,12%. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 31
  32. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 16. Cho 1,35 gam hỗn hợp A gồm Cu, Mg, Al tác dụng với HNO 3 dư được 1,12 lít hỗn hợp sản khử là NO và NO2 (đktc) có khối lượng mol trung bình là 42,8. Biết rằng không có phản ứng tạo muối NH 4NO3. Tổng khối lượng muối nitrat sinh ra là : A. 9,65 gam.B. 7,28 gam.C. 4,24 gam.D. 5,69 gam. 17. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp 3 kim loại chưa rõ hóa trị bằng dung dịch HNO 3 thu được V lít hỗn hợp khí A (đktc) gồm NO 2 và NO (không sinh ra muối NH 4NO3). Tỉ khối hơi của A so với H 2 bằng 18,2. Tổng số gam muối khan tạo thành theo m và V là : A. m + 6,0893V. B. m + 3,2147. C. m + 2,3147V. D. m + 6,1875V. ● Nhận xét : Trong phản ứng của kim loại với axit sunfuric đặc tạo ra muối sunfat ta có : 1 m m m m 96. n muoái sunfat kim loaïi SO 2 taïo muoái kim loaïi electron trao ñoåi 4 2 3. Tính lượng HNO3 tham gia phản ứng Ví dụ 1: Hòa tan 10,71 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Fe trong 4 lít dung dịch HNO 3 aM vừa đủ thu được dung dịch A (không chứa muối NH 4NO3) và 1,792 lít hỗn hợp khí gồm N 2 và N2O có tỉ lệ mol 1:1. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. Giá trị của m, a là : A. 55,35 gam và 2,2M.B. 55,35 gam và 0,22M. C. 53,55 gam và 2,2M.D. 53,55 gam và 0,22M. 1,792 n n 0,04 mol. N2O N2 2.22,4 Các quá trình khử : + 2NO3 + 12H + 10e N2 + 6H2O mol: 0,08  0,48  0,04 + 2NO3 + 10H + 8e N2O + 5H2O mol: 0,08  0,4  0,04 0,88 n n 0,88 mol a 0,22 M. HNO3 H 4 Số mol NO3 tạo muối bằng 0,88 (0,08 + 0,08) = 0,72 mol. Khối lượng muối bằng 10,71 + 0,72.62 = 55,35 gam. Ví dụ 2: Hòa tan một hỗn hợp X gồm hai kim loại A và B trong dung dịch HNO 3 loãng. Kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp khí Y gồm 0,1 mol NO, 0,15 mol NO 2 và 0,05 mol N2O. biết rằng không có phản ứng tạo muối NH4NO3. Số mol HNO3 đã phản ứng là : A. 0,95. B. 0,105.C. 1,2.D. 1,3. Ta có thể tính số mol của axit dựa vào công thức : n n n (*) HNO3 eletron trao ñoåi N coù trong caùc saûn phaåm khöû Áp dụng công thức trên ta có : ne nhận = 0,1.3 + 0,15 + 0,05.8 = 0,85 naxit = 0,85 + 0,1 + 0,15 + 0,05.2 = 1,2 mol. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 32
  33. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC ● Chứng minh công thức (*) : Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với N ta có : nHNO n nN coù trong caùc saûn phaåm khöû 3 NO3 taïo muoái Mặt khác n nelectron trao ñoåi . Từ đó ta suy ra công thức (*). NO3 taïo muoái 18. Cho 13,5 gam nhôm tác dụng vừa đủ với 2,5 lít dung dịch HNO 3, phản ứng tạo ra muối nhôm và một hỗn hợp khí gồm NO và N2O là 2 sản phẩm khử duy nhất. Tính nồng độ mol của dung dịch HNO 3. Biết rằng tỉ khối của hỗn hợp khí đối với hiđro bằng 19,2. A. 0,95. B. 0,86.C. 0,76.D. 0,9. 19. Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu vào 2 lít dung dịch HNO 3 phản ứng vừa đủ thu được 1,792 lít khí X (đktc) gồm N2 và NO2 có tỉ khối hơi so với He bằng 9,25. Nồng độ mol/lít HNO3 trong dung dịch đầu là : A. 0,28M.B. 1,4M. C. 1,7M.D. 1,2M. 20. Hòa tan hết hỗn hợp chứa 10 gam CaCO 3 và 17,4 gam FeCO3 bằng dung dịch HNO 3 loãng, nóng. Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là : A. 0,8 mol. B. 0,5 mol. C. 0,7 mol. D. 0,2 mol. 21. Ngâm 10,1 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn trong dung dịch HNO 3 vừa đủ, sau phản ứng thu được 1,12 lít một chất khí (sản phẩm khử duy nhất) không màu, nhẹ hơn không khí. Thể tích HNO 3 0,5M đã dùng là : A. 100 ml. B. 250 ml. C. 500 ml.D. 1200 ml. 22. Cho 0,015 mol bột Fe vào dung dịch chứa 0,04 mol HNO 3 thấy thoát ra khí NO duy nhất. Khi phản ứng hoàn toàn thì khối lượng muối thu được bằng : A. 2,42 gam.B. 2,7 gam.C. 3,63 gam.D. 5,12 gam 23. Hòa tan hoàn toàn m gam Al trong dung dịch HNO3, thấy tạo ra 44,8 lít hỗn hợp ba khí NO, N2, N2O (tỉ lệ mol: n : n : n = 1: 2 : 2). Biết rằng không có phản ứng tạo muối NH NO . Thể tích dung dịch NO N2 N2O 4 3 HNO3 1M cần dùng (lít) là : A. 1,92.B. 19,2. C. 19.D. 1,931. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 33
  34. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 4. Phản ứng tạo muối amoni Ví dụ 1: Cho 5,52 gam Mg tan hết vào dung dịch HNO 3 thì thu được 0,896 lít hỗn hợp khí N 2 và N2O có tỉ khối so với H2 là 16. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng chất rắn là : A. 34,04 gam.B. 34,64 gam. C. 34,84 gam.D. 44, 6 gam. Hướng dẫn giải Tổng số mol của N2 và N2O là 0,04 mol Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có : n 44 32 3 N2 Suy ra n 0,03 mol ; n 0,01 mol n 32 28 1 N2 N2O N2O 5 Tổng số mol electron mà N đã nhận để sinh ra N2 và N2O là : 10.0,03 + 8.0,01 = 0,38 mol. 2 Tổng số mol electron mà Mg đã nhường để sinh ra Mg là : 0,23.2 = 0,46 > 0,38 nên suy ra phản ứng đã tạo ra cả NH4NO3. 0,46 0,38 5 3 Số mol NH4NO3 là : 0,01 mol (Vì quá trình khử N thành N đã nhận vào 8e). 8 Vậy khối lượng muối thu được là : m m m 0,23.148 0,01.80 34,84 gam. muèi Mg(NO3 )2 NH4NO3 24. Hòa tan hoàn toàn 13,00 gam Zn trong dung dịch HNO3 loãng, dư thu được dung dịch X và 0,448 lít khí N2 (đktc). Khối lượng muối trong dung dịch X là : A. 18,90 gam.B. 37,80 gam.C. 39,80 gam.D. 28,35 gam. 25. Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO 3 dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,896 lít khí NO ở điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là: A. 13,32 gam.B. 6,52 gam.C. 13,92 gam.D. 8,88 gam. 26. Cho 19,2 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO 3 dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí N2O ở điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là: A. 13,32 gam.B. 6,52 gam.C. 126,4 gam.D. 8,88 gam. 27. Cho 59,4 gam Al tác dụng với dung dịch HNO 3 dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,24 lít khí N2O; 4,48 lít khí N2 2 sản phẩm khí duy nhất ở điều kiện tiêu chuẩn và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là: A. 13,32 gam.B. 6,52 gam.C. 506,6 gam.D. 8,88 gam. 28. Cho hỗn hợp A gồm 0,200 mol Al, 0,350 mol Fe phản ứng hết với V lít dung dịch HNO 3 1M, thu được dung dịch B, hỗn hợp G gồm 0,050 mol N2O và 0,040 mol N2 và còn 2,800 gam kim loại. Giá trị V là : A. 1,200.B. 1,480.C. 1,605.D. 1,855. 29. Hòa tan 30 gam hỗn hợp gồm Al, Zn, Mg trong dung dịch HNO 3 dư. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí gồm 0,1 mol NO, 0,1 mol N2O và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được 127 gam chất rắn. Số mol HNO3 đã tham gia phản ứng là bao nhiêu ? A. 3B. 5.C. 4.D. 6 Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 34
  35. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 5. Kim loại tác dụng với phi kim Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm S và Br2 tác dụng vừa đủ với hỗn hợp Y gồm 9,75 gam Zn, 6,4 gam Cu và 9,0 gam Ca thu được 53,15 gam chất rắn. Khối lượng của S trong X có giá trị là : A. 16 gam. B. 32 gam. C. 40 gam. D. 12 gam. Hướng dẫn giải Gọi số mol S là x và số mol Br2 là y ta có : 32x + 160y = 53,15 – 9,75 – 6,4 – 9,0 32x + 160y = 28 (1) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có : n = n 2.n 2.n 2.n 2.n 2.n (*) electron cho electron nhận S Br2 Zn Cu Ca 2x + 2y = 0,15.2 + 0,1.2 + 0,225.2 2x + 2y = 0,95 (2) Từ (1) và (2) ta có : x = 0,375 và y = 0,1 mS = 0,375.32 = 12 gam. Nếu nếu các em học sinh không hình dung được biểu thức (*) thì có thể viết các quá trình oxi hóa - khử, rồi áp dụng định luật bảo toàn electron để suy ra (*) : Quá trình oxi hóa : Quá trình khử : Zn Zn+2 + 2e S + 2e S-2 mol : 0,15 0,3 mol: x 2x +2 - Cu Cu + 2e Br2 + 2e 2Br mol : 0,1 0,2 mol: y 2y Ca Ca+2 + 2e mol : 0,225 0,45 Ví dụ 2: Cho 11,2 lít hỗn hợp khí A gồm clo và oxi phản ứng vừa hết với 16,98 gam hỗn hợp B gồm magie và nhôm tạo ra 42,34 gam hỗn hợp các muối clorua và oxit hai kim loại. Thành phần % khối lượng của magie và nhôm trong hỗn hợp B là : A. 48% và 52%. B. 77,74% và 22,26%. C. 43,15% và 56,85%. D. 75% và 25%. Hướng dẫn giải Theo giả thiết ta có : n 0,5 mol ; m 25,36 gam.  (Cl2 ,O2 )  (Cl2 ,O2 ) Gọi x và y lần lượt là số mol của Cl2 và O2 ta có : x+y 0,5 x 0,24 71x+32y 25,36 y 0,26 Gọi a và b lần lượt là số mol của Al và Mg ta có : 27a + 24b = 16,98 (1) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có : n = n 3.n 2.n 2.n 4.n 3a + 2b = 1,52 (2) electron cho electron nhận Al Mg Cl2 O2 Từ (1) và (2) suy ra : a = 0,14 ; b = 0,55 Thành phần % khối lượng của magie và nhôm trong hỗn hợp B là : 0,14.27 % Al = .100% 22,26% ; % Mg = (100 – 22,26)% = 77,74%. 16,98 30. Cho một luồng khí clo dư tác dụng với 9,2 gam kim loại sinh ra 23,4 gam muối kim loại hoá trị I. Muối kim loại hoá trị I là muối nào sau đây ? A. NaCl.B. KCl.C. LiCl.D. Kết quả khác. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 35
  36. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC BÀI 2 : DÃY ĐIỆN HOÁ CỦA KIM LOẠI A. LÝ THUYẾT I. Cặp oxi hoá - khử của kim loại . Nguyên tử kim loại dễ nhường electron trở thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại có thể nhận electron trở thành nguyên tử kim loại. n+ M + ne  M (Dạng oxi hóa) ( Dạng khử) . Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hoá - khử : Mn+/M. Ví dụ ta có cặp oxi hoá - khử : Ag+/Ag ; Cu2+/Cu ; Fe2+/Fe. . Đặc điểm của cặp oxi hóa - khử : Trong cặp oxi hóa - khử, dạng khử có tính khử càng mạnh thì dạng oxi hóa có tính oxi hóa càng yếu và ngược lại. II. Pin điện hóa 1. Cấu tạo và hoạt động - Kim loại mạnh làm điện cực âm (anot) và bị ăn mòn. - Kim loại có tính khử yếu hơn được bảo vệ. - Cầu muối có tác dụng trung hòa dung dịch 2. Tính suất điện động của pin điện hóa . Để đặc trưng cho tính oxi hóa của ion kim loại người ta sử dụng đại lượng “ thế điện cực chuẩn” kí hiệu Eo . Mn M . Để xác định tính khử các kim loại và tính oxi hóa các ion kim loại, người ta thiết lập các pin điện hóa với một điện cực bằng H 2 làm chuẩn còn điện cực còn lại là kim loại cần xác định. Qua đó người ta đưa ra được một giá trị gọi là thế điện cực chuẩn. Khi đó: Epin = Ecatot - Eanot = Emax - Emin IV. Dãy điện hoá của kim loại 1. Dãy điện hóa : . Dãy điện hóa của kim loại là một dãy các cặp oxi hóa - khử được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hóa của ion kim loại và giảm dần tính khử của nguyên tử kim loại. . Người ta đã so sánh tính chất của nhiều cặp oxi hoá - khử và sắp xếp thành dãy điện hoá của kim loại : Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Au3+ 2+ Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe Ag Au Eo -2,37 -,166 -0,76 -0,44 -0,23 -0,14 -0,13 0,00 0,34 0,77 0,8 1,5 Mn M Chiều giảm dần tính khử của kim loại và tăng dần tính oxi hóa của ion kim loại 2. Ý nghĩa của dãy điện hoá của kim loại a. Dự đoán chiều xảy ra phản ứng oxi hóa - khử . Dãy điện hoá của kim loại cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hoá - khử theo quy tắc (anpha) : Phản ứng giữa 2 cặp oxi hoá - khử sẽ xảy ra theo chiều: Chất oxi hoá mạnh nhất sẽ oxi hoá chất khử mạnh nhất, sinh ra chất oxi hoá yếu hơn và chất khử yếu hơn. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 36
  37. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC . Ví dụ : Phản ứng giữa 2 cặp Ag+/Ag và Cu2+/Cu xảy ra theo chiều ion Ag+ oxi hoá Cu tạo ra ion Cu2+ và Ag. 2Ag+ + Cu Cu 2+ + 2Ag Chất oxi hoá mạnh Chất khử mạnh Chất oxi hoá yếu Chất khử yếu b. So sánh tính chất của các cặp oxi hoá - khử . Ví dụ : So sánh tính chất của hai cặp oxi hoá - khử Cu 2+/Cu và Ag+ /Ag, thực nghiệm cho thấy Cu tác dụng được với dung dịch muối Ag+ theo phương trình ion rút gọn : Cu + 2Ag+ Cu2+ + 2Ag (khử mạnh) (oxi hóa mạnh) (khử yếu) (oxi hóa yếu) Theo phương trình ta thấy : Tính khử : Cu > Ag; Tính oxi hóa : Ag+ > Cu2+ BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH 59. Trong cầu muối của pin điện hoá khi hoạt động, xảy ra sự di chuyển các A. ion. B. electron. C. nguyên tử kim loại. D. phân tử nước. 60. Trong pin điện hóa Zn – Cu, quá trình khử trong pin là : A. Zn2+ + 2e Zn. B. Cu Cu2+ + 2e. C. Cu2+ + 2e Cu. D. Zn Zn 2+ + 2e. 61. Trong pin điện hoá Zn – Cu, phản ứng hoá học nào xảy ra ở điện cực âm ? A. Cu Cu2+ + 2e.B. Cu 2+ + 2e Cu.C. Zn 2+ + 2e Zn.D. Zn Zn 2+ + 2e. 62. Trong pin điện hoá, sự oxi hoá A. chỉ xảy ra ở cực âm.B. chỉ xảy ra ở cực dương. C. xảy ra ở cực âm và cực dương. D. không xảy ra ở cực âm và cực dương. 63. Trong pin điện hoá Zn – Cu cặp chất nào sau đây phản ứng được với nhau ? A. Zn2+ + Cu2+. B. Zn 2+ + Cu.C. Zn + Cu 2+. D. Zn + Cu. 64. Cho các cặp oxi hoá - khử : Fe 2+/Fe, Zn2+/Zn, Cu2+/Cu, Pb2+/Pb. Có thể lập được bao nhiêu cặp pin điện hoá từ các cặp oxi hoá - khử trên ? A. 2. B. 3. C. 4. D. 6. 65. Pin điện hoá được tạo thành từ các cặp oxi hoá khử sau đây : Fe 2+/Fe và Pb2+/Pb ; Fe2+/Fe và Zn2+/Zn ; Fe2+/Fe và Sn2+/Sn ; Fe2+/Fe và Ni2+/Ni. Số trường hợp sắt đóng vai trò cực âm là : A. 4. B. 3. C. 2. D. 1. 66. Trong quá trình pin điện hoá Zn – Ag hoạt động, ta nhận thấy A. khối lượng của điện cực Zn tăng lên. B. khối lượng của điện cực Ag giảm. C. nồng độ của ion Zn2+ trong dung dịch tăng. D. nồng độ của ion Ag+ trong dung dịch tăng. 67. Trong quá trình hoạt động của pin điện hoá Cu – Ag, nồng độ của các ion trong dung dịch biến đổi như thế nào ? A. Nồng độ của ion Ag+ tăng dần và nồng độ của ion Cu2+ tăng dần. B. Nồng độ của ion Ag+ giảm dần và nồng độ của ion Cu2+ giảm dần. C. Nồng độ của ion Ag+ giảm dần và nồng độ của ion Cu2+ tăng dần. D. Nồng độ của ion Ag+ tăng dần và nồng độ của ion Cu2+ giảm dần. 68. Thứ tự một số cặp oxi hoá - khử trong dãy điện hoá (được sắp xếp theo chiều E o tăng dần) như sau : Fe2+/Fe ; Cu2+/Cu ; Fe3+/Fe2+. Cặp chất không phản ứng với nhau là : A. Fe và dung dịch CuCl2. B. Fe và dung dịch FeCl3. C. dung dịch FeCl2 và dung dịch CuCl2. D. Cu và dung dịch FeCl3. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 37
  38. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 69. Cho giá trị thế điện cực chuẩn của một số cặp oxi hóa - khử : Cặp oxi M2 X2 Y2 Z2 hóa/ khử M X Y Z Eo (V) 2,37 0,76 0,13 +0,34 Phản ứng nào sau đây xảy ra ? A. X + Z2+ X2+ + ZB. X + M 2+ X2+ + M C. Z + Y2+ Z 2+ + YD. Z + M 2+ Z2+ + M 70. Cho phản ứng hoá học : Zn + Sn 2+ Zn2+ + Sn. So sánh tính oxi hoá và tính khử của các chất và ion nào sau đây là đúng ? Tính oxi hoá Tính khử A Zn > Sn Sn2+ > Zn2+ B Zn Zn2+ Zn > Sn D Sn2+ Sn2+ > Fe2+ > Ni2+ > Zn2+. B. Sn2+ > Ni2+ > Zn2+ > Pb2+ > Fe2+. C. Zn2+ > Sn2+ > Ni2+ > Fe2+ > Pb2+. D. Pb2+ > Sn2+ > Ni2+ > Fe2+ > Zn2+. 72. Dãy các ion xếp theo chiều giảm dần tính oxi hoá là (biết trong dãy điện hóa, cặp Fe 3+/Fe2+ đứng trước cặp Ag+/Ag) : A. Ag+, Cu2+, Fe3+, Fe2+. B. Fe3+, Cu2+, Ag+, Fe2+. C. Ag+, Fe3+, Cu2+, Fe2+. D. Fe3+, Ag+, Cu2+, Fe2+. 73. Cho các phản ứng hóa học sau : Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu Cu + 2Fe3+ Cu2+ + 2Fe2+ Nhận xét nào sau đây sai ? A. Tính khử của Fe mạnh hơn Cu. B. Tính oxi hóa của Fe 3+ mạnh hơn Cu2+. C. Tính oxi hóa của Fe2+ yếu hơn Cu2+. D. Tính khử của Cu yếu hơn Fe 2+. 74. Fe tác dụng được với dung dịch CuCl2 tạo ra Cu và FeCl2. Cu tác dụng được với dung dịch FeCl3 tạo ra FeCl2 và CuCl2. Tính oxi hoá của các ion kim loại tăng theo chiều : A. Fe2+ < Cu2+ < Fe3+. B. Fe3+ < Cu2+ < Fe2+. C. Cu2+ < Fe3+ < Fe2+.D. Fe 3+ < Fe2+ < Cu2+. 75. Hai kim loại X, Y và các dung dịch muối clorua của chúng có các phản ứng hóa học sau: X + 2YCl3 XCl2 + 2YCl2 Y + XCl2 YCl2 + X Phát biểu đúng là : A. Ion Y2+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion X2+. B. Kim loại X khử được ion Y2+. C. Kim loại X có tính khử mạnh hơn kim loại Y. D. Ion Y3+ có tính oxi hóa mạnh hơn ion X2 +. 76. Cho các phản ứng xảy ra sau đây : (1) AgNO3 + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag↓ (2) Mn + 2HCl MnCl2 + H2↑ Dãy các ion được sắp xếp theo chiều tăng dần tính oxi hoá là : A. Mn2+, H+, Fe3+, Ag+. B. Ag+, Fe3+, H+, Mn2+. C. Ag+ , Mn2+, H+, Fe3+. D. Mn2+, H+, Ag+, Fe3+. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 38
  39. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 77. Cho các phản ứng sau : Fe + 2Fe(NO3)3 3Fe(NO3)2 AgNO3 + Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 + Ag Dãy sắp xếp theo thứ tự tăng dần tính oxi hóa các ion kim loại là : A. Ag+, Fe2+, Fe3+. B. Fe2+, Fe3+, Ag+.C. Fe 2+, Ag+, Fe3+.D. Ag +, Fe3+, Fe2+. 78. Cho biết các phản ứng xảy ra sau : 2FeBr2 + Br2 2FeBr3 2NaBr + Cl2 2NaCl + Br2 Phát biểu đúng là : - - A. Tính khử của Cl mạnh hơn của Br . B. Tính oxi hóa của Br2 mạnh hơn của Cl2. - 2+ 3+ C. Tính khử của Br mạnh hơn của Fe . D. Tính oxi hóa của Cl2 mạnh hơn của Fe . o o o o 79. Cho suất điện động chuẩn E của các pin điện hoá : E (Cu - X) = 0,46V ; E (Y - Cu) = 1,1V ; E (Z - Cu) = 0,47V (X, Y, Z là ba kim loại). Dãy các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính khử từ trái sang phải là : A. Z, Y, Cu, X. B. X, Cu, Z, Y. C. Y, Z, Cu, X. D. X, Cu, Y, Z. o o o o 80. Cho suất điện động chuẩn E của các pin điện hoá : E (Ni - X) = 0,12V ; E (Y - Ni) = 0,02V ; E (Ni - Z) = 0,60V (X, Y, Z là ba kim loại). Dãy các kim loại xếp theo chiều giảm dần tính khử từ trái sang phải là : A. Y, Ni, Z, X. B. Z, Y, Ni, X. C. X, Z, Ni, Y. D. Y, Ni, X, Z. 81. Khối lượng thanh sắt giảm đi trong trường hợp nhúng vào dung dịch nào sau đây ? A. Fe2(SO4)3.B. CuSO 4. C. AgNO3.D. MgCl 2. 82. Ngâm bột Fe vào các dung dịch muối riêng biệt Fe 3+, Zn2+, Cu2+, Pb2+, Mg2+, Ag+. Số phản ứng xảy ra là : A. 4. B. 5. C. 3. D. 6. 83. Trong các kim loại dưới đây có bao nhiêu kim loại có thể khử Fe 3+ trong dung dịch thành Fe : Zn, Na, Cu, Al, Fe, Ca, Mg, Ni ? A. 2. B. 3. C. 4.D. 6. 84. Trong các kim loại dưới đây có bao nhiêu kim loại chỉ có thể khử Fe3+ trong dung dịch thành Fe2+ : Zn, Na, Cu, Al, Fe, Ca, Mg, Ni ? A. 2. B. 3. C. 4.D. 6. 85. Cho ba kim loại Al, Fe, Cu và sáu dung dịch muối riêng biệt là Ni(NO3)2, AgNO3, Cu(NO3)2, Zn(NO3)2, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3. Cho các chất phản ứng với nhau theo từng cặp, số phản ứng xảy ra là : A. 11. B. 12. C. 13. D. 14. 86. Hoà tan hoàn toàn 3 kim loại Zn, Fe, Cu bằng dung dịch HNO 3 loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn không tan là Cu. Phần dung dịch sau phản ứng chứa chất tan nào ? A. Zn(NO3)2 ; Fe(NO3)3. B. Zn(NO3)2 ; Fe(NO3)2. 87. C. Zn(NO3)2 ; Fe(NO3)3 ; Cu(NO3)2. D. Zn(NO3)2 ; Fe(NO3)2 ; Cu(NO3)2. 88. Cho hỗn hợp bột Mg và Zn vào dung dịch chứa Cu(NO 3)2 và AgNO3. Sau phản ứng thu được 2 kim loại, dung dịch gồm 3 muối là : A. Zn(NO3)2, AgNO3 và Mg(NO3)2.B. Mg(NO 3)2, Cu(NO3)2 và AgNO3. C. Mg(NO3)2, Zn(NO3)2 và Cu(NO3)2. D. Zn(NO3)2, Cu(NO3)2 và AgNO3. 89. Cho hỗn hợp gồm Fe và Zn vào dung dịch AgNO 3 đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y chỉ có 1 kim loại. Hai muối trong X là : A. Fe(NO3)3 và Zn(NO3)2. B. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)2. C. AgNO3 và Zn(NO3)2. D. A hoặc B. 90. Cho hỗn hợp gồm Fe và Zn vào dung dịch AgNO 3 đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X gồm hai muối và chất rắn Y gồm hai kim loại. Hai muối trong X là : A. Zn(NO3)2 và Fe(NO3)2.B. Fe(NO 3)3 và Zn(NO3)2. C. Fe(NO3)2 và AgNO3.D. AgNO 3 và Zn(NO3)2. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 39
  40. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 91. Hỗn hợp bột gồm Fe, Cu, Ag, Al hoá chất duy nhất dùng tách Ag sao cho khối lượng không đổi là : A. AgNO3. B. Fe(NO3)2.C. Fe(NO 3)3.D. HNO 3 loãng. 92. : Khẳng định nào sau đây là đúng ? (1) Cu có thể tan trong dung dịch Fe2(SO4)3. (2) Hỗn hợp gồm Cu, Fe 2O3 Fe3O4 trong đó số mol Cu bằng tổng số mol Fe 2O3 và Fe3O4 có thể tan hết trong dung dịch HCl dư. (3) Dung dịch AgNO3 không tác dụng được với dung dịch Fe(NO3)2. - 2+ 3+ 2+ (4) Cặp oxi hóa khử MnO4 /Mn có thế điện cực lớn hơn cặp Fe /Fe . A. Tất cả đều đúng. B. (1), (2), (4). C. (1), (2). D. (1), (3). B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI ● Sử dụng phương pháp bảo toàn electron Dạng 1: Một kim loại tác dụng với 1 dung dịch muối Ví dụ 1: Cho m gam Mg vào dung dịch chứa 0,12 mol FeCl 3. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 gam chất rắn. Giá trị của m là : A. 2,88. B. 2,16. C. 4,32. D. 5,04. Hướng dẫn giải Khi cho Mg vào dung dịch muối Fe3+, đầu tiên Mg khử Fe3+ thành Fe2+, sau đó Mg khử Fe2+ về Fe. Vậy phản ứng (1) xảy ra xong sau đó mới đến phản ứng (2). Giả sử tất cả lượng Fe 2+ chuyển hết thành Fe thì khối lượng sắt tạo thành là 6,72 gam. Trên thực tế khối lượng chất rắn thu được chỉ là 3,36 gam, suy ra Fe 2+ chưa phản ứng hết, Mg đã phản ứng hết, 3,36 gam chất rắn là Fe tạo thành. Phương trình phản ứng : Mg + 2Fe3+ Mg2+ + 2Fe2+ (1) mol: 0,06  0,12 0,06 0,12 Mg + Fe2+ Mg2+ + Fe (2) mol: 0,06  0,06  0,06  0,06 Căn cứ vào (1) và (2) suy ra : nMg 0,12 mol mMg 0,12.24 2,88 gam. Ví dụ 2: Cho 100 ml dung dịch FeCl2 1,2M tác dụng với 200 ml dung dịch AgNO3 2M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là : A. 12,96. B. 34,44. C. 47,4. D. 30,18. Hướng dẫn giải Theo giả thiết ta có : n 0,1.1,2 0,12 mol n 2 0,12 mol, n 0,24 mol. FeCl2 Fe Cl n 0,2.2 0,4 mol n 0,4 mol. AgNO3 Ag Phương trình phản ứng : Ag+ + Cl- AgCl  (1) mol: 0,24  0,24 0,24 Ag+ + Fe2+ Ag  + Fe3+ (2) mol: 0,12  0,12 0,12 Theo phương trình phản ứng ta thấy kết tủa thu được là Ag và AgCl. m m(Ag AgCl) 0,24.143,5 0,12.108 47,4 gam. ● Lưu ý : Trong dung dịch, thứ tự xảy ra phản ứng là : + Phản ứng trao đổi. + Phản ứng oxi hóa - khử. Ở bài trên nếu ở (1) Ag+ hết thì phản ứng (2) không xảy ra. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 40
  41. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC ● Sử phương pháp tăng giảm khối lượng Ví dụ 3: Ngâm một thanh đồng có khối lượng 15 gam trong 340 gam dung dịch AgNO 3 6%. Sau một thời gian lấy vật ra thấy khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 25%. Khối lượng của vật sau phản ứng là : A. 3,24 gam.B. 2,28 gam. C. 17,28 gam.D. 24,12 gam. Hướng dẫn giải 340.6 n = = 0,12 mol. AgNO3 (b ®) 170.100 25 n = 0,12. = 0,03 mol. AgNO3 (p­) 100 Phương trình phản ứng : Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag mol : 0,015  0,03 0,03 mvật sau phản ứng = mthanh đồng ban đầu + mAg (sinh ra) mCu (phản ứng) = 15 + 108.0,03 64.0,015 = 17,28 gam. 2+ Ví dụ 4: Nhúng thanh kẽm vào dung dịch chứa 8,32 gam CdSO4. Sau khi khử hoàn toàn ion Cd khối lượng thanh kẽm tăng 2,35% so với ban đầu. Khối lượng thanh kẽm ban đầu là : A. 60 gam.B. 70 gam.C. 80 gam.D. 90 gam. Hướng dẫn giải 2,35a Gọi khối lượng thanh kẽm ban đầu là a gam thì khối lượng tăng thêm là gam. 100 Phương trình phản ứng : Zn + CdSO4 ZnSO4 + Cd (1) mol : 0,04  0,04 0,04 2,35a Theo giả thiết và (1) ta có : 0,04.112 – 0,04.65 = a = 80 gam. 100 Ví dụ 5: Cho m gam bột Zn vào 500 ml dung dịch Fe2(SO4)3 0,24M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng dung dịch tăng thêm 9,6 gam so với khối lượng dung dịch ban đầu. Giá trị của m là : A.32,50.B. 20,80.C. 29,25.D. 48,75. Hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : 3+ 2+ 2+ 2Fe + Zn 2Fe + Zn mol: 0,24 0,12 0,24 0,12 2+ 2+ Fe + Zn Fe + Zn mol: x x x x Vì trước và sau phản ứng tổng khối lượng không đổi nên sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng 9,6 gam thì khối lượng kim loại giảm 9,6 gam. Theo phương trình ta thấy : Khối lượng kim loại giảm = mZn phản ứng - mFe sinh ra = (0,12+x)65 – 56x = 9,6 x= 0,2 Vậy mZn = (0,2 + 0,12).65 = 20,8 gam. Ví dụ 6: Nhúng một thanh kẽm và một thanh sắt vào cùng một dung dịch CuSO 4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra thấy trong dung dịch còn lại có nồng độ mol ZnSO 4 bằng 2,5 lần nồng độ mol FeSO 4. Mặt khác, khối lượng dung dịch giảm 2,2 gam. Khối lượng đồng bám lên thanh kẽm và bám lên thanh sắt lần lượt là : A. 12,8 gam; 32 gam.B. 64 gam; 25,6 gam. C. 32 gam; 12,8 gam.D. 25,6 gam; 64 gam. Hướng dẫn giải Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 41
  42. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC Vì trong cùng dung dịch sau phản ứng [ZnSO ] = 2,5[FeSO ] nên suy ra n 2,5n . 4 4 ZnSO4 FeSO4 Đặt n x mol ; n 2,5x mol . FeSO4 ZnSO4 Phương trình phản ứng hóa học : Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu (1) mol : 2,5x  2,5x  2,5x 2,5x Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2) mol : x  x  x x Ta nhận thấy độ giảm khối lượng của dung dịch bằng độ tăng khối lượng của kim loại. Do đó : mCu (sinh ra) mZn (phản ứng) mFe (phản ứng) = 2,2 64.(2,5x + x) 65.2,5x 56x = 2,2 x = 0,4 mol. Vậy : mCu (bám lên thanh kẽm) = 64.2,5.0,4 = 64 gam ; mCu (bám lên thanh sắt) = 64.0,4 = 25,6 gam. Ví dụ 7: Cho a mol kim loại Mg vào dung dịch hỗn hợp chứa b mol CuSO 4 và c mol FeSO4. Kết thúc phản ứng dung dịch thu được chứa 2 muối. Xác định điều kiện phù hợp cho kết quả trên. A. a b. B. b a Fe2+. Thứ tự phản ứng : Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu (1) Mg + Fe2+ Mg2+ + Fe (2) Theo giả thiết, sau phản ứng thu được dung dịch chứa 2 muối, suy ra hai muối là Mg2+ và Fe2+. Vì trong dung dịch có muối Fe2+ nên số mol electron mà Mg nhường nhỏ hơn số mol electron mà Cu2+ và Fe2+ nhận, suy ra : 2n 2n 2.n a b c (*). Mg Cu2 Fe2 Dung dịch sau phản ứng chứa Mg 2+ và Fe2+ nên (1) đã xảy ra hoàn toàn, (2) có thể xảy ra hoặc chưa xảy ra, nên số mol electron mà Mg nhường lớn hơn hoặc bằng số mol electron mà Cu 2+ nhận, suy ra : 2n 2n a b ( ) Mg Cu2 Vậy b a < b +c. Ví dụ 8: Cho 3,78 gam bột Al phản ứng vừa đủ với dung dịch muối XCl 3 tạo thành dung dịch Y. Khối lượng chất tan trong dung dịch Y giảm 4,06 gam so với dung dịch XCl3. Công thức của muối XCl3 là : A. FeCl3.B. AlCl 3.C. CrCl 3.D. Không xác định. Hướng dẫn giải 3,18 n 0,14 mol . Al 27 Phương trình phản ứng : Al + XCl3 AlCl3 + X (1) mol : 0,14 0,14 0,14 Theo (1) và giả thiết ta có : (X + 35,5.3).0,14 – 133,5.0,14 = 4,06 X = 56. Vậy kim loại X là Fe và muối FeCl3. Ví dụ 9: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch CuSO 4 dư. Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam. Cũng thanh graphit này nếu được nhúng vào dung dịch AgNO3 dư thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam. Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây ? A. Pb.B. Cd.C. Al.D. Sn. Hướng dẫn giải Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 42
  43. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC Đặt kim loại hóa trị (II) là M với số mol là x mol. Phương trình phản ứng hóa học : M + CuSO4 MSO4 + Cu (1) mol : x x x x Theo (1) và giả thiết ta có : Mx – 64x = 0,24 (*) M + 2AgNO3 M(NO3)2 + 2Ag (2) mol : x 2x x 2x Theo (2) và giả thiết ta có : 108.2x – Mx = 0,52 ( ) Lấy (*) chia cho ( ) ta được phương trình một ẩn M, từ đó suy ra M = 112 (Cd). Ví dụ 10: Nhúng thanh kim loại M hoá trị 2 vào dung dịch CuSO 4, sau một thời gian lấy thanh kim loại ra thấy khối lượng giảm 0,05%. Mặt khác nhúng thanh kim loại trên vào dung dịch Pb(NO 3)2, sau một thời gian thấy khối lượng tăng 7,1%. Xác định M, biết rằng số mol CuSO 4 và Pb(NO3)2 tham gia ở 2 trường hợp như nhau. A. Al.B. Zn.C. Mg.D. Fe. Hướng dẫn giải Gọi m là khối lượng thanh kim loại, M là nguyên tử khối của kim loại, x là số mol muối phản ứng. Phương trình phản ứng hóa học : M + CuSO4 MSO4 + Cu (1) mol : x  x x 0,05.m Theo (1) và giả thiết ta có : Mx – 64x = (*) 100 M + Pb(NO3)2 M(NO3)2 + Pb (2) mol : x  x x 7,1.m Theo (2) và giả thiết ta có : 207x – Mx = ( ) 100 Lấy (*) chia cho ( ) ta được phương trình một ẩn M, từ đó suy ra M = 65 (Zn). 1. Cho hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch axit H 2SO4 đặc, nóng đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và một phần Fe không tan. Chất tan có trong dung dịch Y là A. MgSO4 và Fe2(SO4)3. B. MgSO 4. C. MgSO4 và FeSO4. D. MgSO 4, Fe2(SO4)3 và FeSO4. 2. Cho 200 ml dung dịch AgNO3 1M tác dụng với 100 ml dung dịch FeCl 2 0,1 M thu được khối lượng kết tủa là : A. 3,95 gam. B. 2,87 gam. C. 23,31 gam. D. 28,7 gam. 3. Hoà tan hoàn toàn 24,4 gam hỗn hợp gồm FeCl2 và NaCl (có tỉ lệ số mol tương ứng 1 : 2) vào một lượng nước (dư), thu được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO3 (dư) vào dung dịch X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra m gam chất rắn. Giá trị của m là : A. 68,2.B. 28,7.C. 10,8.D. 57,4. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 43
  44. Tài liệu ôn thi THPT Quốc Gia Tổ: HÓA HỌC 4. Cho 100 ml dung dịch AgNO3 2a mol/l vào 100 ml dung dịch Fe(NO3)2 a mol/l. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 8,64 gam chất rắn và dung dịch X. Cho dung dịch HCl dư vào X thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 11,48.B. 14,35.C. 17,22.D. 22,96. 5. Cho m gam bột Cu vào 400 ml dung dịch AgNO3 0,2M, sau một thời gian phản ứng thu được 7,76 gam hỗn hợp chất rắn X và dung dịch Y. Lọc tách X, rồi thêm 5,85 gam bột Zn vào Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 10,53 gam chất rắn Z. Giá trị của m là : A. 3,84.B. 6,40. C. 5,12.D. 5,76. Dạng 2: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp muối. Ví dụ 1: Cho 2,8 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch gồm AgNO 3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M; khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn X. Giá trị của m là : A. 4,72.B. 4,08.C. 4,48.D. 3,20. Hướng dẫn giải Số mol electron do Fe nhường 2nFe 0,1 mol. Số mol electron do Ag+ và Cu2+ nhận n 2n = 0,02 + 0,1 = 0,12 mol. Ag Cu2 Như vậy n 2n n 2n . Do đó Ag+, Fe phản ứng hết, Cu2+ dư. Ag Fe Ag Cu2 0,12 0,1 n 0,01 mol n n 0,04 mol. Cu2 dö 2 Cu2 pö Cu Khối lượng chất rắn = mAg mCu 0,02.108 + 0,04.64 = 4,72 gam. Ví dụ 2: Cho m gam bột Zn vào 500 ml dung dịch chứa CuCl 2 0,4M và FeSO4 0,4M.Sau một thời gian thu được dung dịch X và hỗn hợp chất rắn nặng 25 gam. Lọc tách chất rắn rồi cho 14,4 gam Mg vào dung dịch X. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có 29,8 gam chất rắn xuất hiện. Giá trị của m là: A. 32,0 B. 27,3 C. 26,0 D. 28,6 Cl : 0,4 Hệ kín của chúng ta gồm Mg > Zn > Fe > Cu và 2 SO4 : 0,2 2+ Theo bài ta có →nM gPhần 0,6 điện tích âm sẽ thuộc toàn bộ về Mg BTDT  n 2 0,4(mol) Mg BTKL3 kim lo¹i m 0,2.64 0,2.56 14,4 25 29,8 0,4.24  m 26 6. Cho 0,3 mol magie vào 100 ml dung dịch hỗn hợp chứa Fe(NO 3)3 2M và Cu(NO3)2 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng kim loại thu được là : A. 12 gam. B. 11,2 gam C. 13,87 gam. D. 16,6 gam. 7. Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 3 0,1M và Cu(NO3)2 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và m gam chất rắn Y. Giá trị của m là : A. 2,80.B. 4,08.C. 2,16. D. 0,64. Chuyên đề 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Trang 44